TWI430863B - A laser processing method, a division method of a workpiece, and a laser processing apparatus - Google Patents

A laser processing method, a division method of a workpiece, and a laser processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
TWI430863B
TWI430863B TW099129611A TW99129611A TWI430863B TW I430863 B TWI430863 B TW I430863B TW 099129611 A TW099129611 A TW 099129611A TW 99129611 A TW99129611 A TW 99129611A TW I430863 B TWI430863 B TW I430863B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
workpiece
laser light
pulsed laser
light
light source
Prior art date
Application number
TW099129611A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201114531A (en
Inventor
Syohei Nagatomo
Mitsuru Sugata
Ikuyoshi Nakatani
Original Assignee
Mitsuboshi Diamond Ind 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 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd filed Critical Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd
Publication of TW201114531A publication Critical patent/TW201114531A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI430863B publication Critical patent/TWI430863B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/354—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/359—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by providing a line or line pattern, e.g. a dotted break initiation line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Description

雷射加工方法、被加工物之分割方法及雷射加工裝置
本發明係關於照射雷射光以加工被加工物之雷射加工方法。
做為照射脈衝雷射光以加工被加工物之技術(以下亦僅稱為雷射加工或雷射加工技術)，各種技術已為公知(例如參照專利文獻1乃至4)。
揭示於專利文獻1之技術係於分割為被加工物之晶片之際，以雷射消熔沿分割預定線形成剖面V字形之槽(折斷槽)，以此槽為起點分割晶片之手法。另外，揭示於專利文獻2之技術係藉由沿被加工物(被分割體)之分割預定線照射散焦狀態之雷射光使被照射區域產生結晶狀態比周圍差之剖面大致V字形之熔解改質區域(變質區域)，以此熔解改質區域之最下點為起點分割被加工物之手法。
在使用於專利文獻1或專利文獻2揭示之技術形成分割起點之場合，不論何者，為了使其後之分割良好地進行，沿為雷射光之掃瞄方向之分割預定線方向形成均一之形狀之V字形剖面(槽剖面或變質區域剖面)皆為重要。做為對應該目的，係控制雷射光之照射以使例如每1脈衝之雷射光之被照射區域(光束點)前後重複。
在例如假設為雷射加工之最基本之參數之重複頻率為R(kHz)、掃瞄速度為V(mm/sec)時兩者之比V/R為光束點之中心間隔，在於專利文獻1及專利文獻2揭示之技術中，為了於光束點間產生重疊而以V/R為1(μm)以下之條件進行雷射光之照射及掃瞄。
此外，於專利文獻3有揭示藉由使聚光點配合於表面具有基部之基板之內部照射雷射光而於基板內部形成改質區域，以此改質區域為切斷之起點之態樣。
此外，於專利文獻4有揭示對1個分離線重複複數次之雷射光掃瞄，於深度方向之上下形成於分離線方向連續之槽部及改質部、於分離線方向不連續之內部改質部之態樣。
專利文獻1：日本特開2004-9139號公報
專利文獻2：國際公開第2006/062017號公報
專利文獻3：日本特開2007-83309號公報
專利文獻4：日本特開2008-98465號公報
以雷射光形成分割起點，其後以折斷器進行分割之手法比起以往之為機械性切斷法之鑽石刻劃，於自動性、高速性、安定性、高精度性方面有利。
