CN102049612A - 激光加工方法、激光加工装置以及芯片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供激光加工方法、激光加工装置以及芯片的制造方法。能够可靠地形成能尽可能地分割蓝宝石基板这样的透明基板的加工槽,同时能够降低芯片切断面上的熔融层,将质量的下降抑制为最小限度。针对晶片(1)的间隔道(4),交替地设定形成加工槽(210)的加工区域(G)和形成比加工槽(210)浅的浅槽(211)的加工起点区域(H),使激光束的照射点(P)沿着间隔道(4)进行扫描,连续地形成加工槽(210)和浅槽(211)。
Description
技术领域
本发明涉及对晶片的透明基板照射激光束来进行烧蚀(ablation)加工的激光加工方法、激光加工装置以及芯片的制造方法,所述晶片在透明基板的表面上形成有功能层,在由形成为格子状的多个间隔道形成的多个区域中,形成有器件。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中,在大致圆板形状的半导体晶片的表面,利用排列成格子状的被称为间隔道(street)的分割预定线划分出多个区域,在这些划分出的区域中形成IC、LSI等电路。然后,沿着间隔道切断半导体晶片,分割成形成有器件的区域而制造出各个半导体芯片。另外,对于在蓝宝石基板的表面上层叠有发光二极管(LED)等发光元件的光器件晶片而言,也是沿着间隔道进行切割而分割成各个发光二极管等光器件,并被广泛利用于电器设备。
这种沿着间隔道的晶片切割通常是由被称为切片机的切削装置来进行的。该切削装置具有:保持晶片等被加工物的卡台;用于切削保持在该卡台上的被加工物的切削单元;以及使卡台与切削单元相对移动的切削进给单元。切削单元包含:具有旋转轴和安装在该轴上的磨具刀片的切削刀具;以及具有对旋转轴进行旋转驱动的驱动机构的轴单元。在这种切削装置中,在以20000~40000rpm左右的旋转速度旋转切削刀具的同时,使切削刀具与保持在卡台上的被加工物进行相对的切削进给。然而,由切削装置执行的切割不能根据晶片的种类来加快加工速度,未必能够满足生产性的要求。
另一方面,近年来,作为沿着间隔道来分割在蓝宝石基板的表面上层叠有氮化物半导体等光元件的晶片的方法,提出了如下方法:沿着形成在晶片上的间隔道来照射脉冲激光束,由此形成激光加工槽,通过沿着该激光加工槽施加外力,从而沿着间隔道将晶片切断(例如参照专利文献1)。根据专利文献1所述的激光加工方法,能够以较快的加工速度形成激光加工槽。
但是,对于专利文献1所述的激光加工方法而言,由于沿着间隔道形成的激光加工槽的壁面发生熔融而变得粗糙,因此,在分割出的各个器件为发光二极管(LED)的情况下,存在亮度降低的问题。因此,提出了在间隔道上形成虚线状的加工槽的加工方法(例如参照专利文献2)。根据专利文献2,通过形成虚线状的加工槽,可减小器件侧面的熔融层的面积,能够略微抑制亮度的降低。
[专利文献1]日本特开平10-305420号公报
[专利文献2]日本特开2007-149820号公报
但是,对于专利文献2所述的激光加工方法而言,有时会在希望形成加工槽而照射了激光束的位置,产生未形成加工槽的未加工区域(加工槽遗漏)。图11是表示这种加工槽遗漏的产生状况的电子显微镜照片。当产生了未形成加工槽的未加工区域时,不仅晶片的分割性下降,而且未被蓝宝石基板吸收的激光束会照射到器件层而导致器件层损坏。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供激光加工方法、激光加工装置以及芯片的制造方法,能够可靠地形成能尽可能地分割蓝宝石基板这样的透明基板的加工槽,同时能够降低芯片切断面上的熔融层,将质量的下降抑制为最小限度。
