TWI426970B - 雷射切割裝置 - Google Patents

雷射切割裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI426970B
TWI426970B TW100101957A TW100101957A TWI426970B TW I426970 B TWI426970 B TW I426970B TW 100101957 A TW100101957 A TW 100101957A TW 100101957 A TW100101957 A TW 100101957A TW I426970 B TWI426970 B TW I426970B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser beam
pulsed laser
substrate
processed
irradiation
Prior art date
Application number
TW100101957A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201141640A (en
Inventor
Mitsuhiro Ide
Makoto Hayashi
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Publication of TW201141640A publication Critical patent/TW201141640A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI426970B publication Critical patent/TWI426970B/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B23K26/0861Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane in at least in three axial directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Description

雷射切割裝置
本發明係主張JP2010-011348(申請日:2010/01/21)之優先權,內容亦引用其全部內容。
本發明關於使用脈衝雷射束之雷射切割裝置。
半導體基板之切割使用脈衝雷射束之方法係被揭示於日本專利第3867107號公報。該方法係藉由脈衝雷射束產生之光學損傷而於加工對象物內部形成裂痕區域。之後,以該裂痕區域為起點來切斷加工對象物。
於習知技術,係以脈衝雷射束之能量、光點直徑、脈衝雷射束與加工對象物之相對移動速度等作為參數,來控制裂痕區域之形成。
習知方法存在著在未被預期之位置產生裂痕等無法充分控制裂痕之產生之問題。因此,特別是例如在藍寶石等硬質基板之切割,或者切割幅窄的切割上有其適用之困難。另外,例如,欲控制生產性而變化切割速度時,在速度變化前後難以實現穩定之切割加工。
本發明有鑑於上述問題,目的在於提供雷射切割裝置,其具有良好之割斷特性之同時,即使變化切割速度亦可實現穩定之切割加工。
本發明之一態樣之雷射切割裝置,其特徵為具備: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,用於使上述脈衝雷射束同步於上述時脈信號;脈衝拾取器,設於上述雷射振盪器與上述載置台之間之光路,用於切換上述脈衝雷射束對上述被加工基板之照射與非照射;脈衝拾取器控制部,係同步於上述時脈信號,依據光脈衝單位來控制上述脈衝雷射束於上述脈衝拾取器之通過與遮斷;加工表格部,其記憶著以上述脈衝雷射束之光脈衝數,將相對於上述被加工基板與上述脈衝雷射束間之標準相對速度的切割加工資料,予以記述而成的加工表格;速度輸入部,用於輸入上述被加工基板與上述脈衝雷射束間之相對速度的設定值;及運算部,依據上述設定值及上述加工表格,針對上述設定值對應之新的加工表格進行運算而記憶於上述加工表格部;上述脈衝拾取器控制部,係依據上述新的加工表格來控制上述脈衝雷射束於上述脈衝拾取器之通過與遮斷。
於上述態樣之雷射切割裝置中,較好是,藉由移動上述載置台而使上述被加工基板與上述脈衝雷射束相對移動,上述設定值為載置台速度之設定值。
以下參照圖面說明實施形態。
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,用於使上述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。另外具備:加工表格部,其記憶著以脈衝雷射束之光脈衝數,將和被加工基板與脈衝雷射束間之標準相對速度對應的切割加工資料,予以記述而成的加工表格;速度輸入部,用於輸入被加工基板與脈衝雷射束間之相對速度的設定值;及運算部,依據上述設定值及加工表格,針對上述設定值對應之新的加工表格進行運算而記憶於加工表格部。脈衝拾取器控制部,係依據新的加工表格來控制脈衝雷射束於脈衝拾取器之通過與遮斷。
本實施形態之雷射切割裝置,係具備上述構成,而具有良好割斷特性之同時,即使變化切割速度之情況下,亦可實現穩定之切割加工。亦即,例如,為控制生產性而變化被加工基板與脈衝雷射束間之相對速度時,亦可常時實現大略同一之切割加工形狀。
圖1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1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,加工表格部30及運算部42。另外,具備速度輸入部40,用於輸入被加工基板與脈衝雷射束間之相對速度之設定值。
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。
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。另外,由雷射振盪器12輸出之脈衝雷射束,係具備固定之頻率及照射能量(照射功率)。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。
就提升切割加工速度之自由度觀點而言,固定之頻率較好是儘可能高的頻率,例如,較好是100KHz以上。
脈衝拾取器14係設於雷射振盪器12與聚光透鏡18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。
