CN102441739A - 激光加工装置、被加工物的加工方法及被加工物的分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种激光加工装置、被加工物的加工方法及被加工物的分割方法。对于在基板上形成着异质材料层而成的被加工物，更确实地实现其分割。用来在被加工物上形成分割起点的加工方法包含：载置步骤，将被加工物载置到载物台上；预加工步骤，从第1光源将第1激光沿着被加工物的第1加工预定线照射，借此使基底基板在第1加工预定线的位置处露出；及正式加工步骤，在基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式，从第2光源照射脉宽为psec级的超短脉冲光的第2激光，借此使被照射区域彼此之间产生基底基板的劈开或裂开；且预加工步骤与正式加工步骤是一边使载物台向一个方向移动一边进行。

Description

激光加工装置、被加工物的加工方法及被加工物的分割方法

技术领域

本发明涉及一种照射激光而对被加工物进行加工的激光加工方法及使用该激光加工方法的激光加工装置。

背景技术

作为照射脉冲激光而对被加工物进行加工的技术(下面也仅称为激光加工或激光加工技术)，已知业已存在各种(例如参照专利文献1至专利文献4)。

专利文献1中公开的内容，是一种分割被加工物槽模时，利用激光剥蚀沿着分割预定线形成截面V字形的槽(断开槽)，并以此槽为起点而分割模具的手法。另一方面，专利文献2中公开的内容，是一种将散焦状态的激光沿着被加工物(被分割体)的分割预定线照射，而于被照射区域产生结晶状态比周围更溃散的截面大致V字形的融解改质区域(变质区域)，并以此融解改质区域的最下点为起点而分割被加工物的手法。

使用专利文献1及专利文献2公开的技术而形成分割起点时，为了良好地进行后面的分割，重要之处均为沿着激光的扫描方向即分割预定线方向而形成形状均匀的V字形截面(槽截面或变质区域截面)。作为应对此的方法，例如有以每1脉冲的激光的被照射区域(光束点)前后重复的方式，控制激光的照射。

例如，将激光加工的最基本的参数重复频率(单位kHz)设为R，将扫描速度(单位mm/sec)设为V时，两者的比V/R变成光束点的中心间隔，在专利文献1及专利文献2所公开的技术中，为了使光束点彼此产生重叠，而以V/R为1μm以下的条件进行激光的照射及扫描。

此外，在专利文献3中公开了如下态样：于表面具有积层部的基板内部使聚光点对准而照射激光，由此在基板内部形成改质区域，并将此改质区域设为切断起点。

而且，在专利文献4中公开了如下态样：相对于1个分离线而重复多次激光扫描，在深度方向的上下形成于分离线方向上连续的槽部及改质部、以及于分离线方向上不连续的内部改质部。

另一方面，在专利文献5中公开了一种使用脉宽为psec级的超短脉冲激光的加工技术，且公开了如下态样：通过调整脉冲激光的聚光点位置，形成从被加工物(板体)的表层部位遍及表面的微小龟裂簇生而成的微小熔痕，从而形成由所述多个熔痕连接而成的线状易分离区域。

[先行技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2004-9139号公报

专利文献2：国际公开第2006/062017号

专利文献3：日本专利特开2007-83309号公报

专利文献4：日本专利特开2008-98465号公报

专利文献5：日本专利特开2005-271563号公报

发明内容

利用激光形成分割起点后通过断开器进行分割的手法，与以往使用的机械切断法即金刚石划线相比，在自动性·高速性·稳定性·高精度性方面更有利。

然而，通过以往手法利用激光形成分割起点时，将不可避免地在照射激光的部分形成所谓的加工痕(激光加工痕)。所谓加工痕，是指照射激光后材质或构造与照射前相比发生变化的变质区域。加工痕的形成通常会对经分割的各被加工物(分割素片)的特性等带来恶劣影响，因此优选为尽可能抑制。

例如，通过如专利文献2公开的以往激光加工，将由蓝宝石等具有硬脆性且光学透明的材料而成的基板上形成LED构造等发光元件构造的被加工物，以芯片单位分割所得的发光元件的边缘部分(分割时受到激光照射的部分)，连续形成着宽度数μm左右、深度数μm～数十μm左右的加工痕。该加工痕会吸收发光元件内部产生的光，存在使元件的光掠出效率降低的问题。在使用折射率高的蓝宝石基板的发光元件构造的情况下该问题尤其显着。

本发明的发明者经过反复锐意研究后发现：对被加工物照射激光而形成分割起点时，通过利用该被加工物的劈开性或裂开性，可以适宜地抑制加工痕的形成。此外，发现该加工使用超短脉冲的激光时较为适宜。

专利文献1至专利文献5中，关于利用被加工物的劈开性或裂开性而形成分割起点的态样，并未进行任何公开。

此外，当利用激光形成分割起点时，通过激光照射而形成的被加工区域(专利文献1的分割槽或专利文献2的变质区域等)在被分割体厚度方向上形成的深度越深，则之后垂直于被分割体表面进行分割时的良率越高。然而，存在如下问题：当如具有所述发光元件构造的被加工物这样，在蓝宝石等具有硬脆性的基板上形成着金属薄膜层或半导体层等异质材料层时，难以在厚度方向上足够深地形成被加工区域。

本发明是鉴于所述问题研究而成，其目的在于提供一种能够抑制加工痕形成、并且对于基板上形成着异质材料层的被分割体能够形成更切实地实现其分割的分割起点的被分割体的加工方法、及该加工方法所使用的激光加工装置。

为了解决所述问题，第1技术方案的发明是一种激光加工装置，其特征在于包含出射第1激光的第1光源、出射第2激光的第2光源、及载置被加工物的载物台；从所述第2光源出射的所述第2激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；当所述被加工物是在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板时，通过在使所述载物台向第1方向移动期间，进行第1预加工及第1正式加工，而在所述被加工物上形成沿着所述第1加工预定线的用于分割的起点，所述第1预加工是通过将所述第1激光沿着所述被加工物的第1加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第1加工预定线的位置处露出，所述第1正式加工是通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第2激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

第2技术方案的发明是根据第1技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；所述激光加工装置更包含第1物镜系统，该第1物镜系统设置在从所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上，可对所述第1激光的焦点位置进行调整；将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

第3技术方案的发明是根据第2技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：更包含第2物镜系统，其设置在从所述第2光源直到所述载物台的所述第2激光的光路上，可对所述第2激光的焦点位置进行调整；在使所述载物台向第1方向移动期间，形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点之后，在使所述载物台向第2方向移动期间，通过进行第2预加工及第2正式加工，而在所述被加工物上形成沿着所述第2加工预定线的用于分割的起点，所述第2预加工是通过将所述第2激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第1激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致，在此状态下将所述第2激光沿着所述被加工物的第2加工预定线照射，由此使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出；所述第2正式加工是通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第1激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

第4技术方案的发明是根据第1技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：在使所述载物台向第1方向移动期间，形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点之后，在使所述载物台向第2方向移动期间，进行第2预加工及第2正式加工，而在所述被加工物上形成沿着所述第2加工预定线的用于分割的起点，所述第2预加工是通过将所述第1激光沿着所述被加工物的第2加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出；所述第2正式加工是通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第2激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

第5技术方案的发明是根据第4技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：从所述第1光源直到所述载物台的光路在途中分支为两个；在所述第1预加工与所述第2预加工中，以不同光路将所述第1激光照射到所述被加工物。

第6技术方案的发明是根据第4或5技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；所述激光加工装置更包含第1物镜系统，该第1物镜系统设置在从所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上，可对所述第1激光的焦点位置进行调整；将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

第7技术方案的发明是根据第3至5技术方案中任一技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：所述第1方向与所述第2方向是彼此相反的朝向。

第8技术方案的发明是一种激光加工装置，其包含发出激光的至少一个光源、及载置被加工物的载物台；其特征在于：作为所述激光可以选择性照射预加工用激光和正式加工用激光；所述正式加工用激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；所述载物台可以在第1方向和第2方向上移动；当所述被加工物是在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板时，通过进行预加工及正式加工，而在所述被加工物形成用于分割的起点，所述预加工是通过一边使所述载物台向所述第1方向移动，一边照射所述预加工用激光，而使所述基底基板在被照射区域露出；所述正式加工是通过以所述正式加工用激光的各单位脉冲光的被照射区域在所述基底基板的露出部分离散形成的方式，一边使所述载物台向所述第2方向移动一边将所述正式加工用激光照射到所述被加工物，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

第9技术方案的发明是根据第8技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：所述至少一个光源是能够通过改变照射条件而选择性出射所述预加工用激光和所述正式加工用激光的单一光源。

第10技术方案的发明是根据第9技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：更包含物镜系统，其设置在从所述光源直到所述载物台的所述激光的光路上，可对所述激光的焦点位置进行调整；在所述预加工期间将所述预加工用激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，在所述正式加工期间，使所述正式加工用激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

第11技术方案的发明是根据第8技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：所述至少一个光源是出射所述预加工用激光的第1光源和出射所述正式加工用激光的第2光源；在载置着所述被加工物的所述载物台向所述第1方向移动期间，从所述第1光源出射所述预加工用激光而进行所述预加工；在载置着所述被加工物的所述载物台向所述第2方向移动期间，从所述第2光源出射所述正式加工用激光而进行所述正式加工。

第12技术方案的发明是根据第11技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：更包含光路切换机构，可以对从所述第1光源直到所述载物台的第1光路上的所述预加工用激光的照射、和从所述第2光源直到所述载物台的第2光路上的所述正式加工用激光的照射进行切换；且从所述光路切换机构直到所述载物台为止的所述第1光路和第2光路为共通。

第13技术方案的发明是根据第1至5、8至12技术方案中任一技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：在所述被加工物上形成所述用于分割的起点时，利用不同的所述单位脉冲光形成的至少两个被照射区域是以在所述被加工物的劈开或裂开容易方向上相邻的方式形成。

第14技术方案的发明是根据第13技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：所有的所述被照射区域是沿着所述被加工物的劈开或裂开容易方向形成。

第15技术方案的发明是根据第1至5、8至12技术方案中任一技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：在所述被加工物上形成所述用于分割的起点时，所述被照射区域是在相对于所述被加工物的不同的两个劈开或裂开容易方向为等价的方向上形成。

第16技术方案的发明是根据第8至12技术方案中任一技术方案所述的激光加工装置，其特征在于：在所述被加工物上形成所述用于分割的起点时，利用不同的所述单位脉冲光的至少两个被照射区域的形成是以相对于所述被加工物的不同的两个所述劈开或裂开容易方向交替、且所述至少两个被照射区域在所述劈开或裂开容易方向上相邻的方式进行。