然而，在將於由藍寶石等硬脆性且光學上透明之材料構成之基板上形成有LED構造等發光元件構造之被加工物分割為晶片(分割素片)單位之場合，雷射加工之結果所產生之加工痕會吸收在發光元件內部產生之光而有使來自元件之光之取出效果降低之問題。特別是在使用折射率較高之藍寶石基板之發光元件構造之場合該問題更加顯著。
本發明之發明人累積銳意檢討之結果，得知於被加工物之雷射光照射位置(被加工位置)形成數μm程度之節距之微細之凹凸以使在該位置之全反射率降低之做法在解決上述問題點上甚為有效。
於專利文獻1乃至專利文獻3中，未見對該問題有所認知，當然不會有關於解決該問題之手段之揭示或隱含。
例如，揭示於專利文獻1及專利文獻2之技術係沿分割預定線方向形成均一之形狀之V字形剖面之技術，與上述之形成凹凸之態樣相反。
另外，於專利文獻4中，除批評於以雷射光將分離面完全熔斷之場合光之取出效率會惡化外，還如上述有揭示對1個分離預定線於上下進行複數次之加工之態樣，但該態樣有加工複雜且需要作業時間之問題。
本發明係鑑於上述課題而為，以提供可進行減少於加工痕之光吸收之雷射加工之雷射加工方法及實現該方法之雷射加工裝置為目的。
為了解決上述課題，請求項1之發明係藉由將從既定之光源被射出之脈衝雷射光一邊掃瞄、一邊照射，於被加工物形成被加工區域之雷射加工方法，其特徵在於：藉由一邊使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變而使前述被加工物之表面之照射範圍調變、一邊照射前述脈衝雷射光；以形成雖具有於第1方向連續之部分但垂直於前述第1方向之剖面之狀態於前述第1方向變化之前述被加工區域。
請求項2之發明係藉由將從既定之光源被射出之脈衝雷射光一邊掃瞄、一邊照射，於被加工物形成被加工區域之雷射加工方法，其特徵在於：藉由一邊使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變而使前述被加工物之表面之照射範圍調變、一邊照射前述脈衝雷射光；以形成具有於前述被加工物之表面於第1方向連續之第1區域；雖連接於前述第1區域但於前述第1方向具有不連續部分之第2區域；之前述被加工區域。
請求項3之發明係藉由將從既定之光源被射出之脈衝雷射光一邊掃瞄、一邊照射，於被加工物形成被加工區域之雷射加工方法，其特徵在於：藉由一邊使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變而使前述被加工物之表面之照射範圍調變、一邊照射前述脈衝雷射光；以形成大致橢圓錐狀或大致楔形狀之單位被加工區域於第1方向多數連接而成之前述被加工區域。
請求項4之發明係如申請專利範圍第1至3項中任一項之雷射加工方法，其中，前述第2區域沿前述第1方向具有凹凸。
請求項5之發明係如申請專利範圍第1至3項中任一項之雷射加工方法，其中，藉由前述脈衝雷射光之各單位脈衝之光束點以沿前述第1方向離散之照射條件掃瞄前述脈衝雷射光，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項6之發明係如申請專利範圍第5項之雷射加工方法，其中，在假設前述脈衝雷射光之重複頻率為R(kHz)、前述脈衝雷射光之對前述被加工物之相對移動速度為V(mm/sec)、前述被加工物之前述表面之前述被加工區域之正交於前述第1方向之方向之預定形成寬度為W(μm)時，藉由在滿足10(kHz)≦R≦200(kHz)、30(mm/sec)≦V≦1000(mm/sec)、且表示前述脈衝雷射光之光束點之中心間隔之V/R為V/R≧1(μm)、W/4(μm)≦V/R≦W/2(μm)之關係之照射條件之前提下沿前述第1方向掃瞄前述脈衝雷射光，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項7之發明係如申請專利範圍第6項之雷射加工方法，其中，在滿足V/R≧3(μm)之關係之照射條件之前提下掃瞄前述脈衝雷射光。
請求項8之發明係如申請專利範圍第1至3項中任一項之雷射加工方法，其中，藉由使前述脈衝雷射光之照射能量調變並於第1方向掃瞄前述脈衝雷射光，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項9之發明係如申請專利範圍第1至3項中任一項之雷射加工方法，其中，藉由交互重複往分別對前述第1方向具有既定之角度之第2方向與第3方向之前述脈衝雷射光之掃瞄，使前述被加工物之前述脈衝雷射光之掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項10之發明係如申請專利範圍第9項之雷射加工方法，其中，藉由使前述脈衝雷射光在正交於前述被加工物之移動方向之方向往復掃瞄，使前述脈衝雷射光之前述掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項11之發明係如申請專利範圍第1至3項中任一項之雷射加工方法，其中，藉由照射前述脈衝雷射光除去被照射部分之材料，形成前述被加工區域。
請求項12之發明係如申請專利範圍第1至3項中任一項之雷射加工方法，其中，藉由照射前述脈衝雷射光使前述被加工物產生熔解改質區域，形成前述被加工區域。
請求項13之發明係如申請專利範圍第1至3項中任一項之雷射加工方法，其中，前述被加工物係藍寶石基板、GaN基板或SiC基板其中之一。
