Un método de corte de un objeto a lo largo de dos direcciones diferentes usando adicionalmente una hoja elástica para dividir el objeto.
Un método de procesamiento del objeto (31) hecho de un material transmisor de luz cuya superficie reposa en un plano X-Y,
y está formado con una pluralidad de secciones de circuito (39), estando el método caracterizado por las siguientes etapas de:
irradiación del objeto (31) con luz láser (L) con un punto de convergencia de luz (P) dentro del objeto (31) para formar una primera zona modificada (9) solamente dentro del objeto (31) por debajo de una superficie de incidencia del láser del objeto (31),
en el que, la primera zona modificada (9) está separada de la superficie de incidencia del láser del objeto (31) por una distancia predeterminada, y adicionalmente en el que la primera zona modificada se forma mediante el movimiento del punto de convergencia de luz a lo largo
de cada una de las primeras líneas a lo largo de las que se pretende sea cortado el objeto (31) en el eje X, extendiéndose las primeras líneas en una primera dirección de modo que pase a través
de los espacios entre las secciones del circuito (39);
irradiación del objeto (31) con luz láser (L) con un punto de convergencia de luz (P) dentro del objeto (31) para formar una segunda zona modificada (9) solamente dentro del objeto (31) por debajo de la superficie de incidencia del láser del objeto (31),
en el que, la segunda zona modificada está separada de la superficie de incidencia del láser del objeto (31) en una distancia predeterminada,
y adicionalmente en el que la segunda zona modificada (9) se forma mediante el movimiento del punto de convergencia de luz a lo largo de cada una de las segundas líneas a lo largo de las que el objeto similar a oblea (31) se pretende sea cortado en el eje Y, extendiéndose las segundas líneas en una segunda dirección que cruza con la primera dirección y pasa a través de los espacios entre las secciones del circuito (39); y
la división del objeto (31) a lo largo de la primera y segunda líneas que usan la primera y segunda zonas modificadas (9) como puntos de inicio para el corte del objeto (31) en una pluralidad de chips mediante la aplicación de tensiones al objeto (31) a través de una lámina (33) que tenga características elásticas fijada a la superficie posterior del objeto (31).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10171522.
Solicitante: HAMAMATSU PHOTONICS K.K..
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 1126-1, ICHINO-CHO HAMAMATSU-SHI, SHIZUOKA 435-8558 JAPON.
Inventor/es: UCHIYAMA, NAOKI, FUKUYO,FUMITSUGU, FUKUMITSU,KENSHI, WAKUDA,Toshimitsu.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B23K26/04 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR. › B23K SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO O CHAPADO POR SOLDADURA O SOLDADURA SIN FUSION; CORTE POR CALENTAMIENTO LOCALIZADO, p. ej. CORTE CON SOPLETE; TRABAJO POR RAYOS LASER (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión de metales B21C 23/22; realización de guarniciones o recubrimientos por moldeo B22D 19/08; moldeo por inmersión B22D 23/04; fabricación de capas compuestas por sinterización de polvos metálicos B22F 7/00; disposiciones sobre las máquinas para copiar o controlar B23Q; recubrimiento de metales o recubrimiento de materiales con metales, no previsto en otro lugar C23C; quemadores F23D). › B23K 26/00 Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte o taladrado. › Alineación, apuntado o focalización automáticos del haz de rayos láser, p. ej. utilizando la luz difundida de vuelta.
- B23K26/073 B23K 26/00 […] › Determinación de la configuración para el punto del láser.
- B23K26/08 B23K 26/00 […] › Dispositivos que tiene un movimiento relativo entre el haz de rayos y la pieza.
- B23K26/38 B23K 26/00 […] › mediante escariado o corte.
- B23K26/40 B23K 26/00 […] › tomando en consideración las propiedades del material involucrado.
- B28D5/00 B […] › B28 TRABAJO DEL CEMENTO, DE LA ARCILLA O LA PIEDRA. › B28D TRABAJO DE LA PIEDRA O DE MATERIALES SIMILARES A LA PIEDRA (máquinas o procedimientos de explotación de minas o canteras E21C). › Trabajo mecánico de las piedras finas, piedras preciosas, cristales, p. ej. de materiales para semiconductores; Aparatos o dispositivos a este efecto (trabajo con muela o pulido B24; con fines artísticos B44B; por procedimientos no mecánicos C04B 41/00; postratamiento no mecánico de monocristales C30B 33/00).
