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JP2007118207A - Laminate processing method - Google Patents

Laminate processing method
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JP2007118207A
JP2007118207AJP2005309432AJP2005309432AJP2007118207AJP 2007118207 AJP2007118207 AJP 2007118207AJP 2005309432 AJP2005309432 AJP 2005309432AJP 2005309432 AJP2005309432 AJP 2005309432AJP 2007118207 AJP2007118207 AJP 2007118207A
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JP
Japan
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substrate
laser beam
laminated body
laminate
processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005309432A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Yamazaki
豊 山崎
Kazunari Umetsu
一成 梅津
Yasunobu Kuroki
泰宣 黒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson CorpfiledCriticalSeiko Epson Corp
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Abstract

Translated fromJapanese

【課題】積層体を構成する基板の材料が異なっていても、積層体を簡単に切断・分割する
ことが可能な積層体の加工方法を提供する。
【解決手段】積層体Pの加工方法は、複数の基板で構成された積層体Pの加工方法であっ
て、積層体Pには第1基板としての基板P1と、この基板P1と積層された第2基板とし
ての基板P2とを備えている。基板P1にレーザ光5を照射させて、材料変質部7を形成
する工程と、積層体Pに応力Fを加えて分割片Qを形成する工程と、を備えている。
【選択図】図2
Provided is a method for processing a laminated body, which can easily cut and divide the laminated body even if the materials of substrates constituting the laminated body are different.
A processing method of a laminated body P is a processing method of a laminated body P composed of a plurality of substrates. The laminated body P includes a substrate P1 as a first substrate, and the substrate P1 laminated with the substrate P1. And a substrate P2 as a second substrate. The substrate P1 is irradiated with the laser beam 5 to form the material altered portion 7, and the step of applying the stress F to the stacked body P to form the segment Q is provided.
[Selection] Figure 2

Description

Translated fromJapanese

本発明は、積層体の加工方法に関する。  The present invention relates to a method for processing a laminate.

従来、シリコン単結晶基板を分割する場合、基板にレーザ光を照射させて、基板内部に
多光子吸収による改質領域部を形成し、基板の外部から応力を加えて、基板を切断・分割
する方法があった。
Conventionally, when dividing a silicon single crystal substrate, the substrate is irradiated with laser light to form a modified region portion by multiphoton absorption inside the substrate, and stress is applied from the outside of the substrate to cut and divide the substrate. There was a way.

例えば特許文献1に開示されているように、表面に電子デバイスまたは電極パターンが
形成されていて、しかも、裏面に粘着シートが貼り付けられている基板の場合、粘着シー
トに対して透過性を有するレーザ光を基板の裏面から入射させて、基板の切断予定ライン
に沿ってレーザ光を照射させて、基板の内部に多光子吸収による改質領域部を形成する方
法が提案されていた。また、特許文献2に開示されているように、基板(加工対象物)の
切断予定ラインに沿ってレーザ光を照射させて、基板の内部に多光子吸収による改質領域
部を形成し、かつ、レーザ光の集光点の位置を変えることにより、多光子吸収による改質
領域部を入射方向に沿って並ぶように形成する方法も提案されていた。
For example, as disclosed in Patent Document 1, in the case of a substrate in which an electronic device or an electrode pattern is formed on the front surface and an adhesive sheet is attached to the back surface, the substrate has transparency to the adhesive sheet. A method has been proposed in which a laser beam is incident from the back surface of a substrate and irradiated with a laser beam along a planned cutting line of the substrate to form a modified region portion by multiphoton absorption inside the substrate. Further, as disclosed in Patent Document 2, a modified region portion by multiphoton absorption is formed inside the substrate by irradiating a laser beam along a planned cutting line of the substrate (processing object), and There has also been proposed a method of forming the modified region portion by multiphoton absorption so as to be aligned along the incident direction by changing the position of the condensing point of the laser beam.