为了解决上述课题并实现目的,本发明的激光加工方法对晶片的透明基板照射激光束来进行烧蚀加工,该晶片在上述透明基板的表面上形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道形成的多个区域中,形成有器件,其特征在于,该激光加工方法包含以下工序:保持工序,对上述晶片进行保持;设定工序,针对上述各间隔道,交替地设定形成加工槽的加工区域和形成比上述加工槽浅的浅槽的加工起点区域,将其设定信息存储在存储部中;以及加工工序,根据存储在上述存储部中的上述设定信息,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
另外,本发明的激光加工方法的特征在于,在上述发明中,在上述加工工序中,在改变输出的同时,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
另外,本发明的激光加工方法的特征在于,在上述发明中,上述透明基板由蓝宝石基板构成,上述功能层由氮化物半导体层构成,上述器件为发光二极管。
另外,本发明的激光加工方法的特征在于,在上述发明中,将上述加工区域设定为包含排列成格子状的多个间隔道的交叉点位置的区域。
另外,本发明的激光加工方法的特征在于,在上述发明中,将上述加工区域的长度与上述加工起点区域的长度之比设定为1∶1~2∶1。
另外,本发明的激光加工方法的特征在于,在上述发明中,将上述加工槽的深度设定为15~25μm。
另外,本发明的激光加工装置具有:保持单元,其对晶片进行保持,该晶片在透明基板的表面上形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道形成的多个区域中,形成有器件;以及加工单元,其对保持在该保持单元上的上述晶片的上述透明基板照射激光束来进行烧蚀加工,该激光加工装置的特征在于,该激光加工装置具有控制单元,该控制单元控制上述加工单元,使得:针对上述各间隔道,交替地设定形成加工槽的加工区域和形成比上述加工槽浅的浅槽的加工起点区域,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
另外,本发明的激光加工装置的特征在于,在上述发明中,上述控制单元控制上述加工单元,使得:在改变输出的同时,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
另外,本发明的芯片的制造方法的特征在于,包含以下工序:保持工序,对晶片进行保持,该晶片在透明基板的表面上形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道形成的多个区域中,形成有器件;设定工序,针对各间隔道,交替地设定形成加工槽的加工区域和形成比上述加工槽浅的浅槽的加工起点区域,将设定信息存储在存储部中;加工工序,根据存储在上述存储部中的上述设定信息,使烧蚀加工用的激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,在上述透明基板上连续地形成上述加工槽和上述浅槽;以及分割工序,对上述间隔道施加外力,将上述晶片分割成器件单位的芯片。
另外,本发明的芯片的制造方法的特征在于,在上述发明中,上述芯片为发光二极管。
根据本发明人的考察,对残留下未加工区域的原因进行了调查,结果是,仅仅靠对蓝宝石基板等透明基板照射激光束,并不能开始基于激光束吸收的加工,为了开始加工,则需要某种契机,并且发现了基板上微小的杂质等异物或微小的伤痕等可以作为用于开始该加工的契机。因此,根据本发明,针对间隔道,交替地设定形成加工槽的加工区域和形成比加工槽浅的浅槽的加工起点区域,沿着间隔道,使激光束的照射点进行扫描,连续地形成加工槽和浅槽,因此,能够借助浅槽的加工起点区域的存在,可靠地形成加工槽,能够确保可靠的分割性,同时能够避免激光束对器件层侧的伤害。另外,在经过这样的切断而分别分割出的器件上,在其侧面的上部,残留有因激光束的照射而产生的凹凸状的熔融层,但是,该熔化层相比于器件侧面的面积是十分微小的,因此能够发挥这样的效果:即使在器件为发光二极管(LED)的情况下,亮度也只是略微降低,不会给质量造成影响。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的激光加工装置的主要部分的外观立体图。
