CN102451957B - 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。使从出射脉宽为psec级的脉冲激光的光源至载台的光路在中途分支为第1光路部分与第2光路部分，对各个单位脉冲光以使在后者中前进的第2半脉冲光相对于在前者中前进的第1半脉冲光延迟的方式设定第2光路的光路长，且以使第1半脉冲光与第2半脉冲光的被照射区域相同，且各个单位脉冲光的被照射区域在被加工面上呈离散性地形成的方式照射脉冲激光，由此在被照射区域彼此之间使被加工物产生劈开或者裂开，从而在被加工物形成用以进行分割的起点。

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

本发明涉及照射激光而对被加工物进行加工的激光加工方法及该方法中所使用的激光加工装置。

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(以下，也简单地称作激光加工或者激光加工技术)已周知有各种技术(例如，参照专利文献1至专利文献4)。

专利文献1所揭示者为如下方法：在对作为被加工物的芯片进行分割时，通过激光烧蚀而沿着分割预定线形成剖面V字形的槽(切断槽)，以该槽为起点对芯片进行分割。另一方面，专利文献2所揭示者为如下方法：通过沿着被加工物(被分割体)的分割预定线照射散焦状态的激光，而在被照射区域产生与周围相比结晶状态受到破坏的剖面大致V字形的熔解改质区域(变质区域)，以该熔解改质区域的最低点为起点对被加工物进行分割。

在使用专利文献1及专利文献2所揭示的技术形成分割起点的情形时，均重要的是沿着激光的扫描方向即分割预定线方向形成均一形状的V字形剖面(槽剖面或者变质区域剖面)以良好地进行其后的分割。作为用于此的对策，例如控制激光的照射以使每1脉冲的激光的被照射区域(光束点)左右重叠。

例如，在设作为激光加工的最基本参数的重复频率(单位kHz)为R，且设扫描速度(单位mm/sec)为V时，两者的比V/R成为光束点的中心间隔，但在专利文献1及专利文献2所揭示的技术中，在V/R为1μm以下的条件下进行激光的照射及扫描以使光束点彼此产生重叠。

此外，专利文献3中揭示如下形态：通过将激光对准聚光点照射至表面具有积层部的基板内部而在基板内部形成改质区域，以该改质区域为切断起点。

此外，专利文献4中揭示如下形态：对1个分离线重复多次进行激光扫描，而沿深度方向的上下形成在分离线方向连续的槽部及改质部，与在分离线方向不连续的内部改质部。

另一方面，专利文献5中揭示如下形态：作为使用脉宽为psec级的超短脉冲的激光的加工技术，通过调整脉冲激光的聚光点位置而从被加工物(板体)的表层部位至表面形成成群产生有微小裂痕的微小熔解痕，从而形成该些熔解痕连成线状的分离容易化区域。

[先前技术文献]

[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

[发明所欲解决的问题]

通过激光形成分割起点，其后通过切断器进行分割的方法，与自先前以来进行的机械切断法即金刚石划片相比，在自动性、高速性、稳定性、高精度性方面较为有利。

然而，在用先前方法通过激光形成分割起点的情形时，会不可避免地在照射激光的部分形成有所谓的加工痕(激光加工痕)。所谓加工痕是指照射激光的结果，与照射前相比材质或结构发生变化的变质区域。加工痕的形成通常会对所分割的各个被加工物(分割原片)的特性等造成不良影响，因而尽可能地加以抑制为佳。

例如，在通过专利文献2所揭示的先前的激光加工将在包含蓝宝石等硬脆性且光学性透明的材料的基板上形成有LED(lightemittingdiode，发光二级管)结构等的发光元件结构的被加工物按芯片单位分割而得的发光元件的边缘部分(分割时受到激光的照射的部分)，连续性地形成有宽度数μm左右且深度数μm至数十μm左右的加工痕。从而存在该加工痕吸收在发光元件内部产生的光而导致来自元件的光的射出效率降低的问题。在使用折射率高的蓝宝石基板的发光元件结构的情形时该问题尤为显着。

本发明的发明者进行积极研究的结果而获得如下知识见解，即在对被加工物照射激光而形成分割起点时，利用该被加工物的解理性或者裂开性，由此可较好地抑制加工痕的形成。此外获得如下知识见解，即在该加工中使用超短脉冲的激光为佳。

专利文献1至专利文献5中，丝毫未揭示或暗示利用被加工物的解理性或者裂开性形成分割起点的形态。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种可抑制加工痕的形成，并且可形成更切实地实现被加工物的分割的分割起点的被分割体的加工方法、及此方法中所使用的激光加工装置。

[解决问题的技术手段]

为解决上述问题，技术方案1的发明是一种激光加工装置，其特征在于包括：光源，其发出脉冲激光；及载台，其载置被加工物；且所述脉冲激光是脉宽为psec级的超短脉冲光，从所述光源至所述载台的所述脉冲激光的光路以在中途呈部分性地分支为第1光路与第2光路，其后进行合流的方式设置，进而包括光路长调整机构，其可改变所述第2光路的光路长，在定义为从所述光源出射的所述脉冲激光分支为在所述第1光路中前进的第1激光与在所述第2光路中前进的第2激光，且所述脉冲激光的单位脉冲光分支为所述第1激光的单位脉冲光即第1半脉冲光与所述第2激光的单位脉冲光即第2半脉冲光时，所述光路长调整机构以在合流后的所述光路中使所述第2半脉冲光较所述第1半脉冲光为延迟的方式设定所述第2光路的光路长，在将所述被加工物载置在所述载台的状态下，通过一面使所述载台移动一面将所述脉冲激光照射至所述被加工物，而使所述各个单位脉冲光的所述第1半脉冲光与所述第2半脉冲光的被照射区域在所述被加工物的被加工面上实质上相同，并且在所述被加工物的被加工面上离散性地形成针对所述各个单位脉冲光的所述被照射区域。

技术方案2的发明是根据技术方案1所述的激光加工装置，其特征在于：光路长调整机构以使所述第2半脉冲光相对于所述第1半脉冲光而延迟所述单位脉冲光的半值宽的1/3倍以上且10nsec以下的延迟时间的方式，设定所述第2光路的光路长。

技术方案3的发明是根据技术方案2所述的激光加工装置，其特征在于：进而包括调整所述第2激光的强度的强度调整机构，所述光路长调整机构以使所述第2半脉冲光相对于所述第1半脉冲光延迟所述单位脉冲光的半值宽的1倍以上且2倍以下的延迟时间的方式，设定所述第2光路的光路长，所述强度调整机构以使所述第2激光的强度小于所述第1激光的强度的方式调整所述第2激光的强度。

技术方案4的发明是根据技术方案2所述的激光加工装置，其特征在于：进而包括调整所述第2激光的焦点的焦点调整机构，所述光路长调整机构以使所述第2半脉冲光相对于所述第1半脉冲光延迟所述单位脉冲光的半值宽的1倍以上且2倍以下的延迟时间的方式，设定所述第2光路的光路长，所述焦点调整机构以使所述第2激光的光束直径大于所述第1激光的光束直径的方式调整所述第2激光的焦点。

