特許 6027654 脆性物の切断装置及びその切断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6027654

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】脆性物の切断装置及びその切断方法

(51)【国際特許分類】

   B28D 5/00 20060101AFI20161107BHJP

   C03B 33/09 20060101ALI20161107BHJP

   B28D 1/22 20060101ALI20161107BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   B28D5/00 Z

   C03B33/09

   B28D1/22

   B23K26/364

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-139787(P2015-139787)

(22)【出願日】2015年7月13日

【審査請求日】2015年7月13日

(31)【優先権主張番号】104113321

(32)【優先日】2015年4月24日

(33)【優先権主張国】TW

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２７年１月１５日に開発晶照明（廈門）有限公司１楼 （廈門火炬高新区（翔安）産業区翔星路１０１号）にて開催された２０１５ ＬＥＤ芯片後段設備技術発展研討会にて発表

(73)【特許権者】

【識別番号】516038885

【氏名又は名称】エイゾクケイマングントウショウナノコウフンユウゲンコウシ

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(72)【発明者】

【氏名】呂鴻圖

(72)【発明者】

【氏名】ウラジミール コンドラチェンコ

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー ナウモフ

(72)【発明者】

【氏名】徐智鵬

(72)【発明者】

【氏名】徐維濃

【審査官】 本庄 亮太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７６４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−４２４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２５３９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｄ ５／００

Ｂ２３Ｋ ２６／３６４

Ｂ２８Ｄ １／２２

Ｃ０３Ｂ ３３／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

脆性物を切断するための脆性物の切断装置であって、レーザスクライブ部と、第１レーザ加熱部と、第２レーザ加熱部と、二つの冷却部と、処理モジュールとを備え、
前記レーザスクライブ部は、前記脆性物に作用するためのスクライブビームを発生するように配置され、
前記第１レーザ加熱部は、第１加熱ビームを発生するように配置され、
前記第２レーザ加熱部は、第２加熱ビームを発生するように配置され、前記第１加熱ビーム、前記第２加熱ビーム及び前記スクライブビームが前記脆性物に作用された場合、前記第１加熱ビーム及び前記第２加熱ビームは、それぞれ前記スクライブビームの両側に位置され、
前記二つの冷却部は、前記脆性物を冷却するための冷却液を提供し、その一つの冷却部は、前記第１加熱ビームにより作用された後に前記脆性物を冷却するように、前記第１加熱ビームの一側且つ前記スクライブビームと相対するように位置され、もう一つの冷却部は、前記第２加熱ビームにより作用された後に前記脆性物を冷却するように、前記第２加熱ビームの一側且つ前記スクライブビームと相対するように位置され、
前記処理モジュールは、前記レーザスクライブ部、前記第１レーザ加熱部及び前記冷却部、或いは前記レーザスクライブ部、前記第２レーザ加熱部及び前記冷却部を選択的に制御して加工作業を行うように配置されることにより、一つの加工工程において、前記スクライブビーム、前記第１加熱ビーム及び前記冷却液、或いは前記スクライブビーム、前記第２加熱ビーム及び前記冷却液を順次に前記脆性物の複数の分割線の一つに沿って切断加工を行い、且つ前記第１加熱ビーム及び前記冷却液、或いは前記第２加熱ビーム及び前記冷却液は同時に作用することを特徴とする、脆性物の切断装置。

【請求項2】

前記スクライブビーム、前記第１加熱ビーム及び前記冷却液の加工方向は、前記スクライブビーム、前記第２加熱ビーム及び前記冷却液の加工方向と反対方向であることを特徴とする、請求項１に記載の脆性物の切断装置。

【請求項3】

前記スクライブビームは、前記脆性物上に第１軸方向の分割線に対して所定の距離に作用され、前記所定の距離の始点は前記脆性物の縁であり、前記スクライブビームは、前記脆性物上に第２軸方向の分割線に対して完全に作用される、又は前記分割線の各交差点に前記第２軸方向の分割線に沿って前記所定の距離に作用されることを特徴とする、請求項１に記載の脆性物の切断装置。