图2是表示加工单元的结构例的概略框图。
图3是表示控制单元的结构例的概略框图。
图4是表示晶片的外观立体图。
图5是表示晶片与被保持在保持单元上的状态下的座标位置之间的关系的说明图。
图6是表示间隔道检测工序的说明图。
图7是表示加工工序开始时及结束时的说明图。
图8是表示加工槽和浅槽的形成工序的说明图。
图9是表示设定到加工区域中包含交叉点位置的区域来形成加工槽的状态的说明图。
图10是表示对晶片进行分割而形成的芯片的立体图。
图11是表示加工槽遗漏的产生状况的电子显微镜照片。
符号说明
1晶片
4、5间隔道
6器件
10控制单元
20激光加工装置
21保持单元
22加工单元
103b存储部
210加工槽
211浅槽
G加工区域
H加工起点区域
P照射点
W晶片
具体实施方式
下面,参照附图,对作为用于实施本发明的优选方式的激光加工装置、激光加工方法以及包含该激光加工方法的芯片的制造方法进行说明。本实施方式表示应用于对如下晶片的透明基板照射激光束来进行烧蚀加工的情况的例子,所述晶片在透明基板的表面上形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道划分出的多个区域中形成有器件。
图1是表示本实施方式的激光加工装置的主要部分的外观立体图,图2是表示加工单元的结构例的概略框图。本实施方式的激光加工装置20具有:保持晶片1的保持单元21;对保持在保持单元21上的晶片1照射脉冲激光束来进行烧蚀加工的加工单元22;以及对保持在保持单元21上的晶片1进行摄像的摄像单元23。另外,保持单元21吸引保持晶片1,并且与圆筒部24内未图示的电动机相连,设置成可以进行旋转。
另外,保持单元21被搭载在两级滑块25、26上。保持单元21被设置成,可通过加工进给单元29而相对于滑块25在水平方向的X轴方向上移动,使搭载的晶片1相对于加工单元22照射的脉冲激光束进行相对的加工进给,其中,加工进给单元29由滚珠丝杠27、螺母(未图示)以及脉冲电机28等构成。同样地,保持单元21被设置成,可通过分度进给单元32而相对于滑块26在水平方向的Y轴方向上移动,使搭载的晶片1相对于加工单元22照射的脉冲激光束进行相对的分度进给,其中,分度进给单元32由滚珠丝杠30、螺母(未图示)以及脉冲电机31等构成。
这里,针对加工进给单元29,附设有用于检测保持单元21的加工进给量的加工进给量检测单元33。加工进给量检测单元33由沿X轴方向配置的线性标尺33a以及未图示的读取头构成,该读取头配置在滑块25上,与滑块25一起沿着线性标尺33a移动。该进给量检测单元33例如每1μm将1个脉冲的脉冲信号发送给后述的控制单元,由此,该控制单元对输入的脉冲信号进行计数来检测保持单元21的加工进给量。
同样,针对分度进给单元32,附设有用于检测保持单元21的分度进给量的分度进给量检测单元34。分度进给量检测单元34由沿Y轴方向配置的线性标尺34a以及未图示的读取头构成,该读取头配置在滑块26上,与滑块26一起沿着线性标尺34a移动。该分度进给量检测单元34例如每1μm将1个脉冲的脉冲信号发送给后述的控制单元,由此,该控制单元对输入的脉冲信号进行计数来检测保持单元21的分度进给量。
