CN104148816A - 激光加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光加工方法，能够沿分割预定线将单晶基板高效率地分割成一个个芯片，并且不会降低芯片的品质。该激光加工方法是向单晶基板照射脉冲激光光线来实施加工的方法，其包括以下工序：数值孔径设定工序，设定对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜的数值孔径(NA)，使得聚光镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值在0.05～0.2的范围以内；定位工序，对聚光镜和单晶基板相对地在光轴方向上进行定位，使得脉冲激光光线的聚光点被定位在单晶基板的厚度方向上的期望位置；以及遮护隧洞形成工序，照射脉冲激光光线，使细孔和遮护细孔的非晶质在定位于单晶基板的聚光点与照射了脉冲激光光线的一侧之间生长，形成遮护隧洞。

Description

激光加工方法
技术领域
本发明涉及对硅(Si)基板、蓝宝石基板、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板等单晶基板实施激光加工的激光加工方法。
背景技术
如本领域技术人员所周知，在半导体器件制造过程中，形成这样的半导体晶片：在硅(Si)基板的表面利用层叠绝缘膜和功能膜而成的功能层，将多个IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)等器件形成为矩阵状。像这样形成的半导体晶片的上述器件被分割预定线划分，通过沿该分割预定线进行分割，从而制造出一个个半导体芯片。
并且，在光器件制造过程中，在蓝宝石基板(Al2O3)、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板的表面层叠由n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层构成的光器件层，在利用呈格子状形成的多个分割预定线划分出的多个区域形成发光二极管、激光二极管等光器件，从而构成光器件晶片。然后通过沿分割预定线切断光器件晶片而对形成有光器件的区域进行分割，从而制造出一个个芯片。
作为对上述的半导体晶片和光器件晶片等晶片进行分割的方法，还尝试了以下激光加工方法：使用相对于该被加工物具有透射性的波长的脉冲激光光线，并以使聚光点对准应分割的区域的内部的方式照射脉冲激光光线。使用了该激光加工方法的分割方法是这样的技术：以使聚光点对准内部的方式从晶片的一面侧照射相对于晶片具有透射性的波长的脉冲激光光线，沿分割预定线在被加工物的内部连续地形成改性层，并沿由于形成该改性层而强度降低了的分割预定线施加外力，由此分割晶片(例如，参照专利文献1)。
并且，作为沿分割预定线对半导体晶片和光器件晶片等晶片进行分割的方法，以下的技术被实用化：沿分割预定线照射相对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线来实施烧蚀加工，形成激光加工槽，并沿形成了成为该断裂起点的激光加工槽的分割预定线施加外力，由此进行断裂(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献1：日本专利第3408805号公报
专利文献2：日本特开平10-305420号公报
然而，为了将激光光线的聚光点定位在晶片的内部来形成改性层，需要使用数值孔径(NA)为0.8左右的聚光镜，例如为了将厚度为300μm的晶片分割成一个个器件，一定要重叠形成多层改性层，存在生产性差的问题。
此外，当照射相对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线时，由于是在晶片的照射面附近实施烧蚀加工，能量没有渗透至晶片的内部，所以一定要沿分割预定线多次照射脉冲激光光线，存在生产性差，并且碎屑(debris)飞散而使芯片的品质降低的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于提供一种激光加工方法，能够沿分割预定线将单晶基板高效率地分割成一个个芯片，并且不会使芯片的品质降低。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种激光加工方法，是向单晶基板照射脉冲激光光线来实施加工的方法，所述激光加工方法的特征在于，包括以下工序：