【請求項4】

脆性物を切断するための脆性物の切断装置であって、レーザスクライブ部と、レーザ加熱部と、第１導光路部と、第２導光路部と、二つの冷却部と、処理モジュールとを備え、
前記レーザスクライブ部は、スクライブ光路上に前記脆性物に作用するためのスクライブビームを発生するように配置され、
前記レーザ加熱部は、加熱ビームを発生するように配置され、
前記第１導光路部は、前記加熱ビームを導くように配置され、第１加熱光路上に前記脆性物を加熱させ、又は前記加熱ビームを前記第１導光路部に通過させ、或いは前記加熱ビームの一部を前記第１加熱光路上に導き、且つ前記加熱ビームの一部を前記第１加熱光路に通過するように配置され、
前記第２導光路部は、前記第１導光路部を通過する前記加熱ビームを導くように配置され、第２加熱光路上に前記脆性物を加熱させ、前記第１加熱光路、前記第２加熱光路及び前記スクライブ光路が前記脆性物に作用された場合、前記第１加熱光路及び前記第２加熱光路はそれぞれ前記スクライブ光路の両側に位置され、
前記二つの冷却部は、前記脆性物を冷却するための冷却液を提供し、その一つの冷却部は、前記第１加熱ビームにより作用された後に前記脆性物を冷却するように、前記第１加熱光路の一側且つ前記スクライブ光路と相対するように位置され、もう一つの冷却部は、前記第２加熱光路により作用された後に前記脆性物を冷却するように、前記第２加熱光路の一側且つ前記スクライブ光路と相対するように位置され、
前記処理モジュールは、前記レーザスクライブ部、前記レーザ加熱部、前記第１導光路部及び前記冷却部を制御して加工作業を行うように配置されることにより、一つの加工工程において、前記スクライブ光路上の前記スクライブビーム、前記第１加熱光路上の前記加熱ビーム及び前記冷却液、或いは前記スクライブ光路上の前記スクライブビーム、前記第２加熱光路上の前記加熱ビーム及び前記冷却液を順次に前記脆性物の複数の分割線の一つに沿って切断加工を行い、且つ前記第１加熱光路の前記加熱ビーム及び前記冷却液、或いは前記第２加熱光路の前記加熱ビーム及び前記冷却液は同時に作用することを特徴とする、脆性物の切断装置。

【請求項5】

前記スクライブ光路上の前記スクライブビーム、前記第１加熱光路上の前記加熱ビーム及び前記冷却液の加工方向は、前記スクライブ光路上の前記スクライブビーム、前記第２加熱光路上の前記加熱ビーム及び前記冷却液の加工方向と反対方向であることを特徴とする、請求項４に記載の脆性物の切断装置。

【請求項6】

前記スクライブビームは、前記脆性物上に第１軸方向の分割線に対して所定の距離に作用され、前記所定の距離の始点は前記脆性物の縁であり、前記スクライブビームは、前記脆性物上に第２軸方向の分割線に対して完全に作用される、又は前記分割線の各交差点に前記第２軸方向の分割線に沿って前記所定の距離に作用されることを特徴とする、請求項４に記載の脆性物の切断装置。

【請求項7】

複数の分割線を備える脆性物に応用する脆性物の切断方法であって、
スクライブビームを発生するレーザスクライブ部を設置するステップと、
第１加熱ビームを発生する第１レーザ加熱部を配置するステップと、
第２加熱ビームを発生する第２レーザ加熱部を配置するステップと、
前記スクライブビームを前記分割線の一つに沿って前記脆性物に作用して、前記脆性物を加工するステップと、
前記第１加熱ビーム又は前記第２加熱ビームを選択的に利用して、前記分割線の一つに沿って前記脆性物を加熱すると同時に、冷却部によって冷却液を提供することにより、前記第１加熱ビーム又は前記第２加熱ビームを作用した後に前記分割線に沿って前記脆性物を冷却し、前記第１加熱ビーム及び前記冷却液、或いは前記第２加熱ビーム及び前記冷却液によって前記脆性物を加熱及び冷却することと、前記スクライブビームによって前記脆性物を加工することとは、前記脆性物の同一の移動工程において行うステップとを含み、
前記スクライブビーム、前記第１加熱ビーム及び前記冷却液、或いは前記スクライブビーム、前記第２加熱ビーム及び前記冷却液は、順次に前記脆性物の複数の分割線の一つに沿って切断加工を行うことを特徴とする、脆性物の切断方法。

【請求項8】

前記脆性物上に前記第１加熱ビーム及び前記第２加熱ビームの作用位置を、それぞれ前記脆性物上の前記スクライブビームの作用位置の両側に位置するように設置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の脆性物の切断方法。

【請求項9】

前記スクライブビーム、前記第１加熱ビーム及び前記冷却液の加工方向は、前記スクライブビーム、前記第２加熱ビーム及び前記冷却液の加工方向と反対方向であることを特徴とする、請求項８に記載の脆性物の切断方法。

【請求項10】

前記スクライブビームを、前記脆性物上に第１軸方向の各複数の分割線に沿って所定の距離に作用するように制御するステップをさらに含み、前記所定の距離の始点は、前記脆性物の縁であることを特徴とする、請求項９に記載の脆性物の切断方法。

【請求項11】

前記スクライブビームを、前記脆性物上に第２軸方向の各複数の分割線に沿って完全に作用する、又は前記第１軸方向の複数の分割線と前記第２軸方向の複数の分割線との交差点に前記所定の距離に作用するように制御するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の脆性物の切断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切断装置及びその切断方法に関し、特にレーザを応用して熱誘起機械的応力（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ）の変化を生じることによって、脆性物を切断する脆性物の切断装置及びその切断方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

境界線に沿って切れ目を入れ、そして機械的な力を加えて切れ目に沿う破断応力が発生することによって、板状脆性材料、例えば、ガラス、サファイア、シリコン、ガリウムヒ素又はセラミックを完全に切断することが既に知られている。