特開2002−192367号公報JP 2002-192367 A特開2002−205180号公報JP 2002-205180 A

ところが、これらの方法では、複数の基板を積層させた積層体の場合、積層体を構成す
る基板の材料が異なっていると、積層体に照射されたレーザ光は、基板の屈折率の違いに
よる影響で所定の方向とは別な方向に屈折してしまうことになる。そして、積層体に照射
されたレーザ光は、積層体の所定の領域に集光することができなくなってしまう。積層体
の所定の領域にレーザ光を集光させることができないと、積層体に改質領域部を形成する
ことが困難となる。結果的に、積層体を構成する基板の材料が異なっていると、2種類の
レーザ光が必要になり、装置が高価になる。また、積層体において、接合した相手の基板
までレーザ加工を行った場合、基板のクラック片が脱落して異物となることが懸念されて
いた。
However, in these methods, in the case of a laminated body in which a plurality of substrates are laminated, if the materials of the substrates constituting the laminated body are different, the laser light irradiated on the laminated body depends on the difference in the refractive index of the substrate. Due to the influence, the light is refracted in a direction different from the predetermined direction. And the laser beam irradiated to the laminated body cannot be condensed on a predetermined region of the laminated body. If the laser beam cannot be focused on a predetermined region of the laminate, it is difficult to form a modified region portion in the laminate. As a result, if the materials of the substrates constituting the laminate are different, two types of laser beams are required, and the apparatus becomes expensive. Moreover, in the laminated body, when laser processing is performed up to the bonded counterpart substrate, there is a concern that the crack piece of the substrate may drop off and become a foreign substance.

本発明の目的は、積層体を構成する基板の材料が異なっていても、積層体を簡単に切断
・分割することが可能な積層体の加工方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for processing a laminate that can easily cut and divide the laminate even if the materials of the substrates constituting the laminate are different.

本発明の積層体の加工方法は、複数の基板からなる積層体の加工方法であって、前記積
層体には第1基板と、前記第1基板が積層された第2基板とを備え、前記第1基板にレー
ザ光を照射させて、材料変質部を形成する工程と、前記積層体に応力を加えて、分割片を
形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
A method for processing a laminate according to the present invention is a method for processing a laminate including a plurality of substrates, and the laminate includes a first substrate and a second substrate on which the first substrate is stacked, The method includes a step of irradiating the first substrate with a laser beam to form a material-modified portion, and a step of applying a stress to the stacked body to form a divided piece.

この発明によれば、積層体を構成する第1基板と第2基板とが異種材料であっても、第
1基板にレーザ光を照射させて第1基板に材料変質部を形成することができる。そこで、
積層体に外部から応力を加えることで、材料変質部に沿って第1基板を切断することがで
きる。そして、第1基板に形成された材料変質部に沿って第2基板側に応力が伝播される
ことで、第2基板に微小なクラックを生じさせることができ、この微小なクラックに沿っ
て第2基板を切断することができる。したがって、分割片を形成することが簡単にできる
。しかも、切断部分が、きれいに切断されるので、切断・分割時に発生する恐れのある異
物を抑制することができる。また、使用するレーザ光が、一つで済むので、二つのレーザ
光を用いたレーザ光照射装置に比べて、装置の小型化を図ることができる。
According to this invention, even if the first substrate and the second substrate constituting the laminated body are made of different materials, the first substrate can be irradiated with the laser light to form the material altered portion on the first substrate. . Therefore,
By applying a stress to the laminated body from the outside, the first substrate can be cut along the material altered portion. Then, the stress is propagated to the second substrate side along the material altered portion formed in the first substrate, so that a minute crack can be generated in the second substrate, and the second crack is formed along the minute crack. Two substrates can be cut. Therefore, it is possible to easily form the divided pieces. In addition, since the cut portion is cut cleanly, it is possible to suppress foreign matters that may be generated during cutting / dividing. Further, since only one laser beam is used, the apparatus can be reduced in size as compared with a laser beam irradiation apparatus using two laser beams.

本発明の積層体の加工方法は、前記第1基板は、シリコン単結晶からなる材料で構成さ
れており、前記材料変質部を形成する工程では、前記第1基板に前記レーザ光を集光素子
で集光して照射させて、前記材料変質部を形成することが望ましい。
In the laminate processing method of the present invention, the first substrate is made of a material made of silicon single crystal, and in the step of forming the material altered portion, the laser beam is focused on the first substrate. It is desirable to form the material-affected portion by condensing and irradiating the material.

この発明によれば、第1基板にレーザ光を集光素子で集光して照射させると、第1基板
がシリコン材料であるから、レーザ光が、シリコン材料に透過性を有しているので、第1
基板に材料変質部を形成することが簡単にできる。
According to the present invention, when the first substrate is irradiated with the laser beam condensed by the condensing element, since the first substrate is made of the silicon material, the laser beam has transparency to the silicon material. , First
It is possible to easily form the material altered portion on the substrate.

本発明の積層体の加工方法は、前記材料変質部を形成する工程では、前記レーザ光は、
YAGレーザであり、前記YAGレーザの基本波を照射させて、前記材料変質部を形成す
ることが望ましい。
In the method for processing a laminate according to the present invention, in the step of forming the material-affected portion, the laser beam is:
It is a YAG laser, and it is desirable to form the material altered portion by irradiating the fundamental wave of the YAG laser.

