TWI414390B

TWI414390B - 切割方法

Info

Publication number: TWI414390B
Application number: TW100121039A
Authority: TW
Inventors: Takanobu Akiyama
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2013-11-11
Also published as: KR101243543B1; US8895345B2; JP5981094B2; KR20110140094A; US20110318877A1; TW201217093A; JP2012028734A

Description

切割方法

本發明主張日本申請案JP 2010-144223(申請日：2010/07/24)及JP 2011-091811(申請日：2011/4/18)之優先權，內容亦參照其全部內容。

本發明關於切割方法。

表面被形成有複數個IC、LSI等半導體元件之半導體晶圓，係被實施背面研磨成為所要厚度之後，沿著稱為切割線(dicing line或street)之分割預定線分割為各個半導體晶片，作為LED、MEMS等而利用於各種電子機器。

將半導體晶圓分割為各個元件(晶片)的切割方法有以下之方法。

(1)例如藉由具有厚度約20～40μm之切刃的切削刀，沿著切割線進行半導體晶圓之切削予以分割的切割方法。

(2)使算盤圓形狀之鑽石磨輪或鑽石刀刃接觸半導體晶圓，如玻璃切削般賦與傷痕，藉由割斷器(breaker)進行劈開之使用劃線(scribing)的切割方法。

(3)對半導體晶圓實施YAG雷射等雷射束照射，於極短時間將雷射能量集中於微小區域，而使固體昇華的使用燒蝕(ablation)之切割方法。

(4)對半導體晶圓實施具有透過性波長之脈衝雷射束照射之切割方法。

於上述(4)之方法中，對半導體晶圓內部調整聚光點沿著切割線而對晶圓照射具有透過性波長之脈衝雷射束。於半導體晶圓內部形成連續之變質層，藉由變質層之形成，沿著降低強度後之切割線施加外力，而將半導體晶圓分割為各個晶片(例如專利第3408805號公報)。

另外，表面形成有功率電晶體等元件之半導體晶圓，通常於背面以數mm厚度之金、銀、鈦等金屬膜予以覆蓋而形成電極。另外，LED使用之藍寶石基板，為提升其亮度，而於晶圓背面以數μm厚度之金、鋁等金屬膜予以覆蓋而作為反射膜。

如上述說明，晶圓背面存在金屬膜時之切割方法，可使用例如上述(1)(2)(3)之切割方法。另外，於上述(4)之方法後，於半導體晶圓背面形成金屬膜之方法亦存在(例如特開2009-200140號公報)。

金屬膜因具有黏性，如上述(1)之方法藉由切削刀，對以金屬膜覆蓋背面的半導體晶圓進行切削時，在分割後之半導體晶片背面外周會產生毛邊。另外，金屬屑會附著於切削刀而產生堵塞，導致切削刀壽命變短之問題。

另外，於上述(2)之方法，算盤圓形狀之鑽石磨輪或鑽石刀刃將成為消耗品，例如2英吋之藍寶石基板約加工2片之後即需要替換，消耗急速增加。該替換時之機械停止時間將導致效率降低。另外，替換用刀刃將導致作業成本增加，導致製品價格上升。

上述(3)之方法，係聚焦雷射束於金屬表面，使聚光點之金屬融熔之方法，或汽化、電漿劃之方法。但是，均會產生所謂融解物或碎片(debris)之加工屑，加工屑之產生對於半導體晶片之製造為不適用者。

上述(4)之方法，係使用具有透過性波長之脈衝雷射束，但是金屬膜無法透過雷射束，無法於金屬膜下之基板形成變質層。因此，有提議藉由蝕刻除去背面金屬，由除去金屬膜之部分照射雷射光而進行割斷之方法。此情況下，需要另外之蝕刻加工裝置，導致製品價格之上升。

本發明有鑑於上述問題，目的在於提供藉由使用鑽石刀片(diamond bite)之金屬加工來除去金屬膜，之後，進行脈衝雷射束之照射，而可以低成本實現極佳之切斷特性的切割方法。

本發明之一態樣之切割方法，係對形成有複數元件，於一面具有金屬膜的被加工基板進行切割之方法，其特徵為：將上述被加工基板載置於第1載置台；藉由使用鑽石刀片之金屬加工除去上述金屬膜而形成溝部；將上述被加工基板載置於第2載置台；產生時脈信號；使和上述時脈信號同步之脈衝雷射束射出至上述被加工基板之上述溝部；使上述被加工基板與上述脈衝雷射束相對移動；同步於上述時脈信號，使用脈衝拾取器來控制上述脈衝雷射束之通過與遮斷，而使上述脈衝雷射束對上述被加工基板之照射與非照射，以光脈衝單位進行切換；於上述被加工基板形成到達基板表面之裂痕。

於上述態樣之方法中，藉由針對上述脈衝雷射束之照射能量、上述脈衝雷射束之加工點深度、以及上述脈衝雷射束之照射區域及非照射區域之長度加以控制，而使上述裂痕於上述被加工基板表面呈連續形成。

於上述態樣之方法中，較好是上述裂痕於上述被加工基板表面呈大略直線狀而被形成。

於上述態樣之方法中，較好是形成上述裂痕之後，藉由施加外力而割斷上述被加工基板。

於上述態樣之方法中，較好是上述金屬加工為刨床(planar)加工法或快速切削(fly cut)加工法。

於上述態樣之方法中，較好是上述金屬加工時，切削上述被加工基板表面。

於上述態樣之方法中，較好是上述被加工基板之位置與上述脈衝拾取器之動作開始位置為同步。此時，較好是藉由上述載置台之同步於上述時脈信號而移動，而使上述被加工基板與上述脈衝雷射束相對移動。

於上述態樣之方法中，較好是上述被加工基板為藍寶石基板。

於上述態樣之方法中，較好是上述照射能量設為30～150mW，上述脈衝雷射束之通過設為1～4光脈衝單位，遮斷設為1～4光脈衝單位，而將照射之間隔設為1～6μm。

較好是上述照射能量設為50±5mW，上述加工點深度設為25.0±2.5μm，上述脈衝雷射束之通過設為1光脈衝單位，遮斷設為2光脈衝單位，而將照射之間隔設為3.6±0.4μm。

本發明之一態樣之切割方法，係對形成有複數元件，於一面具有金屬膜的被加工基板進行切割之方法，其特徵為：將上述被加工基板載置於第1載置台；藉由使用鑽石刀片之金屬加工除去上述金屬膜；將上述被加工基板載置於第2載置台；產生時脈信號；射出和上述時脈信號同步之脈衝雷射束；在上述被加工基板表面，使用脈衝拾取器及雷射束掃描器，和上述時脈信號同步地使上述脈衝雷射束進行通過與遮斷之切換之同時，於1維方向進行掃描；於上述1維方向進行上述脈衝雷射束之掃描之後，使上述載置台移動於和上述1維方向呈正交之方向，更進一步，和上述時脈信號同步地使上述脈衝雷射束於上述1維方向進行掃描；於上述被加工基板形成到達基板表面之裂痕；依據來自上述雷射束掃描器之掃描位置信號，控制上述脈衝拾取器中之上述脈衝雷射束之通過與遮斷，而補正每一掃描之加工原點位置。

於上述態樣之方法中，較好是上述第2載置台，係依據上述雷射束掃描器之掃描位置信號，而進行在和上述1維方向呈正交之方向之移動控制。

以下參照圖面說明本發明之實施形態。本說明書中所謂加工點係指脈衝雷射束於被加工基板內之聚光位置(焦點位置)附近之點，意味著被加工基板之改質程度於深度方向成為最大之點。加工點深度係指由被加工基板表面起算之脈衝雷射束之加工點之深度。

(第1實施形態)

本實施形態之切割方法，係對形成有複數元件，於一面具有金屬膜的被加工基板進行切割之方法，其特徵為：將被加工基板載置於第1載置台；藉由使用鑽石刀片之金屬加工除去金屬膜而形成溝部；將被加工基板載置於第2載置台；產生時脈信號；使和時脈信號同步之脈衝雷射束射出至被加工基板之上述溝部；使被加工基板與脈衝雷射束相對移動；同步於時脈信號，控制脈衝雷射束之通過與遮斷，而使脈衝雷射束對被加工基板之照射與非照射，以光脈衝單位進行切換；於被加工基板形成到達基板表面之裂痕。

藉由上述構成，可以提供在對具有金屬膜之被加工基板之切割時，具有高的作業效率，能實現良好割斷特性的切割方法。於脈衝雷射束之加工，藉由在被加工基板表面形成連續之裂痕，特別是可使藍寶石基板之硬質基板之切割變為容易。另外，可實現窄切割幅之切割。良好割斷特性例如為(1)直線線良好地被割斷，(2)可以較小割斷力予以割斷而能提升切割元件之發光效率，(3)裂痕形成時不會因為照射之雷射之影響而導致設於基板上之元件、例如基板上之磊晶層所形成之LED元件之劣化等。

圖2A~2B表示本實施形態之被加工基板之例的半導體晶圓之概念圖。圖2A為上面圖，圖2B為圖2A之A-A斷面圖。

於半導體晶圓1，例如係於藍寶石基板2之上之例如GaN系半導體層3，形成例如複數個高亮度LED元件4。在形成有高亮度LED元件4之面之另一面，形成作為金屬膜5的例如金(Au)或鋁(Al)之反射膜。

另外，各高亮度LED元件4之間，具有切割用之一定之寬度，以未形成有元件之切割線(圖2A中之實線)予以區隔。切割時係於該切割線上及其延長線上割斷晶圓而分割為各個晶片(亦即LED)。

圖1A~1D表示本實施形態之切割方法之工程概念圖。

首先，如圖1A所示，在形成有半導體晶圓之高亮度LED元件4之面側形成黏著帶6，用於使半導體晶圓藉由切割而被分割為晶片時將各個晶片予以繫緊。

將該半導體晶圓載置於金屬加工裝置之載置台(第1載置台)上。該金屬加工裝置為可使用鑽石刀片7進行金屬之加工的習知裝置。如圖1B所示，藉由使用鑽石刀片7之金屬加工沿著切割線，將載置於載置台上的半導體晶圓之金屬膜5予以除去而形成溝部。