請求項14之發明係一種被加工物之分割方法，係分割被加工物，其特徵在於具備：以申請專利範圍第1至13項中任一項之雷射加工方法於前述被加工物形成沿既定之分割預定線之前述被加工區域之形成步驟；將前述被加工物沿前述被加工區域分割之分割步驟。
請求項15之發明係一種雷射加工裝置，具備發出脈衝雷射光之光源；被設為可對前述光源相對移動之載置被加工物之載台；控制來自前述光源之脈衝雷射光之射出與前述載台之移動之控制手段；在載置有前述被加工物之狀態下，藉由一邊使前述載台對前述光源相對移動、一邊從前述光源使前述脈衝雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈衝雷射光、一邊於前述被加工物形成被加工區域，其特徵在於：藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載台之動作以使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變；可形成雖具有於第1方向連續之部分但垂直於前述第1方向之剖面之狀態於前述第1方向變化之前述被加工區域。
請求項16之發明係一種雷射加工裝置，具備發出脈衝雷射光之光源；被設為可對前述光源相對移動之載置被加工物之載台；控制來自前述光源之脈衝雷射光之射出與前述載台之移動之控制手段；在載置有前述被加工物之狀態下，藉由一邊使前述載台對前述光源相對移動、一邊從前述光源使前述脈衝雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈衝雷射光、一邊於前述被加工物形成被加工區域，其特徵在於：藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載台之動作以使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變；可形成具有於前述被加工物之表面於第1方向連續之第1區域；雖連接於前述第1區域但於前述第1方向具有不連續部分之第2區域；之前述被加工區域。
請求項17之發明係一種雷射加工裝置，具備發出脈衝雷射光之光源；被設為可對前述光源相對移動之載置被加工物之載台；控制來自前述光源之脈衝雷射光之射出與前述載台之移動之控制手段；在載置有前述被加工物之狀態下，藉由一邊使前述載台對前述光源相對移動、一邊從前述光源使前述脈衝雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈衝雷射光、一邊於前述被加工物形成被加工區域，其特徵在於：藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載台之動作以使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變；形成大致橢圓錐狀或大致楔形狀之單位被加工區域於第1方向多數連接而成之前述被加工區域。
請求項18之發明係如申請專利範圍第15至17項中任一項之雷射加工裝置，其中，前述第2區域沿前述第1方向具有凹凸。
請求項19之發明係如申請專利範圍第15至17項中任一項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載台之動作以使前述脈衝雷射光之各單位脈衝之光束點沿前述第1方向離散，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項20之發明係如申請專利範圍第19項之雷射加工裝置，其中，在假設前述脈衝雷射光之重複頻率為R(kHz)、前述脈衝雷射光之對前述被加工物之相對移動速度為V(mm/sec)、前述被加工物之前述表面之前述被加工區域之正交於前述第1方向之方向之預定形成寬度為W(μm)時，前述控制手段係控制前述光源及前述載台之動作以使滿足10(kHz)≦R≦200(kHz)、30(mm/sec)≦V≦1000(mm/sec)、且表示前述脈衝雷射光之光束點之中心間隔之V/R為V/R≧1(μm)、W/4(μm)≦V/R≦W/2(μm)之關係。
請求項21之發明係如申請專利範圍第20項之雷射加工裝置，其中，前述控制手段係控制前述光源及前述載台之動作以使滿足V/R≧3(μm)之關係。
請求項22之發明係如申請專利範圍第15至17項中任一項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載台之動作以使前述脈衝雷射光之照射能量調變，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項23之發明係如申請專利範圍第15至17項中任一項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段控制前述光源及前述載台之動作以使交互重複往分別對前述第1方向具有既定之角度之第2方向與第3方向之前述脈衝雷射光之掃瞄，使前述被加工物之前述脈衝雷射光之掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
請求項24之發明係如申請專利範圍第23項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段控制前述光源及前述載台之動作以使前述脈衝雷射光在正交於前述載台之移動方向之方向往復掃瞄，使前述脈衝雷射光之前述掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