数值孔径设定工序，设定对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜的数值孔径(NA)，使得聚光镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值在0.05～0.2的范围以内；
定位工序，对聚光镜和单晶基板相对地在光轴方向上进行定位，使得脉冲激光光线的聚光点被定位在单晶基板的厚度方向上的期望位置；以及
遮护隧洞形成工序，照射脉冲激光光线，使细孔和遮护该细孔的非晶质在定位于单晶基板的聚光点与脉冲激光光线所入射的一侧之间生长，形成遮护隧洞。
优选的是，在上述定位工序中，聚光点被定位在单晶基板的与照射脉冲激光光线的一侧的相反侧的面相邻的内侧。
优选的是，在上述遮护隧洞形成工序中，沿设定于单晶基板的分割预定线形成多个遮护隧洞。优选的是，该多个遮护隧洞形成为相邻的非晶质之间是相连的。
优选的是，脉冲激光光线的能量被设定成使得上述遮护隧洞的长度为单晶基板的厚度。
生成脉冲激光光线的能量与遮护隧洞的长度之间的相关关系，并设定与要形成的该遮护隧洞的长度对应的脉冲激光光线的能量。优选的是，脉冲激光光线的能量为5μJ/1脉冲以上，在设该遮护隧洞的长度为Yμm，脉冲激光光线的能量为XμJ/1脉冲的情况下，具有Y＝(3.0～4.0μm/μJ)X+50μm的相关关系。
优选的是，脉冲激光光线的波长被设定为与单晶基板的带隙对应的波长的2倍以上。
在上述数值孔径设定工序中，在单晶基板为蓝宝石(Al2O3)基板的情况下，聚光镜的数值孔径(NA)被设定为0.1～0.35，在单晶基板为碳化硅(SiC)基板的情况下，聚光镜的数值孔径(NA)被设定为0.15～0.55，在单晶基板为氮化镓(GaN)基板的情况下，聚光镜的数值孔径(NA)被设定为0.1～0.5。
发明效果
在本发明的激光加工方法中，设定对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜的数值孔径(NA)，使得聚光镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值在0.05～0.2的范围，照射脉冲激光光线，使细孔和遮护该细孔的非晶质在定位于单晶基板的聚光点和照射脉冲激光光线的一侧之间生长，形成遮护隧洞，因此，即使是厚度例如为300μm的单晶基板，也能够从照射面(上表面)至下表面形成遮护隧洞，即使单晶基板的厚度较厚，也是照射1次脉冲激光光线即可，生产性极好。并且，在遮护隧洞形成工序中碎屑不会飞散，因此还能够消除使器件的品质降低这样的问题。
附图说明
图1是作为单晶基板的光器件晶片的立体图。
图2是表示将图1所示的光器件晶片粘贴于在环状框架上安装的切割带上的状态的立体图。
图3是用于实施遮护隧洞形成工序的激光加工装置的主要部分立体图。
图4是遮护隧洞形成工序的说明图。
图5是表示聚光镜的数值孔径(NA)、光器件晶片的折射率(N)、以及数值孔径(NA)除以折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)之间的关系的图。
图6是表示在蓝宝石基板、碳化硅(SiC)基板和氮化镓(GaN)基板中形成有遮护隧洞的状态下的脉冲激光光线的能量与遮护隧洞的长度的关系的图表。
图7是用于将形成有遮护隧洞的光器件晶片分割成一个个光器件的分割装置的立体图。
图8是利用图7所示的分割装置实施的晶片分割工序的说明图。
标号说明
2：光器件晶片；
21：光器件；
22：分割预定线；
23：遮护隧洞；
3：环状框架；
30：切割带；
4：激光加工装置；
41：激光加工装置的卡盘工作台；
42：激光光线照射构件；
422：聚光器；
6：分割装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的晶片的加工方法进行更详细的说明。
图1表示利用本发明的激光加工方法加工的作为单晶基板的光器件晶片2的立体图。图1所示的光器件晶片2是在厚度为300μm的蓝宝石基板的正面2a上呈矩阵状形成发光二极管、激光二极管等多个光器件21而成的。并且，各光器件21被呈格子状形成的分割预定线22划分开。