速度輸入部40,係構成為例如欲提升生產性時,可由例如操作員輸入較標準載置台速度快之載置台速度之設定值,或較慢之載置台速度之設定值。速度輸入部40,例如為具備鍵盤之輸入終端機。
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,係記憶著以脈衝雷射束之光脈衝數,將對應於標準載置台速度之切割加工資料予以記述而成的之加工表格。加工表格,例如係以進行雷射束照射之光脈衝數(照射光脈衝數),及不進行照射之光脈衝數(非照射光脈衝數)之組合予以記述。
運算部42具備之機能,係依據速度輸入部40所輸入之新的載置台速度之設定值及加工表格,運算出和新的載置台速度之設定值對應之新的加工表格,而記憶於加工表格部。此時,係作為在載置台速度之變更前後使切割加工形狀成為大略同等之加工表格。
將和標準之載置台速度對應之切割加工資料予以更新寫入。假設輸入之新的載置台速度之設定值與標準之載置台速度同一時,不進行新的加工表格之運算。
以下依據圖1-7說明使用上述雷射切割裝置10之雷射切割方法。
使用本實施形態之雷射切割裝置10的雷射切割方法,係將被加工基板載置於載置台,產生時脈信號,射出和時脈信號同步之脈衝雷射束,使被加工基板與脈衝雷射束相對移動,藉由同步於時脈信號而控制脈衝雷射束之通過與遮斷,而使脈衝雷射束對被加工基板之照射與非照射,以光脈衝單位進行切換,而於被加工基板形成到達基板表面之裂痕區域。另外,對應於被輸入之被加工基板與脈衝雷射束間之相對速度,以可以常時實現大略同一切割形狀的方式,將加工表格改寫,控制脈衝雷射束之通過與遮斷。
依據上述構成,可以最適當之分配以良好精確度實施脈衝雷射束對被加工基板之照射與非照射。因此,可控制到達基板表面之裂痕之產生,可以穩定最適當之形狀形成裂痕區域。因此,可以提供能實現良好切斷特性之雷射切割方法。另外,即使變化切割速度亦可實現穩硬之切割加工。
首先,說明標準之載置台速度之雷射切割方法。
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。
圖2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(彩色中心))。
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,參照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之上升與脈衝雷射束之上升、下降會產生延遲時間t2 、t3 。另外,於脈衝雷射束之上升、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3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值或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,掃描脈衝雷射束PL4。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。
關於Z軸方向(高度方向),以使聚光透鏡之聚光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4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4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。
圖5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6表示圖5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。另外,該裂痕係於被加工基板表面連續以大略直線被形成。
如上述說明,藉由到達基板表面之裂痕之形成,之後之基板之切斷成為容易。因此,可實現切割成本之削減。另外,裂痕形成後之最終之基板切斷、亦即分割為各個LED晶片,可於裂痕形成後自然分割,或者另外施加人工力量進行分割。
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直線性狹幅裂痕之形成變為可能。因此,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,例如直線性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。
圖7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1)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使脈衝拾取器進行動作。
如上述說明,以下被管理,
SL :同步位置起至基板間之距離
WL :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。
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1)同步於時脈信號S1而予以實現。
圖8表示照射圖案之具體圖。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。
圖9表示雷射切割之結果圖。圖9(a)為基板上面之照片,圖9(b)為較圖9(a)低倍率之基板上面之照片,圖9(c)為沿基板之切割方向之斷面之照片。
該具體例之雷射切割條件如下。
被加工基板:藍寶石基板
雷射光源:Nd:YVO4 雷射
波長:532nm
照射光脈衝數(P1):1
非照射光脈衝數(P2):2
由圖9(c)之斷面照片可知,形成由基板內部之改質區域到達基板表面之裂痕。另外,由圖9(a)之照片可知,在基板上面形成直線式比較窄幅之裂痕。
如上述說明,藉由光脈衝單位進行脈衝雷射束之照射與非照射之切換,則進行雷射切割時,可以最佳化之照射圖案來控制裂痕之產生,可實現良好之切斷特性。
以下說明由標準之載置台速度變更為載置台速度時之雷射切割方法。例如欲提升生產性時,於圖1之速度輸入部40,例如由操作員輸入較標準之載置台速度快的載置台速度之設定值。如此則,運算部42,係依據由速度輸入部40輸入之新的載置台速度之設定值與加工表格,來運算新的載置台速度之設定值所對應之新的加工表格。
例如標準之載置台速度時之加工條件設為以下條件。
重複頻率:F:500KHz
照射光脈衝數(P1):1
非照射光脈衝數(P2):9
