CN107995996B - 激光加工装置及激光加工方法 - Google Patents

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Abstract

激光加工装置具备：支撑台，其支撑包含由结晶材料所构成的基板的加工对象物；激光光源，其射岀激光；聚光光学系统，其将激光聚光于被支撑台支撑的加工对象物；摄像部，其对被支撑台支撑的加工对象物的表面进行摄像；候补线设定部，其对加工对象物设定在互相不同的方向上延伸的多个候补线；动作控制部，其控制支撑台、激光光源及聚光光学系统的至少一个的动作，使得沿着多个候补线的各个，在基板的内部形成改质区域，并且龟裂从改质区域到达至加工对象物的表面；及基准线设定部，其对加工对象物设定根据通过摄像部所摄像的龟裂的图像而决定为表示基板的结晶方位的线的基准线。

Description

激光加工装置及激光加工方法
技术领域
本发明的一个方面涉及激光加工装置及激光加工方法。
背景技术
已知有对包含由结晶材料所构成的基板的加工对象物，沿着被设定成格子状的多个切断预定线的各个而形成切断起点区域，从该切断起点区域使龟裂到达至加工对象物的表面及背面，从而沿着多个切断预定线的各个切断加工对象物而取得多个芯片的技术(例如，参照专利文献1)。作为切断起点区域，可举出例如被形成在基板的内部的改质区域、被形成在加工对象物的表面的槽等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-108459号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述那样的技术中，当切断加工对象物而取得多个芯片时，有在芯片的切断面出现阶差，使得芯片的成品率下降的情况。本发明人发现了该阶差的出现起因于切断预定线被设定成相对于加工对象物的基板的结晶方位偏移。
本发明的一个方面以提供可以抑制切断预定线被设定成相对于加工对象物的基板的结晶方位偏移的激光加工装置及激光加工方法为目的。
解决课题的技术手段
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置具备：支撑台，其支撑包含由结晶材料所构成的基板的加工对象物；激光光源，其射岀激光；聚光光学系统，其将从激光光源所射岀的激光聚光于被支撑台支撑的加工对象物；摄像部，其对被支撑台支撑的加工对象物的表面进行摄像；候补线设定部，其对加工对象物设定在互相不同的方向上延伸的多个候补线；动作控制部，其控制支撑台、激光光源及聚光光学系统的至少一个的动作，使得沿着多个候补线的各个，在基板的内部形成改质区域，并且龟裂从改质区域到达至加工对象物的表面；及基准线设定部，其对加工对象物设定根据通过摄像部所摄像的龟裂的图像而决定为表示基板的结晶方位的线的基准线。
本发明人发现了当沿着候补线形成切断起点区域，且以该切断起点区域为起点而切断加工对象物时，相对于该候补线的龟裂的摆动的程度越大的情况下，在被切断的加工对象的切断面出现的阶差的数量越多。通过该见解，本发明的激光加工装置中，对加工对象物设定根据沿着在互相不同的方向上延伸的多个候补线的各个而从改质区域到达至加工对象物的表面的龟裂的图像而决定的基准线(表示基板的结晶方位的线)。由此，能够对加工对象物设定在平行于基准线的方向上延伸的切断预定线。由此，根据本发明的激光加工装置，可以抑制切断预定线被设定成相对于加工对象物的基板的结晶方位偏移。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，也可以是候补线设定部对加工对象物设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线，基准线设定部将规定条数的候补线中龟裂的摆动的程度最小的候补线作为基准线而对加工对象物设定。在此情况下，由于仅对于在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线，实施激光的照射、龟裂的状态的确认等即可，因而可以简易地实施对加工对象物设定基准线。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，也可以是候补线设定部以被设置在加工对象物的定向平面(orientation flat)为基准，对加工对象物设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线。在此情况下，可以抑制在每个加工对象物候补线的设定发生偏差。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，也可以是候补线设定部根据通过摄像部所摄像的龟裂的图像，对加工对象物依次设定多个候补线，直至龟裂的摆动的程度落入规定范围内，基准线设定部以龟裂的摆动的程度落入规定范围内的候补线为基准线而对加工对象物进行设定。在此情况下，可以以所期望的精度实施对加工对象物设定基准线。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，也可以是候补线设定部以被设置在加工对象物的定向平面为基准，对加工对象物设定最初的候补线。在此情况下，可以抑制在每个加工对象物候补线的设定发生偏差。
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置也可以还具备预先存储候补线相对于结晶方位所成的角度和龟裂的摆动的程度的关系的存储部。在依次对加工对象物设定多个候补线的情况下，当设定新的候补线时，通过将该关系作为指标，可以减少直至龟裂的摆动的程度落入规定范围内所设定的候补线的条数。
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置也可以还具备显示通过摄像部所摄像的龟裂的图像的显示部。此时，操作员可以实施龟裂的状态的确认等。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，也可以是动作控制部控制支撑台、激光光源及聚光光学系统的至少一个的动作，使得沿着通过基准线设定部所设定的基准线，在加工对象物形成表示结晶方位的基准标记。在此情况下，可以以基准标记为基准，对加工对象物设定在平行于基准线的方向上延伸的切断预定线。
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置也可以还具备对加工对象物设定在平行于通过基准线设定部所设定的基准线的方向上延伸的切断预定线的切断预定线设定部，动作控制部控制支撑台、激光光源及聚光光学系统的至少一个的动作，使得沿着通过切断预定线设定部所设定的切断预定线，在基板的内部形成改质区域。在此情况下，可以在相同的激光加工装置上实施沿着候补线的激光的照射、龟裂的状态的确认、基准线的设定、切断预定线的设定、沿着切断预定线的激光的照射等的一连串的工序。
本发明的一个方面所涉及的激光加工方法包含：第1工序，其对包含由结晶材料所构成的基板的加工对象物设定在互相不同的方向上延伸的多个候补线；第2工序，其将激光聚光在加工对象物，使得沿着多个候补线的各个，在基板的内部形成改质区域，并且龟裂从改质区域到达至加工对象物的表面；第3工序，其对加工对象物设定根据龟裂的状态决定为表示基板的结晶方位的线的基准线。