对为了沿分割预定线22分割上述的光器件晶片2而沿分割预定线22实施激光加工的激光加工方法进行说明。
首先，实施晶片支承工序，在该晶片支承工序中，将光器件晶片2粘贴于在环状框架上安装的切割带的表面。即，如图2所示，将光器件晶片2的正面2a粘贴于切割带30的表面，该切割带30以覆盖环状框架3的内侧开口部的方式将外周部安装于环状框架3。因此，在切割带30的表面上粘贴的光器件晶片2的背面2b成为上侧。
图3表示出沿实施了上述的晶片支承工序的光器件晶片2的分割预定线22实施激光加工的激光加工装置的主要部分。图3所示的激光加工装置4具备：卡盘工作台41，其用于保持被加工物；激光光线照射构件42，其用于向保持于该卡盘工作台41上的被加工物照射激光光线；以及摄像构件43，其用于对保持于卡盘工作台41上的被加工物进行拍摄。卡盘工作台41构成为抽吸保持被加工物，卡盘工作台41借助于未图示的加工进给构件而在图3中箭头X表示的加工进给方向上移动，并且借助于未图示的分度进给构件而在图3中箭头Y表示的分度进给方向上移动。
上述激光光线照射构件42包括实质上水平地配置的圆筒形状的壳体421。在壳体421内配设有具备未图示的脉冲激光光线振荡器和重复频率设定构件的脉冲激光光线振荡构件。在上述壳体421的末端部装配有聚光器422，该聚光器42具备聚光镜422a，该聚光镜422a用于对从脉冲激光光线振荡构件振荡出的脉冲激光光线进行聚光。该聚光器422的聚光镜422a的数值孔径(NA)如下设定。即，聚光镜422a的数值孔径(NA)被设定为成使得数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值在0.05～0.2的范围(数值孔径设定工序)。另外，激光光线照射构件42具备聚光点位置调节构件(未图示)，该聚光点位置调节构件用于对利用聚光器422的聚光镜422a聚光的脉冲激光光线的聚光点位置进行调节。
摄像构件43装配在构成上述激光光线照射构件42的壳体421的末端部，摄像构件43除利用可见光线进行拍摄的通常的摄像元件(CCD)之外，由以下等部分构成：红外线照明构件，其用向被加工物照射红外线；光学系统，其捕捉由该红外线照明构件照射出的红外线；以及摄像元件(红外线CCD)，其输出与被该光学系统捕捉到的红外线对应的电信号，摄像构件43将拍摄到的图像信号发送到未图示的控制构件。
为了使用上述的激光加工装置4沿实施了上述的晶片支承工序的光器件晶片2的分割预定线22实施激光加工，要实施定位工序，在该定位工序中，对聚光镜和单晶基板相对地在光轴方向上进行定位，使得脉冲激光光线的聚光点被定位于作为单晶基板的光器件晶片2的厚度方向上的期望位置。
首先，将粘贴有光器件晶片2的切割带30侧载置在上述的图3所示的激光加工装置4的卡盘工作台41上。然后，使未图示的抽吸构件工作，从而将光器件晶片2隔着切割带30保持在卡盘工作台41上(晶片保持工序)。因此，保持于卡盘工作台41的光器件晶片2的背面2b成为上侧。另外，图3中省略了安装有切割带30的环状框架3而进行表示，但环状框架3由在卡盘工作台41上配设的适当的框架保持构件保持。这样抽吸保持有光器件晶片2的卡盘工作台41通过未图示的加工进给构件被定位在摄像构件43的正下方。
当卡盘工作台41被定位在摄像构件43的正下方时，利用摄像构件43和未图示的控制构件来执行检测光器件晶片2的应进行激光加工的加工区域的校准作业。即，摄像构件43和未图示的控制构件执行图案匹配等图像处理，完成激光光线照射位置的校准(校准工序)，所述图案匹配等图像处理用于使光器件晶片2的形成于第1方向的分割预定线22、与沿分割预定线22照射激光光线的激光光线照射构件42的聚光器422的位置对准。并且，对于在光器件晶片2形成于与上述第1方向正交的方向的分割预定线22，也同样地执行激光光线照射位置的校准。这时，光器件晶片2的形成有分割预定线22的正面2a位于下侧，但由于摄像构件43如上述那样具备摄像构件，该摄像构件由红外线照明构件、捕捉红外线的光学系统、和输出与红外线对应的电信号的摄像元件(红外线CCD)等构成，因此，能够从背面2b透过而对分割预定线22进行摄像。
