CN102133690B - 激光切片装置 - Google Patents

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Abstract

一种激光切片装置，具有良好的切断特性、并且即使改变切片速度也实现稳定的切片加工。激光切片装置具备台、基准时钟振荡电路、射出脉冲激光束的激光振荡器、使脉冲激光束同步于时钟信号的激光振荡器控制部、切换脉冲激光束向被加工基板的照射和不照射的脉冲选择器、同步于时钟信号而以光脉冲单位控制脉冲激光束的通过和截断的脉冲选择器控制部、存储记述有与被加工基板和脉冲激光束的标准的相对速度对应的切片加工数据的加工表的加工表部、输入相对速度的新的设定值的速度输入部、以及运算新的加工表并向加工表部存储的运算部，基于新的加工表，脉冲选择器控制部控制脉冲激光束的通过和截断。

Description

激光切片装置
本申请基于2010年1月21日提出的日本专利申请(JPA)第2010-011348号并主张其优先权，这里引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及使用脉冲激光束的激光切片装置。
背景技术
在日本专利第3867107号公报中，公开了在半导体基板的切片中使用脉冲激光束的方法。该方法因为通过脉冲激光束产生的光学损伤而在加工对象物的内部形成裂纹区域。并且，以该裂纹区域为起点，将加工对象物切断。
在以往的技术中，以脉冲激光束的能量、光斑径、脉冲激光束和加工对象物的相对移动速度等为参数来控制裂纹区域的形成。
但是，在以往的方法中，有在没有想到的地方产生裂纹等、不能充分地控制裂纹的产生的问题。因此，特别是难以用于例如蓝宝石等那样的硬质的基板的切片、或者切断宽度较窄的切片。此外，在例如为了控制生产性而改变切片速度时，难以实现在速度变更前后稳定的切片加工。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种具有良好的切断特性、并且即使改变切片速度也实现稳定的切片加工的激光切片装置。
本发明的一技术方案的激光切片装置的特征在于，具备：台，可载置被加工基板；基准时钟振荡电路，产生时钟信号；激光振荡器，射出脉冲激光束；激光振荡器控制部，使上述脉冲激光束与上述时钟信号同步；脉冲选择器，设在上述激光振荡器与上述台之间的光路中，切换上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和不照射；脉冲选择器控制部，与上述时钟信号同步，以光脉冲单位控制上述脉冲激光束在上述脉冲选择器中的通过和截断；加工表部，存储有加工表，该加工表以上述脉冲激光束的光脉冲数记述有与上述被加工基板和上述脉冲激光束的标准的相对速度相对应的切片加工数据；速度输入部，输入上述被加工基板与上述脉冲激光束的相对速度的设定值；以及运算部，基于上述设定值和上述加工表，运算与上述设定值对应的新的加工表并向上述加工表部存储；基于上述新的加工表，上述脉冲选择器控制部控制上述脉冲激光束在上述脉冲选择器中的通过和截断。
在上述技术方案的激光切片装置中，优选的是，通过移动上述台而使上述被加工基板与上述脉冲激光束相对地移动，上述设定值是台速度的设定值。
附图说明
图1是表示实施方式的激光切片装置的一例的概略结构图。
图2是说明使用实施方式的激光切片装置的激光切片方法的定时控制的图。
图3是表示使用实施方式的激光切片装置的激光切片方法的脉冲选择器动作和调制脉冲激光束的定时的图。
图4是使用实施方式的激光切片装置的激光切片方法的照射图案的说明图。
图5是表示照射在蓝宝石基板上的照射图案的俯视图。
图6是图5的AA剖视图。
图7是说明台移动与切片加工的关系的图。
图8是表示照射图案的一例的图。
图9A、图9B、图9C是表示激光切片加工的结果的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本实施方式的激光切片装置具备：可载置被加工基板的台、产生时钟信号的基准时钟振荡电路、射出脉冲激光束的激光振荡器、使脉冲激光束与时钟信号同步的激光振荡器控制部、设在激光振荡器与台之间的光路中、切换脉冲激光束向被加工基板的照射和不照射的脉冲选择器、和与时钟信号同步、以光脉冲单位控制脉冲激光束在脉冲选择器中的通过和截断的脉冲选择器控制部。还具备：存储加工表的加工表部，该加工表以脉冲激光束的光脉冲数记述有与被加工基板和脉冲激光束的标准的相对速度对应的切片加工数据；速度输入部，输入被加工基板与脉冲激光束的相对速度的设定值；以及运算部，基于上述设定值和加工表，运算与上述设定值对应的新的加工表而向加工表部存储。并且，基于新的加工表，脉冲选择器控制部控制脉冲激光束在脉冲选择器中的通过和截断。
本实施方式的激光切片装置通过具备上述结构，具有良好的切断特性，并且即使改变切片速度也实现稳定的切片加工。即，例如即使为了控制生产性而使被加工基板与脉冲激光束的相对速度变化，也能够实现总是大致相同的切片加工形状。