技术方案5的发明是一种用以在被加工物形成分割起点的加工方法，其特征在于：光路设定步骤，将从出射脉宽为psec级的超短脉冲光的脉冲激光的光源至载置被加工物的载台的光路设定为在中途呈部分性地分支为第1光路与第2光路，其后进行合流；光路长调整步骤，在定义为从所述光源出射的所述脉冲激光分支为在所述第1光路中前进的第1激光与在所述第2光路中前进的第2激光，且所述脉冲激光的单位脉冲光分支为所述第1激光的单位脉冲光即第1半脉冲光与所述第2激光的单位脉冲光即第2半脉冲光时，以使所述第2半脉冲光较所述第1半脉冲光延迟的方式设定所述第2光路的光路长；载置步骤，将所述被加工物载置在所述载台上；及照射步骤，以使所述各个单位脉冲光的所述第1半脉冲光与所述第2半脉冲光的被照射区域相同，且针对所述各个单位脉冲光的所述被照射区域在所述被加工物的被加工面上呈离散性地形成的方式，将所述脉冲激光照射至所述被加工物，由此在所述被照射区域彼此之间使所述被加工物产生劈开或者裂开，从而在所述被加工物形成用以进行分割的起点。

技术方案6的发明是根据技术方案5所述的被加工物的加工方法，其特征在于：在光路长调整步骤中，以使所述第2半脉冲光相对于所述第1半脉冲光延迟所述单位脉冲光的半值宽的1/3倍以上且2倍以下的延迟时间的方式，设定所述第2光路的光路长。

技术方案7的发明是根据技术方案6所述的被加工物的加工方法，其特征在于：进而包括调整所述第2激光的强度的强度调整步骤，在所述光路长调整步骤中，以使所述第2半脉冲光相对于所述第1半脉冲光延迟所述单位脉冲光的半值宽的1倍以上且2倍以下的延迟时间的方式，设定所述第2光路的光路长，在所述强度调整步骤中，以使所述第2激光的强度小于所述第1激光的强度的方式调整所述第2激光的强度。

技术方案8的发明是根据技术方案6所述的被加工物的加工方法，其特征在于：进而包括调整所述第2激光的焦点的焦点调整步骤，在所述光路长调整步骤中，以使所述第2半脉冲光相对于所述第1半脉冲光延迟所述单位脉冲光的半值宽的1倍以上且2倍以下的延迟时间的方式，设定所述第2光路的光路长，在所述焦点调整步骤中，以使所述第2激光的光束直径大于所述第1激光的光束直径的方式调整所述第2激光的焦点。

技术方案9的发明是根据技术方案5至8中任一项所述的加工方法，其特征在于：在所述被加工物的容易劈开或者裂开的方向上以相邻的方式形成通过不同的所述单位脉冲光所形成的至少2个被照射区域。

技术方案10的发明是根据技术方案9所述的加工方法，其特征在于：沿着所述被加工物的容易劈开或者裂开的方向形成所有之所述被照射区域。

技术方案11的发明是根据技术方案9所述的加工方法，其特征在于：在所述被加工物的不同的2个所述容易劈开或者裂开的方向上交替形成所述至少2个被照射区域。

技术方案12的发明是根据技术方案5至8中任一项所述的加工方法，其特征在于：在相对于所述被加工物的不同的2个容易劈开或者裂开的方向为等价的方向上形成所述被照射区域。

技术方案13的发明是一种对被加工物进行分割的方法，其特征在于：对通过技术方案5至12中任一项所述的方法而形成有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]

根据技术方案1至13的发明，可使因被加工物的变质而导致的加工痕的形成或被加工物的飞散等为仅限于局部的现象，另一方面可通过积极地使被加工物产生劈开或者裂开而与先前相比以极高的速度对被加工物形成分割起点。

尤其，根据技术方案2至4及6至8的发明，脉冲激光的能量利用效率提高，因此可更有效率且切实地形成分割起点。

附图说明

图1(a)至(e)是模式性地表示第1加工图案的加工形态的图。

图2是通过以第1加工图案进行的劈开/裂开加工而形成有分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。

图3是将通过第1加工图案的加工而形成有分割起点的蓝宝石C面基板沿着该分割起点分割后的从表面(C面)至剖面的SEM图像。

图4(a)至(e)是模式性地表示第2加工图案的加工形态的图。

图5是通过以第2加工图案进行的劈开/裂开加工而形成有分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。

图6是将通过第2加工图案的加工而形成有分割起点的蓝宝石c面基板沿着该分割起点分割后的从表面(C面)至剖面的SEM图像。

图7(a)、(b)是模式性地表示第3加工图案的加工形态的图。

图8是表示第3加工图案的预定加工线与被照射区域的预定形成位置的关系的图。

图9是模式性地表示延迟时间不同的情形时的实际上照射至被加工物的激光的强度分布的变化情况的图。

图10是例示延迟时间为单位脉冲光的半值宽的2倍左右但第2半脉冲光H2的峰值强度小于第1半脉冲光H1的峰值强度的情形时的激光的强度分布的图。

图11是概略性地表示本实施方式的该激光加工装置50的构成的模式图。

图12是例示光学系统5的构成的模式图。

[符号的说明]

1控制器

2控制部

3存储部

4固定片材

5光学系统

7载台

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光束扩展器

52物镜系统

53分支镜片

54合成镜片

55光路长调整机构

56焦点调整用透镜系统

C1至C3、C11a、C11b、C21至C24劈开/裂开面

CP1、CP2、CP3合成脉冲光

L预定加工线

LB激光

LB1第1激光

LB2第2激光

H1第1半脉冲光

H2第2半脉冲光

OP光路

OP1第1分支光路

OP2第2分支光路

RE、RE1至RE4、RE11至REI5、RE21至RE25被照射区域

SL激光源

UP、UP3a、UP3b单位脉冲光

具体实施方式

〈加工的原理〉

首先，对以下所示的本发明的实施方式中所实现的加工的原理进行说明。本发明中所进行的加工概略地说为如下者：一面扫描脉冲激光(以下，也简单地称作激光)一面将该脉冲激光照射至被加工物的上表面(被加工面)，由此在各个脉冲的被照射区域之间使被加工物依序产生劈开或者裂开，作为在各自上所形成的解理面或者裂开面的连续面而形成用以进行分割的起点(分割起点)。

另外，本实施方式中，裂开是指被加工物沿着解理面以外的结晶面大致规则地断裂的现象，将该结晶面称作裂开面。另外，除完全沿着结晶面的作为微观现象的劈开或裂开以外，也存在沿着大致固定的结晶方位产生作为宏观断裂的裂痕的情形。根据物质的不同，也存在仅主要产生劈开、裂开或者裂痕的任一者，以下，为避免说明的繁琐而对劈开、裂开及裂痕不加以区别地统称为劈开/裂开等。此外，有时也将上述形态的加工简单地称作劈开/裂开加工等。

下面，以被加工物为六方晶的单晶物质，且其a1轴、a2轴及a3轴的各轴方向为容易劈开/裂开的方向的情形为例进行说明。例如，C面蓝宝石基板等符合此。六方晶的a1轴、a2轴及a3轴在C面内处于相互均成120°的角度且相互对称位置。本发明的加工中，根据该些轴的方向与预定加工线的方向(预定加工方向)的关系而存在几个图案。以下，对该些图案进行说明。另外，以下，将按照各个脉冲而照射的激光称作单位脉冲光。

〈第1加工图案〉

第1加工图案是a1轴方向、a2轴方向及a3轴方向的任一者与预定加工线平行的情形的劈开/裂开加工的形态。更一般而言为容易劈开/裂开的方向与预定加工线的方向一致的情形的加工形态。

图1是模式性地表示第1加工图案的加工形态的图。图1中例示a1轴方向与预定加工线L平行的情形。图1(a)是表示该情形的a1轴方向、a2轴方向及a3轴方向与预定加工线L的方位关系的图。图1(b)表示激光的第1脉冲的单位脉冲光照射至预定加工线L端部的被照射区域RE1的状态。