【0003】

この方法の場合、板状脆性材料を切断するため、切れ目の深さは、少なくとも板状脆性材料の厚みの三分の一であることが必要である。切れ目は機械的な方法又はレーザ装置で入れることができる。特に基材（チップ）に対して、材料に焼入れを行うレーザダイシング方法によって切れ目を入れることが益々盛んにされている。切れ目の通常の幅がわずか数マイクロメートル（μｍ）の幅であり、且つ板状脆性材料の厚みの三分の一に近い深さを有する。板状脆性材料の脆性に応じて、切れ目の深さと板状脆性材料の全体厚さとは比例的に生成される。切れ目の幅と切れ目の深さとの間のアスペクト比は、レーザ工程に大きく左右されるので、複雑な装置が必要であり、且つ比較的低速で切れ目を入れることが必要になる。よって、厚いウェハに用いる深い切れ目の処理時間がますます増加することになる。

【0004】

このような方法は、米国特許ＵＳ２００５０１５３５２５又は米国特許ＵＳ２００４０２２８００４に公開されている。切れ目を入れた後、チップは完全に機械的な（インパルス）エネルギーまたは力、例えば、引張力（フィルムの延伸）、曲げ力（リッジ部を超えて破断すること）又はそれらの組み合わせにより切断される。

【0005】

破断力の機械的応用の位置決めは比較的不精確であるので、破断線が材料の厚み方向と直交しない又は二つの破断線が所定角度で一つの点に互いに交差することではない場合、破断の欠陥が発生することになる。特にチップ生産において、例えば、破断の欠陥によって歩留まり低下を防止する必要がある。また、材料の切削屑が発生する場合、板状脆性材料の表面を汚染することになる。

【0006】

材料の除去、例えば、切れ目の形態によって板状脆性材料を切断することの他に、従来の方法は、機械力によって初期クラックを発生し、そして熱誘起機械的応力によって初期クラックが板状脆性材料上に伸びるものである。このような方法（熱レーザ分離、ＴＬＳ）は国際公開ＷＯ９０／２００１５に記載されている。この方法では、一つの板状脆性材料からダイシングされた複数の平行な帯板状脆性材料を第１分離方向と垂直な第２方向にダイシングされる状況、例えば、ウェハのダイシング工程において個々の矩形にダイシングされる場合は不利である。その原因は、新たな初期クラックはそれぞれ第１分離方向上の各ダイシングラインの始点に形成する必要があるので、上記方法は時間を費やすことになり、且つ機械システムの損耗が激しいという問題がある。

【0007】

また、米国特許ＵＳ８，２１２，１８０に一種の板状脆性材料の切断方法が記載されている。その方法は、スクライブ工程と熱機械的応力の工程が二つに分かれて行われている。よって、この二つの工程において板状脆性材料の作用点がずれる可能性があるので、破断線が材料の厚みと直交しない等の問題になる。

【0008】

前述に鑑みて、本発明者は、従来の問題を解決し、産業上の利用可能性を促進するために鋭意研究を行った。その結果、脆性物の切断装置及びその切断方法が見出された。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】米国特許ＵＳ２００５０１５３５２５

【特許文献2】米国特許ＵＳ２００４０２２８００４

【特許文献3】国際公開ＷＯ９０／２００１５

【特許文献4】米国特許ＵＳ８，２１２，１８０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、従来技術の上記問題を解決するため、脆性物の切断装置及びその切断方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前述した目的を達成するため、本発明は脆性物に応用する脆性物の切断装置を提供し、その切断装置は、レーザスクライブ部と、第１レーザ加熱部と、第２レーザ加熱部と、二つの冷却部と、処理モジュールとを備える。レーザスクライブ部は、脆性物に作用するためのスクライブビームを発生する。第１レーザ加熱部は、第１加熱ビームを発生する。第２レーザ加熱部は、第２加熱ビームを発生し、且つ第１加熱ビーム、第２加熱ビーム及びスクライブビームが脆性物に作用された場合、第１加熱ビーム及び第２加熱ビームは、それぞれスクライブビームの両側に位置される。冷却部は、脆性物を冷却するための冷却液を提供する。その一つの冷却部は、第１加熱ビームにより作用された後に脆性物を冷却するように、第１加熱ビームの一側且つスクライブビームと相対するように位置される。もう一つの冷却部は、第２加熱ビームにより作用された後に脆性物を冷却するように、第２加熱ビームの一側且つスクライブビームと相対するように位置される。処理モジュールは、レーザスクライブ部、第１レーザ加熱部及び冷却部、或いはレーザスクライブ部、第２レーザ加熱部及び冷却部を選択的に制御して加工作業を行うことにより、一つの加工工程において、スクライブビーム、第１加熱ビーム及び冷却液、或いはスクライブビーム、第２加熱ビーム及び冷却液を順次に脆性物の複数の分割線の一つに沿って切断加工を行い、且つ第１加熱ビーム及び冷却液、或いは第２加熱ビーム及び冷却液は同時に作用する。

【0012】

より好ましくは、スクライブビーム、第１加熱ビーム及び冷却液の加工方向は、スクライブビーム、第２加熱ビーム及び冷却液の加工方向と反対方向である。

【0013】

より好ましくは、スクライブビームは、脆性物上に第１軸方向の分割線に対して所定の距離に作用され、所定の距離の始点は脆性物の縁である。スクライブビームは、脆性物上に第２軸方向の分割線に対して完全に作用される、又は分割線の各交差点に第２軸方向の分割線に沿って所定の距離に作用される。