图1是表示本实施方式的激光切片装置的一例的概略结构图。如图1所示，本实施方式的激光切片装置10作为其主要的结构而具备激光振荡器12、脉冲选择器14、光束整形器16、聚光透镜18、XYZ台部20、激光振荡器控制部22、脉冲选择器控制部24及加工控制部26。在加工控制部26中，具备产生希望的时钟信号S1的基准时钟振荡电路28、加工表部30、以及运算部42。还具备输入被加工基板与脉冲激光束的相对速度的设定值的速度输入部40。
激光振荡器12构成为，使其射出与由基准时钟振荡电路28产生的时钟信号S1同步的周期Tc的脉冲激光束PL1。照射脉冲光的强度表示高斯分布。
这里，从激光振荡器12射出的激光波长使用对被加工基板有透过性的波长。此外，从激光振荡器12输出的脉冲激光束具备固定的频率和照射能量(照射功率)。作为激光，可以使用Nd:YAG激光、Nd:YVO4激光、Nd:YLF激光等。例如，在被加工基板是蓝宝石基板的情况下，优选地使用波长532nm的Nd:YVO4激光。
另外，从提高切片加工速度的自由度的观点看，固定的频率优选的是尽量高的频率、例如100KHz以上。
脉冲选择器14设在激光振荡器12与聚光透镜18之间的光路中。并且构成为，通过与时钟信号S1同步来切换脉冲激光束PL1的通过和截断(开/关)而以光脉冲数单位切换向被加工基板的脉冲激光束PL1的照射和不照射。这样，通过脉冲选择器14的动作，脉冲激光束PL1为了被加工基板的加工而被控制开/关，成为调制后的调制脉冲激光束PL2。
脉冲选择器14优选地由例如声光元件(AOM)构成。此外，也可以使用例如喇曼衍射型的电光元件(EOM)。
光束整形器16使入射的脉冲激光束PL2成为被整形为希望的形状的脉冲激光束PL3。例如是将光束径以一定的倍率扩大的光束扩展器。此外，也可以具备例如使光束截面的光强度分布变得均匀的均化器那样的光学元件。此外，也可以具备例如使光束截面为圆形的元件、或使光束为圆偏振光的光学元件。
聚光透镜18构成为，使其将由光束整形器16整形的脉冲激光束PL3聚光、对载置在XYZ台部20上的被加工基板W、例如在下表面上形成有LED的蓝宝石基板照射脉冲激光束PL4。
XYZ台部20具备能够载置被加工基板W、能够沿XYZ方向自由移动的XYZ台(以后也单称作台)、其驱动机构部、测量台的位置的具有例如激光干涉仪的位置传感器等。这里，XYZ台构成为，使其定位精度及移动误差成为超微的范围的高精度。
速度输入部40构成为，在例如想要提高生产性时，例如操作者能够输入比标准的台速度快的台速度的设定值或慢的台速度的设定值。速度输入部40例如是具备键盘的输入终端。
加工控制部26在整体上控制激光切片装置10的加工。基准时钟振荡电路28产生希望的时钟信号S1。此外，在加工表部30中，存储有加工表，该加工表以脉冲激光束的光脉冲数记述有与标准的台速度相对应的切片加工数据。加工表通过例如进行激光束的照射的光脉冲数(照射光脉冲数)与不进行照射的光脉冲数(不照射光脉冲数)的组合来记述。
运算部42具备基于被从速度输入部40输入的新的台速度的设定值和加工表，运算与新的台速度的设定值对应的新的加工表并向加工表部存储的功能。此时，制作切片加工形状在台速度的变更前后大致相同那样的加工表。
将对应于标准的台速度的切片加工数据盖写。假如被输入的新的台速度的设定值与标准的台速度相同，则不进行新的加工表的运算。
接着，使用图1～图7，对使用上述激光切片装置10的激光切片方法进行说明。
使用本实施方式的激光切片装置10的激光切片方法将被加工基板载置到台上，产生时钟信号，射出同步于时钟信号的脉冲激光束，使被加工基板和脉冲激光束相对移动，通过同步于时钟信号而控制脉冲激光束的通过和截断，以光脉冲单位切换向被加工基板的脉冲激光束的照射和不照射，在被加工基板上形成达到基板表面的裂纹区域。进而，根据被输入的被加工基板与脉冲激光束的相对速度改写加工表，以实现总是大致相同的切片形状，控制脉冲激光束的通过和截断。
通过上述结构，能够以最适当的分配高精度地执行向被加工基板的脉冲激光束的照射和不照射。因而，能够控制达到基板表面的裂纹的产生，将裂纹区域稳定地形成为最适当的形状。由此，能够提供实现良好的切断特性的激光切片方法。此外，即使改变切片速度也实现稳定的切片加工。
先对标准的台速度下的激光切片方法进行说明。
首先，将被加工基板W、例如蓝宝石基板载置到XYZ台部20上。该蓝宝石基板例如是在下表面上具有外延成长的GaN层、在该GaN层上布图形成有多个LED的晶片。以形成在晶片上的槽口或定向平面为基准进行晶片相对于XYZ台的对位。
图2是说明本实施方式的激光切片方法的定时控制的图。在加工控制部26内的基准时钟振荡电路28中，生成周期Tc的时钟信号S1。激光振荡器控制部22进行控制，以使激光振荡器12射出同步于时钟信号S1的周期Tc的脉冲激光束PL1。此时，在时钟信号S1的上升沿和脉冲激光束的上升沿中产生延迟时间t1。
激光使用相对于被加工基板具有透过性的波长的激光。这里，优选地使用照射的激光的光子的能量hv比被加工基板材料的吸收的带隙Eg大的激光。如果能量hv与带隙Eg相比非常大，则发生激光的吸收。将其称作多光子吸收，如果使激光的脉冲宽度很短，使多光子吸收在被加工基板的内部中发生，则多光子吸收的能量没有转化为热能，引起离子价数变化、结晶化、非晶质化、极化取向或微小裂纹形成等的持久的构造变化，形成折射率变化区域(彩色中心)。