載置台速度:V=200mm/sec
欲提升生產性而將載置台移動速度設為加倍之V=400mm/sec時,輸入該設定值時,運算部42係運算出可以獲得和標準之速度大略同一切割加工形狀的加工表格。具體言之為,算出照射光脈衝與非照射光脈衝之間隔成為大略同一的照射光脈衝數(P1)與非照射光脈衝數(P2)。
此例之情況下成為,
照射光脈衝數(P1):1
非照射光脈衝數(P2):4
反之,欲降低生產性而將載置台移動速度設為減半之V=100mm/sec時,輸入該設定值時,運算部42係運算出可以獲得和標準之速度實質上同一切割加工形狀的加工表格。於此,欲降低生產性係指降低生產性之同時,例如欲維持裝置本身之熱穩定性,而不停止裝置僅降低載置台速度。
此例之情況下成為,
照射光脈衝數(P1):1
非照射光脈衝數(P2):19
如上述說明,以運算部42遜出之新的加工表格更新先前之加工表格,新的加工表格被記憶於加工表格部。依據新的加工表格,脈衝拾取器控制部24將控制脈衝雷射束於脈衝拾取器14之通過與遮斷。如此則,即使變更載置台速度亦可獲得和標準速度大略同一之切割加工形狀。
如上述說明,依據本實施形態之雷射切割裝置,具有良好之切斷特性之同時,即使變化切割速度時亦可實現穩定之切割加工。脈衝雷射束之重複頻率、或照射能量、焦點位置等被固定之狀態下,僅進行光脈衝之照射與非照射之間隔之運算、合計即可。因此,無須變更其他參數。因此,即使變更加工速度亦可使同一切割加工形狀再現。
以上係依據具體例說明本發明之實施形態,但本發明並不限定於彼等具體例。於實施形態中,雷射切割裝置、雷射切割方法等,關於本發明之說明非直接必要之部分可以省略其記載,必要之雷射切割裝置、雷射切割方法等相關之要素可以適當選擇使用。
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之硬質之較難切斷之基板,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,實施形態中說明藉由移動載置台,而使被加工基板與脈衝雷射束相對移動之例,但是例如使用雷射束掃描器等進行脈衝雷射束之掃描,而使被加工基板與脈衝雷射束相對移動之方法或裝置亦可。
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。
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,其他具備本發明之要素,業者經由適當變更設計獲得之所有雷射切割裝置亦包含於本發明範圍內。本發明之範圍,係藉由申請專利範圍及其均等物之範圍予以定義。
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
S1...時脈信號
S2...加工圖案信號
S3...脈衝拾取器驅動信號
S4...移動位置檢測信號
S5...載置台移動信號
PL1...脈衝雷射束
PL2...調變脈衝雷射束
PL3...脈衝雷射束
PL4...脈衝雷射束
W...被加工基板
40...速度輸入部
42...運算部
圖1表示實施形態之雷射切割裝置之一例之概略構成圖。
圖2表示使用實施形態之雷射切割裝置的雷射切割方法之時序控制說明圖。
圖3表示使用實施形態之雷射切割裝置的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4表示使用實施形態之雷射切割裝置的雷射切割方法之照射圖案說明圖。
圖5表示照射至藍寶石基板上之照射圖案之上面圖。
圖6表示圖5之AA斷面圖。
圖7表示載置台移動與切割加工間之關係說明圖。
圖8表示照射圖案之一例之圖。
圖9A、9B、9C表示雷射切割加工之結果之一例之圖。
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
S1...時脈信號
S2...加工圖案信號
S3...脈衝拾取器驅動信號
S4...移動位置檢測信號
S5...載置台移動信號
PL1...脈衝雷射束
PL2...調變脈衝雷射束
PL3...脈衝雷射束
PL4...脈衝雷射束
W...被加工基板
40...速度輸入部
42...運算部

Claims (7)

  1. 一種雷射切割裝置,其特徵為具備: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,用於使上述脈衝雷射束同步於上述時脈信號;脈衝拾取器,設於上述雷射振盪器與上述載置台之間之光路,用於切換上述脈衝雷射束對上述被加工基板之照射與非照射;脈衝拾取器控制部,係同步於上述時脈信號,依據光脈衝單位來控制上述脈衝雷射束於上述脈衝拾取器之通過與遮斷;加工表格部,其記憶著以上述脈衝雷射束之光脈衝數,將相對於上述被加工基板與上述脈衝雷射束間之標準相對速度的切割加工資料,予以記述而成的加工表格;速度輸入部,用於輸入上述被加工基板與上述脈衝雷射束間之相對速度的設定值;運算部,依據上述設定值及上述加工表格,對應於上述設定值,來運算包含以上述脈衝雷射束之光脈衝數記述之新的切割加工資料之新的加工表格,並記憶於上述加工表格部;及射束整型器,係設於上述脈衝拾取器與上述載置台之間,用來將上述脈衝雷射束整型為所要的形狀; 上述脈衝拾取器控制部,係依據上述新的加工表格,依光脈衝單位來控制上述脈衝雷射束於上述脈衝拾取器之通過與遮斷。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射切割裝置,其中藉由移動上述載置台而使上述被加工基板與上述脈衝雷射束相對移動,上述設定值為載置台速度之設定值。
  3. 如申請專利範圍第1項之雷射切割裝置,其中上述加工表格及上述新的加工表格,係藉由進行上述雷射束之照射的光脈衝數,以及不進行照射的光脈衝數之組合予以記述。
  4. 如申請專利範圍第1項之雷射切割裝置,其中上述運算部,係以和藉由上述標準相對速度進行被加工基板之切割加工時,可以獲得實質上同一切割加工形狀的方式,來運算新的加工表格。
  5. 如申請專利範圍第1項之雷射切割裝置,其中上述脈衝拾取器為音響光學元件或電氣光學元件。
  6. 如申請專利範圍第1項之雷射切割裝置,其中上述射束整型器為,將射束直徑以一定倍率予以擴大之射束擴大器、使射束斷面之光強度分布成為均勻之均化器、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。
  7. 如申請專利範圍第1項之雷射切割裝置,其中另外具備:聚光透鏡,係設於上述脈衝拾取器與上述載置台之間,將上述脈衝雷射束予以聚光。