另外,加工单元22包含实质上水平配置的壳体35,并被配置成,可通过未图示的Z轴移动单元,经由该壳体35相对于支持块36在Z轴方向上移动。如图2所示,加工单元22具有:配置在壳体35内的脉冲激光束振荡单元37和传送光学系统38;以及聚光器39,其配置在壳体35的前端,向保持在保持单元21上的晶片1照射脉冲激光束振荡单元37振荡产生的脉冲激光束。脉冲激光束振荡单元37由脉冲激光束振荡器37a以及附设在该脉冲激光束振荡器37a上的重复频率设定单元37b构成,其中,脉冲激光束振荡器37a由YAG激光振荡器或者YVO4激光振荡器构成。该脉冲激光束振荡器37a及Q开关37b由后述的控制单元进行控制。传送光学系统38包含有分束器那样的适当的光学元件。在聚光器39中收容有由成组透镜等的公知结构构成的聚光透镜(未图示)。
另外,安装在壳体35的前端部的摄像单元23用于对保持在保持单元21上的晶片1的上表面进行拍摄,并利用从加工单元22的聚光器39照射出的脉冲激光束来检测所要加工的区域。该摄像单元23由利用可见光线进行拍摄的摄像元件(CCD)等构成,并将拍摄的图像信号发送给后述的控制单元。
另外,如图3所示,本实施方式的激光加工装置20具有控制单元10。图3是表示控制单元的结构例的概略框图。控制单元10由微型计算机构成,其具有:按照控制程序进行运算处理的中央处理装置(CPU)101;存储控制程序等的只读存储器(ROM)102;可读写的随机存取存储器(RAM)103,其存储为了向晶片1照射脉冲激光束而根据各间隔道的始点、终点、交叉点的X、Y座标值等设定的与后述的加工区域、加工起点区域有关的设定信息及运算结果等;计数器104;以及输入接口105和输出接口106。在控制单元10的输入接口105上,输入来自进给量检测单元33、34以及摄像单元23等的检测信号。然后,从控制单元10的输出接口106向脉冲电机28、31以及加工单元22等输出控制信号。
下面,对采用这种激光加工装置20的晶片1的激光加工方法进行说明。图4是表示晶片的外观立体图。准备晶片1,使晶片1处于其表面1a朝上侧地贴附在保护胶带3上的状态,所述保护胶带3被安装在环形框2上,由聚烯烃等合成树脂片构成。关于晶片1,在其透明基板的表面形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道划分出的多个区域中形成有器件。具体地说,例如在厚度为90μm的蓝宝石基板的表面上形成由氮化物半导体层构成的功能层。而且,在晶片1的表面1a上,形成有由排列成格子状的多个第1间隔道4和多个第2间隔道5划分出的多个矩形区域,在这多个矩形区域内形成有由发光二极管(LED)组成的器件6。这里,构成晶片1的基板的透明基板是指具有如下特性的基板,即:至少透射过可视光中的一部分波长。例如,除了本实施方式的蓝宝石基板之外,还可以采用由石英玻璃、钽酸锂等构成的基板。
关于如图4所示地经由保护胶带3支持在环形框2上的晶片1,其保护胶带3侧载置于图1所示的激光加工装置20的保持单元21上。而且,通过使未图示的吸引单元动作而将晶片1隔着保护胶带3吸引保持在保持单元21上(保持工序)。此外,环形框2被夹具21a固定。
吸引保持着晶片1的保持单元21被加工进给单元29定位至摄像单元23的正下方。当保持单元21被定位到摄像单元23的正下方时,利用摄像单元23和控制单元10来执行用于检测晶片1所要进行激光加工的区域的对准作业。即,摄像单元23和控制单元10执行图案匹配等图像处理,实施激光束照射位置的对准,所述图案匹配用于进行沿晶片1的规定方向形成的第1间隔道4与沿着第1间隔道4照射激光束的加工单元22的聚光器39之间的对准。另外,针对形成在晶片1上的第2间隔道5,也同样地实施激光束照射位置的对准。
图5是表示晶片与被保持在保持单元上的状态下的座标位置之间的关系的说明图,图6是表示间隔道检测工序的说明图,图7是表示加工工序的开始时和结束时的说明图,图8是表示加工槽和浅槽的形成工序的说明图。
当如上所述地进行定位时,保持单元21上的晶片1成为定位到图5(a)所示的座标位置的状态。此外,图5(b)表示使保持单元21即晶片1从图5(a)所示的状态旋转90度的状态。