この発明によれば、YAGレーザの基本波を第1基板に照射させると、YAGレーザの
基本波が、第1基板に透過性を有しているので、第1基板の所定の位置に材料変質部を形
成することが簡単にできる。
According to the present invention, when the fundamental wave of the YAG laser is irradiated onto the first substrate, the fundamental wave of the YAG laser has transparency to the first substrate, so that the material alteration occurs at a predetermined position of the first substrate. The part can be formed easily.

本発明の積層体の加工方法は、前記分割片を形成する工程では、前記第2基板側から応
力を加えて分割片を形成することが望ましい。
In the method for processing a laminated body according to the present invention, in the step of forming the divided pieces, it is desirable to form the divided pieces by applying stress from the second substrate side.

この発明によれば、第2基板側から応力を加えるだけで積層体を簡単に切断・分割する
ことができるので、分割片を形成することが簡単にできる。
According to the present invention, the laminate can be cut and divided simply by applying a stress from the second substrate side, so that the divided pieces can be easily formed.

以下、本発明の積層体の加工方法について実施形態を挙げ、添付図面に沿って詳細に説
明する。なお、本発明の特徴的な加工方法について説明する前に、積層体、材料変質部の
形成方法、について説明する。
<積層体>
Hereinafter, embodiments of the method for processing a laminate according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Before describing the characteristic processing method of the present invention, a laminate and a method for forming a material altered portion will be described.
<Laminated body>

本発明に用いうる基体として、シリコンウエハー、石英ガラス、ガラス、など各種のも
のを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電
体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも、基体として用いてもよい。ここでは
基体材料としてシリコンとガラスとが積層された積層体を用いた。
<材料変質部の形成方法>
Various substrates such as a silicon wafer, quartz glass, and glass can be used as the substrate that can be used in the present invention. In addition, a substrate in which a semiconductor film, a metal film, a dielectric film, an organic film, or the like is formed as a base layer on the surface of these various material substrates may be used as a substrate. Here, a laminated body in which silicon and glass are laminated is used as a base material.
<Formation method of material alteration part>

レーザ光を照射して基板に材料変質部を形成する方法について説明する。  A method for forming a material altered portion on a substrate by irradiating laser light will be described.

図1は、レーザ光による改質層としての材料変質部の形成方法を説明するための図であ
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of forming a material-modified part as a modified layer by laser light.

図1において、基板4の内部にレーザ光5を集光して照射させて、スキャン方向X(分
割方向)に、レーザ光5をスキャンする。レーザ光5は集光素子としてのレンズ6で集光
されているから、基板4の内部に焦点を合わせることができる。スキャン方向X(分割方
向)に、レーザ光5をスキャンさせると、基板4の内部に材料変質部7を形成できる。な
お、レーザ光5のスキャン方向Xにおける移動速度は、100mm/secである。基板
4の厚さは約200μmである。
In FIG. 1, thelaser beam 5 is condensed and irradiated inside the substrate 4, and thelaser beam 5 is scanned in the scanning direction X (dividing direction). Since thelaser beam 5 is condensed by thelens 6 as a condensing element, thelaser beam 5 can be focused on the inside of the substrate 4. When thelaser beam 5 is scanned in the scanning direction X (division direction), the material-affectedportion 7 can be formed inside the substrate 4. The moving speed of thelaser beam 5 in the scanning direction X is 100 mm / sec. The thickness of the substrate 4 is about 200 μm.

また、レーザ光5を1回スキャンさせるだけでは、改質層としての材料変質部7のでき
る量が数十μmであるので、基板4の深さ方向全域に材料変質部7を形成するためには、
レーザ光5を何回かスキャン方向X(分割方向)にスキャンさせる必要がある。そして、
レーザ光5をスキャンさせるごとに、集光素子としてのレンズ6の焦点位置を基板4の下
面から上面に向かって上昇させる。基板4の下面から上面に向けてレーザ光5の焦点位置
を上昇させるのは、形成された材料変質部7にレーザ光5の光が散乱することなく基板4
内部にレーザ光5を集光させて照射させるためである。
Further, since the amount of the material alteredportion 7 as the modified layer can be several tens of μm only by scanning thelaser beam 5 once, in order to form the material alteredportion 7 in the entire depth direction of the substrate 4. Is
It is necessary to scan thelaser beam 5 several times in the scanning direction X (division direction). And
Each time thelaser beam 5 is scanned, the focal position of thelens 6 as a condensing element is raised from the lower surface of the substrate 4 toward the upper surface. The reason why the focal position of thelaser beam 5 is raised from the lower surface to the upper surface of the substrate 4 is that the light of thelaser beam 5 is not scattered in the formed material alteredportion 7.
This is because thelaser beam 5 is condensed inside and irradiated.