一般而言，单位脉冲光的照射会对被加工物的极微小区域施加较高的能量，因此该照射会导致在被照射面的相当于单位脉冲光(激光)的被照射区域或者较被照射区域宽的范围内产生物质的变质、熔融、蒸发除去等。

然而，当将单位脉冲光的照射时间即脉宽设定得极短时，处于较激光的光点尺寸狭小的、被照射区域RE1的大致中央区域的物质自照射的激光获得运动能量而等离子化或者高温化至气体状态等而变质，进而向与被照射面垂直的方向飞散，另一方面以伴随该飞散而产生的反作用力为代表的通过单位脉冲光的照射而产生的冲击或应力作用于该被照射区域的周围，尤其作用于作为容易劈开/裂开的方向的a1轴方向、a2轴方向及a3轴方向。由此，沿着该方向在外观上保持接触状态但部分性地产生微小劈开或者裂开，或者产生内有热变形但不至于引起劈开或裂开的状态。换言之，也可说超短脉冲的单位脉冲光的照射作为用以形成朝向容易劈开/裂开的方向的俯视大致直线状的弱强度部分的驱动力发挥作用。

图1(b)中以虚线箭头模式性地表示在上述各容易劈开/裂开的方向上形成的弱强度部分中，与预定加工线L的延伸方向一致的+a1方向上的弱强度部分W1。

继而，当如图1(c)所示照射激光的第2脉冲的单位脉冲光而在预定加工线L上的从被照射区域RE1离开特定距离的位置形成被照射区域RE2时，与第1脉冲相同地，在该第2脉冲下也形成有沿着容易劈开/裂开的方向的弱强度部分。例如，在-a1方向形成有弱强度部分W2a，在+a1方向上形成有弱强度部分W2b。

但在此时间点，通过第1脉冲的单位脉冲光的照射而形成的弱强度部分W1处于弱强度部分W2a的延伸方向上。即，弱强度部分W2a的延伸方向成为可以较其他部位更小的能量产生劈开或裂开(能量吸收率高)的部位。因此，实际上，当照射第2脉冲的单位脉冲光时，此时产生的冲击或应力向容易劈开/裂开的方向及处于其前端的弱强度部分传播，大致在照射的瞬间，自弱强度部分W2a至弱强度部分W1产生彻底的劈开或者裂开。由此，形成有图1(d)所示的劈开/裂开面C1。另外，劈开/裂开面C1在被加工物的从图中观察垂直的方向上可形成至数μm至数十μm左右的深度。而且，如下所述，在劈开/裂开面C1上，作为受到较强的冲击或应力的结果而在结晶面产生滑动，且在深度方向产生起伏。

然后，当如图1(e)所示通过之后沿着预定加工线L扫描激光而对被照射区域RE1、RE2、RE3、RE4…依序照射单位脉冲光时，对应于此而依序形成劈开/裂开面C2、C3…。该形态中连续地形成劈开/裂开面者为第1加工图案的劈开/裂开加工。

如果自其他观点来看则可说，因通过照射单位脉冲光施加热能量而导致被加工物的表层部分膨胀，在被照射区域RE1、RE2、RE3、RE4…的各自的较大致中央区域而靠外侧作用有与劈开/裂开面C1、C2、C3…垂直的拉伸应力，从而推进劈开/裂开。

即，在第1加工图案中，沿着预定加工线L而离散性地存在的多个被照射区域与形成在该些多个被照射区域之间的劈开/裂开面整体上成为沿着预定加工线L对被加工物进行分割时的分割起点。在形成该分割起点之后，进行使用特定夹具或装置的分割而可以大致沿着预定加工线L的形态对被加工物进行分割。

另外，为实现该劈开/裂开加工而需要照射脉宽较短的短脉冲的激光。具体而言，需要使用脉宽为100psec以下的激光。例如，使用具有1psec至50psec左右的脉宽的激光为佳。

另一方面，单位脉冲光的照射间距(被照射光点的中心间隔)在4μm至50μm的范围内设定即可。如果照射间距大于此，则会产生容易劈开/裂开的方向的弱强度部分的形成无法进展至可形成劈开/裂开面的程度的情形，因而从切实地形成包含上述劈开/裂开面的分割起点的观点考虑欠佳。另外，从扫描速度、加工效率及产品品质的方面考虑，照射间距较大者为佳，但为更切实地形成劈开/裂开面，较为理想的是在4μm至30μm的范围内设定，更佳为4μm至15μm左右。

当前，在激光的重复频率为R(kHz)的情形时，按照1/R(msec)从激光源发出单位脉冲光。在激光相对于被加工物而相对性地以速度V(mm/sec)移动的情形时，照射间距Δ(μm)以Δ＝V/R规定。因此，激光的扫描速度V与重复频率以Δ为数μm左右的方式规定。例如，扫描速度V为50mm/sec至3000mm/sec左右，重复频率R为1kHz至200kHz，尤佳为10kHz至200kHz左右。V或R的具体值也可考虑被加工物的材质或吸收率、热传导率、熔点等而适当地设定。

激光以约1μm至10μm左右的光束直径照射为佳。该情形时，激光的照射的峰值功率密度为大致0.1TW/cm²至数10TW/cm²。

此外，激光的照射能量(脉冲能量)也可在0.1μJ至50μJ的范围内适当规定。

图2是通过以第1加工图案进行的劈开/裂开加工而形成有分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。具体而言，表示以蓝宝石C面基板作为被加工物，于其C面上进行以a1轴方向为预定加工线L的延伸方向而以7μm的间隔呈离散性地形成被照射光点的加工的结果。图2所示的结果暗示实际上的被加工物以上述机制进行加工。

此外，图3是将通过第1加工图案的加工而形成有分割起点的蓝宝石C面基板沿着该分割起点分割后的从表面(C面)至剖面的SEM(scanningelectronmicroscope，扫描电子显微镜)图像。另外，图3中，以虚线表示表面与剖面的边界部分。

图3中观察到的在从该表面起10μm左右的范围内大致等间隔地存在的、从被加工物的表面向内部具有长度方向的细长的三角形状或者针状区域为通过单位脉冲光的照射而直接产生变质或飞散除去等现象的区域(以下称作直接变质区域)。而且，观察到存在于该些直接变质区域之间的、在从图中观察左右方向上具有长度方向的条纹状部分以亚微米间距在从图中观察上下方向连续有数个的区域为劈开/裂开面。较该些直接变质区域及劈开/裂开面更靠下方为通过分割而形成的分割面。

形成有劈开/裂开面的区域不为受到激光的照射的区域，因此在该第1加工图案的加工中，仅呈离散性地形成的直接变质区域成为加工痕。而且，直接变质区域在被加工面上的尺寸只不过为数百nm至1μm左右。即，通过以第1加工图案进行加工，与先前相比可实现分割起点的形成而又较好地抑制加工痕的形成。

另外，SEM图像中作为条纹状部分而观察到者，实际上为形成在劈开/裂开面上的具有0.1μm至1μm左右的高低差的微小凹凸。该凹凸是在以如蓝宝石般的硬脆性的无机化合物为对象进行劈开/裂开时，因通过单位脉冲光的照射而对被加工物作用较强的冲击或应力所导致在特定结晶面产生滑动所形成者。

虽然存在该微细凹凸，但根据图3判断出表面与剖面以波纹线部分为边界大致正交，因此可说只要微细凹凸在作为加工误差而容许的范围内，且通过第1加工图案形成分割起点，并沿着该分割起点对被加工物进行分割，则可相对于其表面而大致垂直地分割被加工物。