根据本发明的一个方面所涉及的激光方法，由于与上述的本发明的激光加工装置相同的理由，可以抑制切断预定线被设定成相对于加工对象物的基板的结晶方位偏移。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工方法中，也可以是在第1工序中，对加工对象物设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线，在第3工序中，以规定条数的候补线中龟裂的摆动的程度最小的候补线为基准线而对加工对象物进行设定。在此情况下，由于仅关于在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线，实施激光的照射、龟裂的状态的确认等即可，因而可以简易地实施对加工对象物设定基准线。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工方法中，也可以是在第1工序中，根据龟裂的状态，对加工对象物依次设定多个候补线，直至龟裂的摆动的程度落入规定范围内，在第3工序中，以龟裂的摆动的程度落入规定范围内的候补线为基准线而对加工对象物进行设定。在此情况下，可以以所期望的精度实施对加工对象物设定基准线。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，也可以是候补线设定部对加工对象物设定相对于基准方向所成的角度互相不同的多个候补线，基准线设定部检测多个候补线各自的龟裂相对于该候补线倾斜的倾斜方向，根据多个候补线中龟裂的倾斜方向在该候补线的一侧并且相对于基准方向所成的角度最大或最小的第1候补线、和龟裂的倾斜方向在该候补线的另一侧并且相对于基准方向所成的角度最小或最大的第2候补线，对加工对象物设定基准线。
在本发明的一个方面所涉及的激光加工方法中，也可以是在第1工序中，对加工对象物设定相对于基准方向所成的角度互相不同的多个候补线，在第3工序中，检测多个候补线各自的龟裂相对于该候补线倾斜的倾斜方向，根据多个候补线中龟裂的倾斜方向在该候补线的一侧并且相对于基准方向所成的角度最大或最小的第1候补线、和龟裂的倾斜方向在该候补线的另一侧并且相对于基准方向所成的角度最小或最大的第2候补线，对加工对象物设定基准线。
发现了第1候补线相对于基准方向所成的角度和第2候补线相对于基准方向所成的角度之间的角度与基板的结晶方位对应。由此，通过根据第1及第2候补线设定作为表示基板的结晶方位的线的基准线，可以高精度地设定该基准线。再者，在此情况下，也可以对应于不具有龟裂周期性重复的摆动的形状的情况。
发明的效果
根据本发明的一个方面，可以提供可以抑制切断预定线被设定成相对于加工对象物的基板的结晶方位偏移的激光加工装置及激光加工方法。
附图说明
图1为被使用于改质区域的形成的激光加工装置的概略构成图。
图2为成为改质区域的形成的对象的加工对象物的俯视图。
图3为沿着图2的加工对象物的III-III线的剖面图。
图4为激光加工后的加工对象物的俯视图。
图5为沿着图4的加工对象物的V-V线的剖面图。
图6为沿着图4的加工对象物的VI-VI线的剖面图。
图7为说明沿着候补线的激光加工的加工对象物的剖面图。
图8(a)为表示形成有半切割的基板表面的第1例的俯视图。图8(b)为表示形成有半切割的基板表面的第2例的俯视图。
图9(a)为表示候补线相对于结晶方位所成的角度和曲轴(crank)周期的关系的图表。图9(b)为表示半切割的长度和曲轴形状的出现频率的关系的一个例子的图表。
图10(a)为表示形成有半切割的基板表面的第3例的俯视图。图10(b)为表示形成有半切割的基板表面的第4例的俯视图。
图11(a)为放大表示形成有半切割的基板表面的照片图。图11(b)为放大表示形成有半切割的基板表面的其他的俯视图。
图12为表示第1实施方式所涉及的激光加工装置的概略构成图。
图13为表示第1实施方式所涉及的激光加工方法的流程图。
图14为表示在第1实施方式所涉及的激光加工方法中设定基准线的处理的流程图。
图15(a)为表示在图14的处理中所设定的候补线及基准线的例子的俯视图。图15(b)为说明图14的处理中的基准线的设定的图表。
图16为表示被施予标记的基板表面的例子的俯视图。
图17为放大表示被设定在街道区域的切断预定线的一个例子的俯视图。
图18为表示在第2实施方式所涉及的激光加工方法中设定基准线的处理的流程图。
图19(a)为表示由图18的处理设定的候补线及基准线的例子的俯视图。图19(b)为说明图18的处理中的基准线的设定的图表。
图20为表示在第3实施方式所涉及的激光加工方法中设定基准线的处理的流程图。
图21(a)为表示第3实施方式所涉及的激光加工方法的加工结果的例子的图。图21(b)为表示第3实施方式所涉及的激光加工方法的加工结果的其他例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。另外，在各图中，对相同或相当部分赋予相同符号，省略重复的说明。
在实施方式所涉及的激光加工装置及激光加工方法中，通过将激光聚光于加工对象物，沿着加工线(包含候补线、基准线及切断预定线)而在加工对象物形成改质区域。因此，首先，对改质区域的形状，参照图1～图6进行说明。
如图1所示，激光加工装置100具备使激光L进行脉冲振荡的激光光源101、被配置成将激光L的光轴(光路)的方向改变90°的分色镜103、用于聚光激光L的聚光用透镜105。再者，激光加工装置100具备用于支撑被照射通过聚光用透镜105被聚光的激光L的加工对象物1的支撑台107、用于使支撑台107移动的平台111、为了调节激光L的输出或脉冲宽度、脉冲波形等而控制激光光源101的激光光源控制部102、控制平台111的移动的平台控制部115。
在激光加工装置100中，从激光光源101被射岀的激光L通过分色镜103使其光轴的方向改变90°，通过聚光用透镜105在载置于支撑台107上的加工对象物1的内部聚光。与此同时，使平台111移动，且使加工对象物1沿着加工线5相对于激光L相对移动。由此，在加工对象物1形成沿着加工线5的改质区域。另外，在此，为了使激光L相对移动，使平台111移动，但是，也可以使聚光用透镜105移动，或者也可以使该双方移动。
作为加工对象物1，使用包含由半导体材料所形成的半导体基板或由压电材料所形成的压电基板等的板状的构件(例如，基板、晶圆等)。如图2所示，在加工对象物1，设定有用于切断加工对象物1的切断预定线以作为加工线5。加工线5是直线状延伸的假想线。在加工对象物1的内部形成改质区域的情况下，如图3所示，在将聚光点(聚光位置)P对准加工对象物1的内部的状态下，使激光L沿着加工线5(即，图2的箭号A方向)相对移动。由此，如图4、图5及图6所示，沿着加工线5在加工对象物1形成改质区域7。在加工线5为切断预定线的情况下，沿着加工线5所形成的改质区域7成为切断起点区域8。
聚光点P是指激光L聚光的部位。加工线5并不限定于直线状，也可以是曲线状，也可以是组合了它们的3维状，也可以是被坐标指定了的线。加工线5并不限定于假想线，也可以是实际绘制在加工对象物1的表面3的线。改质区域7也有连续形成的情况，也有断续形成的情况。改质区域7可以是列状，也可以是点状，主要是改质区域7至少形成在加工对象物1的内部即可。再者，有以改质区域7为起点形成龟裂的情况，龟裂及改质区域7也可以露出于加工对象物1的外表面(表面3、背面21或外周面)。形成改质区域7时的激光入射面并非限定于加工对象物1的表面3，也可以是加工对象物1的背面21。