利用請求項1乃至請求項24之發明，可將成為分割被加工物之際之分割起點之被加工區域形成為在表面側係連續但在底面側為不連續之形狀。藉此，在分割發光元件構造之場合獲得於加工痕之光吸收能受抑制之分割素片。
<雷射加工裝置之概要>
圖1係概略顯示本發明之實施形態之雷射加工裝置50之構成之示意圖。雷射加工裝置50主要具備雷射光照射部50A、觀察部50B、由例如石英等透明之構件構成且將被加工物10載置於其上之載台7、進行雷射加工裝置50之各種動作(觀察動作、對準動作、加工動作等)之控制器1。雷射光照射部50A係對載置於載台7之被加工物10照射雷射光之部位，觀察部50B係進行從雷射光被照射之側(將此側稱為表面)直接觀察該被加工物10之表面觀察、從載置於載台7之側(將此側稱為背面)隔該載台7觀察之背面觀察之部位。
載台7係藉由移動機構7m而可在雷射光照射部50A與觀察部50B之間於水平方向移動。移動機構7m係藉由未圖示之驅動手段之作用而在水平面內使載台7於既定之XY 2軸方向移動。藉此，實現雷射光照射部50A內之雷射光照射位置或觀察部50B內之觀察位置之移動或雷射光照射部50A與觀察部50B之間之載台7之移動等。另外，關於移動機構7m，亦可與水平驅動獨立進行以既定之旋轉軸為中心之水平面內之旋轉(θ旋轉)動作。
此外，於雷射加工裝置50中，係可適當切換地可進行表面觀察與背面觀察。藉此，可靈活且迅速進行對應於被加工物10之材質或狀態之最佳之觀察。
載台7雖係如上述以石英等透明之構件形成，但係於其內部設成為為了吸附固定被加工物10之吸氣通路之不圖示之吸引用配管而成。
在將被加工物10載置於載台7上之狀態下，以例如吸引泵等吸引手段11對吸引用配管進行吸引，對設於吸引用配管之載台7載置面側前端之吸引孔給予負壓，使被加工物10(及透明片4)固定於載台7。另外，於圖1中雖係例示為加工對象之被加工物10貼付於透明片4之場合，但透明基板保護片4之貼付並非必要。
雷射光照射部50A係構成為可藉由對載置於載台7之被加工物10照射雷射光而加工被加工物10。
若更詳言之，於雷射光照射部50A中，從雷射光源SL發出雷射光LB，在以於省略圖示之鏡筒內具備之分光鏡51使反射後，將該雷射光LB在載台7位於雷射光照射部50A之狀態下以聚光透鏡52在載置於載台7之被加工物10對焦，對被加工物10照射。藉由組合該雷射光LB之照射與載台7之移動，可使雷射光LB對被加工物10相對掃瞄並可進行被加工物10之加工。例如，於被加工物10之表面施加槽加工(刻劃)，可進行分割被加工物10之加工。
另外，於雷射加工裝置50中，加工處理之際，可因應必要在刻意使對焦位置從被加工物10之表面偏離之散焦狀態下照射雷射光LB。
<雷射光源>
做為雷射光源SL，使用Nd：YAG雷射為較理想之態樣。或者，為使用Nd：YVO4 雷射或其他固體雷射之態樣亦可。另外，雷射光源SL為附Q開關較理想。
此外，從雷射光源SL發出之雷射光LB之波長或輸出、脈衝之重複頻率、脈衝寬度之調整等係以控制器1之照射控制部23實現。依照加工模式設定資料D2之既定之設定信號從加工處理部25對照射控制部23發出後，照射控制部23便依該設定信號設定雷射光LB之照射條件。
本實施形態中，雷射光LB之波長屬於150nm~563nm之波長範圍較理想，其中以Nd：YAG雷射為雷射光源SL之場合，使用其3倍高頻波(波長約355nm)為較理想之態樣。此外，脈衝之重複頻率之為10kHz~200kHz較理想，脈衝寬度為50nsec以上較理想。
雷射光LB被聚光透鏡18縮徑為1μm~10μm程度之光束徑後被照射較理想。在該場合，雷射光LB之照射之峰值功率密度為約1GW/cm2 ~10GW/cm2 。
另外，從雷射光源SL被射出之雷射光LB之偏光狀態可為圓偏光亦可為直線偏光。但直線偏光之場合，由在結晶性被加工材料中之加工斷面之彎曲與能量吸收率之觀點，使偏光方向與掃瞄方向大致平行，例如兩者之所成角度為±1度以內較理想。此外，出射光為直線偏光之場合，雷射加工裝置50具備不圖示之衰減器較理想。衰減器係配置於雷射光LB之光路上之適當之位置，負責調整被射出之雷射光LB之強度。
<照明系統及觀察系統>
觀察部50B係對載置於載台7之被加工物10重疊進行從載台7之上方來自落射照明光源S1之落射照明光L1之照射與來自斜光照明光源S2之斜光透射照明光L2之照射，並構成為可進行從載台7之上方側之使用表面觀察手段6之表面觀察與從載台7之下方側之使用背面觀察手段16之背面觀察。
具體而言，從落射照明光源S1被發出之落射照明光L1在省略圖示之設於鏡筒內之半鏡9被反射，照射於被加工物10。此外，觀察部50B具備包含設於半鏡9之上方(鏡筒之上方)之CCD攝影機6a、連接於該CCD攝影機6a之螢幕6b之表面觀察手段6，可在使落射照明光L1照射之狀態下即時進行被加工物10之明視野像之觀察。
此外，於觀察部50B中，於載台7之下方，更理想為具備設於後述之半鏡19之下方(鏡筒之下方)之CCD攝影機16a、連接於該CCD攝影機16a之螢幕16b之背面觀察手段16。另外，螢幕16b與於表面觀察手段6具備之螢幕6b為共通亦可。