第17技术方案的发明是一种被加工物的加工方法，用于在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板的被加工物上形成分割起点；其特征在于包含：载置步骤，将被加工物载置到载物台上；第1预加工步骤，通过从第1光源将第1激光沿着所述被加工物的第1加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第1加工预定线的位置处露出；第1正式加工步骤，通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式从第2光源照射脉宽为psec级的超短脉冲光的第2激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开；一边使所述载物台向第1方向移动，一边进行所述第1预加工步骤与所述第1正式加工步骤。

第18技术方案的发明是根据第17技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；通过设置在从所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上的第1物镜系统，而可调整所述第1激光的焦点位置；将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

第19技术方案的发明是根据第18技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：通过设置在从所述第2光源直到所述载物台的所述第2激光的光路上的第2物镜系统，而可调整所述第2激光的焦点位置；所述加工方法更包含：第2预加工步骤，通过将所述第2激光沿着所述被加工物的第2加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出；及第2正式加工步骤，通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第1激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开；在使所述载物台向第1方向移动期间，进行所述第1预加工步骤及所述第1正式加工步骤而形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点后，将所述第2激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第1激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致，在此状态下一边使所述载物台向第2方向移动，一边进行所述第2预加工步骤与所述第2正式加工步骤。

第20技术方案的发明是根据第17技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于更包含：第2预加工步骤，通过将所述第1激光沿着所述被加工物的第2加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出；及第2正式加工步骤，通过在所述基底基板的露出部分以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第2激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开；在使所述载物台向第1方向移动期间，进行所述第1预加工步骤和所述第1正式加工步骤而形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点后，一边使所述载物台向第2方向移动，一边进行所述第2预加工步骤与所述第2正式加工步骤。

第21技术方案的发明是根据第20技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：通过将从所述第1光源直到所述载物台的光路在途中分支为两个，而在所述第1预加工步骤与所述第2预加工步骤中，以不同光路将所述第1激光照射到所述被加工物。

第22技术方案的发明是根据第20或21技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；通过设置在从所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上的第1物镜系统，而可调整所述第1激光的焦点位置；将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

第23技术方案的发明是根据第19至21技术方案中任一技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：所述第1方向和所述第2方向是彼此相反的朝向。

第24技术方案的发明是一种被加工物的加工方法，用于在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板的被加工物上形成分割起点，其特征在于包含：载置步骤，将被加工物载置到能向第1方向和第2方向移动的载物台上；预加工步骤，一边使所述载物台向所述第1方向移动，一边照射从特定光源出射的预加工用激光，由此使基底基板在被照射区域露出；及正式加工步骤，以从特定光源出射的脉宽为psec级的超短脉冲光即正式加工用激光的各单位脉冲光的被照射区域在所述基底基板的露出部分离散形成的方式，一边使所述载物台向所述第2方向移动，一边将所述正式加工用激光照射到所述被加工物，由此使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

第25技术方案的发明是根据第24技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：所述预加工用激光和所述正式加工用激光可以通过改变照射条件而从单一光源选择性地出射。

第26技术方案的发明是根据第25技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：通过设置在从所述单一光源直到所述载物台的所述激光的光路上的物镜系统，而可调整所述激光的焦点位置；在所述预加工步骤期间将所述预加工用激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，在所述正式加工步骤期间，使所述正式加工用激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

第27技术方案的发明是根据第24技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：在所述预加工步骤中，从第1光源出射所述预加工用激光而进行所述预加工，在所述正式加工步骤中，从与所述第1光源不同的第2光源出射所述正式加工用激光而进行所述正式加工。

第28技术方案的发明是根据第27技术方案所述的被加工物的加工方法，其特征在于：通过特定的光路切换机构，可以对从所述第1光源直到所述载物台的第1光路上的所述预加工用激光的照射、及从所述第2光源直到所述载物台的第2光路上的所述正式加工用激光的照射进行切换；且从所述光路切换机构直到所述载物台为止的所述第1光路和第2光路为共通。

第29技术方案的发明是根据第17至21、24至28技术方案中任一技术方案所述的加工方法，其特征在于：利用不同的所述单位脉冲光形成的至少两个被照射区域是以在所述被加工物的劈开或裂开容易方向上相邻的方式形成。

第30技术方案的发明是根据第29技术方案所述的加工方法，其特征在于：所有的所述被照射区域是沿着所述被加工物的劈开或裂开容易方向形成。

第31技术方案的发明是根据第17至21、24至28技术方案中任一技术方案所述的加工方法，其特征在于：所述被照射区域是在相对于所述被加工物的不同的两个劈开或裂开容易方向为等价的方向上形成。

第32技术方案的发明是根据第24至28技术方案中任一技术方案所述的加工方法，其特征在于：在所述被加工物上形成所述用于分割的起点时，利用不同的所述单位脉冲光的至少两个被照射区域的形成是以相对于所述被加工物的不同的两个所述劈开或裂开容易方向而交替、且所述至少两个被照射区域在所述劈开或裂开容易方向上相邻的方式进行。

第33技术方案的发明是一种被加工物的分割方法，其特征在于：将通过根据第17至21、24至28技术方案中任一技术方案所述的方法，而形成着分割起点的被加工物沿着所述分割起点进行分割。

[发明的效果]

根据第1至33技术方案的发明，对于在基底基板上形成着金属层或半导体层等异质材料层的被加工物，也可以恰当地形成分割起点，还可以恰当地分割该被加工物。此外，可以将被加工物变质引起的加工痕形成或被加工物的飞散等控制在局部范围内。

附图说明

图1(a)～(e)是示意性表示第1加工图案的加工形态的图。

图2是通过第1加工图案的劈开/裂开加工而形成着分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。

图3是将利用第1加工图案的加工而形成着分割起点的蓝宝石C面基板沿着该分割起点分割后的表面(C面)直至截面的SEM图像。

图4(a)～(e)是示意性表示第2加工图案的加工形态的图。

图5是通过第2加工图案的劈开/裂开加工而形成着分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。

图6是将利用第2加工图案的加工形成着分割起点的蓝宝石C面基板沿着该分割起点分割后的表面(C面)直至截面的SEM图像。

图7(a)、(b)是示意性表示第3加工图案的加工形态的图。

图8是表示第3加工图案的加工预定线和被照射区域的形成预定位置的关系的图。

图9(a)～(d)是示意性表示当被加工物10是在基底基板101上形成着金属薄膜层2的附有异质材料的基板时的加工状况的侧截面图。

图10(a)～(d)是示意性表示当被加工物10是在基底基板101上形成着半导体层103的附有异质材料的基板时的加工状况的侧截面图。

图11(a)～(d)是示意性表示伴随加工进展的预加工用激光LBa和正式加工用激光LBb的照射状况的变化的侧视图。

图12是概括地表示本实施方式的激光加工装置50的构成的示意图。

图13是表示组合加工的第1形态的状况的图。

图14是表示组合加工的第2形态的状况的图。

图15是表示组合加工的第2形态的状况的图。

图16是表示组合加工的第3形态的状况的图。

图17是表示两阶段加工的第1形态的状况的图。

图18是表示两阶段加工的第2形态的状况的图。

[符号的说明]

1                  控制器

2                  控制部

3                  存储部

4                  固定片

5                  光学系统

7                  载物台

7m                 移动机构

10                 被加工物

10a                (被加工物的)载置面

50                                      激光加工装置

50A                                     激光照射部

51                                      扩束器

52                                      物镜系统

53                                      物镜升降机构

54                                      半反射镜

55                                      光路选择机构

56                                      光路切换机构

101                                     基底基板

102                                     金属薄膜层

103                                     半导体层

C1～C3、C11a、C11b、C21～C24            劈开/裂开面

Ea                                      (预加工用激光的)出射源

Eb                                      (正式加工用激光的)出射源

L                                       加工预定线

LB                                      激光

LBa                                     预加工用激光

LBb                                     正式加工用激光

OP                                      光路

RE、RE1～RE4、RE11～RE15、RE21～RE25    被照射区域

SL                                      激光源

具体实施方式

<加工对象>

在本实施方式中，说明对附有异质材料的基板形成分割起点的情况。于此，所谓附有异质材料的基板，是指在基底基板(具体来说是蓝宝石等硬脆性基板)上形成着金属薄膜层或半导体层等异质材料层的基板。基底基板的厚度及异质材料层的厚度并无特别限制，但通常从易操作性观点来说，前者具有数百μm～数mm左右的厚度，而后者形成为nm级至μm级左右的厚度。即，基底基板的厚度相对大于异质材料层的基板是附有异质材料的基板的通常形态。

<劈开/裂开加工的原理>

首先，说明本发明实施方式中进行的一加工形态即劈开/裂开加工的原理。所谓劈开/裂开加工，简而言之是一边扫描脉冲激光(下面也仅称为激光)，一边将其照射到被加工物的上表面(被加工面)，由此使各脉冲的被照射区域之间依次产生被加工物的劈开或裂开，作为各个上形成的劈开面或裂开面的连续面而形成用于分割的起点(分割起点)。

还有，在本实施方式中，所谓裂开是指被加工物沿着劈开面以外的结晶面大体规则地断裂的现象，将此结晶面称为裂开面。还有，除了完全沿着结晶面的围观现象的劈开及裂开以外，有时也会沿着大致固定的结晶方位而产生宏观断裂即龟裂。因物质不同，有时主要仅产生劈开、裂开或龟裂中任一者，但下面为了避免说明繁杂，不区别劈开、裂开、及龟裂而统称为劈开/裂开等。另外，将如上所述的形态的加工仅称为劈开/裂开加工。

下面，以被加工物为六方晶体的单晶物质、其a1轴、a2轴、及a3轴的各轴方向为劈开/裂开容易方向的情况为例进行说明。例如，C面蓝宝石基板等符合此情况。六方晶体的a1轴、a2轴、a3轴在C面内相互各成120°的角度而位于彼此对称的位置上。本发明的加工中，根据所述多个轴的方向和加工预定线的方向(加工预定方向)的关系，而存在若干图案。下面，对这些进行说明。还有，下面将对应各脉冲而照射的激光称为单位脉冲光。

<第1加工图案>

第1加工图案是a1轴方向、a2轴方向、a3轴方向的任一者与加工预定线平行时的劈开/裂开加工的态样。更简单来说，是劈开/裂开容易方向与加工预定线的方向一致时的加工态样。

图1是表示第1加工图案的加工态样的示意图。图1中例示了a1轴方向与加工预定线L平行的情况。图1(a)表示此情况下的a1轴方向、a2轴方向、a3轴方向与加工预定线L的方位关系。图1(b)表示激光的第1脉冲的单位脉冲光照射于加工预定线L端部的被照射区域RE1的状态。

