JP5646550B2 - Workpiece processing method, workpiece dividing method, and laser processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レーザー光を照射して被加工物を加工するレーザー加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing method for processing a workpiece by irradiating a laser beam.
パルスレーザー光を照射して被加工物を加工する技術(以下、単にレーザー加工もしくはレーザー加工技術とも称する)として種々のものがすでに公知である(例えば、特許文献1ないし特許文献4参照)。 Various techniques (hereinafter simply referred to as laser processing or laser processing technology) for processing a workpiece by irradiating pulsed laser light are already known (see, for example, Patent Document 1 to Patent Document 4).
特許文献1に開示されているのは、被加工物たるダイを分割する際に、レーザーアブレーションにより分割予定線に沿って断面V字形の溝(ブレイク溝)を形成し、この溝を起点としてダイを分割する手法である。一方、特許文献2に開示されているのは、デフォーカス状態のレーザー光を被加工物(被分割体)の分割予定線に沿って照射することにより被照射領域に周囲よりも結晶状態の崩れた断面略V字形の融解改質領域(変質領域)を生じさせ、この融解改質領域の最下点を起点として被加工物を分割する手法である。 Patent Document 1 discloses that when a die as a workpiece is divided, a groove having a V-shaped cross section (break groove) is formed along a planned dividing line by laser ablation, and the die is started from this groove. Is a method of dividing On the other hand, Patent Document 2 discloses that a laser beam in a defocused state is irradiated along a planned division line of an object to be processed (divided object), so that the irradiated region is less crystallized than the surroundings. In this method, a melt-modified region (modified region) having a substantially V-shaped cross section is generated, and the workpiece is divided starting from the lowest point of the melt-modified region.
特許文献1および特許文献2に開示の技術を用いて分割起点を形成する場合はいずれも、その後の分割が良好に行われるために、レーザー光の走査方向である分割予定線方向に沿って均一な形状のV字形断面(溝断面もしくは変質領域断面)を形成することが、重要である。そのための対応として、例えば、1パルスごとのレーザー光の被照射領域(ビームスポット)が前後で重複するようにレーザー光の照射が制御される。 In any case where the division starting points are formed using the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the subsequent division is performed satisfactorily, so that it is uniform along the planned division line direction that is the scanning direction of the laser light. It is important to form a V-shaped cross section (groove cross section or altered region cross section) having a simple shape. For this purpose, for example, the irradiation of the laser beam is controlled so that the irradiated region (beam spot) of the laser beam for each pulse overlaps before and after.
例えば、レーザー加工の最も基本的なパラメータである、繰り返し周波数(単位kHz)をRとし、走査速度(単位mm/sec)をVとするとき、両者の比V/Rがビームスポットの中心間隔となるが、特許文献1および特許文献2に開示の技術においては、ビームスポット同士に重なりが生じるよう、V/Rが1μm以下となる条件で、レーザー光の照射および走査が行われる。 For example, when the repetition frequency (unit: kHz), which is the most basic parameter of laser processing, is R, and the scanning speed (unit: mm / sec) is V, the ratio V / R of both is the center distance of the beam spot. However, in the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, laser light irradiation and scanning are performed under the condition that V / R is 1 μm or less so that beam spots overlap each other.
また、特許文献3には、表面に積層部を有する基板の内部に集光点を合わせてレーザー光を照射することによって基板内部に改質領域を形成し、この改質領域を切断の起点とする態様が開示されている。 Further, in Patent Document 3, a modified region is formed inside the substrate by aligning a condensing point inside the substrate having a laminated portion on the surface and irradiating laser light, and this modified region is defined as a starting point of cutting. An embodiment is disclosed.
また、特許文献4には、1つの分離線に対して複数回のレーザー光走査を繰り返し、分離線方向に連続する溝部および改質部と、分離線方向に連続しない内部改質部とを深さ方向の上下に形成する態様が開示されている。 Further, in Patent Document 4, a laser beam scan is repeated a plurality of times for one separation line to deepen a groove portion and a modification portion that are continuous in the separation line direction and an internal modification portion that is not continuous in the separation line direction. The aspect formed in the up-down direction is disclosed.
一方、特許文献5には、パルス幅がpsecオーダーという超短パルスのレーザー光を用いた加工技術であって、パルスレーザー光の集光スポット位置を調整することにより、被加工物(板体)の表層部位から表面に至って微小クラックが群生した微小な溶解痕を形成し、これらの溶解痕の連なった線状の分離容易化領域を形成する態様が開示されている。 On the other hand, Patent Document 5 discloses a processing technique using an ultrashort pulse laser beam having a pulse width of the order of psec, and by adjusting the focused spot position of the pulse laser beam, a workpiece (plate). A mode is disclosed in which minute dissolution marks are formed in which micro cracks are clustered from the surface layer portion to the surface, and a linear separation facilitating region in which these dissolution marks are connected is disclosed.
しかしながら、レーザー光による分割起点の形成を従来の手法にて行った場合、レーザー光が照射された部分に、いわゆる加工痕(レーザー加工痕)が形成されることが不可避であった。加工痕とは、レーザー光が照射された結果、照射前とは材質や構造が変化した変質領域である。加工痕の形成は、通常、分割されたそれぞれの被加工物(分割素片)の特性等に悪影響を与えるために、なるべく抑制されることが好ましい。 However, when the division starting point is formed by the laser beam by the conventional method, it is inevitable that a so-called processing mark (laser processing mark) is formed in the portion irradiated with the laser beam. A processing mark is a denatured region in which the material or structure has changed as a result of irradiation with laser light. It is preferable to suppress the formation of the processing marks as much as possible in order to adversely affect the characteristics of each of the divided workpieces (divided pieces).
例えば、サファイアなどの硬脆性かつ光学的に透明な材料からなる基板の上にLED構造などの発光素子構造を形成した被加工物を、特許文献2に開示されているような従来のレーザー加工によってチップ単位に分割することで得られた発光素子のエッジ部分(分割の際にレーザー光の照射を受けた部分)においては、幅が数μm程度で深さが数μm〜数十μm程度の加工痕が連続的に形成されてなる。係る加工痕が、発光素子内部で生じた光を吸収してしまい、素子からの光の取り出し効率を低下させてしまうという問題がある。特に、屈折率の高いサファイア基板を用いた発光素子構造の場合に係る問題が顕著である。 For example, a workpiece in which a light emitting element structure such as an LED structure is formed on a substrate made of a hard and brittle and optically transparent material such as sapphire is processed by conventional laser processing as disclosed in Patent Document 2. In the edge portion of the light emitting element obtained by dividing into chips (the portion that has been irradiated with laser light during division), the width is about several μm and the depth is about several μm to several tens of μm. Traces are formed continuously. Such a processing mark absorbs light generated inside the light emitting element, and there is a problem in that light extraction efficiency from the element is reduced. In particular, the problem associated with the light emitting device structure using a sapphire substrate having a high refractive index is significant.
本発明の発明者は、鋭意検討を重ねた結果、被加工物にレーザー光を照射して分割起点を形成するにあたって、該被加工物の劈開性もしくは裂開性を利用することで、加工痕の形成が好適に抑制されるとの知見を得た。加えて、係る加工には超短パルスのレーザー光を用いることが好適であるとの知見を得た。 The inventor of the present invention, as a result of intensive studies, in forming the division starting point by irradiating the workpiece with laser light, by utilizing the cleavage property or cleavage property of the workpiece, It was found that the formation of is suitably suppressed. In addition, the inventors have found that it is preferable to use ultrashort pulse laser light for such processing.
特許文献1ないし特許文献5においては、被加工物の劈開性もしくは裂開性を利用する分割起点の形成態様について、何らの開示も示唆もなされてはいない。 In Patent Document 1 to Patent Document 5, there is no disclosure or suggestion about the formation mode of the division starting point that utilizes the cleavage property or cleavage property of the workpiece.
また、一方で、レーザー光を用いて分割起点を形成した上で、被加工物をチップ単位に分割するプロセスを行うにあたっては、分割起点の先端部分が被加工物のできるだけ深いところまで達している方が、分割の確実性が高まるために好ましい。これは、超短パルスのレーザー光を用いる場合も同様である。 On the other hand, when the division starting point is formed using laser light and the process of dividing the workpiece into chips is performed, the tip of the dividing starting point reaches as deep as possible in the workpiece. This is preferable because the certainty of division is increased. The same applies to the case where ultrashort pulse laser light is used.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、加工痕の形成が抑制されるとともに、被加工物の分割がより確実に実現される分割起点の形成が可能となる、被分割体の加工方法およびこれを実現するレーザー加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to form a division starting point that enables formation of a division starting point that suppresses the formation of machining traces and more reliably realizes division of the workpiece. It is an object to provide a method and a laser processing apparatus for realizing the method.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、被加工物に分割起点を形成するための加工方法であって、被加工物をステージに載置する載置工程と、前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成工程と、前記ステージと前記パルスレーザー光の光源とを連続的に相対移動させながら、前記パルスレーザー光を、前記液層を透過させつつ、かつ、個々の単位パルス光ごとの被照射領域が前記被加工面において離散的に形成されるように前記被加工物に照射することによって、前記被照射領域同士の間で前記被加工物の劈開もしくは裂開を順次に生じさせることで、前記被加工物に分割のための起点を形成する照射工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a processing method for forming a division starting point on a workpiece, a mounting step of mounting the workpiece on a stage, and mounting on the stage A liquid layer forming step of forming a liquid layer on the processed surface of the processed workpiece by a liquid transparent to the pulse laser beam used for processing the workpiece; the stage and the pulse laser; While continuously moving relative to the light source of light, the pulsed laser light is transmitted through the liquid layer, and irradiated regions for each unit pulsed light are discretely formed on the processing surface. By irradiating the workpiece as described above, the workpiece is sequentially cleaved or cleaved between the irradiated regions, thereby forming a starting point for division in the workpiece. An irradiation process to Characterized in that it obtain.
また、請求項2の発明は、被加工物に分割起点を形成するための加工方法であって、被加工物をステージに載置する載置工程と、前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成工程と、前記ステージと前記パルスレーザー光の光源とを連続的に相対移動させながら、前記パルスレーザー光を、前記液層を透過させつつ、かつ、個々の単位パルス光が前記被加工面に離散的に照射されるように前記被加工物に照射し、前記個々の単位パルス光が被照射位置に照射される際の衝撃もしくは応力によって直前にもしくは同時に照射された前記単位パルス光の被照射位置との間に劈開もしくは裂開を生じさせることにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する照射工程と、を備えることを特徴とする。 The invention of claim 2 is a processing method for forming a division starting point on a workpiece, the mounting step of mounting the workpiece on a stage, and the workpiece mounted on the stage. A liquid layer forming step of forming a liquid layer on a processing surface of an object using a liquid that is transparent to the pulse laser beam used for processing the workpiece; and the stage and a light source of the pulse laser beam The workpiece is irradiated while the relative laser beam is continuously moved, while the pulse laser beam is transmitted through the liquid layer, and each unit pulse beam is discretely irradiated onto the workpiece surface. By causing cleavage or cleaving between the irradiation position of the unit pulse light irradiated immediately before or simultaneously due to impact or stress when the irradiation position is irradiated with the individual unit pulse light, Said subject Characterized in that it comprises a an irradiation step of forming a starting point for the split at the object.
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の加工方法であって、前記パルスレーザー光が、パルス幅がpsecオーダーの超短パルス光である、ことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the processing method according to claim 1 or 2, wherein the pulse laser beam is an ultrashort pulse beam having a pulse width of the order of psec.
また、請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の加工方法であって、前記液層形成工程においては、少なくとも前記照射工程が行われている間、前記ステージの上に構成した貯留槽の内部にて前記被加工物を前記液体に浸漬させることにより、前記被加工面の上に前記液層を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the liquid layer forming step, at least the irradiation step is performed. The liquid layer is formed on the processing surface by immersing the processing object in the liquid inside the storage tank configured above.
また、請求項5の発明は、請求項4に記載の加工方法であって、前記液層形成工程においては、前記貯留槽に対して連続的または断続的に前記液体を供給および排出させることによって前記被加工面の上に流液層を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the processing method according to claim 4, wherein in the liquid layer forming step, the liquid is supplied to and discharged from the storage tank continuously or intermittently. A flowing liquid layer is formed on the surface to be processed.
また、請求項6の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の加工方法であって、前記液層形成工程においては、少なくとも前記照射工程が行われている間、連続的または断続的に前記液体を流すことによって、前記被加工面の上に流液層を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the liquid layer forming step, at least while the irradiation step is performed, A flowing liquid layer is formed on the surface to be processed by intermittently flowing the liquid.
また、請求項7の発明は、請求項6に記載の加工方法であって、前記液層形成工程においては、前記被加工物が前記ステージに載置された状態で、前記被加工面に対して所定の吐出手段から前記液体を吐出させることにより前記流液層を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the processing method according to claim 6, wherein, in the liquid layer forming step, the workpiece is placed on the stage with respect to the workpiece surface. The liquid flowing layer is formed by discharging the liquid from a predetermined discharge means.
また、請求項8の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の加工方法であって、前記照射工程においては、異なる前記単位パルス光によって形成する少なくとも2つの被照射領域を、前記被加工物の劈開もしくは裂開容易方向において隣り合うように形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the processing method according to any one of claims 1 to 7, wherein in the irradiation step, at least two irradiated regions formed by the different unit pulse lights are: The workpieces are formed so as to be adjacent in the direction of easy cleavage or cleavage.
また、請求項9の発明は、請求項8に記載の加工方法であって、前記照射工程においては、前記少なくとも2つの被照射領域の形成を、前記被加工物の相異なる2つの前記劈開もしくは裂開容易方向において交互に行う、ことを特徴とする。 Further, the invention of claim 9 is the processing method according to claim 8, wherein in the irradiation step, the at least two irradiated regions are formed by two different cleavages of the workpiece. It is characterized by performing alternately in the easy cleavage direction.
また、請求項10の発明は、請求項8に記載の加工方法であって、前記照射工程においては、全ての前記被照射領域を、前記被加工物の劈開もしくは裂開容易方向に沿って形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 10 is the processing method according to claim 8, wherein in the irradiation step, all the irradiated regions are formed along a direction in which the workpiece is easily cleaved or cleaved. It is characterized by.
また、請求項11の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の加工方法であって、前記照射工程においては、前記被照射領域を、前記被加工物の相異なる2つの劈開もしくは裂開容易方向に対して等価な方向において形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 11 is the processing method according to any one of claims 1 to 7, wherein in the irradiation step, the irradiated region is divided into two different cleavages of the workpiece. Or it forms in an equivalent direction with respect to the easy cleavage direction.
また、請求項12の発明は、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の加工方法であって、前記照射工程においては、前記パルスレーザー光の出射源と前記被加工物とを相対移動させつつ、前記パルスレーザー光の出射方向を当該相対移動方向と垂直な面内にて周期的に変化させることによって、前記被加工物に千鳥状の配置関係をみたす複数の前記被照射領域を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 12 is the processing method according to any one of claims 1 to 9, wherein in the irradiation step, the pulse laser beam emission source and the workpiece are relatively moved. And forming a plurality of irradiated regions having a staggered arrangement relationship on the workpiece by periodically changing the emitting direction of the pulsed laser light in a plane perpendicular to the relative movement direction. It is characterized by.
また、請求項13の発明は、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の加工方法であって、前記照射工程においては、前記パルスレーザー光の複数の出射源と前記被加工物とを相対移動させつつ、前記複数の出射源のそれぞれからの前記単位パルス光の照射タイミングを周期的に変化させることによって、前記被加工物に千鳥状の配置関係をみたす複数の前記被照射領域を形成する、ことを特徴とする。 Further, the invention of claim 13 is the processing method according to any one of claims 1 to 9, wherein in the irradiation step, a plurality of emission sources of the pulsed laser light and the workpiece are combined. Forming a plurality of irradiated regions that have a staggered arrangement relationship on the workpiece by periodically changing the irradiation timing of the unit pulse light from each of the plurality of emission sources while relatively moving. It is characterized by.
また、請求項14の発明は、請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の加工方法であって、前記照射工程においては、前記パルスレーザー光を、前記被加工物の表面における前記個々の単位パルス光の被照射領域の形状が等方的となるように照射する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 14 is the processing method according to any one of claims 1 to 13, wherein, in the irradiation step, the pulse laser beam is applied to the individual surfaces of the workpiece. The irradiation is performed such that the shape of the irradiated region of unit pulse light is isotropic.
また、請求項15の発明は、請求項14に記載の加工方法であって、前記パルスレーザー光のビーム径が1μm以上10μm以下である、ことを特徴とする。 The invention according to claim 15 is the processing method according to claim 14, characterized in that a beam diameter of the pulse laser beam is 1 μm or more and 10 μm or less.
また、請求項16の発明は、被加工物を分割する方法であって、請求項1ないし請求項15のいずれかに記載の方法によって分割起点が形成された被加工物を、前記分割起点に沿って分割する、ことを特徴とする。 The invention of claim 16 is a method of dividing a workpiece, wherein a workpiece on which a division starting point is formed by the method according to any one of claims 1 to 15 is used as the division starting point. It is characterized by dividing along.
また、請求項17の発明は、パルスレーザー光を発する光源と、被加工物が載置されるステージと、を備えるレーザー加工装置であって、前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成機構をさらに備え、前記ステージに前記被加工物を載置し、かつ、前記被加工面の上に前記液層を形成した状態で、前記パルスレーザー光の個々の単位パルス光ごとの被照射領域が前記被加工面において離散的に形成されるように前記ステージと前記光源とを連続的に相対移動させつつ前記パルスレーザー光を前記被加工物に照射することによって、前記被照射領域同士の間で被加工物の劈開もしくは裂開を順次に生じさせることにより、前記被加工物に分割のための起点を形成する、ことを特徴とする。 The invention of claim 17 is a laser processing apparatus comprising: a light source that emits pulsed laser light; and a stage on which the workpiece is placed, and the workpiece of the workpiece placed on the stage. On the processing surface, further comprising a liquid layer forming mechanism that forms a liquid layer with a liquid that is transparent to the pulsed laser light used for processing the workpiece, and placing the workpiece on the stage, And in the state which formed the liquid layer on the to-be-processed surface, the said stage so that the to-be-irradiated area | region for every unit pulse light of the said pulse laser beam may be discretely formed in the to-be-processed surface. By sequentially irradiating the workpiece with the pulsed laser light while continuously moving the light source relative to each other, by sequentially generating cleavage or cleavage of the workpiece between the irradiated regions, Serial to form a starting point for splitting the workpiece, characterized in that.