(実施形態)
本実施形態では、異種材料で構成された積層体において、積層体の片面からレーザ光を
照射させて、積層体の一部に材料変質部を形成し、積層体に応力を加えて分割片を形成す
る加工方法について説明する。
(Embodiment)
In the present embodiment, in a laminated body made of different materials, a laser beam is irradiated from one side of the laminated body to form a material altered portion in a part of the laminated body, and stress is applied to the laminated body to divide the divided pieces. A processing method to be formed will be described.

図2は、本実施形態における積層体を分割する方法を示す図であり、同図(a)は、材
料変質部の形成過程の初期状態を示す図であり、同図(b)は、完了状態を示す図であり
、同図(c)は、分割片を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a method of dividing the laminate in the present embodiment, where FIG. 2 (a) is a view showing an initial state of the formation process of the material altered portion, and FIG. 2 (b) is completed. It is a figure which shows a state, The figure (c) is a figure which shows a division | segmentation piece.

図2(a)に示すように、積層体Pは、第1基板としての基板P1、第2基板としての
基板P2とで構成されている。基板P1は、その材料がシリコンであり、基板P2は、そ
の材料がパイレックス(登録商標)ガラスである。基板P1の厚さを約180μm、基板
P2の厚さを約1mmである。これら基板P1と、基板P2と、の貼り合わせには陽極接
合法を採用した。なお、陽極接合法を行う場合、基板P1(シリコン)側に+、基板P2
(パイレックス(登録商標)ガラス)側に−の電圧(約800V)を印加する。このとき
、基板P2(パイレックス(登録商標)ガラス)側は、約400℃に加温しておく。陽極
接合法で接合される基板P2は、材料がパイレックス(登録商標)ガラスであるので、基
板P1との界面側に酸素イオンが集まりやすく、界面側とは反対の面にはNaイオンが集
まりやすい傾向になる。このようにシリコン材料とガラス材料との陽極接合法では、基板
P2(パイレックス(登録商標)ガラス)の組成が変化しやすい。このようにして、シリ
コン材料と酸素イオンとの化学結合によって、基板P1(シリコン)と基板P2(パイレ
ックス(登録商標)ガラス)とを結晶レベル(原子レベル)で結合させることができる。
なお、基板P1と、基板P2とを貼り合わせる方法として、陽極接合法にこだわることは
なく、その他の方法を採用してもかまわない。例えば三菱重工(株)開発の常温でのウエ
ハー接合装置を使用して接合する方法もある。この接合方法では、基板表面上に、真空中
でアルゴンなどの原子ビームを照射して、基板表面の不純物を除去すると、清浄化された
材料表面の原子それぞれに結合の手が現れる。この結合の手が現れた材料の表面に、同じ
ように活性化して結合の手が出たもう一つの材料を押し当てると、双方の手が結び合って
一つの物質のように強く結合する。このようにして強固に接合された積層体Pを使用して
もよい。
As shown in FIG. 2A, the stacked body P includes a substrate P1 as a first substrate and a substrate P2 as a second substrate. The material of the substrate P1 is silicon, and the material of the substrate P2 is Pyrex (registered trademark) glass. The thickness of the substrate P1 is about 180 μm, and the thickness of the substrate P2 is about 1 mm. An anodic bonding method was used for bonding the substrate P1 and the substrate P2. In the case of performing the anodic bonding method, + on the substrate P1 (silicon) side, and the substrate P2
A negative voltage (about 800 V) is applied to the (Pyrex (registered trademark) glass) side. At this time, the substrate P2 (Pyrex (registered trademark) glass) side is heated to about 400 ° C. Since the substrate P2 bonded by the anodic bonding method is made of Pyrex (registered trademark) glass, oxygen ions tend to collect on the interface side with the substrate P1, and Na ions tend to collect on the surface opposite to the interface side. Become a trend. Thus, in the anodic bonding method between the silicon material and the glass material, the composition of the substrate P2 (Pyrex (registered trademark) glass) is likely to change. In this way, the substrate P1 (silicon) and the substrate P2 (Pyrex (registered trademark) glass) can be bonded at the crystal level (atomic level) by chemical bonding between the silicon material and oxygen ions.
In addition, as a method of bonding the substrate P1 and the substrate P2, the anodic bonding method is not particular and other methods may be adopted. For example, there is a method of bonding using a wafer bonding apparatus at room temperature developed by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. In this bonding method, when the substrate surface is irradiated with an atomic beam such as argon in a vacuum to remove impurities on the substrate surface, a bond appears in each atom on the cleaned material surface. When another material that has been activated in the same way and has a binding hand pressed against the surface of the material in which the binding hand appears, both hands are joined together and strongly bond like one substance. The laminate P thus firmly bonded may be used.