如上所述,当检测保持在保持单元21上的晶片1上形成的第1、第2间隔道4、5而进行激光束照射位置的对准时,移动保持单元21,将图5(a)的状态下第1间隔道4中最上方的第1间隔道4定位到摄像单元23的正下方。此外,如图6所示,将第1间隔道4的一端(图6中为左端)定位到摄像单元23的正下方。当摄像单元23在该状态下检测第1间隔道4的一端(图6中为左端)时,将该座标值(图5(a)中的A1)作为加工进给开始位置座标值,发送给控制单元10。
接着,使保持单元21向图6中箭头X1所示的方向移动,将第1间隔道4的另一端(图6中为右端)定位到摄像单元23的正下方。其间,摄像单元23检测图5(a)所示的与第2间隔道5的交叉点的座标值(E1、E2、E3、...、En)以及另一端(图5(a)中为右端)的座标值(B1),分别作为交叉点座标值和加工进给结束位置座标值发送给控制单元10。控制单元10将输入的第1间隔道4的加工进给开始位置座标值(A1)、交叉点座标值(E1、E2、E3、...、En)以及加工进给结束位置座标值(B1)暂时存储到RAM 103中的存储部103a内(间隔道检测工序)。
这样,当检测到图5(a)中最上方的第1间隔道4的加工进给开始位置座标值、交叉点座标值以及加工进给结束位置座标值时,使保持单元21向箭头Y所示的方向分度进给第1间隔道4的间隔,将图5(a)中从最上方起第二个第1间隔道4定位到摄像单元23的正下方。然后,对该从最上方起第二个第1间隔道4实施上述间隔道检测工序,检测从最上方起第二个第1间隔道4的加工进给开始位置座标值(A2)、交叉点座标值(E1、E2、E3、...、En)以及加工进给结束位置座标值(B2),并将它们暂时存储到RAM 103的存储部103a内。
之后,反复执行上述分度进给和间隔道检测工序,直到图5(a)中最下方的第1间隔道4,检测第1间隔道4的加工进给开始位置座标值(A3~An)、交叉点座标值(E1、E2、E3、...、En)以及加工进给结束位置座标值(B3~Bn),将它们暂时存储到RAM 103的存储部103a中。
当如上所述地完成了针对第1间隔道4的间隔道检测工序时,使晶片1随保持单元21转动90度,定位到图5(b)所示的状态。然后,对第2间隔道5实施上述间隔道检测工序,检测各个第2间隔道5的加工进给开始位置座标值(C1~Cn)、交叉点座标值(F1、F2、F3、...、Fn)以及加工进给结束位置座标值(D1~Dn),并将它们暂时存储到RAM 103的存储部103a中。
另外,关于针对晶片1上形成的第1间隔道4的加工进给开始位置座标值(A1~An)、交叉点座标值(E1、E2、E3、...、En)以及加工进给结束位置座标值(B1~Bn)、和针对第2间隔道5的加工进给开始位置座标值(C1~Cn)、交叉点坐标值(F1、F2、F3、...、Fn)以及加工进给结束位置座标值(D1~Dn),可以在ROM 102或RAM 103中预先存储晶片1的设计值,由此可省略上述间隔道检测工序。
接着,控制单元10参照在上述间隔道检测工序中得到的存储在存储部103a中的加工进给开始位置、交叉点以及加工进给结束位置的各个座标值,针对每个间隔道4、5,设定在规定加工条件下、形成加工槽的加工区域和形成比加工槽浅的浅槽的加工起点区域各自的照射时间(或进给长度等)、以及各脉冲激光束的输出信息,将该设定信息存储在RAM103中的存储部103b内(设定工序)。这里,控制单元10针对各个间隔道4、5,设定各加工区域、加工起点区域的激光照射时间,例如将加工区域的长度设定为200μm,将加工起点区域的长度设定为100μm。
在这种设定工序后,实施加工工序,在加工工序中,根据存储在存储部103b中的加工进给开始位置、加工区域及加工起点区域的照射时间、脉冲激光束的输出以及加工进给结束位置等设定信息,使加工单元22的激光束的照射点从各间隔道4、5的一端向另一端进行扫描,连续地形成加工槽和浅槽。