另外，如下所述，也存在积极地形成该微细凹凸为佳的情形时。例如，有时也可通过第1加工图案的加工，而在某种程度上实现通过下述的第2加工图案的加工而显着获得的光射出效率的提高的效果。

〈第2加工图案〉

第2加工图案1是a1轴方向、a2轴方向及a3轴方向均与预定加工线垂直的情形的劈开/裂开加工的形态。另外，在第2加工图案中所使用的激光的条件与第1加工图案相同。更一般而言为相对于不同的2个容易劈开/裂开的方向为等价的方向(成为2个容易劈开/裂开的方向的对称轴的方向)成为预定加工线的方向的情形的加工形态。

图4是模式性地表示第2加工图案的加工形态的图。图4中例示a1轴方向与预定加工线L正交的情形。图4(a)是表示该情形的a1轴方向、a2轴方向及a3轴方向与预定加工线L的方位关系的图。图4(b)表示激光的第1脉冲的单位脉冲光照射至预定加工线L端部的被照射区域RE11的状态。

在第2加工图案的情形时，也与第1加工图案相同地通过照射超短脉冲的单位脉冲光而形成弱强度部分。图4(b)中，以虚线箭头模式性地表示形成在上述各容易劈开/裂开的方向上的弱强度部分中，与预定加工线L的延伸方向接近的-a2方向及+a3方向上的弱强度部分W11a、W12a。

而且，如图4(c)所示，当照射激光的第2脉冲的单位脉冲光而在预定加工线L上的从被照射区域RE11离开特定距离的位置形成被照射区域RE12时，与第1脉冲相同地，在该第2脉冲下也形成有沿着容易劈开/裂开的方向的弱强度部分。例如，在-a3方向形成弱强度部分W11b，在+a2方向形成弱强度部分W12b，在+a3方向形成弱强度部分W11c，在-a2方向形成弱强度部分W12c。

该情形时，也与第1加工图案的情形相同地，通过第1脉冲的单位脉冲光的照射而形成的弱强度部分W11a、W12a分别处于弱强度部分W11b、W12b的延伸方向，因此实际上当进行第2脉冲的单位脉冲光的照射时，此时产生的冲击或应力会向容易劈开/裂开的方向及位于其前端的弱强度部分传播。即，如图4(d)所示，形成劈开/裂开面C11a、C11b。另外，该情形时，劈开/裂开面C11a、C11b也可在被加工物的从图中观察垂直方向上形成至数μm至数十μm左右的深度。

继而，当如图4(e)所示沿着预定加工线L扫描激光而对被照射区域RE11、RE12、RE13、RE14…依序照射单位脉冲光时，通过该照射时所产生的冲击或应力而沿着预定加工线L依序形成从图中观察直线状的劈开/裂开面C11a及C11b、C12a及C12b、C13a及C13b、C14a及C14b…。

其结果，实现劈开/裂开面相对于预定加工线L而位于对称位置的状态。第2加工图案中，沿着预定加工线L呈离散性地存在的多个被照射区域，与该些交错状地存在的劈开/裂开面整体上成为沿着预定加工线L对被加工物进行分割时的分割起点。

图5是通过第2加工图案的劈开/裂开加工而形成有分割起点的被加工物的表面的光学显微镜图像。具体而言，表示以蓝宝石C面基板作为被加工物，在其C面上进行以与a1轴方向正交的方向为预定加工线L的延伸方向且以7μm间隔呈离散性地形成被照射光点的加工的结果。根据图5，在实际的被加工物中，也与图4(e)中模式性地所示者相同地确认出从正面观察交错状(锯齿状)的劈开/裂开面。其结果暗示实际的被加工物是以上述机制进行加工。

此外，图6为将通过第2加工图案的加工而形成有分割起点的蓝宝石C面基板沿着该分割起点进行分割之后的从表面(C面)至剖面的SEM图像。另外，图6中以虚线表示表面与剖面的边界部分。

根据图6，在分割后的被加工物的剖面的从表面起10μm左右的范围内，确认出被加工物的剖面具有与图4(e)中模式性地表示的交错状配置对应的凹凸。形成该凹凸者为劈开/裂开面。另外，图6中的凹凸的间距为5μm左右。与第1加工图案的加工情形相同地，劈开/裂开面不平坦，伴随因单位脉冲光的照射所导致在特定结晶面产生滑动而产生亚微米间距的凹凸。

此外，与该凹凸的凸部位置对应而从表面部分向深度方向延伸者为直接变质区域的剖面。与通过图3所示的第1加工图案的加工而形成的直接变质区域相比，该形状不均匀。而且，较该些直接变质区域及劈开/裂开面而更靠下方者为通过分割而形成的分割面。

在第2加工图案的情形时，也仅呈离散性地形成的直接变质区域成为加工痕的方面与第1加工图案相同。而且，直接变质区域在被加工面中的尺寸只不过为数百nm至2μm左右。即，在以第2加工图案进行加工的情形时，也可实现加工痕的形成好于先前的分割起点的形成。

在第2加工图案的加工的情形时，除形成在劈开/裂开面的亚微米间距的凹凸以外，相邻的劈开/裂开面彼此以数μm左右的间距凹凸形成。形成具有该凹凸形状的剖面的形态在如下情形较为有效，即，将在包含蓝宝石等硬脆性且光学性透明的材料的基板上形成LED结构等发光元件结构的被加工物，按芯片(分割原片)单位进行分割。在发光元件的情形时，当在通过激光加工而形成在基板上的加工痕的部位吸收在发光元件内部产生的光时，来自元件的光的射出效率降低，但在有意图地通过进行第1加工图案的加工而在基板的加工剖面形成该图6所示的凹凸的情形时，在该位置的总反射率降低，在发光元件实现更高的光射出效率。

〈第3加工图案〉

第3加工图案在使用超短脉冲的激光的方面，及a1轴方向、a2轴方向及a3轴方向均与预定加工线垂直(相对于不同的2个容易劈开/裂开的方向为等价的方向成为预定加工线的方向)的方面与第2加工图案相同，但激光的照射形态不同于第2加工图案。

图7是模式性地表示第3加工图案的加工形态的图。图7中例示a1轴方向与预定加工线L正交的情形。图7(a)是表示该情形的a1轴方向、a2轴方向及a3轴方向与预定加工线L的方位关系的图。

上述的第2加工图案中，在与图7(a)所示者相同的方位关系下，沿着预定加工线L的延伸方向即a2轴方向与a3轴方向的正中间方向(相对于a2轴方向与a3轴方向为等价的方向)呈直线性地扫描激光。第3加工图案中，代替此，如图7(b)所示，以使各个被照射区域以交替地沿着夹持预定加工线L的2个容易劈开/裂开的方向的形态呈交错状(锯齿状)地形成的方式，照射形成各个被照射区域的单位脉冲光。如果为图7的情形时，则交替地沿着-a2方向与+a3方向而形成被照射区域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25…。

在以该形态照射单位脉冲光的情形时，与第1加工图案及第2加工图案相同地，也伴随各个单位脉冲光的照射而在被照射区域之间形成劈开/裂开面。如果为图7(b)所示的情形，则通过依序形成被照射区域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25…，而依序形成劈开/裂开面C21、C22、C23、C24…。

其结果，在第3加工图案中，在以预定加工线L为轴的交错状的配置中呈离散性地存在的多个被照射区域，与形成在各个被照射区域之间的劈开/裂开面，整体上成为沿着预定加工线L对被加工物进行分割时的分割起点。