レーザ光5は、集光素子としてのレンズ6で集光され、集光素子としてのレンズ6で集
光されたレーザ光5を基板P1の下面側に照射する。照射されたレーザ光5は、基板P1
の深さ方向全域で焦点位置が合うように配置されている。そして、集光点を徐々に基板P
1の上側に移動させながらレーザ光5を照射していく。そして、多光子吸収という現象を
利用することにより、基板P1の深さ方向全域に改質層としての材料変質部7を形成する
Thelaser light 5 is condensed by alens 6 as a condensing element, and thelaser light 5 condensed by thelens 6 as a condensing element is irradiated to the lower surface side of the substrate P1. Theirradiated laser beam 5 is emitted from the substrate P1.
It is arranged so that the focal position is in the entire depth direction. Then, the condensing point is gradually changed to the substrate P.
Thelaser beam 5 is irradiated while moving to the upper side of 1. Then, by utilizing the phenomenon of multiphoton absorption, the material-modifiedpart 7 as a modified layer is formed in the entire depth direction of the substrate P1.

なお、レーザ光5の詳細な条件は以下のとおりである。使用するレーザ光源は、半導体
レーザを励起するものである。レーザ媒質:Nd:YAG。レーザ波長:1064nm。
レーザ光スポット断面積:3.14×10-8cm2。発振形態:Qスイッチパルス。繰り
返し周波数:100KHz。パルス幅:30ns。出力:20μJ/パルス。レーザ光品
質:TEM00。偏光特性:直線偏光(C)。集光用レンズ倍率:50倍。NA:0.55
。レーザ光波長に対する透過率:60%(D)。移動速度:100mm/secである。
The detailed conditions of thelaser beam 5 are as follows. The laser light source used excites the semiconductor laser. Laser medium: Nd: YAG. Laser wavelength: 1064 nm.
Laser light spot cross section: 3.14 × 10−8 cm2 . Oscillation form: Q switch pulse. Repeat frequency: 100 KHz. Pulse width: 30 ns. Output: 20 μJ / pulse. Laser light quality: TEM00 . Polarization characteristics: linearly polarized light (C). Condenser lens magnification: 50 times. NA: 0.55
. Transmittance with respect to laser light wavelength: 60% (D). Movement speed: 100 mm / sec.

次に、図2(b)に示すように、積層体Pを反転させて、積層体Pに対して基板P2側
から応力Fを加える。外部から応力Fを加える方法としては、例えば切断予定ラインに沿
って積層体Pに曲げや、せん断応力を加えることである。また、積層体Pに温度差を与え
ることによって熱応力を発生させることもできる。なお、積層体Pの厚さがより薄いよう
な場合には、材料変質部7を形成することにより、積層体Pは、材料変質部7に沿って自
然に割れることがある。引き続き応力Fを加えていくと、基板P1に形成された材料変質
部7に沿って基板P2側に応力が伝播されて、基板P2に微小なクラックを生じさせ、こ
の微小なクラックに沿って基板P2を切断することができる。なお、積層体Pは、基板P
1と基板P2とが強固に接合されているものであるから、基板P2側に微小なクラックが
生じていると、容易に切断・分解できる。
Next, as illustrated in FIG. 2B, the stacked body P is inverted and stress F is applied to the stacked body P from the substrate P <b> 2 side. As a method of applying the stress F from the outside, for example, bending or shearing stress is applied to the laminated body P along a planned cutting line. Further, thermal stress can be generated by giving a temperature difference to the laminate P. In addition, when the thickness of the laminated body P is thinner, the laminated body P may be naturally cracked along the material alteredportion 7 by forming the material alteredportion 7. When the stress F is continuously applied, the stress is propagated to the substrate P2 side along the material alteredportion 7 formed on the substrate P1, and a minute crack is generated in the substrate P2, and the substrate is formed along the minute crack. P2 can be cut. The laminate P is a substrate P
1 and the substrate P2 are firmly bonded, so that if a minute crack is generated on the substrate P2 side, it can be easily cut and disassembled.

次に、図2(c)に示すように、積層体Pを分割して分割片Qを形成する。積層体Pに
外部から応力Fを加えると、分割片Qを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2C, the stacked body P is divided to form divided pieces Q. When the stress F is applied to the laminated body P from the outside, the divided pieces Q can be formed.

なお、レーザ光5を基板P1に照射して基板P1に材料変質部7を形成してから積層体
Pを切断・分割するから、切断時の切りくずを発生させることがない。そして、レーザ光
5を集光素子としてのレンズ6で集光させてから基板P1に照射して積層体Pを切断・分
割する方法なので、分割に必要な切断幅をより狭くすることができる。結果的に取り個数
を増加させることができるから、積層体Pを構成する材料の節約をすることができるので
、生産性を向上することができる。
In addition, since the laminated body P is cut and divided after the substrate P1 is irradiated with thelaser beam 5 to form thematerial alteration portion 7 on the substrate P1, chips are not generated at the time of cutting. And since it is the method of converging the laminated body P by condensing thelaser beam 5 with thelens 6 as a condensing element and irradiating it to the board | substrate P1, the cutting width required for a division | segmentation can be made narrower. As a result, the number can be increased, so that the material constituting the laminate P can be saved, so that productivity can be improved.