此外，從於載台7之下方具備之同軸照明光源S3被發出之同軸照明光L3在省略圖示之設於鏡筒內之半鏡19被反射，在聚光透鏡18被聚光後，透過載台7照射於被加工物10亦可。更理想者係於載台7之下方具備斜光照明光源S4，可透過載台7對被加工物10照射斜光透射照明光L4。此等同軸照明光源S3或斜光照明光源S4在例如於被加工物10之表面側有不透明之金屬層等而從表面側之觀察會因由該金屬層之反射產生而困難之場合等，可適合用於從背面側觀察被加工物10之際。
<控制器>
控制器1係控制上述之各部之動作，進一步具備使在後述之各種態樣之被加工物10之加工處理實現之控制部2、記錄控制雷射加工裝置50之動作之程式3p或於加工處理之際被參照之之各種資料之記錄部3。
控制部2係係以個人電腦或微電腦等汎用之電腦實現，藉由記錄於記錄部3之程式3p被讀入該電腦並被實行，各種構成要素做為控制部2之機能性構成要素被實現。
具體而言，控制部2主要具備控制使用移動機構7m之載台7之驅動或聚光透鏡18之對焦動作等關於加工處理之各種驅動部分之動作之驅動控制部21、控制使用CCD攝影機6a及CCD攝影機16a之攝影之攝影控制部22、控制來自雷射光源SL之雷射光LB之照射之照射控制部23、控制使用吸引手段11之往載台7之被加工物10之吸附固定動作之吸附控制部24、依被給予之加工位置資料D1及加工模式設定資料D2使對加工對象位置之加工處理實行之加工處理部25。
記錄部3係以ROM或RAM及硬碟等記錄媒體實現。另外，記錄部3可為以實現控制部2之電腦之構成要素實現之態樣，於硬碟之場合等，為設為與該電腦不同體之態樣亦可。
另外，操作者對雷射加工裝置50給予之各種輸入指示利用於控制器1被實現之GUI被進行較理想。例如，以加工處理部25之作用以GUI提供加工處理用選單。
<對準動作>
於雷射加工裝置50中，在加工處理前係先於觀察部50B進行微調被加工物10之配置位置之對準動作。對準動作係為了使被決定於被加工物10之XY座標軸與載台7之座標軸一致而進行之處理。對準動作可適用並實行公知之技術，只要對應於加工形態以適當之態樣進行即可。例如，若為使用1個母基板切出被製作之多數個元件晶片之場合等，於被加工物10之表面形成有重複圖案之場合，以使用型樣匹配等手法實現適當之對準動作。在此場合，概略而言，CCD攝影機6a或CCD攝影機16a取得形成於被加工物10之複數對準用標記之攝影影像，加工處理部25基於此等攝影影像之攝影位置之相對關係特定對準量，驅動控制部21對應於該對準量以移動機構7m使載台7移動，實現對準。
藉由進行該對準動作，加工處理之加工位置被正確特定。另外，對準動作結束後，載置有被加工物10之載台7往雷射光照射部50A移動，繼續進行照射雷射光LB之加工處理。另外，從觀察部50B往雷射光照射部50A之載台7之移動係被保證為於對準動作時被想定之加工預定位置與實際之加工位置不會偏離。
<加工模式>
本實施形態之雷射加工裝置50之特徵在於可以各種加工模式進行(相對)掃瞄雷射光LB之加工處理(雷射加工)。此特徵係以改變來自雷射光源SL之雷射光LB之照射條件與利用使載台7移動之對被加工物10之雷射光LB之掃瞄條件之組合來實現。
加工模式係粗分為以雷射光LB之掃瞄方向之任意之位置之垂直於該掃瞄方向之加工剖面大致相同之照射條件沿分割預定位置連續照射雷射光LB之連續模式、以被加工物10之表面之雷射光LB之照射範圍被調變之照射條件照射雷射光LB之調變模式。於調變模式雷射光LB之照射條件或掃瞄條件有相異之各種態樣，於雷射加工裝置50中，至少可實行其中1種。
概略而言，可謂連續模式係沿分割預定線L形成均勻之被加工區域(或加工痕)之模式，調變模式係沿分割預定線L形成具有凹凸形狀之區域(或加工痕)之模式。
另外，除去加工之場合，加工槽之剖面相當於加工剖面，熔解改質法之場合，變質區域之剖面相當於加工剖面。
加工模式係例如以加工處理部25之作用於控制器1對操作者被提供為可利用之加工處理用選單選擇較理想。於控制器1之記錄部3記錄記述關於被加工物10之分割預定線L(圖3)之位置之加工位置資料D1，且記錄有對應於各加工模式中之雷射加工之態樣之記述有關於雷射裝之各自之參數之條件或載台7之驅動條件(或此等之可設定範圍)等之加工模式設定資料D2。加工處理部25係取得加工位置資料D1並從加工模式設定資料D2取得對應於被選擇之加工模式之條件，通過驅動控制部21、照射控制部23其他控制對應之各部之動作。
在連續模式之加工由於係於如揭示於專利文獻1或專利文獻2之以往之雷射加工裝置中亦被進行之公知之加工處理態樣，故於本實施形態中省略詳細之說明。於以下係針對於本實施形態之雷射加工裝置50固有之在調變模式之加工。
<第1調變模式：以光束點離散之方式雷射光照射>
圖2係針對雷射加工裝置50中之雷射光LB之重複頻率、載台7之掃瞄速度、光束點中心間隔之關係說明之圖。
雷射光LB之重複頻率為R(kHz)之場合，每1/R(msec)便有1個雷射脈衝從雷射光源SL被發出。在載置有被加工物10之載台7以速度V(mm/sec)移動之場合，由於從某一脈衝被發出至其次之雷射脈衝被發出之間被加工物10移動V*1/R=V/R(μm)之量，故某一雷射脈衝之光束中心位置與其次被發出之雷射脈衝之光束中心位置之間隔，亦即光束點中心間隔△(μm)係以△=V/R決定。
因此，只要被加工物10之表面之光束徑D比△=V/R大，各雷射脈衝便會重疊，但在光束徑D比△=V/R小之場 合，各雷射脈衝便不會重疊。第1調變模式便係利用此特性進行雷射加工之模式。