并且，如果使用相对于被加工基板材料具有透过性的波长，则能够将激光导光、聚光到基板内部的焦点附近。因而，能够局部地加工折射率变化区域。将该折射率变化区域以后称作改性区域。
脉冲选择器控制部24参照从加工控制部26输出的加工图案信号S2，生成同步于时钟信号S1的脉冲选择器驱动信号S3。加工图案信号S2存储在加工表部30中，参照以光脉冲单位、光脉冲数记述照射图案的信息的加工表生成。脉冲选择器14基于脉冲选择器驱动信号S3，同步于时钟信号S1进行切换脉冲激光束PL1的通过和截断(开/关)的动作。
通过该脉冲选择器14的动作，生成调制脉冲激光束PL2。另外，在时钟信号S1的上升沿与脉冲激光束的上升沿、下降沿产生延迟时间t2、t3。此外，在脉冲激光束的上升沿、下降沿与脉冲选择器动作中，产生延迟时间t4、t5。
在被加工基板的加工的时，考虑延迟时间t1～t5而决定脉冲选择器驱动信号S3等的生成定时、被加工基板与脉冲激光束的相对移动定时。
图3是表示本实施方式的激光切片方法的脉冲选择器动作和调制脉冲激光束PL2的定时的图。脉冲选择器动作同步于时钟信号S1而被以光脉冲单位切换。这样，通过使脉冲激光束的振荡和脉冲选择器的动作同步于相同的时钟信号S1，能够实现光脉冲单位的照射图案。
具体而言，基于用光脉冲数规定的规定条件进行脉冲激光束的照射和不照射。即，基于照射光脉冲数(P1)和不照射光脉冲数(P2)执行脉冲选择器动作，切换向被加工基板的照射和不照射。规定脉冲激光束的照射图案的P1值及P2值例如在加工表中作为照射区域寄存器设定、不照射区域寄存器设定来规定。P1值及P2值根据被加工基板的材质、激光束的条件等而设定为使切片时的裂纹形成最优化的规定条件。
调制脉冲激光束PL2通过光束整形器16成为整形为希望的形状的脉冲激光束PL3。进而，整形后的脉冲激光束PL3被聚光透镜18聚光而成为具有希望的光束径的脉冲激光束PL4，被照射在作为被加工基板的晶片上。
在将晶片沿X轴方向及Y轴方向的情况下，首先，例如使XYZ台沿X轴方向以一定速度移动，扫描脉冲激光束PL4。并且，在希望的X轴方向的切片结束后，使XYZ台沿Y轴方向以一定速度移动，扫描脉冲激光束PL4。由此，进行Y轴方向的切片。
关于Z轴方向(高度方向)，进行调节以使聚光透镜的聚光位置位于晶片内的规定深度。该规定深度设定为，使得在切片时裂纹形成为希望的形状。
此时，如果设为
被加工基板的折射率：n
距离被加工基板表面的加工位置：L
Z轴移动距离：Lz，
则为
Lz＝L/n。
即，在设聚光透镜的聚光位置在被加工基板的表面上为Z轴初始位置时，在加工到距离基板表面为深度“L”的位置的情况下，只要使Z轴移动到“Lz”就可以。
图4是本实施方式的激光切片方法的照射图案的说明图。如图那样同步于时钟信号S1而生成脉冲激光束PL1。并且，通过同步于时钟信号S1控制脉冲激光束的通过和截断，生成调制脉冲激光束PL2。
并且，通过台的横向(X轴方向或Y轴方向)的移动，将调制脉冲激光束PL2的照射光脉冲作为照射光斑形成在晶片上。这样，通过生成调制脉冲激光束PL2，在晶片上以光脉冲单位控制照射光斑而断续地照射。在图4的情况下，设为照射光脉冲数(P1)＝2、不照射光脉冲数(P2)＝1，设定为照射光脉冲(高斯光)以光斑径的间距反复进行照射和不照射的条件。
这里，如果在
光束光斑径：D(μm)
重复频率：F(KHz)
的条件下进行加工，则用于使照射光脉冲以光斑径的间距反复进行照射和不照射的台移动速度V(m/sec)为
V＝D×10-6×F×103。
例如，如果在
光束光斑径：D＝2μm
重复频率：F＝50KHz
的加工条件下进行，则为
台移动速度：V＝100mm/sec。
此外，如果设照射光的功率为P(瓦特)，则将每脉冲照射脉冲能量P/F的光脉冲照射在晶片上。
图5是表示照射在蓝宝石基板上的照射图案的俯视图。从照射面上观察，通过照射光脉冲数(P1)＝2、不照射光脉冲数(P2)＝1，以照射光斑径的间距形成照射光斑。图6是图5的AA剖视图。如图所示，在蓝宝石基板内部中形成改性区域。并且，形成从该改性区域沿着光脉冲的扫描线上达到基板表面的裂纹。并且，该裂纹在被加工基板表面上连续地以大致直线形成。
这样，通过形成达到基板表面的裂纹，之后的基板的切断变得容易。因而，能够实现切片成本的削减。另外，裂纹形成后的最终的基板的切断、即向各个LED芯片的分割，既可以是在裂纹形成后自然分割，也可以是通过再施加人为的力而分割。
如以往那样，在将脉冲激光束连续地对基板照射的方法中，例如，即使将台移动速度、聚光透镜的数值孔径、照射光功率等最优化，也难以将达到基板表面的裂纹的产生控制为希望的形状。通过如本实施方式那样将脉冲激光束的照射和不照射以光脉冲单位断续地切换而将照射图案最优化，控制达到基板表面的裂纹的产生，实现具备良好的切断特性的激光切片方法。