【0014】

前述した目的を達成するため、本発明はさらに脆性物に応用する脆性物の切断装置を提供し、その切断装置は、レーザスクライブ部と、レーザ加熱部と、第１導光路部と、第２導光路部と、二つの冷却部と、処理モジュールとを備える。レーザスクライブ部は、スクライブ光路上に脆性物に作用するためのスクライブビームを発生する。レーザ加熱部は、加熱ビームを発生する。第１導光路部は、加熱ビームを第１加熱光路上に導くように配置され、又は加熱ビームを前記第１導光路部に通過させ、或いは加熱ビームの一部を前記第１加熱光路上に導き、且つ加熱ビームの一部を第１加熱光路に通過するように配置される。第２導光路部は、第１導光路部を通過する加熱ビームを導き、第２加熱光路上に脆性物を加熱させ、第１加熱光路、第２加熱光路及びスクライブ光路が脆性物に作用された場合、第１加熱光路及び第２加熱光路はそれぞれスクライブ光路の両側に位置される。冷却部は、脆性物を冷却するための冷却液を提供する。その一つの冷却部は、第１加熱ビームにより作用された後に脆性物を冷却するように、第１加熱光路の一側且つスクライブ光路と相対するように位置される。もう一つの冷却部は、第２加熱光路により作用された後に脆性物を冷却するように、第２加熱光路の一側且つスクライブ光路と相対するように位置される。処理モジュールは、レーザスクライブ部、レーザ加熱部、第１導光路部及び冷却部を制御して加工作業を行うことにより、一つの加工工程において、スクライブ光路上のスクライブビーム、第１加熱光路上の加熱ビーム及び冷却液、或いはスクライブ光路上のスクライブビーム、第２加熱光路上の加熱ビーム及び冷却液を順次に脆性物の複数の分割線の一つに沿って切断加工を行い、且つ第１加熱光路の加熱ビーム及び冷却液、或いは第２加熱光路の加熱ビーム及び冷却液は同時に作用する。

【0015】

より好ましくは、スクライブ光路上のスクライブビーム、第１加熱光路上の加熱ビーム及び冷却液の加工方向は、スクライブ光路上のスクライブビーム、第２加熱光路上の加熱ビーム及び冷却液の加工方向と反対方向である。

【0016】

より好ましくは、スクライブビームは、脆性物上に第１軸方向の分割線に対して所定の距離に作用され、所定の距離の始点は脆性物の縁であり、スクライブビームは、脆性物上に第２軸方向の分割線に対して完全に作用される、又は分割線の各交差点に第２軸方向の分割線に沿って所定の距離に作用される。

【0017】

前述した目的を達成するため、本発明はさらに複数の分割線を備える脆性物に応用する脆性物の切断方法を提供し、スクライブビームを発生するレーザスクライブ部を設置するステップと、第１加熱ビームを発生する第１レーザ加熱部を配置するステップと、第２加熱ビームを発生する第２レーザ加熱部を配置するステップと、スクライブビームを分割線の一つに沿って脆性物に作用して、脆性物を加工するステップと、第１加熱ビーム又は第２加熱ビームを選択的に利用して、分割線の一つに沿って脆性物を加熱すると同時に、冷却部によって冷却液を提供することにより、第１加熱ビーム又は第２加熱ビームを作用した後に分割線に沿って脆性物を冷却するステップとを含む。第１加熱ビーム及び冷却液、或いは第２加熱ビーム及び冷却液によって脆性物を加熱及び冷却することと、スクライブビームによって脆性物を加工することとは、脆性物の同一の移動工程において行う。

【0018】

より好ましくは、脆性物上に第１加熱ビーム及び第２加熱ビームの作用位置を、それぞれ脆性物上のスクライブビームの作用位置の両側に位置するように設置するステップをさらに含む。

【0019】

より好ましくは、スクライブビーム、第１加熱ビーム及び冷却液の加工方向は、スクライブビーム、第２加熱ビーム及び冷却液の加工方向と反対方向である。

【0020】

より好ましくは、スクライブビームを、脆性物上に第１軸方向の各複数の分割線に沿って所定の距離に作用するように制御するステップをさらに含み、所定の距離の始点は、前記脆性物の縁である。

【0021】

より好ましくは、スクライブビームを、脆性物上に第２軸方向の各複数の分割線に沿って完全に作用する、又は第１軸方向の複数の分割線と第２軸方向の複数の分割線との交差点に所定の距離に作用するように制御するステップをさらに含む。

【発明の効果】

【0022】

上述のように、本発明に係る脆性物の切断装置及びその切断方法は、以下に示す１つまたは複数の長所を有する。

【0023】

（１）本発明に係る脆性物の切断装置及びその切断方法は、一つの工程でスクライブ、加熱及び冷却工程を同時に行うことによって、脆性物のエッジ品質を向上させることができる。

【0024】

（２）本発明に係る脆性物の切断装置及びその切断方法は、加熱ビームをスクライブビームの両側に設置することにより、往復的な加工プロセスにおいて、加熱ビームが変わらずスクライブビームの後に位置することで、加工プロセスの復位移動の時間を節約して効率を向上させることができる。