TW100101957A 2010-01-21 2011-01-19 雷射切割裝置 TWI426970B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010011348A JP5452247B2 (ja) 2010-01-21 2010-01-21 レーザダイシング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201141640A TW201141640A (en) 2011-12-01
TWI426970B true TWI426970B (zh) 2014-02-21

Family

ID=44276797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100101957A TWI426970B (zh) 2010-01-21 2011-01-19 雷射切割裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20110174787A1 (zh)
JP (1) JP5452247B2 (zh)
KR (1) KR101264508B1 (zh)
CN (1) CN102133690B (zh)
TW (1) TWI426970B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5620669B2 (ja) * 2009-10-26 2014-11-05 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法およびレーザダイシング装置
JP5981094B2 (ja) 2010-06-24 2016-08-31 東芝機械株式会社 ダイシング方法
JP2013046924A (ja) * 2011-07-27 2013-03-07 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
JP5140198B1 (ja) 2011-07-27 2013-02-06 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法
JP2013027887A (ja) * 2011-07-27 2013-02-07 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
CN102354595A (zh) * 2011-09-29 2012-02-15 沈玉良 一种用于激光调阻机的激光调阻控制装置
TW201343296A (zh) * 2012-03-16 2013-11-01 Ipg Microsystems Llc 使一工件中具有延伸深度虛飾之雷射切割系統及方法
EP2856586B1 (en) * 2012-05-30 2020-10-21 IPG Photonics Corporation Laser ablation process for manufacturing submounts for laser diode and laser diode units
JP2014011358A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
JP5596750B2 (ja) * 2012-07-06 2014-09-24 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法
CN103811602A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 上海蓝光科技有限公司 GaN基LED芯片制备方法
TWI496643B (zh) * 2012-11-30 2015-08-21 Ind Tech Res Inst 三維加工裝置
KR101682269B1 (ko) * 2013-09-25 2016-12-05 주식회사 엘지화학 레이저 커팅 장치 및 그 커팅 방법
JP6802093B2 (ja) * 2017-03-13 2020-12-16 株式会社ディスコ レーザー加工方法およびレーザー加工装置
KR102563724B1 (ko) * 2017-11-29 2023-08-07 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 반도체 발광 소자의 제조 방법
KR20210141870A (ko) 2020-05-14 2021-11-23 삼성전자주식회사 웨이퍼 처리 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법
CN114453770A (zh) * 2022-03-10 2022-05-10 浙江大学杭州国际科创中心 一种SiC衬底双脉冲飞秒激光切片的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200944321A (en) * 2008-03-31 2009-11-01 Electro Scient Ind Inc Photonic clock stabilized laser comb processing

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985597A (en) * 1975-05-01 1976-10-12 International Business Machines Corporation Process for forming passivated metal interconnection system with a planar surface
US4519872A (en) * 1984-06-11 1985-05-28 International Business Machines Corporation Use of depolymerizable polymers in the fabrication of lift-off structure for multilevel metal processes
CH670211A5 (zh) * 1986-06-25 1989-05-31 Lasarray Holding Ag