在实施了上述的校准工序之后，如图4所示地将卡盘工作台41移动到照射激光光线的激光光线照射构件42的聚光器422所在的激光光线照射区域，并将规定的分割预定线22定位在聚光器422的正下方。这时，如图4的(a)所示，光器件晶片2被定位成分割预定线22的一端(图4的(a)中为左端)位于聚光器422的正下方。然后，使未图示的聚光点位置调节构件工作，使聚光器422在光轴方向上移动，使得通过聚光器422的聚光镜422a而聚光的脉冲激光光线LB的聚光点P被定位在作为单晶基板的光器件晶片2的厚度方向上的期望位置(定位工序)。另外，在本实施方式中，脉冲激光光线的聚光点P被设定在光器件晶片2的与脉冲激光光线入射的一侧(背面2b侧)的相反侧的面(正面2a)相邻的内侧。
在如上述那样实施定位工序之后，实施遮护隧洞(Shield Tunnel)形成工序，在该遮护隧洞形成工序中，使激光光线照射构件42工作，从聚光器422照射脉冲激光光线LB，在定位于光器件晶片2的聚光点P和脉冲激光光线入射的一侧(背面2b侧)之间形成细孔和遮护该细孔的非晶质，形成遮护隧洞。即，一边从聚光器422照射相对于构成光器件晶片2的蓝宝石基板具有透射性的波长的脉冲激光光线LB，一边使卡盘工作台41在图4的(a)中箭头X1所示的方向上以规定的进给速度移动(遮护隧洞形成工序)。然后，如图4的(b)所示那样，在分割预定线22的另一端(图4的(b)中为右端)到达激光光线照射构件42的聚光器422的照射位置之后，停止脉冲激光光线的照射并停止卡盘工作台41的移动。
通过实施上述的遮护隧洞形成工序，在光器件晶片2的内部，细孔231和形成于该细孔231的周围的非晶质232如图4的(d)所示地以从定位有脉冲激光光线LB的聚光点P的正面2a(下表面)侧生长至照射面即背面2b(上表面)，沿分割预定线22以规定的间隔(本实施方式中为10μm的间隔(加工进给速度：500mm/秒)/(重复频率：50kHz))形成非晶质的遮护隧洞23。该遮护隧洞23如图4的(d)和(e)所示地由形成于中心的直径为大约的细孔231和形成于该细孔231的周围的直径为的非晶质232构成，在本实施方式中是这样的形态：形成为彼此相邻的非晶质232之间是相连的。另外，在上述的遮护隧洞形成工序中形成的非晶质的遮护隧洞23能够以从光器件晶片2的正面2a(下表面)侧形成至照射面即背面2b(上表面)，因此即使晶片的厚度较厚，也照射一次脉冲激光光线即可，因此生产性极好。并且，在遮护隧洞形成工序中碎屑不会飞散，因此还能够消除降低器件的品质这样的问题。
在如上述那样沿规定的分割预定线22实施上述遮护隧洞形成工序之后，使卡盘工作台41在箭头Y表示的方向上以形成于光器件晶片2的分割预定线22的间隔进行分度移动(分度工序)，执行上述遮护隧洞形成工序。这样，在沿形成于第1方向的所有分割预定线22实施上述遮护隧洞形成工序之后，使卡盘工作台41转动90度，沿在与形成于上述第1方向的分割预定线22的正交的方向上延伸的分割预定线22执行上述遮护隧洞形成工序。
在上述的遮护隧洞形成工序中，为了形成良好的遮护隧洞23，如上述那样，将聚光镜422a的数值孔径(NA)设定成使得数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值(S)在0.05～0.2的范围是很重要的。
这里，参照图5对数值孔径(NA)、折射率(N)、以及数值孔径(NA)除以折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)之间的关系进行说明。图5中入射到聚光镜422a的脉冲激光光线LB相对于光轴带有角度(θ)地被聚光。这时，sinθ为聚光镜422a的数值孔径(NA)(NA＝sinθ)。当通过聚光镜422a而聚光后的脉冲激光光线LB照射到由单晶基板构成的光器件晶片2时，由于构成光器件晶片2的单晶基板的密度比空气的密度高，所以脉冲激光光线LB从角度(θ)折射成角度(α)而会聚于聚光点P。这时，相对于光轴的角度(α)因构成光器件晶片2的单晶基板的折射率(N)而不同。由于折射率(N)为(N＝sinθ/sinα)，所以数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)为sinα。因此，将sinα设定在0.05～0.2的范围(0.05≤sinα≤0.2)很重要。