通常来说，单位脉冲光的照射会对被加工物的极微小区域赋予高能量，故该照射会于被照射面上与单位脉冲光的(激光的)被照射区域相当或比被照射区域更广的范围内产生物质的变质·熔融·蒸发除去等。

但是，若单位脉冲光的照射时间即脉宽设定地极短，则比激光的点尺寸更小且存在于被照射区域RE1的大致中央区域的物质，会因从照射的激光中获得运动能量而向与被照射面垂直的方向飞散或者变质，另一方面，以伴随该飞散产生的反力为首的因照射单位脉冲光而产生的冲击或应力，会作用于该被照射区域的周围、尤其是劈开/裂开容易方向即a1轴方向、a2轴方向、a3轴方向。借此，产生沿着相应方向，外观上虽保持接触状态但部分产生微小的劈开或裂开，或者未达到劈开或裂开程度且内部存在热畸变的状态。换言之，也可以说超短脉冲的单位脉冲光的照射是作为用来形成朝向劈开/裂开容易方向的俯视大致直线状的弱强度部分的驱动力发挥作用。

在图1(b)中，以虚线箭头示意性表示所述各劈开/裂开容易方向上形成的弱强度部分中的、与加工预定线L的延伸方向吻合的+a1方向的弱强度部分W1。

接着，如图1(c)所示，若照射激光的第2脉冲的单位脉冲光，于加工预定线L上与被照射区域RE1相距特定距离的位置处形成被照射区域RE2，则与第1脉冲同样地，此第2脉冲也形成沿着劈开/裂开容易方向的弱强度部分。例如，在-a1方向上形成弱强度部分W2a，在+a1方向上形成弱强度部分W2b。

然而，在此时刻，因第1脉冲的单位脉冲光的照射而形成的弱强度部分W1是存在于弱强度部分W2a的延伸方向上。即，弱强度部分W2a的延伸方向变成利用比其他部位小的能量而能产生劈开或裂开的部位。因此，实际上，若照射第2脉冲的单位脉冲光，则这时产生的冲击或应力传播到劈开/裂开容易方向及之前存在的弱强度部分，从弱强度部分W2a至弱强度部分W1，在大致照射瞬间产生完全的劈开或裂开。借此，形成图1(d)所示的劈开/裂开面C1。还有，劈开/裂开面C1在被加工物的图式俯视垂直方向上可以形成为数μm～数十μm左右的深度。而且，如下所述，在劈开/裂开面C1上受到强冲击或应力而产生结晶面的滑动，从而在深度方向上产生起伏。

而且，如图1(e)所示，之后通过沿着加工预定线L扫描激光，依次对被照射区域RE1、RE2、RE3、RE4…照射单位脉冲光，相对应地，依次形成劈开/裂开面C2、C3…。该态样中是连续形成劈开/裂开面，称为第1加工图案的劈开/裂开加工。

换个观点来看，也可以认为是利用单位脉冲光的照射而提供热能，使得被加工物的表层部分膨胀，在被照射区域RE1、RE2、RE3、RE4…各自的比大致中央区域更靠外侧处，劈开/裂开面C1、C2、C3…上作用垂直拉伸应力，由此使劈开/裂开不断进展。

即，在第1加工图案中，沿着加工预定线L而离散存在的多个被照射区域、与所述多个被照射区域之间形成的劈开/裂开面就整体来说，成为沿着加工预定线L分割被加工物时的分割起点。形成该分割起点之后，使用特定夹具或装置进行分割，借此能够以大致沿着加工预定线L的态样分割被加工物。

还有，为了实现此种劈开/裂开加工，需要照射脉宽短、且短脉冲的激光。具体来说，必须使用脉宽为100psec以下的激光。例如，优选使用具有1psec～50psec左右的脉宽的激光。

另一方面，单位脉冲光的照射间距(被照射点的中心间隔)规定在4μm～50μm的范围内便可。若照射间距大于该范围，则劈开/裂开容易方向的弱强度部分的形成有时会跟不上劈开/裂开面的形成，因此就确实地形成由如上所述的劈开/裂开面构成的分割起点的观点来说，不够优选。还有，就扫描速度、加工效率、产品品质方面来说，照射间距越大越好，但为了更确实地形成劈开/裂开面，理想的是规定在4μm～30μm的范围，更优选的是4μm～15μm左右。

下面当激光的重复频率为R(kHz)时，每1/R(msec)时从激光源发出单位脉冲光。当激光相对于被加工物而以相对速度V(mm/sec)移动时，照射间距Δ(μm)是通过Δ＝V/R规定。因此，激光的扫描速度V与重复频率是以Δ为数μm左右的方式规定。例如，优选的是扫描速度V为50mm/sec～3000mm/sec左右，重复频率R为1kHz～200kHz，尤其是10kHz～200kHz左右。V或R的具体值只要考虑被加工物的材质或吸收率、导热率、熔点等而适当规定便可。

激光连续的是以约1μm～10μm左右的光束直径照射。此时，激光的照射的峰值功率密度约为0.1TW/cm²～数10TW/cm²。

此外，激光的照射能量(脉冲能量)在0.1μJ～50μJ的范围内适当规定便可。

图2是利用第1加工图案的劈开/裂开加工而形成分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。具体来说，表示将蓝宝石C面基板设为被加工物，于其C面上将a1轴方向设为加工预定线L的延伸方向而以7μm间隔离散形成被照射点的加工的结果。图2所示的结果示意实际的被加工物通过所述机制而被加工。

而且，图3是将利用第1加工图案的加工而形成分割起点的蓝宝石C面基板，沿着该分割起点分割之后的表面(C面)至截面的SEM(扫描电子显微镜)图像。还有，图3中以虚线表示表面与截面的边界部分。

图3中观察到的与相应表面相距10μm前后的范围内大致等间隔存在的、具有从被加工物表面到内部的长度方向的细长三角形状或针状区域，是通过单位脉冲光的照射而直接变质或产生飞散除去等现象的区域(下面称为直接变质区域)。而且，所述多个直接变质区域之间存在的、观察到图纸俯视左右方向上具有长度方向的筋状部分以次微米间距在图纸俯视上下方向连续多个的区域是劈开/裂开面。所述多个直接变质区域及劈开/裂开面的更下方，是因分割而形成的分割面。

形成着劈开/裂开面的区域并非受到激光照射的区域，故所述第1加工图案的加工中，进行离散形成的直接变质区域变成加工痕。而且，直接变质区域的被加工面的尺寸仅为数百nm～1μm左右。即，通过进行第1加工图案的加工，可以形成与以往相比能适当抑制加工痕的形成的分割起点。

还有，SEM图像中观察到的筋状部分实际上是劈开/裂开面上形成的具有0.1μm～1μm左右高低差的微小凹凸。该凹凸是在以如蓝宝石的硬脆性无机化合物作为对象而进行劈开/裂开加工时，因单位脉冲光的照射而对被加工物作用强冲击或应力，且因特定的结晶面产生滑动而形成的。

此种微细凹凸虽然存在，但根据图3判断表面与截面以波线部分为边界大致正交，故只要微细凹凸位于加工误差的容许范围，则可以说能够通过第1加工图案形成分割起点，沿着该分割起点分割被加工物，借此将被加工物相对于其表面大致垂直地进行分割。

还有，如下所述，也存在积极形成该微细凹凸为佳的情况。例如，通过第1加工图案的加工，也可以在某种程度上获得通过下述第2加工图案的加工而显着获得的光掠出效率提高的效果。

<第2加工图案>

第2加工图案是a1轴方向、a2轴方向、a3轴方向中的任一个与加工预定线垂直时的劈开/裂开加工的态样。还有，第2加工图案使用的激光的条件与第1加工图案相同。更简单来说，是相对于相异的2个劈开/裂开容易方向为等价的方向(成为2个劈开/裂开容易方向的对称轴的方向)变成加工预定线的方向时的加工态样。

图4是表示第2加工图案的加工态样的示意图。图4中例示了a1轴方向与加工预定线L正交的情况。图4(a)表示此时的a1轴方向、a2轴方向、a3轴方向与加工预定线L的方位关系。图4(b)表示激光的第1脉冲的单位脉冲光照射于加工预定线L的端部的被照射区域RE11的状态。

第2加工图案也是通过照射超短脉冲的单位脉冲光，与第1加工图案同样地形成弱强度部分。图4(b)中，以虚线箭头示意性表示了所述各劈开/裂开容易方向上形成的弱强度部分中的、接近加工预定线L的延伸方向的-a2方向及+a3方向上的弱强度部分W11a、W12a。

而且，如图4(c)所示，若照射激光的第2脉冲的单位脉冲光，于加工预定线L上在与被照射区域RE11相距特定距离的位置处形成被照射区域RE12，则与第1脉冲同样地，此第2脉冲亦形成沿着劈开/裂开容易方向的弱强度部分。例如，在-a3方向上形成弱强度部分W11b，在+a2方向上形成弱强度部分W12b，在+a3方向上形成弱强度部分W11c，在-a2方向上形成弱强度部分W12c。

此情况与第1加工图案同样地，因第1脉冲的单位脉冲光的照射而形成的弱强度部分W11a、W12a分别存在于弱强度部分W11b、W12b的延伸方向上，实际上若照射第2脉冲的单位脉冲光，则这时产生的冲击或应力会于劈开/裂开容易方向及之前存在的弱强度部分传播。即，如图4(d)所示，形成劈开/裂开面C11a、C11b。还有，此情况下，劈开/裂开面C11a、C11b在被加工物的图纸俯视垂直方向上可形成为数μm～数十μm左右的深度。

接着，如图4(e)所示，沿着加工预定线L扫描激光，对被照射区域RE11、RE12、RE13、RE14…依次照射单位脉冲光，则因这时产生的冲击或应力，沿着加工预定线L而依次形成图纸俯视直线状的劈开/裂开面C11a及C11b、C12a及C12b、C13a及C13b、C14a及C14b…。

如此一来，实现劈开/裂开面相对于加工预定线L而对称的状态。第2加工图案中，沿着加工预定线L离散存在的多个被照射区域、与所述多个锯齿状存在的劈开/裂开面就整体来说，成为沿着加工预定线L分割被加工物时的分割起点。

图5是利用第2加工图案的劈开/裂开加工而形成分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。具体来说，表示将蓝宝石C面基板设为被加工物，且于其C面上将与a1轴方向正交的方向设为加工预定线L的延伸方向而以7μm间隔离散形成被照射点的加工。根据图5，实际的被加工物也与图4(e)的示意图同样地，确认表面视锯齿状的(Z字状的)劈开/裂开面。此结果暗示实际的被加工物是通过所述机制而加工。