US4894115A (en) * 1989-02-14 1990-01-16 General Electric Company Laser beam scanning method for forming via holes in polymer materials
US5000811A (en) * 1989-11-22 1991-03-19 Xerox Corporation Precision buttable subunits via dicing
KR100235340B1 (ko) * 1990-07-31 1999-12-15 이시야마 노리다까 박막 정밀 가공용 야그(yag) 레이저 가공기
JP2743673B2 (ja) * 1991-12-27 1998-04-22 澁谷工業株式会社 三次元レーザ加工装置
US5742634A (en) * 1994-08-24 1998-04-21 Imar Technology Co. Picosecond laser
JPH10305384A (ja) * 1997-05-02 1998-11-17 Nec Corp レーザ加工装置
US6172325B1 (en) * 1999-02-10 2001-01-09 Electro Scientific Industries, Inc. Laser processing power output stabilization apparatus and method employing processing position feedback
US6122335A (en) * 1999-10-01 2000-09-19 Quantum Bridge Communications, Inc. Method and apparatus for fast burst mode data recovery
US7723642B2 (en) * 1999-12-28 2010-05-25 Gsi Group Corporation Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers
US7838794B2 (en) * 1999-12-28 2010-11-23 Gsi Group Corporation Laser-based method and system for removing one or more target link structures
US20040134894A1 (en) * 1999-12-28 2004-07-15 Bo Gu Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers
JP4659300B2 (ja) * 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
US7157038B2 (en) * 2000-09-20 2007-01-02 Electro Scientific Industries, Inc. Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
JP2002103066A (ja) * 2000-09-25 2002-04-09 Nec Corp レーザ加工装置
US20060091126A1 (en) * 2001-01-31 2006-05-04 Baird Brian W Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
US6770544B2 (en) * 2001-02-21 2004-08-03 Nec Machinery Corporation Substrate cutting method
JP2003100653A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp 加工装置および加工方法
JP4348199B2 (ja) * 2004-01-16 2009-10-21 日立ビアメカニクス株式会社 レーザ加工方法およびレーザ加工装置
DE102004024475A1 (de) * 2004-05-14 2005-12-01 Lzh Laserzentrum Hannover E.V. Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterialien
JP2006123228A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP4843212B2 (ja) * 2004-10-29 2011-12-21 東京エレクトロン株式会社 レーザー処理装置及びレーザー処理方法
JP4781661B2 (ja) * 2004-11-12 2011-09-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US20060102601A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 The Regents Of The University Of California Feedback controlled laser machining system
JP2006159254A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
US20060191884A1 (en) * 2005-01-21 2006-08-31 Johnson Shepard D High-speed, precise, laser-based material processing method and system
US7528342B2 (en) * 2005-02-03 2009-05-05 Laserfacturing, Inc. Method and apparatus for via drilling and selective material removal using an ultrafast pulse laser
JP4751634B2 (ja) * 2005-03-31 2011-08-17 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置の製造方法
CN101189097B (zh) * 2005-06-01 2011-04-20 飞腾股份有限公司 激光加工装置及激光加工方法