圖3及圖4係示意顯示第1調變模式中之雷射光LB之照射態樣、被形成之被加工區域RE之關係之圖。圖3係立體圖。於圖3及圖4為了方便而附加有以分割預定線L之方向為x方向，以於被加工物10之表面與x軸正交之方向為y軸方向，以正交於被加工物10之表面之方向為z軸方向之三維座標(於以後之圖亦同)。圖4係被加工區域RE之XY俯視圖(中央之圖)、A-A’剖面圖(右側之圖)、B-B’、C-C’、D-D’剖面圖(左側之圖)。A-A’剖面圖係平行於分割預定線L之面之剖面圖。B-B’、C-C’、D-D’剖面圖係在分割預定線L上之不同位置之垂直於分割預定線L之面之剖面圖。
於第1調變模式中，雷射光LB之各單位脈衝之光束點BS以離散位於分割預定線L之方向之照射條件照射雷射光LB。此係以光束徑D與光束點中心間隔△=V/R滿足D<△之關係來實現。具體而言，於加工模式設定資料D2進行記述，以使雷射光LB之照射條件及載台7之驅動條件可在10(kHz)≦R≦200(kHz)、30(mm/sec)≦V≦1000(mm/sec)、D<V/R、W/4(μm)≦V/R≦W/2(μm)之範圍設定。在此，W係垂直於分割預定線L之方向之加工預定寬度。
另外，所謂於沿分割預定線L之方向掃瞄雷射光LB之際光束點BS離散存在係指於分割預定線L之方向有雷射光LB被照射之位置與未被照射之位置存在，故該當於使被加工物10之表面之照射範圍調變以照射雷射光LB之態樣。若在此種條件下掃瞄雷射光LB會形成如圖3及圖4所示之形狀之被加工區域RE。概略而言，雖各雷射脈衝之光束點離散，被加工區域RE仍具有以各雷射脈衝形成之大致橢圓錐狀(或大致楔形狀)之單位被加工區域REu於分割預定線L之方向多數連接而成之形狀。
更詳細而言，被加工區域RE係在於被加工物10之表面連續之一方如圖3及圖4之B-B’、C-C’、D-D’剖面圖所示，關於垂直於分割預定線L之方向之寬度及剖面形狀隨在分割預定線L方向(x軸方向)之位置而異。亦即，被加工區域RE雖具有於分割預定線L方向(x軸方向)連續之部分，但亦可謂具有垂直於分割預定線L方向(x軸方向)之剖面(yz剖面)之狀態於分割預定線L方向(x軸方向)變化之形狀。另外，於圖4顯示之場合，被加工區域RE於被加工物10之表面附近之y軸方向之加工寬度係形成為沿x軸方向在w1~w3之間變化。亦可解釋為假如C-C’剖面之該加工寬度w2與加工預定寬度W相等，則在第1調變模式之加工係重複交互形成具有比加工預定寬度W大之加工寬度之區域、具有比加工預定寬度W小之加工寬度之區域之態樣。但於實際之加工亦有w1≒w2，w2≒w3之場合。
此外，若採用不同觀點，如圖4之A-A’剖面圖所示，被加工區域RE亦可謂由於被加工物10之表面附近由於x方向連續之連續區域RE1、雖於y軸方向連接於連續區域RE1但於x軸方向為不連續之不連續區域RE2構成。
不論如何，被加工區域RE係於xy剖面及yz剖面，亦即沿x軸方向具有凹凸。凹凸之節距雖亦因雷射光LB之照射條件或載台7之驅動條件而異，但為數μm～十數μm程度。
V或R之具體之值可考慮被加工物10之材質或吸收率、熱傳導率、熔點等適當決定。此外，脈衝之照射能量在10μJ～1000μJ之範圍內適當決定即可。
另外，在V/R<W/4(μm)之場合，單位被加工區域REu之重疊變大而加工預定寬度W與實際之加工寬度之差變小，實質上與在連續模式之加工無差異。反之，在V/R>W/2(μm)之場合，由於相鄰之光束點之距離過度増大，結果各單位被加工區域REu不連接，故不理想。
<第2調變模式：能量調變>
上述之第1調變模式係以在V/R>D之條件之前提下進行加工為特徵之模式，而第2調變模式係在V/R≦D之條件下進行加工之模式。亦即，在在鄰接之光束點有重疊之狀態下照射雷射光LB之條件下亦可進行之加工模式。
一般被照射之雷射脈衝之照射能量E越大，便被加工至被加工物10之越深之區域，表面之加工範圍亦擴張。在第2調變模式便係利用此特性之加工模式。
圖5係示意顯示第2調變模式中之照射能量E、光束點BS之大小及被加工區域RE之形狀之關係之圖。於第2調變模式中，在使雷射光LB沿分割預定線L掃瞄之際，加工處理部25控制各部之動作以使雷射光LB之照射能量E如圖5所示在最小值Emin 與最大值Emax 之間週期性變化。亦即，雷射加工裝置50係控制為使照射能量E調變且雷射光LB進行掃瞄。之後，被加工物10之表面之雷射光LB之光束點BS之大小對應於照射能量E之值變化。於圖5中雖係例示E=Emin 時之光束點BS(BS1)、E=Emax 時之光束點BS(BS2)，但其中間之大小亦可。藉此，結果形成與圖4同樣之形狀之被加工區域RE。
具體而言係Emin 與Emax 被決定為滿足5(μJ)≦Emin ≦100(μJ)、20(μJ)≦Emax ≦1000(μJ)。此外，於第2調變模式R與V之值係被設定為滿足50(kHz)≦R≦200(kHz)、50(mm/sec)≦V≦1000(mm/sec)之範圍。此外，調變週期為2μm~20μm程度較合適。關於第2調變模式，此等設定範圍記述於加工模式設定資料D2。
如由圖5可知，使照射能量E調變結果亦為使對加工有效之實質之光束點徑調變，故第2調變模式亦該當於使被加工物10之表面之照射範圍調變以照射雷射光LB之態樣。
<第3調變模式：於與分割預定線L正交之方向掃瞄雷射光LB>
第3調變模式係於與分割預定線L正交之方向掃瞄雷射光LB，並照射雷射光LB以使各單位脈衝之光束點BS離散存在加工模式。