在加工工序中,首先移动保持单元21,将图5(a)中最上方的第1间隔道4定位到加工单元52的聚光器53的正下方。然后,如图7所示,将第1间隔道4的一端(图7中为左端)即加工进给开始位置的座标值(A1)(参照图5(a))定位到聚光器53的正下方。此时,脉冲激光束的照射点P对准晶片1的表面1a(上表面)附近。
然后,在使保持单元21即晶片1向图7中箭头X1所示的方向进行加工进给的同时,从聚光器39向晶片1的透明基板进行脉冲激光束的照射。此时,控制单元10根据存储在存储部103b中的针对加工区域和加工起点区域的照射时间、脉冲激光束的输出设定信息,交替改变脉冲激光束振荡器37a输出的激光束输出,使其在加工区域部分内增大,而在加工起点区域部分内减小,与此同时,使照射点P连续进行扫描。然后,当第1间隔道4的另一端(图7中为右端)即加工进给结束位置的座标值(B1)到达加工单元22的聚光器39的照射位置时,停止脉冲激光束的照射,并且停止保持单元21即晶片1的加工进给。
其结果,如图8所示,在沿第1间隔道4照射了输出大的脉冲激光束的加工区域G中,形成加工槽210,在照射了输出小的脉冲激光束的加工起点区域H中,形成比加工槽210浅的浅槽211。因此,在透明基板上的第1间隔道4内,交替地形成加工区域G中形成的加工槽210和加工起点区域H中形成的浅槽211。此时,浅槽211和加工槽210是利用激光束的照射连续形成的,能够以存在浅槽211为契机,可靠地形成加工槽210。
这里,对加工区域G中形成的加工槽210的深度和加工起点区域H中形成的浅槽211的深度进行说明。加工区域G中形成的加工槽210的深度越深,晶片1越容易沿加工槽210切断,但器件6的亮度降低。另一方面,加工槽210的深度越浅,器件6的亮度降低程度越小,但难以使晶片1的透明基板沿激光加工槽210切断。因此,为了抑制光器件203的亮度降低同时使光器件晶片1容易沿着激光加工槽210切断,当晶片1的厚度为100μm左右时,加工槽210的深度优选为15~25μm。关于加工起点区域H中形成的浅槽211的深度,只要是能够作为继每个浅槽211之后连续形成的加工槽210的激光束照射时的加工开始的契机的深度即可,优选为5~8μm左右。
另外,关于加工区域G的长度L1与加工起点区域H的长度L2之间的关系,加工区域G的长度L1的比例越大,晶片1越容易沿加工槽210切断,但器件6的亮度降低。另一方面,加工起点区域H的长度L2的比例越大,器件6的亮度降低程度越小,但难以使晶片1沿激光加工槽210切断。因此,为了抑制光器件203的亮度降低同时使晶片1容易沿着加工槽210切断,加工区域G的长度L1与加工起点区域H的长度L2的长度之比优选为L1∶L2=1∶1~2∶1。
下面,说明实施上述加工工序的晶片1的材料、尺寸以及加工工序的加工条件的一例。
(1)晶片1的材料、尺寸:
透明基板:蓝宝石基板
层叠的功能层:GaN膜
晶片1的尺寸:直径50mm
晶片1的厚度:90μm
器件6的尺寸:300μm×300μm
(2)加工条件:
光源:YAG激光
波长:355nm
聚光点直径:
重复频率:80kHz
加工进给速度:40mm/s
加工区域平均输出:0.8W
加工起点区域平均输出:0.4W
说明根据上述加工条件将加工区域G的长度L1设定为200μm、将加工起点区域H的长度L2设定为100μm时的加工方法的一例。如上所述,当加工进给速度为40mm/s时,在200μm的加工区域G中移动需要的时间为0.005秒。另外,在100μm的加工起点区域H中移动需要的时间为0.0025秒。因此,用0.8W的输出照射脉冲激光束0.005秒后,用0.4W的输出照射脉冲激光束0.0025秒,通过反复执行该动作,能够沿着间隔道形成长度为200μm的加工槽210和长度为100μm的浅槽211。此外,在上述加工条件中,加工槽210的深度为25μm左右,浅槽211的深度为7μm左右。