また、基板P1に接合するための基板P2の材料にパイレックス(登録商標)ガラスを
採用したが、これに限らない。例えばソーダガラス、ネオセラム、OA−10、NA35
などのその他のガラスを用いてもよい。また、石英、水晶、サファイア、チタン酸バリウ
ム、チタン酸カリウム、Mn―Znフェライト、Ni―Znフェライト、アルミナチタン
カーバイトなどのセラミックスを採用してもかまわない。基板P2にこのような材料を選
択しても、積層体Pの切断・分割は、可能である。
Further, although Pyrex (registered trademark) glass is used as the material of the substrate P2 for bonding to the substrate P1, the present invention is not limited thereto. For example, soda glass, neoceram, OA-10, NA35
Other glasses such as may be used. Further, ceramics such as quartz, crystal, sapphire, barium titanate, potassium titanate, Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, alumina titanium carbide, etc. may be adopted. Even if such a material is selected for the substrate P2, the laminate P can be cut and divided.

以上のような実施形態では、以下の効果が得られる。  In the embodiment as described above, the following effects can be obtained.

(1)積層体Pを構成する基板P1と、基板P2と、が異種材料であっても、基板P1
にレーザ光5を照射させて材料変質部7を形成することができる。そこで、積層体Pに外
部から応力Fを加えることで、材料変質部7に沿って基板P1を切断することができる。
そして、基板P1に形成された材料変質部7に沿って基板P2側に応力Fが伝播されるこ
とで、基板P2に微小なクラックを生じさせることができ、この微小なクラックに沿って
基板P2を切断することができる。したがって、分割片Qを形成することが簡単にできる
。しかも、切断部分が、きれいに切断されるので、切断・分割時に発生する恐れのある異
物を抑制することができる。また、使用するレーザ光5が、一つで済むので、二つのレー
ザ光5を用いたレーザ光照射装置に比べて、装置を安価に構成することができるとともに
、装置の小型化を図ることができる。
(2)基板P1にレーザ光5を集光素子としてのレンズ6で集光して照射させると、基
板P1がシリコン材料であるから、レーザ光5が、シリコン材料に透過性を有しているの
で、基板P1に材料変質部7を形成することが簡単にできる。
(3)YAGレーザの基本波を基板P1に照射させると、YAGレーザの基本波が、基
板P1に透過性を有しているので、基板P1の所定の位置に材料変質部7を形成すること
が簡単にできる。
(4)基板P2側から応力Fを加えるだけで積層体Pを簡単に切断・分割することがで
きるので、分割片Qを形成することが簡単にできる。
(1) Even if the substrate P1 and the substrate P2 constituting the laminate P are made of different materials, the substrate P1
The material alteredportion 7 can be formed by irradiating thelaser beam 5 with thelaser beam 5. Therefore, the substrate P <b> 1 can be cut along the material alteredportion 7 by applying a stress F to the stacked body P from the outside.
Then, the stress F is propagated to the substrate P2 side along the material alteredportion 7 formed on the substrate P1, so that a minute crack can be generated in the substrate P2, and the substrate P2 is caused along the minute crack. Can be cut off. Therefore, it is possible to easily form the divided pieces Q. In addition, since the cut portion is cut cleanly, it is possible to suppress foreign matters that may be generated during cutting / dividing. Further, since only onelaser beam 5 is used, the apparatus can be configured at a lower cost than the laser beam irradiation apparatus using the twolaser beams 5, and the apparatus can be downsized. it can.
(2) When thelaser beam 5 is condensed and irradiated on the substrate P1 by thelens 6 as a condensing element, the substrate P1 is made of a silicon material, so that thelaser beam 5 has transparency to the silicon material. Therefore, it is possible to easily form the material alteredportion 7 on the substrate P1.
(3) When the substrate P1 is irradiated with the fundamental wave of the YAG laser, the fundamental wave of the YAG laser is transmissive to the substrate P1, so that thematerial alteration portion 7 is formed at a predetermined position on the substrate P1. Is easy to do.
(4) Since the laminate P can be cut and divided simply by applying the stress F from the substrate P2 side, the divided pieces Q can be easily formed.