此時之金屬加工方法可採用，例如相對於載置台使鑽石刀片直線移動的刨床(planar)加工法，或相對於載置台使鑽石刀片旋轉移動的快速切削(fly cut)加工法。另外，就提升金屬膜5之加工精確度觀點而言，較好是刨床加工法。

另外，溝部之底部之金屬膜5，可以全部除去或殘留一部分。溝部之底部之金屬膜5全部除去時，切削溝部之藍寶石基板2之表面，之後，割斷半導體晶圓時之外力可以縮小。另外，藉由金屬膜5以可使雷射束透過之程度之厚度予以殘留，則可以抑制鑽石刀片7對於藍寶石基板2之切削屑之產生，或可使之後之雷射加工之裂痕形成穩定化。

如上述說明，依據本實施形態，優點為可對應於被加工基板或金屬膜之材料或厚度等，選擇最適當之製程而實施。

又，較好是金屬加工時，使產生之切削屑藉由設於鑽石刀片7附近之吸入噴嘴予以吸入。

接著，將半導體晶圓載置於脈衝雷射加工裝置之載置台(第2載置台)。於脈衝雷射加工裝置內產生時脈信號，如圖1C所示，使同步於該時脈信號之脈衝雷射束8射出至半導體晶圓之溝部。此時，脈衝雷射束8之焦點位置，設為藍寶石基板2之內部之特定位置。

使半導體晶圓與脈衝雷射束8相對移動。同步於時脈信號而控制脈衝雷射束之通過與遮斷，而使脈衝雷射束8對半導體晶圓之照射與非照射，以光脈衝單位進行切換。如此而於半導體晶圓形成到達金屬膜5側之晶圓表面之裂痕。

如後述說明，雷射加工時，藉由針對脈衝雷射束8之照射能量、脈衝雷射束8之加工點深度、以及脈衝雷射束8之照射/非照射之間隔加以控制，而使裂痕於上述被加工基板表面呈連續形成。

之後，如圖1D所示，藉由割斷裝置之割斷器9，藉由施加外力，將半導體晶圓分割為各個之高亮度LED之晶片。此時，亦可取代割斷裝置，改用延伸黏著帶而施加外力。另外，使用割斷裝置及黏著帶雙方而施加外力亦可。

依據本實施形態之切割方法，可實現高效率、低成本、高良品率、高精確度之切割方法。

又，上述例係說明在金屬加工裝置除去晶圓上之切割線之金屬膜全部之後，進行雷射切割加工。使用金屬加工裝置與脈衝雷射加工裝置之2台裝置乃必然之製程。原本亦可對應於1條1條切割線之每一條，採用以金屬膜除去以及脈衝雷射束照射之雷射加工作為1對而實施之方法。此情況下，可以減半沿著切割線之掃描次數，具有提升效率之優點。另外，優點為可提升金屬加工與雷射加工合計之精確度，可實現更高精確度之切割。

藉由使用：金屬加工與雷射加工成為一體化，鑽石刀片之位置與雷射光之照射位置，在考慮和半導體晶圓間之相對移動關係而設計成為位於一直線上的加工裝置，而實現上述方法。該裝置之情況下，第1載置台與第2載置台為同一。

以下詳述本實施形態之雷射切割加工。

於上述切割方法，實現雷射加工之本實施形態之雷射切割裝置，係具備：載置台，可以載置被加工基板；基準時脈振盪電路，用於產生時脈信號；雷射振盪器，用於射出脈衝雷射束；雷射振盪器控制部，用於使脈衝雷射束同步於時脈信號；脈衝拾取器，設於雷射振盪器與載置台之間之光路，用於切換脈衝雷射束對被加工基板之照射與非照射；脈衝拾取器控制部，係同步於時脈信號，依據光脈衝單位來控制脈衝雷射束於脈衝拾取器之通過與遮斷。

圖3表示本實施形態之雷射切割裝置之一例之概略構成圖。如圖3所示，本實施形態之雷射切割裝置10，其主要構成為具備：雷射振盪器12，脈衝拾取器14，射束整型器16，聚光透鏡18，XYZ載置台部20，雷射振盪器控制部22，脈衝拾取器控制部24，及加工控制部26。加工控制部26，係具備用於產生所要之時脈信號S1的基準時脈振盪電路28及加工表格部30。

雷射振盪器12，係構成為可射出和基準時脈振盪電路28產生之時脈信號S1同步之週期Tc之脈衝雷射束PL1。照射脈衝光之強度係表示高斯(Gaussian)分布。時脈信號S1係雷射切割加工之控制用的加工控制用時脈信號。

由雷射振盪器12射出之雷射波長係使用對被加工基板具有透過性之波長。雷射可以使用Nd：YAG雷射、Nd：YVO₄ 雷射、Nd：YLF雷射等。例如被加工基板為藍寶石基板時較好是使用波長532nm之Nd：YVO₄ 雷射。

脈衝拾取器14係設於雷射振盪器12與射束整型器16之間之光路。構成為和時脈信號S1同步進行脈衝雷射束PL1之通過與遮斷(ON/OFF)之切換，如此而可以光脈衝數單位進行脈衝雷射束PL1對被加工基板之照射與非照射之切換。如此則，藉由脈衝拾取器14之動作，脈衝雷射束PL1將成為，為加工被加工基板而被控制ON/OFF、被調變之調變脈衝雷射束PL2。

脈衝拾取器14較好是由例如音響光學元件(AOM)構成。另外，亦可使用例如拉曼(Raman)繞射型光電元件(EOM)。

射束整型器16，係將射入之脈衝雷射束PL2整型成為所要形狀之脈衝雷射束PL3。例如射束直徑以一定倍率予以擴大之射束擴大器。另外，例如具備使射束斷面之光強度分布成為均勻之均化器等之光學元件亦可。另外，例如具備使射束斷面成為圓形之元件或使射束成為圓偏光之光學元件亦可。

聚光透鏡18，係將射束整型器16整型後之脈衝雷射束PL3予以聚光，而對載置於XYZ載置台部20上之被加工基板W，例如在下面形成有LED的藍寶石基板照射脈衝雷射束PL4而構成。

XYZ載置台部20，係可以載置被加工基板W，具備：可於XYZ方向自由移動之XYZ載置台(以下亦有簡單稱為載置台)，其之驅動機構部，具有測定載置台之位置的例如雷射干涉計之位置感測器等。XYZ載置台係構成為其之定位精確度及移動誤差成為次微米(sub-micro)範圍之高精確度。藉由Z方向之移動，而調整脈衝雷射束對被加工基板W之焦點位置，可以控制加工點深度。

加工控制部26係控制雷射切割裝置10之加工全體。基準時脈振盪電路28係產生所要之時脈信號S1。另外，於加工表格部30記憶著以脈衝雷射束之光脈衝數記述切割加工資料而成的之加工表格。

以下依據圖3-10說明使用上述雷射切割裝置10之雷射切割方法。

首先，將被加工基板W之例如藍寶石基板載置於XYZ載置台部20。該藍寶石基板，係於例如下面具有磊晶成長之GaN層，於該GaN層將複數個LED予以圖案形成之晶圓。以形成於晶圓之溝槽或定位平面為基準而對XYZ載置台進行晶圓之定位。又，假設形成於背面之金屬膜之切割線部已經被除去，以下說明。

圖4表示本實施形態之雷射切割方法之時序控制說明圖。於加工控制部26內之基準時脈振盪電路28產生週期Tc之時脈信號S1。雷射振盪器控制部22，係以雷射振盪器12射出同步於時脈信號S1之週期Tc之脈衝雷射束PL1的方式進行控制。此時，於時脈信號S1之上升與脈衝雷射束之上升產生延遲時間t₁ 。

雷射光係使用對被加工基板具有透過性之波長者。於此，較好是使用相較於被加工基板材料之吸收之能隙Eg，照射之雷射光之光子之能量hν為較大之雷射光。能量hν相較於能隙Eg為極大時，會產生雷射光之吸收。此稱為多光子吸收，將雷射光之脈寬設為極短，於被加工基板內部產生多光子吸收時，多光子吸收之能量不會轉化為熱能，而激發出離子價數變化、結晶化、非晶質化、極化配向或微小裂痕形成等之永續之構造變化，而形成折射率變化區域(color center(色心))。

該雷射光(脈衝雷射束)之照射能量(照射功率)，係選擇可於被加工基板表面形成連續裂痕之最適合之條件。

對被加工基板材料使用具有透過性之波長時，可於基板內部之焦點附近導引、聚集雷射光。因此，可局部性進行色心(折射率變化區域)之加工。之後稱該折射率變化區域為改質區域。

脈衝拾取器控制部24，係參照加工控制部26所輸出之加工圖案信號S2，產生同步於時脈信號S1之脈衝拾取器驅動信號S3。加工圖案信號S2，係參照被記憶於加工表格部30，針對照射圖案之資訊藉由光脈衝單位以光脈衝數予以記述之加工表格而產生。脈衝拾取器14，係依據脈衝拾取器驅動信號S3，同步於時脈信號S1進行脈衝雷射束PL1之通過與遮斷(ON/OFF)之切換動作。

藉由該脈衝拾取器14之動作而產生調變脈衝雷射束PL2。另外，於時脈信號S1之上升與脈衝拾取器驅動信號S3之上升、下降會產生延遲時間t₂ 、t₃ 。另外，於脈衝拾取器驅動信號S3之上升、下降與脈衝拾取器動作會產生延遲時間t₄ 、t₅ 。

於被加工基板之加工時，考慮延遲時間t₁ ～t₅ ，來決定脈衝拾取器驅動信號S3等之產生時序或被加工基板與脈衝雷射束間之相對移動時序。

圖5表示本實施形態之雷射切割方法之脈衝拾取器動作及調變脈衝雷射束PL2之時序圖。脈衝拾取器動作，係同步於時脈信號S1而以光脈衝單位進行切換。如上述說明，使脈衝雷射束之振盪及脈衝拾取器之動作，同步於同一時脈信號S1而可以實現光脈衝單位之照射圖案。