圖6係示意顯示第3調變模式中之光束點BS之位置與被加工物10移動方向之關係之圖。於第3調變模式中，使載置有被加工物10之載台7沿分割預定線L(x軸方向)移動，並如於圖6以箭頭AR1所示，於垂直於分割預定線L之方向(y方向)使雷射光LB往復掃瞄。此動作係以雷射加工裝置50於雷射光源SL或雷射光LB之照射路徑之途中具備檢流鏡等掃瞄機構來實現。
若使某一雷射脈衝被發出時之光束點BS中心與次一雷射脈衝被發出時之光束點BS中心之距離與雷射光LB之往y軸方向之掃瞄寬度p(μm)一致，由於如上述每1/R(msec)便有1個雷射脈衝從雷射光源SL被發出，故在往y軸方向之掃瞄速度為p/(1/R)=pR之場合，如圖6所示，雷射光LB被照射為光束點BS夾分割預定線L交互存在。此時，雷射光LB雖僅於y軸方向往復掃瞄，但由於被加工物10於x軸方向移動，故關於x軸方向係與第1調變模式同樣地光束點BS離散存在滿足Δ=V/R。
結果於被加工物10係如圖6所示，雷射光LB之掃瞄軌跡T與分割預定線L重複交互交叉。亦即，雷射光LB循以分割預定線L為軸且鋸齒狀之掃瞄軌跡T被照射。
在該第3調變模式之場合，若沿分割預定線L之方向(x軸方向)，雷射光LB之關於y軸方向之照射位置及照射範圍皆在變化(亦存在不被照射之位置)。因此，於該場合亦該當於使被加工物10之表面之照射範圍調變以照射雷射光LB之態樣。
使用第3調變模式之雷射光LB之照射之結果，形成具有如圖6所示之表面形狀之之被加工區域RE。此場合之被加工區域RE概略而言，雖各雷射脈衝之光束點離散，仍具有以各雷射脈衝形成之大致橢圓錐狀(或大致楔形狀)之單位被加工區域REu於分割預定線L之方向多數連接而成之形狀。
於此場合，被加工區域RE亦在於被加工物10之表面連續之一方關於垂直於分割預定線L之方向之寬度及剖面形狀隨在分割預定線L方向(x軸方向)之位置而異。亦即，被加工區域RE雖具有於分割預定線L方向(x軸方向)連續之部分，但亦可謂具有垂直於分割預定線L方向(x軸方向)之剖面(yz剖面)之狀態於分割預定線L方向(x軸方向)變化之形狀。
另外，圖示雖省略，但以第3調變模式獲得之被加工區域RE亦於被加工物10之表面附近由於x方向連續之連續區域、雖於y軸方向連接於連續區域但於x軸方向為不連續之不連續區域構成。
亦即，關於以第3調變模式獲得之被加工區域RE亦於xy剖面及yz剖面，亦即沿x軸方向具有凹凸。凹凸之節距雖亦因雷射光LB之照射條件或載台7之驅動條件而異，但為數μm～十數μm程度。
於第3調變模式中，由於各單位脈衝之光束點BS離散存在，故光束徑D與光束點中心間隔Δ=V/R與掃瞄寬度滿足D＜(Δ2 +p2 )1/2 之關係。此外，於加工模式設定資料D2進行記述，以使雷射光LB之照射條件及載台7之驅動條件可在10(kHz)≦R≦200(kHz)、30(mm/sec)≦V≦1000(mm/sec)之範圍設定。另外，1(μm)≦p≦3(μm)。例如，設定為p=1.5μm程度較合適。V或R之具體之值可考慮被加工物10之材質或吸收率、熱傳導率、熔點等適當決定。此外，脈衝之照射能量在10μJ～1000μJ之範圍內適當決定即可。
<第3調變模式之變形例>
在上述之第3調變模式雖係各單位脈衝之光束點BS離散存在，但以於與分割預定線L正交之方向使雷射光LB掃瞄並具有鄰接之光束點BS重疊之態樣之加工亦為可能。
圖7係例示形成於該場合之被加工區域RE之被加工物10之表面之形狀之圖。在此場合，掃瞄軌跡T’與分割預定線L重複交互交叉。此外，被加工區域RE雖於xy剖面具有凹凸，但於zx剖面係形成為大致連續。
<利用調變模式之分割起點之形成>
利用如上述之第1乃至第3調變模式之加工特別適合在於由藍寶石、GaN或SiC等硬脆且光學上透明之材料構成之基板之上將形成有LED構造等發光元件構造之被加工物10分割為晶片(分割素片)單位之場合之分割起點之形成。
亦即，使用上述調變模式，形成具有數μm程度之節距之微細凹凸形狀之被加工區域RE，以該被加工區域RE為起點將被加工物10折斷以獲得晶片。另外，該折斷可以例如從被加工物10之上面對夾被加工區域RE相反之側分別使以被加工區域RE為軸相反之方向之力作用來實現。在此場合，被加工區域RE之最下端部成為起點，分割往被加工物10之下方進行。藉此，形成與被加工物10之上下面大致垂直之折斷面。
形成被加工區域RE之部位雖會殘留加工痕，但由於該部位具有在調變模式進行加工之結果而被形成之凹凸，故為不易全反射之形狀。藉此，該部位之光吸收受到抑制，在內部發光之光於該部位亦有效率地透射至外部。
以上，如已說明，利用本實施形態，使用上述之第1乃至第3調變模式之一可將成為分割被加工物之際之分割起點之被加工區域形成為在表面側係連續但在底面側為不連續之形狀。藉此，若以發光元件構造為被加工物進行分割，可獲得於加工痕之光吸收能受抑制之光取出效率優良之發光元件晶片。
【實施例】
(實施例1)
圖8係關於以藍寶石基板為被加工物10並以第1調變模式進行除去加工後之關於被加工物10之上面之光學顯微鏡像。延在於圖面上左右方向者係被加工區域RE之表面部分(相當於連續區域RE1)。另外，加工係在R=66kHz、V=200mm/sec、照射能量=1.5W、散焦值=-12μm之條件下被進行。
此外，圖9係該加工後，將於圖8顯示之藍寶石基板以該被加工區域RE為分割起點折斷後之結果所得之分割素片10a之側面之光學顯微鏡像。