以下，对将聚光镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)设定在0.05～0.2的范围的理由进行说明。
[实验1-1]
按照如下的加工条件对厚度为1000μm的蓝宝石(Al2O3)基板(折射率：1.7)形成遮护隧洞，并判定遮护隧洞的良与不良。
加工条件
波长：1030nm
重复频率：50kHz
脉冲宽度：10ps
平均输出：3W
聚光点直径：
加工进给速度：500mm/秒
如上述那样，在蓝宝石基板(折射率：1.7)中，对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜422a的数值孔径(NA)被设定成，使得数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)在0.05～0.2的范围，由此形成遮护隧洞。因此，对于蓝宝石基板(折射率：1.7)，重点在于将对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜422a的数值孔径(NA)设定为0.1～0.35。
[实验1-2]
按照如下的加工条件对厚度为1000μm的碳化硅(SiC)基板(折射率：2.63)形成遮护隧洞，并判定遮护隧洞的良与不良。
加工条件
波长：1030nm
重复频率：50kHz
脉冲宽度：10ps
平均输出：3W
聚光点直径：
加工进给速度：500mm/秒
如上述那样，在碳化硅(SiC)基板(折射率：2.63)中，对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)被设定在0.05～0.2的范围，由此形成遮护隧洞。因此，对于碳化硅(SiC)基板，重点在于将对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜422a的数值孔径(NA)设定为0.15～0.55。
[实验1-3]
按照如下的加工条件对厚度为1000μm的氮化镓(GaN)基板(折射率：2.3)形成遮护隧洞，并判定遮护隧洞的良与不良。
加工条件
波长：1030nm
重复频率：50kHz
脉冲宽度：10ps
平均输出：3W
聚光点直径：
加工进给速度：500mm/秒
如上述那样，在氮化镓(GaN)基板(折射率：2.63)中，对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)被设定在0.05～0.2的范围，由此形成遮护隧洞。因此，对于氮化镓(GaN)基板，重点在于将对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜422a的数值孔径(NA)设定为0.1～0.5。
另外，由于遮护隧洞是从聚光点P向照射激光光线的一侧形成，所以需要将脉冲激光光线的聚光点定位在与照射脉冲激光光线的一侧的相反侧的面相邻的内侧。
根据上述的实验1-1、实验1-2、实验1-3，对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值(S＝NA/N)被设定在0.05～0.2的范围，由此能够确认形成遮护隧洞。
接下来，对脉冲激光光线的能量与遮护隧洞的长度的相关关系进行研究。
[实验2]
按照如下的加工条件对厚度为1000μm的蓝宝石(Al2O3)基板、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板照射脉冲激光光线，并求得脉冲激光光线的能量(μJ/1脉冲)与遮护隧洞的长度(μm)的关系。
加工条件
波长：1030nm
重复频率：50kHz
脉冲宽度：10ps
聚光点直径：
加工进给速度：500mm/秒
使平均输出以0.05W(1μJ/1脉冲)间隔上升直到形成遮护隧洞，在形成遮护隧洞之后使平均输出以0.5W(10μJ/1脉冲)间隔上升至10W(200μJ/1脉冲)，并测量出遮护隧洞的长度(μm)。
在上述的蓝宝石(Al2O3)基板、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板中，形成了遮护隧洞的状态下的脉冲激光光线的能量(μJ/1脉冲)和遮护隧洞的长度(μm)如图6所示的图表所示，可知，脉冲激光光线的能量为5μJ/1脉冲以上，在将遮护隧洞的长度设为Y(μm)，将脉冲激光光线的能量设为X(μJ/1脉冲)的情况下，具有Y＝(3.0～4.0μm/μJ)X+50μm的相关关系。因此，在厚度为500μm的蓝宝石(Al2O3)基板的情况下，将遮护隧洞的长度设定为单晶基板的厚度所需的脉冲激光光线的能量为160μJ/1脉冲以上。