また、請求項18の発明は、パルスレーザー光を発する光源と、被加工物が載置されるステージと、を備えるレーザー加工装置であって、前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成機構をさらに備え、前記ステージに前記被加工物を載置し、かつ、前記被加工面の上に前記液層を形成した状態で、前記パルスレーザー光の個々の単位パルス光が前記被加工面に離散的に照射されるように前記ステージと前記光源とを連続的に相対移動させつつ前記パルスレーザー光を前記被加工物に照射し、前記個々の単位パルス光が被照射位置に照射される際の衝撃もしくは応力によって直前にもしくは同時に照射された前記単位パルス光の被照射位置との間に劈開もしくは裂開を生じさせることにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する、ことを特徴とする。 The invention of claim 18 is a laser processing apparatus comprising: a light source that emits pulsed laser light; and a stage on which the workpiece is placed, the workpiece of the workpiece placed on the stage. On the processing surface, further comprising a liquid layer forming mechanism that forms a liquid layer with a liquid that is transparent to the pulsed laser light used for processing the workpiece, and placing the workpiece on the stage, In addition, in a state where the liquid layer is formed on the processing surface, the stage and the light source are continuously connected so that individual unit pulse lights of the pulsed laser light are discretely irradiated onto the processing surface. The unit pulse irradiated immediately before or simultaneously with the impact or stress when the pulsed laser beam is irradiated to the workpiece while the individual unit pulsed beams are irradiated to the irradiation position. By causing cleavage or parting between the irradiated position of the light, to form a starting point for the division into the workpiece, it is characterized.
また、請求項19の発明は、請求項17または請求項18に記載のレーザー加工装置であって、前記液層形成機構が、前記ステージの上に配置されることで前記液体を貯留可能な貯留槽を構成する筒状部材を有し、前記被加工物を、前記貯留槽の内部において前記ステージに載置し、かつ前記液体に浸漬させることにより、前記被加工面の上に前記液層を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 19 is the laser processing apparatus according to claim 17 or 18, wherein the liquid layer forming mechanism is disposed on the stage to store the liquid. It has a cylindrical member that constitutes a tank, and the work piece is placed on the stage inside the storage tank and immersed in the liquid, whereby the liquid layer is formed on the work surface. Forming.
また、請求項20の発明は、請求項19に記載のレーザー加工装置であって、前記筒状部材が、前記ステージの上において前記被加工物を固定する固定部材よりも外周に配置されることを特徴とする。 The invention according to claim 20 is the laser processing apparatus according to claim 19, wherein the cylindrical member is disposed on the outer periphery of the fixing member for fixing the workpiece on the stage. It is characterized by.
また、請求項21の発明は、請求項19に記載のレーザー加工装置であって、前記筒状部材が、前記ステージの上において前記被加工物に接着された固定用シートの上に配置されることを特徴とする。 The invention according to claim 21 is the laser processing apparatus according to claim 19, wherein the cylindrical member is disposed on a fixing sheet bonded to the workpiece on the stage. It is characterized by that.
また、請求項22の発明は、請求項17または請求項18に記載のレーザー加工装置であって、前記液層形成機構が、前記ステージを底部とする貯留槽を有し、前記被加工物を、前記貯留槽の内部において前記ステージに載置し、かつ前記液体に浸漬させることにより、前記被加工面の上に前記液層を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 22 is the laser processing apparatus according to claim 17 or 18, wherein the liquid layer forming mechanism has a storage tank having the stage as a bottom, and the workpiece is The liquid layer is formed on the work surface by being placed on the stage and immersed in the liquid inside the storage tank.
また、請求項23の発明は、請求項19ないし請求項22のいずれかに記載のレーザー加工装置であって、前記液層形成機構が、前記貯留槽に対して連続的または断続的に前記液体を供給および排出させることによって前記ステージに載置された前記被加工物の前記被加工面の上に流液層を形成する流液層形成手段を備え、前記流液層を形成した状態で前記パルスレーザー光を照射することにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 23 is the laser processing apparatus according to any one of claims 19 to 22, wherein the liquid layer forming mechanism continuously or intermittently with respect to the storage tank. And a fluid layer forming means for forming a fluid layer on the processing surface of the workpiece placed on the stage by supplying and discharging, and the fluid layer is formed in the state where the fluid layer is formed. A starting point for the division is formed on the workpiece by irradiating pulsed laser light.
また、請求項24の発明は、請求項19ないし請求項23のいずれかに記載のレーザー加工装置であって、前記貯留槽の上面に前記パルスレーザー光に対して透明な部材からなる窓部が設けられており、前記貯留槽においては前記窓部に接するように前記液層が貯留されてなる、ことを特徴とする。 The invention of claim 24 is the laser processing apparatus according to any one of claims 19 to 23, wherein a window portion made of a member transparent to the pulsed laser beam is provided on the upper surface of the storage tank. The liquid layer is stored so as to be in contact with the window in the storage tank.
また、請求項25の発明は、請求項17または請求項18に記載のレーザー加工装置であって、前記液層形成機構が、前記被加工物が前記ステージに載置された状態で、前記被加工面に対して前記液体を吐出可能な吐出手段、を備え、前記吐出手段から吐出された前記液体によって流液層を形成した状態で、前記パルスレーザー光を照射することにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 25 is the laser processing apparatus according to claim 17 or claim 18, wherein the liquid layer forming mechanism is configured such that the workpiece is placed on the stage. A discharge unit capable of discharging the liquid to a processing surface, and irradiating the pulse laser beam in a state where a liquid layer is formed by the liquid discharged from the discharge unit, thereby the workpiece And forming a starting point for the division.
また、請求項26の発明は、請求項17ないし請求項25のいずれかに記載のレーザー加工装置であって、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する際に、異なる前記単位パルス光によって形成する少なくとも2つの被照射領域を、前記被加工物の劈開もしくは裂開容易方向において隣り合うように形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 26 is the laser processing apparatus according to any one of claims 17 to 25, wherein the unit pulses differ when the starting point for the division is formed on the workpiece. It is characterized in that at least two irradiated regions formed by light are formed adjacent to each other in the direction of easy cleavage or cleavage of the workpiece.
また、請求項27の発明は、請求項26に記載のレーザー加工装置であって、前記少なくとも2つの被照射領域の形成を、前記被加工物の相異なる2つの前記劈開もしくは裂開容易方向において交互に行う、ことを特徴とする。 The invention of claim 27 is the laser processing apparatus according to claim 26, wherein the at least two irradiated regions are formed in two different directions of cleavage or easy cleavage of the workpiece. It is performed alternately.
また、請求項28の発明は、請求項26に記載のレーザー加工装置であって、全ての前記被照射領域を、前記被加工物の劈開もしくは裂開容易方向に沿って形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 28 is the laser processing apparatus according to claim 26, wherein all the irradiated regions are formed along a direction in which the workpiece is easily cleaved or cleaved. And
また、請求項29の発明は、請求項17ないし請求項24のいずれかに記載のレーザー加工装置であって、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する際に、前記被照射領域を、前記被加工物の相異なる2つの劈開もしくは裂開容易方向に対して等価な方向において形成する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 29 is the laser processing apparatus according to any one of claims 17 to 24, wherein the irradiated region is formed when the starting point for the division is formed on the workpiece. Is formed in a direction equivalent to two different cleavage or cleavage easy directions of the workpiece.
また、請求項30の発明は、請求項17ないし請求項29のいずれかに記載のレーザー加工装置であって、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する際に、前記パルスレーザー光を、前記被加工物の表面における前記個々の単位パルス光の被照射領域の形状が等方的となるように照射する、ことを特徴とする。 The invention of claim 30 is the laser processing apparatus according to any one of claims 17 to 29, wherein the pulse laser beam is used when the starting point for the division is formed on the workpiece. Is irradiated so that the shape of the irradiated region of the individual unit pulse light on the surface of the workpiece is isotropic.
また、請求項31の発明は、請求項30に記載のレーザー加工装置であって、前記パルスレーザー光のビーム径が1μm以上10μm以下である、ことを特徴とする。 The invention of claim 31 is the laser processing apparatus according to claim 30, characterized in that a beam diameter of the pulse laser beam is 1 μm or more and 10 μm or less.
請求項1ないし請求項31の発明によれば、被加工物の変質による加工痕の形成や被加工物の飛散などを局所的なものに留める一方、被加工物の劈開もしくは裂開を積極的に生じさせることにより、従来よりも極めて高速に、被加工物に対して分割起点を形成することができる。しかも、パルスレーザー光に対して透明である液体からなる液層を配置することで、パルスレーザー光のエネルギーをより効率的に分割起点の形成に寄与させることができるので、分割起点の先端部をより深くまで到達させることができる。 According to the inventions of claims 1 to 31, the formation of machining traces due to the alteration of the workpiece and the scattering of the workpiece are kept to be local, while the workpiece is actively cleaved or cleaved. As a result, the division starting point can be formed on the workpiece at a much higher speed than in the prior art. Moreover, by disposing a liquid layer made of a liquid that is transparent to the pulse laser beam, the energy of the pulse laser beam can be more efficiently contributed to the formation of the division start point. You can reach deeper.
特に、請求項5ないし請求項7、請求項23、および請求項25の発明によれば、加工時に被加工物から脱離等した物質による濁りなどが生じて液層の透明度が低下したとしても、被加工面の上には速やかに新たな透明液体が供給されるので、加工を行っている間、加工精度が好適に維持される。 In particular, according to the inventions of claims 5 to 7, claim 23, and claim 25, even if turbidity or the like due to a substance detached from the workpiece during processing occurs and the transparency of the liquid layer is lowered, Since a new transparent liquid is quickly supplied onto the surface to be processed, the processing accuracy is suitably maintained during processing.
特に、請求項9、請求項11ないし請求項13、請求項27、および請求項29の発明によれば、形成した分割起点に沿って被加工物を分割した場合の分割断面であって被加工物の表面近傍に、隣り合う劈開もしくは裂開面同士よる凹凸が形成されるように、分割起点を形成することができる。被加工物が、サファイアなどの硬脆性かつ光学的に透明な材料からなる基板の上に、LED構造などの発光素子構造を形成したものである場合に、基板の分割断面にこのような凹凸形状を形成することで、発光素子の発光効率を向上させることができる。 In particular, according to the inventions of claim 9, claim 11 to claim 13, claim 27, and claim 29, it is a divided section when the work piece is divided along the formed division starting point, The division starting point can be formed so that irregularities due to adjacent cleavage or cleavage surfaces are formed in the vicinity of the surface of the object. When the work piece is a substrate made of a light and brittle and optically transparent material such as sapphire and a light emitting element structure such as an LED structure is formed, such a concavo-convex shape on the divided cross section of the substrate By forming the light emitting element, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved.
特に、請求項24の発明によれば、貯留槽における液面の波打ちが防止されるので、照射されたパルスレーザー光のエネルギーの利用効率がさらに高まる。 In particular, according to the invention of claim 24, since the liquid surface is prevented from undulating in the storage tank, the energy utilization efficiency of the irradiated pulse laser beam is further increased.
<加工の原理>
まず、以下に示す本発明の実施の形態において実現される加工の原理を説明する。本発明において行われる加工は、概略的に言えば、パルスレーザー光(以下、単にレーザー光とも称する)を走査しつつ被加工物の上面(被加工面)に照射することによって、個々のパルスごとの被照射領域の間で被加工物の劈開もしくは裂開を順次に生じさせていき、それぞれにおいて形成された劈開面もしくは裂開面の連続面として分割のための起点(分割起点)を形成するものである。
<Processing principle>
First, the principle of processing realized in the following embodiment of the present invention will be described. In general, the processing performed in the present invention is performed by irradiating the upper surface (processing surface) of a workpiece while scanning with a pulsed laser beam (hereinafter, also simply referred to as laser beam). The workpiece is cleaved or cleaved in sequence between the irradiated areas, and the starting point (dividing starting point) for splitting is formed as a continuous surface of the cleaved surface or cleaved surface formed in each. Is.
なお、本実施の形態において、裂開とは、劈開面以外の結晶面に沿って被加工物が略規則的に割れる現象を指し示すものとし、当該結晶面を裂開面と称する。なお、結晶面に完全に沿った微視的な現象である劈開や裂開以外に、巨視的な割れであるクラックがほぼ一定の結晶方位に沿って発生する場合もある。物質によっては主に劈開、裂開もしくはクラックのいずれか1つのみが起こるものもあるが、以降においては、説明の煩雑を避けるため、劈開、裂開、およびクラックを区別せずに劈開/裂開などと総称する。さらに、上述のような態様の加工を、単に劈開/裂開加工などとも称することがある。 Note that in this embodiment mode, cleavage refers to a phenomenon in which a workpiece is cracked substantially regularly along a crystal plane other than the cleavage plane, and the crystal plane is referred to as a cleavage plane. In addition to cleaving and cleaving that are microscopic phenomena completely along the crystal plane, cracks that are macroscopic cracks may occur along a substantially constant crystal orientation. Depending on the substance, only one of cleavage, cleaving, or cracking mainly occurs, but in the following, in order to avoid complicated explanation, cleavage / cleavage is not distinguished from each other without distinguishing cleavage, cleaving, and cracking. Collectively called open. Further, the above-described processing may be simply referred to as cleavage / dehiscence processing or the like.
以下においては、被加工物が六方晶の単結晶物質であり、そのa1軸、a2軸、およびa3軸の各軸方向が、劈開/裂開容易方向である場合を例に説明する。例えば、c面サファイア基板などがこれに該当する。六方晶のa1軸、a2軸、a3軸は、c面内において互いに120°ずつの角度をなして互いに対称の位置にある。本発明の加工には、これらの軸の方向と加工予定線の方向(加工予定方向)との関係によって、いくつかのパターンがある。以下、これらについて説明する。なお、以下においては、個々のパルスごとに照射されるレーザー光を単位パルス光と称する。 In the following, an example will be described in which the workpiece is a hexagonal single crystal substance, and the directions of the a1 axis, a2 axis, and a3 axis are cleavage / cleavage easy directions. For example, a c-plane sapphire substrate corresponds to this. The a1 axis, a2 axis, and a3 axis of the hexagonal crystal are symmetric with each other at an angle of 120 ° in the c plane. The machining according to the present invention has several patterns depending on the relationship between the direction of these axes and the direction of the planned machining line (the planned machining direction). Hereinafter, these will be described. In the following, the laser light irradiated for each individual pulse is referred to as unit pulse light.
<第1加工パターン>
第1加工パターンは、a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向のいずれかと加工予定線とが平行な場合の劈開/裂開加工の態様である。より一般的にいえば、劈開/裂開容易方向と加工予定線の方向とが一致する場合の加工態様である。
<First processing pattern>
The first processing pattern is an aspect of cleavage / dehissing processing when any of the a1 axis direction, the a2 axis direction, and the a3 axis direction is parallel to the planned processing line. More generally speaking, this is a processing mode in the case where the cleavage / cleavage easy direction matches the direction of the planned processing line.
図1は、第1加工パターンによる加工態様を模式的に示す図である。図1においては、a1軸方向と加工予定線Lとが平行な場合を例示している。図1(a)は、係る場合のa1軸方向、a2軸方向、a3軸方向と加工予定線Lとの方位関係を示す図である。図1(b)は、レーザー光の1パルス目の単位パルス光が加工予定線Lの端部の被照射領域RE1に照射された状態を示している。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a processing mode by the first processing pattern. FIG. 1 illustrates the case where the a1 axis direction and the planned machining line L are parallel. FIG. 1A is a diagram illustrating an azimuth relationship between the a1 axis direction, the a2 axis direction, the a3 axis direction, and the planned processing line L in such a case. FIG. 1B shows a state in which the unit pulse light of the first pulse of the laser light is irradiated to the irradiated region RE1 at the end of the processing line L.
一般に、単位パルス光の照射は、被加工物の極微小領域に対して高いエネルギーを与えることから、係る照射は、被照射面において単位パルス光の(レーザー光の)の被照射領域相当もしくは被照射領域よりも広い範囲において物質の変質・溶融・蒸発除去などを生じさせる。 In general, irradiation with unit pulse light gives high energy to a very small region of the workpiece, and therefore, such irradiation is equivalent to the irradiation region of the unit pulse light (laser light) on the surface to be irradiated or the target. It causes alteration, melting, evaporative removal, etc. of substances in a range wider than the irradiation area.
ところが、単位パルス光の照射時間つまりはパルス幅を極めて短く設定すると、レーザー光のスポットサイズより狭い、被照射領域RE1の略中央領域に存在する物質が、照射されたレーザー光から運動エネルギーを得ることで被照射面に垂直な方向に飛散したり変質したりする一方、係る飛散に伴って生じる反力を初めとする単位パルス光の照射によって生じる衝撃や応力が、該被照射領域の周囲、特に、劈開/裂開容易方向であるa1軸方向、a2軸方向、a3軸方向に作用する。これにより、当該方向に沿って、見かけ上は接触状態を保ちつつも微小な劈開もしくは裂開が部分的に生じたり、あるいは、劈開や裂開にまでは至らずとも熱的な歪みが内在される状態が生じる。換言すれば、超短パルスの単位パルス光の照射が、劈開/裂開容易方向に向かう上面視略直線状の弱強度部分を形成するための駆動力として作用しているともいえる。 However, if the irradiation time of the unit pulse light, that is, the pulse width is set to be extremely short, a substance that is narrower than the spot size of the laser light and exists in the substantially central region of the irradiated region RE1 obtains kinetic energy from the irradiated laser light. While being scattered or altered in a direction perpendicular to the irradiated surface, the impact and stress generated by the irradiation of unit pulse light including reaction force caused by the scattering are around the irradiated region, In particular, it acts in the a1 axis direction, the a2 axis direction, and the a3 axis direction, which are easy cleavage / cleavage directions. As a result, micro-cleavage or cleaving partially occurs along the direction while maintaining an apparent contact state, or thermal distortion is inherent even without cleaving or cleaving. A state occurs. In other words, it can be said that the irradiation with the ultra-short pulse unit pulse light acts as a driving force for forming a weak intensity portion that is substantially linear in a top view toward the cleavage / cleavage easy direction.
図1(b)においては、上記各劈開/裂開容易方向において形成される弱強度部分のうち、加工予定線Lの延在方向と合致する+a1方向における弱強度部分W1を破線矢印にて模式的に示している。 In FIG. 1 (b), the weak strength portion W1 in the + a1 direction that coincides with the extending direction of the planned processing line L among the weak strength portions formed in each of the above cleavage / cleavage easy directions is schematically shown by a broken line arrow. Is shown.