如以上那样,在对晶片1上形成的图5(a)中最上方的第1间隔道4实施了加工工序后,使保持单元21向图1中箭头Y所示的方向分度进给第1间隔道4的间隔,对下一个间隔道4实施加工工序。
这样,当针对晶片1上的沿规定方向的所有第1间隔道4的加工工序结束时,保持单元21随之将保持在该保持单元上的晶片1转动90度,沿着在与第1间隔道4垂直的方向上形成的第2间隔道5,同样地执行上述加工工序,由此,沿着晶片1上所有的第1、第2间隔道4、5,在加工区域G中形成加工槽210,在加工起点区域H中形成浅槽211,由此来交替地形成加工槽210和浅槽211。
如图9所示,上述加工工序中形成在加工区域G中的加工槽210,优选形成在包含第1、第2间隔道4、5的交叉点位置的区域内。图9是表示设定到加工区域中包含交叉点位置的区域来形成加工槽的状态的说明图。这样,将包含第1、第2间隔道4、5的交叉点位置的区域设定为加工区域G,为了向加工区域G照射脉冲激光束,只要根据来自加工进给量检测单元33的检测信号和存储在控制单元10的RAM 103的存储部103a内的交叉点座标值的数据来控制加工单元22即可。此外,图9中为了便于理解加工槽210部分,省略了浅槽211部分的图示。
即,如上所述,当在器件6的尺寸为300μm×300μm的晶片1中,将加工区域G设定为200nm、将加工起点区域H设定为100μm时,根据来自加工进给量检测单元33的检测信号,对如下位置照射加工区域G用的输出大的脉冲激光束,所述位置是:从到达第1、第2间隔道4、5的交叉点的交叉点位置之前的100um的位置到通过该交叉点位置之后的100μm的位置。其结果,沿着第1、第2间隔道4、5,在包含交叉点的加工区域G中形成长度为200μm的加工槽210,由此交替地形成长度为200μm的加工槽210和长度为100μm的浅槽211。
如上地实施了加工工序后的晶片1被输送到下一工序,即分割工序。在分割工序中,在晶片1上,沿着切断线,施加外力,所述切断线由第1、第2间隔道4、5的加工区域G中形成的加工槽210和加工起点区域H中形成的浅槽211组成。其结果,加工槽210成为切断起点,该切断沿着浅槽211延续,由此,沿着第1、第2间隔道4、5将晶片1可靠地切断。
这样,沿着第1、第2间隔道4、5将晶片1切断,分割成各个器件6,由此来形成芯片6A。图10是表示进行晶片分割而形成的芯片的立体图。如图10所示,该芯片6A在被切断的断开侧面上保留了如下状态:与加工工序中照射激光束而产生的加工槽210、浅槽211对应的熔融层210a、211a形成为凹凸状。但是,该熔融层210a、211a的厚度分别为25μm~20μm左右、5~7μm左右,这相比于芯片6A的断开面面积是十分微小的,因此,即使在芯片6A为发光二极管(LED)的情况下,亮度也只是略微降低,不会给质量造成影响。
本发明不限于上述实施方式,可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。例如,在本实施方式中,为了连续交替地形成加工槽210和浅槽211,而利用Q开关3Tb来调节1个脉冲的开启/关闭比,使脉冲激光束的输出大小地变化,但也可以采用其它方式,总而言之,只要在加工区域G和加工起点区域H中,每个单位时间的照射能量不同即可。例如,可以在传送光学系统38中设置使用了音响光学效果的AOD、AOM等或者衰减器,改变在加工区域G和加工起点区域H中照射的脉冲激光束的输出,或者,改变照射点P相对加工区域G和加工起点区域H的扫描速度。
另外,关于上述设定工序~加工工序,可按照以下步骤进行处理。
(1)设定各间隔道上的形成加工槽的加工区域和形成浅槽的加工起点区域。
(2)将每个工件的在(1)中设定的加工区域、加工起点区域、以及各间隔道的位置存储在存储部内。
(3)通过对准来识别保持单元上的工件位置和方向。