また、レーザ光5による積層体Pの切断・分割方法は、インクジェットヘッド、半導体
素子、液晶表示装置、圧電素子などのような、基板の高精度接合が必要な積層体に適用で
きる。また、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、DNAデバイス等の切断・分割に
も応用することができる。
Further, the method of cutting / dividing the stacked body P by thelaser beam 5 can be applied to a stacked body that requires high-precision bonding of substrates, such as an inkjet head, a semiconductor element, a liquid crystal display device, and a piezoelectric element. Further, it can also be applied to cutting / dividing organic electroluminescence display devices, DNA devices and the like.

以上、好ましい実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に
限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含み、本発明の目的を達成できる範
囲で、他のいずれの具体的な構造および形状に設定できる。
The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes the following modifications and the scope in which the object of the present invention can be achieved. Thus, it can be set to any other specific structure and shape.

(変形例1)前述の実施形態で、レーザ光5の照射方向として、基板P1の表面からレ
ーザ光5を照射させたが、これに限らない。例えば基板P1の反対側からレーザ光5を照
射してもよい。つまり、基板P2を透過してレーザ光5を基板P1に照射させてもよい。
このようにしても、基板P2の材料がパイレックス(登録商標)ガラスなので、YAGレ
ーザの基本波を透過することができるから、実施形態と同様の効果が得られる。
(Modification 1) In the above-described embodiment, thelaser beam 5 is irradiated from the surface of the substrate P1 as the irradiation direction of thelaser beam 5. However, the present invention is not limited to this. For example, thelaser beam 5 may be irradiated from the opposite side of the substrate P1. That is, the substrate P1 may be irradiated with thelaser beam 5 through the substrate P2.
Even in this case, since the material of the substrate P2 is Pyrex (registered trademark) glass, the fundamental wave of the YAG laser can be transmitted, so that the same effect as the embodiment can be obtained.

(変形例2)前述の実施形態で、レーザ光5の集光方法として、積層体Pの厚さ方向に
集光点を移動させながら集光して照射させたが、これに限らない。例えば図3に示すよう
に、発散角の異なる複数のレーザ光5を集光素子としてのレンズ6により集光して照射し
てもかまわない。このようにすれば、実施形態と同様の効果が得られる他に、材料変質部
7の形成にかかる時間を短縮することができるから、加工効率を向上することが可能とな
る。
(Modification 2) In the above-described embodiment, as a method of condensing thelaser beam 5, the light is condensed and irradiated while moving the condensing point in the thickness direction of the stacked body P, but is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 3, a plurality oflaser beams 5 having different divergence angles may be condensed and irradiated by alens 6 as a condensing element. In this way, the same effects as in the embodiment can be obtained, and the time required for forming the material alteredportion 7 can be shortened, so that the processing efficiency can be improved.

(変形例3)前述の実施形態で、レーザ光5の集光方法として、積層体Pの厚さ方向に
集光点を移動させながら集光して照射させたが、これに限らない。例えば図4に示すよう
に、レーザ光5を集光素子としてのレンズ6により複数のビームに分岐して多点同時に照
射してもかまわない。このようにすれば、実施形態と同様の効果が得られる他に、材料変
質部7の形成にかかる時間を短縮することができるから、加工効率を向上することが可能
となる。
(Modification 3) In the above-described embodiment, as a method of condensing thelaser beam 5, the light is condensed and irradiated while moving the condensing point in the thickness direction of the stacked body P, but is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 4, thelaser beam 5 may be split into a plurality of beams by alens 6 as a condensing element and irradiated at multiple points simultaneously. In this way, the same effects as in the embodiment can be obtained, and the time required for forming the material alteredportion 7 can be shortened, so that the processing efficiency can be improved.

(変形例4)前述の実施形態で、積層体Pは、基板P1と、基板P2との2枚構成とし
たが、これに限らない。例えば積層体Pを3枚以上の構成にしてもよい。このようにすれ
ば、実施形態と同様の効果が得られる上に、その他の積層体Pもしくはデバイスなどを形
成することが可能となる。
(Modification 4) In the above-described embodiment, the laminate P has a two-layer configuration of the substrate P1 and the substrate P2. However, the present invention is not limited to this. For example, the laminated body P may have a configuration of three or more. In this way, the same effects as in the embodiment can be obtained, and other stacked bodies P or devices can be formed.