続いて、図1(c)に示すように、レーザー光の2パルス目の単位パルス光が照射されて、加工予定線L上において被照射領域RE1から所定距離だけ離れた位置に被照射領域RE2が形成されると、1パルス目と同様に、この2パルス目においても、劈開/裂開容易方向に沿った弱強度部分が形成されることになる。例えば、−a1方向には弱強度部分W2aが形成され、+a1方向には弱強度部分W2bが形成されることになる。 Subsequently, as shown in FIG. 1C, the second unit pulse light of the laser light is irradiated, and the irradiated region RE2 is located on the processing planned line L at a position away from the irradiated region RE1 by a predetermined distance. As in the case of the first pulse, a weak intensity portion is formed in the second pulse along the easy cleavage / cleavage direction. For example, the weak strength portion W2a is formed in the −a1 direction, and the weak strength portion W2b is formed in the + a1 direction.
ただし、この時点においては、1パルス目の単位パルス光の照射によって形成された弱強度部分W1が弱強度部分W2aの延在方向に存在する。すなわち、弱強度部分W2aの延在方向は他の箇所よりも小さなエネルギーで劈開または裂開が生じ得る箇所となっている。そのため、実際には、2パルス目の単位パルス光の照射がなされると、その際に生じる衝撃や応力が劈開/裂開容易方向およびその先に存在する弱強度部分に伝播し、弱強度部分W2aから弱強度部分W1にかけて、完全な劈開もしくは裂開が、ほぼ照射の瞬間に生じる。これにより、図1(d)に示す劈開/裂開面C1が形成される。なお、劈開/裂開面C1は、被加工物の図面視垂直な方向において数μm〜数十μm程度の深さにまで形成され得る。しかも、後述するように、劈開/裂開面C1においては、強い衝撃や応力を受けた結果として結晶面の滑りが生じ、深さ方向に起伏が生じる。 However, at this time, the weak intensity portion W1 formed by the irradiation of the unit pulse light of the first pulse exists in the extending direction of the weak intensity portion W2a. That is, the extending direction of the weak strength portion W2a is a location where cleavage or cleavage can occur with less energy than other locations. Therefore, actually, when the unit pulse light of the second pulse is irradiated, the impact or stress generated at that time propagates to the easy-cleavage / cleavage direction and the weak intensity part existing ahead, and the weak intensity part From W2a to the weak intensity portion W1, complete cleavage or cleavage occurs almost at the moment of irradiation. As a result, a cleavage / cleavage plane C1 shown in FIG. 1 (d) is formed. The cleavage / cleavage surface C1 can be formed to a depth of about several μm to several tens of μm in the direction perpendicular to the drawing of the workpiece. Moreover, as will be described later, on the cleavage / cleavage plane C1, as a result of receiving a strong impact or stress, the crystal plane slips and undulations occur in the depth direction.
そして、図1(e)に示すように、その後、加工予定線Lに沿ってレーザー光を走査することにより被照射領域RE1、RE2、RE3、RE4・・・・に順次に単位パルス光を照射していくと、これに応じて、劈開/裂開面C2、C3・・・が順次に形成されていくことになる。係る態様にて劈開/裂開面を連続的に形成するのが、第1加工パターンにおける劈開/裂開加工である。 Then, as shown in FIG. 1 (e), the irradiated regions RE1, RE2, RE3, RE4,... Are sequentially irradiated with unit pulse light by scanning the laser light along the planned processing line L. As a result, cleavage / cleavage surfaces C2, C3,... Are sequentially formed accordingly. It is the cleavage / dehissing process in the first machining pattern that continuously forms the cleavage / dehiscence surface in such a manner.
すなわち、第1加工パターンにおいては、加工予定線Lに沿って離散的に存在する複数の被照射領域と、それら複数の被照射領域の間に形成された劈開/裂開面とが、全体として、被加工物を加工予定線Lに沿って分割する際の分割起点となる。係る分割起点の形成後は、所定の治具や装置を用いた分割を行うことで、加工予定線Lに概ね沿う態様にて被加工物を分割することができる。 That is, in the first processing pattern, a plurality of irradiated regions that exist discretely along the planned processing line L and the cleavage / cleavage surfaces formed between the plurality of irradiated regions as a whole This is the starting point for dividing the workpiece along the planned machining line L. After the formation of the division starting point, the workpiece can be divided in a mode generally along the planned processing line L by performing division using a predetermined jig or apparatus.
なお、このような劈開/裂開加工を実現するには、パルス幅の短い、短パルスのレーザー光を照射する必要がある。具体的には、パルス幅が100psec以下のレーザー光を用いることが必要である。例えば、1psec〜50psec程度のパルス幅を有するレーザー光を用いるのが好適である。 In order to realize such cleavage / cleavage processing, it is necessary to irradiate a short pulse laser beam with a short pulse width. Specifically, it is necessary to use laser light having a pulse width of 100 psec or less. For example, it is preferable to use laser light having a pulse width of about 1 psec to 50 psec.
一方、単位パルス光の照射ピッチ(被照射スポットの中心間隔)は、4μm〜50μmの範囲で定められればよい。これよりも照射ピッチが大きいと、劈開/裂開容易方向における弱強度部分の形成が劈開/裂開面を形成し得るほどにまで進展しない場合が生じるため、上述のような劈開/裂開面からなる分割起点を確実に形成するという観点からは、好ましくない。なお、走査速度、加工効率、製品品質の点からは、照射ピッチは大きい方が好ましいが、劈開/裂開面の形成をより確実なものとするには、4μm〜30μmの範囲で定めるのが望ましく、4μm〜15μm程度であるのがより好適である。 On the other hand, the irradiation pitch of unit pulse light (center distance of irradiated spots) may be determined in the range of 4 μm to 50 μm. If the irradiation pitch is larger than this, the formation of the weak strength portion in the cleavage / cleavage easy direction may not progress to such an extent that a cleavage / cleavage surface can be formed. From the viewpoint of reliably forming the division starting point consisting of In view of scanning speed, processing efficiency, and product quality, it is preferable that the irradiation pitch is large. However, in order to make the formation of the cleavage / cleavage surface more reliable, it is determined within the range of 4 to 30 μm. Desirably, it is more preferably about 4 μm to 15 μm.
いま、レーザー光の繰り返し周波数がR(kHz)である場合、1/R(msec)ごとに単位パルス光がレーザー光源から発せられることになる。被加工物に対してレーザー光が相対的に速度V(mm/sec)で移動する場合、照射ピッチΔ(μm)は、Δ=V/Rで定まる。従って、レーザー光の走査速度Vと繰り返し周波数は、Δが数μm程度となるように定められる。例えば、走査速度Vは50mm/sec〜3000mm/sec程度であり、繰り返し周波数Rが1kHz〜200kHz、特には10kHz〜200kHz程度であるのが好適である。VやRの具体的な値は、被加工物の材質や吸収率、熱伝導率、融点などを勘案して適宜に定められてよい。 Now, when the repetition frequency of laser light is R (kHz), unit pulse light is emitted from the laser light source every 1 / R (msec). When the laser beam moves relative to the workpiece at a speed V (mm / sec), the irradiation pitch Δ (μm) is determined by Δ = V / R. Therefore, the scanning speed V and the repetition frequency of the laser beam are determined so that Δ is about several μm. For example, the scanning speed V is preferably about 50 mm / sec to 3000 mm / sec, and the repetition frequency R is preferably about 1 kHz to 200 kHz, particularly about 10 kHz to 200 kHz. Specific values of V and R may be appropriately determined in consideration of the material of the workpiece, the absorption rate, the thermal conductivity, the melting point, and the like.
レーザー光は、約1μm〜10μm程度のビーム径にて照射されることが好ましい。係る場合、レーザー光の照射におけるピークパワー密度はおおよそ0.1TW/cm2〜数10TW/cm2となる。 The laser beam is preferably irradiated with a beam diameter of about 1 μm to 10 μm. In such a case, the peak power density upon laser light irradiation is approximately 0.1 TW / cm 2 to several tens TW / cm 2 .
また、レーザー光の照射エネルギー(パルスエネルギー)は0.1μJ〜50μJの範囲内で適宜に定められてよい。 Further, the laser beam irradiation energy (pulse energy) may be appropriately determined within the range of 0.1 μJ to 50 μJ.
図2は、第1加工パターンでの劈開/裂開加工により分割起点を形成した被加工物の表面についての光学顕微鏡像である。具体的には、サファイアc面基板を被加工物とし、そのc面上に、a1軸方向を加工予定線Lの延在方向として7μmの間隔にて被照射スポットを離散的に形成する加工を行った結果を示している。図2に示す結果は、実際の被加工物が上述したメカニズムで加工されていることを示唆している。 FIG. 2 is an optical microscope image of the surface of the workpiece on which the division starting points are formed by the cleavage / cleavage processing in the first processing pattern. Specifically, the sapphire c-plane substrate is a workpiece, and on the c-plane, processing is performed to discretely form irradiated spots at intervals of 7 μm with the a1 axis direction as the extending direction of the processing line L. The results are shown. The result shown in FIG. 2 suggests that the actual workpiece is processed by the mechanism described above.
また、図3は、第1加工パターンに係る加工によって分割起点を形成したサファイアc面基板を、該分割起点に沿って分割した後の、表面(c面)から断面にかけてのSEM(走査電子顕微鏡)像である。なお、図3においては、表面と断面との境界部分を破線にて示している。 Further, FIG. 3 shows an SEM (scanning electron microscope) from the surface (c-plane) to the cross-section after dividing the sapphire c-plane substrate on which the division starting points are formed by the processing according to the first processing pattern along the division starting points. ) In FIG. 3, the boundary portion between the surface and the cross section is indicated by a broken line.
図3において観察される、当該表面から10μm前後の範囲に略等間隔に存在する、被加工物の表面から内部に長手方向を有する細長い三角形状あるいは針状の領域が、単位パルス光の照射によって直接に変質や飛散除去等の現象が生じた領域(以下、直接変質領域と称する)である。そして、それら直接変質領域の間に存在する、図面視左右方向に長手方向を有する筋状部分がサブミクロンピッチで図面視上下方向に多数連なっているように観察される領域が、劈開/裂開面である。これら直接変質領域および劈開/裂開面よりも下方が、分割によって形成された分割面である。 The elongated triangular or needle-like region having a longitudinal direction from the surface of the workpiece, which is present in the range of about 10 μm from the surface, is observed in FIG. 3 and is irradiated with unit pulse light. This is a region where a phenomenon such as alteration or scattering removal has occurred directly (hereinafter referred to as a direct alteration region). Then, an area observed between the directly altered regions, which is observed such that a number of streak portions having a longitudinal direction in the left-right direction as viewed in the drawing are connected at a submicron pitch in the up-down direction as viewed in the drawing, is cleaved / dehised. Surface. Below these directly altered regions and cleavage / cleavage surfaces are the divided surfaces formed by the division.
劈開/裂開面が形成された領域は、レーザー光の照射を受けた領域ではないので、この第1加工パターンに係る加工においては、離散的に形成された直接変質領域のみが加工痕となっている。しかも、直接変質領域の被加工面におけるサイズは、数百nm〜1μm程度に過ぎない。すなわち、第1加工パターンでの加工を行うことで、従来に比して加工痕の形成が好適に抑制された分割起点の形成が実現される。 Since the region where the cleavage / cleavage surface is formed is not a region irradiated with laser light, only the directly altered region formed discretely becomes a processing mark in the processing according to the first processing pattern. ing. And the size in the to-be-processed surface of a direct alteration region is only about several hundred nm-1 micrometer. That is, by performing the processing with the first processing pattern, it is possible to realize the formation of the division starting point in which the formation of the processing marks is suitably suppressed as compared with the conventional case.
なお、SEM像において筋状部分として観察されているのは、実際には、劈開/裂開面に形成された、0.1μm〜1μm程度の高低差を有する微小な凹凸である。係る凹凸は、サファイアのような硬脆性の無機化合物を対象に劈開/裂開加工を行う際に、単位パルス光の照射によって被加工物に強い衝撃や応力が作用することによって、特定の結晶面に滑りが生じることにより形成されたものである。 In addition, what is actually observed as a streak portion in the SEM image is a minute unevenness having a height difference of about 0.1 μm to 1 μm formed on the cleavage / dehiscence surface. Such unevenness is caused by a strong impact or stress acting on the work piece by irradiation of unit pulse light when cleaving / cleaving a hard brittle inorganic compound such as sapphire. It is formed by sliding.
このような微細な凹凸は存在するものの、図3からは、波線部分を境に表面と断面とが概ね直交していると判断されることから、微細な凹凸が加工誤差として許容される限りにおいて、第1加工パターンにより分割起点を形成し、被加工物を、該分割起点に沿って分割することで、被加工物をその表面に対して概ね垂直に分割することできるといえる。 Although such fine irregularities exist, from FIG. 3 it is judged that the surface and the cross section are almost orthogonal with respect to the wavy line as a boundary, so that the fine irregularities are allowed as a processing error. It can be said that the workpiece can be divided substantially perpendicularly to the surface thereof by forming the dividing starting point by the first processing pattern and dividing the workpiece along the dividing starting point.
なお、後述するように、係る微細な凹凸を積極的に形成することが好ましい場合もある。例えば、次述する第2加工パターンによる加工によって顕著に得られる光取り出し効率の向上という効果を、第1加工パターンによる加工によってもある程度は奏することがある。 As will be described later, it may be preferable to positively form such fine irregularities. For example, the effect of improving the light extraction efficiency that is remarkably obtained by the processing by the second processing pattern described below may be exhibited to some extent by the processing by the first processing pattern.
<第2加工パターン>
第2加工パターンは、a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向のいずれかと加工予定線とが垂直な場合の劈開/裂開加工の態様である。なお、第2加工パターンにおいて用いるレーザー光の条件は、第1加工パターンと同様である。より一般的にいえば、相異なる2つの劈開/裂開容易方向に対して等価な方向(2つの劈開/裂開容易方向の対称軸となる方向)が加工予定線の方向となる場合の加工態様である。
<Second processing pattern>
The second processing pattern is an aspect of cleavage / dehiscence processing when any of the a1 axis direction, the a2 axis direction, and the a3 axis direction is perpendicular to the processing planned line. In addition, the conditions of the laser beam used in a 2nd process pattern are the same as that of a 1st process pattern. More generally speaking, machining in the case where the direction equivalent to two different cleavage / cleavage directions (the direction of the symmetry axis of the two cleavage / cleavage easy directions) is the direction of the planned machining line. It is an aspect.
図4は、第2加工パターンによる加工態様を模式的に示す図である。図4においては、a1軸方向と加工予定線Lとが直交する場合を例示している。図4(a)は、係る場合のa1軸方向、a2軸方向、a3軸方向と加工予定線Lとの方位関係を示す図である。図4(b)は、レーザー光の1パルス目の単位パルス光が加工予定線Lの端部の被照射領域RE11に照射された状態を示している。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a processing mode by the second processing pattern. FIG. 4 illustrates a case where the a1 axis direction and the planned machining line L are orthogonal to each other. FIG. 4A is a diagram illustrating an azimuth relationship between the a1 axis direction, the a2 axis direction, the a3 axis direction, and the planned machining line L in such a case. FIG. 4B shows a state in which the unit pulse light of the first pulse of the laser light is irradiated to the irradiated region RE11 at the end of the processing line L.
第2加工パターンの場合も、超短パルスの単位パルス光を照射することで、第1加工パターンと同様に、弱強度部分が形成される。図4(b)においては、上記各劈開/裂開容易方向において形成される弱強度部分のうち、加工予定線Lの延在方向に近い−a2方向および+a3方向における弱強度部分W11a、W12aを破線矢印にて模式的に示している。 Also in the case of the second processing pattern, the weak intensity portion is formed by irradiating the unit pulse light of the ultrashort pulse, similarly to the first processing pattern. In FIG. 4B, among the weak strength portions formed in each of the above cleavage / cleavage easy directions, the weak strength portions W11a and W12a in the −a2 direction and the + a3 direction close to the extending direction of the processing line L are shown. This is schematically indicated by a broken arrow.
そして、図4(c)に示すように、レーザー光の2パルス目の単位パルス光が照射されて、加工予定線L上において被照射領域RE11から所定距離だけ離れた位置に被照射領域RE12が形成されると、1パルス目と同様に、この2パルス目においても、劈開/裂開容易方向に沿った弱強度部分が形成されることになる。例えば、−a3方向には弱強度部分W11bが形成され、+a2方向には弱強度部分W12bが形成され、+a3方向には弱強度部分W11cが形成され、−a2方向には弱強度部分W12cが形成されることになる。 Then, as shown in FIG. 4C, the unit pulse light of the second pulse of the laser light is irradiated, and the irradiated region RE12 is located at a position away from the irradiated region RE11 on the planned processing line L by a predetermined distance. When formed, similarly to the first pulse, a weak intensity portion is formed along the easy cleavage / cleavage direction in the second pulse. For example, a weak strength portion W11b is formed in the -a3 direction, a weak strength portion W12b is formed in the + a2 direction, a weak strength portion W11c is formed in the + a3 direction, and a weak strength portion W12c is formed in the -a2 direction. Will be.
係る場合も、第1加工パターンの場合と同様、1パルス目の単位パルス光の照射によって形成された弱強度部分W11a、W12aがそれぞれ、弱強度部分W11b、W12bの延在方向に存在するので、実際には、2パルス目の単位パルス光の照射がなされると、その際に生じる衝撃や応力が劈開/裂開容易方向およびその先に存在する弱強度部分に伝播する。すなわち、図4(d)に示すように、劈開/裂開面C11a、C11bが形成される。なお、係る場合も、劈開/裂開面C11a、C11bは、被加工物の図面視垂直な方向において数μm〜数十μm程度の深さにまで形成され得る。 Also in this case, as in the case of the first processing pattern, the weak intensity portions W11a and W12a formed by the irradiation of the first unit pulse light are present in the extending direction of the weak intensity portions W11b and W12b, respectively. Actually, when the unit pulse light of the second pulse is irradiated, the impact or stress generated at that time propagates to the easy-cleavage / cleavage direction and the weak intensity portion existing ahead. That is, as shown in FIG. 4D, cleavage / cleavage surfaces C11a and C11b are formed. Also in this case, the cleavage / cleavage surfaces C11a and C11b can be formed to a depth of about several μm to several tens of μm in the direction perpendicular to the drawing of the workpiece.