(4)进行这样的加工:根据(2)中存储在存储部内的信息和(3)中识别出的工件状态(位置、方向)来连续形成加工槽和浅槽。
Claims (10)
1.一种激光加工方法,对晶片的透明基板照射激光束来进行烧蚀加工,该晶片在上述透明基板的表面上形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道形成的多个区域中,形成有器件,其特征在于,该激光加工方法包含以下工序:
保持工序,对上述晶片进行保持;
设定工序,针对上述各间隔道,交替地设定形成加工槽的加工区域和形成比上述加工槽浅的浅槽的加工起点区域,将其设定信息存储在存储部中;以及
加工工序,根据存储在上述存储部中的上述设定信息,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
2.根据权利要求1所述的激光加工方法,其特征在于,
在上述加工工序中,在改变输出的同时,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
3.根据权利要求1或2所述的激光加工方法,其特征在于,
上述透明基板由蓝宝石基板构成,上述功能层由氮化物半导体层构成,上述器件为发光二极管。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的激光加工方法,其特征在于,
将上述加工区域设定为包含排列成格子状的多个间隔道的交叉点位置的区域。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的激光加工方法,其特征在于,
将上述加工区域的长度与上述加工起点区域的长度之比设定为1∶1~2∶1。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的激光加工方法,其特征在于,
将上述加工槽的深度设定为15~25μm。
7.一种激光加工装置,该激光加工装置具有:保持单元,其对晶片进行保持,该晶片在透明基板的表面上形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道形成的多个区域中,形成有器件;以及加工单元,其对保持在该保持单元上的上述晶片的上述透明基板照射激光束来进行烧蚀加工,该激光加工装置的特征在于,
该激光加工装置具有控制单元,该控制单元控制上述加工单元,使得:针对上述各间隔道,交替地设定形成加工槽的加工区域和形成比上述加工槽浅的浅槽的加工起点区域,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
8.根据权利要求7所述的激光加工装置,其特征在于,
上述控制单元控制上述加工单元,使得:在改变输出的同时,使上述激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,连续地形成上述加工槽和上述浅槽。
9.一种芯片的制造方法,该芯片在切断面上具有由熔融层形成的凹凸状,该芯片的制造方法的特征在于,包含以下工序:
保持工序,对晶片进行保持,该晶片在透明基板的表面上形成有功能层,在由排列成格子状的多个间隔道形成的多个区域中,形成有器件;
设定工序,针对各间隔道,交替地设定形成加工槽的加工区域和形成比上述加工槽浅的浅槽的加工起点区域,将设定信息存储在存储部中;
加工工序,根据存储在上述存储部中的上述设定信息,使烧蚀加工用的激光束的照射点从上述各间隔道的一端向另一端进行扫描,在上述透明基板上连续地形成上述加工槽和上述浅槽;以及
分割工序,对上述间隔道施加外力,将上述晶片分割成器件单位的芯片。
10.根据权利要求9所述的芯片的制造方法,其特征在于,
上述芯片为发光二极管。
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