- C03B33/023 QUIMICA; METALURGIA. › C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA. › C03B FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL O DE ESCORIA; PROCESOS SUPLEMENTARIOS EN LA FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL O DE ESCORIA (tratamiento de la superficie C03C). › C03B 33/00 Seccionamiento del vidrio enfriado (seccionamiento de las fibras de vidrio C03B 37/16). › estando la hoja en posición horizontal.
- C03B33/08 C03B 33/00 […] › por fusión.
- C03B33/10 C03B 33/00 […] › Herramientas para el corte del vidrio, p. ej. herramientas de rayado.
- C03C23/00 C03 […] › C03C COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VÍTREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGÁNICAS O ESCORIAS; UNIÓN DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES. › Otros tratamientos de la superficie del vidrio que no sea en forma de fibras o de filamentos.
- G02F1/1368 FISICA. › G02 OPTICA. › G02F DISPOSITIVOS O SISTEMAS CUYO FUNCIONAMIENTO OPTICO SE MODIFICA POR EL CAMBIO DE LAS PROPIEDADES OPTICAS DEL MEDIO QUE CONSTITUYE A ESTOS DISPOSITIVOS O SISTEMAS Y DESTINADOS AL CONTROL DE LA INTENSIDAD, COLOR, FASE, POLARIZACION O DE LA DIRECCION DE LA LUZ, p. ej. CONMUTACION, APERTURA DE PUERTA, MODULACION O DEMODULACION; TECNICAS NECESARIAS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE ESTOS DISPOSITIVOS O SISTEMAS; CAMBIO DE FRECUENCIA; OPTICA NO LINEAL; ELEMENTOS OPTICOS LOGICOS; CONVERTIDORES OPTICOS ANALOGICO/DIGITALES. › G02F 1/00 Dispositivos o sistemas para el control de la intensidad, color, fase, polarización o de la dirección de la luz que llega de una fuente de luz independiente, p. ej. conmutación, apertura de puerta o modulación; Optica no lineal. › en los que el elemento de conmutación es un dispositivo de tres electrodos.
- H01L21/782 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 21/00 Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas. › para producir dispositivos que consisten cada uno en un solo elemento de circuito (H01L 21/82 tiene prioridad).
- H01L21/82 H01L 21/00 […] › para producir dispositivos, p. ej. circuitos integrados que consisten cada uno en una pluralidad de componentes.
PDF original: ES-2527922_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Un método de corte de un objeto a lo largo de dos direcciones diferentes usando adicionalmente una hoja elástica para dividir el objeto
La presente invención se refiere a un método de procesamiento de un objeto de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Técnica antecedente
Una de las aplicaciones del láser es el corte, un proceso de corte típico efectuado por láser es como sigue: por ejemplo, una pieza a ser cortada en un objeto a ser procesado tal como una oblea de semiconductor o sustrato de vidrio se Irradia con un láser que tiene una longitud de onda absorbida por el objeto, de modo se procede a la fusión tras el calentamiento debido a la absorción de la luz láser desde la superficie a la cara posterior del objeto a ser procesado en la pieza a ser cortada, mediante lo que se corta el objeto a ser procesado. Sin embargo, este método también funde el entorno de la zona que se convertirá en la parte cortada en la superficie del objeto a ser cortado. Por lo tanto, en el caso de que objeto a ser procesado sea una oblea de semiconductor, podrían fundirse los dispositivos semiconductores situados próximos a la zona anteriormente mencionada entre los formados en la superficie de la oblea de semiconductor.
Conocidos como ejemplos de métodos que pueden impedir que la superficie del objeto a ser procesado se funda son métodos de corte basados en láser descritos en la Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública N° 2000-219528 y la Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública N° 2000-15467. En los métodos de corte de estas publicaciones, la parte a ser cortada en el objeto a ser procesado se calienta con luz láser y a continuación el objeto se enfría, de modo que se genera un choque térmico en la parte a ser cortada en el objeto, mediante lo que se corta al objeto.
El documento US 3970819, en el que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, describe un método de troceado por láser para la división de un material semiconductor. Zonas modificadas de óxido de silicio actúan como zonas de punto de inicio para el corte del material semiconductor y se forman a partir de la cara frontal hasta una cara posterior del material semiconductor a lo largo de cada una de las líneas a lo largo de las que se pretende sea cortado el material semiconductor.