此外，图6是将通过第2加工图案的加工而形成分割起点的蓝宝石C面基板沿着该分割起点分割之后的、表面(C面)至截面的SEM图像。还有，图6中以虚线表示表面与截面的边界部分。

根据图6，确认在分割后的被加工物的截面的与表面相距10μm前后的范围内，被加工物的截面具有与图4(e)示意性表示的锯齿状配置相对应的凹凸。形成此凹凸的是劈开/裂开面。还有，图6中的凹凸的间距是5μm左右。与第1加工图案的加工的情况同样地，劈开/裂开面并不平坦，而是因单位脉冲光的照射导致特定的结晶面产生滑动，且伴随此而产生次微米间距的凹凸。

而且，对应于此凹凸的凸部的位置而从表面部分向深度方向延伸的是直接变质区域的截面。与图3所示的第1加工图案的加工所形成的直接变质区域相比，其形状不均匀。而且，所述多个直接变质区域及劈开/裂开面的更下方是因分割而形成的分割面。

第2加工图案的情况与第1加工图案相同，仅离散形成的直接变质区域变成加工痕。而且，直接变质区域的被加工面的尺寸仅为数百nm～2μm程度。即，进行第2加工图案的加工时，也能实现加工痕的形成比以往更好的分割起点的形成。

在第2加工图案的加工的情况下，除了劈开/裂开面上形成的次微米间距的凹凸，还以相邻的劈开/裂开面彼此为数μm左右的间距形成凹凸。形成具有此种凹凸形状的截面的态样，在由蓝宝石等具有硬脆性且光学透明的材料构成的基板上，将形成LED构造等发光元件构造的被加工物以芯片(分割素片)单位分割的情况下有效。在发光元件的情况下，利用激光加工而于基板上形成的加工痕的部位，会吸收发光元件内部产生的光，使得元件的光掠出效率降低，但通过进行第2加工图案的加工而在基板加工截面上有意形成如此图6所示的凹凸的情况下，相应位置的全反射率下降，发光元件实现更高的光掠出效率。

<第3加工图案>

第3加工图案与第2加工图案的相同之处在于使用超短脉冲的激光、及a1轴方向、a2轴方向、a3轴方向的任一个与加工预定线垂直(相对于相异的2个劈开/裂开容易方向为等价的方向成为加工预定线的方向)，而与第2加工图案的不同之处在于激光的照射态样。

图7是表示第3加工图案的加工态样的示意图。图7中例示了a1轴方向与加工预定线L正交的情况。图7(a)表示此时的a1轴方向、a2轴方向、a3轴方向与加工预定线L的方位关系。

在所述第2加工图案中，是根据与图7(a)所示相同的方位关系，将激光沿着加工预定线L的延伸方向、即a2轴方向与a3轴方向的正中的方向(相对于a2轴方向与a3轴方向为等价的方向)而直线地扫描。在第3加工图案中，代替于此，如图7(b)所示，是以各被照射区域以交替沿着与夹持加工预定线L的2个劈开/裂开容易方向的态样锯齿状(Z字)形成的方式，照射形成各被照射区域的单位脉冲光。若为图7的情况，则交替沿着-a2方向与+a3方向而形成被照射区域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25…。

以此态样照射单位脉冲光时，也与第1及第2加工图案同样地，伴随各单位脉冲光的照射而在被照射区域之间形成劈开/裂开面。若为图7(b)所示的情况，通过依次形成被照射区域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25…，而依次形成劈开/裂开面C21、C22、C23、C24…。

如此一来，第3加工图案中，以加工预定线L为轴而锯齿状配置的离散存在的多个被照射区域、与各被照射区域之间形成的劈开/裂开面就整体来说，成为沿着加工预定线L分割被加工物时的分割起点。

而且，沿着相应分割起点实际进行分割时，与第2加工图案同样地，在分割后的被加工物的截面的与表面相距10μm前后的范围内，形成劈开/裂开面导致的数μm间距的凹凸。而且，各劈开/裂开面上，与第1及第2加工图案的情况同样地，因单位脉冲光的照射而于特定的结晶面产生，且伴随此而产生次微米间距的凹凸。此外，直接变质区域的形成态样也与第2加工图案相同。即，第3加工图案中，也可以将加工痕的形成抑制为与第2加工图案相同程度。

因此，在此种第3加工图案的加工的情况下，与第2图案的加工同样地，除了劈开/裂开面上形成的次微米间距的凹凸以外，还通过劈开/裂开面彼此而形成数μm左右的间距的凹凸，故以发光元件为对象时就所得发光元件提高如上所述的光掠出效率的观点来说，第3加工图案的加工更适宜。

还有，根据被加工物的种类不同，为了更确实地产生劈开/裂开，也可以在任一加工预定线L上的位置即图7(b)的被照射区域RE21与被照射区域RE22的中点、被照射区域RE22与被照射区域RE23的中点、被照射区域RE23与被照射区域RE24的中点、被照射区域RE24与被照射领城RE25的中点…上形成被照射区域。

但是，第3加工图案的被照射区域的配置位置是部分沿着劈开/裂开容易方向。与如上述般在加工预定线L上的中点位置也形成被照射区域的情况相同。即，第3加工图案与第1加工图案的共通之处可以是，至少2个被照射区域在被加工物的劈开/裂开容易方向上相邻形成。因此，换而言之，第3加工图案也可以认为是周期性改变扫描激光的方向而进行第1加工图案的加工。

此外，在第1及第2加工图案的情况下，被照射区域是位于一直线上，故使激光出射源沿着加工预定线而在一直线上移动，且每当到达特定的形成对象位置时照射单位脉冲光而形成被照射区域便可，此形成态样最为有效。但是，在第3加工图案的情况下，被照射区域并非位于一直线上而是形成为锯齿状(Z字)，故不仅可以利用使激光出射源实际上锯齿状(Z字)移动的手法，还可以利用各种手法来形成被照射区域。还有，在本实施方式中，所谓出射源的移动是指被加工物与出射源的相对移动，不仅包含被加工物固定而出射源移动的情况，还包含出射源固定而被加工物移动(实际上是载置被加工物的载物台移动)的态样。

例如，使出射源与载物台和加工预定线平行地等速相对移动，且使激光的出射方向在与加工预定线垂直的面内周期性变化等，由此也能够以满足如上所述的锯齿状配置关系的态样形成被照射区域。

或者，使多个出射源平行地等速相对移动，且使各出射源的单位脉冲光的照射时序周期性变化，由此也能够以满足如上所述的锯齿状配置关系的态样形成被照射区域。

图8是表示所述2个情况下的加工预定线与被照射区域的形成预定位置的关系的图。任一情况下，如图8所示，将被照射区域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25…的形成预定位置P21、P22、P23、P24、P25…在恰好与加工预定线L平行的直线Lα、L β上交替设定，沿着直线Lα的形成预定位置P21、P23、P25…的被照射区域的形成、与沿着直线L β的形成预定位置P22、P24…的被照射区域的形成，也可以看成是同时并列进行。

还有，使出射源锯齿状(Z字)移动的情况下，不论是使激光出射源直接移动，还是使载置被加工物的载物台移动而使激光相对扫描，出射源或者载物台的移动均为二轴同时动作。相对于此，仅使出射源或者载物台与加工预定线平行地移动的动作是一轴动作。因此，就实现出射源的高速移动即加工效率提高方面来说，后者更适宜。

如以上的各加工图案所示，本实施方式中进行的劈开/裂开加工是将单位脉冲光的离散照射作为主要用来对被加工物赋予产生连续劈开/裂开的冲击或应力的机构而使用的加工态样。被照射区域的被加工物的变质(即加工痕的形成)或飞散等仅是随附物而局部产生。具有此种特征的本实施方式的劈开/裂开加工，与通过使单位脉冲光的照射区域重叠并连续或者间断地产生变质·熔融·蒸发除去而进行加工的以往加工手法相比，其机制存在本质上的不同。

而且，对各被照射区域瞬间施加强冲击或应力便可，故可高速扫描激光并照射。具体来说，可以实现最大1000mm/sec的极高速扫描即高速加工。以往的加工方法的加工速度最多为200mm/sec左右，其差异显着。当然，本实施方式中实现的加工方法与以往的加工方法相比显着提高生产性。

还有，本实施方式的劈开/裂开加工在如所述各加工图案般被加工物的结晶方位(劈开/裂开容易方向的方位)与加工预定线满足特定关系时特别有效，但适用对象并不限于此，原理上也可以适用于两者满足任意关系的情况或被加工物为多晶体的情况。这些情况下，相对于加工预定线而产生劈开/裂开的方向并非必须固定，故分割起点可以产生不规则凹凸，通过适当地设定被照射区域的间隔、或以脉宽为首的激光的照射条件，而进行该凹凸控制在加工误差的容许范围内的实用上无问题的加工。

<附有异质材料的基板的加工>

接下来，说明将所述劈开/裂开加工应用在对附有异质材料的基板形成分割起点的情况。具体来说，以相对于附有异质材料的基板而从金属薄膜层或半导体层一侧形成分割起点的情况为对象进行说明。

此时，即便尝试从异质材料层的表面侧以所述第1至第3加工图案进行劈开/裂开加工，由于异质材料层自身的材质问题、及因横切不同材质的界面的形态导致劈开/裂开面难以形成这样的理由，难以恰当地形成直到占据附有异质材料的基板的大部分厚度的基底基板为止的劈开/裂开面。

所以，在本实施方式中，预先除去分割预定位置上存在的异质材料，然后仅对基底基板进行所述劈开/裂开加工，由此对附有异质材料的基板形成分割起点。即，本实施方式中进行的对于附有异质材料的基板的分割起点的形成，简而言之包含：预加工，将基底基板上存在的异质材料层除去，使基底基板露出；及正式加工，利用所述劈开/裂开加工而对通过预加工所露出的基底基板形成分割起点。

首先，对预加工和正式加工的基本加工形态进行说明。图9是示意性表示被加工物10是在基底基板101上形成金属薄膜层102的附有异质材料的基板时的加工状况的侧截面图。图10是示意性表示当被加工物10是在基底基板101上形成半导体层103的附有异质材料的基板时的加工状况的侧截面图。图9、图10均是在被加工物10的表面(具体来说是金属薄膜层102的表面102a或半导体层103的表面103a)上、即垂直于图式的方向上设定加工预定线L。

任一情况下，均先从特定出射源Ea将预加工用激光LBa照射到被加工物10，并利用该预加工用激光LBa对加工预定线L上进行扫描(图9(a)、图10(a))。借此，沿着加工预定线L上而逐渐除去金属薄膜层102或半导体层103的该加工预定线L的附近部分，逐渐形成以基底基板101的上表面101s为底部的第1槽部102g或103g(图9(b)、图10(b))。即，露出基底基板101的上表面101s。这是预加工。

进行所述预加工时，预加工用激光LBa是以各单位脉冲光的光束点彼此产生重叠(覆盖)这样的条件下照射到被加工面。若将激光的光束点径设为φ(μm)、将扫描速度设为V(mm/sec)、重复频率设为R(kHz)，则激光照射到同一位置的次数N是通过N＝φ×R/V而概略算出。预加工用激光LBa的照射是在利用该式所得的次数N值最低为2这样的照射条件下进行。更优选在N＞10这样的照射条件下进行。尤其是将重复频率R设定地较高为宜。

另一方面，预加工用激光LBa只要以能够部分除去金属薄膜层102或半导体层103这一程度的能量照射便可。不宜进行必要以上的能量的照射，会对基底基板101的上表面101s造成损伤，导致预加工后的正式加工的劈开/裂开加工无法良好进行。

此外，第1槽部102g或103g的宽度只要是能够让进行预加工后的正式加工时照射的正式加工用激光LBb的光束无阻挡地通过第1槽部102g或103g的程度便足够。具体值虽然也依赖于对基底基板101照射的激光的聚光NA值、第1槽部102g或103g的厚度(即金属薄膜层102或半导体层103的厚度)、及使用所述第1至第3加工图案中的哪一个，但如果是在包含蓝宝石的基底基板101上设置包含III族氮化物的半导体层103的被加工物时，优选为10μm左右，最大为25μm左右。

只要满足所述多个条件，则预加工用激光LBa可以使用UV激光、半导体激光、CO₂激光等以往众所周知的各种激光种类。还有，若在使用进行所述劈开/裂开加工时使用的具有psec级脉宽的激光作为预加工用激光LBa的情况下，如图9(a)、图10(a)所示，预加工用激光LBa优选是以其焦点位置位于被加工物10的表面上方这样的照射条件下进行照射。借此，即便预加工用激光LBa的脉宽、重复频率、照射能量(脉冲能量)等和正式加工用激光LBb相同，也能够恰当地进行预加工。

然后，对通过预加工而沿着加工预定线L呈线状露出的基底基板101的上表面101s，将从特定出射源Eb出射的正式加工用激光LBb一边沿着该上表面101s的延伸方向扫描一边照射(图9(c)、图10(c))，由此对基底基板101进行沿着加工预定线L上的劈开/裂开加工。借此，在基底基板101上沿着加工预定线L而形成具有劈开·裂开面101w的第2槽部101g(图9(d)、图10(d))。这是正式加工。

正式加工是使基底基板101产生沿着加工预定线L的劈开/裂开的加工，所以正式加工用激光LBb以能够实现所述第1至第3加工图案的任一种的条件进行照射便可。

正式加工后获得的第2槽部101g(更具体来说是其前端部)称为附有异质材料的基板即被加工物10的分割起点。正式加工仅对具有硬脆性的基底基板101实施劈开/裂开加工，所以能够在分割预定线的位置上恰当地产生劈开/裂开。这样，在基底基板101形成前端部到达足够深的部位的第2槽部101g。即，在附有异质材料的基板即被加工物10上形成良好的分割起点。

以上是对附有异质材料的基板即被加工物10形成分割起点时进行的加工的基本内容，但实际的加工形态根据将预加工及正式加工的执行时间如何与被加工物10对于激光出射源的相对移动进行组合，而分为下面两种。

第1加工形态是在被加工物10对于激光出射源的相对移动进行一次期间，将对于一个加工预定线的预加工和正式加工一起进行。下面，将其称为组合加工。

第2加工形态是通过使被加工物10对于激光出射源相对移动而对一个加工预定线进行预加工之后，再次使被加工物10相对移动，对该加工预定线进行正式加工。下面，将其称为两阶段加工。

<组合加工>

接下来，更详细地说明组合加工。还有，之后的说明是以在基底基板101上形成着金属薄膜层102的附有异质材料的基板为被加工物10的情况作为对象而进行，形成半导体层103代替金属薄膜层102的附有异质材料的基板为被加工物10时也相同。

图11是示意性表示伴随组合加工进展的预加工用激光LBa与正式加工用激光LBb的照射状况的变化的侧视图。在图11中，以箭头AR1表示的朝向(图式中水平方向右朝向)是被加工物10在加工时移动的朝向(移动方向)，预加工用激光LBa的出射源Ea和正式加工用激光LBb的出射源Eb在被加工物10的移动范围上方位置处，在图式水平方向上以特定间隔而隔开配置，并从各出射源向铅垂下方出射激光。

首先，如图11(a)所示，将被加工物10配置在比出射源Ea、Eb的配置位置更靠水平方向左侧的位置(加工开始位置)，以便使加工预定线与移动方向一致。若从该状态起使被加工物10向箭头AR1所示的朝向移动，则如图11(b)所示，被加工物10的加工预定线首先到达预加工用激光LBa的出射源Ea的正下方。最迟直到该时间为止从出射源Ea出射预加工用激光LBa，伴随之后的被加工物的10的移动，第1槽部102g沿着加工预定线而不断形成。另外，若被加工物10移动，则如图11(c)所示，被加工物10的加工预定线到达正式加工用激光LBb的出射源Eb的正下方。最迟直到该时间为止从出射源Eb出射正式加工用激光LBb，则伴随之后的被加工物的10的移动，如图11(d)所示，在已经形成第1槽部102g的位置上，第2槽部101g沿着加工预定线而不断形成。

通过以上动作，在使被加工物10向箭头AR1所示的朝向移动一次期间，在加工预定线上的各位置上依次进行预加工和正式加工这两者。即，实现组合加工。设定多个加工预定线时，只要对所述多个加工预定线重复进行所述组合加工便可。

<激光加工装置概要>

接下来，对能够实现所述两阶段加工及组合加工的激光加工装置进行说明。

图12是概略地表示本实施方式的激光加工装置50的基本构成的示意图。激光加工装置50主要包括激光照射部50A、观察部50B、例如含有石英等透明部件且其上载置被加工物10的载物台7、控制激光加工装置50的各种动作(观察动作、对准动作、加工动作等)的控制器1。

激光照射部50A包括出射激光的激光源SL、及设定激光照射到被加工物10时的光路的光学系统5，它是对载物台7上载置的被加工物10照射激光的部位。还有，在图12中，为了简化图示，仅表示了一个激光源SL，但本实施方式的激光加工装置50有时实际上包括两个激光源SL(第1激光源SL1、第2激光源SL2)，这种情况下光学系统5也具有相对应的构成。包含激光源SL的光学系统5的构成详情将在下文叙述。

载物台7可以通过移动机构7m而在激光照射部50A和观察部50B之间向水平方向移动。移动机构7m通过未图示的驱动机构的作用而使载物台7在水平面内向特定的XY2轴方向移动。借此，实现激光照射部50A内的激光照射位置的移动、观察部50B内的观察位置的移动、及激光照射部50A和观察部50B之间的载物台7的移动等。还有，移动机构7m也可以在水平驱动以外独立地进行将特定旋转轴设为中心的水平面内的旋转(θ旋转)动作。

此外，激光加工装置50中可以适当地切换表面观察与背面观察。借此，可以灵活且迅速地进行对应于被加工物10的材质或状态的最佳观察。

载物台7是由石英等透明部件形成，其内部设置着作为用来将被加工物10吸附固定的吸气通道的未图示的抽吸用配管。抽吸用配管例如通过机械加工在载物台7的特定位置削孔而设置。

在被加工物10载置到载物台7上的状态下，利用例如抽吸泵等抽吸机构11对抽吸用配管进行抽吸，而对抽吸用配管的载物台7载置面侧前端所设的抽吸孔赋予负压，借此将被加工物10(及固定片4)固定在载物台7上。还有，在图12中，例示了作为加工对象的被加工物10黏贴在固定片4上的情况，优选为在固定片4的外边缘部配置用来固定该固定片4的未图示的固定环。

<照明系统及观察系统>

观察部50B构成为相对于载物台7上载置的被加工物10而重叠进行从载物台7上方照射落射照明光源S1的落射照明光L1以及从斜光照明光源S2照射斜光透过照明光L2，且进行从载物台7的上方侧利用表面观察机构6的表面观察、以及从载物台7下方侧利用背面观察机构16的背面观察。

具体来说，从落射照明光源S1发出的落射照明光L1由省略图示的镜筒内所设的半反射镜9反射后，照射于被加工物10。而且，观察部50B包含表面观察机构6，此表面观察机构6包含设于半反射镜9上方(镜筒上方)的CCD相机6a及连接于该CCD相机6a的监视器6b，可以在照射落射照明光L1的状态下即时地观察被加工物10的明视野像。

此外，在观察部50B中，载物台7下方更优选包含背面观察机构16，此背面观察机构16包含设于下述半反射镜19下方(镜筒下方)的CCD相机16a及连接于该CCD相机16a的监视器16b。还有，监视器16b与表面观察机构6包含的监视器6b也可以通用。

而且，从载物台7下方包含的同轴照明光源S3发出的同轴照明光L3由省略图示的镜筒内所设的半反射镜19反射，并被聚光透镜18聚光之后，可以透过载物台7而照射于被加工物10。更优选的是，在载物台7下方包含斜光照明光源S4，可以将斜光照明光L4透过载物台7而照射于被加工物10。这些同轴照明光源S3及斜光照明光源S4优选为在例如被加工物10的表面侧有不透明金属层等且表面侧的观察因该金属层产生反射而困难的情况等、从背面侧观察被加工物10时使用。

<控制器>

控制器1还包含控制上述各部的动作而实现被加工物10的加工处理的控制部2、及存储控制激光加工装置50的动作的程序3p及加工处理时参照的各种数据的存储部3。

控制部2是利用例如个人电脑或微电脑等通用电脑而实现，通过将存储部3中存储的程序3p读入该电脑并加以执行，而实现各种构成要素作为控制部2的功能性构成要素。

具体来说，控制部2主要包含：驱动控制部21，控制移动机构7m的载物台7的驱动及聚光透镜18的合焦动作等、与加工处理相关的各种驱动部分的动作；摄像控制部22，控制CCD相机6a及16a的摄像；照射控制部23，控制激光源SL的激光LB的照射及光学系统5的光路设定态样；吸附控制部24，控制利用抽吸机构11将被加工物10向载物台7吸附固定的动作；及加工处理部25，根据提供的加工位置数据D1(下述)及加工模式设定数据D2(下述)，执行对加工对象位置的加工处理。

存储部3是利用ROM或RAM及硬盘等存储媒体而实现。还有，存储部3可以是由实现控制部2的电脑的构成要素实现的态样，在硬盘的情况下也可以是设置在该电脑以外的态样。

存储部3中存储着从外部提供的描述了对被加工物10设定的加工预定线的位置的加工位置数据D1。而且，存储部3中预先存储着加工模式设定数据D2，其中按各加工模式而描述了激光的各参数相关的条件或光学系统5的光路的设定条件或载物台7的驱动条件(或者它们的可设定范围)等。

还有，由操作员提供给激光加工装置50的各种输入指示优选利用控制器1中实现的GUI来进行。例如，根据加工处理部25的作用而由GUI提供加工处理用菜单。操作员根据该加工处理用菜单，进行下述加工模式的选择、或加工条件的输入等。

在具有如上构成的激光加工装置50中，通过将从激光源SL发出并经过光学系统5的激光LB的照射、和载置并固定着被加工物10的载物台7的移动加以组合，而一边使经过光学系统5的激光LB相对于被加工物10相对扫描，一边进行被加工物10的加工。原理上来说，可以实现所述第1至第3加工图案的全部。

<对准动作>

在激光加工装置50中，实施加工处理之前，利用观察部50B进行微调整被加工物10的配置位置的对准动作。对准动作是为了使被加工物10规定的XY坐标轴与载物台7的坐标轴一致而进行的处理。在进行所述加工图案的加工的情况下，为了使被加工物的结晶方位、加工预定线及激光的扫描方向满足各加工图案中求出的特定关系，该对准处理较为重要。

对准动作可以应用周知技术而执行，只要对应于加工图案以适当态样进行便可。例如，将使用1个母板制作出的多个元件芯片切出等情况下，若为被加工物10的表面形成着重复图案的情况，则通过使用图案匹配等手法而实现适当的对准动作。这种情况下，简单来说，由CCD相机6a或者16a取得被加工物10上形成的多个对准用标记的摄像图像，根据这些摄像图像的摄像位置的相对关系，加工处理部25确定对准量，驱动控制部21根据该对准量，通过移动机构7m而使载物台7移动，由此实现对准。

通过进行该对准动作，可以准确地确定加工处理的加工位置。还有，对准动作结束之后，载置着被加工物10的载物台7向激光照射部50A移动，然后进行照射激光LB的加工处理。还有，载物台7从观察部50B向激光照射部50A的移动，是为了保证对准动作时假定的加工预定位置与实际加工位置不发生偏差。

<面向组合加工的光学系统构成和激光加工装置的动作形态>

接下来，对激光加工装置50为了实现对于附有异质材料的基板即被加工物10的组合加工而具备的具体构成(主要是包含激光源SL的光学系统5的构成)、和基于该构成的激光加工装置50的动作形态进行说明。用来实现组合加工的光学系统5的具体构成主要有三种，用来实现组合加工的动作形态各不相同。

图13是表示组合加工的第1形态的状况的图。图14及图15是表示组合加工的第2形态的状况的图。图16是表示组合加工的第3形态的状况的图。

这些第1至第3形态的激光加工装置50的光学系统5的共通方面在于：构成为形成着从第1激光源SL1直到载物台7的第1光路OP1、和从第2激光源SL2直到载物台7的第2光路OP2。还有，将从第1激光源SL1发出并在第1光路OP1上前进的激光LB设为第1激光LB1，将从第2激光源SL2发出并在第2光路OP2上前进的激光LB设为第2激光LB2。此外，在图13至图16中，图式左右方向设为对一个加工预定线进行加工时的载物台7的移动方向。

另外，第1至第3形态的任意形态中，均在第1光路OP1及第2光路OP2的途中具备扩束器51(511，512)、及物镜系统52(521、522)。

为了转换激光LB(第1激光LB1及第2激光LB2)的光路朝向，光学系统5中也可以在适当位置处设置恰当个数的反射镜5a。图13至图16中例示了在第1光路OP1上设置一个反射镜5a，在第2光路OP2上设置两个反射镜5a的情况。

还有，在本实施方式的激光加工装置50中，从激光源SL出射的激光LB的偏光状态既可以是圆偏光，也可以是直线偏光。其中，在直线偏光的情况下，从结晶性被加工材料中的加工截面的弯曲和能量吸收率的观点出发，优选的是偏光方向与扫描方向大体平行，例如两者所成角处在±1°以内。

此外，当出射光是直线偏光时，光学系统5优选具备衰减器5b。衰减器5b是配置在激光LB的光路上的适当位置处，担当调整出射激光LB的强度的作用。

下面，依次说明各形态的详细内容。

(第1形态)

图13所示的第1形态是使用第1激光LB1作为预加工用激光LBa，使用第2激光LB2作为正式加工用激光LBb，借此进行组合加工。

所以，至少第2激光源SL2需要使用发出脉宽为psec级的激光的光源(也称为psec激光源)，以便能够适当地在正式加工中进行所述劈开/裂开加工。更具体来说，使用发出波长为500nm～1600nm、且脉宽为1psec～50psec左右的激光。此外，第2激光LB2的重复频率R优选为10kHz～200kHz左右、激光的照射能量(脉冲能量)优选为0.1μJ～50μJ左右。

另一方面，第1激光源SL1既可以使用和第2激光源SL2相同的光源，也可以像所述一样使用发出UV激光、半导体激光、CO₂激光等以往众所周知的各种激光的光源。无论哪种情况下，都是从第1激光源SL1以能够良好形成第1槽部102g及103g的照射条件出射第1激光LB1。

此外，在第1形态中，如图13所示，第1光路OP1上具备的物镜系统521中配置在最接近载物台7的位置的物镜521e、和第2光路OP2上具备的物镜系统522中配置在最接近载物台7的位置的物镜522e，在载物台7的图式水平方向上的移动范围的上方位置，是以特定间隔而隔开配置。借此，第1光路OP1上具备的物镜521e相当于预加工用激光LBa的直接出射源Ea，第2光路OP2上具备的物镜522e相当于正式加工用激光LBb的直接出射源Eb。还有，在图13中，物镜521e是配置在比物镜522e高的位置上，该例示和图9(a)、图10(a)所示内容同样地，是在使用具有psec级脉宽的第1激光LB1作为预加工用激光LBa时，使其焦点位置位于被加工物10的表面的上方。

而且，对一个加工预定线进行组合加工时，以与图11(a)所示的预加工用激光LBa的出射源Ea、正式加工用激光LBb的出射源Eb、及被加工物10的配置位置吻合的方式，分别配置物镜521e、物镜522e、及载物台7上载置的被加工物10。

从该状态开始，使载置着被加工物10的载物台7向箭头AR2所示的朝向移动。然后，如图11所示，当被加工物10到达物镜521e及物镜522e时，以能够实现预加工及正式加工的照射条件，分别照射相当于预加工用激光LBa的第1激光LB1、及对应于正式加工用激光LBb的第2激光LB2。借此，实现沿着加工预定线的组合加工。

对彼此平行的多个加工预定线进行组合加工时，只要在一个加工预定线的加工结束之后，对下一加工预定线重复所述处理次序便可。

(第2形态)

在所述第1形态的情况下，仅在载物台7向箭头AR2所示的朝向移动期间，照射作为预加工用激光LBa的第1激光LB1和作为正式加工用激光LBb的第2激光LB2，以便进行组合加工。由此，进行组合加工时的载物台7和出射源Ea及Eb的相对移动方向仅为一个方向。此时的激光LB(第1激光LB1及第2激光LB2)的扫描也称为单向扫描。

相对于此，在第2形态中，使载物台7向一个方向移动并完成对于一个加工预定线的加工之后，使载物台7向相反方向移动时，以其他加工预定线为对象而进行激光LB的扫描。此时的激光LB的扫描也称为双向扫描。

图14表示在第2形态中通过使载物台7向与第1形态相同的朝向移动而进行加工时的状况，图15表示通过使载物台7向与图14所示朝向相反的朝向移动而进行加工时的状况。

根据图14及图15可知，第2形态中使用的激光加工装置50的构成要素的大部分是与第1形态中使用的激光加工装置50共通的。其中，第2形态和第1形态的不同点在于：具备物镜升降机构53；及第1激光源SL1和第2激光源SL2均为psec激光源。于此，物镜升降机构53通过基于驱动控制部21的控制而动作的未图示的驱动机构，使第1光路OP1具备的物镜系统521和第2光路OP2具备的物镜系统522自由升降。

还有，从第1激光源SL1发出的第1激光LB1、和从第2激光源SL2发出的第2激光LB2的发光波长是设定为相同值。另一方面，第1激光LB1和第2激光LB2的其他照射条件可以在作为预加工用激光LBa照射时和作为正式加工用激光LBb照射时，周期性地更替。

通过具有所述构成，而实现双向扫描的组合加工。即，当使载物台7向图14中以箭头AR3所示的朝向(图式水平方向右向)移动(下面称为顺向移动)时，与第1形态同样地，照射第1激光LB1作为预加工用激光LBa，照射第2激光LB2作为正式加工用激光LBb。另一方面，当使载物台7向反方向即图15中以箭头AR4所示的朝向(图式水平方向左向)移动(下面称为逆向移动)时，照射第2激光LB2作为预加工用激光LBa，并照射第1激光LB1作为正式加工用激光LBb。

从其他观点来看，每当切换顺向移动和逆向移动时，预加工用激光LBa的出射源Ea和正式加工用激光LBb的出射源Eb是在物镜521e与物镜522e之间更替。

这些是通过使利用物镜升降机构53的作用进行的物镜系统521、522的配置位置的调整、和基于照射控制部23的控制进行的对应于各激光LB的作用的照射条件的设定，与载物台7的移动同步进行而实现。更详细来说，此时物镜升降机构53在顺向移动及逆向移动时，是以作为正式加工用激光LBb的激光LB的焦点位置与被加工物10的表面(更详细来说是基底基板101的上表面)吻合的方式，作为预加工用激光LBa的激光LB的焦点位置位于被加工物10上方的方式，来调整物镜系统521及522的配置位置。

当设定彼此平行的多个加工预定线时，只要重复进行顺向移动的加工和逆向移动的加工便可。

通过这种方式利用双向扫描来进行组合加工，所以在进行第2形态的加工的情况下，与第1形态那样通过单向扫描进行组合加工的情况相比，能够缩短加工时间。

(第3形态)

第3形态通过与第2形态不同的构成来实现双向扫描。

具体来说，它与第1形态的相同之处在于：使用通过第1光路OP1的第1激光LB1作为预加工用激光LBa，使用通过第2光路OP2的第2激光LB2作为正式加工用激光LBb，借此进行组合加工。

另一方面，如图16所示，在第3形态的激光加工装置50的光学系统5中，第1光路OP1利用半反射镜54而分支顺向用第1光路OP1α和逆向用第1光路OP1β这两个光路，且分别设置在物镜系统521(521α、521β)上。此外，光学系统5中具备光路选择机构55。光路选择机构55基于照射控制部23的控制而进行动作，当载物台7如箭头AR5所示进行顺向移动时二选一地选择顺向用第1光路OP1α作为第1激光LB1的光路，当载物台7进行逆向移动时二选一地选择逆向用第1光路OP1β作为第1激光LB1的光路。还有，光路选择机构55是通过众所周知的切换挡闸等来实现。

即，在第3形态中，正式加工用激光LBb的出射源Eb始终是设置在第2光路OP2上的物镜522e，与此相对，预加工用激光LBa的出射源Ea因载物台7的移动方向不同而不同。当载物台7进行顺向移动时，设置在顺向用第1光路OP1α上的物镜521eα变成预加工用激光LBa的出射源Ea，当载物台7进行逆向移动时，设置在逆向用第1光路OP1β上的物镜521eβ变成预加工用激光LBa的出射源Ea。即，在第3形态中，以与载物台7的移动同步的形态，来切换预加工用激光LBa的出射源Ea。

此外，第3形态也与第1形态同样地，至少第2激光源SL2是使用psec激光源，以便能够在正式加工恰当地进行所述劈开/裂开加工。具体要件是与第1形态相同。另一方面，第1激光源SL1也与第1形态同样地，既可使用与第2激光源SL2相同的光源，也可以使用所述那样发出UV激光、半导体激光、CO₂激光等以往众所周知的激光的光源。无论哪种情况下，都是从第1激光源SL1以能够良好形成第1槽部102g及103g的照射条件出射第1激光LB1。

还有，在图16中，是将物镜521α、521β配置在比物镜522e高的位置上，该例示与图9(a)、图10(a)所示相同，使用具有psec级脉宽的第1激光LB1作为预加工用激光LBa时，使其焦点位置位于被加工物10的表面的上方。

通过具有如上所述的构成，第3形态也与第2形态同样地实现双向扫描的组合加工。所以，当设定彼此平行的多个加工预定线时，只要重复进行顺向移动的加工和逆向移动的加工便可。

在所述第2形态的情况下，每当一个加工预定线的加工结束之后，需要使物镜系统521、522交替移动，还有，尤其是关于正式加工用激光LBb，必须高精度地调整其焦点位置。相对于此，在第3形态的情况下，光学系统5的构成虽然变得复杂，但只要利用光路选择机构55切换光路便可实现双向扫描，所以能够确保焦点位置精度，这一点比第2形态更有利。

<面向两阶段加工的光学系统构成和激光加工装置的动作形态>

接下来，对激光加工装置50为了对附有异质材料的基板即被加工物10实现两阶段加工而具备的具体构成(主要是包含激光源SL的光学系统5的构成)、和基于该构成的激光加工装置50的动作形态进行说明。用来实现两阶段加工的光学系统5的具体构成主要有两种，分别在用来实现两阶段加工的动作形态方面不同。下面，依次说明各形态的详细内容。

(第1形态)

图17是表示两阶段加工的第1形态的状况的图。还有，在图17中，图式左右方向是对一个加工预定线进行加工时的载物台7的移动方向。

第1形态的激光加工装置50使用发出脉宽为psec级的激光的光源(也称为psec激光源)作为激光源SL。更具体来说，使用发出波长为500nm～1600nm、且脉宽为1psec～50psec左右的激光的光源。此外，第2激光LB2的重复频率R优选为10kHz～200kHz左右，激光的照射能量(脉冲能量)优选为0.1μJ～50μJ左右。

此外，第1形态的激光加工装置50的光学系统5在从激光源SL直到载物台7的光路OP的途中具备扩束器51、及物镜系统52。此外，第1形态的激光加工装置50具备物镜升降机构53，该物镜升降机构53通过基于驱动控制部21的控制而动作的未图示的驱动机构，使物镜系统52自由地升降。

另外，为了转换激光LB的光路朝向，光学系统5中也可以在适当位置上设置适当个数的反射镜5a。图17中例示了设置两个反射镜5a的情况。

还有，包括下述第2形态在内，本实施方式的激光加工装置50中，从激光源SL出射的激光LB的偏光状态既可以是圆偏光也可以是直线偏光。其中，在直线偏光的情况下，从结晶性被加工材料中的加工截面的弯曲和能量吸收率的观点出发，优选的是偏光方向与扫描方向大体平行，例如两者所成角处在±1°以内。

此外，当出射光是直线偏光的情况下，光学系统5优选具备衰减器5b。衰减器5b是配置在激光LB的光路上的适当位置上，担当调整出射激光LB的强度的作用。

此外，在第1形态中，光路OP上具备的物镜系统52中配置在最接近载物台7的位置上的物镜52e是配置在载物台7的图式水平方向上移动范围的上方位置。借此，物镜52e变成激光LB的直接出射源。

对一个加工预定线进行两阶段加工时，首先，将被加工物10以其加工预定线与载物台7的移动方向吻合的形态载置到载物台7上。从该状态开始，一边使载置着被加工物10的载物台7向一个方向移动(将其称为顺向移动)，一边从激光源SL以预加工用激光LBa的照射条件对一个加工预定线照射激光LB，借此进行预加工，使基底基板101露出。之后，一边使载物台7向相反方向移动(将其称为逆向移动)，一边对沿着该加工预定线的基底基板101的露出部位，从激光源SL以正式加工用激光LBb的照射条件照射激光LB，借此进行正式加工。即，在第1形态中，照射到被加工物10的预加工用激光LBa和正式加工用激光LBb是以与载物台7的移动同步的形态，从一个激光源SL交替地出射。

更详细来说，利用物镜升降机构53的作用进行的物镜系统52的配置位置的调整也与载物台7的移动同步而进行。在进行预加工时，作为预加工用激光LBa的激光LB的焦点是规定在被加工物10的上方的位置上。另一方面，进行正式加工时，是以作为正式加工用激光LBb的激光的焦点与被加工物10的表面(更详细来说是基底基板101的上表面)吻合的方式，利用物镜升降机构53的作用而调整物镜系统52的配置位置。

当对彼此平行的多个加工预定线进行两阶段加工时，只要在一个加工预定线的加工结束之后，对下一加工预定线重复所述次序便可。

还有，通过逆向移动进行正式加工并不是必需的形态，也可以使预加工及正式加工均只通过顺向移动来进行。

(第2形态)

第2形态是通过与第1形态不同的构成而实现两阶段加工。图18是表示两阶段加工的第2形态的状况的图。

图18所示的第2形态的激光加工装置50包括两个激光源SL(第1激光源SL1、第2激光源SL2)和两个扩束器51(511、512)，另一方面只具备一个物镜系统52。以第1激光源SL1为出发点的第1光路OP1、和以第2激光源SL2为出发点的第2光路OP2是利用光路切换机构56进行切换，且仅其中任一光路与到物镜系统52进而直到载物台7的光路OP形成一个光路。光路切换机构56是通过众所周知的切换反射镜机构等来实现，并基于照射控制部23的控制而进行动作。还有，第2形态中的物镜系统52及载物台7的配置关系是和第1形态共通的。

以第2形态进行两阶段加工时，相对于第1激光源SL1设定预加工用激光LBa的照射条件，相对于第2激光源SL2而设定正式加工用激光LBb的照射条件。并且，当载物台7顺向移动时使通过第1光路OP1的第1激光LB1通过光路OP，当载物台7逆向移动时使通过第2光路OP2的第2激光LB2通过光路OP，以此方式使光路切换机构56进行动作。即，利用光路切换机构56切换光路是与载物台7的移动同步进行。

如此一来，在顺向移动时作为预加工用激光LBa的第1激光LB1是照射到被加工物10的加工预定线的位置上，所以能实现使基底基板101在加工预定线的位置处露出的预加工。当接着进行逆向移动时，作为正式加工用激光LBb的第2激光LB2是照射在通过预加工而形成的基底基板101的露出部位，所以能实现在该部位产生劈开/裂开的正式加工。即，能实现双向扫描的两阶段加工。

当对彼此平行的多个加工预定线进行两阶段加工时，只要在一个加工预定线的加工结束之后，对下一加工预定线重复所述次序便可。

<各加工图案的处理推进方法>

以上说明了伴随加工手法及光学系统构成的不同而带来的动作形态的不同，实际上在对附有异质材料的基板即被加工物10进行组合加工或两阶段加工时，有必要根据正式加工中的劈开/裂开加工所采用的加工图案(所述第1至第3加工图案的任一个)，而适当地进行加工预定线的设定或对准等。或者，有必要根据正式加工的加工图案而调整预加工的条件等。下面，对该点进行说明。

首先，在以第1加工图案进行正式加工时，将加工预定线设定为与基底基板101的劈开/裂开容易方向平行。然后，以该劈开/裂开容易方向与载物台7的移动方向一致的方式将被加工物10对准之后，对各加工预定线进行组合加工或两阶段加工便可。

在以第2加工图案进行正式加工时，将加工预定线设定为与基底基板101的劈开/裂开容易方向垂直。然后，以该劈开/裂开容易方向与载物台7的移动方向正交的方式将被加工物10对准之后，对各加工预定线进行组合加工或两阶段加工便可。

在以第3加工图案进行正式加工时，亦可沿着如图8所示的与加工预定线L平行的直线Lα、Lβ或者还沿着加工预定线L自身，实体地或虚拟地扫描多个激光LB(正式加工用激光LBb)。还有，所谓虚拟地扫描多个激光，是指虽然实际上以一个光路照射激光，但通过使其光路时间性地变化，而实现与以多个光路照射激光的情况相同的扫描形态。此时，在预加工中，有必要在包含直线Lα、Lβ的位置在内的更广区域使基底基板101露出。

或者，在两阶段加工时，亦可以加工预定线位于相对于基底基板101的两个劈开/裂开方向为等价的位置的方式，将被加工物10对准之后，在预加工中如上所述形成宽度大的露出部分，在正式加工中，为了在各劈开/裂开方向上交替地进行正式加工用激光LBb的扫描，而使载物台7的移动方向以特定周期交替不同。

Claims (33)

1.一种激光加工装置，其特征在于包含：

第1光源，出射第1激光；

第2光源，出射第2激光；及

载物台，载置着被加工物；

从所述第2光源出射的所述第2激光是脉宽为psec级的超短脉冲光，

当所述被加工物是在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板时，

在使所述载物台向第1方向移动期间，通过执行第1预加工及第1正式加工而在所述被加工物上形成沿着所述第1加工预定线的用于分割的起点，

所述第1预加工是通过沿着所述被加工物的第1加工预定线照射所述第1激光，而使所述基底基板在所述第1加工预定线的位置处露出，

所述第1正式加工是通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第2激光，从而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于：

从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；

所述激光加工装置更包含第1物镜系统，该第1物镜系统是设置在从所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上，可对所述第1激光的焦点位置进行调整；

将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于：

更包含第2物镜系统，设置在从所述第2光源直到所述载物台的所述第2激光的光路上，可对所述第2激光的焦点位置进行调整；

在使所述载物台向第1方向移动期间，形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点之后，

在使所述载物台向第2方向移动期间，将所述第2激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第1激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致，在此状态下通过进行第2预加工及第2正式加工，而在所述被加工物上形成沿着所述第2加工预定线的用于分割的起点，

所述第2预加工是通过沿着所述被加工物的第2加工预定线照射所述第2激光，而使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出，

所述第2正式加工是通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第1激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于：

在使所述载物台向第1方向移动期间，形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点之后，

在使所述载物台向第2方向移动期间，通过进行第2预加工及第2正式加工，而在所述被加工物上形成沿着所述第2加工预定线的用于分割的起点，

所述第2预加工是通过沿着所述被加工物的第2加工预定线照射所述第1激光，而使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出，

所述第2正式加工是通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第2激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

5.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于：

从所述第1光源直到所述载物台的光路在途中分支为两个；

在所述第1预加工与所述第2预加工中，是以不同光路对所述被加工物照射所述第1激光。

6.根据权利要求4或5所述的激光加工装置，其特征在于：

从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；

所述激光加工装置更包含第1物镜系统，该第1物镜系统是设置在从所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上，可对所述第1激光的焦点位置进行调整；

将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

7.根据权利要求3至5中任一权利要求所述的激光加工装置，其特征在于：

所述第1方向与所述第2方向是彼此相反的朝向。

8.一种激光加工装置，包含：

发出激光的至少一个光源；及

载物台，载置着被加工物；其特征在于：

所述激光可以选择性地照射预加工用激光和正式加工用激光；

所述正式加工用激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；

所述载物台可以向第1方向与第2方向移动；

当所述被加工物是在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板时，通过进行预加工及正式加工，而在所述被加工物上形成用于分割的起点，

所述预加工是通过一边使所述载物台向所述第1方向移动一边照射所述预加工用激光，而使所述基底基板在被照射区域露出，

所述正式加工是通过以在所述基底基板的露出部分离散形成所述正式加工用激光的各单位脉冲光的被照射区域的方式，一边使所述载物台向所述第2方向移动一边对所述被加工物照射所述正式加工用激光，从而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

9.根据权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于：

所述至少一个光源是可以通过改变照射条件而选择性出射所述预加工用激光与所述正式加工用激光的单一光源。

10.根据权利要求9所述的激光加工装置，其特征在于：

更包含物镜系统，该物镜系统设置在从所述光源直到所述载物台的所述激光的光路上，可对所述激光的焦点位置进行调整；

在所述预加工期间，将所述预加工用激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，在所述正式加工期间，使所述正式加工用激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

11.根据权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于：

所述至少一个光源是出射所述预加工用激光的第1光源及出射所述正式加工用激光的第2光源；

在载置着所述被加工物的所述载物台向所述第1方向移动期间，从所述第1光源出射所述预加工用激光而进行所述预加工，在载置着所述被加工物的所述载物台向所述第2方向移动期间，从所述第2光源出射所述正式加工用激光而进行所述正式加工。

12.根据权利要求11所述的激光加工装置，其特征在于：

更包含光路切换机构，该光路切换机构可以对从所述第1光源直到所述载物台的第1光路上的所述预加工用激光的照射、和从所述第2光源直到所述载物台的第2光路上的所述正式加工用激光的照射进行切换；

从所述光路切换机构直到所述载物台为止的所述第1光路与第2光路为共通。

13.根据权利要求1至5、8至12中任一权利要求所述激光加工装置，其特征在于：

在所述被加工物上形成所述用于分割的起点时，将利用不同的所述单位脉冲光形成的至少两个被照射区域以在所述被加工物的劈开或裂开容易方向上相邻的方式形成。

14.根据权利要求13所述的激光加工装置，其特征在于：

所有的所述被照射区域是沿着所述被加工物的劈开或裂开容易方向而形成。

15.根据权利要求1至5、8至12中任一权利要求所述的激光加工装置，其特征在于：

在所述被加工物上形成所述用于分割的起点时，将所述被照射区域形成在相对于所述被加工物的不同两个劈开或裂开容易方向为等价的方向上。

16.根据权利要求8至12中任一权利要求所述的激光加工装置，其特征在于：

在所述被加工物形成所述用于分割的起点时，利用不同的所述单位脉冲光的至少两个被照射区域的形成，是以相对于所述被加工物的不同的两个所述劈开或裂开容易方向而交替地、且所述至少两个被照射区域在所述劈开或裂开容易方向上相邻的方式而进行。

17.一种被加工物的加工方法，用于在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板的被加工物上形成分割起点，其特征在于包含：

载置步骤，将被加工物载置到载物台；

第1预加工步骤，通过从第1光源将第1激光沿着所述被加工物的第1加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第1加工预定线的位置处露出；及

第1正式加工步骤，通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式从第2光源照射脉宽为psec级的超短脉冲光即第2激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开；

所述第1预加工步骤与所述第1正式加工步骤是一边使所述载物台向第1方向移动一边进行。

18.根据权利要求17所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；

通过设置在所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上的第1物镜系统，而可调整所述第1激光的焦点位置；

将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

19.根据权利要求18所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

通过设置在所述第2光源直到所述载物台的所述第2激光的光路上的第2物镜系统，而可调整所述第2激光的焦点位置；

所述被加工物的加工方法更包含：

第2预加工步骤，通过将所述第2激光沿着所述被加工物的第2加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出；及

第2正式加工步骤，通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第1激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开；

在使所述载物台向第1方向移动期间，进行所述第1预加工步骤和所述第1正式加工步骤而形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点之后，

将所述第2激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第1激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致的状态下，所述第2预加工步骤与所述第2正式加工步骤是一边使所述载物台向第2方向移动一边进行。

20.根据权利要求17所述的被加工物的加工方法，其特征在于更包含：

第2预加工步骤，通过将所述第1激光沿着所述被加工物的第2加工预定线照射，而使所述基底基板在所述第2加工预定线的位置处露出；及

第2正式加工步骤，通过在所述基底基板的露出部分，以离散形成各单位脉冲光的被照射区域的方式照射所述第2激光，而使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开；

在使所述载物台向第1方向移动期间，进行所述第1预加工步骤和所述第1正式加工步骤而形成沿着所述第1加工预定线的所述用于分割的起点之后，

一边使所述载物台向第2方向移动，一边进行所述第2预加工步骤与所述第2正式加工步骤。

21.根据权利要求20所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

通过使从所述第1光源直到所述载物台的光路在途中分支为两个，而在所述第1预加工步骤和所述第2预加工步骤中，以不同光路将所述第1激光照射到所述被加工物。

22.根据权利要求20或21所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

从所述第1光源出射的所述第1激光是脉宽为psec级的超短脉冲光；

通过设置在所述第1光源直到所述载物台的所述第1激光的光路上的第1物镜

系统，而可调整所述第1激光的焦点位置；

将所述第1激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，并使所述第2激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

23.根据权利要求19至21中任一权利要求所述的被加工物的加工方法，其特征在于：所述第1方向与所述第2方向为彼此相反的朝向。

24.一种被加工物的加工方法，用于在基底基板上形成着异质材料层的附有异质材料的基板的被加工物上形成分割起点，其特征在于包含：

载置步骤，将被加工物载置到能够向第1方向和第2方向移动的载物台上；

预加工步骤，通过一边使所述载物台向所述第1方向移动，一边照射从特定光源出射的预加工用激光，从而使基底基板在被照射区域露出；及

正式加工步骤，以从特定光源出射的脉宽为psec级的超短脉冲光即正式加工用激光的各单位脉冲光的被照射区域，在所述基底基板的露出部分离散形成的方式，一边使所述载物台向所述第2方向移动一边将所述正式加工用激光照射到所述被加工物，由此使所述被照射区域彼此之间产生所述基底基板的劈开或裂开。

25.根据权利要求24所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

所述预加工用激光和所述正式加工用激光可以通过改变照射条件而从单一光源选择性地出射。

26.根据权利要求25所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

通过设置在所述单一光源直到所述载物台的所述激光的光路上的物镜系统，而可调整所述激光的焦点位置；

在所述预加工步骤期间将所述预加工用激光的焦点位置设定在所述被加工物的表面的上方，在所述正式加工步骤期间使所述正式加工用激光的焦点位置与所述基底基板的露出部分一致。

27.根据权利要求24所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

在所述预加工步骤中，从第1光源出射所述预加工用激光而进行所述预加工，在所述正式加工步骤中，从与所述第1光源不同的第2光源出射所述正式加工用激光而进行所述正式加工。

28.根据权利要求27所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

可以通过特定的光路切换机构，对从所述第1光源直到所述载物台的第1光路上的所述预加工用激光的照射、及从所述第2光源直到所述载物台的第2光路上的所述正式加工用激光的照射进行切换；

从所述光路切换机构直到所述载物台为止的所述第1光路和第2光路为共通。

29.根据权利要求17至21、24至28中任一权利要求所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

利用不同的所述单位脉冲光形成的至少两个被照射区域是以在所述被加工物的劈开或裂开容易方向上相邻的方式形成。

30.根据权利要求29所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

所有的所述被照射区域是沿着所述被加工物的劈开或裂开容易方向而形成。

31.根据权利要求17至21、24至28中任一权利要求所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

所述被照射区域是形成在相对于所述被加工物的不同的两个劈开或裂开容易方向为等价的方向上。

32.根据权利要求24至28中任一权利要求所述的被加工物的加工方法，其特征在于：

在所述被加工物上形成所述用于分割的起点时，不同的所述单位脉冲光的至少两个被照射区域的形成是以相对于所述被加工物的不同的两个所述劈开或裂开容易方向而交替地、且所述至少两个被照射区域在所述劈开或裂开容易方向上相邻的方式而进行。

33.一种被加工物的分割方法，对被加工物进行分割，其特征在于：

将通过根据权利要求17至21、24至28中任一权利要求所述的被加工物的加工方法，而形成着分割起点的被加工物沿着所述分割起点进行分割。

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