引き続き、図4(e)に示すように加工予定線Lに沿ってレーザー光を走査し、被照射領域RE11、RE12、RE13、RE14・・・・に順次に単位パルス光を照射していくと、その照射の際に生じる衝撃や応力によって、図面視直線状の劈開/裂開面C11aおよびC11b、C12aおよびC12b、C13aおよびC13b、C14aおよびC14b・・・が加工予定線Lに沿って順次に形成されていくことになる。 Subsequently, as shown in FIG. 4E, when the laser beam is scanned along the planned processing line L and the irradiated regions RE11, RE12, RE13, RE14,. The cleaved / cleavage surfaces C11a and C11b, C12a and C12b, C13a and C13b, C14a and C14b. It will be formed.
この結果、加工予定線Lに関して対称に劈開/裂開面が位置する状態が実現される。第2加工パターンにおいては、加工予定線Lに沿って離散的に存在する複数の被照射領域と、それら千鳥状に存在する劈開/裂開面とが、全体として、被加工物を加工予定線Lに沿って分割する際の分割起点となる。 As a result, a state in which the cleavage / cleavage plane is positioned symmetrically with respect to the planned processing line L is realized. In the second machining pattern, the plurality of irradiated areas discretely present along the planned machining line L and the cleavage / cleavage surfaces present in a zigzag form as a whole are intended to process the workpiece. It becomes a division starting point when dividing along L.
図5は、第2加工パターンでの劈開/裂開加工により分割起点を形成した被加工物の表面についての光学顕微鏡像である。具体的には、サファイアC面基板を被加工物とし、そのC面上に、a1軸方向に直交する方向を加工予定線Lの延在方向として7μmの間隔にて被照射スポットを離散的に形成する加工を行った結果を示している。図5からは、実際の被加工物においても、図4(e)に模式的に示したものと同様に表面視千鳥状の(ジグザグ状の)劈開/裂開面が確認される。係る結果は、実際の被加工物が上述したメカニズムで加工されていることを示唆している。 FIG. 5 is an optical microscope image of the surface of the workpiece on which the division starting points are formed by the cleavage / cleavage processing in the second processing pattern. Specifically, the sapphire C-plane substrate is a workpiece, and the irradiated spots are discretely spaced at intervals of 7 μm on the C-plane with the direction orthogonal to the a1 axis direction as the extending direction of the processing line L. The result of processing to be formed is shown. From FIG. 5, even in an actual workpiece, a zigzag (zigzag) cleavage / cleavage surface is observed in the same manner as that schematically shown in FIG. 4 (e). Such a result suggests that the actual workpiece is processed by the mechanism described above.
また、図6は、第2加工パターンに係る加工によって分割起点を形成したサファイアC面基板を、該分割起点に沿って分割した後の、表面(c面)から断面にかけてのSEM像である。なお、図6においては、表面と断面との境界部分を破線にて示している。 FIG. 6 is an SEM image from the surface (c-plane) to the cross-section after dividing the sapphire C-plane substrate on which the division starting points are formed by processing according to the second processing pattern along the division starting points. In FIG. 6, the boundary between the surface and the cross section is indicated by a broken line.
図6からは、分割後の被加工物の断面の表面から10μm前後の範囲においては、被加工物の断面が、図4(e)に模式的に示した千鳥状の配置に対応する凹凸を有していることが確認される。係る凹凸を形成しているのが、劈開/裂開面である。なお、図6における凹凸のピッチは5μm程度である。第1加工パターンによる加工の場合と同様、劈開/裂開面は平坦ではなく、単位パルス光の照射に起因して特定の結晶面に滑りが生じたことに伴うサブミクロンピッチの凹凸が生じている。 From FIG. 6, in the range of about 10 μm from the surface of the cross section of the workpiece after division, the cross section of the workpiece has irregularities corresponding to the staggered arrangement schematically shown in FIG. It is confirmed that it has. It is the cleavage / cleavage surface that forms such irregularities. In addition, the uneven | corrugated pitch in FIG. 6 is about 5 micrometers. As in the case of the processing by the first processing pattern, the cleavage / cleavage surface is not flat, and unevenness of a submicron pitch is generated due to slippage on a specific crystal plane due to irradiation of unit pulse light. Yes.
また、係る凹凸の凸部の位置に対応して表面部分から深さ方向にかけて延在するのが、直接変質領域の断面である。図3に示した第1加工パターンによる加工により形成された直接変質領域と比べると、その形状は不均一なものとなっている。そして、これら直接変質領域および劈開/裂開面よりも下方が、分割によって形成された分割面である。 Further, it is the cross section of the directly altered region that extends from the surface portion in the depth direction corresponding to the position of the convex and concave portions. Compared to the directly altered region formed by the processing by the first processing pattern shown in FIG. 3, the shape is non-uniform. Further, below the direct alteration region and the cleavage / cleavage surface is a divided surface formed by the division.
第2加工パターンの場合も、離散的に形成された直接変質領域のみが加工痕となっている点では第1加工パターンと同様である。そして、直接変質領域の被加工面におけるサイズは、数百nm〜2μm程度に過ぎない。すなわち、第2加工パターンでの加工を行う場合も、加工痕の形成が従来よりも好適にされた分割起点の形成が実現される。 The second machining pattern is the same as the first machining pattern in that only the directly altered region formed discretely is a machining trace. And the size in the to-be-processed surface of a direct alteration area | region is only about several hundred nm-2 micrometers. That is, even when processing with the second processing pattern is performed, formation of the division starting point in which the formation of the processing trace is more suitable than the conventional one is realized.
第2加工パターンによる加工の場合、劈開/裂開面に形成されたサブミクロンピッチの凹凸に加えて、隣り合う劈開/裂開面同士が数μm程度のピッチで凹凸を形成している。このような凹凸形状を有する断面を形成する態様は、サファイアなどの硬脆性かつ光学的に透明な材料からなる基板の上に、LED構造などの発光素子構造を形成した被加工物をチップ(分割素片)単位に分割する場合に有効である。発光素子の場合、レーザー加工によって基板に形成された加工痕の箇所において、発光素子内部で生じた光が吸収されてしまうと、素子からの光の取り出し効率が低下してしまうことになるが、第2加工パターンによる加工を行うことによって基板の加工断面にこの図6に示したような凹凸を意図的に形成した場合には、当該位置での全反射率が低下し、発光素子においてより高い光取り出し効率が実現されることになる。 In the case of processing by the second processing pattern, in addition to the submicron pitch unevenness formed on the cleavage / cleavage surface, the adjacent cleavage / cleavage surfaces form unevenness with a pitch of about several μm. In a mode of forming a cross-section having such a concavo-convex shape, a work piece in which a light emitting element structure such as an LED structure is formed on a substrate made of a hard and brittle and optically transparent material such as sapphire is divided into chips (divided). This is effective when dividing into units. In the case of a light-emitting element, if the light generated inside the light-emitting element is absorbed at the location of the processing mark formed on the substrate by laser processing, the light extraction efficiency from the element will be reduced, When the unevenness as shown in FIG. 6 is intentionally formed on the processed cross section of the substrate by performing the processing with the second processing pattern, the total reflectance at the position is lowered and higher in the light emitting element. Light extraction efficiency will be realized.
<第3加工パターン>
第3加工パターンは、超短パルスのレーザー光を用いる点、a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向のいずれかと加工予定線とが垂直である(相異なる2つの劈開/裂開容易方向に対して等価な方向が加工予定線の方向となる)点では、第2加工パターンと同様であるが、レーザー光の照射態様が第2加工パターンと異なる。
<Third processing pattern>
In the third processing pattern, a point using an ultra-short pulse laser beam, a1 axis direction, a2 axis direction, or a3 axis direction is perpendicular to the planned processing line (in two different cleavage / cleavage easy directions). On the other hand, in the point that the equivalent direction is the direction of the planned processing line), the laser beam irradiation mode is different from that of the second processing pattern.
図7は、第3加工パターンによる加工態様を模式的に示す図である。図7においては、a1軸方向と加工予定線Lとが直交する場合を例示している。図7(a)は、係る場合のa1軸方向、a2軸方向、a3軸方向と加工予定線Lとの方位関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram schematically showing a processing mode by the third processing pattern. FIG. 7 illustrates a case where the a1 axis direction and the planned machining line L are orthogonal to each other. FIG. 7A is a diagram illustrating an azimuth relationship between the a1 axis direction, the a2 axis direction, the a3 axis direction, and the planned processing line L in such a case.
上述した第2加工パターンでは、図7(a)に示したものと同じ方位関係のもと、レーザー光を、加工予定線Lの延在方向である、a2軸方向とa3軸方向のちょうど真ん中の方向(a2軸方向とa3軸方向とに対して等価な方向)に沿って、直線的に走査していた。第3加工パターンでは、これに代わり、図7(b)に示すように、個々の被照射領域が、加工予定線Lを挟む2つの劈開/裂開容易方向に交互に沿う態様にて千鳥状に(ジグザグに)形成されるように、それぞれの被照射領域を形成する単位パルス光が照射される。図7の場合であれば、−a2方向と+a3方向とに交互に沿って被照射領域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25・・・が形成されている。 In the second machining pattern described above, the laser beam is exactly in the middle of the a2 axis direction and the a3 axis direction, which are the extending directions of the planned machining line L, under the same orientation relationship as that shown in FIG. Along the direction (equivalent to the a2 axis direction and the a3 axis direction). In the third machining pattern, instead of this, as shown in FIG. 7B, the individual irradiated regions are staggered in an aspect along the two easy cleavage / cleavage directions sandwiching the machining line L. The unit pulse light for forming each irradiated region is irradiated so as to be formed in a zigzag manner. In the case of FIG. 7, irradiated regions RE21, RE22, RE23, RE24, RE25... Are formed along the −a2 direction and the + a3 direction alternately.
係る態様にて単位パルス光が照射された場合も、第1および第2加工パターンと同様に、それぞれの単位パルス光の照射に伴って、被照射領域の間に劈開/裂開面が形成される。図7(b)に示す場合であれば、被照射領域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25・・・がこの順に形成されることで、劈開/裂開面C21、C22、C23、C24・・・が順次に形成される。 Even when the unit pulse light is irradiated in such a manner, a cleavage / cleavage surface is formed between the irradiated regions as each unit pulse light is irradiated, as in the first and second processing patterns. The In the case shown in FIG. 7 (b), the irradiated regions RE21, RE22, RE23, RE24, RE25,... Are formed in this order, so that the cleavage / cleavage surfaces C21, C22, C23, C24,. -Are formed sequentially.
結果として、第3加工パターンにおいては、加工予定線Lを軸とする千鳥状の配置にて離散的に存在する複数の被照射領域と、それぞれの被照射領域の間に形成される劈開/裂開面とが、全体として、被加工物を加工予定線Lに沿って分割する際の分割起点となる。 As a result, in the third processing pattern, a plurality of irradiated areas discretely present in a staggered arrangement with the planned processing line L as an axis, and a cleavage / crack formed between each irradiated area The open surface as a whole becomes a division starting point when the workpiece is divided along the planned machining line L.
そして、当該分割起点に沿って実際に分割を行った場合には、第2加工パターンと同様に、分割後の被加工物の断面の表面から10μm前後の範囲においては、劈開/裂開面による数μmピッチの凹凸が形成される。しかも、それぞれの劈開/裂開面には、第1および第2加工パターンの場合と同様に、単位パルス光の照射に起因して特定の結晶面に滑りが生じたことに伴うサブミクロンピッチの凹凸が生じる。また、直接変質領域の形成態様も第2加工パターンと同様である。すなわち、第3加工パターにおいても、加工痕の形成は第2加工パターンと同程度に抑制される。 Then, when the division is actually performed along the division starting point, in the range of about 10 μm from the surface of the cross section of the workpiece after the division, the cleavage / dehissing surface is used as in the second machining pattern. Unevenness with a pitch of several μm is formed. In addition, as in the case of the first and second processing patterns, each cleaved / cleavage surface has a submicron pitch due to the occurrence of slippage on a specific crystal plane due to irradiation of unit pulse light. Unevenness occurs. In addition, the directly altered region is formed in the same manner as the second processing pattern. That is, in the third processing pattern, the formation of the processing trace is suppressed to the same extent as the second processing pattern.
従って、このような第3加工パターンによる加工の場合も、第2パターンによる加工と同様、劈開/裂開面に形成されたサブミクロンピッチの凹凸に加えて、劈開/裂開面同士により数μm程度のピッチの凹凸が形成されるので、第3加工パターンによる加工を、発光素子を対象に行った場合も、得られた発光素子は、上述したような光の取り出し効率の向上という観点からはより好適なものとなる。 Therefore, in the case of processing by such a third processing pattern, in addition to the submicron pitch irregularities formed on the cleavage / cleavage surfaces, in the same way as the processing by the second pattern, several μm by the cleavage / cleavage surfaces. Since unevenness of a certain pitch is formed, even when the processing by the third processing pattern is performed on the light emitting element, the obtained light emitting element is from the viewpoint of improving the light extraction efficiency as described above. It becomes more suitable.
なお、被加工物の種類によっては、より確実に劈開/裂開を生じさせるべく、いずれも加工予定線L上の位置である、図7(b)の被照射領域RE21と被照射領域RE22の中点、被照射領域RE22と被照射領域RE23の中点、被照射領域RE23と被照射領域RE24の中点、被照射領域RE24と被照射領域RE25の中点・・・・にも、被照射領域を形成するようにしてもよい。 Note that, depending on the type of workpiece, in order to cause cleavage / dehiscence more reliably, both of the irradiated region RE21 and irradiated region RE22 in FIG. The midpoint, the midpoint of the irradiated region RE22 and the irradiated region RE23, the midpoint of the irradiated region RE23 and the irradiated region RE24, the midpoint of the irradiated region RE24 and the irradiated region RE25,. A region may be formed.
ところで、第3加工パターンにおける被照射領域の配置位置は、部分的には劈開/裂開容易方向に沿っている。上述のように加工予定線L上の中点位置にも被照射領域を形成する場合についても同様である。すなわち、第3加工パターンは、少なくとも2つの被照射領域を、被加工物の劈開/裂開容易方向において隣り合わせて形成する、という点で、第1加工パターンと共通するということもできる。従って、見方を変えれば、第3加工パターンは、レーザー光を走査する方向を周期的に違えつつ第1加工パターンによる加工を行っているものであると捉えることもできる。 By the way, the arrangement position of the irradiated region in the third processing pattern is partially along the easy cleavage / cleavage direction. The same applies to the case where the irradiated region is also formed at the midpoint position on the planned processing line L as described above. That is, it can also be said that the third processing pattern is common to the first processing pattern in that at least two irradiated areas are formed adjacent to each other in the cleavage / cleavage easy direction of the workpiece. Accordingly, from a different perspective, the third processing pattern can be regarded as a processing performed by the first processing pattern while periodically changing the laser beam scanning direction.
また、第1および第2加工パターンの場合は、被照射領域が一直線上に位置するので、レーザー光の出射源を加工予定線に沿って一直線上に移動させ、所定の形成対象位置に到達するたびに単位パルス光を照射して被照射領域を形成すればよく、係る形成態様が最も効率的である。ところが、第3加工パターンの場合、被照射領域を一直線上にではなく千鳥状に(ジグザグに)形成するので、レーザー光の出射源を実際に千鳥状に(ジグザグに)移動させる手法だけでなく、種々の手法にて被照射領域を形成することができる。なお、本実施の形態において、出射源の移動とは、被加工物と出射源との相対移動を意味しており、被加工物が固定されて出射源が移動する場合のみならず、出射源が固定されて被加工物が移動する(実際には被加工物を載置するステージが移動する)態様も含んでいる。 In the case of the first and second processing patterns, since the irradiated region is positioned on a straight line, the laser light emission source is moved along the planned processing line to reach a predetermined formation target position. What is necessary is just to form a to-be-irradiated area | region by irradiating unit pulse light every time, and the formation aspect which concerns is the most efficient. However, in the case of the third processing pattern, the irradiated area is formed not in a straight line but in a zigzag pattern (in a zigzag pattern), so that not only a method of actually moving the laser beam emission source in a zigzag pattern (in a zigzag pattern). The irradiated region can be formed by various methods. In the present embodiment, the movement of the emission source means a relative movement between the workpiece and the emission source, and not only when the workpiece is fixed and the emission source moves, but also the emission source. Is fixed and the workpiece moves (actually, the stage on which the workpiece is placed moves).
例えば、出射源とステージとを加工予定線に平行に等速で相対移動させつつ、レーザー光の出射方向を加工予定線に垂直な面内にて周期的に変化させることなどによって、上述のような千鳥状の配置関係をみたす態様にて被照射領域を形成することも可能である。 For example, as described above, by periodically moving the emission direction of the laser beam in a plane perpendicular to the planned processing line while relatively moving the output source and the stage at a constant speed parallel to the planned processing line. It is also possible to form the irradiated region in a manner that satisfies a staggered arrangement relationship.
あるいは、複数の出射源を平行に等速で相対移動させつつ、個々の出射源からの単位パルス光の照射タイミングを周期的に変化させることで、上述のような千鳥状の配置関係をみたす態様にて被照射領域を形成することも可能である。 Alternatively, the above-described staggered arrangement relationship is achieved by periodically changing the irradiation timing of the unit pulse light from each emission source while relatively moving the plurality of emission sources at a constant speed in parallel. It is also possible to form an irradiated region with
図8は、これら2つの場合の加工予定線と被照射領域の形成予定位置との関係を示す図である。いずれの場合も、図8に示すように、被照射領域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25・・・の形成予定位置P21、P22、P23、P24、P25・・・をあたかも加工予定線Lに平行な直線Lα、Lβ上に交互に設定し、直線Lαに沿った形成予定位置P21、P23、P25・・・・での被照射領域の形成と、直線Lβに沿った形成予定位置P22、P24・・・・での被照射領域の形成とを、同時並行的に行うものと捉えることができる。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the planned processing line and the planned formation position of the irradiated region in these two cases. In any case, as shown in FIG. 8, the formation planned positions P21, P22, P23, P24, P25... Of the irradiated regions RE21, RE22, RE23, RE24, RE25. .. Are alternately set on the parallel straight lines Lα and Lβ, and the formation of irradiated regions at the planned formation positions P21, P23, P25... Along the straight line Lα and the planned formation positions P22 and P24 along the straight line Lβ. · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
なお、出射源を千鳥状に(ジグザグに)移動させる場合、レーザー光の出射源を直接移動させるにせよ、被加工物が載置されるステージを移動させることによってレーザー光を相対的に走査させるにせよ、出射源あるいはステージの移動は二軸同時動作となる。これに対して、出射源あるいはステージのみを加工予定線に平行に移動させる動作は一軸動作である。従って、出射源の高速移動つまりは加工効率の向上を実現するうえにおいては、後者の方がより適しているといえる。 When the emission source is moved in a zigzag manner (zigzag), the laser beam is relatively scanned by moving the stage on which the workpiece is placed, even if the emission source of the laser beam is directly moved. In any case, the movement of the emission source or stage is a two-axis simultaneous operation. On the other hand, the operation of moving only the emission source or the stage in parallel with the planned processing line is a uniaxial operation. Therefore, it can be said that the latter is more suitable for realizing high-speed movement of the emission source, that is, improvement of processing efficiency.