La Patente Japonesa número 04-111800 describe un método de corte de un material transparente usando un haz de alta energía, mediante el que el punto focal del haz se sitúa sobre una superficie inferior del material antes de que sea movido hacia arriba a través del material a las superficies superiores de modo que forme una zona modificada a través de toda la profundidad del material.
Descripción de la invención
Cuando el choque térmico generado en el objeto a ser procesado es grande en los métodos de corte de las publicaciones mencionadas anteriormente, pueden tener lugar fracturas innecesarias tal como aquellas que se desvían de las líneas a ser cortadas o aquellas que se extienden a una parte no irradiada con láser. Por lo tanto, estos métodos de corte no pueden conseguir un corte con precisión. Cuando el objeto a ser procesado es una oblea de semiconductor, un sustrato de vidrio formado para un dispositivo de visualización por cristal líquido, o un sustrato de vidrio formado con un patrón de electrodos en particular, los chips de semiconductor, los dispositivos de visualización de cristal líquido o los patrones de electrodos pueden dañarse debido a las fracturas innecesarias. También, la energía de entrada media es tan alta en estos métodos de corte que es grande el daño térmico impartido al chip de semiconductor y similares.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un método de procesamiento del objeto, que no genere fracturas innecesarias en la superficie del objeto a ser procesado y no funda la superficie.
(1) El método de procesamiento por láser de acuerdo con la presente Invención se define en la reivindicación 1.
Realizaciones adicionales de la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una vista en planta de un objeto a ser procesado durante el procesamiento por láser en el método de procesamiento por láser;
la Fig. 2 es una vista en sección del objeto a ser procesado mostrado en la Fig. 1 tomada a lo largo de la línea lili;
la Fig. 3 es una vista en planta del objeto a ser procesado después del procesamiento por láser efectuado mediante el método de procesamiento por láser;
la Fig. 4 es una vista en sección del objeto a ser procesado mostrado en la Fig. 3 tomada a lo largo de la línea
IV-IV;
la Fig. 5 es una vista en sección del objeto a ser procesado mostrado en la Fig. 3 tomada a lo largo de la línea V- V;
la Fig. 6 es una vista en planta del objeto a ser procesado cortado por el método de procesamiento por láser; la Fig. 7 es un gráfico que muestra las relaciones entre la intensidad de campo eléctrico y la magnitud de la grieta en el método de procesamiento por láser;
la Fig. 8 es una vista en sección del objeto a ser procesado en una primera etapa del método de procesamiento por láser;
la Fig. 9 es una vista en sección del objeto a ser procesado en una segunda etapa del método de procesamiento por láser;
la Fig. 10 es una vista en sección del objeto a ser procesado en una tercera etapa del método de procesamiento por láser;
la Fig. 11 es una vista en sección del objeto a ser procesado en una cuarta etapa del método de procesamiento por láser;
la Fig. 12 es una vista que muestra una fotografía de la sección transversal en una pieza de una oblea de silicio cortada mediante el método de procesamiento por láser;
la Fig. 13 es un gráfico que muestra las relaciones entre la longitud de onda de la luz láser y la transmitancia dentro del sustrato de silicio en el método de procesamiento por láser;
la Fig. 14 es un diagrama esquemático de un aparato de procesamiento por láser utilizable en el método de procesamiento por láser de acuerdo con un primer ejemplo;
la Fig. 15 es un diagrama de flujo para la explicación del método de procesamiento por láser de acuerdo con el primer ejemplo;
la Fig. 16 es una vista en planta de un objeto a ser procesado para la explicación del patrón que puede cortarse mediante el método de procesamiento por láser de acuerdo con el primer ejemplo;
la Fig. 17 es una vista esquemática para la explicación del método de procesamiento por láser de acuerdo con el primer ejemplo con una pluralidad de fuentes de luz láser;
la Fig. 18 es una vista esquemática para la explicación de otro método de procesamiento por láser de acuerdo con el primer ejemplo con una pluralidad de fuentes de luz láser;
la Fig. 19 es una vista en planta esquemática que muestra una oblea de dispositivo piezoeléctrico en un estado sujetado por una lámina de oblea en el segundo ejemplo;
la Fig. 20 es una vista en sección esquemática que muestra una oblea de dispositivo piezoeléctrico en un estado sujetado por la lámina de oblea en el segundo ejemplo;