即，例如能够在基板表面上形成沿着激光的扫描线的直线性的、宽度较窄的裂纹。因此，在切片时能够使对形成在基板上的LED等的设备带来的裂纹的影响最小化。此外，由于能够形成例如直线性的裂纹，所以能够缩窄在基板表面上形成裂纹的区域的宽度。因此，能够缩窄设计上的切片宽度。因而，能够增大形成在同一基板或晶片上的设备的片数，也有利于设备的制造成本削减。
图7是说明台移动与切片加工的关系的图。在XYZ台上，设有在X轴、Y轴方向上检测移动位置的位置传感器。例如，将在台的向X轴或Y轴方向的移动开始后、台速度进入到速度稳定区域的位置预先设定为同步位置。并且，在位置传感器中检测到同步位置时，通过例如将移动位置检测信号S4(图1)发送给脉冲选择器控制部24而许可脉冲选择器动作，通过脉冲选择器驱动信号S3使脉冲选择器动作。
这样，管理
SL：从同步位置到基板的距离
WL：加工长
W1：从基板端到照射开始位置的距离
W2：加工范围
W3：从照射结束位置到基板端的距离。
这样，台位置与脉冲选择器的动作开始位置同步。即，取得脉冲激光束的照射和不照射、与台的位置的同步。因此，在脉冲激光束的照射和不照射时，能够确保台以一定速度移动(处于速度稳定区域)。因而，能够确保照射光斑位置的规则性，实现稳定的裂纹的形成。
此外，为了进一步提高照射光斑位置的精度，例如优选地使台的移动同步于时钟信号。这例如可以通过使加工控制部26对XYZ台部20发送的台移动信号S5(图1)同步于时钟信号S1来实现。
图8是表示照射图案的具体例的图。如图所示，在将光脉冲照射1次后，以光脉冲单位使2脉冲量为不照射。将该条件以后以照射/不照射＝1/2的形式记述。另外，照射、不照射的间距与光斑径相等。
在图9中表示激光切片的具体结果。图9(a)是基板上表面的照片，图9(b)是比图9(a)低倍率的基板上表面的照片，图9(c)是基板的沿着切片方向的截面的照片。
该具体例中的激光切片条件是
被加工基板：蓝宝石基板
激光源：Nd:YVO4激光
波长：532nm
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：2。
由图9(c)的截面照片可知，形成有从基板内部的改性区域达到基板表面的裂纹。此外，由图9(a)的照片可知，在基板上表面上形成有较直线性、宽度较窄的裂纹。
以上，通过将脉冲激光束的照射和不照射以光脉冲单位切换、在进行激光切片时将照射图案最优化，来控制裂纹的产生，能够实现良好的切断特性。
接着，对从标准的台速度变更台速度的情况下的激光切片方法进行说明。例如在想要提高生产性的情况下，例如操作者对图1的速度输入部40输入从标准的台速度加快的台速度的设定值。于是，运算部42基于从速度输入部40输入的新的台速度的设定值和加工表，运算对应于新的台速度的设定值的新的加工表。
例如，假设标准的台速度的情况下的加工条件是以下的条件。
重复频率：F＝500KHz
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：9
台移动速度：V＝200mm/sec
在为了提高生产性而将台移动速度设为倍速的V＝400mm/sec的情况下，如果输入该设定值，则运算部42运算能够得到与标准的速度的情况大致相同的切片加工形状的加工表。具体地讲，求出照射光脉冲与不照射光脉冲的间隔大致相同的照射光脉冲数(P1)和不照射光脉冲数(P2)。
在该例的情况下，为
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：4。
反之，在为了降低生产性而将台移动速度设为一半的V＝100mm/sec的情况下，如果也输入该设定值，则运算部42运算能够得到与标准的速度的情况实质上相同的切片加工形状的加工表。这里，所谓降低生产性的情况，是不断降低生产性、例如为了维持装置自身的热稳定性，装置不停止而仅降低台速度那样的情况。
在该例的情况下，为
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：19。
这样，用由运算部42求出的新的加工表将以前的加工表覆盖，将新的加工表向加工表部存储。并且，基于新的加工表，脉冲选择器控制部24控制脉冲激光束的脉冲选择器14中的通过和截断。由此，即使变更台的速度也能够得到与标准的速度的情况大致同样的切片加工形状。
以上，根据本实施方式的激光切片装置，具有良好的切断特性，并且即使改变切片速度也能够实现稳定的切片加工。只是在脉冲激光束的重复频率、照射能量、焦点位置等固定的状态下，运算并匹配光脉冲的照射与不照射的间隔。因而，不需要变更其他参数。由此，即使改变加工速度，也能够再现相同的切片加工形状。
以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。在实施方式中，在激光切片装置、激光切片方法等中，对于在本发明的说明中不直接需要的部分省略了记载，但可以适当选择使用需要的关于激光切片装置、激光切片方法等的要素。
例如，在实施方式中，作为被加工基板，以形成有LED的蓝宝石基板为例进行说明。本发明对于蓝宝石基板那样因硬质而难以切断的基板是有用的，但被加工基板除此以外也可以是SiC(碳化硅)基板等的半导体材料基板、压电材料基板、玻璃基板等。