以上の各加工パターンに示すように、本実施の形態において行われる劈開/裂開加工は、単位パルス光の離散的な照射を、主に被加工物において連続的な劈開/裂開を生じさせるための衝撃や応力を付与する手段として用いる加工態様である。被照射領域における被加工物の変質(つまりは加工痕の形成)や飛散などは、あくまで付随的なものとして局所的に生じるものに過ぎない。このような特徴を有する本実施の形態の劈開/裂開加工は、単位パルス光の照射領域をオーバーラップさせつつ、連続的あるいは断続的に変質・溶融・蒸発除去を生じさせることによって加工を行う従来の加工手法とは、そのメカニズムが本質的に異なるものである。 As shown in each of the above processing patterns, the cleavage / cleavage processing performed in the present embodiment causes discrete irradiation of unit pulse light to cause continuous cleavage / cleavage mainly in the workpiece. This is a processing mode used as a means for imparting impact and stress. Deterioration (that is, formation of machining traces) and scattering of the workpiece in the irradiated area are only locally generated as incidental. The cleavage / cleavage processing of the present embodiment having such characteristics performs processing by causing alteration / melting / evaporation removal continuously or intermittently while overlapping irradiation regions of unit pulse light. The mechanism is essentially different from the conventional processing method.
そして、個々の被照射領域に瞬間的に強い衝撃や応力が加わればよいので、レーザー光を高速で走査しつつ照射することが可能である。具体的には、最大で1000mm/secという極めて高速走査つまりは高速加工が実現可能である。従来の加工方法での加工速度はせいぜい200mm/sec程度であることを鑑みると、その差異は顕著である。当然ながら、本実施の形態において実現される加工方法は従来の加工方法に比して各段に生産性を向上させるものであるといえる。 Further, since it is sufficient that a strong impact or stress is instantaneously applied to each irradiated region, it is possible to irradiate while scanning with laser light at a high speed. Specifically, extremely high-speed scanning, that is, high-speed machining at a maximum of 1000 mm / sec can be realized. Considering that the processing speed in the conventional processing method is about 200 mm / sec at most, the difference is remarkable. Naturally, it can be said that the processing method realized in the present embodiment improves the productivity at each stage as compared with the conventional processing method.
なお、本実施の形態における劈開/裂開加工は、上述の各加工パターンのように被加工物の結晶方位(劈開/裂開容易方向の方位)と加工予定線とが所定の関係にある場合に特に有効であるが、適用対象はこれらに限られず、原理的には、両者が任意の関係にある場合や被加工物が多結晶体である場合にも適用可能である。これらの場合、加工予定線に対して劈開/裂開が生じる方向が必ずしも一定しないため、分割起点に不規則な凹凸が生じ得るが、被照射領域の間隔や、パルス幅を初めとするレーザー光の照射条件を適宜に設定することで、係る凹凸が加工誤差の許容範囲内に留まった実用上問題のない加工が行える。 In the cleavage / cleavage processing in the present embodiment, the crystal orientation of the workpiece (the orientation in the cleavage / easy cleavage direction) and the planned processing line are in a predetermined relationship as in each of the above-described processing patterns. However, the object of application is not limited to these. In principle, the present invention can also be applied to a case where the two are in an arbitrary relationship and the workpiece is a polycrystalline body. In these cases, the direction in which cleavage / cleavage occurs with respect to the planned processing line is not always constant, and irregular irregularities may occur at the division starting point. However, the laser light including the interval between the irradiated areas and the pulse width may be used. By appropriately setting the irradiation conditions, it is possible to perform processing without any practical problems in which the unevenness remains within the allowable range of processing errors.
<レーザー加工装置の概要>
次に、上述した種々の加工パターンによる加工を実現可能なレーザー加工装置について説明する。
<Overview of laser processing equipment>
Next, a laser processing apparatus capable of realizing the above-described various processing patterns will be described.
図9は、本実施の形態に係るレーザー加工装置50の構成を概略的に示す模式図である。レーザー加工装置50は、レーザー光照射部50Aと、観察部50Bと、例えば石英などの透明な部材からなり、被加工物10をその上に載置するステージ7と、レーザー加工装置50の種々の動作(観察動作、アライメント動作、加工動作など)を制御するコントローラ1とを主として備える。レーザー光照射部50Aは、レーザー光源SLと光学系5とを備え、ステージ7に載置された被加工物10にレーザー光を照射する部位であり、上述した、レーザー光の出射源に相当する。観察部50Bは、該被加工物10をレーザー光が照射される側(これを表面と称する)から直接に観測する表面観察と、ステージ7に載置された側(これを裏面と称する)から該ステージ7を介して観察する裏面観察とを行う部位である。 FIG. 9 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the laser processing apparatus 50 according to the present embodiment. The laser processing device 50 includes a laser beam irradiation unit 50A, an observation unit 50B, a transparent member such as quartz, a stage 7 on which the workpiece 10 is placed, and various laser processing devices 50. The controller 1 mainly controls operations (observation operation, alignment operation, processing operation, etc.). The laser light irradiation unit 50A includes the laser light source SL and the optical system 5, and is a part that irradiates the workpiece 10 placed on the stage 7 with laser light, and corresponds to the laser light emission source described above. . The observation unit 50B has a surface observation for directly observing the workpiece 10 from a side irradiated with laser light (referred to as a front surface) and a side placed on the stage 7 (referred to as a back surface). This is a part for performing back surface observation through the stage 7.
ステージ7は、移動機構7mによってレーザー光照射部50Aと観察部50Bとの間で水平方向に移動可能とされてなる。移動機構7mは、図示しない駆動手段の作用により水平面内で所定のXY2軸方向にステージ7を移動させる。これにより、レーザー光照射部50A内におけるレーザー光照射位置の移動や、観察部50B内における観察位置の移動や、レーザー光照射部50Aと観察部50Bとの間のステージ7の移動などが実現されてなる。なお、移動機構7mについては、所定の回転軸を中心とした、水平面内における回転(θ回転)動作も、水平駆動と独立に行えるようになっている。 The stage 7 is movable in the horizontal direction between the laser beam irradiation unit 50A and the observation unit 50B by the moving mechanism 7m. The moving mechanism 7m moves the stage 7 in a predetermined XY 2-axis direction within a horizontal plane by the action of a driving unit (not shown). Thereby, the movement of the laser beam irradiation position in the laser beam irradiation unit 50A, the movement of the observation position in the observation unit 50B, the movement of the stage 7 between the laser beam irradiation unit 50A and the observation unit 50B, and the like are realized. It becomes. As for the moving mechanism 7m, a rotation (θ rotation) operation in a horizontal plane around a predetermined rotation axis can be performed independently of horizontal driving.
また、レーザー加工装置50においては、表面観察と裏面観察とを適宜に切り替え可能に行えるようになっている。これにより、被加工物10の材質や状態に応じた最適な観察を柔軟かつ速やかに行うことができる。 In the laser processing apparatus 50, the front surface observation and the back surface observation can be switched appropriately. Thereby, the optimal observation according to the material and state of the workpiece 10 can be performed flexibly and promptly.
ステージ7は、石英など透明な部材で形成されているが、その内部には、被加工物10を吸着固定するための吸気通路となる図示しない吸引用配管が設けられてなる。吸引用配管は、例えば、ステージ7の所定位置を機械加工により削孔することにより設けられる。 The stage 7 is formed of a transparent member such as quartz, and a suction pipe (not shown) serving as an intake passage for adsorbing and fixing the workpiece 10 is provided therein. The suction pipe is provided, for example, by drilling a predetermined position of the stage 7 by machining.
被加工物10をステージ7の上に載置した状態で、例えば吸引ポンプなどの吸引手段11により吸引用配管に対し吸引を行い、吸引用配管のステージ7載置面側先端に設けられた吸引孔に対し負圧を与えることで、被加工物10(および固定シート4)がステージ7に固定されるようになっている。なお、図9においては、加工対象である被加工物10が固定シート4に貼り付けられている場合を例示しているが、好ましくは、固定シート4の外縁部には該固定シート4を固定するための図示しない固定リング(図12参照)が配置される。 With the workpiece 10 placed on the stage 7, suction is performed on the suction pipe by the suction means 11 such as a suction pump, for example, and the suction provided at the stage 7 mounting surface side tip of the suction pipe. The workpiece 10 (and the fixing sheet 4) is fixed to the stage 7 by applying a negative pressure to the holes. FIG. 9 illustrates the case where the workpiece 10 to be processed is attached to the fixed sheet 4. Preferably, the fixed sheet 4 is fixed to the outer edge portion of the fixed sheet 4. A non-illustrated fixing ring (see FIG. 12) is arranged.
<照明系および観察系>
観察部50Bは、ステージ7に載置された被加工物10に対してステージ7の上方から落射照明光源S1からの落射照明光L1の照射と斜光照明光源S2からの斜光透過照明光L2の照射とを重畳的に行いつつ、ステージ7の上方側からの表面観察手段6による表面観察と、ステージ7の下方側からの裏面観察手段16による裏面観察とを、行えるように構成されている。
<Illumination system and observation system>
The observation unit 50B irradiates the workpiece 10 placed on the stage 7 with the epi-illumination light L1 from the epi-illumination light source S1 from above the stage 7 and the oblique light-transmitting illumination light L2 from the oblique illumination light source S2. The surface observation by the surface observation means 6 from above the stage 7 and the back surface observation by the back surface observation means 16 from below the stage 7 can be performed.
具体的には、落射照明光源S1から発せられた落射照明光L1が、図示を省略する鏡筒内に設けられたハーフミラー9で反射され、被加工物10に照射されるようになっている。また、観察部50Bは、ハーフミラー9の上方(鏡筒の上方)に設けられたCCDカメラ6aと該CCDカメラ6aに接続されたモニタ6bとを含む表面観察手段6を備えており、落射照明光L1を照射させた状態でリアルタイムに被加工物10の明視野像の観察を行うことが出来るようになっている。 Specifically, the epi-illumination light L1 emitted from the epi-illumination light source S1 is reflected by the half mirror 9 provided in a lens barrel (not shown) and is irradiated onto the workpiece 10. . The observation unit 50B includes surface observation means 6 including a CCD camera 6a provided above the half mirror 9 (above the lens barrel) and a monitor 6b connected to the CCD camera 6a. The bright field image of the workpiece 10 can be observed in real time with the light L1 irradiated.
また、観察部50Bにおいては、ステージ7の下方に、より好ましくは、後述するハーフミラー19の下方(鏡筒の下方)に設けられたCCDカメラ16aと該CCDカメラ16aに接続されたモニタ16bとを含む裏面観察手段16を備えている。なお、モニタ16bと表面観察手段6に備わるモニタ6bとは共通のものであってもよい。 In the observation unit 50B, a CCD camera 16a provided below the stage 7, more preferably below a half mirror 19 described later (below the lens barrel), and a monitor 16b connected to the CCD camera 16a, The back surface observation means 16 containing is provided. The monitor 16b and the monitor 6b provided in the surface observation means 6 may be common.
また、ステージ7の下方に備わる同軸照明光源S3から発せられた同軸照明光L3が、図示を省略する鏡筒内に設けられたハーフミラー19で反射され、集光レンズ18にて集光されたうえで、ステージ7を介して被加工物10に照射されるようになっていてもよい。さらに好ましくは、ステージ7の下方に斜光照明光源S4を備えており、斜光照明光L4を、ステージ7を介して被加工物10に対して照射できるようになっていてもよい。これらの同軸照明光源S3や斜光照明光源S4は、例えば被加工物10の表面側に不透明な金属層などがあって表面側からの観察が該金属層からの反射が生じて困難な場合など、被加工物10を裏面側から観察する際に好適に用いることできる。 Further, the coaxial illumination light L3 emitted from the coaxial illumination light source S3 provided below the stage 7 is reflected by the half mirror 19 provided in a lens barrel (not shown) and collected by the condenser lens 18. In addition, the workpiece 10 may be irradiated via the stage 7. More preferably, an oblique illumination light source S4 may be provided below the stage 7 so that the oblique illumination light L4 can be applied to the workpiece 10 via the stage 7. These coaxial illumination light source S3 and oblique illumination light source S4 are, for example, when there is an opaque metal layer on the surface side of the workpiece 10 and it is difficult to observe from the surface side due to reflection from the metal layer. It can be suitably used when observing the workpiece 10 from the back side.
<レーザー光源>
レーザー光源SLとしては、波長が500nm〜1600nmのものを用いる。また、上述した加工パターンでの加工を実現するべく、レーザー光LBのパルス幅は1psec〜50psec程度である必要がある。また、繰り返し周波数Rは10kHz〜200kHz程度、レーザー光の照射エネルギー(パルスエネルギー)は0.1μJ〜50μJ程度であるのが好適である。
<Laser light source>
As the laser light source SL, one having a wavelength of 500 nm to 1600 nm is used. Further, in order to realize the processing with the processing pattern described above, the pulse width of the laser beam LB needs to be about 1 psec to 50 psec. The repetition frequency R is preferably about 10 kHz to 200 kHz, and the laser beam irradiation energy (pulse energy) is preferably about 0.1 μJ to 50 μJ.
なお、レーザー光源SLから出射されるレーザー光LBの偏光状態は、円偏光であっても直線偏光であってもよい。ただし、直線偏光の場合、結晶性被加工材料中での加工断面の曲がりとエネルギー吸収率の観点から、偏光方向が走査方向と略平行にあるように、例えば両者のなす角が±1°以内にあるようにされることが好ましい。 The polarization state of the laser beam LB emitted from the laser light source SL may be circularly polarized light or linearly polarized light. However, in the case of linearly polarized light, for example, the angle between the two is within ± 1 ° so that the polarization direction is substantially parallel to the scanning direction from the viewpoint of the bending of the processed cross section in the crystalline work material and the energy absorption rate. It is preferable that it is made to exist.
<光学系>
光学系5は、レーザー光が被加工物10に照射される際の光路を設定する部位である。光学系5によって設定された光路に従って、被加工物の所定の照射位置(被照射領域の形成予定位置)にレーザー光が照射される。
<Optical system>
The optical system 5 is a part that sets an optical path when the workpiece 10 is irradiated with laser light. In accordance with the optical path set by the optical system 5, laser light is irradiated to a predetermined irradiation position of the workpiece (formation position of the irradiated area).
図10は、光学系5の構成を例示する模式図である。光学系5は、ビームエキスパンダー51と対物レンズ系52とを主として備える。また、光学系5には、レーザー光LBの光路の向きを変換する目的で、適宜の個数のミラー5aが適宜に位置に設けられていてもよい。図10においては、2つのミラー5aが設けられた場合を例示している。 FIG. 10 is a schematic view illustrating the configuration of the optical system 5. The optical system 5 mainly includes a beam expander 51 and an objective lens system 52. The optical system 5 may be provided with an appropriate number of mirrors 5a at appropriate positions for the purpose of changing the direction of the optical path of the laser beam LB. FIG. 10 illustrates a case where two mirrors 5a are provided.
また、出射光が直線偏光の場合、光学系5がアッテネータ5bを備えることが好ましい。アッテネータ5bはレーザー光LBの光路上の適宜の位置に配置され、出射されたレーザー光LBの強度を調整する役割を担う。 Further, when the emitted light is linearly polarized light, the optical system 5 preferably includes an attenuator 5b. The attenuator 5b is disposed at an appropriate position on the optical path of the laser beam LB, and plays a role of adjusting the intensity of the emitted laser beam LB.
なお、図10に例示する光学系5では、加工処理の間、レーザー光源SLから発せられたレーザー光LBは、その光路を固定された状態で被加工物10に照射されるように設けられている。これに加えて、レーザー光源SLから発せられたレーザー光LBが被加工物10に対して照射される際のレーザー光LBの光路を実際にあるいは仮想的に複数設定するとともに、光路設定手段5c(図11)によって、レーザー光LBの個々の単位パルス光が被加工物に対して照射される際の光路を、設定した複数の光路の中で順次に切り替えることが可能に構成されていてもよい。後者の場合、被加工物10の上面の複数箇所において同時並行的な走査が行われる状態、あるいは、仮想的にそのようにみなされる状態が実現される。換言すれば、これは、レーザー光LBの光路をマルチ化しているといえる。 In the optical system 5 illustrated in FIG. 10, the laser light LB emitted from the laser light source SL is provided so as to irradiate the workpiece 10 with its optical path fixed during the processing. Yes. In addition to this, a plurality of optical paths of the laser light LB when the laser light LB emitted from the laser light source SL is irradiated onto the workpiece 10 are actually or virtually set, and the optical path setting means 5c ( According to FIG. 11, the optical path when the individual unit pulse light of the laser light LB is irradiated onto the workpiece may be configured to be sequentially switched among the plurality of set optical paths. . In the latter case, a state where simultaneous scanning is performed at a plurality of locations on the upper surface of the workpiece 10 or a state virtually regarded as such is realized. In other words, it can be said that the optical path of the laser beam LB is multiplied.
なお、図9においては、3つのレーザー光LB0、LB1、LB2により3箇所で走査が行われる場合を例示しているが、光学系5による光路のマルチ化の態様は必ずしもこれには限定されない。光学系5の具体的な構成例については後述する。 Although FIG. 9 illustrates a case where scanning is performed at three positions with the three laser beams LB0, LB1, and LB2, the manner of multiplexing the optical path by the optical system 5 is not necessarily limited to this. A specific configuration example of the optical system 5 will be described later.