具體言之為，脈衝雷射束之照射與非照射係依據由光脈衝數界定之特定條件來進行。亦即，依據照射光脈衝數(P1)及非照射光脈衝數(P2)來執行脈衝拾取器動作，而切換對被加工基板之照射與非照射。用於界定脈衝雷射束之照射圖案的P1值及P2值，例如係於加工表格作為照射區域暫存器設定、非照射區域暫存器設定而被界定。P1值或P2值，係依據被加工基板之材質、雷射束之條件等，而設為使切割時之裂痕形成成為最佳化之特定條件。

調變脈衝雷射束PL2，係藉由射束整型器16被整型成為所要形狀之脈衝雷射束PL3。另外，整型後之脈衝雷射束PL3，係藉由聚光透鏡18被聚光而成為具有所要射束直徑之脈衝雷射束PL4，而照射至被加工基板之晶圓上。

使晶圓於X軸方向及Y軸方向進行切割時，首先，例如使XYZ載置台以一定速度於X軸方向移動，進行脈衝雷射束PL4之掃描。當所要之X軸方向之切割結束後，使XYZ載置台以一定速度於Y軸方向移動，掃描脈衝雷射束PL4。如此而進行Y軸方向之切割。

藉由上述照射光脈衝數(P1)與非照射光脈衝數(P2)及載置台之速度，來控制脈衝雷射束之照射/非照射之間隔。

關於Z軸方向(高度方向)，以使聚光透鏡之聚光位置(焦點位置)位於晶圓內之特定深度的方式進行調整。該特定深度，係設定成為切割時裂痕被形成為所要之形狀。

此時，設定如下：

被加工基板之折射率：n

被加工基板表面起之加工位置：L

Z軸移動距離：Lz

則Lz=L/n。亦即，聚光透鏡之聚光位置，當以被加工基板之表面設為Z軸初期位置時，欲加工至基板表面起深度「L」之位置時，使Z軸移動「Lz」即可。

圖6表示本實施形態之雷射切割方法之照射圖案說明圖。如圖所示，同步於時脈信號S1而產生脈衝雷射束PL1。同步於時脈信號S1而控制脈衝雷射束之通過與遮斷，如此而產生調變脈衝雷射束PL2。

藉由載置台之橫向(X軸方向或Y軸方向)之移動，使調變脈衝雷射束PL2之照射光脈衝於晶圓上形成照射光點。如上述說明，藉由產生調變脈衝雷射束PL2，照射光點可以光脈衝單位被控制而以斷續方式照射至晶圓上。圖6之情況下，設定照射光脈衝數(P1)=2，非照射光脈衝數(P2)=1，則被設定之條件為照射光脈衝(高斯光)以光點直徑之間距重複進行照射與非照射。

於此，設定以下條件進行加工，

射束光點直徑：D(μm)

重複頻率：F(KHz)

則被照射光脈衝以光點直徑之間距重複進行照射與非照射時之載置台移動速度V(m/sec)成為

V=D×10^-6 ×F×10³

例如設定以下之加工條件進行時，

射束光點直徑：D=2μm

重複頻率：F=50KHz

則載置台移動速度：V=100mm/sec。

另外，照射光之功率設為P(瓦特)時，脈衝單位之照射脈衝能量P/F之光脈衝將被照射至晶圓。

脈衝雷射束之照射能量(照射光之功率)、脈衝雷射束之加工點深度、以及脈衝雷射束之照射/非照射之間隔之參數，係以裂痕被連續形成於被加工基板表面而予以決定。

圖7表示照射至藍寶石基板上之照射圖案之上面圖。由照射面上看時，照射光脈衝數(P1)=2，非照射光脈衝數(P2)=1，照射光點係以照射光點直徑之間距被形成。圖8表示圖7之AA斷面圖。如圖所示，於藍寶石基板內部形成改質區域。由該改質區域起沿著光脈衝之掃描線上被形成到達基板表面之裂痕。該裂痕被連續形成於被加工基板表面。

圖9A～9D表示本實施形態之作用說明圖。例如藉由可設定之最大之脈衝雷射束之雷射頻率、可設定之最快速之載置台速度進行脈衝雷射束之照射時之照射可能位置，係以圖9A之虛線圓圈表示。圖9B為照射/非照射=1/2時之照射圖案。實線圓圈表示照射位置，虛線圓圈表示非照射位置。

假設較照射光點之間隔(非照射區域之長度)小者割斷性為較好。此情況下，如圖9C所示，可以不變更載置台速度而設定照射/非照射=1/1予以對應。假設如本實施形態，不使用脈衝拾取器時而欲出現同樣條件時需要降低載置台速度，而產生切割加工效率降低之問題。

假設照射光點連續而較照射區域之長度大者割斷性為較好。此情況下，如圖9D所示，可以不變更載置台速度而設定照射/非照射=2/1予以對應。假設如本實施形態，不使用脈衝拾取器時而欲出現同樣條件時需要降低載置台速度，而且需要變動，導致切割加工效率降低，同時控制極為困難之問題。雖可考慮藉由圖9B之照射圖案提升照射能量，則可以設為接近圖9D之條件。此情況下，集中於1點之雷射功率變大，導致裂痕幅度變大或裂痕之直線性劣化之可能性存在。另外，LED被形成於藍寶石基板時，到達裂痕相反側之LED區域的雷射量變大，有可能導致LED元件之劣化。

如上述說明，依據本實施形態，可以在不變化雷射束條件或載置台速度條件下實現多樣之割斷條件，不會劣化生產性或元件特性，而可發現最適合之割斷條件。

本說明書中「照射區域之長度」「非照射區域之長度」係如圖9D所示長度。

圖10表示載置台移動與切割加工間之關係說明圖。於XYZ載置台設有位置感測器用於檢測X軸、Y軸方向之移動位置。例如載置台對X軸、Y軸方向之移動開始後，事先將載置台速度進入速度穩定區域之位置設為同步位置。於位置感測器檢測出同步位置時，例如使移動位置檢測信號S4(圖3)被傳送至脈衝拾取器控制部24，而使脈衝拾取器動作被許可，藉由脈衝拾取器驅動信號S3使脈衝拾取器14進行動作。同步位置亦可設為例如被加工基板之端面，藉由位置感測器檢測出該端面。

如上述說明，以下被管理，

S_L ：同步位置起至基板間之距離

W_L ：加工長度

W₁ ：基板端起至照射開始位置之間之距離

W₂ ：加工範圍

W₃ ：照射終了位置起至基板端之間之距離

如上述說明，載置台位置與脈衝拾取器之動作開始位置呈同步。亦即，脈衝雷射束之照射與非照射可以取得和載置台位置間之同步。因此，脈衝雷射束之照射與非照射時，可以擔保載置台以一定速度移動(處於速度穩定區域)。因此，照射光點位置之規則性可以確保，可實現穩定之裂痕之形成。

加工厚的基板時，使不同加工點深度之脈衝雷射束掃描於複數次(複數層)基板之同一掃描線上而形成裂痕，如此則，可提升割斷特性。此情況下，藉由載置台位置與脈衝拾取器之動作開始位置之同步，而於不同深度掃描中，可以良好精確度任意控制脈衝照射位置，可實現裂痕條件之最佳化。

圖11A、11B表示使不同加工點深度之脈衝雷射束掃描複數次基板之同一掃描線上而形成裂痕之說明圖。基板斷面之照射圖案之模式圖。ON(有色)表示照射，OFF(白色)表示非照射區域。圖11A表示照射之掃描之第1層與第2層為同相時，亦即，於第1層與第2層，照射脈衝位置之上下關係一致時。圖11B表示照射之掃描之第1層與第2層為不同相時，亦即，於第1層與第2層，照射脈衝位置之上下關係不一致時。

圖12A～12B表示於圖11A～11B之條件下割斷時之割斷面之光學照片。圖12A為同相，圖12A為不同相。個別之上側之照片為低倍率，下側之照片為高倍率。如上述說明，藉由載置台位置與脈衝拾取器之動作開始位置之同步，可以良好精確度控制照射之掃描之第1層與第2層之關係。

圖12A～12B之被加工基板為厚度150μm之藍寶石基板。此情況下，同相時割斷所要之割斷力為0.31N，不同相時為0.38N，同相之割斷特性較佳。

又，上述說明照射/非照射之脈衝數於第1層與第2層設為同一之例，但於第1層與第2層設為不同之照射/非照射之脈衝數亦可找出最佳條件。

另外，較好是例如使載置台之移動同步於時脈信號，如此則，可以更進一步提升照射光點位置之精確度，此可以藉由使由加工控制部26傳送至XYZ載置台部20之載置台移動信號S5(圖3)同步於時脈信號S1而予以實現。

如本實施形態之雷射切割方法，藉由形成到達基板表面、而且於被加工基板表面呈連續之裂痕，使之後之基板割斷變為容易。因此，可提升切割之生產性。另外，裂痕形成後之最終之基板之割斷，亦即成為個個LED晶片之分割，可於裂痕形成後自然分割，或另外施加人為外力而分割。

如習知將脈衝雷射束連續照射至基板之方法，例如即使將載置台移動速度、聚光透鏡之開口數、照射光功率等予以最佳化時，欲使到達基板表面之裂痕控制成為所要形狀乃困難者。如本實施形態般，使脈衝雷射束之照射與非照射，依據光脈衝單位以斷續方式予以切換而使照射圖案成為最佳化，如此則，到達基板表面之裂痕之產生將被控制，可實現具備極佳切斷特性之雷射切割方法。

亦即，例如於基板表面沿著雷射掃描線之大略直線之連續狹幅裂痕之形成變為可能。藉由此種大略直線之連續裂痕之形成，切割時，裂痕對形成於基板之LED等元件之影響可設為最小化。另外，例如直線裂痕之形成變為可能，因此基板表面被形成之裂痕區域之寬度變窄。如此則，設計上之切割寬度可以縮小。因此，可以增大同一基板或晶圓上所形成之元件之晶片數，有助於元件之製造成本之削減。

(實施例)

以下說明本實施形態之雷射加工部分之實施例。

(實施例1)

藉由實施形態記載之方法，於以下條件進行雷射切割。

被加工基板：藍寶石基板，基板厚度100μm

雷射光源：Nd：YVO₄ 雷射

波長：532nm

照射能量：50mW

雷射頻率：20KHz

照射光脈衝數(P1)：1

非照射光脈衝數(P2)：2

載置台速度：25mm/sec

加工點深度：被加工基板表面起25.2μm

圖13表示實施例1之照射圖案之圖。如圖所示，照射1次光脈衝之後，依光脈衝單位設定2脈衝分之非照射。以下將該條件以照射/非照射=1/2之形式予以記述。另外，照射/非照射之間距係和光點直徑相等。

實施例1之情況下，光點直徑約1.2μm。因此，照射之間隔約3.6μm。

圖14A表示雷射切割之結果圖。上側為基板上面之光學照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。上側之光學照片，係使焦點聚焦於基板內部之改質區域而攝影者。下側之光學照片，係使焦點聚焦於基板表面之裂痕而攝影者。圖15為和裂痕之方向垂直之基板斷面SEM照片。

被加工基板為幅度約5mm之短冊形狀，於短冊之伸長方向垂直照射脈衝雷射束，形成裂痕。形成裂痕之後，使用割斷器評估割斷所要之割斷力。

(實施例2)

除設定照射/非照射=1/1以外均和實施例1同樣之方法進行雷射切割。圖14B表示雷射切割之結果。上側為基板上面之光學照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

(實施例3)

除設定照射/非照射=2/2以外均和實施例1同樣之方法進行雷射切割。圖14C表示雷射切割之結果。上側為基板上面之光學照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

(實施例4)

除設定照射/非照射=2/3以外均和實施例1同樣之方法進行雷射切割。圖14E表示雷射切割之結果。上側為基板上面之光學照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

(比較例1)

除設定照射/非照射=1/3以外均和實施例1同樣之方法進行雷射切割。圖14D表示雷射切割之結果。上側為基板上面之光學照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

於實施例1～4，如上述說明設定脈衝雷射束之照射能量、加工點深度、以及照射/非照射之間隔，如圖14A～14E、圖15所示，可使連續裂痕形成於被加工基板表面。

特別是，於實施例1之條件下，可於被加工基板表面形成極為直線式之裂痕。因此，於實施例1之條件可以最小割斷力割斷基板。因此，被加工基板為藍寶石基板時，考慮各條件之控制性，較好是設定成為：照射能量：50±5mW、加工點深度：25.0±2.5μm、脈衝雷射束之通過：1光脈衝單位、遮斷：2光脈衝單位，而將照射之家隔設為3.6±0.4μm。

另外，如實施例3，改質區域接近，於改質區域間之基板內部形成裂痕時，表面之裂痕會蛇行，裂痕產生之區域之幅度變寬之傾向存在。此乃集中於狹窄區域之雷射光功率過大之故。

於比較例1，條件未實施最佳化，於基板表面未形成連續裂痕。因此，無法進行割斷力之評估。

(實施例5)

藉由實施形態記載之方法，於以下條件進行雷射切割。

被加工基板：藍寶石基板，基板厚度100μm

雷射光源：Nd：YVO₄ 雷射

波長：532nm

照射能量：90mW

雷射頻率：20KHz

照射光脈衝數(P1)：1

非照射光脈衝數(P2)：2

載置台速度：25mm/sec

圖16A表示雷射切割之結果。上側為基板上面之光學照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。上側之光學照片，係聚焦於基板內部之改質區域而攝影，下側之光學照片，係聚焦於基板內部之裂痕而攝影。

(實施例6)

除設定照射/非照射=1/2以外均和實施例5同樣之方法進行雷射切割。圖16B表示雷射切割之結果。上側為基板上面之照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

(實施例7)

除設定照射/非照射=2/2以外均和實施例5同樣之方法進行雷射切割。圖16C表示雷射切割之結果。上側為基板上面之照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

(實施例8)

除設定照射/非照射=1/3以外均和實施例5同樣之方法進行雷射切割。圖16D表示雷射切割之結果。上側為基板上面之照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

(實施例9)

除設定照射/非照射=2/3以外均和實施例5同樣之方法進行雷射切割。圖16E表示雷射切割之結果。上側為基板上面之照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

(實施例10)

除設定照射/非照射=2/3以外均和實施例5同樣之方法進行雷射切割。圖16F表示雷射切割之結果。上側為基板上面之照片，下側為較上側低倍率之基板上面之光學照片。

於實施例5～10，如上述說明設定脈衝雷射束之照射能量、加工點深度、以及照射/非照射之間隔，如圖16A～16F所示，可使連續裂痕形成於被加工基板表面。

特別是，於實施例8之條件下，可於被加工基板表面形成較為直線式之裂痕。因此，於實施例8之條件下割斷力較小。和實施例1～4之照射能量為50mW比較，表面之裂痕蛇行，裂痕產生之區域之幅度變寬之傾向存在。此乃因為和50mW比較，90mW時集中於狹窄區域之雷射光功率過大之故。

(實施例11)

藉由實施形態記載之方法，於以下條件進行雷射切割。

被加工基板：藍寶石基板

雷射光源：Nd：YVO₄ 雷射，基板厚度100μm

波長：532nm

照射能量：50mW

雷射頻率：20KHz

照射光脈衝數(P1)：1

非照射光脈衝數(P2)：2

載置台速度：25mm/sec

加工點深度：被加工基板表面起約15.2μm

相較於實施例1，以加工點深度淺10μm之條件、亦即相較於實施例1，以脈衝雷射束之聚焦位置更接近被加工基板表面之條件進行雷射加工。

圖17A表示雷射切割之結果。係聚焦於基板內部之改質區域而攝影。照片中，右側之線(+10μm)為實施例11之條件，為比較而將加工點深度不同的實施例1之條件(0)圖示於左側。

(實施例12)

除設定照射/非照射=1/1以外均和實施例11同樣之方法進行雷射切割。圖17B表示雷射切割之結果。

(實施例13)

除設定照射/非照射=2/2以外均和實施例11同樣之方法進行雷射切割。圖17C表示雷射切割之結果。

(實施例14)

除設定照射/非照射=1/3以外均和實施例11同樣之方法進行雷射切割。圖17D表示雷射切割之結果。

(實施例15)

除設定照射/非照射=2/3以外均和實施例11同樣之方法進行雷射切割。圖17E表示雷射切割之結果。

於實施例11～15，如上述說明藉由設定脈衝雷射束之照射能量、加工點深度、以及照射/非照射之間隔，如圖17A～17E所示，可使連續裂痕形成於被加工基板表面。

和實施例1～4之情況下比較，表面露出改質區域大的龜裂。因而，表面之裂痕會蛇行，裂痕產生之區域之幅度有變寬之傾向。

依據上述實施例，藉由控制脈衝雷射束之照射能量、脈衝雷射束之加工點深度、以及脈衝雷射束之照射/非照射之間隔，可於被加工基板表面使裂痕呈連續式形成，可提供較佳割斷性之雷射切割方法。

(實施例16)

藉由實施形態記載之方法，於以下條件進行雷射切割。

被加工基板：藍寶石基板，基板厚度100μm

雷射光源：Nd：YVO₄ 雷射

波長：532nm

照射能量：90mW

雷射頻率：20KHz

照射光脈衝數(P1)：1

非照射光脈衝數(P2)：2

載置台速度：25mm/sec

相較於實施例5，以加工點深度淺10μm之條件、亦即相較於實施例5，以脈衝雷射束之聚焦位置更接近被加工基板表面之條件進行雷射加工。

圖18A表示雷射切割之結果。係聚焦於基板內部之改質區域而攝影。照片中，右側之線(+10μm)為實施例16之條件，為比較而將加工點深度不同的實施例5之條件(0)圖示於左側。

(實施例17)

除設定照射/非照射=1/2以外均和實施例16同樣之方法進行雷射切割。圖18B表示雷射切割之結果。

(實施例18)

除設定照射/非照射=2/2以外均和實施例16同樣之方法進行雷射切割。圖18C表示雷射切割之結果。

(實施例19)

除設定照射/非照射=1/3以外均和實施例16同樣之方法進行雷射切割。圖18D表示雷射切割之結果。

(實施例20)

除設定照射/非照射=2/3以外均和實施例16同樣之方法進行雷射切割。圖18E表示雷射切割之結果。

(實施例21)

除設定照射/非照射=1/4以外均和實施例16同樣之方法進行雷射切割。圖18F表示雷射切割之結果。

於實施例16～21，如上述說明藉由設定脈衝雷射束之照射能量、加工點深度、以及照射/非照射之間隔，如圖18A～18F所示，可使連續裂痕形成於被加工基板表面。

和實施例5～10之情況下比較，表面露出改質區域大的龜裂。因而，表面之裂痕會蛇行，裂痕產生之區域之幅度有變寬之傾向。因此，割斷後之割斷部亦出現蛇行。

依據上述實施例1～21、比較例1之評估可知，被加工基板之厚度為100μm時，以裂痕之直線線良好，割斷部之直線線亦良好，割斷力小的實施例1之條件為最佳。

(實施例22)

藉由實施形態記載之方法，於以下條件進行雷射切割。

被加工基板：藍寶石基板，基板厚度150μm

雷射光源：Nd：YVO₄ 雷射

波長：532nm

照射能量：200mW

雷射頻率：200KHz

照射光脈衝數(P1)：1

非照射光脈衝數(P2)：2

載置台速度：5mm/sec

加工點深度：被加工基板表面起約23.4μm

相較於實施例1～21之被加工基板厚度為100μm之藍寶石基板，本實施例之被加工基板厚度為150μm之藍寶石基板。圖19A表示雷射切割之結果。上側為基板之割斷面之光學照片，下側為基板斷面之照射圖案之模式圖。ON(有色)為照射，OFF(白色)為非照射區域。

被加工基板為幅度約5mm之短冊狀，於短冊之伸長方向垂直照射脈衝雷射束，形成裂痕。形成裂痕之後，使用割斷器評估割斷所要之割斷力。

(實施例23)

除設定照射/非照射=2/4以外均和實施例22同樣之方法進行雷射切割。圖19B表示雷射切割之結果。

(實施例24)

除設定照射/非照射=3/5以外均和實施例22同樣之方法進行雷射切割。圖19C表示雷射切割之結果。

裂痕之直線性係和實施例22～23同一程度，割斷後之割斷部之直線性亦為同一程度。另外，實施例22之割斷所要割斷力為2.39N～2.51N，實施例23為2.13N～2.80N，實施例24為1.09N～1.51N。結果，設定照射/非照射=3/5的實施例24之條件下割斷所要割斷力為最少。因此，被加工基板之厚度為150μm時，實施例24之條件為最佳。

由上述實施例可知，即使被加工基板厚度變化時，除了針對脈衝雷射束之照射能量、脈衝雷射束之加工點深度以外，亦針對脈衝雷射束之照射/非照射，以使和脈衝雷射束所同步之同一加工控制用之時脈信號同步的方式進行控制，以光脈衝單位進行切換，而可以實現最佳割斷特性。

另外，實施例雖說明被加工基板為100μm及150μm之例，但是更厚之200μm、250μm之被加工基板以可以實現最佳割斷特性。

(第2實施形態)

本實施形態之切割方法，係對形成有複數元件，於一面具有金屬膜的被加工基板進行切割之方法，其特徵為：將被加工基板載置於第1載置台；藉由使用鑽石刀片之金屬加工除去金屬膜；將被加工基板載置於第2載置台；產生時脈信號；射出和時脈信號同步之脈衝雷射束；在被加工基板表面，使用脈衝拾取器及雷射束掃描器，和時脈信號同步地使脈衝雷射束進行通過與遮斷之切換之同時，於1維方向進行掃描；於1維方向進行脈衝雷射束之掃描之後，使第2載置台移動於和1維方向呈正交之方向，更進一步，和時脈信號同步地使脈衝雷射束於1維方向進行掃描；於被加工基板形成到達基板表面之裂痕；依據來自雷射束掃描器之掃描位置信號，控制脈衝拾取器中之脈衝雷射束之通過與遮斷，而補正每一掃描之加工原點位置。

本實施形態之切割方法，除使用具有雷射束掃描器之脈衝雷射加工裝置之加工方法以外，均和第1實施形態相同。因此，省略和第1實施形態重複之內容之記載。

本實施形態之脈衝雷射加工裝置，係使雷射振盪器之脈衝、雷射束掃描器之掃描、以及脈衝雷射束之通過與遮斷，直接或家接同步於同一時脈信號。如此則，可維持雷射系列與掃描系列之同步，可提升脈衝雷射束之照射光點之定位精確度。

另外，依據脈衝雷射束之光脈衝數可以控制脈衝雷射束之通過與遮斷。如此則，雷射振盪器之脈衝、雷射束掃描器之掃描、以及脈衝雷射束之通過與遮斷之同步維持變為容易。另外，控制電路之構成簡單。本實施形態之脈衝雷射加工裝置，更能提升脈衝雷射束之照射光點之定位精確度之同時，容易實現被加工物表面之穩定之微細加工及其高速化。

圖20表示本實施形態之脈衝雷射加工裝置之構成。脈衝雷射加工裝置10之主要構成為具備：雷射振盪器12，脈衝拾取器14，射束整型器16，雷射束掃描器19，XYZ載置台部20，脈衝拾取器控制部24，及加工控制部26。加工控制部26，係具備用於產生所要之時脈信號S1的基準時脈振盪電路28。

雷射振盪器12，係構成為可射出和基準時脈振盪電路28產生之時脈信號S1同步之脈衝雷射束PL1。雷射振盪器12較好是產生超短脈衝之ps(10^-12 秒)雷射束或fs(10^-15 秒)雷射束者。

其中，雷射振盪器12所射出之雷射波長係考慮被加工物(被加工基板)之光吸收率、光折射率等而予以選擇。

脈衝拾取器14係設於雷射振盪器12與雷射束掃描器19之間之光路。構成為和時脈信號S1同步進行脈衝雷射束PL1之通過與遮斷(ON/OFF)之切換，如此而可以切換對被加工物(工件W)之加工與非加工。如此則，藉由脈衝拾取器14之動作，脈衝雷射束PL1將成為，為加工被加工物而被控制ON/OFF、被調變之調變脈衝雷射束PL2。

雷射束掃描器19，係同步於時脈信號S1而僅於1維方向進行脈衝雷射束PL4之掃描。如上述說明，藉由同步於時脈信號S1進行脈衝雷射束PL4之掃描，可提升脈衝雷射束之照射光點之定位精確度。

另外，介由僅於1維方向之掃描，可提升脈衝雷射束之照射光點之定位精確度。其理由為，相對於僅進行1維方向之掃描之雷射束掃描器，進行2維方向之掃描之雷射束掃描器之構造上有射束之位置精確度劣化之缺點。

雷射束掃描器19可為例如具備1軸掃描鏡之電流計掃描器(galvanometer scanner)。圖21表示使用電流計掃描器之雷射束掃描器之說明圖。

電流計掃描器具有：1軸掃描鏡29，電流計31，雷射束掃描器控制部32。其中，電流計31具備例如來自掃描角感測器36之回授之伺服控制之掃描鏡旋轉之驅動機構。

由加工控制部26送出和時脈信號S1同步之掃描指令信號S2。電流計31，係依據掃描指令信號S2，藉由來自雷射束掃描器控制部32之驅動信號S3被驅動控制。電流計掃描器，係使基於1軸掃描鏡29而被全反射的脈衝雷射束PL3，如圖21之箭頭所示依據掃描鏡之旋轉運動(搖動)實施掃描。

於雷射束掃描器19具備掃描角感測器36。電流計掃描器之情況下，係藉由旋轉編碼器等檢測該1軸掃描鏡28之旋轉位置之構造。掃描角感測器36係將檢測出之掃描角檢測信號S4送至雷射束掃描器控制部32而作為電流計31之驅動控制使用。另外，雷射束掃描器控制部32係依據掃描角檢測信號S4將掃描位置信號之掃描角信號S5傳送至加工控制部26。

上述1軸掃描鏡29所反射之脈衝雷射束PL3，係通過fθ透鏡34，成為在1維方向例如以一定速度V被並行掃描之影像高度H=fθ之脈衝雷射束PL4。該脈衝雷射束PL4，係成為對XYZ載置台部20上所保持之被加工物W之表面進行微細加工之照射脈衝光，被投射至被加工物W上。

雷射束掃描器19，除電流計掃描器以外，可以使用例如多角型掃描器、壓電掃描器、或諧振掃描器等。

上述任一雷射束掃描器，均於加工範圍內以能確保一定掃描速度V而被控制，但是提升加工精確度乃重要者。

圖22表示本實施形態之脈衝雷射加工裝置之雷射束掃描器之掃描說明圖。如圖22所示，在掃描鏡之掃描角範圍之掃描開始位置至掃描終了位置所對應之位置範圍，存在加速期間、穩定區域、減速期間。欲提升加工精確度時，重要者為裝置之構成須控制成為在包含實際加工範圍之穩定區域內使掃描速度V成為一定。

XYZ載置台部20，係可以載置被加工物W，具備：可於XY方向自由移動之XY載置台，該XY方向係包含和脈衝雷射束所掃描之1維方向呈正交之方向；其之驅動機構部；具有測定XY載置台之位置的例如雷射干涉計之位置感測器等。XY載置台，可於2維之寬廣範圍、例如在約1mm之X方向及Y方向之距離範圍內連續移動或步進式移動。構成為其之定位精確度及移動誤差成為次微米(sub-micro)範圍之高精確度。

加工控制部26係由以下構成：由半導體積體電路構成之微電腦(MCU)；微處理器(MPU)、數位信號處理器(DSP)；半導體記憶體；電路基板等之硬體或彼等硬體與軟體之組合。統合控制脈衝雷射加工裝置之加工。

圖23表示本實施形態之脈衝雷射加工裝置之加工控制部之說明圖。加工控制部26具備：雷射系/射束掃描系控制部37；加工資料設定部38；及加工圖案產生部40。

雷射系/射束掃描系控制部37，係控制雷射振盪器12或脈衝拾取器14等之雷射系及雷射束掃描器19等之射束掃描系。雷射系/射束掃描系控制部37，係具備：雷射束條件設定部68，用於設定雷射系或射束掃描系之條件；及基準時脈振盪電路28，產生用以維持雷射系或射束掃描系之同步的時脈信號S1。另外，為維持雷射系或射束掃描系之同步而具備相位同步處理電路42，雷射束掃描器控制部32，同步位置設定部44，及同步檢測電路46等。

加工圖案產生部40，係將例如由外部輸入至加工圖案產生部40之加工資料，轉換為適應實際加工之參數之資料。輸入至加工圖案產生部40之加工資料，係由例如3維形狀之指定、尺寸、形狀之數、配置、工件之材料名、工件之尺寸等構成。

圖24表示本實施形態之脈衝雷射加工裝置之加工圖案產生部之說明圖。加工圖案產生部40具備：對輸入至加工資料設定部38之加工資料進行解析的加工資料解析部48。另外，具備表格產生部49，其依據加工資料解析部48之解析，而產生加工表格及載置台移動表格。加工表格，係對應於待機長度、加工長度或非加工長度，依據脈衝雷射束之光脈衝數，針對加工圖案加以記載。亦即，表格產生部49，係依據加工資料之加工長度及非加工長度、脈衝雷射束之光點直徑，產生加工表格。載置台移動表格係針對加工圖案而記載XY載置台部之移動距離。

加工圖案產生部40具備：具有加工表格之脈衝拾取器加工表格部50。另外，具備：具有載置台移動表格之載置台移動表格部52。加工表格或載置台移動表格，可為如上述說明之於加工圖案產生部40內部產生之裝置構成，或者於加工圖案產生部40或雷射切割裝置10之外部產生之裝置構成。

加工圖案產生部40具備：加工原點(SYNC)暫存器54(以下簡單稱為加工原點暫存器)，其被輸入有和脈衝拾取器加工表格部50所輸出之加工原點相關之資訊。另外，具備：待機長度暫存器56、加工長度暫存器58及非加工長度暫存器60，分別被輸入和和脈衝拾取器加工表格部50所輸出之待機長度、加工長度、或非加工長度相關之資訊。

於加工圖案信號產生部62，係被輸入加工原點暫存器54、待機長度暫存器56、加工長度暫存器58及非加工長度暫存器60之值，被傳送至脈衝拾取器控制部24。移動信號產生部64，係依據載置台移動表格部52之資料，產生載置台移動信號S15，輸出至載置台控制部66。

加工圖案產生部40產生之資料，係輸出至雷射系/射束掃描系控制部37，用於維持雷射系與射束掃描系之同步。

圖25表示本實施形態之脈衝雷射加工裝置之加工圖案信號產生部之說明圖。加工圖案信號產生部62具備：加工原點計數器70，待機長度計數器72，加工長度計數器74，及非加工長度計數器76。彼等計數器，係構成為藉由時序形成電路88所輸出之計數器控制信號S8，而開始計數。

另外，具備：具有針對暫存器與計數器之值進行比較的加工原點比較器80、待機長度比較器82、加工長度比較器84及非加工長度比較器86。彼等比較器構成為，在暫存器與計數器之值一致時將一致信號a~d輸出至時序形成電路88。

時序形成電路88，係依據輸入之同步檢測信號S9、一致信號a~d、掃描終了碼，而將輸出控制信號S10輸出至加工圖案輸出電路90。

加工圖案輸出電路90，係依據加工長度比較器84之輸出與來自時序形成電路88之輸出控制信號S10，產生加工圖案信號S7。

上述加工控制部26，係於基準時脈振盪電路，依據脈衝雷射束之重複頻率輸入資料，而產生供給至雷射振盪器12之振盪器時脈(時脈信號)S1。雷射振盪器12係依據振盪器時脈S1產生脈衝雷射束。亦即，射出和時脈信號同步之脈衝雷射束。

加工開始被指示之後，藉由開放內建之快門而射出脈衝雷射束PL1。如此則，在脈衝雷射束PL1射出時不存在快速脈衝(fast pulse)，可以維持穩定之輸出能量。

又，加工控制部26，係由上述2維加工資料產生加工圖案信號S7。脈衝拾取器控制部24，係依據加工圖案信號S7，藉由時脈信號S1將確保和脈衝雷射束PL1之同步的脈衝拾取器驅動信號S6，供給至脈衝拾取器14。如此則，脈衝拾取器14可以同步於時脈信號S1而切換脈衝雷射束之通過與遮斷。

另外，加工控制部26，係於雷射束掃描器19之掃描開始時產生確保和時脈信號S1之同步的掃描指令信號S2。雷射束掃描器19之雷射束掃描器控制部32係受取該掃描指令信號S2而進行雷射束掃描器19之驅動控制。如此則，雷射束掃描器19可以同步於時脈信號而謹於1維方向進行脈衝雷射束之掃描。

另外，加工控制部26，係依據雷射束掃描器19之掃描位置信號、亦即掃描角信號S5，判斷XY載置台部20之移動時序，依據上述2維加工資料與上述移動時序而產生載置台移動信號S15。此情況下之掃描角信號S5係來自於，掃描角感測器36針對圖22所說明之加工終了之加工終端位置或者掃描器掃描終了之掃描終了位置進行檢測而產生之掃描角檢測信號S4。X-Y載置台部20，係接受上述載置台移動信號S15之指示而動作。

如此則，X-Y載置台，係依據雷射束掃描器之掃描位置信號，而控制例如在和雷射束掃描器之掃描方向正交之方向之移動。因此，可以縮短次一掃描之時間，實現雷射束加工之更高速化。

本實施形態中，較好是具備依據雷射束掃描器之掃描位置信號，補正每一掃描之加工原點位置的補正機構。藉由具有該補正機構，可以補償每一掃描之雷射束掃描器之加速期間(參照圖22)之掃描速度之變動(誤差)，更能進行高精確度之加工。

又，於圖20，加工控制部26亦可以構成為控制脈衝拾取器14。此情況下，特別是於脈衝拾取器14之中自動控制射束直徑、自動調整射束斷面之光強度分布時極為有效。

說明雷射切割裝置10之主要動作。於工件W之雷射加工動作中，雷射振盪器12藉由其內建之控制部而控制雷射振盪之大部分而進行動作。原本係藉由上述基準時脈振盪電路28來控制脈衝振盪之時序。以下參照圖26A、26B予以說明。

雷射束掃描器之力之如圖21所示電流計掃描器之1軸掃描鏡29，係依據掃描起動信號而於圖22之掃描開始位置(掃描原點)起動掃描。此時，雷射束掃描器19，係如圖26A所示，係對應於和時脈信號S1之例如上升(下降亦可)同步的掃描指令信號S2，接受其指示，其之雷射束掃描器控制部32進行電流計31之驅動控制。其中，掃描指令信號S2，係對應於XY2-100協定，而依據例如100kHz(Ts=10μsec)之絕對掃描角指令。

圖26A表示，脈衝雷射之振盪頻率設為500kHz(Tp=2μsec)，脈衝雷射束之射束直徑設為16μm，掃描速度V設為4000mm/sec時之，掃描起動時之和時脈信號S1之上升同步的掃描指令信號S2之例。此一動作係於脈衝雷射束之每一掃描被進行。

於圖22之加速期間，以使掃描速度成為快速穩定之掃描速度V的方式，雷射束掃描器控制部32係藉由掃描指令信號S2來進行電流計31之驅動控制。此時，最佳條件之1軸掃描鏡29之掃描角重複再現性，由實驗可以獲得在穩定區域為約為10μrad/p-p。焦點距離為100mm之fθ透鏡時，該值成為1μm/p-p之掃描位置再現性。

但是上述加速期間之重複穩定性於長期掃描在約10倍為止會呈現惡化，而於每一次掃描之加工開始位置產生變動。因此，藉由補正機構，依據來自雷射束掃描器之掃描位置信號(掃描角信號S5)，進行每一次掃描之加工原點位置之補正。

例如加速期間終了後，到達充分之穩定區域(例如依據經驗，加速期間為1msec~1.5msec，焦點距離為100mm之fθ透鏡時，其掃描角範圍約為2.3度~3.4度)，如圖26B所示，以事先設定之同步角(θsy)為檢測信號而由掃描角感測器36檢測出時，係以和掃描指令信號(θo：掃描開始位置起之掃描角)間之差分作為相位差(θi)，依據該相位差來補正對於掃描指令信號S2之加工原點為止之距離。

上述加工原點為止之距離補正值，係以加工時之第1次掃描(i=1)為基準補正值予以記憶，以之後之i=n之第n次掃描開始位置起之掃描時，以相位差(θn)與相位差(θ1)之差分，作為針對第n次掃描相對於第1次掃描之掃描指令信號的加工原點為止之距離補正值，而使第1次掃描時與第n次掃描時一致。

圖27之加工圖案信號S7，係由包含加工原點起之距離資料的3維位元映射被提供。因此，當每一次掃描之加工原點位置一致時，加工圖案信號S7之位置亦一致，脈衝拾取器驅動信號S6亦可於所要時序被產生。

雷射束掃描器19由圖21之電流計掃描器構成時，掃描器時脈信號係作為來自雷射束掃描器控制部32之驅動信號，而驅動伺服控制馬達。但是，雷射束掃描器19基於其本身之自律性動作而產生相位差。因此，藉由上述掃描動作之重複之每一次所產生之成為掃描指令信號的同步角檢測信號，來調整振盪脈衝光之通過/遮斷與射束之掃描動作之同步，亦即使時序一致，而可以進行極為穩定之雷射加工。

依據來自雷射束掃描器之掃描位置信號，控制脈衝拾取器中之脈衝雷射束之通過與遮斷為較好。具體言之為，補正機構依據掃描位置信號(掃描角信號S5)，控制脈衝拾取器中之脈衝雷射束之通過與遮斷。亦即，依據由上述掃描鏡之旋轉位置之同步位置(角)檢測之掃描位置信號被檢測出之相位差，來指定脈衝拾取器14之驅動信號之時序。如此則，可補正脈衝雷射束之每一次掃描之加工原點位置。

或者，例如補正機構將由掃描位置信號被檢測出之相位差所獲得之距離補正值，提供給雷射束掃描器對於掃描開始位置起之掃描角θo之掃描指令信號以後之掃描指令信號，而補正脈衝雷射束之每一次掃描之加工原點位置。

藉由脈衝拾取器動作使脈衝雷射束之脈衝頻率被調變而產生所要之調變脈衝光。以下參照圖27說明。

如圖27所示，較頻率Tp之時脈信號S1延遲t1時間之脈衝雷射束PL1，係藉由脈衝拾取器驅動信號S6控制其之遮斷/通過之動作。例如該脈衝拾取器驅動信號S6，係藉由時脈信號S1之上升而取樣加工圖案信號S7，較時脈信號S1之一時脈之上升延遲t2時間而上升，成為較所要數時脈後之其他時脈之上升延遲t3時間而下降之圖案信號。藉由該脈衝拾取器驅動信號，依據該延遲時間t4及t5而產生脈衝拾取器14之動作，該動作期間之脈衝雷射束PL1被抽出而作為調變脈衝雷射束PL2。其中，上述延遲時間t2、t3、t4、t5係配合脈衝拾取器14而設定。

脈衝拾取器14為音響光學元件(AOM)時，上述脈衝拾取器驅動信號S6之反轉圖案信號，係成為超音波產生控制部之振盪之ON/OFF控制的驅動器信號。藉由該反轉圖案之驅動器信號而抽出所要之振盪脈衝光。

如上述說明，來自雷射束掃描器19之掃描位置信號(掃描角信號S5)，例如掃描鏡之旋轉位置中之加工終端位置之掃描位置信號，係指示X-Y載置台部20之移動時序。以雷射束掃描器19之1維掃描方向為X軸方向時，藉由上述移動時序，進行Y軸方向之特定寬度之載置台移動或連續移動。或者進行X-Y載置台之X軸方向之特定距離之連續移動或載置台移動。如此則，可進行X-Y載置台事先決定之移動圖案之移動控制。

例如藉由脈衝拾取器動作圖案而產生之調變脈衝雷射束PL2，其之各脈衝光於射束整型器16被整型成為所要形狀。藉由上述雷射束掃描器19之X軸方向之掃描，與XY載置台部20引起之工件W位置之Y軸方向之移動，使照射光投射至工件W之所要位置，進行工件W表面之高精確度之微細加工。脈衝拾取器動作圖案中之各脈衝拾取器動作之時間寬度及各動作之時間間隔可設為不同。

以下說明使用上述雷射切割裝置10之脈衝雷射加工方法。該脈衝雷射加工方法，係將除去金屬膜之被加工物(被加工基板、工件)載置於載置台，產生時脈信號，射出和時脈信號同步之脈衝雷射束；在被加工物表面，和上述時脈信號同步地使脈衝雷射束進行1維方向掃描，進行脈衝雷射束之1維方向掃描之後，使載置台移動於和上述1維方向呈正交之方向，更進一步和上述時脈信號同步地使脈衝雷射束進行上述1維方向掃描的脈衝雷射加工方法。使脈衝雷射束進行上述1維方向掃描時，係依據脈衝雷射束之光脈衝數，和上述時脈信號同步地切換脈衝雷射束之照射與非照射。

圖26A、26B表示本實施形態之脈衝雷射加工裝置之時序控制之說明用之信號波形圖。對載置於載置台之工件W進行加工時，雷射振盪器12係藉由內建之控制部控制雷射振盪之大部分而自律動作。如圖26A所示，藉由基準時脈振盪電路產生之週期Tp之時脈信號S1，控制脈衝振盪之時序，而射出和時脈信號S1同步之週期Tp之脈衝雷射束PL1。

雷射束掃描器19係依據掃描起動信號S11，於圖18之掃描開始位置(掃描原點)起動掃描。此時，雷射束掃描器19，係如圖26A所示，對應於和時脈信號S1之上升(下降亦可)同步而由加工控制部26產生之週期Tp的掃描指令信號S2，接受指示。雷射束掃描器控制部32係依據該掃描指令信號S2進行電流計31之驅動控制。

如上述說明，藉由雷射束掃描器19，和時脈信號S1同步地進行脈衝雷射束之1維方向之掃描。此時，藉由脈衝雷射束之照射與非照射之切換，對工件W表面進行圖案加工。又，掃描指令信號S2，係對應於XY2-100協定，而依據例如100kHz(Ts=10μsec)之以電流計31之掃描角「0度」位置維基準的絕對掃描角指令。

圖26A表示，脈衝雷射束之振盪頻率設為500kHz(Tp=2μsec)，脈衝雷射束之射束直徑設為16μm，掃描速度V設為4000mm/sec時之，掃描起動時之和時脈信號S1之上升同步的掃描指令信號S2之例。

於1維掃描方向進行脈衝雷射束之掃描後，將載置台移動於和上述1維方向呈正交之方向，更進一步和上述時脈信號同步地進行脈衝雷射束之上述1維方向之掃描。如此而使脈衝雷射束之於1維方向之掃描，與載置台之於和上述1維方向呈正交之方向之移動交互進行。

其中，雷射束掃描器19之掃描位置信號、亦即掃描角信號S5，係指示XY載置台部之移動時序。以雷射束掃描器19之1維掃描方向為X軸方向時，藉由上述移動時序，進行Y軸方向之特定寬度之載置台移動或連續移動。之後進行脈衝雷射束之X軸方向之掃描。

於圖22之加速期間，以使掃描速度成為快速穩定之掃描速度V的方式，藉由掃描指令信號S2來進行雷射束掃描器19之控制。最佳條件之1軸掃描鏡29之掃描角重複再現性，由實驗可以獲得在穩定區域為約為10μrad/p-p。焦點距離為100mm之fθ透鏡時，該值成為1μm/p-p之掃描位置再現性。

但是加速期間中之掃描速度V之重複穩定性，於長期掃描在約10倍為止會呈現惡化，而於每一次掃描，圖22之加工原點位置有可能產生變動。因此，於加速期間終了後，於充分之穩定區域，將取得脈衝雷射束PL1之振盪與射束掃描間之同步用的同步角(θsy)予以設定。例如加速期間為1msec~1.5msec，焦點距離為100mm之fθ透鏡時，到達充分之穩定區域為止之掃描角範圍約為2.3度～3.4度。

之後，如圖26B所示，由掃描角感測器36檢測出該同步角。檢測出同步角時，算出和掃描指令信號S2(掃描開始位置起之掃描角θo所對應者)間之相位差θi。之後，依據該相位差θi來補正掃描指令信號S2對應之加工原點為止之距離。

上述加工原點為止之距離補正值，係以加工時之第1次掃描(i=1)為基準補正值予以記憶，以之後之i=n之第n次掃描開始位置起之掃描時，以相位差θn與相位差θ1之差分，作為針對第n次掃描相對於第1次掃描之掃描指令信號S2對應之加工原點為止之距離補正值。算出之距離補正值，係被提供給掃描開始位置起之掃描角θo對應之掃描指令信號(S2：絕對掃描角指令)以後之掃描指令信號(S2)，而補正加工原點位置。如此則，即使雷射束掃描器19之加速期間之掃描速度變動之情況下，亦可使第1次掃描時與第n次掃描時之加工原點位置一致。

如上述說明，於1維掃描方向進行脈衝雷射束之掃描之後，將載置台移動於和上述1維方向呈正交之方向，更進一步和上述時脈信號S1同步地進行脈衝雷射束之上述1維方向之掃描，如此則可使每一次掃描之加工原點位置一致，可提升加工精確度。

上述於1維掃描方向進行脈衝雷射束之掃描時，係依據脈衝雷射束之光脈衝數，和上述時脈信號S1同步地切換脈衝雷射束之照射與非照射。脈衝雷射束之照射與非照射，係使用脈衝拾取器進行。

如圖18所示，設定如下：

S_L ：同步角檢測位置至工件之間之距離

W_L ：工件之長度

W₁ ：工件端至加工原點之距離

W₂ ：加工範圍

W₃ ：加工終端至工件端之距離

其中，加工原點=同步角檢測位置+S_L +W₁

工件被設定於載置台上之固定位置，因此S_L 亦成為固定距離。另外，以同步角檢測位置維基準之工件上之加工原點(以下稱加工原點(SYNC))，係成為

加工原點(SYNC)=S_L +W₁ ，該加工原點(SYNC)係進行如上述說明之補正而加以管理，於每一次掃描經常由穩定位置開始加工。另外，如圖18所示，實際加工係在收納於加工範圍(W₂ )之範圍內進行。

例如在射束光點直徑D(μm)、射束頻率F(kHz)之加工條件下掃描時，加工速度：V(m/sec)，係以各光點直徑之1/n偏離射束之照射位置之情況下，成為

V=D×10^-6 ×F×10³ /n

利用脈衝拾取器控制光脈衝進行加工時，脈衝拾取器所作成之脈衝拾取器驅動信號S6，當以實際進行加工之區域定義加工長度時，可以藉由非加工長度來定義重複之加工間距。其中設定加工長度為L₁ ，非加工長度為L₂ 時，加工長度暫存器設定可以設為

加工脈衝數=(L₁ /(D/n))-1

非加工長度暫存器設定可以設為

非加工脈衝數=(L₂ /(D/n))+1

藉由將加工原點(SYNC)起實際開始加工之位置定義為待機長度，而設定每一加工形狀之開始位置。其中，設定待機長度為L_W 時，加工原點(SYNC)暫存器設定可以設為

加工原點(SYNC)光脈衝數=(S_L +W₁ )/(D/n)

待機長度暫存器設定可以設為

待機長度光脈衝數=L_W /(D/n)

又，加工長度、非加工長度、待機長度、加工原點(SYNC)對於各暫存器之設定值為，各別對應之光脈衝數。因此，該光脈衝數成為，針對所使用之射束分布圖事先決定之補正用之光脈衝數予以處理後之值。

上述暫存器設定值依據被照射之光脈衝數予以管理。另外，同步角檢測後之加工待機區間亦由光脈衝數來管理。如此則，藉由光脈衝數進行脈衝拾取器之管理，可以容易維持成為基準之時脈信號S1與脈衝拾取器間之同步，可維持穩定之重複性。藉由維持時脈信號S1與脈衝拾取器14之間之同步，可以簡單實現高精確度之加工。

圖27表示本實施形態之脈衝雷射加工裝置之脈衝拾取器動作之時序控制之說明用之信號波形圖。由加工資料所產生之，藉由光脈衝數加以管理的加工圖案信號S7，係由加工圖案產生部40之加工圖案信號產生部62被輸出。

如圖27所示，較頻率Tp之時脈信號S1延遲t1時間之脈衝雷射束(PL1)，係藉由脈衝拾取器驅動信號S6控制其之遮斷/通過之動作。雷射束掃描器19之掃描，與脈衝雷射束之通過與遮斷之同步，係藉由掃描指令信號(S2)產生時序與時脈信號(S1)之同步來進行。

例如脈衝拾取器驅動信號S6，係藉由時脈信號S1之上升而取樣加工圖案信號S7。較時脈信號S1之一時脈之上升延遲t2時間而上升。在和所要脈衝數相當之時脈數後，藉由時脈信號S1之上升來取樣加工圖案信號S7之成為主動狀態，延遲t3時間而下降。

藉由該脈衝拾取器驅動信號S6，經過延遲時間t4及t5之後產生脈衝拾取器14之動作。藉由該脈衝拾取器14之動作，使脈衝雷射束PL1被抽出而作為調變脈衝雷射束PL2。

以上依據具體例說明本發明之實施形態，但是本發明並不限定於上述具體例。於實施形態中，於切割方法、切割裝置等，非本發明說明直接必要之部分被省略其記載，亦可適當選擇必要之切割方法、切割裝置等相關之要素予以使用。

其他具備本發明之要素，業者經由適當設計變更而得之全部切割方法亦包含於本發明之範圍。本發明之範圍，係藉由申請專利範圍及其均等物之範圍所定義者。

例如實施形態中，被加工基板係說明形成有LED之藍寶石基板之例，本發明雖較適用於藍寶石基板等硬質、缺乏劈開性之較難切斷之基板，但被加工基板亦可為其他之SiC(碳化矽)基板等之半導體材料基板、壓電材料基板、玻璃基板等。

又，實施形態中說明照射光脈衝數(P1)=2，非照射光脈衝數(P2)=1之例，但P1與P2之值可取任意之值據以設為最佳條件。另外，實施形態中說明照射光脈衝以光點直徑之間距重複進行照射與非照射之例，但是藉由變化脈衝頻率或載置台移動速度，而變化照射與非照射之間距，找出最佳條件亦可以。例如照射與非照射之間距可以設為光點直徑之1/n或n倍。

被加工基板為藍寶石基板時，藉由照射能量設為30～150mW以下，脈衝雷射束之通過設為1～4光脈衝單位，遮斷設為1～4光脈衝單位，將照射之間隔設為1～6μm，而可於被加工基板表面形成連續性及直線性良好之裂痕。

另外，關於切割加工之圖案，例如藉由設置複數個照射區域暫存器及非照射區域暫存器，以即時方式於所要時序將照射區域暫存器及非照射區域暫存器值變更為所要之值，如此則，可以對應於各種切割加工圖案。

另外，雷射切割裝置，係說明具備加工表格部之裝置之例，該加工表格部係記憶著：將切割加工資料以脈衝雷射束之光脈衝數予以記述而成的加工表格。但是，未必一定需要具備該加工表格部，只要是裝置之構成為具有可以光脈衝單位進行脈衝雷射束之脈衝拾取器中之通過與遮斷之控制即可。

另外，元件說明具有Au等反射膜之高亮度LED之例，但亦可為背面據有作為電極材料之金、銀、鋁等金屬膜之功率電晶體等其他元件。

(發明效果)

依據本發明，藉由使用鑽石刀片之金屬加工除去金屬膜，之後，實施脈衝雷射束之照射，因此可以低成本，提供能實現極佳割斷特性的切割方法。

1．．．半導體晶圓

2．．．藍寶石基板

3．．．GaN系半導體層

4．．．高亮度LED元件

5．．．金屬膜

6．．．黏著膜

7．．．鑽石刀片

8．．．雷射光

9．．．割斷器

10．．．雷射切割裝置

12．．．雷射振盪器

14．．．脈衝拾取器

16．．．射束整型器

18．．．聚光透鏡

20．．．XYZ載置台部

22．．．雷射振盪器控制部

24．．．脈衝拾取器控制部

26．．．加工控制部

28．．．基準時脈振盪電路

30．．．加工表格部

19．．．雷射束掃描器

29．．．1軸掃描鏡

31．．．電流計

32．．．雷射束掃描器控制部

34．．．fθ透鏡

36．．．掃描角感測器

37．．．雷射系/射束掃描系控制部

38．．．加工資料設定部

40．．．加工圖案產生部

42．．．相位同步處理電路

44．．．同步位置設定部

46．．．同步檢測電路

68．．．雷射束條件設定部

48．．．加工資料解析部

49．．．表格產生部

50．．．脈衝拾取器加工表格部

52．．．載置台移動表格部

54．．．加工原點(SYNC)暫存器

56．．．待機長度暫存器

58．．．加工長度暫存器

60．．．非加工長度暫存器

62．．．加工圖案信號產生部

64．．．移動信號產生部

66．．．載置台控制部

68．．．雷射束條件設定部

70．．．加工原點計數器

72．．．待機長度計數器

74．．．加工長度計數器

76．．．非加工長度計數器

80．．．加工原點比較器

82．．．待機長度比較器

84．．．加工長度比較器

86．．．非加工長度比較器

88．．．時序形成電路

90．．．加工圖案輸出電路

圖1A～1D表示第1實施形態之切割方法之工程概念圖。

圖2A～2B表示第1實施形態之中之被加工基板之例的半導體晶圓之概念圖。

圖3表示第1實施形態之雷射切割方法所使用之雷射切割裝置之一例之概念構成圖。

圖4表示第1實施形態之雷射切割方法之時序控制說明圖。

圖5表示第1實施形態之雷射切割方法之脈衝拾取器動作及調變脈衝雷射束之時序圖。

圖6表示第1實施形態之雷射切割方法之照射圖案說明圖。

圖7表示第1實施形態之照射至藍寶石基板上之照射圖案之上面圖。

圖8表示圖7之AA斷面圖。

圖9A～9D表示第1實施形態之作用說明圖。

圖10表示第1實施形態之載置台移動與切割加工間之關係說明圖。

圖11A～11B表示使不同加工點深度之脈衝雷射束於基板之同一掃描線上掃描複數次而形成裂痕時之說明圖。

圖12A～12B表示於圖11A～11B之條件下割斷時之割斷面之光學照片。

圖13表示實施例1之照射圖案之圖。

圖14A～14E表示實施例1～4、比較例1之雷射切割之結果圖。

圖15表示實施例1之雷射切割之結果之斷面圖。

圖16A～16F表示實施例5～10之雷射切割之結果圖。

圖17A～17E表示實施例11～15之雷射切割之結果圖。

圖18A～18F表示實施例16～21之雷射切割之結果圖。

圖19A～19C表示實施例22～24之雷射切割之結果圖。

圖20表示第2實施形態之脈衝雷射加工裝置之構成。

圖21表示第2實施形態之脈衝雷射加工裝置之雷射束掃描器之說明圖。

圖22表示第2實施形態之脈衝雷射加工裝置之雷射束掃描器之掃描說明圖。

圖23表示第2實施形態之脈衝雷射加工裝置之加工控制部之說明圖。

圖24表示第2實施形態之脈衝雷射加工裝置之加工圖案產生部之說明圖。

圖25表示第2實施形態之脈衝雷射加工裝置之加工圖案信號產生部之說明圖。

圖26A、26B表示第2實施形態之雷射加工裝置之時序控制之說明用之信號波形圖。

圖27表示第2實施形態之脈衝雷射加工裝置之脈衝拾取器動作之時序控制之說明用之信號波形圖。

1．．．半導體晶圓

2．．．藍寶石基板

3．．．GaN系半導體層

4．．．高亮度LED元件

5．．．金屬膜

6．．．黏著膜

7．．．鑽石刀片

8．．．雷射光

9．．．割斷器

10．．．雷射切割裝置

12．．．雷射振盪器

14．．．脈衝拾取器

16．．．射束整型器

18．．．聚光透鏡

20．．．XYZ載置台部

22．．．雷射振盪器控制部

24．．．脈衝拾取器控制部

26．．．加工控制部

28．．．基準時脈振盪電路

30．．．加工表格部

Claims

一種切割方法，係對形成有複數元件，於一面具有金屬膜的被加工基板進行切割之方法，將上述被加工基板載置於第1載置台；藉由使用鑽石刀片之金屬加工除去上述金屬膜而形成溝部；將上述被加工基板載置於第2載置台；產生時脈信號；使和上述時脈信號同步之脈衝雷射束射出至上述被加工基板之上述溝部；使上述被加工基板與上述脈衝雷射束相對移動；同步於上述時脈信號，使用脈衝拾取器來控制上述脈衝雷射束之通過與遮斷，而使上述脈衝雷射束對上述被加工基板之照射與非照射，以光脈衝單位進行切換；於上述被加工基板形成到達基板表面之裂痕。
如申請專利範圍第1項之切割方法，其中藉由針對上述脈衝雷射束之照射能量、上述脈衝雷射束之加工點深度、以及上述脈衝雷射束之照射區域及非照射區域之長度加以控制，而使上述裂痕於上述被加工基板表面呈連續形成。
如申請專利範圍第1項之切割方法，其中上述裂痕，係於上述被加工基板表面，在上述脈衝雷射束之移動方向呈直線狀被形成。
如申請專利範圍第1項之切割方法，其中形成上述裂痕之後，藉由施加外力而割斷上述被加工基板。
如申請專利範圍第1項之切割方法，其中上述金屬加工為刨床(planar)加工法或快速切削(fly cut)加工法。
如申請專利範圍第1項之切割方法，其中上述金屬加工時，係切削上述被加工基板表面。
如申請專利範圍第1項之切割方法，其中上述被加工基板之位置與上述脈衝拾取器之動作開始位置係同步。
如申請專利範圍第7項之切割方法，其中藉由上述第2載置台之同步於上述時脈信號而移動，而使上述被加工基板與上述脈衝雷射束相對移動。
如申請專利範圍第1項之切割方法，其中上述被加工基板為藍寶石基板。
一種切割方法，係對形成有複數元件，於一面具有金屬膜的被加工基板進行切割之方法，其特徵為：將上述被加工基板載置於第1載置台；藉由使用鑽石刀片之金屬加工除去上述金屬膜；將上述被加工基板載置於第2載置台；產生時脈信號；射出和上述時脈信號同步之脈衝雷射束；在上述被加工基板表面，使用脈衝拾取器及雷射束掃描器，和上述時脈信號同步地使上述脈衝雷射束進行通過與遮斷之切換之同時，於1維方向進行掃描；於上述1維方向進行上述脈衝雷射束之掃描之後，使上述載置台移動於和上述1維方向呈正交之方向，更進一步，和上述時脈信號同步地使上述脈衝雷射束於上述1維方向進行掃描；於上述被加工基板形成到達基板表面之裂痕；依據來自上述雷射束掃描器之掃描位置信號，控制上述脈衝拾取器中之上述脈衝雷射束之通過與遮斷，而補正每一掃描之加工原點位置。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中上述第2載置台，係依據上述雷射束掃描器之掃描位置信號，而進行在和上述1維方向呈正交之方向之移動控制。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中藉由針對上述脈衝雷射束之照射能量、上述脈衝雷射束之加工點深度、以及上述脈衝雷射束之照射區域及非照射區域之長度加以控制，而使上述裂痕於上述被加工基板表面呈連續形成。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中上述裂痕，係於上述被加工基板表面，在上述1維方向呈直線狀被形成。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中形成上述裂痕之後，藉由施加外力而割斷上述被加工基板。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中上述金屬加工為刨床加工法或快速切削加工法。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中上述金屬加工時，係切削上述被加工基板表面。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中上述被加工基板之位置與上述脈衝拾取器之動作開始位置係同步。
如申請專利範圍第17項之切割方法，其中藉由上述第2載置台之同步於上述時脈信號而移動，而使上述被加工基板與上述脈衝雷射束相對移動。
如申請專利範圍第10項之切割方法，其中上述被加工基板為藍寶石基板。