此外，在实施方式中，以通过使台移动、使被加工基板与脉冲激光束相对移动的情况为例进行了说明。但是，也可以是例如通过由使用激光束扫描器等扫描脉冲激光束，使被加工基板与脉冲激光束相对移动的装置或方法。
此外，在实施方式中，以照射光脉冲数(P1)＝2、不照射光脉冲数(P2)＝1的情况等为例进行了说明，但P1和P2的值为了设为最优条件而能够取任意的值。此外，在实施方式中，以照射光脉冲以光斑径的间距重复照射和不照射的情况为例进行了说明，但也可以通过改变脉冲频率或者台移动速度，改变照射和不照射的间距来找到最优条件。例如，也可以将照射与不照射的间距设为光斑径的1/n或n倍。
此外，关于切片加工的图案，例如也可以设置多个照射区域寄存器、不照射区域寄存器，通过实时地将照射区域寄存器、不照射区域寄存器值以希望的定时变更为希望的值，能够实现向各种切片加工图案的对应。
此外，具备本发明的要素、本领域的技术人员能够适当进行设计变更的所有激光切片装置都包含在本发明的范围中。本发明的范围由权利要求书及其等价物的范围来定义。

Claims (5)

1.一种激光切片装置，其特征在于，具备：
台，可载置被加工基板；
基准时钟振荡电路，产生时钟信号；
激光振荡器，射出脉冲激光束；
激光振荡器控制部，使上述脉冲激光束与上述时钟信号同步；
脉冲选择器，设在上述激光振荡器与上述台之间的光路中，切换上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和不照射；
脉冲选择器控制部，与上述时钟信号同步，以光脉冲单位控制上述脉冲激光束在上述脉冲选择器中的通过和截断；
加工表部，存储有加工表，该加工表以上述脉冲激光束的光脉冲数记述有与上述被加工基板和上述脉冲激光束的标准的相对速度相对应的切片加工数据；
速度输入部，输入上述被加工基板与上述脉冲激光束的相对速度的设定值；以及
运算部，基于上述设定值和上述加工表，运算与上述设定值对应的新的加工表并向上述加工表部存储；
基于上述新的加工表，上述脉冲选择器控制部控制上述脉冲激光束在上述脉冲选择器中的通过和截断。
2.如权利要求1所述的激光切片装置，其特征在于，
通过移动上述台而使上述被加工基板与上述脉冲激光束相对移动，上述设定值是台速度的设定值。
3.如权利要求1所述的激光切片装置，其特征在于，
上述加工表及上述新的加工表用进行上述激光束的照射的光脉冲数与不进行照射的光脉冲数的组合来记述。
4.如权利要求1所述的激光切片装置，其特征在于，
上述运算部运算新的加工表，以得到与以上述标准的相对速度将被加工基板切片加工的情况实质上相同的切片加工形状。
5.如权利要求1所述的激光切片装置，其特征在于，
上述脉冲选择器是声光元件或电光元件。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5620669B2 (ja) * 2009-10-26 2014-11-05 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法およびレーザダイシング装置
JP5981094B2 (ja) 2010-06-24 2016-08-31 東芝機械株式会社 ダイシング方法
JP2013027887A (ja) 2011-07-27 2013-02-07 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
JP5140198B1 (ja) 2011-07-27 2013-02-06 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法
JP2013046924A (ja) * 2011-07-27 2013-03-07 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
CN102354595A (zh) * 2011-09-29 2012-02-15 沈玉良 一种用于激光调阻机的激光调阻控制装置
TW201343296A (zh) * 2012-03-16 2013-11-01 Ipg Microsystems Llc 使一工件中具有延伸深度虛飾之雷射切割系統及方法
EP2856586B1 (en) * 2012-05-30 2020-10-21 IPG Photonics Corporation Laser ablation process for manufacturing submounts for laser diode and laser diode units
JP2014011358A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
JP5596750B2 (ja) * 2012-07-06 2014-09-24 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法