la Fig. 21 es un diagrama de flujo para la explicación del método de corte de acuerdo de con el segundo ejemplo; la Fig. 22 es una vista en sección de un material transmisor de luz irradiado con luz láser en el método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo;
la Fig. 23 es una vista en planta del material transmisor de luz irradiado con luz láser mediante el método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo;
la Fig. 24 es una vista en sección del material transmisor de luz mostrado la Fig. 23 tomada a lo largo de la línea
XXIV- XXIV;
la Fig. 25 es una vista en sección del material transmisor de luz mostrado la Fig. 23 tomada a lo largo de la línea
XXV- XXV;
la Fig. 26 es una vista en sección del material transmisor de luz mostrado la Fig. 23 tomada a lo largo de la línea XXV-XXV cuando la velocidad de movimiento del punto de convergencia de luz se hace más baja; la Fig. 27 es una vista en sección del material transmisor de luz mostrado la Fig. 23 tomada a lo largo de la línea XXV-XXV cuando la velocidad de movimiento del punto de convergencia de luz se hace incluso más baja; la Fig. 28 es una vista en sección de una oblea de dispositivo piezoeléctrico o similar mostrando una primera etapa del método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo;
la Fig. 29 es una vista en sección de la oblea de dispositivo piezoeléctrico o similar mostrando una segunda etapa del método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo;
la Fig. 30 es una vista en sección de la... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un método de procesamiento del objeto (31) hecho de un material transmisor de luz cuya superficie reposa en un plano X-Y, y está formado con una pluralidad de secciones de circuito (39), estando el método caracterizado por las siguientes etapas de:
irradiación del objeto (31) con luz láser (L) con un punto de convergencia de luz (P) dentro del objeto (31) para formar una primera zona modificada (9) solamente dentro del objeto (31) por debajo de una superficie de incidencia del láser del objeto (31),
en el que, la primera zona modificada (9) está separada de la superficie de Incidencia del láser del objeto (31) por una distancia predeterminada, y adicionalmente en el que la primera zona modificada se forma mediante el movimiento del punto de convergencia de luz a lo largo
de cada una de las primeras líneas a lo largo de las que se pretende sea cortado el objeto (31) en el eje X, extendiéndose las primeras líneas en una primera dirección de modo que pase a través de los espacios entre las secciones del circuito (39);
irradiación del objeto (31) con luz láser (L) con un punto de convergencia de luz (P) dentro del objeto (31) para formar una segunda zona modificada (9) solamente dentro del objeto (31) por debajo de la superficie de incidencia del láser del objeto (31),
en el que, la segunda zona modificada está separada de la superficie de incidencia del láser del objeto (31) en una distancia predeterminada,
y adlclonalmente en el que la segunda zona modificada (9) se forma mediante el movimiento del punto de convergencia de luz a lo largo de cada una de las segundas líneas a lo largo de las que el objeto similar a oblea (31) se pretende sea cortado en el eje Y, extendiéndose las segundas líneas en una segunda dirección que cruza con la primera dirección y pasa a través de los espacios entre las secciones del circuito (39); y la división del objeto (31) a lo largo de la primera y segunda líneas que usan la primera y segunda zonas modificadas (9) como puntos de inicio para el corte del objeto (31) en una pluralidad de chips mediante la aplicación de tensiones al objeto (31) a través de una lámina (33) que tenga características elásticas fijada a la superficie posterior del objeto (31).
2. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que la luz láser (L) es una luz láser de pulsos, en el que una
potencia de pico de la luz láser de pulsos en cada punto de conversión de luz (P) no es más pequeño que
1 x 108 W/cm, y un ancho de pulso de la luz láser de pulsos no es mayor de 1 ps.
3. El método de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que la luz láser (L) es una luz láser de pulsos, en el que una
potencia de pico de la luz láser de pulsos en cada punto de conversión de luz (P) no es más pequeño que
1 x 108 W/cm, y un ancho de pulso de la luz láser de pulsos no es mayor de 1 ns.
4. El método de acuerdo con las Reivindicaciones 1 o 2, en el que las zonas modificadas (9) son una zona de grietas.
5. El método de acuerdo con las Reivindicaciones 1 o 2, en el que las zonas modificadas (9) son una zona procesada por fusión.
6. El método de acuerdo con las Reivindicaciones 1 o 3, en el que las zonas modificadas (9) son una zona de cambio del índice de refracción.
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