接下来，对脉冲激光光线的波长与遮护隧洞的形成状况进行研究。
[实验3-1]
对于厚度为1000μm的蓝宝石基板，按照如下的加工条件使脉冲激光光线的波长按2940nm、1550nm、1030nm、515nm、343nm、257nm、151nm降低，并验证是否能够在带隙8.0eV(波长换算：155nm)的蓝宝石基板中形成遮护隧洞。
加工条件
波长：1030nm
重复频率：50kHz
脉冲宽度：10ps
平均输出：3W
聚光点直径：
加工进给速度：500mm/秒
如上述那样，在蓝宝石基板中，能够确认：当脉冲激光光线的波长被设定为与带隙8.0eV对应的波长(波长换算：155nm)的2倍以上时形成了遮护隧洞。
[实验3-2]
对于厚度为1000μm的碳化硅(SiC)基板，按照如下的加工条件使脉冲激光光线的波长按2940nm、1550nm、1030nm、515nm、257nm降低，并验证是否能够在带隙2.9eV(波长换算：425nm)的碳化硅(SiC)基板中形成遮护隧洞。
加工条件
波长：1030nm
重复频率：50kHz
脉冲宽度：10ps
平均输出：3W
聚光点直径：
加工进给速度：500mm/秒
如上述那样，在碳化硅(SiC)基板中，能够确认：当脉冲激光光线的波长被设定为与带隙2.9eV对应的波长(波长换算：425nm)的2倍以上时形成了遮护隧洞。
[实验3-3]
对于厚度为1000μm的氮化镓(GaN)基板，按照如下的加工条件使脉冲激光光线的波长按2940nm、1550nm、1030nm、515nm、257nm降低，并验证是否能够在带隙3.4eV(波长换算：365nm)的氮化镓(GaN)基板中形成遮护隧洞。
加工条件
波长：1030nm
重复频率：50kHz
脉冲宽度：10ps
平均输出：3W
聚光点直径：
加工进给速度：500mm/秒
如上述那样，在氮化镓(GaN)基板中，能够确认：当脉冲激光光线的波长被设定为与带隙3.4eV对应的波长(波长换算：365nm)的2倍以上时形成了遮护隧洞。
根据上述的实验3-1、实验3-2、实验3-3，能够确认：当脉冲激光光线的波长被设定为与单晶基板的带隙对应的波长的2倍以上时形成了遮护隧洞。
在实施上述的遮护隧洞形成工序之后，实施晶片分割工序，在该晶片分割工序中，对光器件晶片2施加外力，沿连续地形成了遮护隧洞23(由细孔231和形成于该细孔231的周围的非晶质232构成)的分割预定线22将光器件晶片2分割成一个个光器件21。使用图7所示的分割装置6来实施晶片分割工序。图7所示的分割装置6具备：框架保持构件61，其用于保持上述环状框架3；带扩张构件62，其对在被该框架保持构件61保持的环状框架3上安装的光器件晶片2进行扩张；以及拾取夹头63。框架保持构件61由环状的框架保持部件611和作为固定构件的多个夹紧器612构成，该多个夹紧器612配设于该框架保持部件611的外周。框架保持部件611的上表面形成了载置环状框架3的载置面611a，在该载置面611a上载置环状框架3。并且，载置在载置面611a上的环状框架3被夹紧器612固定于框架保持部件611。这样构成的框架保持构件61被支承成能够借助于带扩张构件62而在上下方向上进退。
带扩张构件62具备扩张鼓621，该扩张鼓621配设在上述环状的框架保持部件611的内侧。该扩张鼓621的内径和外径比环状框架3的内径小、且比粘贴于切割带30(安装在该环状框架3上)上的光器件晶片2的外径大。并且，扩张鼓621在下端具备支承凸缘622。带扩张构件62具备支承构件623，该支承构件623能够使上述环状的框架保持部件611在上下方向上进退。该支承构件623由配设于上述支承凸缘622上的多个气缸623a构成，该支承构件623的活塞杆623b与上述环状的框架保持部件611的下表面连结。这样由多个气缸623a构成的支承构件623使环状的框架保持部件611在基准位置和扩张位置之间在上下方向上移动，在基准位置，如图8的(a)所示，载置面611a与扩张鼓621的上端处于大致相同高度，在扩张位置，如图8的(b)所示，载置面611a比扩张鼓621的上端靠下方规定的量。
参照图8，对使用如上那样构成的分割装置6来实施的晶片分割工序进行说明。即，将安装有切割带30(在切割带30粘贴有光器件晶片2)的环状框架3如图8的(a)所示地载置在构成框架保持构件61的框架保持部件611的载置面611a上，并利用夹紧器612固定于框架保持部件611(框架保持工序)。这时，框架保持部件611被定位在图8的(a)所示的基准位置。接下来，使构成带扩张构件62的作为支承构件623的多个气缸623a工作，使环状的框架保持部件611下降到图8的(b)所示的扩张位置。因此，在框架保持部件611的载置面611a上固定的环状框架3也下降，因此，如图8的(b)所示那样，在环状框架3上安装的切割带30与扩张鼓621的上端缘接触而扩张(带扩张工序)。其结果是，拉伸力呈放射状地作用于在切割带30上粘贴的光器件晶片2，因此，沿连续地形成有上述的遮护隧洞23而强度降低了的分割预定线22分离成一个个光器件21，并且在光器件21间形成有间隔S。
接下来，如图8的(c)所示那样，使拾取夹头63工作来吸附光器件21，将光器件21从切割带30剥离并进行拾取，搬送到未图示的托盘或者芯片结合工序。另外，在拾取工序中，像上述那样在切割带30上粘贴的一个个光器件21间的间隙S扩大，因此，能够在不与相邻的光器件21接触的情况下容易地进行拾取。

Claims (9)

1.一种激光加工方法，是向单晶基板照射脉冲激光光线来实施加工的方法，所述激光加工方法的特征在于，包括以下工序：
数值孔径设定工序，设定对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜的数值孔径(NA)，使得聚光镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)所得到的值在0.05～0.2的范围以内；
定位工序，对聚光镜和单晶基板相对地在光轴方向上进行定位，使得脉冲激光光线的聚光点被定位在单晶基板的厚度方向上的期望位置；以及
遮护隧洞形成工序，照射脉冲激光光线，使细孔和遮护该细孔的非晶质在定位于单晶基板的聚光点与脉冲激光光线所入射的一侧之间生长，形成遮护隧洞。
2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，
在该定位工序中，聚光点被定位在单晶基板的与照射脉冲激光光线的一侧的相反侧的面相邻的内侧。
3.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，
在该遮护隧洞形成工序中，沿设定于单晶基板的分割预定线形成多个遮护隧洞。
4.根据权利要求3所述的激光加工方法，其中，
该多个遮护隧洞形成为相邻的非晶质之间是相连的。
5.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，
脉冲激光光线的能量被设定成使得该遮护隧洞的长度为单晶基板的厚度。
6.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，
生成脉冲激光光线的能量与该遮护隧洞的长度之间的相关关系，设定与要形成的该遮护隧洞的长度对应的脉冲激光光线的能量。
7.根据权利要求6所述的激光加工方法，其中，
脉冲激光光线的能量为5μJ/1脉冲以上，在设该遮护隧洞的长度为Yμm，脉冲激光光线的能量为XμJ/1脉冲的情况下，具有Y＝(3.0～4.0μm/μJ)X+50μm的相关关系。
8.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，
脉冲激光光线的波长被设定为与单晶基板的带隙对应的波长的2倍以上。
9.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，
在该数值孔径设定工序中，在单晶基板为蓝宝石(Al2O3)基板的情况下，聚光镜的数值孔径(NA)被设定为0.1～0.35，在单晶基板为碳化硅(SiC)基板的情况下，聚光镜的数值孔径(NA)被设定为0.15～0.55，在单晶基板为氮化镓(GaN)基板的情况下，聚光镜的数值孔径(NA)被设定为0.1～0.5。
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