<コントローラ>
コントローラ1は、上述の各部の動作を制御し、後述する種々の態様での被加工物10の加工処理を実現させる制御部2と、レーザー加工装置50の動作を制御するプログラム3pや加工処理の際に参照される種々のデータを記憶する記憶部3とをさらに備える。
<Controller>
The controller 1 controls the operation of each of the above-described units, and implements a control unit 2 that realizes processing of the workpiece 10 in various modes described later, a program 3p that controls the operation of the laser processing apparatus 50, and processing processing. It further includes a storage unit 3 for storing various data referred to at the time.
制御部2は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものであり、記憶部3に記憶されているプログラム3pが該コンピュータに読み込まれ実行されることにより、種々の構成要素が制御部2の機能的構成要素として実現される。 The control unit 2 is realized by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer, for example, and various components can be obtained by reading and executing the program 3p stored in the storage unit 3 into the computer. Is realized as a functional component of the control unit 2.
具体的には、制御部2は、移動機構7mによるステージ7の駆動や集光レンズ18の合焦動作など、加工処理に関係する種々の駆動部分の動作を制御する駆動制御部21と、CCDカメラ6aおよび16aによる撮像を制御する撮像制御部22と、レーザー光源SLからのレーザー光LBの照射および光学系5における光路の設定態様を制御する照射制御部23と、吸引手段11によるステージ7への被加工物10の吸着固定動作を制御する吸着制御部24と、与えられた加工位置データD1(後述)および加工モード設定データD2(後述)に従って加工対象位置への加工処理を実行させる加工処理部25とを、主として備える。 Specifically, the control unit 2 includes a drive control unit 21 that controls operations of various driving parts related to processing such as driving of the stage 7 by the moving mechanism 7m and focusing operation of the condenser lens 18, CCD, The imaging control unit 22 that controls imaging by the cameras 6a and 16a, the irradiation control unit 23 that controls the irradiation of the laser light LB from the laser light source SL and the setting of the optical path in the optical system 5, and the stage 7 by the suction means 11 A suction control unit 24 for controlling the suction fixing operation of the workpiece 10 and a processing for executing a processing to the processing target position in accordance with the given processing position data D1 (described later) and processing mode setting data D2 (described later). The unit 25 is mainly provided.
記憶部3は、ROMやRAMおよびハードディスクなどの記憶媒体によって実現される。なお、記憶部3は、制御部2を実現するコンピュータの構成要素によって実現される態様であってもよいし、ハードディスクの場合など、該コンピュータとは別体に設けられる態様であってもよい。 The storage unit 3 is realized by a storage medium such as a ROM, a RAM, and a hard disk. The storage unit 3 may be implemented by a computer component that implements the control unit 2, or may be provided separately from the computer, such as a hard disk.
記憶部3には、被加工物10について設定された加工予定線の位置を記述した加工位置データD1が外部から与えられて記憶される。また、記憶部3には、レーザー光の個々のパラメータについての条件や光学系5における光路の設定条件やステージ7の駆動条件(あるいはそれらの設定可能範囲)などが加工モードごとに記述された、加工モード設定データD2が、あらかじめ記憶されている。 In the storage unit 3, machining position data D1 describing the position of the planned machining line set for the workpiece 10 is given from the outside and stored. The storage unit 3 describes conditions for individual parameters of the laser beam, optical path setting conditions in the optical system 5, driving conditions for the stage 7 (or their settable ranges), and the like for each processing mode. Processing mode setting data D2 is stored in advance.
なお、レーザー加工装置50に対してオペレータが与える種々の入力指示は、コントローラ1において実現されるGUIを利用して行われるのが好ましい。例えば、加工処理部25の作用により加工処理用メニューがGUIにて提供される。オペレータは、係る加工処理用メニューに基づいて、後述する加工モードの選択や、加工条件の入力などを行う。 Various input instructions given by the operator to the laser processing apparatus 50 are preferably performed using a GUI realized in the controller 1. For example, a processing menu is provided on the GUI by the operation of the processing unit 25. Based on the processing menu, the operator selects a processing mode, which will be described later, and inputs processing conditions.
<アライメント動作>
レーザー加工装置50においては、加工処理に先立ち、観察部50Bにおいて、被加工物10の配置位置を微調整するアライメント動作が行えるようになっている。アライメント動作は、被加工物10に定められているXY座標軸をステージ7の座標軸と一致させるために行う処理である。係るアライメント処理は、上述した加工パターンでの加工を行う場合に、被加工物の結晶方位と加工予定線とレーザー光の走査方向とが各加工パターンにおいて求められる所定の関係をみたすようにするうえで重要である。
<Alignment operation>
In the laser processing apparatus 50, prior to the processing, the observation unit 50B can perform an alignment operation for finely adjusting the arrangement position of the workpiece 10. The alignment operation is a process performed to make the XY coordinate axes defined on the workpiece 10 coincide with the coordinate axes of the stage 7. Such alignment processing is performed when the processing with the above-described processing pattern is performed so that the crystal orientation of the workpiece, the planned processing line, and the scanning direction of the laser light satisfy a predetermined relationship required in each processing pattern. Is important.
アライメント動作は、公知の技術を適用して実行することが可能であり、加工パターンに応じて適宜の態様にて行われればよい。例えば、1つの母基板を用いて作製された多数個のデバイスチップを切り出す場合など、被加工物10の表面に繰り返しパターンが形成されているような場合であれば、パターンマッチングなどの手法を用いることで適切なアライメント動作が実現される。この場合、概略的にいえば、被加工物10に形成されている複数のアライメント用マークの撮像画像をCCDカメラ6aあるいは16aが取得し、それらの撮像画像の撮像位置の相対的関係に基づいて加工処理部25がアライメント量を特定し、駆動制御部21が該アライメント量に応じて移動機構7mによりステージ7を移動させることによって、アライメントが実現される。 The alignment operation can be performed by applying a known technique, and may be performed in an appropriate manner according to the processing pattern. For example, in the case where a repeated pattern is formed on the surface of the workpiece 10 such as when a large number of device chips manufactured using one mother substrate are cut out, a method such as pattern matching is used. Thus, an appropriate alignment operation is realized. In this case, roughly speaking, the CCD camera 6a or 16a acquires captured images of a plurality of alignment marks formed on the workpiece 10, and based on the relative relationship between the captured positions of these captured images. The processing unit 25 specifies the alignment amount, and the drive control unit 21 moves the stage 7 by the moving mechanism 7m according to the alignment amount, thereby realizing alignment.
係るアライメント動作を行うことによって、加工処理における加工位置が正確に特定される。なお、アライメント動作終了後、被加工物10を載置したステージ7はレーザー光照射部50Aへと移動し、引き続いてレーザー光LBを照射することによる加工処理が行われることになる。なお、観察部50Bからレーザー光照射部50Aへのステージ7の移動は、アライメント動作時に想定された加工予定位置と実際の加工位置とがずれないように保証されている。 By performing such an alignment operation, the machining position in the machining process is accurately specified. Note that after the alignment operation is completed, the stage 7 on which the workpiece 10 is placed moves to the laser beam irradiation unit 50A, and subsequently a processing process is performed by irradiating the laser beam LB. The movement of the stage 7 from the observation unit 50B to the laser beam irradiation unit 50A is guaranteed so that the planned processing position assumed during the alignment operation does not deviate from the actual processing position.
<加工処理の概略>
次に、本実施の形態に係るレーザー加工装置50における加工処理について説明する。レーザー加工装置50においては、レーザー光源SLから発せられ光学系5を経たレーザー光LBの照射と、被加工物10が載置固定されたステージ7の移動とを組み合わせることによって、光学系5を経たレーザー光を被加工物10に対して相対的に走査させつつ被加工物10の加工を行えるようになっている。
<Outline of processing>
Next, the processing in the laser processing apparatus 50 according to the present embodiment will be described. In the laser processing apparatus 50, the laser beam LB emitted from the laser light source SL and passed through the optical system 5 is combined with the movement of the stage 7 on which the workpiece 10 is placed and fixed, thereby passing through the optical system 5. The workpiece 10 can be processed while the laser beam is scanned relative to the workpiece 10.
レーザー加工装置50においては、レーザー光LBを(相対的に)走査することによる加工処理のモード(加工モード)として、基本モードとマルチモードとを択一的に選択可能となっている点で特徴的である。これらの加工モードは、上述した光学系5における光路の設定態様に応じて設けられてなる。 The laser processing apparatus 50 is characterized in that a basic mode and a multi mode can be alternatively selected as a processing mode (processing mode) by scanning (relatively) the laser beam LB. Is. These processing modes are provided according to the setting mode of the optical path in the optical system 5 described above.
基本モードは、レーザー光源SLから発せられたレーザー光LBの光路を固定的に定めるモードである。基本モードでは、レーザー光LBは常に1つの光路を通り、被加工物10を載置したステージ7を所定の速度で移動させることで、レーザー光が被加工物10を一方向に走査する態様での加工が実現される。図10に例示した光学系5の場合は、係る基本モードでの加工のみが可能である。 The basic mode is a mode in which the optical path of the laser beam LB emitted from the laser light source SL is fixedly determined. In the basic mode, the laser beam LB always passes through one optical path, and the stage 7 on which the workpiece 10 is placed is moved at a predetermined speed so that the laser beam scans the workpiece 10 in one direction. Is realized. In the case of the optical system 5 illustrated in FIG. 10, only processing in the basic mode is possible.
基本モードは、上述の第1および第2加工パターンでの加工を行う場合に好適に用いられる。すなわち、加工予定線Lが劈開/裂開容易方向に平行に設定された被加工物10について、該劈開/裂開容易方向とステージ7の移動方向とが一致するように被加工物10をアライメントしたうえで、基本モードでの加工を行うことで、第1加工パターンの加工が行える。一方、加工予定線Lが劈開/裂開容易方向に垂直に設定された被加工物10について、該劈開/裂開容易方向とステージ7の移動方向とが直交するように被加工物10をアライメントしたうえで、基本モードでの加工を行うことで、第2加工パターンの加工が行える。 The basic mode is preferably used when performing processing with the above-described first and second processing patterns. That is, for the workpiece 10 in which the planned processing line L is set parallel to the cleavage / easy cleavage direction, the workpiece 10 is aligned so that the cleavage / easy cleavage direction coincides with the moving direction of the stage 7. In addition, the first processing pattern can be processed by processing in the basic mode. On the other hand, with respect to the workpiece 10 in which the planned processing line L is set to be perpendicular to the cleavage / easy cleavage direction, the workpiece 10 is aligned so that the cleavage / easy cleavage direction and the moving direction of the stage 7 are orthogonal to each other. In addition, the second processing pattern can be processed by performing processing in the basic mode.
また、原理的には、ステージ7の移動方向を適宜変更することで、第3加工パターンでの加工にも適用可能である。 Further, in principle, it can also be applied to machining with the third machining pattern by appropriately changing the moving direction of the stage 7.
一方、マルチモードは、レーザー光LBの光路を実体的にあるいは仮想的にマルチ化して複数の光路を設定するモードである。これは、例えば、図8に示したような、加工予定線Lに平行な直線Lα、Lβあるいはさらに加工予定線L自体に沿って、実体的にあるいは仮想的に複数のレーザー光を走査させることで、結果として、加工予定線Lに繰り返し交差する態様にてレーザー光を走査した場合と同様の加工を実現するモードである。なお、仮想的に複数のレーザー光を走査させるとは、実際には基本モードと同様に1つの光路にてレーザー光を照射するもののその光路を時間的に変化させることで、複数の光路にてレーザー光を照射する場合と同様の走査態様が実現されることをいう。 On the other hand, the multi mode is a mode in which a plurality of optical paths are set by actually or virtually multiplexing the optical path of the laser beam LB. For example, as shown in FIG. 8, a plurality of laser beams are scanned substantially or virtually along the straight lines Lα and Lβ parallel to the planned processing line L or further along the planned processing line L itself. As a result, this is a mode that realizes the same processing as when the laser beam is scanned in a manner that repeatedly intersects the planned processing line L. Note that virtually scanning a plurality of laser beams is actually irradiating a laser beam with one optical path as in the basic mode, but by changing the optical path with time, It means that the same scanning mode as that in the case of irradiating with laser light is realized.
マルチモードは、第3加工パターンでの加工を行う場合に好適に用いられる。すなわち、第2加工パターンの場合と同様に、加工予定線Lが劈開/裂開容易方向に垂直に設定された被加工物10について、該劈開/裂開容易方向とステージ7の移動方向とが直交するように被加工物10をアライメントしたうえで、マルチモードでの加工を行うことで、第3加工パターンの加工が行える。 The multi mode is suitably used when processing with the third processing pattern. That is, as in the case of the second machining pattern, for the workpiece 10 in which the planned machining line L is set to be perpendicular to the cleavage / easy cleavage direction, the cleavage / easy cleavage direction and the moving direction of the stage 7 are the same. After the workpiece 10 is aligned so as to be orthogonal to each other, the third processing pattern can be processed by performing processing in a multimode.
加工モードは、例えば、加工処理部25の作用によりコントローラ1においてオペレータに利用可能に提供される加工処理メニューに従って選択できるのが好適である。加工処理部25は、加工位置データD1を取得するとともに選択された加工パターンに対応する条件を加工モード設定データD2から取得し、当該条件に応じた動作が実行されるよう、駆動制御部21や照射制御部23その他を通じて対応する各部の動作を制御する。 It is preferable that the processing mode can be selected according to a processing menu provided to the operator in the controller 1 by the operation of the processing unit 25, for example. The processing unit 25 acquires the processing position data D1 and the conditions corresponding to the selected processing pattern from the processing mode setting data D2, and the drive control unit 21 or the like so that the operation according to the conditions is executed. The operation of each corresponding unit is controlled through the irradiation control unit 23 and others.
例えば、レーザー光源SLから発せられるレーザー光LBの波長や出力、パルスの繰り返し周波数、パルス幅の調整などは、コントローラ1の照射制御部23により実現される。加工モード設定データD2に従った所定の設定信号が加工処理部25から照射制御部23に対し発せられると、照射制御部23は、該設定信号に従って、レーザー光LBの照射条件を設定する。 For example, adjustment of the wavelength and output of the laser light LB emitted from the laser light source SL, the pulse repetition frequency, the pulse width, and the like are realized by the irradiation control unit 23 of the controller 1. When a predetermined setting signal according to the processing mode setting data D2 is issued from the processing unit 25 to the irradiation control unit 23, the irradiation control unit 23 sets the irradiation condition of the laser beam LB according to the setting signal.
また、特にマルチモードで加工を行う場合、照射制御部23は、レーザー光源SLからの単位パルス光の出射タイミングに、光路設定手段5cによる光路の切り替えタイミングを同期させる。これにより、個々の被照射領域の形成予定位置に対し、光路設定手段5cが設定した複数の光路のうちの該形成予定位置に対応する光路にて単位パルス光が照射される。 In particular, when processing is performed in the multimode, the irradiation controller 23 synchronizes the timing of switching the optical path by the optical path setting means 5c with the timing of emitting the unit pulse light from the laser light source SL. Thereby, unit pulse light is irradiated with respect to the planned formation position of each irradiation region in the optical path corresponding to the planned formation position among the plurality of optical paths set by the optical path setting means 5c.
なお、レーザー加工装置50においては、加工処理の際、必要に応じて、合焦位置を被加工物10の表面から意図的にずらしたデフォーカス状態で、レーザー光LBを照射することも可能となっている。これは例えば、ステージ7と光学系5との相対距離を調整することによって実現される。 In the laser processing apparatus 50, it is possible to irradiate the laser beam LB in the defocus state in which the in-focus position is intentionally shifted from the surface of the workpiece 10 as necessary during the processing. It has become. This is realized, for example, by adjusting the relative distance between the stage 7 and the optical system 5.
<光路設定手段の構成例とその動作>
次に、光路設定手段5cの具体的構成と、その動作の例について、主にマルチモードにおける動作を対象に説明する。
<Configuration example and operation of optical path setting means>
Next, a specific configuration of the optical path setting unit 5c and an example of the operation will be described mainly for the operation in the multimode.
なお、以降の説明では、加工処理に際しては、被加工物10が載置されたステージ7を加工予定線Lの延在方向と一致する移動方向Dに沿って移動させつつ加工が行われるものとする。 In the following description, the processing is performed while moving the stage 7 on which the workpiece 10 is placed along the moving direction D that coincides with the extending direction of the processing line L. To do.
また、マルチモードでの動作においては、加工予定線L上への被照射領域REの形成に際し照射されるのがレーザー光LB0であり、加工予定線Lに平行な直線Lα上への被照射領域REの形成に際し照射されるのがレーザー光LB1であり、同じく加工予定線Lに平行で、加工予定線Lについて対称な位置にある直線Lβ上への被照射領域REの形成に際し照射されるのが、レーザー光LB2であるとする。 Further, in the multi-mode operation, the laser beam LB0 is irradiated when the irradiated region RE is formed on the planned processing line L, and the irradiated region on the straight line Lα parallel to the planned processing line L. The laser beam LB1 is irradiated when the RE is formed. The laser beam LB1 is also irradiated when the irradiated region RE is formed on the straight line Lβ parallel to the processing line L and symmetrical with respect to the processing line L. Is the laser beam LB2.
また、マルチモードでの第3加工パターンの加工は、順次にあるいは同時に形成される複数の被照射領域が劈開/裂開容易方向に沿って位置するようにすることで実現される。 Further, the processing of the third processing pattern in the multi-mode is realized by positioning a plurality of irradiated regions formed sequentially or simultaneously along the easy cleavage / cleavage direction.
図11は、光路設定手段5cの構成を模式的に示す図である。光路設定手段5cは、光学系5の一構成要素として設けられる。光路設定手段5cは、複数のハーフミラー53と、ミラー54と、光路選択機構55とを備える。 FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of the optical path setting means 5c. The optical path setting means 5 c is provided as a component of the optical system 5. The optical path setting unit 5 c includes a plurality of half mirrors 53, a mirror 54, and an optical path selection mechanism 55.