【0025】

（３）本発明に係る脆性物の切断装置及びその切断方法は、第１導光路部及び第２導光路部の設置によってレーザを第１加熱ビーム又は第２加熱ビームとして導くことで、レーザ加熱部の必要数が減少してコストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本発明の上記及び他の特徴と効果は、添付図面及びその例示的な実施例を参照して明らかになる。

【図1】図１は本発明に係る脆性物の切断装置の第１実施例の構成概略図である。

【図2】図２は本発明に係る脆性物の切断装置の第１実施例の第１態様の概略図である。

【図3】図３は本発明に係る脆性物の切断装置の第１実施例の第２態様の概略図である。

【図4】図４は本発明に係る脆性物の切断装置の第２実施例の第１態様の概略図である。

【図5】図５は本発明に係る脆性物の切断装置の第２実施例の第２態様の概略図である。

【図6】図６は本発明に係る脆性物の切断装置の第３実施例の第１態様の概略図である。

【図7】図７は本発明に係る脆性物の切断装置の第３実施例の第２態様の概略図である。

【図8】図８は本発明に係る脆性物の切断方法の流れ図である。

【図9】図９は本発明に係る脆性物の切断方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明をより完全に理解するために、本発明の技術特徴、内容と長所及びそれが達成できる作用効果については、添付図面を参照して、実施例の表現形式で以下のように詳細に説明される。但し、図示された図面は、単に例示または明細書内容を補助する目的としたものであって、本発明の実施後の原寸に比例したものや精確に配置したものには何ら拘束されない。よって、図示された図面は、添付図面の比例と配置関係で解釈されてはならず、本発明を実際に実施する権利範囲に制限することを意図したものではないことについて先に説明しておきたい。

【0028】

以下、本発明の脆性物の切断装置及びその切断方法の実施例を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。なお、以下の実施例を、同様な要素には同様な符号を表示して説明する。また、図において矢印を示した方向は脆性物の移動方向である。

【0029】

以下、本発明における脆性物はウェハ（ＷＡＦＥＲ）、例えばサファイアウェハを例示的な態様とするが、他の脆性物に応用することもできるので、これに限定されない。

【0030】

脆性物上の複数の分割線は、複数の第１軸方向の分割線及び複数の第２軸方向の分割線から構成される。その中、第１軸方向は第２軸方向と直交する。本発明の脆性物の切断装置は、第１軸方向上の分割線に沿ってそれぞれ正方向又は逆方向に加工し、そして第２軸方向上の分割線に沿ってそれぞれ正方向又は逆方向に加工することによって、脆性物を切断するものである。

【0031】

図１を参照し、それは本発明に係る脆性物の切断装置の第１実施例の構成概略図である。図に示すように、脆性物の切断装置は、第１レーザ加熱部１１と、第２レーザ加熱部１２と、レーザスクライブ部１３と、二つの冷却部１４Ａ、１４Ｂと、処理モジュール１５とを備える。第１レーザ加熱部１１及び第２レーザ加熱部１２はＣＯ_２レーザであってもよい。第１レーザ加熱部１１は第１加熱ビーム１１１を発生し、第２レーザ加熱部１２は第２加熱ビーム１２１を発生する。レーザスクライブ部１３は、ＵＶレーザであってもよく、脆性物９に作用するためのスクライブビーム１３１を発生する。第１加熱ビーム１１１、第２加熱ビーム１２１及びスクライブビーム１３１が脆性物９に作用された場合、第１加熱ビーム１１１及び第２加熱ビーム１２１は、それぞれスクライブビーム１３１の両側に位置される。即ち、正方向に加工する場合、第１加熱ビーム１１１の作用位置はスクライブビーム１３１の後に位置される。逆方向に加工する場合、第２加熱ビーム１２１の作用位置はスクライブビーム１３１の後に位置される。冷却部１４Ａ、１４Ｂは脆性物９を冷却するための冷却液を提供し、その一つの冷却部１４Ａは、第１加熱ビーム１１１により作用された後に脆性物９を冷却するように、第１加熱ビーム１１１の一側且つスクライブビーム１３１と相対するように位置され、もう一つの冷却部１４Ｂは第２加熱ビーム１２１により作用された後に脆性物９を冷却するように、第２加熱ビーム１２１の一側且つスクライブビーム１３１と相対するように位置される。処理モジュール１５は、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ，ＣＰＵ）、マイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ，ＭＣＵ）であってもよい。処理モジュール１５は、レーザスクライブ部１３、第１レーザ加熱部１１及び冷却部１４Ａ、或いはレーザスクライブ部１３、第２レーザ加熱部１２及び冷却部１４Ｂを選択的に制御して加工作業を行う。よって、一つの加工工程において（例えば、第１軸方向の分割線の一つに沿って加工すること）、スクライブビーム１３１、第１加熱ビーム１１１及び冷却液を順次に脆性物９の複数の分割線の一つに沿って切断加工を行い、或いはスクライブビーム１３１、第２加熱ビーム１２１及び冷却液を順次に脆性物９の複数の分割線の一つに沿って切断加工を行う。特筆すべきことは、第１レーザ加熱部１１及び冷却部１４Ａ、或いは第２レーザ加熱部１２及び冷却部１４Ｂは同時に加熱及び冷却を行う。