即，在加工对象物1的内部形成改质区域7的情况下，激光L透过加工对象物1并且在位于加工对象物1的内部的聚光点P附近特别被吸收。由此，在加工对象物1形成改质区域7(即，内部吸收型激光加工)。在此情况下，由于在加工对象物1的表面3几乎不吸收激光L，因而加工对象物1的表面3不会熔融。另一方面，在加工对象物1的表面3形成改质区域7的情况下，激光L在位于表面3的聚光点P附近特别被吸收，从表面3被熔融且被除去，而形成孔或槽等的除去部(表面吸收型激光加工)。
改质区域7是指成为密度、折射率、机械强度或其他物理特性与周围不同的状态的区域。作为改质区域7，例如有熔融处理区域(是指一旦熔融后再固化的区域、熔融状态中的区域及从熔融再固化的状态中的区域中的至少任一个)、裂缝区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等，也有它们混合存在的区域。再有，作为改质区域7，有在加工对象物1的材料中改质区域7的密度与非改质区域的密度比较而变化的区域、或形成有晶格缺陷的区域(也将它们统称为高错位密度区域)。
熔融处理区域、折射率变化区域、改质区域7的密度与非改质区域的密度比较而变化的区域、及形成有晶格缺陷的区域进一步有在这些区域的内部或改质区域7和非改质区域的界面内含(包含)龟裂(破裂、微裂缝)的情况。内含的龟裂有遍及改质区域7的全面的情况或仅形成于一部分或多个部分的情况。加工对象物1包含具有结晶构造的由结晶材料所构成的基板。例如，加工对象物1包含由氮化镓(GaN)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、LiTaO3及蓝宝石(Al2O3)中的至少任一者所形成的基板。换言之，加工对象物1包含例如氮化镓基板、硅基板、SiC基板、LiTaO3基板、或蓝宝石基板。结晶材料也可以是各向异性结晶及各向同性结晶中的任一者。
在实施方式中，通过沿着加工线5形成多个改质点(spot)(加工痕)，从而可以形成改质区域7。在此情况下，通过多个改质点聚集而成为改质区域7。改质点是以脉冲激光的1脉冲的射击(shot)(即，1脉冲的激光照射：激光射击)所形成的改质部分。作为改质点，可举出裂缝点、熔融处理点或折射率变化点、或者混合存在它们的至少一个的点等。关于改质点，考虑所要求的切断精度、所要求的切断面的平坦性、加工对象物1的厚度、种类、结晶方位等，可以适当控制其大小或产生的龟裂的长度。再者，在本实施方式中，可以沿着加工线5，形成改质点以作为改质区域7。
在实施方式中，在加工对象物1的内部沿着候补线形成改质区域7，且沿着候补线形成从该改质区域7到达至表面3或背面21的龟裂(以下，称为“半切割”)。根据半切割的状态，确定加工对象物1的结晶方位，设定作为表示结晶方位的线的基准线。以下，关于加工对象物1的结晶方位的确定及基准线的设定所涉及的原理进行说明。
如图7所示，在包含结晶材料的基板12的加工对象物1，设定候补线5A。将聚光点P对准加工对象物1的内部，沿着候补线5A，将基板12的表面12a作为激光入射面而照射激光L。由此，沿着候补线5A，在基板12的内部形成厚度方向上的1列或多列(在图示的例子中为2列)的改质区域7。与此同时，沿着候补线5A，使从该改质区域7到达表面12a的表面龟裂即半切割产生。另外，图示的Z方向是与加工对象物1的厚度方向对应的方向，X方向是与Z方向正交的方向，Y方向是与Z方向及Y方向的双方正交的方向(以下，相同)。
图8(a)及图8(b)是表示从表面12a观察的半切割Hc的例子的图。图8(b)的例子表示相对于基板12的结晶方位K的方向，候补线5A的延伸方向偏移的角度，即角度偏移Δθ大于图8(a)的例子的情况。例如，基板12为SiC的情况下，结晶方位K可以举出m面的结晶方位K。
如图8(a)及图8(b)所示，半切割Hc从表面12a观察，以相对于候补线5A的延伸方向，在与该延伸方向交叉的一个方向上摆动的方式延伸的形状周期性地重复而被构成。半切割Hc具有作为摆动的形状的曲轴形状、即、在相对于候补线5A倾斜而延伸之后在相对于候补线5A交叉的方向上弯曲的锯齿形状周期性地重复的形状。
发现了与角度偏移Δθ小的情况相比，在角度偏移Δθ大的情况下，半切割Hc的摆动的程度小。摆动的程度是表示摆动的程度的指标值。摆动的程度例如包含摆动的周期、摆动的频率及摆动的量。具体而言，摆动的程度包含一个曲轴形状中的沿着候补线5A的方向的长度(间隔)即曲轴周期(摆动的周期)、以及半切割Hc的每个规定长度中的曲轴形状的出现频率(摆动的频率)。
与角度偏移Δθ小的情况相比，在角度偏移Δθ大的情况下，曲轴周期小，半切割Hc的每个规定长度中的曲轴形状的出现频率多。由此，发现了角度偏移Δθ的大小和半切割Hc的程度具有一定的相关性。具体而言，发现了角度偏移Δθ越小(候补线5A的延伸方向越接近结晶方位K)，曲轴周期越大，曲轴形状的出现频率越少。
图9(a)是表示候补线5A相对于结晶方位K所成的角度和半切割Hc的摆动的程度即曲轴周期的关系的一个例子的图表。图9(b)是表示候补线5A的坐标，和半切割Hc的摆动的程度即曲轴形状的出现频率的关系的一个例子的图表。相当于曲轴形状的出现频率的差量的坐标间距离相当于曲轴间的长度、即曲轴周期。在图中，候补线5A相对于结晶方位K所成的角度(以下，单称为“候补线5A的角度”)是以作为标准设定而决定的标准加工线的角度为0°时的角度。标准加工线是例如平行于加工对象物1的定向平面的线。在此的曲轴周期是规定数量的曲轴周期的平均值。再者，曲轴周期作为以某曲轴周期为基准的相对值来表示。
如图9(a)所示，通过改变候补线5A的角度，曲轴周期变化。由此，当考虑曲轴周期越大，角度偏移Δθ越小，加工线5的方向越接近结晶方位K的方向的上述见解时，可知能从曲轴周期大的候补线5A求岀结晶方位K。在图示的例子中，候补线5A的角度和曲轴周期具有反比例的关系。候补线5A的最佳角度为-0.05°，此时，可以将从标准加工线的方向旋转-0.05°的方向确定为结晶方位K，可以将使标准加工线旋转-0.05°的候补线5A设定为基准线5B。
如图9(b)所示，角度偏移Δθ越大，在半切割Hc的每规定长度中，曲轴形状的出现频率越多(曲轴周期越短)。由此，可知能从曲轴形状的出现频率小的候补线5A求岀结晶方位K。
图10(a)及图10(b)是表示从表面12a观察的半切割Hc的其他例的图。在图10(a)的例子和图10(b)的例子中，相对于候补线5A的角度偏移Δθ的方向互相不同。以候补线5A为边界分为一侧和另一侧的情况下，如图10(a)所示，当半切割Hc的曲轴形状具有向候补线5A的一侧倾斜而延伸的形状时，结晶方位K的方向相对于候补线5A向该一侧倾斜。如图10(b)所示，当半切割Hc的曲轴形状具有向候补线5A的另一侧倾斜而延伸的形状时，结晶方位K的方向相对于候补线5A向该另一侧倾斜。
图11(a)及图11(b)是放大表示从表面12a观察的半切割Hc的例子的照片图。在图中的例子中，基板12为SiC基板，表示下述的街道区域17。候补线5A在街道区域17上被设定成与该街道区域17的延伸方向平行。图11(a)所示的半切割Hc成为曲轴形状相对于候补线5A上摆动而延伸的形状。在此情况下，结晶方位K的方向从表面12a观察，具有相对于候补线5A逆时针旋转的角度偏移Δθ。图11(b)所示的半切割Hc成为曲轴形状相对于候补线5A下摆动而延伸的形状。在此情况下，结晶方位K的方向从表面12a观察，具有相对于候补线5A顺时针旋转的角度偏移Δθ。
通过上述说明，在实施方式中，在多个候补线5A中，可以将半切割Hc的摆动的程度最小(例如，曲轴周期最大，或曲轴形状的出现频率最少)的候补线5A的方向确定为结晶方位K。可以将该候补线5A设定为表示结晶方位K的方向的基准线5B。