ハーフミラー53とミラー54とは、レーザー光源SLから出射されるレーザー光LBの光路をステージ7の移動方向Dに垂直な面内方向に分岐させて複数の光路(レーザー光LB0、LB1、LB2の光路)を形成させるべく設けられる。なお、ハーフミラー53の数は、光路の数に応じて定まる。図11においては3つの光路を得るために2つのハーフミラー53が設けられている。これらハーフミラー53およびミラー54を備えることにより、レーザー光LBを出射させつつステージ7を移動させることで、複数のレーザー光が被加工物10を走査する状態が実現される。 The half mirror 53 and the mirror 54 divide the optical path of the laser beam LB emitted from the laser light source SL in an in-plane direction perpendicular to the moving direction D of the stage 7, and a plurality of optical paths (laser beams LB0, LB1, and LB2). Provided to form an optical path). The number of half mirrors 53 is determined according to the number of optical paths. In FIG. 11, two half mirrors 53 are provided to obtain three optical paths. By providing the half mirror 53 and the mirror 54, the stage 7 is moved while emitting the laser beam LB, thereby realizing a state in which a plurality of laser beams scan the workpiece 10.
光路選択機構55は、複数の光路における被加工物10へのレーザー光の出射タイミングを制御するために備わる。より具体的には、光路選択機構55は、ハーフミラー53およびミラー54によって分岐したそれぞれのレーザー光の光路の途中に光学スイッチSWを備えている。光学スイッチSWは、例えばAOM(音響光学変調器)やEOM(電気光学器)などで構成され、ON状態のときに入射したレーザー光を通過させ、OFF状態のときには入射したレーザー光を遮断あるいは減衰させる(非通過状態とさせる)機能を有する。これにより、光路選択機構55においては、ON状態となっている光学スイッチSWを通過するレーザー光のみが被加工物10に照射されるようになっている。 The optical path selection mechanism 55 is provided to control the emission timing of the laser light to the workpiece 10 in a plurality of optical paths. More specifically, the optical path selection mechanism 55 includes an optical switch SW in the middle of the optical path of each laser beam branched by the half mirror 53 and the mirror 54. The optical switch SW is composed of, for example, an AOM (acousto-optic modulator) or an EOM (electro-optic device), and allows the incident laser light to pass when it is in the ON state, and blocks or attenuates the incident laser light when it is in the OFF state. It has a function to make it (non-passing state). Thereby, in the optical path selection mechanism 55, only the laser beam that passes through the optical switch SW in the ON state is irradiated to the workpiece 10.
このような構成を有する光路設定手段5cを備えるレーザー加工装置50のマルチモードでの動作は、照射制御部23が、繰り返し周波数Rに従うレーザー光LBの単位パルス光の出射タイミングに応じてレーザー光LB0、LB1、LB2の光路上の光学スイッチSWが順次にかつ周期的にON状態となるように、それぞれの光学スイッチSWのON/OFF動作を制御することによって実現される。係る制御によって、各レーザー光LB0、LB1、LB2が被照射領域を形成するタイミングに達するときだけそれぞれのレーザー光LB0、LB1、LB2が光路選択機構55を通過して被加工物10に照射されることになる。 In the multi-mode operation of the laser processing apparatus 50 including the optical path setting means 5c having such a configuration, the irradiation control unit 23 performs the laser light LB0 according to the emission timing of the unit pulse light of the laser light LB according to the repetition frequency R. This is realized by controlling the ON / OFF operation of each optical switch SW so that the optical switches SW on the optical paths of LB1, LB2 are sequentially and periodically turned on. By such control, the laser beam LB0, LB1, LB2 passes through the optical path selection mechanism 55 and is irradiated on the workpiece 10 only when the timings at which the laser beams LB0, LB1, LB2 form the irradiated region are reached. It will be.
すなわち、被加工物10に対して照射されるレーザー光の光路が実際に複数設けられ、これら複数のレーザー光を、それぞれの単位パルス光の照射タイミングを違えつつ同時並行的に走査させることで、マルチモードでの動作が行われている。 That is, a plurality of optical paths of laser light irradiated to the workpiece 10 are actually provided, and by scanning the plurality of laser lights simultaneously in parallel while changing the irradiation timing of each unit pulse light, Multi-mode operation is performed.
なお、基本モードでの動作は、例えば、レーザー光LB0、LB1、LB2のいずれか1つの光路上の光学スイッチSWのみを常にON状態としてレーザー光LBを出射し、ステージ7を移動させることによって可能である。 Note that the operation in the basic mode is possible, for example, by moving only the optical switch SW on any one of the optical paths of the laser beams LB0, LB1, and LB2 to emit the laser beam LB and moving the stage 7. It is.
<劈開/裂開加工の高効率化>
上述の劈開/裂開加工は、単位パルス光の照射によって生じる衝撃や応力を利用して、被加工物に劈開/裂開を生じさせる手法である。それゆえ、個々の単位パルス光の照射に際して被加工物に作用する衝撃や応力が大きいほど、被加工物のより深いところまで劈開/裂開が生じ、被加工物のより深い部分にまで分割起点の先端部分が到達することとなる。このような加工を実現するには、単位パルス光が照射される度に被加工物に与えられるエネルギーをできるだけ逃がさず、劈開/裂開面の形成に寄与させることが望ましい。
<High efficiency of cleavage / cleavage processing>
The above-described cleavage / cleavage processing is a technique for causing cleavage / cleavage in a workpiece using an impact or stress generated by irradiation with unit pulse light. Therefore, the greater the impact or stress acting on the work piece during irradiation with individual unit pulsed light, the more the cleaving / dehiscence occurs to the deeper part of the work piece, and the starting point is divided into deeper parts of the work piece. The tip part of will reach. In order to realize such processing, it is desirable to contribute to the formation of the cleavage / cleavage surface without escaping as much energy as possible to the workpiece every time the unit pulse light is irradiated.
例えば、パルスレーザー光が照射されることで、被照射領域に存在していた物質の一部は運動エネルギーを得て外部へと高速で飛散する。このような物質の飛散を抑制して当該飛散に際して消費されるはずであったエネルギーをも被加工物における劈開/裂開面の形成に寄与させるようにすれば、より効率的に劈開/裂開面を形成することができる。 For example, by irradiation with pulsed laser light, part of the substance existing in the irradiated region obtains kinetic energy and scatters to the outside at high speed. If the scattering of such substances is suppressed and the energy that should have been consumed at the time of the scattering is also contributed to the formation of the cleavage / cleavage surface in the workpiece, the cleavage / cleavage is more efficiently performed. A surface can be formed.
本実施の形態においては、以上の観点を踏まえて、劈開/裂開加工の効率化を行う。概略的にいえば、本実施の形態においては、液層形成機構によって、被加工物の被加工面の上に、劈開/裂開加工に用いるパルスレーザー光に対して透明な液体(以下、透明液体)による液層を形成した状態で、上述の各加工パターンにて劈開/裂開加工を行う。パルスレーザー光に対して透明であるとは、照射されたパルスレーザー光を実質的に吸収しないということを意味する。なお、本実施の形態では、液体自体の材質としてはパルスレーザー光を吸収し得るが、液層の厚みが薄いために実質的な吸収が生じない場合も、透明液体に含まれるものとする。例えば、パルスレーザー光が可視光やUV光である場合、透明液体として水を用いることができる。具体的な透明液体の種類の選択は、使用するパルスレーザー光の波長その他の要件に応じて適宜になされてよい。 In the present embodiment, the efficiency of cleavage / dehiscence processing is performed based on the above viewpoint. Generally speaking, in the present embodiment, the liquid layer forming mechanism causes a liquid (hereinafter referred to as transparent) that is transparent to the pulse laser beam used for cleavage / dehiscence processing on the processing surface of the processing object. In a state in which a liquid layer is formed by the liquid), cleavage / dehiscence processing is performed with the above-described processing patterns. Being transparent to the pulsed laser beam means that the irradiated pulsed laser beam is not substantially absorbed. In the present embodiment, the material of the liquid itself can absorb pulsed laser light. However, even when substantial absorption does not occur because the liquid layer is thin, it is included in the transparent liquid. For example, when the pulsed laser light is visible light or UV light, water can be used as the transparent liquid. The specific type of transparent liquid may be appropriately selected according to the wavelength of the pulse laser beam to be used and other requirements.
このように透明液体からなる液層を形成した状態で、上述の各加工パターンにて劈開/裂開加工を行った場合、被照射領域からの物質の飛散は液層によって抑制されて事実上起こらないため、単位パルス光によって与えられたエネルギーの劈開/裂開面の形成に対する寄与が、液層を設けない場合に比して高まる。その結果、液層を設けない場合よりも、先端部が深い位置にまで達した分割起点が、形成される。 In the state where the liquid layer composed of the transparent liquid is formed in this way, when the cleaving / dehiscence processing is performed in each of the above-described processing patterns, the scattering of the substance from the irradiated region is effectively suppressed by the liquid layer. Therefore, the contribution of the energy given by the unit pulse light to the formation of the cleavage / cleavage surface is increased as compared with the case where no liquid layer is provided. As a result, a division starting point in which the tip reaches a deeper position than when no liquid layer is provided is formed.
<液層の形成>
以下、上述のような液層の形成を実現する種々の態様について、順次説明する。
<Formation of liquid layer>
Hereinafter, various modes for realizing the formation of the liquid layer as described above will be sequentially described.
(第1の形成態様)
図12は、液層の第1の形成態様を例示する側断面図である。図12においては、被加工物101を貼り付けた固定シート102がステージ7に載置され、かつその外縁部に固定リング103が載置されている。なお、図12においては、被加工物101がサファイア基板1011とその上にIII族窒化物などによって形成されたLED構造1012とからなる場合を例示している(以降の各図においても同様)。
(First Forming Mode)
FIG. 12 is a side cross-sectional view illustrating the first formation mode of the liquid layer. In FIG. 12, a fixed sheet 102 to which a workpiece 101 is attached is placed on the stage 7, and a fixing ring 103 is placed on the outer edge thereof. FIG. 12 illustrates a case where the workpiece 101 includes a sapphire substrate 1011 and an LED structure 1012 formed thereon with a group III nitride or the like (the same applies to the subsequent drawings).
さらに、ステージ7上の外周部分には、筒状部材71が配置されている。筒状部材71は、ステージ7の輪郭形状に対応した外形形状を有してなり、ステージ7と一体となって透明液体104が貯留される貯留槽72を構成する。筒状部材71は、ステージ7に対して、接着・螺合その他の透明液体に対する密閉性を確保する態様にて固定されてなる。換言すれば、貯留槽72は、ステージ7を底部とし、筒状部材71を側壁部として構成されてなる。なお、筒状部材71はステージ7に対して着脱自在であってもよい。 Further, a cylindrical member 71 is disposed on the outer peripheral portion on the stage 7. The cylindrical member 71 has an outer shape corresponding to the contour shape of the stage 7, and constitutes a storage tank 72 in which the transparent liquid 104 is stored integrally with the stage 7. The cylindrical member 71 is fixed to the stage 7 in such a manner as to ensure hermeticity against adhesion, screwing, and other transparent liquids. In other words, the storage tank 72 is configured with the stage 7 as a bottom and the cylindrical member 71 as a side wall. The cylindrical member 71 may be detachable from the stage 7.
また、貯留槽72の側壁部である筒状部材71には、透明液体104を図示しない所定の供給源より供給するための供給口73と、透明液体104を貯留槽72から排出するための排出口74とが設けられてなる。固定シート102と固定リング103とを用いてステージ7に被加工物101を固定した状態で、矢印AR1に示すように外部より透明液体104を貯留槽72に供給することで、貯留槽72に透明液体104が貯留され、被加工物101が透明液体104に浸漬される。これにより、被加工面101aに隣接する態様にて、透明液体104からなる液層105が形成される。すなわち、本実施の形態に係るレーザー加工装置50においては、ステージ7を含むと貯留槽72と供給口73および排出口74にて、液層形成機構70が構成されてなる。 Further, the cylindrical member 71 which is a side wall portion of the storage tank 72 has a supply port 73 for supplying the transparent liquid 104 from a predetermined supply source (not shown) and a discharge for discharging the transparent liquid 104 from the storage tank 72. An outlet 74 is provided. In a state where the workpiece 101 is fixed to the stage 7 using the fixing sheet 102 and the fixing ring 103, the transparent liquid 104 is supplied from the outside to the storage tank 72 as indicated by an arrow AR1, so that the storage tank 72 is transparent. The liquid 104 is stored and the workpiece 101 is immersed in the transparent liquid 104. Thereby, the liquid layer 105 which consists of the transparent liquid 104 is formed in the aspect adjacent to the to-be-processed surface 101a. That is, in the laser processing apparatus 50 according to the present embodiment, when the stage 7 is included, the liquid layer forming mechanism 70 is configured by the storage tank 72, the supply port 73, and the discharge port 74.
係る態様にて液層105を形成した状態でパルスレーザー光LBを照射し、上述の各加工パターンにて劈開/裂開加工を行った場合、被加工面101aにおけるパルスレーザー光LBの被照射領域からの物質の飛散が、被加工面101aに隣接する当該液層105によって抑制される。すなわち、液層105を形成することにより、パルスレーザー光LBのエネルギーの利用効率を高めた良好な劈開/裂開加工が実現される。 When the pulsed laser beam LB is irradiated in a state where the liquid layer 105 is formed in such a manner, and the cleavage / cleavage processing is performed in each of the above-described processing patterns, the irradiated region of the pulsed laser beam LB on the processing surface 101a Is prevented by the liquid layer 105 adjacent to the processing surface 101a. That is, by forming the liquid layer 105, it is possible to realize a good cleavage / dehissing process in which the energy use efficiency of the pulse laser beam LB is increased.
好ましくは、少なくともパルスレーザー光LBを照射して劈開/裂開加工を行っている間、矢印AR1にて示す供給口73からの透明液体104の供給と、矢印AR2にて示す排出口74からの透明液体104の排出とを、連続的または断続的に行うようにする。このようにした場合、被加工面101aにおいては矢印AR3に示すような透明液体104の流れ、つまりは流液層が形成される。係る流液層を形成した状態で劈開/裂開加工を行った場合、加工時に被加工物101から脱離等した物質による濁りなどが生じて液層105の透明度が低下したとしても、被加工面101aの上には速やかに新たな透明液体104が供給されるので、加工を行っている間、加工精度が好適に維持される。 Preferably, during the cleavage / dehissing process by irradiating at least the pulse laser beam LB, the supply of the transparent liquid 104 from the supply port 73 indicated by the arrow AR1 and the discharge port 74 indicated by the arrow AR2 are performed. The discharge of the transparent liquid 104 is performed continuously or intermittently. In this case, a flow of the transparent liquid 104 as shown by an arrow AR3, that is, a flowing liquid layer is formed on the processing surface 101a. When the cleaving / dehiscence processing is performed in a state in which such a flowing liquid layer is formed, even if the transparency of the liquid layer 105 is reduced due to turbidity or the like due to a substance detached from the workpiece 101 during the processing, Since the new transparent liquid 104 is quickly supplied onto the surface 101a, the processing accuracy is suitably maintained during the processing.
ただし、供給口73および排出口74は液層形成機構70において必須の構成要素ではなく、加工の前後においてそれぞれ、筒状部材71の上方から透明液体104を供給あるいは排出する態様であっても、液層105を設けることの効果は得られる。 However, the supply port 73 and the discharge port 74 are not essential components in the liquid layer forming mechanism 70, and may be a mode in which the transparent liquid 104 is supplied or discharged from above the cylindrical member 71 before and after processing, The effect of providing the liquid layer 105 is obtained.
また、好ましくは、液層形成機構70は、貯留槽72の上部である筒状部材71の上部に、パルスレーザー光LBに対して透明な板状部材からなる窓部75を備える。少なくともパルスレーザー光LBを照射して劈開/裂開加工を行っている間、貯留槽72には、窓部75と接触する態様にて透明液体104が貯留される。すなわち、貯留槽72の内部は透明液体104で完全に充填される。なお、窓部75を構成する板状部材は、筒状部材71に沿って配置されたOリング76によって筒状部材71との間の密閉性が確保される。係る態様にて窓部75を設けることにより、透明液体104の液面の波打ちが防止されるので、照射されたパルスレーザー光のエネルギーの利用効率がさらに高まる。 In addition, preferably, the liquid layer forming mechanism 70 includes a window portion 75 made of a plate-like member that is transparent to the pulsed laser light LB on the upper portion of the cylindrical member 71 that is the upper portion of the storage tank 72. The transparent liquid 104 is stored in the storage tank 72 so as to be in contact with the window portion 75 while performing the cleavage / dehissing process by irradiating at least the pulse laser beam LB. That is, the inside of the storage tank 72 is completely filled with the transparent liquid 104. Note that the plate-like member constituting the window portion 75 is secured to the tubular member 71 by an O-ring 76 disposed along the tubular member 71. By providing the window portion 75 in such a manner, the liquid surface of the transparent liquid 104 is prevented from being corrugated, so that the energy utilization efficiency of the irradiated pulsed laser light is further increased.
(第2の形成態様)
図13は、液層の第2の形成態様を例示する側断面図である。図12に示す第1の形成態様と同様に、図13に示す第2の形成態様においても、被加工物101を貼り付けた固定シート102がステージ7に載置され、かつその外縁部に固定リング103が載置される。
(Second formation mode)
FIG. 13 is a side sectional view illustrating a second formation mode of the liquid layer. Similar to the first forming mode shown in FIG. 12, in the second forming mode shown in FIG. 13, the fixed sheet 102 to which the workpiece 101 is attached is placed on the stage 7 and fixed to the outer edge thereof. A ring 103 is placed.
また、筒状部材71を含む液層形成機構70が構成されている点も第1の形成態様と同様であるが、第2の形成態様では、該筒状部材71が、被加工物101が貼り付けられている固定シート102の上に配置される点で、第1の形成態様とは異なる。すなわち、第2の形成態様においては、ステージ7の上に、固定シート102を底部とし、筒状部材71を側壁部とする貯留槽72が設けられる。筒状部材71は、加工の前には固定シート102に対して密閉性を確保する態様にて固定され、加工の終了後は該固定シート102から好適に分離される必要がある。これは例えば、固定シート102を挟んだ状態で筒状部材71とステージ7とを螺合するなどの態様によって実現される。 In addition, the liquid layer forming mechanism 70 including the cylindrical member 71 is configured in the same manner as in the first forming mode. However, in the second forming mode, the cylindrical member 71 is connected to the workpiece 101. It differs from the 1st formation mode by the point arranged on fixed sheet 102 pasted. That is, in the second formation mode, a storage tank 72 having a fixed sheet 102 as a bottom portion and a cylindrical member 71 as a side wall portion is provided on the stage 7. The cylindrical member 71 is fixed in a manner that ensures hermeticity with respect to the fixed sheet 102 before processing, and needs to be suitably separated from the fixed sheet 102 after the processing is completed. This is realized, for example, by a mode in which the cylindrical member 71 and the stage 7 are screwed together with the fixed sheet 102 interposed therebetween.