【0032】

もちろん、脆性物の切断装置が、ビームを導くための導光部材、レンズ、脆性物９を移動するための支持台又は駆動部材等をさらに備えてもよいことは、当業者にとっては周知のことであるので、これ以上の説明は省略する。その中、脆性物９を移動するための支持台又は駆動部材も処理モジュール１５によって制御されて、脆性物を第１軸方向又は第２軸方向に移動させ、或いは回転軸方向に沿って回転させることができる。また、フォーカスレンズも処理モジュール１５によって制御されて、脆性物９の表面にビームをフォーカスさせることができる。第１軸方向、第２軸方向及び回転軸方向は同一平面に移動又は回転する方向であり、第３軸方向は同一平面から分離する方向である。

【0033】

より好ましい実施例において、上記軸方向は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｃ軸方向及びＺ軸方向であってもよい。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は脆性物９を移動するための方向であり、Ｃ軸方向は分割線によって脆性物９を調整又は回転するための方向であり、Ｚ軸方向は、脆性物９をレンズに対して近づく又は遠ざかるように移動する代わりに、脆性物９の表面にビームをフォーカスさせるようにレンズを移動するための方向であり、即ち、Ｚ軸方向はフォーカス、例えば、脆性物９とレンズとの間の作動距離を維持又は変更することができる。また、回転軸方向は、分割線と合わせるようにＸ軸方向及びＹ軸方向から形成される平面と直交し、第１方向に加工した後、例えば、正方向に切断した後、脆性物９を９０度回転させ、且つ真空チャックも共に回転させる。

【0034】

図２及び図３を併せて参照し、それらは、本発明に係る脆性物の切断装置の第１実施例の第１態様及び第２態様の概略図である。例えば、脆性物の切断装置が第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を正方向に切断する場合、処理モジュール１５はレーザスクライブ部１３を制御して加工作業を行って、第１レーザ加熱部１１及び冷却部１４Ａを制御して加熱及び冷却作業を行うことができる。続いて、脆性物の切断装置が第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を正方向と反対する逆方向に切断する場合、レーザスクライブ部１３を制御して加工作業を行って、第２レーザ加熱部１２及びもう一つの冷却部１４Ｂを制御して加熱及び冷却作業を行うことができる。脆性物の切断装置が第２軸の分割線に沿って加工作業を行うことについては、この後で詳細に説明する。よって、脆性物の切断装置が脆性物９をレーザスクライブ部１３、第１レーザ加熱部１１及び冷却部１４Ａによって正方向に加工した後、そのままレーザスクライブ部１３、第２レーザ加熱部１２及び冷却部１４Ｂによって逆方向に加工作業を行うことができることで、加工の時間を節約することができる。

【0035】

また、脆性物の切断装置によって第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を正方向に移動させる加工工程において、レーザスクライブ部１３及び第１レーザ加熱部１１を同時に作用させ、冷却部１４Ａも第１レーザ加熱部１１の直後に冷却を行う。同様に、脆性物の切断装置によって第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を逆方向に移動させる加工工程において、レーザスクライブ部１３及び第２レーザ加熱部１２を同時に作用させ、もう一つの冷却部１４Ｂも第２レーザ加熱部１２の直後に冷却を行う。よって、本発明の脆性物の切断装置は、誤差によりエッジ品質又は精度が低いという従来技術の問題を解決することができる。

【0036】

図４及び図５を併せて参照し、それらは、本発明に係る脆性物の切断装置の第２実施例の第１態様及び第２態様の概略図である。本実施例において、脆性物の切断装置は、レーザ加熱部２１と、第１導光路部２２と、第２導光路部２３と、レーザスクライブ部１３と、二つの冷却部１４Ａ、１４Ｂと、処理モジュール１５とを備える。レーザ加熱部２１は加熱ビームを発生する。第１導光路部２２は移動可能な反射鏡であってもよく、ビームスプリッターであってもよい。その中、第１導光路部２２がビームスプリッターである実施態様について、次の実施例において詳細に説明する。第１導光路部２２は、加熱ビームを導いて、第１加熱光路２２１上に脆性物９を加熱させ、又は加熱ビームを第１導光路部２２に通過させる。第１導光路部２２を外した後、第２導光路部２３は加熱ビームを導いて第２加熱光路２３１を通過し、第２加熱光路２３１上に脆性物９を加熱させる。第２導光路部２３が導く加熱ビームはレーザ加熱部２１からの加熱ビームである。レーザスクライブ部１３はスクライブ光路１３２上に脆性物９に作用するためのスクライブビームを発生する。第１加熱光路２２１、第２加熱光路２３１及びスクライブ光路１３２が脆性物９に作用された場合、第１加熱光路２２１及び第２加熱光路２３１はそれぞれスクライブ光路１３２の両側に位置される。二つの冷却部１４Ａ、１４Ｂは脆性物９を冷却するための冷却液を提供し、それらの配置は、前の実施例と類似するため、ここでの詳細な説明は省略する。即ち、正方向に加工する場合、第１加熱光路２２１の作用位置はスクライブ光路１３２の後に位置され、且つ冷却液の作用位置は第１加熱光路２２１の後に位置される。逆方向に加工する場合、第２加熱光路２３１の作用位置はスクライブ光路１３２の後に位置され、且つ冷却液の作用位置は第２加熱光路２３１の後に位置される。処理モジュール１５はレーザ加熱部２１、第１導光路部２２、レーザスクライブ部１３及び二つの冷却部１４Ａ、１４Ｂを制御して加工作業を行う。一つの加工工程において、処理モジュール１５はスクライブ光路１３２上のスクライブビーム、第１加熱光路２２１上の加熱ビーム及び冷却液を順次に脆性物９の複数の分割線の一つ、例えば、第１軸方向の分割線に沿って切断加工を行うように制御し、或いは、スクライブ光路１３２上のスクライブビーム、第２加熱光路２３１上の加熱ビーム及び冷却液を順次に脆性物９の複数の分割線の一つ、例えば、第２軸方向の分割線に沿って切断加工を行うように制御する。同様に、第１加熱光路２２１上の加熱ビーム及び冷却液、或いは第２加熱光路２３１上の加熱ビーム及び冷却液は同時に加熱及び冷却を行う。