JP2007021528A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置およびその調整方法
US7443903B2 (en) * 2006-04-19 2008-10-28 Mobius Photonics, Inc. Laser apparatus having multiple synchronous amplifiers tied to one master oscillator
JP4909657B2 (ja) * 2006-06-30 2012-04-04 株式会社ディスコ サファイア基板の加工方法
US7529281B2 (en) * 2006-07-11 2009-05-05 Mobius Photonics, Inc. Light source with precisely controlled wavelength-converted average power
US8084706B2 (en) * 2006-07-20 2011-12-27 Gsi Group Corporation System and method for laser processing at non-constant velocities
JP5054949B2 (ja) * 2006-09-06 2012-10-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
GB2444037A (en) * 2006-11-27 2008-05-28 Xsil Technology Ltd Laser Machining
US9029731B2 (en) * 2007-01-26 2015-05-12 Electro Scientific Industries, Inc. Methods and systems for laser processing continuously moving sheet material
JP4885762B2 (ja) * 2007-02-27 2012-02-29 株式会社ディスコ チャックテーブルに保持された被加工物の計測装置およびレーザー加工機
JP5162163B2 (ja) * 2007-06-27 2013-03-13 株式会社ディスコ ウェーハのレーザ加工方法
US8148663B2 (en) * 2007-07-31 2012-04-03 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of improving beam shaping and beam homogenization
KR101310243B1 (ko) * 2007-09-19 2013-09-24 지에스아이 그룹 코포레이션 고속 빔 편향 링크 가공
JP5177370B2 (ja) * 2007-09-25 2013-04-03 株式会社横森製作所 室内階段
JP5134928B2 (ja) * 2007-11-30 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物研削方法
JP5043630B2 (ja) * 2007-12-18 2012-10-10 株式会社ディスコ レーザー加工機
JP5171294B2 (ja) * 2008-02-06 2013-03-27 株式会社ディスコ レーザ加工方法
US8178818B2 (en) * 2008-03-31 2012-05-15 Electro Scientific Industries, Inc. Photonic milling using dynamic beam arrays
JP4612733B2 (ja) * 2008-12-24 2011-01-12 東芝機械株式会社 パルスレーザ加工装置
JP5620669B2 (ja) * 2009-10-26 2014-11-05 東芝機械株式会社 レーザダイシング方法およびレーザダイシング装置
JP5981094B2 (ja) * 2010-06-24 2016-08-31 東芝機械株式会社 ダイシング方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200944321A (en) * 2008-03-31 2009-11-01 Electro Scient Ind Inc Photonic clock stabilized laser comb processing

Also Published As

Publication number Publication date
TW201141640A (en) 2011-12-01
JP2011147968A (ja) 2011-08-04
KR20110085934A (ko) 2011-07-27
CN102133690A (zh) 2011-07-27
CN102133690B (zh) 2013-11-20
US20110174787A1 (en) 2011-07-21
JP5452247B2 (ja) 2014-03-26
KR101264508B1 (ko) 2013-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI426970B (zh) 雷射切割裝置
TWI436845B (zh) 雷射切割方法及雷射切割裝置
TWI471186B (zh) Laser cutting method
TWI414390B (zh) 切割方法
TWI513529B (zh) Laser cutting method
TWI471187B (zh) 雷射切割方法
JP2014011358A (ja) レーザダイシング方法
TWI533963B (zh) 雷射切割方法
JP5827931B2 (ja) レーザダイシング方法
JP5318909B2 (ja) レーザダイシング方法
JP2016013571A (ja) レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP6475471B2 (ja) レーザ加工方法
JP2015123482A (ja) レーザダイシング装置およびレーザダイシング方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees