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DE102015207193A1 - Crystal substrate processing method - Google Patents

Crystal substrate processing method Download PDF

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DE102015207193A1
DE102015207193A1 DE102015207193.6A DE102015207193A DE102015207193A1 DE 102015207193 A1 DE102015207193 A1 DE 102015207193A1 DE 102015207193 A DE102015207193 A DE 102015207193A DE 102015207193 A1 DE102015207193 A1 DE 102015207193A1
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DE
Germany
Prior art keywords
crystal substrate
single crystal
shielding
substrate
laser beam
Prior art date
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Pending
Application number
DE102015207193.6A
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German (de)
Inventor
Hiroshi Morikazu
Noboru Takeda
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Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
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Publication date
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Abstract

Hierin wird ein Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren offenbart, das beinhaltet: einen Numerische-Apertur-Einstellschritt zum Einstellen der numerischen Apertur (NA) einer Fokussierlinse zum Fokussieren eines gepulsten Laserstrahls auf einen vorgegebenen Wert für ein Einkristallsubstrat, einen Abschirmtunnelausbildeschritt zum Aufbringen des gepulsten Laserstrahls auf das Einkristallsubstrat in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an einer gewünschten Tiefe von der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats aus angeordnet ist, wodurch ein Abschirmtunnel ausgebildet wird, der sich von der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats in Richtung auf die untere Oberfläche desselben erstreckt, wobei der Abschirmtunnel aus einer feinen Öffnung und einem um die feine Öffnung herum ausgebildeten amorphen Bereich zum Abschirmen der feinen Öffnung besteht, und einen Amorpher-Bereich-Entfernschritt zum Polieren des in dem Einkristallsubstrat ausgebildeten Abschirmtunnels durch Verwendung eines Schleifelements, um dadurch den amorphen Bereich zu entfernen.Herein, there is disclosed a single crystal substrate processing method including: a numerical aperture adjusting step for adjusting the numerical aperture (NA) of a focusing lens for focusing a pulsed laser beam to a predetermined value for a single crystal substrate, a shielding tunnel forming step for applying the pulsed laser beam to the single crystal substrate in the state where the focal point of the pulsed laser beam is located at a desired depth from the upper surface of the single crystal substrate, thereby forming a shielding tunnel extending from the upper surface of the single crystal substrate toward the lower surface thereof Shielding tunnel consists of a fine opening and an amorphous area formed around the fine opening for shielding the fine opening, and an amorphous area removing step for polishing the chip formed in the single crystal substrate irmtunnels by using a grinding element, thereby removing the amorphous area.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines Einkristallsubstrats, wie zum Beispiel eines Saphir(Al2O3)-Substrats, eines Siliziumkarbid(SiC)-Substrats und eines Galliumnitrid(GaN)-Substrats.The present invention relates to a single crystal substrate processing method for processing a single crystal substrate such as a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, and a gallium nitride (GaN) substrate.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Related Art

Bei einem Optikbauelement-Herstellverfahren wird eine Optikbauelementschicht, die aus einer n-leitenden Nitridhalbleiterschicht und einer p-leitenden Nitridhalbleiterschicht besteht, an der Vorderseite eines Einkristallsubstrats, wie zum Beispiel eines Saphir(Al2O3)-Substrats, eines Siliziumkarbid(SiC)-Substrats und eines Galliumnitrid(GaN)-Substrats, ausgebildet. Die Optikbauelementschicht wird durch mehrere sich kreuzende Trennlinien (Straßen) abgeteilt, um mehrere getrennte Bereiche zu definieren, in denen jeweils mehrere optische Bauelemente, wie zum Beispiel Leuchtdioden und Laserdioden, ausgebildet werden, wodurch ein Optikbauelementwafer gebildet wird. Der Optikbauelementwafer wird durch Aufbringen eines Laserstrahls entlang der Trennlinien geschnitten, um dadurch die mehreren getrennten Bereiche, in denen die optischen Bauelemente ausgebildet sind, voneinander zu teilen, wodurch die einzelnen optischen Bauelemente als Chips erhalten werden.In an optical device manufacturing method, an optical device layer consisting of an n-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer on the front side of a single crystal substrate such as a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC), Substrate and a gallium nitride (GaN) substrate formed. The optical device layer is partitioned by a plurality of intersecting dividing lines (streets) to define a plurality of separate regions in each of which a plurality of optical components such as light-emitting diodes and laser diodes are formed, thereby forming an optical device wafer. The optical device wafer is cut by applying a laser beam along the dividing lines to thereby divide the plural separated regions in which the optical components are formed, thereby obtaining the individual optical components as chips.

Als ein Verfahren zum Teilen eines Wafers, wie zum Beispiel eines Optikbauelementwafers, entlang der Trennlinien wurde ein Laserbearbeitungsverfahren zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge für den Wafer entlang der Trennlinien in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls in einem zu teilenden Zielbereich innerhalb des Wafers angeordnet ist, versucht. Spezieller beinhaltet dieses Waferteilungsverfahren unter Verwendung einer Laserbearbeitung die Schritte des Aufbringens eines gepulsten Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge für den Wafer von einer Seite des Wafers aus entlang der Trennlinien in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls innerhalb des Wafers angeordnet ist, um dadurch durchgehend eine modifizierte Schicht innerhalb des Wafers entlang jeder Trennlinie auszubilden, und des anschließenden Aufbringens einer äußeren Kraft auf den Wafer entlang jeder Trennlinie, an der die modifizierte Schicht ausgebildet ist, so dass deren Festigkeit verringert ist, wodurch der Wafer in die einzelnen optischen Bauelemente geteilt wird (siehe zum Beispiel das japanische Patent Nr. 3408805 ).As a method for dividing a wafer such as an optical device wafer along the parting lines, a laser processing method for applying a pulsed laser beam having a transmission wavelength for the wafer along the parting lines in the state where the focal point of the pulsed laser beam is in a target region to be divided inside the wafer. More specifically, this wafer-dividing method using laser processing involves the steps of applying a pulsed laser beam having a transmission wavelength to the wafer from one side of the wafer along the dividing lines in the state where the focal point of the pulsed laser beam is located inside the wafer, thereby passing through Form a modified layer within the wafer along each parting line, and then apply an external force to the wafer along each parting line where the modified layer is formed so as to reduce its strength, thereby splitting the wafer into the individual optical components (see for example the Japanese Patent No. 3408805 ).

Als ein weiteres Verfahren zum Teilen eines Wafers, wie zum Beispiel eines Halbleiterwafers und eines Optikbauelementwafers, entlang der Trennlinien wurde ein Verfahren zur praktischen Verwendung gebracht, das die Schritte des Aufbringens eines gepulsten Laserstrahls mit einer Absorptionswellenlänge für den Wafer entlang der Trennlinien, um dadurch eine laserbearbeitete Nut entlang jeder Trennlinie durch Ablation auszubilden, und des anschließenden Aufbringens einer äußeren Kraft auf den Wafer entlang jeder Trennlinie, an der die laserbearbeitete Nut als ein Bruchausgangspunkt ausgebildet ist, wodurch der Wafer entlang jeder Trennlinie gebrochen wird, beinhaltet (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. Hei 10-305420 ).As another method of dividing a wafer, such as a semiconductor wafer and an optical device wafer, along the dividing lines, a method of practical use has been described which includes the steps of applying a pulsed laser beam having an absorption wavelength to the wafer along the dividing lines, thereby forming a wafer laser-machined groove along each parting line by ablation, and then applying an external force to the wafer along each parting line where the laser machined groove is formed as a breakage starting point, thereby breaking the wafer along each parting line (see, for example, U.S. Pat Japanese Patent No. Hei 10-305420 ).

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Jedoch weist jedes optische Bauelement, das durch ein oben beschriebenes Bearbeitungsverfahren erhalten wird, ein Problem dahingehend auf, dass Schlamm oder Schmutzpartikel, die von der modifizierten Schicht herrühren, etc. an der Umfangsoberfläche jedes optischen Bauelements verbleiben können, wodurch eine Verringerung der Leuchtkraft jedes optischen Bauelements hervorgerufen wird.However, each optical device obtained by a machining method described above has a problem that mud or dirt particles resulting from the modified layer, etc., may remain on the peripheral surface of each optical device, thereby reducing the luminance of each optical element Device is caused.

Ferner ist das Einkristallsubstrat, wie zum Beispiel ein Saphir(Al2O3)-Substrat, ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat und ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat, ein Material, das schwer zu bearbeiten ist. Dementsprechend ist es schwierig, die obere Oberfläche des Einkristallsubstrats zu polieren, um dadurch die Dicke des Einkristallsubstrats auf eine gewünschte Dicke zu verringern, oder zum Zweck der Verbesserung der Leuchtkraft jedes optischen Bauelements mehrere Aussparungen verteilt an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats auszubilden.Further, the single crystal substrate such as a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, and a gallium nitride (GaN) substrate is a material that is difficult to work. Accordingly, it is difficult to polish the upper surface of the single crystal substrate to thereby reduce the thickness of the single crystal substrate to a desired thickness or to form a plurality of recesses distributed on the upper surface of the single crystal substrate for the purpose of improving the luminance of each optical component.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren bereitzustellen, das die obere Oberfläche des Einkristallsubstrats polieren kann, um die Dicke des Einkristallsubstrats effizient auf eine gewünschte Dicke zu verringern. It is therefore an object of the present invention to provide a single crystal substrate processing method which can polish the upper surface of the single crystal substrate to efficiently reduce the thickness of the single crystal substrate to a desired thickness.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren bereitzustellen, das effizient mehrere Aussparungen an getrennten Positionen an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats ausbilden kann.It is another object of the present invention to provide a single crystal substrate processing method that can efficiently form a plurality of recesses at separate positions on the upper surface of the single crystal substrate.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren bereitgestellt, das beinhaltet: einen Numerische-Apertur-Einstellschritt zum Einstellen der numerischen Apertur (NA) einer Fokussierlinse zum Fokussieren eines gepulsten Laserstrahls auf einen vorgegebenen Wert für ein Einkristallsubstrat; einen Abschirmtunnelausbildeschritt zum Aufbringen des gepulsten Laserstrahls auf das Einkristallsubstrat in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an einer gewünschten Tiefe von der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats aus angeordnet ist, wodurch ein Abschirmtunnel ausgebildet wird, der sich von der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats in Richtung auf die untere Oberfläche desselben erstreckt, wobei der Abschirmtunnel aus einer feinen Öffnung und einem um die feine Öffnung herum ausgebildeten amorphen Bereich zum Abschirmen der feinen Öffnung besteht; und einen Amorpher-Bereich-Entfernschritt zum Polieren des in dem Einkristallsubstrat ausgebildeten Abschirmtunnels durch Verwendung eines Schleifelements, um dadurch den amorphen Bereich zu entfernen.According to one aspect of the present invention, there is provided a single crystal substrate processing method comprising: a numerical aperture adjusting step for adjusting the numerical aperture (NA) of a focusing lens for focusing a pulsed laser beam to a predetermined value for a single crystal substrate; a shielding tunnel forming step for applying the pulsed laser beam to the single crystal substrate in the state where the focal point of the pulsed laser beam is located at a desired depth from the upper surface of the single crystal substrate, thereby forming a shielding tunnel extending from the upper surface of the single crystal substrate Extending toward the lower surface thereof, the shield tunnel consisting of a fine opening and an amorphous area formed around the fine opening for shielding the fine opening; and an amorphous region removing step for polishing the shielding tunnel formed in the single crystal substrate by using a grinding member to thereby remove the amorphous region.

Vorzugsweise wird die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse in dem Numerische-Apertur-Einstellschritt so eingestellt, dass der Wert, der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt.Preferably, the numerical aperture (NA) of the focusing lens in the numerical aperture adjusting step is set so that the value obtained by dividing the numerical aperture (NA) of the focusing lens by the refractive index (N) of the single crystal substrate is within the range of 0.05 to 0.2.

Vorzugsweise weist das in dem Amorpher-Bereich-Entfernschritt zu verwendende Schleifelement eine Härte auf, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte des Einkristallsubstrats ist. Vorzugsweise ist das Einkristallsubstrat aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Saphir(Al2O3)-Substrat, einem Siliziumkarbid(SiC)-Substrat und einem Galliumnitrid(GaN)-Substrat besteht; und beinhaltet das Schleifelement Schleifkörner aus einem Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Saphir (Al2O3), Siliziumkarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), Silikat und Silica besteht.Preferably, the abrasive element to be used in the amorphous region removing step has a hardness smaller than or equal to the hardness of the single crystal substrate. Preferably, the single crystal substrate is selected from the group consisting of a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, and a gallium nitride (GaN) substrate; and the abrasive member includes abrasive grains of a material selected from the group consisting of sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), silicate and silica.

Vorzugsweise beinhaltet der Abschirmtunnelausbildeschritt den Schritt des durchgehenden Ausbildens mehrerer miteinander verbundener Abschirmtunnel in dem Einkristallsubstrat entlang einer Trennlinie zum Teilen des Einkristallsubstrats in Chips, wobei jeder Abschirmtunnel aus der feinen Öffnung und dem amorphen Bereich besteht; und beinhaltet der Amorpher-Bereich-Entfernschritt den Schritt des Polierens der Umfangsoberfläche jedes Chips, um dadurch den amorphen Bereich jedes Abschirmtunnels zu entfernen.Preferably, the shielding tunnel forming step includes the step of continuously forming a plurality of interconnected shielding tunnels in the single crystal substrate along a parting line for dividing the single crystal substrate into chips, each shielding tunnel consisting of the fine opening and the amorphous area; and the amorphous region removal step includes the step of polishing the peripheral surface of each chip to thereby remove the amorphous region of each shielding tunnel.

Als eine Abwandlung beinhaltet der Abschirmtunnelausbildeschritt den Schritt des durchgehenden Ausbildens mehrerer miteinander verbundener Abschirmtunnel an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats bei einer vorgegebenen Tiefe, wobei jeder Abschirmtunnel aus der feinen Öffnung und dem amorphen Bereich besteht; und beinhaltet der Amorpher-Bereich-Entfernschritt den Schritt des Polierens der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats, um dadurch die Dicke des Einkristallsubstrats auf eine vorgegebene Dicke zu verringern.As a modification, the shielding tunnel forming step includes the step of continuously forming a plurality of interconnected shielding tunnels on the upper surface of the single crystal substrate at a predetermined depth, each shielding tunnel consisting of the fine aperture and the amorphous region; and the amorphous region removing step includes the step of polishing the upper surface of the single crystal substrate to thereby reduce the thickness of the single crystal substrate to a predetermined thickness.

Als eine weitere Abwandlung beinhaltet der Abschirmtunnelausbildeschritt den Schritt des verteilten Ausbildens mehrerer Abschirmtunnel an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats bei einer vorgegebenen Tiefe, wobei jeder Abschirmtunnel aus der feinen Öffnung und dem amorphen Bereich besteht; und beinhaltet der Amorpher-Bereich-Entfernschritt den Schritt des Polierens der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats, um dadurch an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats mehrere Aussparungen an den Positionen auszubilden, an denen die Abschirmtunnel entfernt wurden.As another modification, the shielding tunnel forming step includes the step of distributing a plurality of shielding tunnels to the upper surface of the single crystal substrate at a predetermined depth, each shielding tunnel consisting of the fine opening and the amorphous area; and the amorphous region removal step includes the step of polishing the upper surface of the single crystal substrate to thereby form a plurality of recesses on the upper surface of the single crystal substrate at the positions where the shielding tunnels are removed.

Gemäß dem Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist der amorphe Bereich, der den in dem Abschirmtunnelausbildeschritt in dem Einkristallsubstrat ausgebildeten Abschirmtunnel bildet, spröde. Dementsprechend kann, indem die Schleifkörner als das Schleifelement mit einer Härte, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte des Einkristallsubstrats ist, verwendet werden, um den Abschirmtunnel in dem Amorpher-Bereich-Entfernschritt zu polieren, nur der amorphe Bereich in einfacher Weise entfernt werden. Dementsprechend ist es möglich, das Polieren für das Einkristallsubstrat effizient durchzuführen, das heißt, das Polieren der Umfangsoberfläche jedes Chips, der durch Teilen des Einkristallsubstrats entlang jeder Trennlinie, an der die Abschirmtunnel ausgebildet sind, erhalten wird, das Polieren der Schicht der mehreren Abschirmtunnel, die durchgehend an der gesamten oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats ausgebildet sind, zum Zweck des Verringerns der Dicke des Einkristallsubstrats auf eine gewünschte Dicke und das Polieren der mehreren Abschirmtunnel, die verteilt an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats ausgebildet sind, zum Zweck des Ausbildens der mehreren Aussparungen.According to the single crystal substrate processing method of the present invention, the amorphous region that forms the shield tunnel formed in the shield tunnel formation step in the single crystal substrate is brittle. Accordingly, by using the abrasive grains as the abrasive member having a hardness smaller than or equal to the hardness of the single crystal substrate to polish the shield tunnel in the amorphous region removing step, only the amorphous region can be easily removed become. Accordingly, it is possible to efficiently perform the polishing for the single crystal substrate, that is, polishing the peripheral surface of each chip obtained by dividing the single crystal substrate along each division line on which the shielding tunnels are formed, polishing the layer of the plurality Shielding tunnels formed continuously on the entire upper surface of the single crystal substrate for the purpose of reducing the thickness of the single crystal substrate to a desired thickness and polishing the plurality of shielding tunnels formed distributed on the upper surface of the single crystal substrate for the purpose of forming the plurality of cutouts.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, diese zu verwirklichen, werden offenkundiger werden und die Erfindung selbst wird am besten verstanden werden, indem die folgende Beschreibung und die angefügten Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, studiert werden.The above and other objects, features and advantages of the present invention and the manner in which these will be accomplished will become more apparent and the invention itself will best be understood by the following description and appended claims with reference to the accompanying drawings in which: which show some preferred embodiments of the invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Optikbauelementwafers; 1 Fig. 12 is a perspective view of an optical device wafer;

2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der in 1 gezeigte Optikbauelementwafer an einem Zerteilungsband angebracht ist, das an einem ringförmigen Rahmen gehalten wird; 2 is a perspective view showing a state in which the in 1 shown optical component wafer is attached to a dicing tape which is held on an annular frame;

3 ist eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils einer Laserbearbeitungsvorrichtung zum Durchführen eines Abschirmtunnelausbildeschritts; 3 Fig. 15 is a perspective view of an essential part of a laser processing apparatus for performing a shield tunneling step;

4A bis 4E sind Ansichten zum Veranschaulichen einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Abschirmtunnelausbildeschritts; 4A to 4E FIGS. 10 are views for illustrating a first preferred embodiment of the shield tunneling step;

5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der numerischen Apertur (NA) einer Fokussierlinse, dem Brechungsindex (N) des Optikbauelementwafers und dem Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) erhalten wird, zeigt; 5 12 is a graph showing the relationship between the numerical aperture (NA) of a focusing lens, the refractive index (N) of the optical device wafer, and the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N). is obtained shows;

6 ist eine perspektivische Ansicht einer Teilungsvorrichtung zum Teilen des Optikbauelementwafers in einzelne optische Bauelemente nach dem Durchführen des Abschirmtunnelausbildeschritts; 6 Fig. 13 is a perspective view of a dividing device for dividing the optical device wafer into individual optical components after performing the shield tunneling step;

7A bis 7C sind Seitenschnittdarstellungen zum Veranschaulichen eines Waferteilungsschritts, der durch die in 6 gezeigte Teilungsvorrichtung durchzuführen ist; 7A to 7C FIG. 15 are side sectional views illustrating a wafer dividing step represented by the in. FIG 6 to perform divider shown to perform;

8 ist eine perspektivische Ansicht jedes durch den Waferteilungsschritt erhaltenen optischen Bauelements; 8th Fig. 13 is a perspective view of each optical device obtained by the wafer dividing step;

9A und 9B sind perspektivische Ansichten zum Veranschaulichen einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Amorpher-Bereich-Entfernschritts; 9A and 9B Fig. 15 are perspective views for illustrating a first preferred embodiment of an amorphous region removing step;

10 ist eine perspektivische Ansicht eines Saphirsubstrats; 10 Fig. 13 is a perspective view of a sapphire substrate;

11 ist eine Schnittdarstellung zum Veranschaulichen einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Abschirmtunnelausbildeschritts; 11 Fig. 10 is a sectional view for illustrating a second preferred embodiment of the shield tunneling step;

12A bis 12C sind Ansichten zum Veranschaulichen einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Amorpher-Bereich-Entfernschritts; 12A to 12C FIG. 11 are views for illustrating a second preferred embodiment of the amorphous region removing step; FIG.

13A ist eine Schnittdarstellung zum Veranschaulichen einer dritten bevorzugten Ausführungsform des Abschirmtunnelausbildeschritts; und 13A Fig. 10 is a sectional view for illustrating a third preferred embodiment of the shield tunneling step; and

13B ist eine Schnittdarstellung zum Veranschaulichen einer dritten bevorzugten Ausführungsform des Amorpher-Bereich-Entfernschritts. 13B FIG. 11 is a sectional view illustrating a third preferred embodiment of the amorphous region removing step. FIG.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Das Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Optikbauelementwafers 2 als ein durch das Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu bearbeitendes Einkristallsubstrat. Der in 1 gezeigte Optikbauelementwafer 2 besteht aus einem Saphirsubstrat mit einer Dicke von zum Beispiel 300 μm und mehreren optischen Bauelementen 21, wie zum Beispiel Leuchtdioden und Laserdioden, die an der Vorderseite 2a des Saphirsubstrats so ausgebildet sind, dass sie wie ein Raster angeordnet sind. Diese optischen Bauelemente 21 sind durch mehrere sich kreuzende Trennlinien 22 getrennt, die an der Vorderseite 2a des Saphirsubstrats, das heißt an der Vorderseite des Optikbauelementwafers 2, ausgebildet sind.The single-crystal substrate processing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 FIG. 12 is a perspective view of an optical device wafer. FIG 2 as a single crystal substrate to be processed by the single crystal substrate processing method according to the present invention. The in 1 shown optical device wafer 2 consists of a sapphire substrate with a thickness of for example 300 microns and several optical components 21 , such as light emitting diodes and laser diodes, on the front 2a of the sapphire substrate are formed so as to be arranged like a grid. These optical components 21 are by several intersecting dividing lines 22 disconnected at the front 2a of the sapphire substrate, that is, on the front side of the optical device wafer 2 , are formed.

Nachfolgend wird eine erste bevorzugte Ausführungsform des Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahrens zum Bearbeiten des Optikbauelementwafers 2 als das Einkristallsubstrat unter Bezugnahme auf 2 bis 9B beschrieben. Zuerst wird ein Waferhalteschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass der Optikbauelementwafer 2 an ein Zerteilungsband angebracht wird, das an einem ringförmigen Rahmen gehalten wird. Spezieller wird, wie in 2 gezeigt ist, ein Zerteilungsband 30 an dessen Umfangsabschnitt an einem ringförmigen Rahmen 3 gehalten, so dass die innere Öffnung des ringförmigen Rahmens 3 geschlossen wird, und wird die Rückseite 2b des Optikbauelementwafers 2 an dem an dem ringförmigen Rahmen 3 gehaltenen Zerteilungsband 30 angebracht. Dementsprechend ist die Vorderseite 2a des an dem Zerteilungsband 30 angebrachten Optikbauelementwafers 2 nach oben gerichtet.Hereinafter, a first preferred embodiment of the single crystal substrate processing method for processing the optical device wafer will be described 2 as the single crystal substrate with reference to 2 to 9B described. First, a wafer holding step is performed in such a manner that the optical device wafer 2 attached to a dicing belt which is held on an annular frame. More special, as in 2 shown is a dicing tape 30 at its peripheral portion on an annular frame 3 held so that the inner opening of the annular frame 3 is closed, and becomes the back 2 B of the optical device wafer 2 on the at the annular frame 3 held dividing belt 30 appropriate. Accordingly, the front is 2a on the dividing belt 30 attached optical device wafer 2 directed upwards.

3 zeigt einen wesentlichen Teil einer Laserbearbeitungsvorrichtung 4 zum Durchführen einer Laserbearbeitung entlang der Trennlinien 22 an dem Optikbauelementwafer 2 nach dem Durchführen des oben beschriebenen Waferhalteschritts. Wie in 3 gezeigt ist, beinhaltet die Laserbearbeitungsvorrichtung 4 einen Einspanntisch 41 zum Halten eines Werkstücks, ein Laserstrahlaufbringmittel 42 zum Aufbringen eines Laserstrahls auf das an dem Einspanntisch 41 gehaltene Werkstück und ein Abbildemittel 43 zum Abbilden des an dem Einspanntisch 41 gehaltenen Werkstücks. Der Einspanntisch 41 weist eine obere Oberfläche als eine Halteoberfläche zum Halten des Werkstücks daran unter Ansaugen auf. Der Einspanntisch 41 ist in der in 3 durch einen Pfeil X gezeigten Zuführrichtung durch ein Zuführmittel (nicht gezeigt) bewegbar und in der in 3 durch einen Pfeil Y gezeigten Einteilungsrichtung durch ein Einteilungsmittel (nicht gezeigt) bewegbar. 3 shows an essential part of a laser processing apparatus 4 for performing a laser processing along the parting lines 22 on the optical device wafer 2 after performing the above-described wafer holding step. As in 3 is shown includes the laser processing apparatus 4 a chuck table 41 for holding a workpiece, a laser beam applying means 42 for applying a laser beam to the on the chuck table 41 held workpiece and an imaging agent 43 for imaging the at the chuck table 41 held workpiece. The chuck table 41 has an upper surface as a holding surface for holding the workpiece thereon under suction. The chuck table 41 is in the in 3 by a feeding means (not shown) movable in the feed direction shown by an arrow X and in the in 3 by an arrow Y shown by a dividing means (not shown) movable.

Das Laserstrahlaufbringmittel 42 beinhaltet ein zylindrisches Gehäuse 421, das sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt. Obwohl dies nicht gezeigt ist, beinhaltet das Gehäuse 421 ein Pulslaserstrahloszillationsmittel, das einen Pulslaseroszillator und ein Wiederholungsfrequenzeinstellmittel beinhaltet. Das Laserstrahlaufbringmittel 42 beinhaltet ferner ein an dem vorderen Ende des Gehäuses 421 angebrachtes Fokussiermittel 422. Das Fokussiermittel 422 weist eine Fokussierlinse 422a zum Fokussieren eines durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel oszillierten, gepulsten Laserstrahls auf. Die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a des Fokussiermittels 422 wird in der folgenden Weise eingestellt. Das heißt, die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a wird so eingestellt, dass der Wert, der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt (Numerische-Apertur-Einstellschritt). Das Laserstrahlaufbringmittel 42 beinhaltet ferner ein Fokuspositioneinstellmittel (nicht gezeigt) zum Einstellen der Fokusposition des durch die Fokussierlinse 422a des Fokussiermittels 422 zu fokussierenden, gepulsten Laserstrahls.The laser beam applying means 42 includes a cylindrical housing 421 which extends in a substantially horizontal direction. Although not shown, the housing includes 421 a pulse laser beam oscillation means including a pulse laser oscillator and a repetition frequency setting means. The laser beam applying means 42 further includes a at the front end of the housing 421 attached focusing agent 422 , The focuser 422 has a focusing lens 422a for focusing a pulsed laser beam oscillated by the pulse laser beam oscillation means. The numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a of the focusing agent 422 is set in the following way. That is, the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a is set so that the value obtained by dividing the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a is obtained by the refractive index (N) of the single crystal substrate is within the range of 0.05 to 0.2 (numerical aperture adjusting step). The laser beam applying means 42 further includes a focus position adjusting means (not shown) for adjusting the focus position of the lens through the focusing lens 422a of the focusing agent 422 to be focused, pulsed laser beam.

Das Abbildemittel 43 ist an einem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 421, welches das Laserstrahlaufbringmittel 42 bildet, angebracht. Das Abbildemittel 43 beinhaltet eine gewöhnliche Abbildeeinrichtung (CCD) zum Abbilden des Werkstücks unter Verwendung sichtbaren Lichts, ein Infrarotlichtaufbringmittel zum Aufbringen infraroten Lichts auf das Werkstück, ein optisches System zum Einfangen des durch das Infrarotlichtaufbringmittel auf das Werkstück aufgebrachten infraroten Lichts und eine Abbildeeinrichtung (Infrarot-CCD) zum Ausgeben eines elektrischen Signals, das dem durch das optische System eingefangenen infraroten Licht entspricht. Ein von dem Abbildemittel 43 ausgegebenes Bildsignal wird zu einem Steuermittel (nicht gezeigt) übertragen.The imaging agent 43 is at a front end portion of the housing 421 which the laser beam application means 42 forms, attached. The imaging agent 43 includes an ordinary imaging device (CCD) for imaging the workpiece using visible light, an infrared light applying means for applying infrared light to the workpiece, an optical system for capturing the infrared light applied to the workpiece by the infrared light applying means, and an imaging device (infrared CCD) Outputting an electrical signal corresponding to the infrared light captured by the optical system. One of the imaging medium 43 output image signal is transmitted to a control means (not shown).

Beim Durchführen der Laserbearbeitung entlang der Trennlinien 22 des Optikbauelementwafers 2 durch Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung 4 wird ein Positionierschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die Fokussierlinse und das Einkristallsubstrat in der Richtung entlang der optischen Achse der Fokussierlinse so relativ positioniert werden, dass der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an einer gewünschten Position in der Richtung entlang der Dicke des Optikbauelementwafers 2 als das Einkristallsubstrat angeordnet wird.When performing the laser processing along the dividing lines 22 of the optical device wafer 2 by using the laser processing apparatus 4 a positioning step is performed in such a manner that the focusing lens and the single crystal substrate are relatively positioned in the direction along the optical axis of the focusing lens so that the focal point of the pulsed laser beam is at a desired position in the direction along the thickness of the optical device wafer 2 is arranged as the single crystal substrate.

Zuerst wird der an dem Zerteilungsband 30 angebrachte Optikbauelementwafer 2 an dem Einspanntisch 41 der in 3 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung 4 in dem Zustand angeordnet, in dem das Zerteilungsband 30 mit der oberen Oberfläche des Einspanntischs 41 in Kontakt steht. Danach wird ein Ansaugmittel (nicht gezeigt) betätigt, um den Optikbauelementwafer 2 durch das Zerteilungsband 30 unter Ansaugen an dem Einspanntisch 41 zu halten (Waferhalteschritt). Dementsprechend ist die Vorderseite 2a des an dem Einspanntisch 41 gehaltenen Optikbauelementwafers 2 nach oben gerichtet. Obwohl der ringförmige Rahmen 3, der das Zerteilungsband 30 hält, in 3 nicht gezeigt ist, wird der ringförmige Rahmen 3 durch ein an dem Einspanntisch 41 vorgesehenes, geeignetes Rahmenhaltemittel gehalten. Danach wird der Einspanntisch 41, der den Optikbauelementwafer 2 unter Ansaugen hält, zu einer Position unmittelbar unterhalb des Abbildemittels 43 bewegt, indem das Zuführmittel (nicht gezeigt) betätigt wird.First, the at the dicing tape 30 attached optical device wafers 2 at the chuck table 41 the in 3 shown laser processing device 4 arranged in the state where the dicing tape 30 with the upper surface of the chuck table 41 in contact. Thereafter, suction means (not shown) is operated to surround the optical device wafer 2 through the dicing tape 30 under suction on the clamping table 41 to hold (wafer holding step). Accordingly, the front is 2a at the chuck table 41 held optical device wafer 2 directed upwards. Although the annular frame 3 who is the dividing tape 30 stops, in 3 not shown, the annular frame 3 by a at the chuck table 41 provided, suitable frame holding means held. Then the chuck table becomes 41 making the optical component wafer 2 under suction, to a position immediately below the imaging means 43 moved by the feed means (not shown) is actuated.

In dem Zustand, in dem der Einspanntisch 41 unmittelbar unterhalb des Abbildemittels 43 positioniert ist, wird ein Ausrichtungsvorgang durch das Abbildemittel 43 und das Steuermittel (nicht gezeigt) durchgeführt, um einen Zielbereich des Optikbauelementwafers 2, der laserbearbeitet werden soll, zu erfassen. Spezieller führen das Abbildemittel 43 und das Steuermittel eine Bildbearbeitung, wie zum Beispiel einen Musterabgleich, durch, um die Ausrichtung der Trennlinien 22, die sich in einer ersten Richtung an dem Optikbauelementwafer 2 erstrecken, und des Fokussiermittels 422 des Laserstrahlaufbringmittels 42 zum Aufbringen des Laserstrahls auf den Wafer 2 entlang der Trennlinien 22 herzustellen, wodurch die Ausrichtung einer Laserstrahlaufbringposition durchgeführt wird (Ausrichtungsschritt). In ähnlicher Weise wird dieser Ausrichtungsschritt für die anderen Trennlinien 22 durchgeführt, die sich in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung an dem Optikbauelementwafer 2 erstrecken.In the state in which the chuck table 41 immediately below the imaging means 43 is positioned becomes an alignment operation by the imaging means 43 and the control means (not shown) performed to a target area of the optical device wafer 2 to be laser processed to capture. More specifically lead the imaging agent 43 and the control means performs image processing, such as pattern matching, by the alignment of the parting lines 22 extending in a first direction on the optical device wafer 2 extend, and the focusing means 422 of the laser beam applying means 42 for applying the laser beam to the wafer 2 along the dividing lines 22 whereby the alignment of a laser beam application position is performed (alignment step). Similarly, this alignment step becomes for the other parting lines 22 performed in a second direction perpendicular to the first direction on the optical device wafer 2 extend.

Nachdem der oben beschriebene Ausrichtungsschritt für alle Trennlinien 22 durchgeführt wurde, wird der Einspanntisch 41 zu einem Laserstrahlaufbringbereich bewegt, in dem das Fokussiermittel 422 des Laserstrahlaufbringmittels 42 angeordnet ist, wie in 4A gezeigt ist, wodurch ein Ende (das linke Ende in der Betrachtung der 4A) einer vorgegebenen der Trennlinien 22, die sich in der ersten Richtung erstrecken, unmittelbar unterhalb des Fokussiermittels 422 positioniert wird. Ferner wird das Fokuspositioneinstellmittel (nicht gezeigt) betätigt, um das Fokussiermittel 422 in der Richtung entlang der optischen Achse der Fokussierlinse 422a zu bewegen, so dass der Brennpunkt P eines durch die Fokussierlinse 422a zu fokussierenden, gepulsten Laserstrahls LB an einer gewünschten Position in der Richtung entlang der Dicke des Optikbauelementwafers 2 als das Einkristallsubstrat angeordnet wird (Positionierschritt). Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls LB innerhalb des Optikbauelementwafers 2 an einer gewünschten Position nahe zu der oberen Oberfläche (Vorderseite 2a), auf die der gepulste Laserstrahl LB aufgebracht wird, angeordnet (zum Beispiel an der Tiefe von der Vorderseite 2a in Richtung auf die Rückseite 2b um einen Abstand von 5 bis 10 μm).After the above-described alignment step for all parting lines 22 was performed, the chuck table 41 moved to a laser beam application area in which the focusing means 422 of the laser beam applying means 42 is arranged as in 4A showing one end (the left end in viewing the 4A ) a predetermined one of the dividing lines 22 extending in the first direction immediately below the focusing means 422 is positioned. Further, the focus position setting means (not shown) is operated to move the focusing means 422 in the direction along the optical axis of the focusing lens 422a to move so that the focal point P of one through the focusing lens 422a pulsed laser beam LB to be focused at a desired position in the direction along the thickness of the optical device wafer 2 is arranged as the single crystal substrate (positioning step). In this preferred embodiment, the focal point P of the pulsed laser beam LB within the optical device wafer 2 at a desired position close to the upper surface (front side 2a ) to which the pulsed laser beam LB is applied (for example, at the depth from the front side 2a towards the back 2 B by a distance of 5 to 10 μm).

Nachdem der oben beschriebene Positionierschritt durchgeführt wurde, wird ein Abschirmtunnelausbildeschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass das Laserstrahlaufbringmittel 42 betätigt wird, um den gepulsten Laserstrahl LB von dem Fokussiermittel 422 auf den Optikbauelementwafer 2 aufzubringen, wodurch ein Abschirmtunnel ausgebildet wird, der sich von der oberen Oberfläche (Vorderseite 2a) des Wafers 2, an welcher der Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls LB angeordnet ist, zu der unteren Oberfläche (Rückseite 2b) des Wafers 2 erstreckt, wobei der Abschirmtunnel aus einer feinen Öffnung und einem um die feine Öffnung herum ausgebildeten amorphen Bereich zum Abschirmen der feinen Öffnung besteht. Spezieller wird der gepulste Laserstrahl LB, der eine Transmissionswellenlänge für das Saphirsubstrat, das den Optikbauelementwafer 2 bildet, aufweist, von dem Fokussiermittel 422 auf den Wafer 2 aufgebracht und der Einspanntisch 41 in der in 4A durch einen Pfeil X1 gezeigten Richtung mit einer vorgegebenen Zuführgeschwindigkeit bewegt (Abschirmtunnelausbildeschritt). Wenn das andere Ende (das rechte Ende in der Betrachtung der 4B) der vorgegebenen Trennlinie 22 die Position unmittelbar unterhalb des Fokussiermittels 422 erreicht, wie in 4B gezeigt ist, wird das Aufbringen des gepulsten Laserstrahls LB angehalten und die Bewegung des Einspanntischs 41 auch angehalten.After the above-described positioning step is performed, a shielding tunnel forming step is performed in such a manner that the laser beam applying means 42 is actuated to the pulsed laser beam LB from the focusing means 422 on the optical device wafer 2 thereby forming a shielding tunnel extending from the upper surface (front side 2a ) of the wafer 2 at which the focal point P of the pulsed laser beam LB is located, to the lower surface (back 2 B ) of the wafer 2 wherein the shielding tunnel consists of a fine opening and an amorphous area formed around the fine opening for shielding the fine opening. More specifically, the pulsed laser beam LB, which is a transmission wavelength for the sapphire substrate constituting the optical device wafer 2 forms, of the focusing means 422 on the wafer 2 applied and the chuck table 41 in the in 4A moved by a arrow X1 direction with a predetermined feed speed (shield tunnel training step). If the other end (the right end in the consideration of 4B ) of the predetermined dividing line 22 the position immediately below the focusing means 422 achieved as in 4B is shown, the application of the pulsed laser beam LB is stopped and the movement of the chuck table 41 also stopped.

Durch Durchführen des oben beschriebenen Abschirmtunnelausbildeschritts entlang der vorgegebenen Trennlinie 22 werden mehrere feine Öffnungen 231 und mehrere amorphe Bereiche 232 so ausgebildet, dass sie sich von der oberen Oberfläche (Vorderseite 2a) des Wafers 2, an welcher der Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls LB angeordnet ist, zu der unteren Oberfläche (Rückseite 2b) des Wafers 2 erstrecken, wie in 4C und 4D gezeigt ist, wobei die amorphen Bereiche 232 um die feinen Öffnungen 231 herum ausgebildet sind. Als Folge dessen werden mehrere amorphe Abschirmtunnel 23 entlang der vorgegebenen Trennlinie 22 mit vorgegebenen Abständen, wie zum Beispiel 16-μm-Abständen (= (Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde)/(Wiederholungsfrequenz: 50 kHz)), ausgebildet, wie in 4C gezeigt ist. Wie in 4D und 4E gezeigt ist, besteht jeder Abschirmtunnel 23 aus der mittleren feinen Öffnung 231, die einen Durchmesser von annähernd 1 μm aufweist, und dem amorphen Bereich 232, der um die mittlere feine Öffnung 231 herum ausgebildet ist und einen Durchmesser von 16 μm aufweist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die amorphen Bereiche 232 derjenigen der mehreren Abschirmtunnel 23, die nebeneinander liegen, miteinander verbunden. Jeder amorphe Abschirmtunnel 23, der durch den oben beschriebenen Abschirmtunnelausbildeschritt ausgebildet wurde, erstreckt sich von der oberen Oberfläche (Vorderseite 2a) des Optikbauelementwafers 2 zu dessen unterer Oberfläche (Rückseite 2b). Dementsprechend ist es, sogar wenn die Dicke des Wafers 2 groß ist, ausreichend, den gepulsten Laserstrahl LB einmal entlang jeder Trennlinie 22 aufzubringen, so dass die Produktivität erheblich verbessert werden kann. Ferner werden bei dem Abschirmtunnelausbildeschritt keine Schmutzpartikel verteilt, so dass es möglich ist, das Problem, dass die Qualität der Bauelemente verschlechtert werden kann, zu lösen.By performing the above-described shield tunneling step along the predetermined dividing line 22 be several fine openings 231 and several amorphous areas 232 designed so that they extend from the upper surface (front 2a ) of the wafer 2 at which the focal point P of the pulsed laser beam LB is located, to the lower surface (back 2 B ) of the wafer 2 extend as in 4C and 4D is shown, wherein the amorphous areas 232 around the fine openings 231 are trained around. As a result, several amorphous shielding tunnels 23 along the given dividing line 22 at predetermined intervals, such as 16 μm pitches (= (working feed rate: 800 mm / second) / (repetition frequency: 50 kHz)), as in 4C is shown. As in 4D and 4E Shown is every shielding tunnel 23 from the middle fine opening 231 which has a diameter of approximately 1 μm, and the amorphous region 232 that around the middle fine opening 231 is formed around and has a diameter of 16 microns. In this preferred embodiment, the amorphous regions are 232 that of the several shielding tunnels 23 , which are next to each other, connected. Every amorphous shielding tunnel 23 formed by the above-described shield tunneling step, extends from the upper surface (front side 2a ) of the optical device wafer 2 to its lower surface (back 2 B ). Accordingly, it is, even if the thickness of the wafer 2 is large enough, the pulsed laser beam LB once along each dividing line 22 so that the productivity can be significantly improved. Further, in the shielding tunnel forming step, no dirt particles are dispersed, so that it is possible to solve the problem that the quality of the components may be deteriorated.

Nachdem der Abschirmtunnelausbildeschritt entlang der vorgegebenen Trennlinie 22 wie oben beschrieben durchgeführt wurde, wird der Einspanntisch 41 in der in 3 durch den Pfeil Y gezeigten Einteilungsrichtung um den Abstand der an dem Optikbauelementwafer 2 ausgebildeten Trennlinien 22 bewegt (Einteilungsschritt) und der Abschirmtunnelausbildeschritt in ähnlicher Weise entlang der nächsten Trennlinie 22, die sich in der ersten Richtung erstreckt, durchgeführt. Auf diese Weise wird der Abschirmtunnelausbildeschritt entlang aller Trennlinien 22, die sich in der ersten Richtung erstrecken, durchgeführt. Danach wird der Einspanntisch 41 um 90 Grad gedreht, um in ähnlicher Weise den Abschirmtunnelausbildeschritt entlang aller anderen Trennlinien 22, die sich in der zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, durchzuführen.After the shielding tunnel forming step along the predetermined dividing line 22 As described above, the chuck table becomes 41 in the in 3 by the distance of the at the optical device wafer shown by the arrow Y Einteilungsrichtung 2 trained dividing lines 22 Moves (division step) and the Abschirmtunnelausbildstritt in a similar manner along the next parting line 22 , which extends in the first direction, carried out. In this way, the shield tunnel formation step becomes along all the parting lines 22 which extend in the first direction performed. Then the chuck table becomes 41 rotated 90 degrees to similarly the shield tunneling step along all other parting lines 22 , which extend in the second direction perpendicular to the first direction to perform.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Optikbauelementwafer 2 an dem Einspanntisch 41 in dem Zustand gehalten, in dem die Vorderseite 2a des Wafers 2 nach oben gerichtet ist, und der gepulste Laserstrahl von der Vorderseite 2a aus entlang jeder Trennlinie 22 auf den Wafer 2 aufgebracht, um die mehreren Abschirmtunnel 23 auszubilden. Als eine Abwandlung kann der Optikbauelementwafer 2 an dem Einspanntisch 41 in dem Zustand gehalten werden, in dem die Rückseite 2b des Wafers 2 nach oben gerichtet ist, und der gepulste Laserstrahl von der Rückseite 2b aus entlang jeder Trennlinie 22 auf den Wafer 2 aufgebracht werden, um die mehreren Abschirmtunnel 23 auszubilden.In this preferred embodiment, the optical device wafer becomes 2 at the chuck table 41 kept in the state in which the front 2a of the wafer 2 directed upward, and the pulsed laser beam from the front 2a out along each dividing line 22 on the wafer 2 applied to the several shielding tunnels 23 train. As a modification, the optical device wafer may 2 at the chuck table 41 be kept in the state where the back 2 B of the wafer 2 directed upward, and the pulsed laser beam from the back 2 B out along each dividing line 22 on the wafer 2 be applied to the several shielding tunnels 23 train.

Um in dem Abschirmtunnelausbildeschritt einen guten Abschirmtunnel 23 auszubilden, ist es wichtig, dass der Wert (S), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt, wie oben beschrieben wurde.In the shield tunneling step, a good shielding tunnel 23 It is important to form the value (S) by dividing the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a obtained by the refractive index (N) of the single crystal substrate is within the range of 0.05 to 0.2 as described above.

Nachfolgend wird die Beziehung zwischen der numerischen Apertur (NA), dem Brechungsindex (N) und dem Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) erhalten wird, unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wie in 5 gezeigt ist, wird der gepulste Laserstrahl LB, der in die Fokussierlinse 422a eintritt, mit einem Winkel α mit Bezug auf die optische Achse der Fokussierlinse 422a fokussiert. In diesem Fall wird die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a als sinα ausgedrückt (das heißt NA = sinα). Wenn der durch die Fokussierlinse 422a fokussierte, gepulste Laserstrahl LB auf den Optikbauelementwafer 2 als das Einkristallsubstrat aufgebracht wird, wird der gepulste Laserstrahl LB mit einem Winkel β mit Bezug auf die optische Achse gebrochen, da die Dichte des Einkristallsubstrats, das den Optikbauelementwafer 2 bildet, höher als die von Luft ist. Dieser Winkel β mit Bezug auf die optische Achse ist entsprechend dem Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats, das den Optikbauelementwafer 2 bildet, unterschiedlich. Da der Brechungsindex (N) als N = sinα/sinβ ausgedrückt wird, ist der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, durch sinβ gegeben. Dementsprechend ist es wichtig, dass sinβ in dem Bereich von 0,05 bis 0,2 eingestellt wird (das heißt 0,05 ≤ sinβ ≤ 0,2).Hereinafter, the relationship between the numerical aperture (NA), the refractive index (N) and the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) will be explained with reference to FIG 5 described. As in 5 is shown, the pulsed laser beam LB, which is in the focusing lens 422a enters, with an angle α with respect to the optical axis of the focusing lens 422a focused. In this case, the numerical aperture (NA) of the focusing lens becomes 422a expressed as sinα (ie NA = sinα). When passing through the focusing lens 422a focused, pulsed laser beam LB onto the optical device wafer 2 When the single crystal substrate LB is deposited, the pulsed laser beam LB is refracted at an angle β with respect to the optical axis because the density of the single crystal substrate surrounding the optical device wafer 2 forms higher than that of air. This angle β with respect to the optical axis is in accordance with the refractive index (N) of the single crystal substrate constituting the optical device wafer 2 makes, different. Since the refractive index (N) is expressed as N = sinα / sinβ, the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) of the single crystal substrate is given by sinβ. Accordingly, it is important that sinβ be adjusted in the range of 0.05 to 0.2 (that is, 0.05 ≦ sinβ ≦ 0.2).

Nachfolgend wird der Grund beschrieben, aus dem der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, in dem Bereich von 0,05 bis 0,2 eingestellt wird.The reason will be described below from which the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a is obtained by the refractive index (N) of the single crystal substrate is set in the range of 0.05 to 0.2.

(Beispiel 1-1)(Example 1-1)

Unter Verwendung eines Saphir(Al2O3)-Substrats (Brechungsindex: 1,7) mit einer Dicke von 1000 μm wurde der Abschirmtunnelausbildeschritt unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt, um einen Abschirmtunnel auszubilden, und wurde bestimmt, ob der Abschirmtunnel gut oder nicht gut ist. Bearbeitungsbedingungen Wellenlänge: 1030 nm Wiederholungsfrequenz: 50 kHz Pulsbreite: 10 ps Durchschnittliche Leistung: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde Numerische Apertur (NA) der Guter/schlechter S = NA/N Zustand des Fokussierlinse Abschirmtunnels 0,05 Nicht ausgebildet 0,1 Geringfügig gut 0,058 0,15 Gut 0,088 0,2 Gut 0,117 0,25 Gut 0,147 0,3 Gut 0,176 0,35 Geringfügig gut 0,205 0,4 Schlecht 0,45 Schlecht: Hohlräume erzeugt 0,5 Schlecht: Hohlräume erzeugt 0,55 Schlecht: Hohlräume erzeugt 0,6 Schlecht: Hohlräume erzeugt Using a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate (refractive index: 1.7) having a thickness of 1000 μm, the shielding tunnel forming step was carried out under the following processing conditions to form a shielding tunnel, and it was determined whether the shielding tunnel was good or not good is. machining conditions Wavelength: 1030 nm Repetition frequency: 50 kHz Pulse width: 10 ps Average performance: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm / second Numerical Aperture (NA) of the Good / evil S = NA / N Condition of the focusing lens shielding tunnel 0.05 Not trained 0.1 Slightly good 0.058 0.15 Well 0.088 0.2 Well 0,117 0.25 Well 0,147 0.3 Well 0.176 0.35 Slightly good 0,205 0.4 Bad 0.45 Bad: cavities generated 0.5 Bad: cavities generated 0.55 Bad: cavities generated 0.6 Bad: cavities generated

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass, falls ein Saphir(Al2O3)-Substrat (Brechungsindex: 1,7) als das Einkristallsubstrat verwendet wird, ein im Wesentlichen guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so eingestellt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt. Dementsprechend ist es wichtig, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in dem Bereich von 0,1 bis 0,35 eingestellt wird, falls ein Saphir(Al2O3)-Substrat (Brechungsindex: 1,7) als das Einkristallsubstrat verwendet wird.From the above results, it can be seen that if a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate (refractive index: 1.7) is used as the single crystal substrate, a substantially good shielding tunnel can be formed by dividing the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a for focusing the pulsed laser beam so that the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) of the single crystal substrate is set within the range of 0.05 to 0; 2 lies. Accordingly, it is important that the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a is set to focus the pulsed laser beam in the range of 0.1 to 0.35 if a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate (refractive index: 1.7) is used as the single crystal substrate.

(Beispiel 1-2)(Example 1-2)

Unter Verwendung eines Siliziumkarbid(SiC)-Substrats (Brechungsindex: 2,63) mit einer Dicke von 1000 μm wurde der Abschirmtunnelausbildeschritt unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt, um einen Abschirmtunnel auszubilden, und wurde bestimmt, ob der Abschirmtunnel gut oder nicht gut ist. Bearbeitungsbedingungen Wellenlänge: 1030 nm Wiederholungsfrequenz: 50 kHz Pulsbreite: 10 ps Durchschnittliche Leistung: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde Numerische Apertur (NA) der Guter/schlechter S = NA/N Fokussierlinse Zustand des Abschirmtunnels 0,05 Nicht ausgebildet 0,1 Nicht ausgebildet 0,15 Geringfügig gut 0,057 0,2 Gut 0,076 0,25 Gut 0,095 0,3 Gut 0,114 0,35 Gut 0,133 0,4 Gut 0,153 0,45 Gut 0,171 0,5 Gut 0,19 0,55 Geringfügig gut 0,209 0,6 Schlecht: Hohlräume erzeugt Using a silicon carbide (SiC) substrate (refractive index: 2.63) having a thickness of 1000 μm, the shielding tunnel forming step was carried out under the following processing conditions to form a shielding tunnel, and it was determined whether the shielding tunnel is good or not good. machining conditions Wavelength: 1030 nm Repetition frequency: 50 kHz Pulse width: 10 ps Average performance: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm / second Numerical Aperture (NA) of the Good / evil S = NA / N focusing lens Condition of the shielding tunnel 0.05 Not trained 0.1 Not trained 0.15 Slightly good 0.057 0.2 Well 0,076 0.25 Well 0,095 0.3 Well 0.114 0.35 Well 0,133 0.4 Well 0.153 0.45 Well 0.171 0.5 Well 0.19 0.55 Slightly good 0.209 0.6 Bad: cavities generated

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass, falls ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat (Brechungsindex: 2,63) als das Einkristallsubstrat verwendet wird, ein im Wesentlichen guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so eingestellt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt. Dementsprechend ist es wichtig, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in dem Bereich von 0,15 bis 0,55 eingestellt wird, falls ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat (Brechungsindex: 2,63) als das Einkristallsubstrat verwendet wird.From the above results, it can be seen that if a silicon carbide (SiC) substrate (refractive index: 2.63) is used as the single crystal substrate, a substantially good shielding tunnel can be formed by using the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a for focusing the pulsed laser beam so that the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) of the single crystal substrate is set within the range of 0.05 to 0; 2 lies. Accordingly, it is important that the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a for focusing the pulsed laser beam in the range of 0.15 to 0.55, if a silicon carbide (SiC) substrate (refractive index: 2.63) is used as the single crystal substrate.

(Beispiel 1-3)(Example 1-3)

Unter Verwendung eines Galliumnitrid(GaN)-Substrats (Brechungsindex: 2,3) mit einer Dicke von 1000 μm wurde der Abschirmtunnelausbildeschritt unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt, um einen Abschirmtunnel auszubilden, und wurde bestimmt, ob der Abschirmtunnel gut oder nicht gut ist. Bearbeitungsbedingungen Wellenlänge: 1030 nm Wiederholungsfrequenz: 50 kHz Pulsbreite: 10 ps Durchschnittliche Leistung: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde Numerische Apertur (NA) der Guter/schlechter S = NA/N Fokussierlinse Zustand des Abschirmtunnels 0,05 Nicht ausgebildet 0,1 Geringfügig gut 0,043 0,15 Gut 0,065 0,2 Gut 0,086 0,25 Gut 0,108 0,3 Gut 0,130 0,35 Gut 0,152 0,4 Gut 0,173 0,45 Gut 0,195 0,5 Geringfügig gut 0,217 0,55 Schlecht: Hohlräume erzeugt 0,6 Schlecht: Hohlräume erzeugt Using a gallium nitride (GaN) substrate (refractive index: 2.3) having a thickness of 1000 μm, the shielding tunnel forming step was carried out under the following processing conditions to form a shielding tunnel, and it was determined whether the shielding tunnel is good or not good. machining conditions Wavelength: 1030 nm Repetition frequency: 50 kHz Pulse width: 10 ps Average performance: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm / second Numerical Aperture (NA) of the Good / evil S = NA / N focusing lens Condition of the shielding tunnel 0.05 Not trained 0.1 Slightly good 0.043 0.15 Well 0,065 0.2 Well 0.086 0.25 Well 0.108 0.3 Well 0.130 0.35 Well 0,152 0.4 Well 0.173 0.45 Well 0.195 0.5 Slightly good 0.217 0.55 Bad: cavities generated 0.6 Bad: cavities generated

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass, falls ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat (Brechungsindex: 2,3) als das Einkristallsubstrat verwendet wird, ein im Wesentlichen guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so eingestellt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt. Dementsprechend ist es wichtig, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 eingestellt wird, falls ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat (Brechungsindex: 2,3) als das Einkristallsubstrat verwendet wird.From the above results, it can be seen that if a gallium nitride (GaN) substrate (refractive index: 2.3) is used as the single crystal substrate, a substantially good shielding tunnel can be formed by using the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a for focusing the pulsed laser beam so that the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) of the single crystal substrate is set within the range of 0.05 to 0; 2 lies. Accordingly, it is important that the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a for focusing the pulsed laser beam in the range of 0.1 to 0.5 if a gallium nitride (GaN) substrate (refractive index: 2.3) is used as the single crystal substrate.

Der Abschirmtunnel wird so ausgebildet, dass er sich von dem Brennpunkt P zu der unteren Oberfläche des Wafers 2 erstreckt, die der Strahleneinfallsoberfläche, auf die der gepulste Laserstrahl aufgebracht wird, gegenüberliegt. Dementsprechend ist es erforderlich, den Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls innerhalb des Optikbauelementwafers 2 an einer Position nahe zu der Strahleneinfallsoberfläche anzuordnen.The shielding tunnel is formed to extend from the focal point P to the lower surface of the wafer 2 which opposes the radiation incident surface to which the pulsed laser beam is applied. Accordingly, it is necessary to have the focal point P of the pulsed laser beam within the optical device wafer 2 at a position close to the radiation incident surface.

Durch die Beispiele 1-1, 1-2 und 1-3 wurde bestätigt, dass ein im Wesentlichen guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse 422a zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls so eingestellt wird, dass der Wert (S = NA/N), der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt.By Examples 1-1, 1-2 and 1-3, it was confirmed that a substantially good shielding tunnel can be formed by using the numerical aperture (NA) of the focusing lens 422a for focusing the pulsed laser beam so that the value (S = NA / N) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) of the single crystal substrate is set within the range of 0.05 to 0; 2 lies.

Nachfolgend wird die Korrelation zwischen der Energie des gepulsten Laserstrahls und der Länge des Abschirmtunnels beschrieben.The correlation between the energy of the pulsed laser beam and the length of the shielding tunnel will be described below.

(Beispiel 2)(Example 2)

Der gepulste Laserstrahl wurde auf ein Saphir(Al2O3)-Substrat, ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat und ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat, die jeweils eine Dicke von 1000 μm aufwiesen, unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen aufgebracht, um die Beziehung zwischen der Energie (μJ/Puls) des gepulsten Laserstrahls und der Länge (μm) des Abschirmtunnels zu bestimmen. Bearbeitungsbedingungen Wellenlänge: 1030 nm Wiederholungsfrequenz: 50 kHz Pulsbreite: 10 ps Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde The pulsed laser beam was applied to a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate and a gallium nitride (GaN) substrate each having a thickness of 1000 μm under the following processing conditions to obtain the relationship between the energy (μJ / pulse) of the pulsed laser beam and the length (μm) of the shielding tunnel. machining conditions Wavelength: 1030 nm Repetition frequency: 50 kHz Pulse width: 10 ps Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm / second

Die durchschnittliche Leistung des gepulsten Laserstrahls wurde von 0,05 W (1 μJ/Puls) mit Abständen von 0,05 W (1 μJ/Puls) erhöht, bis der Abschirmtunnel ausgebildet wurde. Nachdem der Abschirmtunnel ausgebildet wurde, wurde die durchschnittliche Leistung des gepulsten Laserstrahls mit Abständen von 0,5 W (10 μJ/Puls) bis auf 10 W (200 μJ/Puls) erhöht. Dann wurde die Länge (μm) des Abschirmtunnels jedes Mal gemessen, wenn die durchschnittliche Leistung erhöht wurde. Pulsenergie Länge (μm) des Abschirmtunnels (μJ/Puls) Saphir Siliziumkarbid Galliumnitrid 1 Nicht Nicht Nicht ausgebildet ausgebildet ausgebildet 2 Nicht Nicht Nicht ausgebildet ausgebildet ausgebildet 3 Nicht Nicht Nicht ausgebildet ausgebildet ausgebildet 4 Nicht Nicht Nicht ausgebildet ausgebildet ausgebildet 5 65 65 70 10 75 85 85 20 125 115 125 30 150 155 170 40 175 185 205 50 190 230 250 60 210 265 295 70 245 290 330 80 260 330 365 90 315 370 415 100 340 395 450 110 365 430 485 120 400 470 530 130 425 500 565 140 455 535 610 150 490 570 650 160 525 610 685 170 550 640 735 180 575 675 770 190 610 715 815 200 640 740 850 The average power of the pulsed laser beam was increased from 0.05 W (1 μJ / pulse) at intervals of 0.05 W (1 μJ / pulse) until the shielding tunnel was formed. After the shielding tunnel was formed, the average power of the pulsed laser beam was increased at intervals of 0.5 W (10 μJ / pulse) to 10 W (200 μJ / pulse). Then, the length (μm) of the shielding tunnel was measured each time the average power was increased. pulse energy Length (μm) of the shielding tunnel (Microjoules / pulse) sapphire silicon carbide gallium nitride 1 Not Not Not educated educated educated 2 Not Not Not educated educated educated 3 Not Not Not educated educated educated 4 Not Not Not educated educated educated 5 65 65 70 10 75 85 85 20 125 115 125 30 150 155 170 40 175 185 205 50 190 230 250 60 210 265 295 70 245 290 330 80 260 330 365 90 315 370 415 100 340 395 450 110 365 430 485 120 400 470 530 130 425 500 565 140 455 535 610 150 490 570 650 160 525 610 685 170 550 640 735 180 575 675 770 190 610 715 815 200 640 740 850

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass, falls ein Saphir(Al2O3)-Substrat mit einer Dicke von 300 μm als der Optikbauelementwafer 2 verwendet wird, die Pulsenergie des gepulsten Laserstrahls auf 90 μJ/Puls einzustellen ist, um unter den obigen Bearbeitungsbedingungen den Abschirmtunnel auszubilden, der sich von der oberen Oberfläche (Vorderseite 2a) des Wafers 2 zu der unteren Oberfläche (Rückseite 2b) des Wafers 2 erstreckt. Falls ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat mit einer Dicke von 300 μm verwendet wird, ist die Pulsenergie des gepulsten Laserstrahls auf 80 μJ/Puls einzustellen. Falls ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat mit einer Dicke von 300 μm verwendet wird, ist die Pulsenergie des gepulsten Laserstrahls auf 70 μJ/Puls einzustellen.From the above results, it can be seen that, if a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate having a thickness of 300 μm as the optical device wafer 2 is used to set the pulse energy of the pulsed laser beam to 90 μJ / pulse to form, under the above processing conditions, the shielding tunnel extending from the upper surface (front side 2a ) of the wafer 2 to the lower surface (back 2 B ) of the wafer 2 extends. If a silicon carbide (SiC) substrate having a thickness of 300 μm is used, the pulse energy of the pulsed laser beam is set to 80 μJ / pulse. If a gallium nitride (GaN) substrate having a thickness of 300 μm is used, the pulse energy of the pulsed laser beam should be set to 70 μJ / pulse.

Nachfolgend wird die Beziehung zwischen der Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls und der Ausbildung des Abschirmtunnels untersucht.Hereinafter, the relationship between the wavelength of the pulsed laser beam and the formation of the shielding tunnel will be examined.

(Beispiel 3-1)(Example 3-1)

Der gepulste Laserstrahl wurde unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen auf ein Saphir(Al2O3)-Substrat mit einer Dicke von 1000 μm aufgebracht. Für den Fall, dass die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls von 2940 nm über 1550 nm, 1030 nm, 515 nm, 343 nm und 257 nm auf 151 nm verringert wurde, wurde bestimmt, ob der Abschirmtunnel in dem Saphir(Al2O3)-Substrat mit einer Bandlücke von 8,0 eV (verringerte Wellenlänge: 155 nm) ausgebildet oder nicht ausgebildet werden kann. Bearbeitungsbedingungen Wiederholungsfrequenz: 50 kHz Pulsbreite: 10 ps Durchschnittliche Leistung: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde Wellenlänge (nm) Guter/schlechter Zustand des Abschirmtunnels 2940 Gut 1550 Gut 1030 Gut 515 Gut 343 Gut 257 Schlecht 151 Schlechte Ablation an der Strahleneinfallsoberfläche The pulsed laser beam was applied to a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate having a thickness of 1000 μm under the following processing conditions. In the case where the wavelength of the pulsed laser beam was decreased from 2940 nm over 1550 nm, 1030 nm, 515 nm, 343 nm and 257 nm to 151 nm, it was determined whether the shielding tunnel in the sapphire (Al 2 O 3 ) - Substrate with a band gap of 8.0 eV (reduced wavelength: 155 nm) can be formed or not formed. machining conditions Repetition frequency: 50 kHz Pulse width: 10 ps Average performance: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm / second Wavelength (nm) Good / bad condition the shielding tunnel 2940 Well 1550 Well 1030 Well 515 Well 343 Well 257 Bad 151 Bad ablation on the Radiation incident surface

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass, falls ein Saphir(Al2O3)-Substrat als das Einkristallsubstrat verwendet wird, ein guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls auf einen Wert eingestellt wird, der zweimal oder mehr als zweimal so groß wie die Wellenlänge (verringerte Wellenlänge: 155 nm) ist, die einer Bandlücke von 8,0 eV entspricht.From the above results, it can be seen that if a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate is used as the single crystal substrate, a good shielding tunnel can be formed by setting the wavelength of the pulsed laser beam to be twice or more than is twice the wavelength (reduced wavelength: 155 nm) corresponding to a band gap of 8.0 eV.

(Beispiel 3-2)(Example 3-2)

Der gepulste Laserstrahl wurde unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen auf ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat mit einer Dicke von 1000 μm aufgebracht. Für den Fall, dass die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls von 2940 nm über 1550 nm, 1030 nm und 515 nm auf 257 nm verringert wurde, wurde bestimmt, ob der Abschirmtunnel in dem Siliziumkarbid(SiC)-Substrat mit einer Bandlücke von 2,9 eV (verringerte Wellenlänge: 425 nm) ausgebildet oder nicht ausgebildet werden kann. Bearbeitungsbedingungen Wiederholungsfrequenz: 50 kHz Pulsbreite: 10 ps Durchschnittliche Leistung: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde Wellenlänge (nm) Guter/schlechter Zustand des Abschirmtunnels 2940 Gut 1550 Gut 1030 Gut 515 Schlechte Ablation an der Strahleneinfallsoberfläche 257 Schlechte Ablation an der Strahleneinfallsoberfläche The pulsed laser beam was applied to a silicon carbide (SiC) substrate having a thickness of 1000 μm under the following processing conditions. In the case where the wavelength of the pulsed laser beam was decreased from 2940 nm over 1550 nm, 1030 nm and 515 nm to 257 nm, it was determined whether the shielding tunnel in the silicon carbide (SiC) substrate with a band gap of 2.9 eV (reduced wavelength: 425 nm) can be formed or not formed. machining conditions Repetition frequency: 50 kHz Pulse width: 10 ps Average performance: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm / second Wavelength (nm) Good / bad condition the shielding tunnel 2940 Well 1550 Well 1030 Well 515 Bad ablation on the Radiation incident surface 257 Bad ablation on the Radiation incident surface

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass, falls ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat als das Einkristallsubstrat verwendet wird, ein guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls auf einen Wert eingestellt wird, der zweimal oder mehr als zweimal so groß wie die Wellenlänge (verringerte Wellenlänge: 425 nm) ist, die einer Bandlücke von 2,9 eV entspricht.From the above results, it can be seen that if a silicon carbide (SiC) substrate is used as the single crystal substrate, a good shielding tunnel can be formed by setting the wavelength of the pulsed laser beam at a value twice or more than twice as large how the wavelength (reduced wavelength: 425 nm) corresponds to a bandgap of 2.9 eV.

(Beispiel 3-3) (Example 3-3)

Der gepulste Laserstrahl wurde unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen auf ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat mit einer Dicke von 1000 μm aufgebracht. Für den Fall, dass die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls von 2940 nm über 1550 nm, 1030 nm und 515 nm auf 257 nm verringert wurde, wurde bestimmt, ob der Abschirmtunnel in dem Galliumnitrid(GaN)-Substrat mit einer Bandlücke von 3,4 eV (verringerte Wellenlänge: 365 nm) ausgebildet oder nicht ausgebildet werden kann. Bearbeitungsbedingungen Wiederholungsfrequenz: 50 kHz Pulsbreite: 10 ps Durchschnittliche Leistung: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm/Sekunde Wellenlänge (nm) Guter/schlechter Zustand des Abschirmtunnels 2940 Gut 1550 Gut 1030 Gut 515 Schlecht 257 Schlechte Ablation an der Strahleneinfallsoberfläche The pulsed laser beam was applied to a gallium nitride (GaN) substrate having a thickness of 1000 μm under the following processing conditions. In the case where the wavelength of the pulsed laser beam was decreased from 2940 nm over 1550 nm, 1030 nm and 515 nm to 257 nm, it was determined whether the shielding tunnel was in the gallium nitride (GaN) substrate with a band gap of 3.4 eV (reduced wavelength: 365 nm) can be formed or not formed. machining conditions Repetition frequency: 50 kHz Pulse width: 10 ps Average performance: 3 W Arbeitszuführgeschwindigkeit: 800 mm / second Wavelength (nm) Good / bad condition the shielding tunnel 2940 Well 1550 Well 1030 Well 515 Bad 257 Bad ablation on the Radiation incident surface

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass, falls ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat als das Einkristallsubstrat verwendet wird, ein guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls auf einen Wert eingestellt wird, der zweimal oder mehr als zweimal so groß wie die Wellenlänge (verringerte Wellenlänge: 365 nm) ist, die einer Bandlücke von 3,4 eV entspricht.From the above results, it can be seen that if a gallium nitride (GaN) substrate is used as the single crystal substrate, a good shielding tunnel can be formed by setting the wavelength of the pulsed laser beam at a value twice or more than twice as large how the wavelength (reduced wavelength: 365 nm) corresponds to a band gap of 3.4 eV.

Durch die Beispiele 3-1, 3-2 und 3-3 wurde bestätigt, dass ein guter Abschirmtunnel ausgebildet werden kann, indem die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls auf einen Wert eingestellt wird, der zweimal oder mehr als zweimal so groß wie die Wellenlänge ist, die der Bandlücke des Einkristallsubstrats entspricht.By Examples 3-1, 3-2 and 3-3, it was confirmed that a good shielding tunnel can be formed by setting the wavelength of the pulsed laser beam at a value twice or more than twice the wavelength, which corresponds to the bandgap of the single crystal substrate.

Obwohl in der obigen Beschreibung ein Saphir(Al2O3)-Substrat, ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat und ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat als das Einkristallsubstrat verwendet werden, kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Silica(SiO2)-Substrat, ein Lithiumtantalat(LT)-Substrat, ein Lithiumniobat(LN)-Substrat und ein Langasit(La3Ga5Si14)-Substrat als das Einkristallsubstrat angewandt werden.Although a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, and a gallium nitride (GaN) substrate are used as the single crystal substrate in the above description, the present invention can be applied to a silica (SiO 2 ). Substrate, a lithium tantalate (LT) substrate, a lithium niobate (LN) substrate, and a langasite (La 3 Ga 5 Si 14 ) substrate are used as the single crystal substrate.

Nachdem der oben beschriebene Abschirmtunnelausbildeschritt durchgeführt wurde, wird ein Waferteilungsschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass eine äußere Kraft auf den Optikbauelementwafer 2 aufgebracht wird, um den Wafer 2 entlang jeder Trennlinie 22, an der die mehreren Abschirmtunnel 23 durchgehend ausgebildet sind, zu teilen, wobei jeder Abschirmtunnel 23 aus der feinen Öffnung 231 und dem um die feine Öffnung 231 herum ausgebildeten amorphen Bereich 232 besteht, wodurch die einzelnen optischen Bauelemente (Optikbauelementchips) 21 erhalten werden. Dieser Waferteilungsschritt wird durch Verwendung einer in 6 gezeigten Teilungsvorrichtung 5 durchgeführt. Die in 6 gezeigte Teilungsvorrichtung 5 beinhaltet ein Rahmenhaltemittel 51 zum Halten des ringförmigen Rahmens 3, ein Bandaufweitungsmittel 52 zum Aufweiten des Zerteilungsbands 30, das an dem durch das Rahmenhaltemittel 51 gehaltenen ringförmigen Rahmen 3 gehalten wird, und einen Aufnehmkopf 53. Das Rahmenhaltemittel 51 beinhaltet ein ringförmiges Rahmenhalteelement 511 und mehrere Klemmen 512 als Befestigungsmittel, die an dem äußeren Umfang des Rahmenhalteelements 511 vorgesehen sind. Die obere Oberfläche des Rahmenhalteelements 511 wirkt als eine Anbringoberfläche 511a zum Anbringen des ringförmigen Rahmens 3 daran. Der an der Anbringoberfläche 511a angebrachte ringförmige Rahmen 3 wird durch die Klemmen 512 an dem Rahmenhalteelement 511 befestigt. Das Rahmenhaltemittel 51 wird so durch das Bandaufweitungsmittel 51 gehalten, dass es vertikal bewegbar ist.After the above-described shielding tunnel forming step has been performed, a wafer dividing step is performed in such a manner that an external force is applied to the optical device wafer 2 is applied to the wafer 2 along each dividing line 22 at the the several shielding tunnels 23 are continuously designed to divide, with each shielding tunnel 23 from the fine opening 231 and that around the fine opening 231 trained around amorphous area 232 whereby the individual optical components (optical component chips) 21 to be obtained. This wafer dividing step is accomplished by using an in 6 shown dividing device 5 carried out. In the 6 shown dividing device 5 includes a frame holding means 51 for holding the annular frame 3 , a band widening agent 52 for expanding the dicing belt 30 attached to the frame holding means 51 held annular frame 3 is held, and a pick-up head 53 , The frame holding means 51 includes an annular frame holding member 511 and several terminals 512 as fastening means attached to the outer periphery of the frame holding member 511 are provided. The upper surface of the frame holding member 511 acts as a mounting surface 511a for attaching the annular frame 3 it. The at the attachment surface 511a attached ring-shaped frame 3 is through the terminals 512 on the frame holding member 511 attached. The frame holding means 51 becomes so through the band widening means 51 held that it is vertically movable.

Das Bandaufweitungsmittel 52 beinhaltet eine Aufweitungstrommel 521, die innerhalb des ringförmigen Rahmenhalteelements 511 vorgesehen ist. Die Aufweitungstrommel 521 weist einen äußeren Durchmesser, der kleiner als der innere Durchmesser des ringförmigen Rahmens 3 ist, und einen inneren Durchmesser auf, der größer als der äußere Durchmesser des Optikbauelementwafers 2 ist, der an dem an dem ringförmigen Rahmen 3 gehaltenen Zerteilungsband 30 angebracht ist. Die Aufweitungstrommel 521 weist einen Halteflansch 522 an dem unteren Ende der Trommel 521 auf.The band widening means 52 includes a widening drum 521 that within the annular frame holding member 511 is provided. The expansion drum 521 has an outer one Diameter smaller than the inner diameter of the annular frame 3 and an inner diameter larger than the outer diameter of the optical device wafer 2 is that on the at the annular frame 3 held dividing belt 30 is appropriate. The expansion drum 521 has a retaining flange 522 at the lower end of the drum 521 on.

Das Bandaufweitungsmittel 52 beinhaltet ferner ein Haltemittel 523 zum Halten des ringförmigen Rahmenhalteelements 511 in vertikal bewegbarer Weise. Das Haltemittel 523 besteht aus mehreren Luftzylindern 523a, die an dem Halteflansch 522 vorgesehen sind. Jeder Luftzylinder 523a ist mit einer Kolbenstange 523b versehen, die mit der unteren Oberfläche des ringförmigen Rahmenhalteelements 511 verbunden ist. Das aus diesen mehreren Luftzylindern 523a bestehende Haltemittel 523 wirkt so, dass es das ringförmige Rahmenhalteelement 511 vertikal bewegt, um so wahlweise eine Referenzposition, in der die Anbringoberfläche 511a im Wesentlichen auf gleicher Höhe wie das obere Ende der Aufweitungstrommel 521 liegt, wie in 7A gezeigt ist, und eine Aufweitungsposition, in der die Anbringoberfläche 511a auf einer um einen vorgegebenen Betrag geringeren Höhe als das obere Ende der Aufweitungstrommel 521 liegt, wie in 7B gezeigt ist, einzunehmen.The band widening means 52 also includes a holding means 523 for holding the annular frame holding member 511 in a vertically movable manner. The holding means 523 consists of several air cylinders 523a attached to the retaining flange 522 are provided. Every air cylinder 523a is with a piston rod 523b provided with the lower surface of the annular frame holding member 511 connected is. That from these several air cylinders 523a existing holding means 523 acts so that it is the annular frame holding element 511 moved vertically so as to optionally a reference position in which the attachment surface 511a essentially at the same height as the upper end of the expansion drum 521 lies, as in 7A and an expansion position in which the attachment surface 511a at a lower level than the upper end of the expansion drum by a predetermined amount 521 lies, as in 7B is shown to take.

Der Waferteilungsschritt unter Verwendung der Teilungsvorrichtung 5 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 7A bis 7C beschrieben. Wie in 7A gezeigt ist, wird der ringförmige Rahmen 3, der den Optikbauelementwafer 2 durch das Zerteilungsband 30 hält, an der Halteoberfläche 511a des Rahmenhalteelements 511 des Rahmenhaltemittels 51 angebracht. Danach wird der ringförmige Rahmen 3 durch die Klemmen 512 an dem Rahmenhalteelement 511 befestigt (Rahmenhalteschritt). Zu diesem Zeitpunkt ist das Rahmenhalteelement 511 in der in 7A gezeigten Referenzposition angeordnet. Danach werden die Luftzylinder 523a als das Haltemittel 523 des Bandaufweitungsmittels 52 betätigt, um das Rahmenhalteelement 511 in die in 7B gezeigte Aufweitungsposition abzusenken. Dementsprechend wird der an der Anbringoberfläche 511a des Rahmenhalteelements 511 befestigte ringförmige Rahmen 3 auch abgesenkt, so dass das an dem ringförmigen Rahmen 3 gehaltene Zerteilungsband 30 an dem oberen Ende der Aufweitungstrommel 521 zum Anliegen kommt und aufgeweitet wird, wie in 7B gezeigt ist (Bandaufweitungsschritt). Als Folge dessen wirkt eine Zugkraft radial auf den an dem Zerteilungsband 30 angebrachten Optikbauelementwafer 2. Dementsprechend wird der Optikbauelementwafer 2 entlang jeder Trennlinie 22, an der die mehreren Abschirmtunnel 23 durchgehend ausgebildet sind, so dass deren Festigkeit verringert ist, in die einzelnen optischen Bauelemente (Optikbauelementchips) 21 geteilt. Gleichzeitig wird ein Abstand S zwischen denjenigen der einzelnen optischen Bauelemente 21, die nebeneinander liegen, ausgebildet.The wafer dividing step using the dividing device 5 is referred to below with reference to 7A to 7C described. As in 7A is shown, the annular frame 3 making the optical component wafer 2 through the dicing tape 30 stops at the holding surface 511a the frame holding member 511 of the frame holding means 51 appropriate. Thereafter, the annular frame 3 through the terminals 512 on the frame holding member 511 attached (frame holding step). At this time, the frame holding member is 511 in the in 7A arranged reference position shown. After that, the air cylinders 523a as the holding means 523 the band widening agent 52 operated to the frame holding element 511 in the in 7B Lowering the expansion position shown. Accordingly, the attachment surface becomes 511a the frame holding member 511 attached ring-shaped frame 3 also lowered, so that on the annular frame 3 held dividing belt 30 at the upper end of the expansion drum 521 comes to the concern and is expanded, as in 7B is shown (band widening step). As a result, a tensile force acts radially on the at the dicing belt 30 attached optical device wafer 2 , Accordingly, the optical device wafer becomes 2 along each dividing line 22 at the the several shielding tunnels 23 are formed throughout, so that their strength is reduced, in the individual optical components (optical component chips) 21 divided. At the same time, a distance S between those of the individual optical components 21 , which are next to each other, trained.

Danach wird der Aufnehmkopf 53 betätigt, um jedes optische Bauelement 21 unter Ansaugen zu halten und dieses von dem Zerteilungsband 30 abzuziehen, wodurch die optischen Bauelemente 21 einzeln aufgenommen werden, wie in 7C gezeigt ist (Aufnehmschritt). Jedes optische Bauelement 21 wird anschließend zu einer Ablage (nicht gezeigt) oder einer Vorrichtung zum Durchführen eines Chipbondschritts überführt. Bei dem Aufnehmschritt kann jedes optische Bauelement 21 in einfacher Weise ohne Kontakt zu dessen daneben liegendem optischen Bauelement 21 aufgenommen werden, da der Abstand S zwischen denjenigen der an dem Zerteilungsband 30 angebrachten einzelnen optischen Bauelemente 21 ausgebildet ist, die nebeneinander liegen. Wie in 8 gezeigt ist, verbleiben die amorphen Bereiche 232 an der Umfangsoberfläche jedes optischen Bauelements (Bauelementchips) 21.Thereafter, the pick-up head 53 operated to every optical component 21 to keep under suction and this of the dicing tape 30 subtract, causing the optical components 21 individually recorded, as in 7C is shown (pickup step). Every optical component 21 is then transferred to a tray (not shown) or a device for performing a die bonding step. In the receiving step, each optical component 21 in a simple manner without contact with its adjacent optical component 21 be absorbed, since the distance S between those on the dicing belt 30 attached individual optical components 21 is formed, which are next to each other. As in 8th is shown, the amorphous areas remain 232 on the peripheral surface of each optical device (device chip) 21 ,

Nachdem der oben beschriebene Aufnehmschritt durchgeführt wurde, wird ein Amorpher-Bereich-Entfernschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die an der Umfangsoberfläche jedes optischen Bauelements 21 verbliebenen amorphen Bereiche 232 durch Verwendung eines Schleifelements entfernt werden. Spezieller wird, wie in 9A gezeigt ist, ein Sandpapier 6 als das Schleifelement verwendet, um die Umfangsoberfläche jedes optischen Bauelements 21 zu polieren, wodurch die an der Umfangsoberfläche jedes optischen Bauelements 21 verbliebenen amorphen Bereiche 232 entfernt werden. Als Folge dessen werden die an der Umfangsoberfläche jedes optischen Bauelements 21 verbliebenen amorphen Bereiche 232 entfernt, um das Saphir(Al2O3)-Substrat freizulegen, wie in 9B gezeigt ist. Dementsprechend kann die Leuchtkraft jedes optischen Bauelements 21 verbessert werden.After the above-described picking up step is performed, an amorphous area removing step is performed in such a manner that that on the peripheral surface of each optical device 21 remaining amorphous areas 232 be removed by using a grinding element. More special, as in 9A shown is a sandpaper 6 as the abrasive member used around the peripheral surface of each optical device 21 to polish, causing the on the peripheral surface of each optical component 21 remaining amorphous areas 232 be removed. As a result, they become the peripheral surface of each optical component 21 remaining amorphous areas 232 removed to expose the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate as in 9B is shown. Accordingly, the luminance of each optical component 21 be improved.

Der amorphe Bereich 232, der jeden in dem oben beschriebenen Abschirmtunnelausbildeschritt in dem Optikbauelementwafer 2 ausgebildeten Abschirmtunnel 23 bildet, ist spröde, wobei der Wafer 2 aus einem Saphir(Al2O3)-Substrat als das Einkristallsubstrat ausgebildet ist. Dementsprechend besteht das in dem Amorpher-Bereich-Entfernschritt zu verwendende Schleifelement vorzugsweise aus Schleifkörnern mit einer Härte, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte des Einkristallsubstrats ist, so dass nur die amorphen Bereiche 232 in einfacher Weise durch das Schleifelement entfernt werden können. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Einkristallsubstrat, das den Optikbauelementwafer 2 bildet, ein Saphir(Al2O3)-Substrat. Dementsprechend werden Schleifkörner als das Schleifelement verwendet, die eine Härte aufweisen, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte (neue Mohshärte Nr. 12) des Saphir(Al2O3)-Substrats ist. Falls die Abschirmtunnel 23 in einem Siliziumkarbid(SiC)-Substrat ausgebildet werden, werden Schleifkörner als das Schleifelement verwendet, die eine Härte aufweisen, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte (neue Mohshärte Nr. 13) des Siliziumkarbid(SiC)-Substrats ist. Beispiele des Materials der Schleifkörner für den Fall des Siliziumkarbid(SiC)-Substrats beinhalten Siliziumkarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), Silikat und Silica.The amorphous area 232 in the optical device wafer, each in the above-described shield tunnel formation step 2 trained shielding tunnel 23 forms, is brittle, being the wafer 2 is formed of a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate as the single crystal substrate. Accordingly, the abrasive member to be used in the amorphous region removing step is preferably composed of abrasive grains having a hardness smaller than or equal to the hardness of the single crystal substrate, so that only the amorphous portions 232 can be easily removed by the grinding element. In this preferred embodiment, the single crystal substrate that is the optical device wafer is 2 forms a sapphire (Al 2 O 3 ) - Substrate. Accordingly, abrasive grains having a hardness smaller than or equal to the hardness (new Mohs hardness No. 12) of the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate are used as the abrasive element. If the shielding tunnel 23 are formed in a silicon carbide (SiC) substrate, abrasive grains having a hardness smaller than or equal to the hardness (new Mohs hardness No. 13) of the silicon carbide (SiC) substrate are used as the abrasive element. Examples of the material of the abrasive grains in the case of the silicon carbide (SiC) substrate include silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), silicate and silica.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 10 bis 12C beschrieben. Unter Bezugnahme auf 10 wird ein Saphirsubstrat 10 mit einer Dicke von zum Beispiel 300 μm als das Einkristallsubstrat gezeigt. Nachfolgend wird ein Bearbeitungsverfahren zum Verringern der Dicke des Saphirsubstrats 10 von 300 μm auf 150 μm beschrieben. Vor dem Verringern der Dicke des Saphirsubstrats 10 von 300 μm auf 150 μm wird ein Numerische-Apertur-Einstellschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls auf einen vorgegebenen Wert für das Saphirsubstrat 10 als das Einkristallsubstrat eingestellt wird, wie oben beschrieben wurde.A second preferred embodiment of the single crystal substrate processing method according to the present invention will be described below with reference to FIG 10 to 12C described. With reference to 10 becomes a sapphire substrate 10 having a thickness of, for example, 300 μm as the single crystal substrate. Hereinafter, a processing method for reducing the thickness of the sapphire substrate will be described 10 from 300 μm to 150 μm. Before reducing the thickness of the sapphire substrate 10 from 300 μm to 150 μm, a numerical aperture adjusting step is performed in such a manner that the numerical aperture (NA) of the focusing lens for focusing the pulsed laser beam to a predetermined value for the sapphire substrate 10 as the single crystal substrate is adjusted as described above.

Danach wird ein Abschirmtunnelausbildeschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass der gepulste Laserstrahl in dem Zustand auf das Einkristallsubstrat aufgebracht wird, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an einer gewünschten Tiefe von der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats aus angeordnet ist, wodurch mehrere miteinander verbundene Abschirmtunnel 23 durchgehend in dem Saphirsubstrat 10 als das Einkristallsubstrat ausgebildet werden, wobei jeder Abschirmtunnel 23 eine Tiefe von 150 μm von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 aus aufweist und jeder Abschirmtunnel 23 aus einer feinen Öffnung 231 und einem um die feine Öffnung 231 herum ausgebildeten amorphen Bereich 232 zum Abschirmen der feinen Öffnung 231 besteht, wie in 11 gezeigt ist. Dieser Abschirmtunnelausbildeschritt wird durch Verwendung der in 3 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung 4 in einer solchen Weise durchgeführt, dass die Laserbearbeitung unter den oben genannten Bearbeitungsbedingungen über die gesamte obere Oberfläche des Saphirsubstrats 10 durchgeführt wird, wodurch eine Schicht der mehreren Abschirmtunnel 23, die jeweils eine Tiefe von 150 μm von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 aus aufweisen, ausgebildet wird. Das heißt, diese Schicht weist eine Dicke von 150 μm auf. Zu diesem Zeitpunkt wird die Pulsenergie des gepulsten Laserstrahls gemäß den oben beschriebenen Ergebnissen in Beispiel 2 auf 30 μJ/Puls eingestellt, um jeden Abschirmtunnel 23 mit einer Tiefe von 150 μm von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 aus auszubilden.Thereafter, a shielding tunnel forming step is performed in such a manner that the pulsed laser beam is applied to the monocrystal substrate in the state in which the focal point of the pulsed laser beam is located at a desired depth from the top surface of the monocrystal substrate, thereby forming a plurality of interconnected shielding tunnels 23 continuously in the sapphire substrate 10 are formed as the single crystal substrate, each shielding tunnel 23 a depth of 150 μm from the top surface of the sapphire substrate 10 out and every shielding tunnel 23 from a fine opening 231 and one around the fine opening 231 trained around amorphous area 232 for shielding the fine opening 231 exists, as in 11 is shown. This shield tunneling step is accomplished by using the in 3 shown laser processing device 4 performed in such a manner that the laser processing under the above-mentioned processing conditions over the entire upper surface of the sapphire substrate 10 is performed, thereby forming a layer of the plurality of shielding tunnels 23 , each having a depth of 150 μm from the top surface of the sapphire substrate 10 from, is formed. That is, this layer has a thickness of 150 μm. At this time, the pulse energy of the pulsed laser beam is adjusted to 30 μJ / pulse according to the above-described results in Example 2, to each shielding tunnel 23 with a depth of 150 μm from the top surface of the sapphire substrate 10 from training.

Nachdem der oben beschriebene Abschirmtunnelausbildeschritt durchgeführt wurde, wird ein Amorpher-Bereich-Entfernschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die obere Oberfläche des Saphirsubstrats 10 als das Einkristallsubstrat poliert wird, um die Dicke des Saphirsubstrats 10 auf eine vorgegebene Dicke (zum Beispiel 150 μm) zu verringern. Dieser Amorpher-Bereich-Entfernschritt wird durch Verwendung einer in 12A gezeigten Poliervorrichtung 6 durchgeführt. Die in 12A gezeigte Poliervorrichtung 6 beinhaltet einen Einspanntisch 61 zum Halten eines Werkstücks und ein Poliermittel 62 zum Polieren des an dem Einspanntisch 61 gehaltenen Werkstücks. Der Einspanntisch 61 weist eine obere Oberfläche als eine Halteoberfläche zum Halten des Werkstücks daran unter Ansaugen auf. Der Einspanntisch 61 ist in der in 12A durch einen Pfeil 61a gezeigten Richtung durch einen Drehantriebsmechanismus (nicht gezeigt) drehbar. Das Poliermittel 62 beinhaltet ein Spindelgehäuse 621, eine Drehspindel 622, die drehbar an dem Spindelgehäuse 621 gehalten und dafür ausgelegt ist, durch einen Drehantriebsmechanismus (nicht gezeigt) gedreht zu werden, eine an dem unteren Ende der Drehspindel 622 befestigte Anbringeinrichtung 623 und ein an der unteren Oberfläche der Anbringeinrichtung 623 angebrachtes Polierwerkzeug 624. Dementsprechend ist das Polierwerkzeug 624 in der in 12A durch einen Pfeil 624a gezeigten Richtung durch die Drehung der Drehspindel 622 drehbar. Das Polierwerkzeug 624 besteht aus einer kreisförmigen Basis 625 und einem an der unteren Oberfläche der kreisförmigen Basis 625 angebrachten Schleifpad 626. Die kreisförmige Basis 625 ist durch mehrere Befestigungsbolzen 627 an der unteren Oberfläche der Anbringeinrichtung 623 angebracht. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform besteht das Schleifpad 626 aus einem Filz und aus in den Filz gemischten Schleifkörnern aus Silica als das Schleifelement.After the above-described shielding tunnel forming step is performed, an amorphous area removing step is performed in such a manner that the upper surface of the sapphire substrate 10 as the single crystal substrate is polished to the thickness of the sapphire substrate 10 to a predetermined thickness (for example, 150 microns) to reduce. This amorphous region removal step is accomplished by using an in 12A shown polishing device 6 carried out. In the 12A shown polishing device 6 includes a chuck table 61 for holding a workpiece and a polishing agent 62 for polishing the on the chuck table 61 held workpiece. The chuck table 61 has an upper surface as a holding surface for holding the workpiece thereon under suction. The chuck table 61 is in the in 12A through an arrow 61a shown direction by a rotary drive mechanism (not shown) rotatable. The polish 62 includes a spindle housing 621 , a rotary spindle 622 , which rotatably on the spindle housing 621 held and adapted to be rotated by a rotary drive mechanism (not shown), one at the lower end of the rotary spindle 622 attached attachment device 623 and a on the lower surface of the attachment device 623 attached polishing tool 624 , Accordingly, the polishing tool 624 in the in 12A through an arrow 624a shown direction by the rotation of the rotary spindle 622 rotatable. The polishing tool 624 consists of a circular base 625 and one on the lower surface of the circular base 625 attached sanding pad 626 , The circular base 625 is by several fastening bolts 627 on the lower surface of the attachment device 623 appropriate. In this preferred embodiment, the abrasive pad 626 of felt and felt-mixed silica abrasive grains as the abrasive element.

Beim Durchführen des Amorpher-Bereich-Entfernschritts unter Verwendung der Poliervorrichtung 6 wird das Saphirsubstrat 10 in dem Zustand an dem Einspanntisch 61 angeordnet, in dem die Rückseite (untere Oberfläche) des Saphirsubstrats 10 gegenüber der Vorderseite (obere Oberfläche), an der die Schicht der Abschirmtunnel 23 ausgebildet ist, mit der oberen Oberfläche (Halteoberfläche) des Einspanntischs 61 in Kontakt steht, wie in 12A gezeigt ist. Danach wird ein Ansaugmittel (nicht gezeigt) betätigt, um das Saphirsubstrat 10 unter Ansaugen an dem Einspanntisch 61 zu halten (Substrathalteschritt). Dementsprechend wird das Saphirsubstrat 10 unter Ansaugen an dem Einspanntisch 61 in dem Zustand gehalten, in dem die Vorderseite des Saphirsubstrats 10, an der die Schicht der Abschirmtunnel 23 ausgebildet ist, nach oben gerichtet ist. Danach wird der Einspanntisch 61 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in der Richtung des in 12A gezeigten Pfeils 61a gedreht. Gleichzeitig wird das Polierwerkzeug 624 des Poliermittels 62 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in der Richtung des in 12A gezeigten Pfeils 624a gedreht. Ferner wird das Schleifpad 626 mit der oberen Oberfläche (Arbeitsoberfläche) des Saphirsubstrats 10 in Kontakt gebracht, wie in 12B gezeigt ist. Danach wird das Polierwerkzeug 624 mit einer vorgegebenen Zuführgeschwindigkeit um einen vorgegebenen Betrag nach unten zugeführt, wie in 12A und 12B durch einen Pfeil 624b gezeigt ist (in der Richtung senkrecht zu der Halteoberfläche des Einspanntischs 61). Als Folge dessen wird die an der Vorderseite (obere Oberfläche) des Saphirsubstrats 10 ausgebildete Schicht der Abschirmtunnel 23 entfernt, um das Saphir(Al2O3)-Substrat freizulegen, wie in 12C gezeigt ist. Das heißt, die Dicke des Saphirsubstrats 10 wird um die Dicke der Schicht der Abschirmtunnel 23 verringert.When performing the amorphous region removal step using the polishing apparatus 6 becomes the sapphire substrate 10 in the state at the chuck table 61 arranged in which the back (lower surface) of the sapphire substrate 10 opposite the front (upper surface), where the layer of the shielding tunnel 23 is formed with the upper surface (holding surface) of the chuck table 61 is in contact, as in 12A is shown. Thereafter, a suction means (not shown) is operated to the sapphire substrate 10 under suction on the clamping table 61 to hold (substrate holding step). Accordingly, the sapphire substrate becomes 10 under suction on the clamping table 61 kept in the state in which the Front side of the sapphire substrate 10 at the layer of the shielding tunnel 23 is formed, is directed upwards. Then the chuck table becomes 61 at a given speed in the direction of the in 12A shown arrow 61a turned. At the same time, the polishing tool 624 of the polish 62 at a given speed in the direction of the in 12A shown arrow 624a turned. Furthermore, the grinding pad 626 with the upper surface (work surface) of the sapphire substrate 10 brought into contact, as in 12B is shown. After that, the polishing tool 624 fed down at a predetermined feed rate by a predetermined amount, as in FIG 12A and 12B through an arrow 624b is shown (in the direction perpendicular to the holding surface of the chuck table 61 ). As a result, the front surface (upper surface) of the sapphire substrate becomes 10 trained layer of shielding tunnel 23 removed to expose the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate as in 12C is shown. That is, the thickness of the sapphire substrate 10 is about the thickness of the layer of the shielding tunnel 23 reduced.

Wie oben beschrieben wurde, ist der amorphe Bereich 232, der jeden in dem oben beschriebenen Abschirmtunnelausbildeschritt in dem Saphirsubstrat 10 als das Einkristallsubstrat ausgebildeten Abschirmtunnel 23 bildet, spröde. Dementsprechend besteht das in dem Amorpher-Bereich-Entfernschritt zu verwendende Schleifelement vorzugsweise aus Schleifkörnern mit einer Härte, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte des Einkristallsubstrats ist. Zum Beispiel werden Schleifkörner aus Silica als das Schleifelement zum Polieren der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 verwendet, so dass nur die Schicht der Abschirmtunnel 23 in einfacher Weise entfernt werden kann. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Einkristallsubstrat ein Saphir(Al2O3)-Substrat. Dementsprechend werden Schleifkörner mit einer Härte, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte (neue Mohshärte Nr. 12) des Saphir(Al2O3)-Substrats ist, als das Schleifelement verwendet. Weitere Beispiele des Materials der Schleifkörner für den Fall des Saphir(Al2O3)-Substrats beinhalten Saphir (Al2O3), Galliumnitrid (GaN) und Silikat.As described above, the amorphous region is 232 in the sapphire substrate, each in the above-described shield tunneling step 10 as the single crystal substrate formed Abschirmtunnel 23 forms, brittle. Accordingly, the abrasive member to be used in the amorphous region removal step is preferably composed of abrasive grains having a hardness smaller than or equal to the hardness of the single crystal substrate. For example, silica abrasive grains are used as the abrasive element for polishing the top surface of the sapphire substrate 10 used so that only the layer of the shielding tunnel 23 can be easily removed. In this preferred embodiment, the single crystal substrate is a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate. Accordingly, abrasive grains having a hardness smaller than or equal to the hardness (new Mohs hardness No. 12) of the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate are used as the abrasive member. Further examples of the abrasive grain material in the case of the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate include sapphire (Al 2 O 3 ), gallium nitride (GaN), and silicate.

Wie oben beschrieben wurde, ist der amorphe Bereich 232, der jeden in dem Abschirmtunnelausbildeschritt in dem Saphirsubstrat 10 als das Einkristallsubstrat ausgebildeten Abschirmtunnel 23 bildet, spröde. Dementsprechend kann, indem zum Beispiel die Schleifkörner aus Silica, die eine Härte aufweisen, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte des Saphir(Al2O3)-Substrats ist, verwendet werden, um die obere Oberfläche des Saphirsubstrats 10 in dem Amorpher-Bereich-Entfernschritt zu polieren, nur die Schicht der Abschirmtunnel 23 in einfacher Weise entfernt werden, so dass die Dicke des Saphirsubstrats 10 als das Einkristallsubstrat effizient auf eine vorgegebene Dicke verringert werden kann.As described above, the amorphous region is 232 in the sapphire substrate, each in the shield tunneling step 10 as the single crystal substrate formed Abschirmtunnel 23 forms, brittle. Accordingly, for example, by having the silica abrasive grains having a hardness less than or equal to the hardness of the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate used to form the top surface of the sapphire substrate 10 in the amorphous-area removing step, only the layer of the shielding tunnels 23 be removed in a simple manner, so that the thickness of the sapphire substrate 10 as the single crystal substrate can be efficiently reduced to a predetermined thickness.

Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 13A und 13B beschrieben. Die dritte bevorzugte Ausführungsform ist ein Verfahren zum verteilten Ausbilden mehrerer Aussparungen an der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10, das zum Beispiel eine Dicke von 300 μm aufweist, als das in 10 gezeigte Einkristallsubstrat. Vor dem verteilten Ausbilden mehrerer Aussparungen, die jeweils zum Beispiel eine Tiefe von 75 μm aufweisen, an der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 mit einer Dicke von 300 μm wird ein Numerische-Apertur-Einstellschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls auf einen vorgegebenen Wert für das Saphirsubstrat 10 als das Einkristallsubstrat eingestellt wird, wie oben beschrieben wurde.A third preferred embodiment of the single crystal substrate processing method according to the present invention will be described below with reference to FIG 13A and 13B described. The third preferred embodiment is a method of distributing a plurality of recesses on the top surface of the sapphire substrate 10 which has a thickness of 300 μm, for example, than that in FIG 10 shown single crystal substrate. Prior to the distributed formation of a plurality of recesses each having, for example, a depth of 75 μm, on the upper surface of the sapphire substrate 10 With a thickness of 300 μm, a numerical aperture adjusting step is performed in such a manner that the numerical aperture (NA) of the focusing lens for focusing the pulsed laser beam to a predetermined value for the sapphire substrate 10 as the single crystal substrate is adjusted as described above.

Danach wird ein Abschirmtunnelausbildeschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass der gepulste Laserstrahl in dem Zustand auf das Einkristallsubstrat aufgebracht wird, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an einer gewünschten Tiefe von der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats aus angeordnet ist, wodurch mehrere Abschirmtunnel 23 verteilt in dem Saphirsubstrat 10 als das Einkristallsubstrat ausgebildet werden, wobei jeder Abschirmtunnel 23 eine Tiefe von 75 μm von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 aus aufweist und jeder Abschirmtunnel 23 aus einer feinen Öffnung 231 und einem um die feine Öffnung 231 herum ausgebildeten amorphen Bereich 232 zum Abschirmen der feinen Öffnung 231 besteht, wie in 13A gezeigt ist. Dieser Abschirmtunnelausbildeschritt wird durch Verwendung der in 3 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung 4 in einer solchen Weise durchgeführt, dass die Laserbearbeitung unter den oben beschriebenen Bearbeitungsbedingungen über die gesamte obere Oberfläche des Saphirsubstrats 10 durchgeführt wird, wodurch die mehreren Abschirmtunnel 23, die jeweils eine Tiefe von 75 μm von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 aus aufweisen, verteilt ausgebildet werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Pulsenergie des gepulsten Laserstrahls gemäß den oben beschriebenen Ergebnissen in Beispiel 2 auf 10 μJ/Puls eingestellt, um jeden Abschirmtunnel 23 mit einer Tiefe von 75 μm von der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 aus auszubilden.Thereafter, a shielding tunnel forming step is performed in such a manner that the pulsed laser beam is applied to the monocrystal substrate in the state in which the focal point of the pulsed laser beam is located at a desired depth from the upper surface of the monocrystal substrate, thereby forming a plurality of shielding tunnels 23 distributed in the sapphire substrate 10 are formed as the single crystal substrate, each shielding tunnel 23 a depth of 75 μm from the top surface of the sapphire substrate 10 out and every shielding tunnel 23 from a fine opening 231 and one around the fine opening 231 trained around amorphous area 232 for shielding the fine opening 231 exists, as in 13A is shown. This shield tunneling step is accomplished by using the in 3 shown laser processing device 4 performed in such a manner that the laser processing under the above-described processing conditions over the entire upper surface of the sapphire substrate 10 is performed, causing the multiple shielding tunnels 23 , each having a depth of 75 μm from the top surface of the sapphire substrate 10 have formed from distributed. At this time, the pulse energy of the pulsed laser beam is adjusted to 10 μJ / pulse, according to the above-described results in Example 2, to each shielding tunnel 23 at a depth of 75 μm from the top surface of the sapphire substrate 10 from training.

Nachdem der oben beschriebene Abschirmtunnelausbildeschritt durchgeführt wurde, wird ein Amorpher-Bereich-Entfernschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die obere Oberfläche des Saphirsubstrats 10 als das Einkristallsubstrat poliert wird, um die mehreren Aussparungen an der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 verteilt auszubilden. Dieser Amorpher-Bereich-Entfernschritt wird durch Verwendung der in 12A gezeigten Poliervorrichtung 6 in einer Weise durchgeführt, die der des in 12A und 12B gezeigten Amorpher-Bereich-Entfernschritts ähnlich ist. Da die verteilt an der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 ausgebildeten Abschirmtunnel 23 spröde sind, können nur die Abschirmtunnel 23 in einfacher Weise entfernt werden, indem zum Beispiel Schleifkörner aus Silica mit einer Härte, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte des Saphir(Al2O3)-Substrats ist, verwendet werden, um die obere Oberfläche des Saphirsubstrats 10 zu polieren. Dementsprechend können, wie in 13B gezeigt ist, mehrere Aussparungen 101, die jeweils eine vorgegebene Tiefe (zum Beispiel 75 μm) aufweisen, effizient an der oberen Oberfläche des Saphirsubstrats 10 als das Einkristallsubstrat an den Positionen ausgebildet werden, an denen die Abschirmtunnel 23 entfernt wurden.After the above-described shielding tunnel forming step is performed, an amorphous area removing step is performed in such a manner that the upper surface of the sapphire substrate 10 as the single crystal substrate is polished to the plurality of recesses on the top surface of the sapphire substrate 10 to train distributed. This amorphous region removal step is accomplished by using the in 12A shown polishing device 6 performed in a manner that is that of the in 12A and 12B is similar to the amorphous region removal step shown. Because they are distributed on the upper surface of the sapphire substrate 10 trained shielding tunnel 23 are brittle, only the shielding tunnels can 23 can be easily removed, for example, by using abrasive grains of silica having a hardness which is less than or equal to the hardness of the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, around the top surface of the sapphire substrate 10 to polish. Accordingly, as in 13B shown is several recesses 101 , each having a predetermined depth (for example, 75 μm), efficiently on the upper surface of the sapphire substrate 10 as the single crystal substrate are formed at the positions where the Abschirmtunnel 23 were removed.

Obwohl bei der zweiten und der dritten bevorzugten Ausführungsform, die oben beschrieben wurden, das Saphir(Al2O3)-Substrat 10 als das Einkristallsubstrat verwendet wird, kann auch ein Siliziumkarbid(SiC)-Substrat, ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat, ein Silica(SiO2)-Substrat, ein Lithiumtantalat(LT)-Substrat, ein Lithiumniobat(LN)-Substrat und ein Langasit(La3Ga5Si14)-Substrat bei der vorliegenden Erfindung als das Einkristallsubstrat verwendet werden.Although in the second and third preferred embodiments described above, the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate 10 As the single crystal substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a gallium nitride (GaN) substrate, a silica (SiO 2 ) substrate, a lithium tantalate (LT) substrate, a lithium niobate (LN) substrate and a silicon nitride (SiC) substrate may also be used Langasite (La 3 Ga 5 Si 14 ) substrate can be used as the single crystal substrate in the present invention.

Gemäß dem Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Polieren für das Einkristallsubstrat effizient durchzuführen, das heißt, das Polieren der Umfangsoberfläche jedes Chips, der durch Teilen des Einkristallsubstrats entlang jeder Trennlinie, an der die mehreren Abschirmtunnel ausgebildet sind, erhalten wurde, das Polieren der Schicht der mehreren Abschirmtunnel, die durchgehend an der gesamten oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats ausgebildet sind, zum Zweck des Verringerns der Dicke des Einkristallsubstrats und das Polieren der mehreren Abschirmtunnel, die verteilt an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats ausgebildet sind, zum Zweck des Ausbildens der mehreren Aussparungen.According to the single crystal substrate processing method of the present invention, it is possible to efficiently perform the polishing for the single crystal substrate, that is, polishing the peripheral surface of each chip obtained by dividing the single crystal substrate along each division line on which the plurality of shielding tunnels are formed, polishing the layer of the plurality of shielding tunnels formed continuously on the entire upper surface of the single crystal substrate for the purpose of reducing the thickness of the single crystal substrate and polishing the plurality of shielding tunnels formed distributed on the upper surface of the single crystal substrate for the purpose of forming the several recesses.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Abwandlungen, die innerhalb der Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche liegen, werden deshalb durch die Erfindung umfasst.The present invention is not limited to the details of the preferred embodiments described above. The scope of the invention is defined by the appended claims, and all changes and modifications which come within the equivalence of the scope of the claims are therefore intended to be embraced by the invention.

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Claims (7)

Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren, das umfasst: einen Numerische-Apertur-Einstellschritt zum Einstellen der numerischen Apertur (NA) einer Fokussierlinse zum Fokussieren eines gepulsten Laserstrahls auf einen vorgegebenen Wert für ein Einkristallsubstrat; einen Abschirmtunnelausbildeschritt zum Aufbringen des gepulsten Laserstrahls auf das Einkristallsubstrat in einem Zustand, in dem der Brennpunkt des gepulsten Laserstrahls an einer gewünschten Tiefe von einer oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats aus angeordnet ist, wodurch ein Abschirmtunnel ausgebildet wird, der sich von der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats in Richtung auf eine untere Oberfläche desselben erstreckt, wobei der Abschirmtunnel aus einer feinen Öffnung und einem um die feine Öffnung herum ausgebildeten amorphen Bereich zum Abschirmen der feinen Öffnung besteht; und einen Amorpher-Bereich-Entfernschritt zum Polieren des in dem Einkristallsubstrat ausgebildeten Abschirmtunnels durch Verwendung eines Schleifelements, um dadurch den amorphen Bereich zu entfernen.A single crystal substrate processing method comprising: a numerical aperture adjusting step for adjusting the numerical aperture (NA) of a focusing lens for focusing a pulsed laser beam to a predetermined value for a single crystal substrate; a shielding tunnel forming step for applying the pulsed laser beam to the single crystal substrate in a state where the focal point of the pulsed laser beam is located at a desired depth from an upper surface of the single crystal substrate, thereby forming a shielding tunnel extending from the upper surface of the single crystal substrate Extending toward a lower surface thereof, the shield tunnel consisting of a fine opening and an amorphous portion formed around the fine opening for shielding the fine opening; and an amorphous region removing step of polishing the shielding tunnel formed in the single crystal substrate by using a grindstone to thereby remove the amorphous region. Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem die numerische Apertur (NA) der Fokussierlinse in dem Numerische-Apertur-Einstellschritt so eingestellt wird, dass der Wert, der durch Teilen der numerischen Apertur (NA) der Fokussierlinse durch den Brechungsindex (N) des Einkristallsubstrats erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,2 liegt.A single-crystal substrate processing method according to claim 1, wherein the numerical aperture (NA) of the focusing lens in the numerical aperture adjusting step is set so that the value obtained by dividing the numerical aperture (NA) of the focusing lens by the refractive index (N) of the Monocrystal substrate is within the range of 0.05 to 0.2. Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das in dem Amorpher-Bereich-Entfernschritt zu verwendende Schleifelement eine Härte aufweist, die kleiner als oder gleich groß wie die Härte des Einkristallsubstrats ist.The single crystal substrate processing method according to claim 1, wherein the abrasive member to be used in the amorphous region removing step has a hardness smaller than or equal to the hardness of the single crystal substrate. Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das Einkristallsubstrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Saphir(Al2O3)-Substrat, einem Siliziumkarbid(SiC)-Substrat und einem Galliumnitrid(GaN)-Substrat besteht; und das Schleifelement Schleifkörner aus einem Material beinhaltet, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Saphir (Al2O3), Siliziumkarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), Silikat und Silica besteht.The single-crystal substrate processing method according to claim 1, wherein the single-crystal substrate is selected from the group consisting of a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate and a gallium nitride (GaN) substrate; and the abrasive member includes abrasive grains of a material selected from the group consisting of sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), silicate, and silica. Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Abschirmtunnelausbildeschritt den Schritt des durchgehenden Ausbildens mehrerer miteinander verbundener Abschirmtunnel in dem Einkristallsubstrat entlang einer Trennlinie zum Teilen des Einkristallsubstrats in Chips beinhaltet, wobei jeder Abschirmtunnel aus der feinen Öffnung und dem amorphen Bereich besteht; und der Amorpher-Bereich-Entfernschritt den Schritt des Polierens der Umfangsoberfläche jedes Chips, um dadurch den amorphen Bereich jedes Abschirmtunnels zu entfernen, beinhaltet.The single crystal substrate processing method according to claim 1, wherein said shielding tunnel forming step includes the step of continuously forming a plurality of interconnected shielding tunnels in the single crystal substrate along a parting line for dividing the single crystal substrate into chips, each shielding tunnel consisting of the fine opening and the amorphous region; and the amorphous region removing step includes the step of polishing the peripheral surface of each chip to thereby remove the amorphous region of each shielding tunnel. Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Abschirmtunnelausbildeschritt den Schritt des durchgehenden Ausbildens mehrerer miteinander verbundener Abschirmtunnel an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats bei einer vorgegebenen Tiefe beinhaltet, wobei jeder Abschirmtunnel aus der feinen Öffnung und dem amorphen Bereich besteht; und der Amorpher-Bereich-Entfernschritt den Schritt des Polierens der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats, um dadurch die Dicke des Einkristallsubstrats auf eine vorgegebene Dicke zu verringern, beinhaltet.The single-crystal substrate processing method according to claim 1, wherein the shielding tunnel forming step includes the step of continuously forming a plurality of interconnected shielding tunnels on the upper surface of the single crystal substrate at a predetermined depth, each shielding tunnel consisting of the fine opening and the amorphous region; and the amorphous region removing step includes the step of polishing the upper surface of the single crystal substrate to thereby reduce the thickness of the single crystal substrate to a predetermined thickness. Einkristallsubstrat-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Abschirmtunnelausbildeschritt den Schritt des verteilten Ausbildens mehrerer Abschirmtunnel an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats bei einer vorgegebenen Tiefe beinhaltet, wobei jeder Abschirmtunnel aus der feinen Öffnung und dem amorphen Bereich besteht; und der Amorpher-Bereich-Entfernschritt den Schritt des Polierens der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats, um dadurch mehrere Aussparungen an der oberen Oberfläche des Einkristallsubstrats an den Positionen auszubilden, an denen die Abschirmtunnel entfernt wurden, beinhaltet.The single-crystal substrate processing method according to claim 1, wherein the shielding tunnel forming step includes the step of distributing a plurality of shielding tunnels to the upper surface of the single crystal substrate at a predetermined depth, each shielding tunnel consisting of the fine opening and the amorphous region; and the amorphous region removing step includes the step of polishing the upper surface of the single crystal substrate to thereby form a plurality of recesses on the upper surface of the single crystal substrate at the positions where the shielding tunnels have been removed.
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