【0037】

例えば、脆性物の切断装置が第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を正方向に切断する場合、処理モジュール１５は第１導光路部２２を制御してレーザ加熱部２１の元の光路を変更する（即ち、第１導光路部２２が外されていない）ことで、第１加熱光路２２１上に脆性物９に作用させることができる。その時、脆性物の切断装置は、順次にスクライブ光路１３２上のスクライブビームによってスクライブ作業を行って、第１加熱光路２２１上の加熱ビームと冷却液とを制御して加熱及び冷却作業を行うことができる。続いて、脆性物の切断装置が第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を逆方向に作業する場合、レーザ加熱部２１の元の光路を変更しないように、処理モジュール１５は、第１導光路部２２を外すように制御することで、レーザ加熱部２１の加熱ビームは、第２導光路部２３に受けられる。よって、第２導光路部２３はレーザ加熱部２１の元の光路を変更することで、第２加熱光路２３１上に脆性物９に作用させることができる。その時、脆性物の切断装置は、順次にスクライブ光路１３２上のスクライブビームによってスクライブ作業を行って、第２加熱光路２３１上の加熱ビームと冷却液とを制御して加熱及び冷却作業を行うことができる。

【0038】

以上の説明により、脆性物の切断装置が正方向に切断した後、そのまま第２加熱光路２３１上の加熱ビームと、もう一つの冷却部１４Ｂの冷却液によって加熱及び冷却作業を行うことができることで、加工の時間を節約することができる。また、たった一つのレーザ加熱部を用いるだけで、目的を果たすことができる。

【0039】

図６及び図７を併せて参照し、それらは、本発明に係る脆性物の切断装置の第３実施例の第１態様及び第２態様の概略図である。本実施例において、第１導光路部２２はビームスプリッターを実施態様とする。より好ましくは、ビームスプリッターの透過率及び反射率が各５０％となるが、実際の需要又は設計者の配置に応じて変更することができ、例えば、４０％と６０％、或いは３０％と７０％となることができるため、これらに限定されない。

【0040】

本実施例において、各部品の配置は、前の実施例と類似するため、ここでの詳細な説明は省略する。特筆すべきことは、第１加熱光路２２１及び第２加熱光路２３１上には、それぞれ移動可能な遮断部２４を設置することができる。二つの遮断部２４は処理モジュール１５の制御により、第１加熱光路２２１の加熱ビーム又は第２加熱光路２３１の加熱ビームを選択的に遮断する。

【0041】

例えば、脆性物の切断装置が第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を正方向に切断する場合、処理モジュール１５は第２加熱光路２３１上の遮断部２４の移動を制御して第２加熱光路２３１上の加熱ビームを遮断することで、第１加熱光路２２１上の加熱ビームのみが脆性物９に作用することができる。その時、脆性物の切断装置は、順次にスクライブ光路１３２上のスクライブビームによってスクライブ作業を行って、第１加熱光路２２１上の加熱ビームと冷却液とを制御して加熱及び冷却作業を行うことができる。続いて、脆性物の切断装置が第１軸方向の分割線に沿って脆性物９を逆方向に切断する場合、処理モジュール１５は第１加熱光路２２１上の遮断部２４の移動を制御して第１加熱光路２２１上の加熱ビームを遮断することで、第２加熱光路２３１上の加熱ビームのみが脆性物９に作用することができる。その時、脆性物の切断装置は、順次にスクライブ光路１３２上のスクライブビームによってスクライブ作業を行って、第２加熱光路２３１上の加熱ビームと冷却液とを制御して加熱及び冷却作業を行うことができる。