CN103811602A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 上海蓝光科技有限公司 GaN基LED芯片制备方法
TWI496643B (zh) * 2012-11-30 2015-08-21 Ind Tech Res Inst 三維加工裝置
KR101682269B1 (ko) * 2013-09-25 2016-12-05 주식회사 엘지화학 레이저 커팅 장치 및 그 커팅 방법
JP6802093B2 (ja) * 2017-03-13 2020-12-16 株式会社ディスコ レーザー加工方法およびレーザー加工装置
WO2019107320A1 (en) * 2017-11-29 2019-06-06 Nichia Corporation Method for producing semiconductor light emitting element
KR20210141870A (ko) 2020-05-14 2021-11-23 삼성전자주식회사 웨이퍼 처리 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법
CN114453770A (zh) * 2022-03-10 2022-05-10 浙江大学杭州国际科创中心 一种SiC衬底双脉冲飞秒激光切片的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5742634A (en) * 1994-08-24 1998-04-21 Imar Technology Co. Picosecond laser
CN1347176A (zh) * 2000-09-25 2002-05-01 日本电气株式会社 激光处理设备
JP2003100653A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp 加工装置および加工方法
JP5177370B2 (ja) * 2007-09-25 2013-04-03 株式会社横森製作所 室内階段

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985597A (en) * 1975-05-01 1976-10-12 International Business Machines Corporation Process for forming passivated metal interconnection system with a planar surface
US4519872A (en) * 1984-06-11 1985-05-28 International Business Machines Corporation Use of depolymerizable polymers in the fabrication of lift-off structure for multilevel metal processes
CH670211A5 (zh) * 1986-06-25 1989-05-31 Lasarray Holding Ag
US4894115A (en) * 1989-02-14 1990-01-16 General Electric Company Laser beam scanning method for forming via holes in polymer materials
US5000811A (en) * 1989-11-22 1991-03-19 Xerox Corporation Precision buttable subunits via dicing
WO1992002331A1 (en) * 1990-07-31 1992-02-20 Materials And Intelligent Devices Reserch Co., Ltd. Yag laser working machine for precision working of thin film
JP2743673B2 (ja) * 1991-12-27 1998-04-22 澁谷工業株式会社 三次元レーザ加工装置
JPH10305384A (ja) * 1997-05-02 1998-11-17 Nec Corp レーザ加工装置
US6172325B1 (en) * 1999-02-10 2001-01-09 Electro Scientific Industries, Inc. Laser processing power output stabilization apparatus and method employing processing position feedback
US6122335A (en) * 1999-10-01 2000-09-19 Quantum Bridge Communications, Inc. Method and apparatus for fast burst mode data recovery
US7838794B2 (en) * 1999-12-28 2010-11-23 Gsi Group Corporation Laser-based method and system for removing one or more target link structures
US7723642B2 (en) * 1999-12-28 2010-05-25 Gsi Group Corporation Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers
US20040134894A1 (en) * 1999-12-28 2004-07-15 Bo Gu Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers
JP4659300B2 (ja) * 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
US7157038B2 (en) * 2000-09-20 2007-01-02 Electro Scientific Industries, Inc. Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
US20060091126A1 (en) * 2001-01-31 2006-05-04 Baird Brian W Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
US6770544B2 (en) * 2001-02-21 2004-08-03 Nec Machinery Corporation Substrate cutting method
JP4348199B2 (ja) * 2004-01-16 2009-10-21 日立ビアメカニクス株式会社 レーザ加工方法およびレーザ加工装置
DE102004024475A1 (de) * 2004-05-14 2005-12-01 Lzh Laserzentrum Hannover E.V. Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterialien
JP2006123228A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP4843212B2 (ja) * 2004-10-29 2011-12-21 東京エレクトロン株式会社 レーザー処理装置及びレーザー処理方法
JP4781661B2 (ja) * 2004-11-12 2011-09-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US20060102601A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 The Regents Of The University Of California Feedback controlled laser machining system
JP2006159254A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
US20060191884A1 (en) * 2005-01-21 2006-08-31 Johnson Shepard D High-speed, precise, laser-based material processing method and system
US7528342B2 (en) * 2005-02-03 2009-05-05 Laserfacturing, Inc. Method and apparatus for via drilling and selective material removal using an ultrafast pulse laser
JP4751634B2 (ja) * 2005-03-31 2011-08-17 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置の製造方法
WO2006129473A1 (ja) * 2005-06-01 2006-12-07 Phoeton Corp. レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP2007021528A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置およびその調整方法
US7443903B2 (en) * 2006-04-19 2008-10-28 Mobius Photonics, Inc. Laser apparatus having multiple synchronous amplifiers tied to one master oscillator
JP4909657B2 (ja) * 2006-06-30 2012-04-04 株式会社ディスコ サファイア基板の加工方法
US7529281B2 (en) * 2006-07-11 2009-05-05 Mobius Photonics, Inc. Light source with precisely controlled wavelength-converted average power
US8084706B2 (en) * 2006-07-20 2011-12-27 Gsi Group Corporation System and method for laser processing at non-constant velocities
JP5054949B2 (ja) * 2006-09-06 2012-10-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
GB2444037A (en) * 2006-11-27 2008-05-28 Xsil Technology Ltd Laser Machining
US9029731B2 (en) * 2007-01-26 2015-05-12 Electro Scientific Industries, Inc. Methods and systems for laser processing continuously moving sheet material
JP4885762B2 (ja) * 2007-02-27 2012-02-29 株式会社ディスコ チャックテーブルに保持された被加工物の計測装置およびレーザー加工機
JP5162163B2 (ja) * 2007-06-27 2013-03-13 株式会社ディスコ ウェーハのレーザ加工方法
US8148663B2 (en) * 2007-07-31 2012-04-03 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of improving beam shaping and beam homogenization
KR101420703B1 (ko) * 2007-09-19 2014-07-23 지에스아이 그룹 코포레이션 고속 빔 편향 링크 가공
JP5134928B2 (ja) * 2007-11-30 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物研削方法
JP5043630B2 (ja) * 2007-12-18 2012-10-10 株式会社ディスコ レーザー加工機
JP5171294B2 (ja) * 2008-02-06 2013-03-27 株式会社ディスコ レーザ加工方法
US7982160B2 (en) * 2008-03-31 2011-07-19 Electro Scientific Industries, Inc. Photonic clock stabilized laser comb processing
US8178818B2 (en) * 2008-03-31 2012-05-15 Electro Scientific Industries, Inc. Photonic milling using dynamic beam arrays
JP4612733B2 (ja) * 2008-12-24 2011-01-12 東芝機械株式会社 パルスレーザ加工装置
JP5620669B2 (ja) * 2009-10-26 2014-11-05 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法およびレーザダイシング装置
JP5981094B2 (ja) * 2010-06-24 2016-08-31 東芝機械株式会社 ダイシング方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5742634A (en) * 1994-08-24 1998-04-21 Imar Technology Co. Picosecond laser
CN1347176A (zh) * 2000-09-25 2002-05-01 日本电气株式会社 激光处理设备
JP2003100653A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp 加工装置および加工方法
JP5177370B2 (ja) * 2007-09-25 2013-04-03 株式会社横森製作所 室内階段

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Publication number Publication date
JP2011147968A (ja) 2011-08-04
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