(変形例5)前述の実施形態で、積層体Pの切断・分割する部分を直線状に配置した部
品に適用したが、これに限らない。例えば千鳥状(互い違い)に配置した部品の積層体P
に適用してもかまわない。このようにすれば、実施形態と同様の効果が得られる上に、部
品を効率的に配置することができるから、部品の取り個数を増やすことができる。取り個
数が増えれば材料を無駄にしないで済む。しかも、回転砥石を用いたダイシングや、スラ
イシングなどによる従来の切断方法では加工が困難であった部品形状でも切断・分割をす
ることが可能となる。
(Modification 5) In the above-described embodiment, the part to be cut and divided of the laminated body P is applied to a part arranged in a straight line. For example, a laminated body P of parts arranged in a staggered pattern (alternately)
You may apply to. In this way, the same effects as in the embodiment can be obtained, and the components can be arranged efficiently, so that the number of components can be increased. If the number is increased, material is not wasted. In addition, it is possible to cut and divide a part shape that has been difficult to process by a conventional cutting method such as dicing using a rotating grindstone or slicing.

(変形例6)前述の実施形態で、改質層としての材料変質部7は、基板P1の深さ方向
全域に形成されていることが望ましいが、これに限らない。例えば積層体Pに応力をかけ
て分割できる程度の深さに形成されていてもよい。このようにしても、積層体Pを切断・
分割することができるから、前述の実施形態と同様の効果が得られる。
(Modification 6) In the above-described embodiment, it is desirable that the material alteredportion 7 as the modified layer is formed in the entire depth direction of the substrate P1, but this is not restrictive. For example, you may form in the depth which can be divided | segmented by applying stress to the laminated body P. Even in this way, the laminate P is cut and
Since it can be divided, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

レーザ光による改質層としての材料変質部の形成方法を説明するための図。The figure for demonstrating the formation method of the material alteration part as a modified layer by a laser beam.本実施形態における積層体を分割する方法を示す図であり、(a)は、材料変質部の形成過程の初期状態を示す図であり、(b)は、完了状態を示す図であり、(c)は、分割片を示す図。It is a figure which shows the method of dividing | segmenting the laminated body in this embodiment, (a) is a figure which shows the initial state of the formation process of a material alteration part, (b) is a figure which shows a completion state, c) A figure which shows a division piece.変形例1における発散角の異なる複数のレーザ光を集光素子により集光して照射する例を示す図。The figure which shows the example which condenses and irradiates the several laser beam from which the divergence angle differs in the modification 1 with a condensing element.変形例2におけるレーザ光を回折光学素子により複数のビームに分岐して多点同時に照射する例を示す図。The figure which shows the example which divides | segments the laser beam in the modification 2 into a several beam with a diffractive optical element, and irradiates multiple points simultaneously.

符号の説明Explanation of symbols

5…レーザ光、6…集光素子としてのレンズ、7…改質層としての材料変質部、F…応
力、P1…第1基板としての基板、P2…第2基板としての基板、P…積層体、Q…分割
片。
DESCRIPTION OFSYMBOLS 5 ... Laser beam, 6 ... Lens as condensing element, 7 ... Material alteration part as modified layer, F ... Stress, P1 ... Substrate as first substrate, P2 ... Substrate as second substrate, P ... Lamination Body, Q ... divided pieces.

Claims (4)

Translated fromJapanese
複数の基板からなる積層体の加工方法であって、
前記積層体には第1基板と、前記第1基板が積層された第2基板とを備え、
前記第1基板にレーザ光を照射させて、材料変質部を形成する工程と、
前記積層体に応力を加えて、分割片を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする積層体の加工方法。
A method for processing a laminate comprising a plurality of substrates,
The laminate includes a first substrate and a second substrate on which the first substrate is laminated,
Irradiating the first substrate with laser light to form a material altered portion;
Applying stress to the laminate to form divided pieces;
A method for processing a laminate, comprising:
請求項1に記載の積層体の加工方法において、
前記第1基板は、シリコン単結晶からなる材料で構成されており、
前記材料変質部を形成する工程では、
前記第1基板に前記レーザ光を集光素子で集光して照射させて、
前記材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
In the processing method of the laminated body of Claim 1,
The first substrate is made of a material made of silicon single crystal,
In the step of forming the material altered portion,
The first substrate is irradiated with the laser beam condensed by a condensing element,
A method for processing a laminate, wherein the material-modified part is formed.
請求項1または請求項2に記載の積層体の加工方法において、
前記材料変質部を形成する工程では、
前記レーザ光は、YAGレーザであり、前記YAGレーザの基本波を照射させて、
前記材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
In the processing method of the laminated body of Claim 1 or Claim 2,
In the step of forming the material altered portion,
The laser beam is a YAG laser and is irradiated with a fundamental wave of the YAG laser.
A method for processing a laminate, wherein the material-modified part is formed.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の積層体の加工方法において、
前記分割片を形成する工程では、
前記第2基板側から応力を加えて分割片を形成することを特徴とする積層体の加工方法

In the processing method of the laminated body as described in any one of Claims 1-3,
In the step of forming the divided pieces,
A method of processing a laminated body, wherein a split piece is formed by applying stress from the second substrate side.
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