【0042】

図８を参照して、それは、本発明に係る脆性物の切断方法の流れ図である。より好ましくは、本発明の脆性物の切断方法は、前述した第１実施例に係る脆性物の切断装置に応用するものであり、なお、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更及び修正が可能であるため、前述した第２及び第３実施例にも応用することができる。本発明の脆性物の切断方法は、下記のステップを含む。

【0043】

（Ｓ８１）スクライブビームを発生するレーザスクライブ部を設置するステップ。

【0044】

（Ｓ８２）第１加熱ビームを発生する第１レーザ加熱部を配置するステップ。

【0045】

（Ｓ８３）第２加熱ビームを発生する第２レーザ加熱部を配置するステップ。

【0046】

（Ｓ８４）スクライブビームを分割線の一つに沿って脆性物に作用して、脆性物を加工するステップ。

【0047】

（Ｓ８５）第１加熱ビーム又は第２加熱ビームを選択的に利用して、分割線の一つに沿って脆性物を加熱すると同時に、冷却部によって冷却液を提供することにより、分割線の一つに沿って脆性物を冷却するステップ。その中、第１加熱ビーム及び冷却液、或いは第２加熱ビーム及び冷却液によって脆性物を加熱及び冷却することと、スクライブビームによって脆性物を加工することとは、脆性物の同一の移動工程において行なわれる。

【0048】

図９を参照して、それは、本発明に係る脆性物の切断方法の概略図である。前述した各実施例において、レーザスクライブ部１３により入れた切り目の幅は、より好ましくは２〜１０μｍであり、その深さは脆性物９の厚みの十分の一以下であり、例えば、厚さが９０〜１３０μｍのウェハに対して、切り目の深さは３〜１５μｍである。切削速度は１００〜３００ｍｍ／ｓ又はそれ以上の速度であってもよい。但し、上記本発明に係る脆性物の切断装置の操作パラメータは、例示的な説明に過ぎないので、これらに限定されない。

【0049】

特筆すべきことは、第１軸方向の分割線上に、レーザスクライブ部１３は脆性物９上に所定の距離Ｄのみに作用し、且つ所定の距離Ｄの始点は、脆性物９の縁であり、より好ましい所定の距離Ｄは３０〜１０００μｍである。第２軸方向の分割線上に、レーザスクライブ部１３は二つの実施態様がある。図９（ａ）に示すように、その一つの実施態様において、レーザスクライブ部１３は脆性物９上に第２軸方向の分割線に沿って完全に作用する。図９（ｂ）に示すように、もう一つの実施態様において、レーザスクライブ部１３は脆性物９上に複数の分割線の交差点上に第２軸方向に沿って所定の距離に作用し、交差点を所定の距離の中心点として設定してもよく、且つその交差点は第１軸方向の複数の分割線と第２軸方向の複数の分割線との交差点である。

【0050】

本発明に係る脆性物の切断装置及びその切断方法において、すべての第１軸方向の分割線が切断された後から、すべての第２軸方向の分割線を切断する必要がある。また、本発明に係る脆性物の切断装置及びその切断方法は、脆性物９の第１軸方向又は第２軸方向の分割線に沿って、脆性物９を正方向に切断してから、逆方向に切断するように行い、或いは脆性物９を逆方向に切断してから、正方向に切断するように行うことができる。さらに、本発明に係る脆性物の切断装置及びその切断方法は、順次に又は任意に各第１軸方向の分割線を切断することができる。すべての第１軸方向の分割線が切断された後、脆性物９を回転させて（例えば、９０度）、順次に又は任意に各第２軸方向の分割線を切断することができる。図面において、第１軸方向の分割線と第２軸方向の分割線との両方ともが順次に切断されることを例示するが、これに限定されない。

【0051】

本発明に係る脆性物の切断方法の詳細な説明及び実施例は、上記本発明に係る脆性物の切断装置の実施例で既に説明されているため、ここでの詳細な説明は省略する。

【符号の説明】

【0052】

１１：第１レーザ加熱部
１１１：第１加熱ビーム
１２：第２レーザ加熱部
１２１：第２加熱ビーム
１３：レーザスクライブ部
１３１：スクライブビーム
１３２：スクライブ光路
１４Ａ：冷却部
１４Ｂ：もう一つの冷却部
１５：処理モジュール
２１：レーザ加熱部
２２：第１導光路部
２２１：第１加熱光路
２３：第２導光路部
２３１：第２加熱光路
２４：遮断部
９：脆性物
Ｄ：所定の距離
Ｓ８１〜Ｓ８５：ステップ

【要約】

【課題】脆性物の切断装置及びその切断方法を提供する。
【解決手段】脆性物の切断装置は、第１レーザ加熱部と、第２レーザ加熱部と、レーザスクライブ部と、冷却部と、処理モジュールとを備えるものである。脆性物の表面上に、二つのレーザ加熱部の加熱ビームはそれぞれレーザスクライブ部のスクライブビームの両側に位置され、且つ冷却部の冷却液は加熱ビームの後に追従する。脆性物の一つの移動工程において、処理モジュールは、スクライブビームを制御してスクライブ作業を行い、且つその一つの加熱ビーム及び冷却部の冷却液を制御して脆性物に加熱及び冷却を行うことによって、脆性物の切断に必要の作業時間を省くことができる。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】