探索半切割Hc的摆动的程度落入规定范围内(例如，曲轴周期成为阈值以上，或者曲轴形状的出现频率成为一定以下)的候补线5A。可以将探索到的候补线5A的方向确定为结晶方位K。可以将该候补线5A设定为基准线5B。从半切割Hc的摆动的方向(相对于候补线5A的曲轴形状的倾斜方向)，可以确定相对于候补线5A的结晶方位K的角度的方向。换言之，根据半切割Hc相对于候补线5A上摆动及下摆动的任一个，可以确定结晶方位K相对于候补线5A的角度偏移Δθ为正方向及负方向的哪一个。
接着，对第1实施方式的激光加工装置，一边参照图12的概略构成图，一边进行说明。
激光加工装置300通过将激光L聚光于加工对象物1，沿着加工线5(包含候补线5A、基准线5B及切断预定线5C)在加工对象物1形成改质区域7。再者，激光加工装置300进行通过将激光L聚光在加工对象物1中的基板12的表面12a而形成沿着加工线5的多个打痕、即标记M的标记(参照图16)。沿着加工线5的多个标记M以例如与脉冲间距(相对于脉冲激光的加工对象物1的相对速度/脉冲激光的重复周期)对应的间隔，沿着加工线5排列设置。多个标记M是表示结晶方位K的基准标记。在此的标记M通过被形成为在表面12a上露出的改质点(改质区域7)而构成。
激光加工装置300具备激光光源202和聚光光学系统204和表面观察单元(摄像部)211。激光光源202和聚光光学系统204和表面观察单元211被设置在框体231。激光光源202射岀相对于加工对象物1透过的波长的激光L。作为该波长，可举出例如532nm～1500nm。激光光源202例如为光纤激光器或固体激光器。聚光光学系统204将通过激光光源202射岀的激光L聚光于加工对象物1的内部。聚光光学系统204包含多个透镜而构成。聚光光学系统204经由包含压电元件等而构成的驱动单元232而被设置在框体231的底板233。
在激光加工装置300中，从激光光源202射岀的激光L依次透过分色镜210、238而入射至聚光光学系统204，通过聚光光学系统204而被聚光在被载置于平台111上的支撑台107的加工对象物1内。
表面观察单元211观察加工对象物1的激光入射面。表面观察单元211对被支撑于支撑台107的加工对象物1中的基板12的表面12a进行摄像。表面观察单元211具有观察用光源211a和检测器211b。观察用光源211a射岀可见光VL1。作为观察用光源211a，并不特别限定，可以使用公知的光源。
检测器211b检测在加工对象物1的激光入射面被反射的可见光VL1的反射光VL2，且取得表面12a的图像(以下，单称为“表面图像”)。检测器211b取得含有半切割Hc的表面图像。再者，检测器211b取得含有多个标记M的表面图像。作为检测器211b，并不特别限定，可以使用摄像机等的公知的摄像装置。
在表面观察单元211中，从观察用光源211a射岀的可见光VL1在反射镜208及分色镜209、210、238被反射或透过，由聚光光学系统204朝向加工对象物1被聚光。然后，在加工对象物1的激光入射面被反射的反射光VL2由聚光光学系统204被聚光并在分色镜238、210被透过或反射之后，透过分色镜209而在检测器211b被受光。
激光加工装置300具备显示在表面观察单元211被摄像的表面图像的显示部240和控制该激光加工装置300的控制部250。作为显示部240，可以使用监视器等。
控制部250通过例如CPU、ROM、RAM等而构成。控制部250控制激光光源202，且调节从激光光源202被射岀的激光L的输出或脉冲宽度等。控制部250在形成改质区域7时，控制框体231、平台111(支撑台107)的位置、及驱动单元232的驱动的至少一个，使激光L的聚光点P位于加工对象物1的表面3(表面12a)、或位于离表面3(或背面21)规定距离内部的位置。控制部250在形成改质区域7时，控制框体231、平台111的位置及驱动单元232的驱动的至少一个，使该聚光点P沿着加工线5相对移动。
控制部250对加工对象物1设定在互相不同的方向上延伸的多个候补线5A。控制部250控制平台111(支撑台107)、激光光源202及驱动单元232(聚光光学系统204)的至少一个的动作，使得沿着多个候补线5A的各个，在基板12的内部形成改质区域7并且形成半切割Hc。
控制部250控制表面观察单元211的动作，摄像表面图像。控制部250根据通过表面观察单元211而被摄像的表面图像，决定基准线5B，且对加工对象物1设定基准线5B。具体而言，对包含半切割Hc的多个表面图像施予图像识别处理，将规定条数的候补线5A中半切割Hc的摆动的程度最小的候补线5A作为表示基板12的结晶方位K的基准线5B而对加工对象物1设定。在此，从表面图像识别多个半切割Hc各自的曲轴周期，将与曲轴周期最大的半切割Hc对应的候补线5A设定为基准线5B。作为在控制部250实施的图像识别处理，并无特别限定，可以采用图案识别等的公知的图像识别处理。
控制部250控制平台111、激光光源202及驱动单元232的至少一个的动作，使得沿着基准线5B在加工对象物1形成多个标记M(参照图16)。
控制部250对包含多个标记M的表面图像施予图像识别处理，识别标记M的排列设置方向。控制部250根据识别到的标记M的排列设置方向，确定结晶方位K，且对准切断预定线5C。例如，控制部250以与标记M的排列设置方向平行的方式(以与结晶方位K平行的方式)，设定切断预定线5C，或者变更已经设定的切断预定线5C。
控制部250设定通过加工对象物1的下述街道区域17的切断预定线5C。控制部250在街道区域17的延伸方向与结晶方位K不一致的情况下，在加工对象物1设定与结晶方位K平行并且相对于街道区域17的延伸方向倾斜的切断预定线5C。
接着，对在激光加工装置300中被实施的激光加工方法，参照图13及图14的流程图进行说明。
本实施方式的激光加工方法被使用于例如制造发光二极管等的半导体芯片的制造方法。在本实施方式所涉及的加工对象物切断方法中，首先，准备加工对象物1。该加工对象物1如图15(a)所示，为裸晶圆，包含基板12。在基板12设置有定向平面OF。基板12在表面12a上具有被设置在外缘部的非有效区域16x和被设置在非有效区域16x的内侧的有效区域16y。有效区域16y是设置有下述功能元件层15的区域。非有效区域16x是未设置有功能元件层15的区域。
接着，在加工对象物1设定基准线5B(S10)。具体而言，首先，在平台111的支撑台107上载置基板12。通过控制部250，将相对于定向平面OF平行(或者向θ方向仅倾斜基准角度)的候补线5A设定为标准加工线(S11)。通过控制部250，变更θ方向上的候补线5A的角度，使得相对于标准加工线向θ方向偏移指定角度(S12)。θ方向是以Z方向为轴方向的旋转方向。基准角度及指定角度为预先设定的规定角度，并不特别限定，可以从例如基板12的规格或状态等求岀。
接着，沿着非有效区域16x上的候补线5A，在基板12的内部聚光激光L并进行一次或多次扫描，在非有效区域16x中的基板12的内部形成一列或多列的改质区域7。由此，沿着该候补线5A形成到达非有效区域16x中的基板12的表面12a的半切割Hc(S13)。在多次的激光L的扫描中，重复多次同方向的激光L的扫描(所谓的单程加工)。然后，通过表面观察单元211摄像包含半切割Hc的表面图像，且存储于控制部250的存储部(ROM或RAM)。另外，在多次的激光L的扫描中，也可以以沿着候补线5A往返的方式，扫描激光L(所谓的往返加工)。
接着，重复执行上述S12及上述S13所涉及的激光加工，直至其加工次数成为预先设定的规定次数(在此为5次)(S14)。在多次重复的上述S12中，以θ方向上的候补线5A的角度不成为相同的方式，变更角度，其结果，设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线5A。
接着，通过控制部250，对存储的多个表面图像施予图像识别处理，识别多个半切割Hc各自的状态而进行评估(S15)。通过控制部250，选择识别的多个曲轴周期的中最大的曲轴周期的半切割Hc。通过控制部250，从多个候补线5A之中选择曲轴周期最大的半切割Hc所沿着的候补线5A(S16)。然后，通过控制部250，在加工对象物1设定所选择的候补线5A以作为表示基板12的结晶方位K的基准线5B(S17)。将所设定的基准线5B的方向(结晶方位K)存储于控制部250的存储部。
例如，在上述S16中，如图15(b)所示，选择被设定在非有效区域16x的5个候补线5A中曲轴周期最大的候补线5G。在此情况下，在上述S17中，候补线5G的方向被决定为结晶方位K，在非有效区域16x设定与该候补线5G平行的基准线5B。基准线5B的方向可以作为来自定向平面OF的平行方向的θ方向上的角度(最佳角度)来表示。基准线5B是在非有效区域16x中从定向平面OF的平行方向仅以最佳角度向θ方向偏移而延伸的线。
接着，在基板12的表面12a标记沿着基准线5B排列的多个标记M(S20)。在上述20中，沿着非有效区域16x中的基准线5B，使激光L聚光于基板12的表面12a并进行扫描，且在非有效区域16x中的基板12的表面12a，沿着基准线5B形成多个标记M(参照图16)。
接着，使基板12从平台111移除，在基板12的表面12a上形成功能元件层15(S30)。功能元件层15包含在表面12a的有效区域16y中被矩阵地排列的多个功能元件15a(例如，光电二极管等的受光元件、激光二极管等的发光元件或作为电路而形成的电路元件等)。在相邻的功能元件15a之间，形成有街道区域(切割街道)17。
在上述S30中，以定向平面OF为基准形成功能元件层15。具体而言，在表面12a的有效区域16y上排列在定向平面OF的平行方向及垂直方向上排列的多个功能元件15a。在多个的功能元件15a间形成在定向平面OF的平行方向及垂直方向上延伸的格子状的街道区域17。
接着，在包含基板12及功能元件层15的加工对象物1的背面21贴附扩展胶带，且将该加工对象物1载置在平台111上。通过表面观察单元211摄像包含多个标记M的表面图像。通过控制部250，从该表面图像识别多个标记M的排列设置方向。通过控制部250，将多个标记M的排列设置方向确定为结晶方位K。通过控制部250，设定相对于标记M的排列设置方向平行且通过街道区域17的切断预定线5C、和与标记M的排列设置方向正交并且通过街道区域17的切断预定线5C(S40)。即，调整且设定θ方向上的角度，使得将通过多个功能元件15a间的街道区域17的格子状的切断预定线5C沿着确定的结晶方位K的平行方向及正交方向延伸。
图17为放大表示功能元件层15的俯视图。如图17所示，例如在上述S40中，切断预定线5C被设定成通过加工对象物1的街道区域17。此外，该切断预定线5C在街道区域17中被设定成沿着结晶方位K的平行方向及正交方向。在图示的例子中，街道区域17的延伸方向(功能元件15a排列的方向)不与结晶方位K一致。在此情况下，在上述S40中，以从Z方向观察相对于街道区域17的延伸方向倾斜并且成为与结晶方位K平行的方式，设定通过街道区域17的切断预定线5C。再者，以从Z方向观察相对于街道区域17的延伸方向倾斜并且成为与结晶方位K垂直的方式，设定通过街道区域17的切断预定线5C。
接着，沿着切断预定线5C切断加工对象物1，形成多个半导体芯片(例如，存储器、IC、发光元件、受光元件等)(S50)。具体而言，使激光L聚光于加工对象物1的内部并沿着切断预定线5C进行一次或多次扫描。由此，沿着切断预定线5C，在加工对象物1的内部形成一列或多列的改质区域7。然后，通过扩张扩展胶带，将该改质区域7作为切断的起点，沿着切断预定线5C切断加工对象物1，从而作为多个半导体芯片而互相分开。
然而，发现了在沿着加工线5被切断的加工对象物1的切断面出现的阶差的数量在沿着加工线5形成改质区域7的情况下所产生的半切割Hc的摆动的程度越大时越多。在该见解下，在本实施方式中，根据包含分别沿着在互相不同的方向上延伸的多个候补线5A的半切割Hc的表面图像，对加工对象物1设定基准线5B。
由此，能够设定在平行于基准线5B的方向上延伸的切断预定线5C。其结果，可以抑制切断预定线5C相对于基板12的结晶方位K偏移地设定。能够抑制在切断加工对象物1而取得的芯片的切断面(端面)上出现阶差，且可以使芯片的切断面平滑化进而镜面化。进一步可以提升芯片的成品率。
即，一般来说，定向平面OF和结晶方位K存在其方向最大偏移约1°左右的情况。因此，相比于与定向平面OF平行地设定切断预定线5C的情况，具有上述作用效果的本实施方式特别有效。
在本实施方式中，通过控制部250，设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线5A，且将规定条数的候补线5A中半切割Hc的摆动的程度最小的候补线5A设定为基准线5B。由此，由于若仅关于规定条数的候补线5A，实施激光L的照射、半切割Hc的状态的确认等即可，因而可以简易地实施基准线5B的设定。
在本实施方式中，通过控制部250，以被设置在加工对象物1的定向平面OF为基准，对基板12设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的候补线5A。即，设定与定向平面OF平行的标准加工线，且以该标准加工线为基准设定规定条数的候补线5A。由此，可以抑制在每个加工对象物1候补线5A的设定发生偏差。特别是在定向平面OF的方向和结晶方位K的方向的一致精度高的情况下，由于多个候补线5A的设定从标准加工线进行微调整即可，因而是有效的。再有，在从加工对象物1量产芯片的情况下有效。
本实施方式具备显示通过表面观察单元211所摄像的表面图像的显示部240。此时，操作员可以实施半切割Hc的状态的确认等。
在本实施方式中，沿着基准线5B在加工对象物1形成多个标记M。由此，能够以多个标记M为基准，对加工对象物1设定在平行于基准线5B的方向上延伸的切断预定线5C。
在本实施方式中，对加工对象物1设定在平行于基准线5B的方向上延伸的切断预定线5C，且沿着切断预定线5C在基板12的内部形成改质区域7。由此，可以在相同的激光加工装置300上实施沿着候补线5A的激光L的照射、半切割Hc的状态的确认、基准线5B的设定、切断预定线5C的设定、沿着切断预定线5C的激光L的照射等的一连串的工序。
在本实施方式中，在基板12的非有效区域16x设定候补线5A及基准线5B，在基板12的非有效区域16x中的表面12a形成多个标记M。由此，当切断加工对象物1而制造芯片时，可以有效活用通常被除去而被废弃的部分(非有效区域16x)。另外，候补线5A及基准线5B也可以被设定在有效区域16y。多个标记M也可以被形成在有效区域16y。
在本实施方式中，沿着候补线5A形成多列改质区域7而形成半切割Hc时，不是以沿着候补线5A返往的方式扫描激光L，而是重复多次同方向的激光L的扫描。由此，使来自改质区域7的半切割Hc适宜地到达至表面12a，可以显著地产生半切割Hc的摆动(曲轴形状)。
另外，本实施方式并不限定于上述实施方式，也可以如下所述构成。
在本实施方式中，作为基准标记，形成沿着基准线5B排列的多个标记M，但是，所形成的基准标记并不特别限定。例如，也可以将与定向平面OF不同的另外的新的定向平面(形成在基板12的外周面的一部分的平面)作为基准标记而与基准线5B平行地设置。也可以使利用最佳的候补线5A的半切割Hc而切断的面为作为基准标记的新的定向平面。通过激光L的照射沿着基准线5B在加工对象物1的内部形成改质区域7，且使以该改质区域7为切断的起点而切断的面为作为基准标记的新的定向平面。另外，该新的定向平面的形成可以采用公知的各种加工方法。
基准标记也可以是从基板12内的改质区域7到达至表面12a的龟裂。基准标记也可以通过表示结晶方位的形状(包含二维形状及三维形状)、模样、色彩、显示、一维码、二维码等或者它们的组合而构成。基准标记也可以是沿着基准线5B形成的划分线。
在本实施方式中，在控制部250中对基板12的表面图像进行图像识别处理，且自动识别半切割Hc的摆动的程度，但是，也可以从被显示在显示部240的表面图像或以目视，操作员识别半切割Hc的摆动的程度。在此情况下，例如在被连接于控制部250的操作部中，也可以通过该操作员进行根据半切割Hc的摆动的程度设定基准线5B的操作，在加工对象物1设定基准线5B。
在本实施方式中，在控制部250中对基板12的表面图像进行图像识别处理，且自动识别多个标记M，但是，也可以从被显示在显示部240的表面图像或以目视，操作员识别多个标记M。在此情况下，例如在被连接于控制部250的操作部中，也可以通过该操作员进行设定与多个标记M的排列设置方向平行的切断预定线5C的操作，在加工对象物1设定切割预定线5C。
在本实施方式中，在基板12的表面12a上形成功能元件层15的上述S30中，以定向平面OF为基准形成功能元件层15，但是，也可以以多个标记M为基准形成功能元件层15。具体而言，在表面12a的有效区域16y排列在多个标记M的排列设置方向及其垂直方向上排列的多个功能元件15a，且在多个功能元件15a间形成在多个标记M的排列设置方向及其垂直方向上延伸的格子状的街道区域17。由此，可以沿着结晶方位K精度良好地配置多个功能元件15a及街道区域17。
在本实施方式中，在基板12进行标记的上述S20之后，实施形成功能元件层15的上述S30，但是，并不限定于此，也可以使用预先在基板12形成有功能元件15a的加工对象物1(所谓的已形成装置的晶圆)。即，也可以对预先在基板12形成有功能元件15a的加工对象物1设定基准线5B的上述S10之后，实施进行标记的上述S20，且原样地实施设定切断预定线的上述S40。在此情况下，也可以不实施进行标记的上述S20，在上述S40中，以与被设定的基准线5B平行的方式，设定切断预定线5C。
接着，对第2实施方式进行说明。另外，在第2实施方式的说明中，对与上述第1实施方式不同的点进行说明。
在本实施方式中，控制部250根据通过表面观察单元211被摄像的表面图像，对加工对象物1依次设定多个候补线5A，直至半切割Hc的摆动的程度落入规定范围内。控制部250将半切割Hc的摆动的程度落入规定范围内的候补线5A作为基准线5B而对加工对象物1设定。在此，将曲轴周期成为阈值以上的半切割Hc所沿着的候补线5A作为基准线5B来设定。
如图18所示，第2实施方式所涉及的激光加工方法在上述S10中，如下所述设定基准线5B。即，首先，在平台111的支撑台107上载置基板12。将相对于定向平面OF平行(或者向θ方向仅倾斜基准角度)的候补线5A设定为标准加工线(S61)。
接着，沿着非有效区域16x的候补线5A，在基板12的内部聚光激光L并进行一次或多次扫描，在非有效区域16x中的基板12的内部形成一列或多列的改质区域7。由此，沿着该候补线5A形成到达非有效区域16x中的基板12的表面12a的半切割Hc(S62)。然后，通过表面观察单元211摄像包含半切割Hc的表面图像，且存储于控制部250的存储部(ROM或RAM)。
接着，通过控制部250，对存储的表面图像施予图像识别处理，识别其半切割Hc的状态而进行评估(S63)。判定半切割Hc的曲轴周期是否为阈值以上(S64)。在上述S64为否的情况下(曲轴周期小于阈值的情况)，对应于识别结果而变更候补线5A的θ方向上的角度，且设定新的候补线5A(S65)。
在上述S65中，将俯视时候补线5A朝半切割Hc的摆动的方向旋转的θ方向的朝向(正方向或负方向)作为指定旋转方向来求岀。使用预先设定的数据函数或数据表，从半切割Hc的曲轴周期求岀指定旋转角度。变更θ方向上的候补线5A的角度，使得在指定旋转方向上偏移指定角度。在上述S65之后，返回上述S62。
另外，阈值可以根据结晶方位K的方向和候补线5A的方向的角度偏移Δθ充分小的时候的曲轴周期而设定。数据函数或数据表是关于候补线5A相对于结晶方位K所成的角度和曲轴周期(半切割Hc的摆动的程度)的相关关系(参照图19(b))的数据。阈值和数据函数或数据表被存储于控制部250的存储部(ROM)。即，将加工线5朝向θ方向上的曲轴形状的摆动侧旋转，与将加工对象物1朝向θ方向上的曲轴形状的摆动侧的相反侧旋转为相同含义。
在上述S64中为是的情况(曲轴周期为阈值以上的情况)下，将现在的候补线5A作为基准线5B来设定，且将所设定的基准线5B的方向作为结晶方位K而存储于控制部250的存储部(S66)。
在如图19(a)及图19(b)所示的例子中，首先，沿着候补线5A1激光加工，形成半切割Hc。由于该半切割Hc的曲轴周期C1小于阈值α，因而重新设定候补线5A2。接着，沿着候补线5A2激光加工，形成半切割Hc。由于该半切割Hc的曲轴周期C2仍小于阈值α，因而重新设定候补线5A3。接着，沿着候补线5A3激光加工，形成半切割Hc。该半切割Hc的曲轴周期C3为阈值α以上。由此，该候补线5A3被设定成基准线5B。之后，在上述20中，沿着基准线5B形成多个标记M。
以上，即使在本实施方式中，也可实现可以抑制切断预定线5C被设定成相对于基板12的结晶方位K偏移的上述效果。
在本实施方式中，通过控制部250，对加工对象物1依次设定多个候补线5A，直至半切割Hc的摆动的程度落入规定范围内(在此，曲轴周期成为阈值α)。然后，将半切割Hc的摆动的程度落入规定范围内的候补线5A作为基准线5B来设定。由此，可以以所期望的精度实施对加工对象物1设定基准线5B。例如，通过将阈值α设为对应于结晶方位K和候补线5A的方向一致的时候的值，可以实现结晶方位K和基准线5B的高的一致精度。
在本实施方式中，通过控制部250，以被设置在加工对象物1的定向平面OF为基准，对加工对象物1设定最初的候补线5A1。即，设定与定向平面OF平行的标准加工线，且以该标准加工线为基准设定候补线5A1。在此情况下，可以抑制在每个加工对象物1候补线5A的设定发生偏差。
本实施方式的控制部250具有存储候补线5A相对于结晶方位K所成的角度和半切割Hc的摆动的程度的相关关系(数据函数或数据表)的存储部。由此，当在上述S65中设定新的候补线5A时，可以将该相关关系作为指标。其结果，可以减少直至设定基准线5B为止依次被设定的候补线5A的条数。
接着，对第3实施方式进行说明。另外，在第3实施方式的说明中，对与上述第1实施方式不同的点进行说明。
在本实施方式中，控制部250对加工对象物1设定相对于预先设定的基准方向所成的θ方向角度、即线旋转角度(以下，单称为“线旋转角度”)互相不同的多个候补线5A。在此的基准方向是沿着上述标准加工线的方向，且是相对于定位平面OF平行(或者向θ方向仅倾斜基准角度)的方向。
控制部250检测多个候补线5A各自的半切割(龟裂)Hc相对于该候补线5A倾斜的倾斜方向。在此的控制部250对于多个候补线5A各自的半切割Hc，相对于多个该候补线5A的各个倾斜而延伸的情况下，检测其倾斜方向相对于多个该候补线5A为一侧或另一侧(一侧的相反侧)。倾斜方向是相对于候补线5A的角度偏移Δθ的方向。作为倾斜方向，以半切割Hc沿着左右方向延伸的方式观察，将半切割Hc向上侧倾斜而延伸的情况作为“上侧”，将半切割Hc向下侧倾斜而延伸的情况作为“下侧”。半切割Hc的倾斜方向不取决于半切割Hc是否具有曲轴形状。即，存在半切割Hc不具有曲轴形状而倾斜的情况。
控制部250检测多个候补线5A中半切割Hc的倾斜方向为候补线5A的一侧并且线旋转角度最大(或最小)的第1候补线。控制部250检测多个候补线5A中半切割Hc的倾斜方向为候补线5A的另一侧并且线旋转角度最小(或最大)的第2候补线。即，控制部250在以线旋转角度大或小的顺序探索多个候补线5A的情况下，将半切割Hc的倾斜方向即将反转之前的候补线5A作为第1候补线来检测，并且将刚反转后的候补线5A作为第2候补线来检测。
然后，控制部250根据第1候补线及第2候补线，在加工对象物1设定基准线5B。具体而言，当将相对于第1候补线的基准方向所成的角度设为第1线旋转角度，将相对于第2候补线的基准方向所成的角度设为第2线旋转角度时，控制部250对于第1线旋转角度和第2线旋转角度之间的角度，将成为线旋转角度的候补线5A作为基准线5B来设定。换言之，将线旋转角度大于(或小于)第1候补线并且线旋转角度小于(或大于)第2候补线的候补线5A作为基准线5B来设定。
或者，控制部250在不存在将第1及第2线旋转角度间的角度设为线旋转角度的候补线5A的情况下，重新求岀相对于基准方向仅倾斜第1及第2线旋转角度间的该角度的线，且将该线作为基准线5B来设定。控制部250在具有多个与第1及第2线旋转角度间的角度对应的候补线5A的情况下，也可以将这些多个候补线5A中的任一者作为基准线5B来适当设定。控制部250也可以将多个候补线5A中半切割Hc不倾斜的候补线5A作为基准线5B来设定。
如图20所示，第3实施方式所涉及的激光加工方法在上述S10中，如下所述设定基准线5B。即，首先，在平台111的支撑台107上载置基板12。对加工对象物1设定线旋转角度互相不同的多个候补线5A(S31)。
接着，沿着多个候补线5A，在基板12的内部聚光激光L并进行一次或多次扫描，在基板12的内部形成一列或多列的改质区域7。由此，沿着多个该候补线5A的各个而形成到达至基板12的表面12a的半切割Hc(S32)。然后，通过表面观察单元211摄像包含半切割Hc的表面图像，且存储于控制部250的存储部(ROM或RAM)。
接着，通过控制部250，对所存储的表面图像施予图像识别处理，检测多个候补线5A各自的半切割Hc是否相对于该候补线5A倾斜、及倾斜的情况下的该倾斜方向(S33)。通过控制部250，从多个候补线5A之中确定第1候补线及第2候补线，根据这些第1及第2候补线选择候补线5A。具体而言，选择与第1及第2线旋转角度间的线旋转角度对应的候补线5A(S34)。将所选择的候补线5A作为基准线5B来设定，且将所设定的基准线5B的方向作为结晶方位K存储于控制部250的存储部(S35)。
图21(a)为表示第3实施方式所涉及的激光加工方法的加工结果的例子的图。在图21(a)的激光加工方法中，多个候补线5A间的距离(最接近距离)设为100μm。激光L的输出设为3.5μJ。
在图21(a)所示的结果中，半切割Hc的倾斜方向在线旋转角度为0deg～0.024deg为上侧，在0.025deg不倾斜，在0.026ded反转而成为下侧，在0.026deg～0.04deg为下侧。线旋转角度为0.02deg～0.026deg的半切割Hc中不包含曲轴形状。线旋转角度为0.025deg的候补线5A被设定为基准线5B。即，将线旋转角度设为0.025deg的候补线5A的方向对应于最佳角度(结晶方位K)。另外，在此情况下，线旋转角度为0.024deg的候补线5A为第1候补线(或第2候补线)，线旋转角度为0.026deg的候补线5A为第2候补线(或第1候补线)。
图21(b)为表示第3实施方式所涉及的激光加工方法的加工结果的其他例的图。在图21(b)的激光加工方法中，多个候补线5A间的距离(最接近距离)设为50μm。激光L的输出设为较图21(a)的激光加工方法的输出高的4.5μJ。
在图21(b)所示的结果中，半切割Hc的倾斜方向在线旋转角度为0deg～0.024deg为上侧，在0.025deg不倾斜，在0.026ded反转而成为下侧，在0.026deg～0.04deg为下侧。线旋转角度为0.023deg～0.026deg的半切割Hc中不包含曲轴形状。线旋转角度为0.025deg的候补线5A被设定为基准线5B。即，将线旋转角度设为0.025deg的候补线5A的方向对应于最佳角度(结晶方位K)。另外，在此情况下，线旋转角度为0.024deg的候补线5A为第1候补线(或第2候补线)，线旋转角度为0.026deg的候补线5A为第2候补线(或第1候补线)。
以上，即使在本实施方式中，也可以抑制切断预定线5C相对于加工对象物1的基板12的结晶方位K偏移而被设定。再者，发现了第1候补线的线旋转角度和第2候补线的线旋转角度之间的角度与基板12的结晶方位K对应。由此，通过根据第1及第2候补线设定作为表示基板12的结晶方位K的线的基准线5B，可以高精度地(以0.001deg精度)设定该基准线5B。
本实施方式也可以在半切割Hc不具有曲轴形状(即，周期性地重复的摆动的形状)的情况下进行对应。在本实施方式中，即使在所设定的多个候补线5A间的距离窄至50μm的情况下(例如，较相邻的功能元件15a之间的距离窄的情况下)，也可以精度良好地设定基准线5B。
另外，控制部250也可以在上述S32之后，确认(判定)多个候补线5A的多个半切割Hc的至少任一个不具有曲轴形状，且在不具有曲轴形状的情况下，实施上述S33～S35。另一方面，在多个半切割Hc的全部具有曲轴形状的情况下，也可以不实施上述S33～S35而实施与上述第1实施方式或上述第2实施方式相同的处理。即，本实施方式也可以在上述第1实施方式或上述第2实施方式中多个半切割Hc的至少任一个不具有曲轴形状的情况下被实施。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式，即使在不变更记载于各权利要求的主旨的范围下，也能够进行变形或适用于其他方面。
在上述本实施方式中，通过沿着切断预定线5C在加工对象物1的内部形成改质区域7，从而沿着切断预定线5C切断加工对象物1，但是，加工对象物1的切断的工序及构成并不被特别限定。例如，也可以具备沿着切断预定线5C进行利用切割刀的刀片切割而切割加工对象物1的工序及构成。例如，也可以具备沿着切断预定线5C进行烧蚀加工而切割加工对象物1的工序及构成。若可以沿着切断预定线5C切断加工对象物1，则可以采用公知的工序及构成(装置)。
在上述实施方式中，在加工对象物1的内部，可以将改质区域7仅形成一列，也可以将改质区域7形成厚度方向的位置互相不同的两列以上。在上述实施方式中，将“激光入射面”设为表面3(表面12a)，将“激光入射面的相反面”设为背面21，但是，在背面21被设为“激光入射面”的情况下，表面3成为“光入射面的相反面”。上述“一致”不仅包括完全一致，也包含大致一致。上述“一致”包含设计误差、制造误差及测量误差。
本发明的一个方面也可以理解为通过上述激光加工装置或上述激光加工方法所制造的芯片。本发明的一个方面可以仅适用于沿着与定向平面OF平行的方向设定加工线5的情况，也可以仅适用于沿着与定向平面OF垂直的方向设定加工线5的情况。再有，本发明的一个方面也可以适用于沿着与定向平面OF平行的方向及垂直的方向设定加工线5的情况。在上述中，控制部250构成候补线设定部、动作控制部、基准线设定部、切断预定线设定部及存储部。
产业上的利用可能性
根据本发明的一个方面，可以提供可以抑制切断预定线被设定成相对于加工对象物的基板的结晶方位偏移的激光加工装置及激光加工方法。
符号的说明
1…加工对象物、3、12a…表面、5A…候补线、5B…基准线、5C…切断预定线、7…改质区域、12…基板、100、300…激光加工装置、107…支撑台、202…激光光源、204…聚光光学系统、211…表面观察单元(摄像部)、240…显示部、250…控制部(候补线设定部、动作控制部、基准线设定部、切断预定线设定部、存储部)、Hc…半切割(龟裂)、K…结晶方位、L…激光、M…标记(基准标记)、OF：定向平面。

Claims (14)

1.一种激光加工装置，其特征在于，
具备：
支撑台，其支撑包含由结晶材料所构成的基板的加工对象物；
激光光源，其射出激光；
聚光光学系统，其将从所述激光光源所射出的所述激光聚光于被所述支撑台支撑的所述加工对象物；
摄像部，其对被所述支撑台支撑的所述加工对象物的表面进行摄像；
候补线设定部，其对所述加工对象物设定在互相不同的方向上延伸的多个候补线；
动作控制部，其控制所述支撑台、所述激光光源及所述聚光光学系统的至少一个的动作，使得沿着多个所述候补线的各个，在所述基板的内部形成改质区域，并且龟裂从所述改质区域到达至所述加工对象物的所述表面；及
基准线设定部，其对所述加工对象物设定根据通过所述摄像部所摄像的所述龟裂的图像而决定为表示所述基板的结晶方位的线的基准线。
2.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，
所述候补线设定部对所述加工对象物设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的所述候补线，
所述基准线设定部将规定条数的所述候补线中所述龟裂的摆动的程度最小的所述候补线作为所述基准线而对所述加工对象物设定。
3.如权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，
所述候补线设定部以被设置于所述加工对象物的定向平面为基准，对所述加工对象物设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的所述候补线。
4.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，
所述候补线设定部根据通过所述摄像部所摄像的所述龟裂的图像，对所述加工对象物依次设定多个所述候补线，直至所述龟裂的摆动的程度落入规定范围内，
所述基准线设定部将所述龟裂的摆动的程度落入规定范围内的所述候补线作为所述基准线而对所述加工对象物设定。
5.如权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，
所述候补线设定部以被设置于所述加工对象物的定向平面为基准，对所述加工对象物设定最初的所述候补线。
6.如权利要求4或5所述的激光加工装置，其特征在于，
还具备预先存储所述候补线相对于所述结晶方位所成的角度和所述龟裂的摆动的程度的关系的存储部。
7.如权利要求1~5中的任一项所述的激光加工装置，其特征在于，
所述候补线设定部对所述加工对象物设定相对于基准方向所成的角度互相不同的多个所述候补线，
所述基准线设定部检测多个所述候补线各自的所述龟裂相对于该候补线倾斜的倾斜方向，根据多个所述候补线中所述龟裂的倾斜方向在该候补线的一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最大的第1候补线和所述龟裂的倾斜方向在该候补线的另一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最小的第2候补线，或者所述龟裂的倾斜方向在该候补线的一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最小的第1候补线和所述龟裂的倾斜方向在该候补线的另一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最大的第2候补线，对所述加工对象物设定所述基准线。
8.如权利要求1~5中的任一项所述的激光加工装置，其特征在于，
还具备显示通过所述摄像部所摄像的所述龟裂的图像的显示部。
9.如权利要求1~5中的任一项所述的激光加工装置，其特征在于，
所述动作控制部控制所述支撑台、所述激光光源及所述聚光光学系统的至少一个的动作，使得沿着通过所述基准线设定部所设定的所述基准线，在所述加工对象物形成表示所述结晶方位的基准标记。
10.如权利要求1~5中的任一项所述的激光加工装置，其特征在于，
还具备：切断预定线设定部，其对所述加工对象物设定在与通过所述基准线设定部所设定的所述基准线平行的方向上延伸的切断预定线，
所述动作控制部控制所述支撑台、所述激光光源及所述聚光光学系统的至少一个的动作，使得沿着通过所述切断预定线设定部所设定的所述切断预定线，在所述基板的内部形成所述改质区域。
11.一种激光加工方法，其特征在于，
包含：
第1工序，其对包含由结晶材料所构成的基板的加工对象物，设定在互相不同的方向上延伸的多个候补线；
第2工序，其将所述激光聚光于所述加工对象物，使得沿着多个所述候补线的各个，在所述基板的内部形成改质区域，并且龟裂从所述改质区域到达至所述加工对象物的表面；及
第3工序，其对所述加工对象物设定根据所述龟裂的状态而决定为表示所述基板的结晶方位的线的基准线。
12.如权利要求11所述的激光加工方法，其特征在于，
在所述第1工序中，对所述加工对象物设定在互相不同的规定方向上延伸的规定条数的所述候补线，
在所述第3工序中，将规定条数的所述候补线中所述龟裂的摆动的程度最小的所述候补线作为所述基准线而对所述加工对象物设定。
13.如权利要求11所述的激光加工方法，其特征在于，
在所述第1工序中，根据所述龟裂的状态，对所述加工对象物依次设定多个所述候补线，直至所述龟裂的摆动的程度落入规定范围内，
在所述第3工序中，将所述龟裂的摆动的程度落入规定范围内的所述候补线作为所述基准线而对所述加工对象物设定。
14.如权利要求11~13中的任一项所述的激光加工方法，其特征在于，
在所述第1工序中，
对所述加工对象物设定相对于基准方向所成的角度互相不同的多个所述候补线，
在所述第3工序中，
检测多个所述候补线各自的所述龟裂相对于该候补线倾斜的倾斜方向，
根据多个所述候补线中所述龟裂的倾斜方向在该候补线的一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最大的第1候补线和所述龟裂的倾斜方向在该候补线的另一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最小的第2候补线，或者所述龟裂的倾斜方向在该候补线的一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最小的第1候补线和所述龟裂的倾斜方向在该候补线的另一侧并且相对于所述基准方向所成的角度最大的第2候补线，对所述加工对象物设定所述基准线。
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