液層形成機構70において、筒状部材71が、透明液体104を図示しない所定の供給源より矢印AR1のように供給するための供給口73と、透明液体104を貯留槽72から矢印AR2のように排出するための排出口74とを備える点、および、加工の途中において連続的又は断続的に透明液体104を供給および排出して矢印AR3のように被加工面101aの上に流液層を形成するのが好ましい点は、第1の形成態様と同様である。加えて、液層形成機構70が窓部75を備えるのが好ましい点も、第1の形成態様と同様である。 In the liquid layer forming mechanism 70, the cylindrical member 71 supplies a transparent liquid 104 from a predetermined supply source (not shown) as indicated by an arrow AR1, and the transparent liquid 104 from the storage tank 72 as indicated by an arrow AR2. And a transparent liquid 104 is supplied and discharged continuously or intermittently during processing to form a flowing liquid layer on the processing surface 101a as indicated by an arrow AR3. The point which it is preferable to form is the same as that of the 1st formation aspect. In addition, the point that the liquid layer forming mechanism 70 is preferably provided with the window 75 is the same as that in the first forming mode.
係る第2の形成態様にて液層105を形成した状態でパルスレーザー光LBを照射し、上述の各加工パターンにて劈開/裂開加工を行った場合も、被加工面101aにおけるパルスレーザー光LBの被照射領域からの物質の飛散が、被加工面101aに隣接する当該液層105によって抑制される。すなわち、第2の形成態様にて液層105を形成する場合も、パルスレーザー光LBのエネルギーの利用効率を高めた良好な劈開/裂開加工が実現される。 Even when the pulsed laser beam LB is irradiated in a state where the liquid layer 105 is formed in the second forming mode, and the cleavage / cleavage processing is performed in each of the processing patterns described above, the pulsed laser light on the processing surface 101a is also obtained. The scattering of the substance from the irradiated region of LB is suppressed by the liquid layer 105 adjacent to the processing surface 101a. That is, even when the liquid layer 105 is formed in the second formation mode, a good cleavage / dehissing process with improved energy utilization efficiency of the pulsed laser beam LB is realized.
(第3の形成態様)
図14は、液層の第3の形成態様を例示する側断面図である。第3の形成態様においては、ステージ7(図14においては図示省略)に載置固定された被加工物101の被加工面101aに対し、図示しない供給源に接続された吐出手段80から矢印AR4に示すように透明液体104を直接に吐出させることによって、被加工面101aの上に液層105を形成する。より具体的には、被加工面101aのうち、少なくともパルスレーザー光LBの被照射領域となっている部分に、液層105が形成されるように、吐出手段80は透明液体104を吐出する。すなわち、吐出手段80が液層105を形成する液層形成機構として機能する。係る場合、液層105は流液層として形成されることになる。なお、流出した透明液体104を回収するための図示しない排出部が、ステージ7の下方に適宜に設けられる。
(Third Forming Mode)
FIG. 14 is a side sectional view illustrating a third formation mode of the liquid layer. In the third formation mode, the arrow AR4 from the discharge means 80 connected to a supply source (not shown) with respect to the workpiece surface 101a of the workpiece 101 placed and fixed on the stage 7 (not shown in FIG. 14). The liquid layer 105 is formed on the processing surface 101a by directly discharging the transparent liquid 104 as shown in FIG. More specifically, the discharge means 80 discharges the transparent liquid 104 so that the liquid layer 105 is formed on at least a portion of the processing surface 101a that is an irradiation region of the pulsed laser beam LB. That is, the discharge unit 80 functions as a liquid layer forming mechanism that forms the liquid layer 105. In such a case, the liquid layer 105 is formed as a flowing liquid layer. In addition, a discharge unit (not shown) for collecting the transparent liquid 104 that has flowed out is appropriately provided below the stage 7.
係る第3の形成態様にて液層105を形成した状態でパルスレーザー光LBを照射し、上述の各加工パターンにて劈開/裂開加工を行った場合も、被加工面101aにおけるパルスレーザー光LBの被照射領域からの物質の飛散が、被加工面101aに隣接する当該液層105によって抑制される。すなわち、第3の形成態様にて液層105を形成する場合も、パルスレーザー光LBのエネルギーの利用効率を高めた良好な劈開/裂開加工が実現される。 Even when the pulsed laser beam LB is irradiated in a state where the liquid layer 105 is formed in the third formation mode, and the cleavage / cleavage processing is performed in each processing pattern described above, the pulsed laser beam on the processing surface 101a The scattering of the substance from the irradiated region of LB is suppressed by the liquid layer 105 adjacent to the processing surface 101a. That is, even when the liquid layer 105 is formed in the third formation mode, a good cleavage / dehissing process with improved energy use efficiency of the pulsed laser beam LB is realized.
1 コントローラ
2 制御部
3 記憶部
4、102 固定シート
5 光学系
5c 光路設定手段
7 ステージ
7m 移動機構
10、101 被加工物
50 レーザー加工装置
51 ビームエキスパンダー
52 対物レンズ系
53 ハーフミラー
5a、54 ミラー
55 光路選択機構
70 液層形成機構
71 筒状部材
72 貯留槽
73 供給口
74 排出口
75 窓部
76 Oリング
101a (被加工物の)被加工面
103 固定リング
104 透明液体
105 液層
C1〜C3、C11a、C11b、C21〜C24 劈開/裂開面
D (ステージの)移動方向
L 加工予定線
LB、LB0、LB1、LB2 レーザー光
RE、RE1〜RE4、RE11〜RE15、RE21〜RE25 被照射領域
SL レーザー光源
SW 光学スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Controller 2 Control part 3 Memory | storage part 4,102 Fixed sheet 5 Optical system 5c Optical path setting means 7 Stage 7m Movement mechanism 10,101 Work piece 50 Laser processing apparatus 51 Beam expander 52 Objective lens system 53 Half mirror 5a, 54 Mirror 55 Optical path selection mechanism 70 Liquid layer forming mechanism 71 Cylindrical member 72 Storage tank 73 Supply port 74 Discharge port 75 Window part 76 O-ring 101a (Working object) Surface to be processed 103 Fixing ring 104 Transparent liquid 105 Liquid layers C1 to C3, C11a, C11b, C21-C24 Cleavage / dehiscence plane D Direction of movement (stage) L Processing line LB, LB0, LB1, LB2 Laser light RE, RE1-RE4, RE11-RE15, RE21-RE25 Irradiated area SL laser Light source SW Optical switch
Claims (17)
被加工物をステージに載置する載置工程と、
前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成工程と、
前記ステージと前記パルスレーザー光の光源とを連続的に相対移動させながら、前記パルスレーザー光を、前記液層を透過させつつ、かつ、個々の単位パルス光ごとの被照射領域が前記被加工面において離散的に形成されるように前記被加工物に照射し、前記個々の単位パルス光の被照射位置に表面部分から深さ方向にかけて延在する直接変質領域を形成することによって、前記被照射領域同士の間で前記被加工物の劈開もしくは裂開を順次に生じさせることで、前記被加工物に分割のための起点を形成する照射工程と、
を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。 A processing method for forming a division starting point on a workpiece,
A placing step of placing the workpiece on the stage;
A liquid layer forming step of forming a liquid layer on a workpiece surface of the workpiece placed on the stage with a liquid that is transparent to a pulsed laser beam used for processing the workpiece;
While continuously moving the stage and the light source of the pulsed laser beam continuously, the pulsed laser beam is transmitted through the liquid layer, and the irradiated area for each unit pulsed beam is the surface to be processed. Irradiating the workpiece so as to be formed discretely, and forming the directly altered region extending from the surface portion to the depth direction at the irradiation position of the individual unit pulsed light. An irradiation step of forming a starting point for division in the workpiece by sequentially generating cleavage or cleavage of the workpiece between regions; and
The processing method of the to-be-processed object characterized by providing.
被加工物をステージに載置する載置工程と、
前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成工程と、
前記ステージと前記パルスレーザー光の光源とを連続的に相対移動させながら、前記パルスレーザー光を、前記液層を透過させつつ、かつ、個々の単位パルス光が前記被加工面に離散的に照射されるように前記被加工物に照射し、前記個々の単位パルス光の被照射位置に表面部分から深さ方向にかけて延在する直接変質領域を形成し、前記個々の単位パルス光が被照射位置に照射される際の衝撃もしくは応力によって直前にもしくは同時に照射された前記単位パルス光の被照射位置との間に劈開もしくは裂開を生じさせることにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する照射工程と、
を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。 A processing method for forming a division starting point on a workpiece,
A placing step of placing the workpiece on the stage;
A liquid layer forming step of forming a liquid layer on a workpiece surface of the workpiece placed on the stage with a liquid that is transparent to a pulsed laser beam used for processing the workpiece;
While continuously moving the stage and the light source of the pulse laser beam continuously, the pulse laser beam is transmitted through the liquid layer, and individual unit pulse beams are discretely irradiated onto the surface to be processed. The workpiece is irradiated so that a direct alteration region extending from the surface portion to the depth direction is formed at the irradiation position of the individual unit pulse light, and the individual unit pulse light is irradiated to the irradiation position. The starting point for the division of the workpiece is caused by cleaving or cleaving between the irradiation position of the unit pulse light irradiated immediately before or simultaneously due to the impact or stress at the time of irradiation. An irradiation process to form
The processing method of the to-be-processed object characterized by providing.
前記パルスレーザー光が、パルス幅がpsecオーダーの超短パルス光である、
ことを特徴とする被加工物の加工方法。 The processing method according to claim 1 or 2, wherein
The pulse laser beam is an ultrashort pulse beam having a pulse width of the order of psec.
A processing method of a workpiece characterized by the above.
前記液層形成工程においては、少なくとも前記照射工程が行われている間、前記ステージの上に構成した貯留槽の内部にて前記被加工物を前記液体に浸漬させることにより、前記被加工面の上に前記液層を形成する、
ことを特徴とする被加工物の加工方法。 A processing method according to any one of claims 1 to 3,
In the liquid layer forming step, at least during the irradiation step, the work piece is immersed in the liquid inside the storage tank configured on the stage, so that the work surface is Forming the liquid layer thereon,
A processing method of a workpiece characterized by the above.
前記液層形成工程においては、前記貯留槽に対して連続的または断続的に前記液体を供給および排出させることによって前記被加工面の上に流液層を形成する、
ことを特徴とする被加工物の加工方法。 The processing method according to claim 4,
In the liquid layer forming step, a liquid layer is formed on the surface to be processed by supplying and discharging the liquid continuously or intermittently with respect to the storage tank.
A processing method of a workpiece characterized by the above.
前記液層形成工程においては、少なくとも前記照射工程が行われている間、連続的または断続的に前記液体を流すことによって、前記被加工面の上に流液層を形成する、
ことを特徴とする被加工物の加工方法。 A processing method according to any one of claims 1 to 3,
In the liquid layer forming step, at least while the irradiation step is performed, the liquid layer is formed on the surface to be processed by continuously or intermittently flowing the liquid.
A processing method of a workpiece characterized by the above.
前記液層形成工程においては、前記被加工物が前記ステージに載置された状態で、前記被加工面に対して所定の吐出手段から前記液体を吐出させることにより前記流液層を形成する、
ことを特徴とする被加工物の加工方法。 The processing method according to claim 6,
In the liquid layer forming step, the fluid layer is formed by discharging the liquid from a predetermined discharge unit to the processing surface while the workpiece is placed on the stage.
A processing method of a workpiece characterized by the above.
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の方法によって分割起点が形成された被加工物を、前記分割起点に沿って分割する、
ことを特徴とする被加工物の分割方法。 A method of dividing a workpiece,
Dividing the workpiece on which the division starting point is formed by the method according to any one of claims 1 to 7 , along the division starting point;
A workpiece dividing method characterized by the above.
被加工物が載置されるステージと、
を備えるレーザー加工装置であって、
前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成機構をさらに備え、
前記ステージに前記被加工物を載置し、かつ、前記被加工面の上に前記液層を形成した状態で、前記パルスレーザー光の個々の単位パルス光ごとの被照射領域が前記被加工面において離散的に形成されるように前記ステージと前記光源とを連続的に相対移動させつつ前記パルスレーザー光を前記被加工物に照射し、前記個々の単位パルス光の被照射位置に表面部分から深さ方向にかけて延在する直接変質領域を形成することによって、前記被照射領域同士の間で被加工物の劈開もしくは裂開を順次に生じさせることにより、前記被加工物に分割のための起点を形成する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 A light source that emits pulsed laser light;
A stage on which the workpiece is placed;
A laser processing apparatus comprising:
A liquid layer forming mechanism is further provided that forms a liquid layer on a processing surface of the workpiece placed on the stage by a liquid that is transparent to a pulsed laser beam used for processing the workpiece. ,
In the state where the workpiece is placed on the stage and the liquid layer is formed on the processing surface, an irradiation area for each unit pulse light of the pulse laser light is the processing surface. The workpiece is irradiated with the pulsed laser light while continuously moving the stage and the light source so that the stage and the light source are discretely formed, and the irradiated position of the individual unit pulsed light is irradiated from the surface portion. By forming a direct alteration region extending in the depth direction, the workpieces are sequentially cleaved or cleaved between the irradiated regions, thereby providing a starting point for dividing the workpiece. Forming,
Laser processing equipment characterized by that.
被加工物が載置されるステージと、
を備えるレーザー加工装置であって、
前記ステージに載置された前記被加工物の被加工面の上に、前記被加工物の加工に用いるパルスレーザー光に対して透明である液体によって液層を形成する液層形成機構をさらに備え、
前記ステージに前記被加工物を載置し、かつ、前記被加工面の上に前記液層を形成した状態で、前記パルスレーザー光の個々の単位パルス光が前記被加工面に離散的に照射されるように前記ステージと前記光源とを連続的に相対移動させつつ前記パルスレーザー光を前記被加工物に照射し、前記個々の単位パルス光の被照射位置に表面部分から深さ方向にかけて延在する直接変質領域を形成し、前記個々の単位パルス光が被照射位置に照射される際の衝撃もしくは応力によって直前にもしくは同時に照射された前記単位パルス光の被照射位置との間に劈開もしくは裂開を生じさせることにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 A light source that emits pulsed laser light;
A stage on which the workpiece is placed;
A laser processing apparatus comprising:
A liquid layer forming mechanism is further provided that forms a liquid layer on a processing surface of the workpiece placed on the stage by a liquid that is transparent to a pulsed laser beam used for processing the workpiece. ,
In a state where the workpiece is placed on the stage and the liquid layer is formed on the processing surface, each unit pulse light of the pulsed laser light is irradiated onto the processing surface discretely. As described above, the workpiece is irradiated with the pulse laser beam while the stage and the light source are continuously moved relative to each other , and the individual unit pulse light is irradiated from the surface portion to the depth direction in the depth direction. Forming a directly denatured region, and cleaving between the irradiation position of the unit pulse light irradiated immediately before or simultaneously with the impact or stress when the individual unit pulse light is irradiated to the irradiation position or Forming a starting point for the splitting in the workpiece by causing cleavage;
Laser processing equipment characterized by that.
前記液層形成機構が、前記ステージの上に配置されることで前記液体を貯留可能な貯留槽を構成する筒状部材を有し、
前記被加工物を、前記貯留槽の内部において前記ステージに載置し、かつ前記液体に浸漬させることにより、前記被加工面の上に前記液層を形成する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 9 or 10 , wherein
The liquid layer forming mechanism has a cylindrical member constituting a storage tank capable of storing the liquid by being disposed on the stage,
The work piece is placed on the stage inside the storage tank and immersed in the liquid to form the liquid layer on the work surface.
Laser processing equipment characterized by that.
前記筒状部材が、前記ステージの上において前記被加工物を固定する固定部材よりも外周に配置されることを特徴とするレーザー加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 11 ,
The laser processing apparatus, wherein the cylindrical member is disposed on an outer periphery of a fixing member that fixes the workpiece on the stage.
前記筒状部材が、前記ステージの上において前記被加工物に接着された固定用シートの上に配置されることを特徴とするレーザー加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 11 ,
The laser processing apparatus, wherein the cylindrical member is disposed on a fixing sheet bonded to the workpiece on the stage.
前記液層形成機構が、前記ステージを底部とする貯留槽を有し、
前記被加工物を、前記貯留槽の内部において前記ステージに載置し、かつ前記液体に浸漬させることにより、前記被加工面の上に前記液層を形成する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 9 or 10 , wherein
The liquid layer forming mechanism has a storage tank whose bottom is the stage,
The work piece is placed on the stage inside the storage tank and immersed in the liquid to form the liquid layer on the work surface.
Laser processing equipment characterized by that.
前記液層形成機構が、前記貯留槽に対して連続的または断続的に前記液体を供給および排出させることによって前記ステージに載置された前記被加工物の前記被加工面の上に流液層を形成する流液層形成手段を備え、
前記流液層を形成した状態で前記パルスレーザー光を照射することにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 11 to 14,
The liquid layer forming mechanism continuously or intermittently supplies and discharges the liquid to and from the storage tank so that the liquid layer is formed on the workpiece surface of the workpiece placed on the stage. Comprising a flowing liquid layer forming means for forming
By irradiating the pulsed laser light in a state where the flowing liquid layer is formed, a starting point for the division is formed on the workpiece.
Laser processing equipment characterized by that.
前記貯留槽の上面に前記パルスレーザー光に対して透明な部材からなる窓部が設けられており、前記貯留槽においては前記窓部に接するように前記液層が貯留されてなる、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 11 to 15,
A window portion made of a transparent member with respect to the pulse laser beam is provided on the upper surface of the storage tank, and the liquid layer is stored so as to be in contact with the window section in the storage tank.
Laser processing equipment characterized by that.
前記液層形成機構が、前記被加工物が前記ステージに載置された状態で、前記被加工面に対して前記液体を吐出可能な吐出手段、
を備え、
前記吐出手段から吐出された前記液体によって流液層を形成した状態で、前記パルスレーザー光を照射することにより、前記被加工物に前記分割のための起点を形成する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 9 or 10 , wherein
The liquid layer forming mechanism is a discharge unit capable of discharging the liquid to the processing surface in a state where the workpiece is placed on the stage.
With
In the state where a flowing liquid layer is formed by the liquid discharged from the discharge means, the starting point for the division is formed on the workpiece by irradiating the pulse laser beam.
Laser processing equipment characterized by that.
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