而且，在实际上沿着该分割起点进行分割的情形时，与第2加工图案相同的，在分割后的被加工物的剖面的从表面起10μm左右的范围内，形成有由劈开/裂开面所引起的数μm间距的凹凸。而且，在各个劈开/裂开面，与第1加工图案及第2加工图案的情形相同地，伴随因单位脉冲光的照射所导致在特定结晶面产生滑动而产生亚微米间距的凹凸。此外，直接变质区域的形成形态也与第2加工图案相同。即，在第3加工图案中，加工痕的形成也被抑制在与第2加工图案为同程度。

因此，在该第3加工图案的加工情形时，也与第2图案的加工相同地，除形成在劈开/裂开面的亚微米间距的凹凸以外，通过劈开/裂开面彼此而形成数μm左右的间距的凹凸，因此在以发光元件为对象进行第3加工图案的加工的情形时，所获得的发光元件从上述的光射出效率的提高的观点考虑更佳。

另外，根据被加工物的种类，为更切实地产生劈开/裂开，也可在均为预定加工线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与被照射区域RE25的中点…形成被照射区域。

且说，第3加工图案中的被照射区域的配置位置呈部分性地沿着容易劈开/裂开的方向。在如上所述也在预定加工线L上的中点位置形成被照射区域的情形时也相同。即，第3加工图案在被加工物的容易劈开/裂开的方向上相邻形成至少2个被照射区域的方面可设为与第1加工图案共通。因此，换言之，第3加工图案也可视作一面使扫描激光的方向周期性地不一致一面进行第1加工图案的加工。

此外，在第1加工图案及第2加工图案的情形时，被照射区域位于一直线上，因此每次在使激光的出射源沿着预定加工线在一直线上移动而到达特定形成对象位置时照射单位脉冲光而形成被照射区域即可，该形成形态最有效率。然而，在第3加工图案的情形时，不是在一直线上而是呈交错状(锯齿状)地形成被照射区域，因此不仅可用使激光的出射源实际上呈交错状(锯齿状)地移动的方法，也可用各种方法形成被照射区域。另外，本实施方式中，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形，也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台移动)的形态。

例如，通过一面使出射源与载台呈与预定加工线平行地以等速相对移动，一面使激光的出射方向在与预定加工线垂直的面内呈周期性地变化等，也可以满足上述的交错状配置关系的形态形成被照射区域。

或者，通过一面使多个出射源平行地以等速相对移动，一面使来自各个出射源的单位脉冲光的照射时序呈周期性地变化，也可以满足上述的交错状配置关系的形态形成被照射区域。

图8是表示该些2个情形的预定加工线与被照射区域的预定形成位置的关系的图。在任一情形时，均可视作如图8所示，宛如将被照射区域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25…的预定形成位置P21、P22、P23、P24、P25…交替设定在与预定加工线L平行的直线Lα、Lβ上，同时并行地进行在沿着直线Lα的预定形成位置的P21、P23、P25…的被照射区域的形成，与在沿着直线Lβ的预定形成位置P22、P24…的被照射区域的形成。

另外，在使出射源交错状(锯齿状)地移动的情形时，使激光的出射源直接移动，或通过使载置有被加工物的载台移动而使激光相对性地扫描，出射源或者载台的移动为二轴同时动作。相对于此，仅使出射源或者载台与预定加工线平行地移动的动作为单轴动作。因此，在实现出射源的高速移动即加工效率的提高的方面，后者更佳。

如以上的各加工图案所示，在本实施方式中进行的劈开/裂开加工，为将单位脉冲光的离散性的照射主要用作赋予用以在被加工物上产生连续的劈开/裂开的冲击或应力的机构的加工形态。被照射区域中的被加工物的变质(加工痕的形成)或飞散等终归只不过是附带性地在局部产生者。具有该特征的本实施方式的劈开/裂开加工的机制，在本质上不同于通过一面使单位脉冲光的照射区域交叠一面连续性地或者断续性地产生变质、熔融、蒸发除去而进行加工的先前的加工方法。

而且，对各个被照射区域瞬间性地施加较强的冲击或应力即可，因此可使激光一面以高速扫描一面进行照射。具体而言，可实现最大为1000mm/sec的极高速的扫描即高速加工。鉴于先前的加工方法的加工速度最大为200mm/sec左右，该差异较为显着。当然，可说本实施方式中所实现的加工方法与先前的加工方法相比显着地提高生产率。

另外，本实施方式中的劈开/裂开加工，在如上述的各加工图案般被加工物的结晶方位(容易劈开/裂开的方向的方位)与预定加工线处于特定关系的情形时尤为有效，但适用对象并不限定于该些，在原理上也可适用于两者处于任意关系的情形或被加工物为多结晶体的情形。在该些情形时，相对于预定加工线而产生劈开/裂开的方向未必固定，因此虽会在分割起点产生不规则的凹凸，但通过适当地设定被照射区域的间隔、及以脉宽为代表的激光的照射条件，可进行该凹凸停留在加工误差的容许范围内的在实用上不存在问题的加工。

〈分离光束能量利用效率的向上〉

本实施方式的劈开/裂开加工，为如上述般通过以4μm至50μm左右的间隔呈离散性地照射具有100psec以下的脉宽的单位脉冲光而在各个被照射区域的中心部分产生物质的变质、熔融、蒸发除去等，从而使劈开/裂开进展至被照射区域间的方法。因此，无须在被照射区域进行超过必要的加工，当然需要使劈开/裂开从被照射区域相对于容易劈开/裂开的方向切实地进展。

例如，在照射峰值功率密度较大且脉宽较小的单位脉冲光的情形时，施加至被照射区域的能量过剩而导致对被照射区域造成超过必要的伤害，另一方面会引起劈开/裂开无法较佳地进展。其原因在于，照射的单位脉冲光的能量未充分地用于劈开/裂开的进展。更详细而言，可认为在从电子系统的能量吸收向因该能量所引起的分子系统的振动的迁移中需要10psec左右的时间。因此，为使照射的单位脉冲光的能量更多地用于劈开/裂开的进展，可说一面将峰值功率密度抑制在形成有弱强度部分的最低限度一面将增大脉宽的单位脉冲光照射至被加工物的形态为佳。该情形时，激光的能量利用效率提高。

本实施方式中，通过如下方式实现该能量利用效率的提高：将各个单位脉冲光在光学上暂时分为两个部分，通过使两者的光路长不同而使一者相对于另一者稍微(最多10nsec左右)延迟，并且照射至被加工物上的实质上相同的被照射区域。将该形态的加工称作分离光束加工。以下，具体地进行说明。

图9是模式性地表示延迟时间不同的情形时的实际上照射至被加工物的激光的强度分布(光束强度的时间变化)的变化的情况的图。具体而言，考虑如图9(a)所示，将峰值强度(峰值功率密度)I且半值宽ω的单位脉冲光UP分为分布均等的2个第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2，通过使两者的光路长不同而使第2半脉冲光H2相对于第1半脉冲光H1为延迟的情形。将延迟时间设为D。

首先，在例如图9(b)所示的延迟时间D为单位脉冲光UP的半值宽ω(数psec至数十psec左右)的1/3左右的情形(D＝ω/3的情形)般延迟时间D比较小的情形时，在时间上交叠而照射第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2，在外观上两者的合成脉冲光CP1作为峰值强度I1且半值宽ω1的单一单位脉冲光而透过。然而，通过相对于第1半脉冲光H1为延迟照射第2半脉冲光H2，而使第2半脉冲光H2照射至照射第1半脉冲光H1引起物质产生变质进而开始产生劈开/裂开的能量吸收效率较高状态(等离子状态或高温状态)的被照射区域。此时，第2半脉冲光H2的能量主要用于劈开/裂开的进展。

当然，随着增大延迟时间D，第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2的时间上的交叠变少。但如图9(c)所示，如果为延迟时间D是与单位脉冲光UP的半值宽ω同程度的情形时(D＝ω的情形时)，第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2的合成脉冲光CP2具有较合成脉冲光CP1的峰值强度I1更小的峰值强度I2的2个峰值。然而，在第2半脉冲光H2照射至照射第1半脉冲光H1而成为能量吸收效率较高的状态的被照射区域的方面，与照射合成脉冲光CP1的情形相同。另外，合成脉冲光CP2整体上可视作半值宽ω2(>ω1)的单位脉冲光。

在使延迟时间D较ω更大而如图9(d)所示为单位脉冲光UP的半值宽ω的2倍左右的情形时(D＝2ω的情形时)，第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2几乎不存在交叠，合成脉冲光CP3(名称上如此称呼)，实质上只不过为以延迟时间D依序照射相当于第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2(即峰值强度13大致为P/2)的2个个别的单位脉冲光UP3a、UP3b。

然而，该情形时的延迟时间D即便增大也最多为100psec左右，因此在通过照射单位脉冲光UP3a而产生的能量吸收效率较高的状态未消失的期间照射单位脉冲光UP3b。因此，单位脉冲光UP3b的能量用于劈开/裂开面的进展。即，该情形时，也和实质上交叠于第1半脉冲光H7与第2半脉冲光H2的情形相同地，可有效率地利用从光源出射的单位脉冲光UP的能量。

另外，本发明的发明者确认出如果延迟时间D为大致10nsec的范围，则可获得提高上述的单位脉冲光UP的能量利用效率的效果。可认为其原因在于，维持通过单位脉冲光UP3a的照射而实现的能量吸收效率较高的状态的时间最多为10nsec左右。此外，在延迟时间D低于ω/3的情形时，无法充分获得使第2半脉冲光H2延迟的效果，被加工物10易于受到过多的伤害，因而欠佳。

根据以上内容，如果以作为10nsec以下的范围内的值规定延迟时间D的方式设定第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2的光路长差，则即便在从光源出射的单位脉冲光具有会对被照射区域造成过多伤害的程度的峰值功率密度的情形时，也可使实际上照射至被加工物的单位脉冲光的峰值强度降低，且可实质上使照射时间增大，从而可针对各个单位脉冲光提高用于劈开/裂开的进展的能量的比率。具体而言，可将延迟照射的第2半脉冲光H2的能量主要用于劈开/裂开的进展。即，如果以延迟时间D满足该范围的方式设定第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2的光路长差而进行分离光束加工，则可实现进一步提高能量利用效率的劈开/裂开加工。由此，可更有效率地且切实地对被加工物10形成分割起点。

且说，至此为止说明的分离光束加工是一面使第2半脉冲光H2较第1半脉冲光H1而在时间上延迟，一面使两者照射至实质上相同的被照射区域，但另一方面，本实施方式中如上所述，一面以50mm/sec至3000mm/sec左右的扫描速度相对性地扫描激光一面进行加工。乍一看两者似自相矛盾。其原因在于，在照射第1半脉冲光H1之后至照射第2半脉冲光H2为止之期间，激光与被加工物10也相对移动，因此各个半脉冲光的被照射区域的形成位置应有不同。然而，即便设定例如激光的扫描速度为3000mm/sec(＝3m/sec)且延迟时间D为10nsec的、第1半脉冲光H1的照射位置与第2半脉冲光H2的照射位置最为偏离的情形时，两位置的计算上的偏离也只不过为30nm。另一方面，激光的光束直径为约1μm至10μm左右，或在劈开/裂开加工时形成在被加工物10上的被照射区域彼此的间隔为4μm至50μm。30nm的值为该些的约1/100至1/1000左右，可视作充分处于误差范围内。因此在进行加工时即便第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2照射至实质上相同的被照射区域也无妨。

此外，分离光束加工在进行上述第1加工图案至第3加工图案的任一者的加工的情形时均可执行。

另外，至此为止的说明中，以第1半脉冲光H1与第2半脉冲光H2具有均等分布的情况为前提进行说明，但此非必需的形态。图10是例示延迟时间为单位脉冲光的半值宽的2倍左右但第2半脉冲光H2的峰值强度小于第1半脉冲光H1的峰值强度的情形的激光的强度分布的图。在使用该形态的激光进行分离光束加工的情形时，也可实现有效率的劈开/裂开加工。

在该情形时，也可通过使第2半脉冲光H2的光束直径或扩散角不同于第1半脉冲光H1，而使照射至被加工物时的第2半脉冲光H2的照射光点直径大于第1半脉冲光H1的照射光点直径。该情形时，第2半脉冲光H2的半值宽大于第1半脉冲光H1的半值宽，因此可进一步延迟照射时间。

〈激光加工装置的概要〉

下面，对可实现上述各种加工图案的加工的激光加工装置进行说明。

图11是概略性地表示本实施方式的激光加工装置50的构成的模式图。激光加工装置50主要包括：激光照射部50A；观察部50B；载台7，其包含例如石英等透明构件，且在其上载置被加工物10；及控制器1，其控制激光加工装置50的各种动作(观察动作、对准动作、加工动作等)。激光照射部50A包括激光源SL与光学系统5，其为对载置在载台7上的被加工物10照射激光的部位，相当于上述的激光的出射源。观察部50B为进行正面观察与背面观察的部位，该正面观察为从照射激光的侧(将其称作正面或被加工面)直接观察该被加工物10，该背面观察为从载置在载台7的侧(将其称作背面或载置面)经由该载台7观察该被加工物10。

载台7设为可通过移动机构7m而在激光照射部50A与观察部50B之间沿水平方向移动。移动机构7m借助未图示的驱动机构的作用而使载台7在水平面内沿特定的XY2轴方向移动。由此，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、或激光照射部50A与观察部50B之间的载台7的移动等。另外，移动机构7m的以特定旋转轴为中心的水平面内的旋转(θ旋转)动作也可与水平驱动独立地进行。

此外，在激光加工装置50中，可进行适当地切换正面观察与背面观察。由此，可灵活且迅速地进行与被加工物10的材质或状态对应的最佳的观察。

载台7由石英等透明构件形成，在其内部设置有成为用以吸附固定被加工物10的进气通路的未图示的抽吸用配管。抽吸用配管通过例如利用机械加工对载台7的特定位置进行削孔而设置。

在将被加工物10载置在载台7上的状态下，通过例如抽吸泵等抽吸机构11对抽吸用配管进行抽吸，而对设置在抽吸用配管的载台7载置面侧的前端的抽吸孔施加负压，由此使被加工物10(及固定片材4)固定在载台7。另外，图11中例示作为加工对象的被加工物10贴附在固定片材4的情形，但较佳为，在固定片材4的外缘部配置用以固定该固定片材4的未图示的固定环。

〈照明系统及观察系统〉

以如下方式构成：一面对载置在载台7上的被加工物10从载台7的上方重叠性地进行来自落射照明光源S1的落射照明光L1的照射与来自斜光照明光源S2的斜光透过照明光L2的照射，一面可以观察部50B的载台7的上方侧的正面观察机构6进行正面观察，及以载台7的下方侧的背面观察机构16进行背面观察。

具体而言，从落射照明光源S1发出的落射照明光L1在设置在省略图示的镜筒内的半镜片9反射并照射至被加工物10。此外，观察部50B包括正面观察机构6，该正面观察机构6包含设置在半镜片9上方(镜筒上方)的CCD(chargecoupleddevice，电荷耦合器件)相机6a及与该CCD相机6a连接的监视器6b，可在使落射照明光L1照射的状态下即时地进行被加工物10的明场像的观察。

此外，在观察部50B中包括背面观察机构16，该背面观察机构16包括设置在载台7下方，更佳为设置在后述的半镜片19下方(镜筒下方)的CCD相机16a及与该CCD相机16a连接的监视器16b。另外，监视器16b与正面观察机构6所具有的监视器6b也可为共通者。

此外，从位于载台7下方的同轴照明光源S3发出的同轴照明光L3，也可在设置在省略图示的镜筒内的半镜片19反射并在聚光透镜18聚光，且经由载台7照射至被加工物10。更佳为在载台7下方具有斜光照明光源S4，也可将斜光照明光L4经由载台7照射至被加工物10。该些同轴照明光源S3或斜光照明光源S4可较佳地用于在例如被加工物10的表面侧具有不透明金属层等导致自表面侧的观察难以产生来自该金属层的反射的情形等从背面侧观察被加工物10时。

〈激光源〉

作为激光源SL，使用波长500nm至1600nm者。此外，为实现利用上述的加工图案的加工，激光LB的脉宽需要为1psec至50psec左右。此外，较佳为，重复频率R为10kHz至200kHz左右，激光的照射能量(脉冲能量)为0.1μJ至50μJ左右。

另外，从激光源SL出射的激光LB的偏光状态为圆偏光或直线偏光均可。但在直线偏光的情形时，从结晶性被加工材料中的加工剖面的弯曲与能量吸收率的观点考虑，较佳为设为偏光方向与扫描方向大致平行，例如两者所成的角度处于±1°以内。

〈光学系统〉

光学系统5为设定激光照射至被加工物10时的光路的部位。依照通过光学系统5设定的光路而对被加工物的特定照射位置(被照射区域的预定形成位置)照射激光。

图12是例示光学系统5的构成的模式图。光学系统5主要包括光束扩展器51、物镜系统52、分支镜片53及合成镜片54。此外，也可在光学系统5中的适当位置设置适当个数的镜片5a以变换激光LB的光路的方向。图12中例示设置有4个镜片5a的情形。

此外，在出射光为直线偏光的情形时，较佳为光学系统5包括衰减器5b。衰减器5b配置在激光LB的光路上的适当位置，起到对出射的激光LB的强度进行调整的作用。

如图12所例示，光学系统5中，在从激光源SL发出的激光LB的光路OP上配置有均为半镜片的分支镜片53及合成镜片54。光路OP通过分支镜片53而分支为第1分支光路OP1与第2分支光路OP2，第1分支光路OP1与第2分支光路OP2在合成镜片54合流而再次成为一个光路OP。由此，从激光源SL出射的激光LB通过分支镜片53而分离为在第1分支光路OP1中前进的第1激光LB1与在第2分支光路OP2中前进的第2激光LB2。该情形时，第1半脉冲光H1相当于第1激光LB1的单位脉冲光，第2半脉冲光H2相当于第2激光LB2的单位脉冲光。

此外，在第2分支光路OP2上配置有光路长调整机构55。光路长调整机构55包含使在第2分支光路OP2上前进的第2激光LB2向合成镜片54反射的多个镜片群。而且，光路长调整机构55如箭头AR1所示以如下方式构成，通过可在第2分支光路OP2的延伸方向上改变其位置，而可自如地调整第2激光LB2的反射位置。通过以该形态调整第2激光LB2的反射位置，可任意地设定在第2分支光路OP2中前进的第2激光LB2的光路长。

通过光路长调整机构55而将第2分支光路OP2的光路长设定得长于第1分支光路OP1的光路长，由此在较第1分支光路OP1与第2分支光路OP2合流的合成镜片54更靠下游侧的光路OP中，第2激光LB2相对于第1激光LB1为延迟。因此，激光加工装置50中，通过光路长调整机构55而适当地设定第1分支光路OP1与第2分支光路OP2的光路长差，上述的分离光束加工可以任意的延迟时间D进行。

另外，如果设光路长差为ΔL，则延迟时间D与光路长差的关系可使用光的速度c表示为ΔL＝cD。在例如D＝10psec的情形时，设为c＝3×10⁸m/sec，ΔL＝3mm。

此外，在第2分支光路OP2上设置有焦点调整用透镜系统56。通过适当地设定该焦点调整用透镜系统56，可使第2激光LB2的单位脉冲光即第2半脉冲光H2的光束直径或扩散角不同于第2激光LB2的单位脉冲光即第1半脉冲光H1。由此，使照射至被加工物时的第2半脉冲光H2的照射光点直径大于第1半脉冲光H1的照射光点直径的状态下的分离光束加工成为可能。

此外，通过适当地调整第1分支光路OP1所具有的衰减器5b或者第2分支光路OP2所具有的衰减器5b，可使第2激光LB2的强度小于第1激光LB1的强度，从而也可进行图10所示的分布下的分离光束加工。

且说，通过准备不同的2个激光源，并使各个激光的出射时序延迟而进行上述的分离光束加工的形态乍一看有可能，但实际上，在使被照射区域呈离散性地形成的条件下，难以高精度地以psec级或者nsec级控制来自2个激光源的出射时序的延迟，因而不现实。

另外，图12中例示从物镜系统52至被加工物10的激光LB的光路为固定的情形。也可将合成镜片54以下的光路OP在实际上或者假设性地设定多个，并且通过未图示的光路设定机构而将激光LB的各个单位脉冲光照射至被加工物时的光路在设定的多个光路中依序切换地构成。该情形时，实现在被加工物10的上表面的多个部位同时并行地进行扫描的状态，或者假设性地视作如此的状态。换言之，可说此使激光LB的光路变多。

〈控制器〉

控制器1进而包括：控制部2，其控制上述各部分的动作而实现被加工物10的加工处理；及存储部3，其存储控制激光加工装置50的动作的程序3p或加工处理时所参照的各种数据。

控制部2通过例如个人电脑或微电脑等常用的电脑实现，通过存储在存储部3中的程序3p被读入至该电脑并加以执行，而使各种构成要素作为控制部2的功能性构成要素而加以实现。

具体而言，控制部2主要包括：驱动控制部21，其控制移动机构7m对载台7的驱动或聚光透镜18的聚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，其控制CCD相机6a及16a的摄像；照射控制部23，其控制来自激光源SL的激光LB的照射及光学系统5中的光路的设定形态；吸附控制部24，其控制通过抽吸机构11向载台7吸附固定被加工物10的动作；及加工处理部25，其依照所提供的加工位置数据D1(后述)及加工模式设定数据D2(后述)而对加工对象位置执行加工处理。

存储部3通过ROM(read-onlymemory，只读存储器)或RAM(random-accessmemory，随机存取存储器)及硬盘等存储媒体而实现。另外，存储部3也可为通过实现控制都2的电脑的构成要素而实现的形态，在为硬盘的情形时等，也可为与该电脑分开设置的形态。

记述有对被加工物10设定的预定加工线的位置的加工位置数据D1从外部提供并存储在存储部3中。此外，存储部3中预先存储有按照加工模式而记述有激光的各个参数的条件、光学系统5中的光路的设定条件或载台7的驱动条件(或者该些的可设定范围)等的加工模式设定数据D2。

另外，操作人员对激光加工装置50提供的各种输入指示，较佳为利用在控制器1中实现的GUI(graphicaluserinterface，图形用户界面)而实现。例如，借助加工处理部25的作用而以GUI提供加工处理用菜单。操作人员基于该加工处理用菜单而进行后述的加工模式的选择或加工条件的输入等。

〈对准动作〉

激光加工装置50中，在加工处理之前，可在观察部50B中进行微调被加工物10的配置位置的对准动作。对准动作是为使被加工物10中所规定的XY坐标轴与载台7的坐标轴一致而进行的处理。在进行上述的加工图案的加工的情形时，该对准处理在使被加工物的结晶方位、预定加工线及激光的扫描方向满足各加工图案中所需的特定关系的方面较为重要。

对准动作可应用周知技术执行，只要根据加工图案而以适当的形态进行即可。例如，如果为对使用1个母基板制作的数个器件芯片进行切割的情形时等在被加工物10表面形成重复图案的情形时，则可通过使用图案匹配等方法实现适当的对准动作。该情形时，概略性地说，则CCD相机6a或者16a获取形成在被加工物10上的多个对准用标记的拍摄图像，加工处理部25基于该些拍摄图像的拍摄位置的相对性关系而指定对准量，且驱动控制部21根据该对准量而通过移动机构7m使载台7移动，由此实现对准。

通过进行该对准动作，可正确地指定加工处理中的加工位置。另外，在对准动作结束后，载置有被加工物10的载台7向激光照射部50A移动，继而进行藉由照射激光LB的加工处理。另外，载台7从观察部50B向激光照射部50A的移动以在对准动作时设定的预定加工位置与实际上的加工位置不偏离的方式被保证。

〈加工处理的概略〉

下面，对本实施方式的该激光加工装置50的加工处理进行说明。在激光加工装置50中，通过组合进行从激光源SL发出并经过光学系统5的激光LB的照射与载置固定有被加工物10的载台7的移动，可一面使经过光学系统5的激光LB相对于被加工物10相对性扫描一面进行被加工物10的加工。具体而言，可以上述的第1加工图案至第3加工图案进行劈开/裂开加工。

在以第1加工图案进行加工的情形时，至于预定加工线L与容易劈开/裂开的方向平行地设定的被加工物10，以使该容易劈开/裂开的方向与载台7的移动方向一致的方式对被加工物10进行对准，并且通过激光LB而在被加工物10的预定加工线L上扫描。

在以第2加工图案进行加工的情形时，至于预定加工线L与容易劈开/裂开的方向垂直地设定的被加工物10，以使该容易劈开/裂开的方向与载台7的移动方向正交的方式对被加工物10进行对准，并且通过激光LB在被加工物10的预定加工线L上扫描。

在以第3加工图案进行加工的情形时，以使预定加工线L相对于2个劈开/裂开方向而成为对等位置的方式对被加工物10进行对准，并且以在各个劈开/裂开方向上交替地进行激光LB的扫描的方式交替地使载台7的移动方向不同即可。

或者，在以第3加工模式进行加工的情形时，也可沿着图8所示的与预定加工线L平行的直线Lα、Lβ或者进而沿着预定加工线L自身，实体性地或者假设性地使多个激光扫描。另外，假设性地使多个激光扫描是指实际上以1个光路照射激光但该光路呈时间性地变化，由此实现与以多个光路照射激光的情形相同的扫描形态。

此外，即便在任一加工图案的情形时，也可通过适当地设定光路长差ΔL而将延迟时间D设定为脉宽的2倍左右以下的值，从而可较佳地进行分离光束加工。

Claims (8)

1.一种被加工物分割用的激光加工装置，其特征在于包括：

光源，其发出脉冲激光；及

载台，其载置被加工物；且

所述脉冲激光是脉宽为psec级的超短脉冲光，

从所述光源至所述载台的所述脉冲激光的光路以在中途呈部分性地分支为第1光路与第2光路，其后进行合流的方式设置，

进而包括光路长调整机构，其可改变所述第2光路的光路长，

在定义为从所述光源出射的所述脉冲激光分支为在所述第1光路中前进的第1激光与在所述第2光路中前进的第2激光，且所述脉冲激光的单位脉冲光分支为所述第1激光的单位脉冲光即第1半脉冲光与所述第2激光的单位脉冲光即第2半脉冲光时，所述光路长调整机构以在合流后的所述光路中使所述第2半脉冲光较自相同的上述单位脉冲光所分支的所述第1半脉冲光延迟所述单位脉冲光的半值宽的1/3倍以上且10nsec以下的延迟时间的方式设定所述第2光路的光路长，

在将所述被加工物载置在所述载台的状态下，通过一面使所述载台移动一面将所述脉冲激光照射至所述被加工物，而使一所述单位脉冲光的所述第1半脉冲光与所述第2半脉冲光的被照射区域在所述被加工物的被加工面上实质上相同，并且在所述被加工物的被加工面上离散性地形成针对各个所述单位脉冲光的所述被照射区域，

通过于所述被照射区域彼此之间使上述被加工物产生劈开或者裂开，从而在所述被加工物形成用以进行分割的起点。

2.一种被加工物的加工方法，其特征在于，其是用以在被加工物形成分割起点的加工方法，且包括：

光路设定步骤，将从出射脉宽为psec级的超短脉冲光的脉冲激光的光源至载置被加工物的载台的光路设定为在中途呈部分性地分支为第1光路与第2光路，其后进行合流；

光路长调整步骤，在定义为从所述光源出射的所述脉冲激光分支为在所述第1光路中前进的第1激光与在所述第2光路中前进的第2激光，且所述脉冲激光的单位脉冲光分支为所述第1激光的单位脉冲光即第1半脉冲光与所述第2激光的单位脉冲光即第2半脉冲光时，以使所述第2半脉冲光较自相同的上述单位脉冲光所分支的所述第1半脉冲光延迟所述单位脉冲光的半值宽的1/3倍以上且10nsec以下的延迟时间的方式设定所述第2光路的光路长；

载置步骤，将所述被加工物载置在所述载台上；及

照射步骤，以使一所述单位脉冲光的所述第1半脉冲光与所述第2半脉冲光的被照射区域实质上相同，且针对各个所述单位脉冲光的所述被照射区域在所述被加工物的被加工面上呈离散性地形成的方式，将所述脉冲激光照射至所述被加工物，由此在所述被照射区域彼此之间使所述被加工物产生劈开或者裂开，从而在所述被加工物形成用以进行分割的起点。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于：在所述被加工物的容易劈开或者裂开的方向上以相邻的方式形成通过不同的所述单位脉冲光所形成的至少2个被照射区域。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于：

沿着所述被加工物的容易劈开或者裂开的方向形成所有之所述被照射区域。

5.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于：在所述被加工物的不同的2个所述容易劈开或者裂开的方向上交替形成所述至少2个被照射区域。

6.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于：在所述被加工物的不同的2个容易劈开或者裂开的方向的对称轴的方向上形成所述被照射区域。

7.一种被加工物的分割方法，其特征在于：其是对被加工物进行分割的方法，对通过权利要求2至5中任一项所述的方法而形成有分割起点的被加工物沿着所述分割起点进行分割。

8.一种被加工物的分割方法，其特征在于：其是对被加工物进行分割的方法，对通过权利要求6所述的方法而形成有分割起点的被加工物沿着所述分割起点进行分割。