於圖9中確認相當於連續區域RE1之加工痕M1、相當於不連續區域RE2之加工痕M2、平坦之折斷面F。特別是於不連續區域RE2，大致楔形狀之微細區域以大致等間隔離散存在。此係相當於單位被加工區域REu，於折斷時，破斷僅在此等微細區域之間產生。亦即，由圖9確認於分割素片10a形成有來自被加工區域RE之凹凸形狀。
(實施例2)
圖10係關於以藍寶石基板為被加工物10並以第2調變模式進行除去加工後之被加工物10之上面之光學顯微鏡像。與實施例1同樣地，延在於圖面上左右方向者係被加工區域RE之表面部分。另外，加工係在R=100kHz、V=100mm/sec、散焦值=-10μm，使照射能量為14μJ～20μJ之範圍以15μm週期使調變之條件下被進行。
此外，圖11係該加工後，將於圖10顯示之藍寶石基板以該被加工區域RE為分割起點折斷後之結果所得之分割素片10b之側面之光學顯微鏡像。
於圖11中亦確認大致楔形狀之微細區域以大致等間隔離散存在之相當於不連續區域RE2之加工痕M3。亦即，由圖11亦確認形成有來自被加工區域RE之凹凸形狀。
4．．．透明片
7．．．載台
7m．．．移動機構
10．．．被加工物
10a、10b．．．分割素片
18．．．聚光透鏡
50．．．雷射加工裝置
BS．．．光束點
F．．．折斷面
L．．．分割預定線
LB．．．雷射光
M1、M2、M3．．．加工痕
RE．．．被加工區域
RE1．．．連續區域
RE2．．．不連續區域
REu．．．單位被加工區域
SL．．．雷射光源
T、T’．．．掃瞄軌跡
W．．．加工預定寬度
p．．．掃瞄寬度
圖1係概略顯示本發明之實施形態之雷射加工裝置50之構成之示意圖。
圖2係針對雷射加工裝置50中之雷射光LB之重複頻率、載台7之掃瞄速度、光束點中心間隔之關係說明之圖。
圖3係示意顯示第1調變模式中之雷射光LB之照射態樣、被形成之被加工區域RE之關係之立體圖。
圖4係示意顯示第1調變模式中之雷射光LB之照射態樣、被形成之被加工區域RE之關係之俯視圖及剖面圖。
圖5係示意顯示第2調變模式中之照射能量E、光束點BS之大小及被加工區域RE之形狀之關係之圖。
圖6係示意顯示第3調變模式中之光束點BS之位置與被加工物10移動方向之關係之圖。
圖7係例示變形例之被加工區域RE之被加工物10之表面之形狀之圖。
圖8係關於以藍寶石基板為被加工物10並以第1調變模式進行加工後之被加工物10之上面之光學顯微鏡像。
圖9係將於圖8顯示之藍寶石基板以該被加工區域RE為分割起點折斷後之結果所得之分割素片10a之側面之光學顯微鏡像。
圖10係關於以藍寶石基板為被加工物10並以第2調變模式進行加工後之被加工物10之上面之光學顯微鏡像。
圖11係將於圖10顯示之藍寶石基板以該被加工區域RE為分割起點折斷後之結果所得之分割素片10b之側面之光學顯微鏡像。
10．．．被加工物
L．．．分割預定線
LB．．．雷射光
RE．．．被加工區域
REu．．．單位被加工區域

Claims (16)

  1. 一種雷射加工方法，係藉由將從既定之光源被射出之脈衝雷射光一邊掃瞄、一邊照射，於形成有發光元件構造之被加工物形成被加工區域，其特徵在於：藉由一邊使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變而使前述被加工物之表面之照射範圍調變、一邊照射前述脈衝雷射光；以形成雖具有於第1方向連續之部分(第1區域)但亦具有垂直於前述第1方向之剖面之狀態於前述第1方向變化之部分(第2區域)、且前述第2區域沿前述第1方向具有凹凸之前述被加工區域；前述脈衝雷射光之脈衝寬度為50nsec以上；在假設前述脈衝雷射光之重複頻率為R(kHz)、前述脈衝雷射光之對前述被加工物之相對移動速度為V(mm/sec)、前述被加工物之前述表面之前述被加工區域之正交於前述第1方向之方向之預定形成寬度為W(μm)時，藉由在滿足10(kHz)≦R≦200(kHz)30(mm/sec)≦V≦1000(mm/sec)且表示前述脈衝雷射光之光束點之中心間隔之V/R為V/R≧1(μm)W/4(μm)≦V/R≦W/2(μm) 之關係之照射條件之前提下沿前述第1方向掃瞄前述脈衝雷射光，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，藉由前述脈衝雷射光之各單位脈衝之光束點以沿前述第1方向離散之照射條件掃瞄前述脈衝雷射光，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  3. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，在滿足V/R≧3(μm)之關係之照射條件之前提下掃瞄前述脈衝雷射光。
  4. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，藉由使前述脈衝雷射光之照射能量調變並於第1方向掃瞄前述脈衝雷射光，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  5. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，藉由交互重複往分別對前述第1方向具有既定之角度之第2方向與第3方向之前述脈衝雷射光之掃瞄，使前述被加工物之前述脈衝雷射光之掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  6. 如申請專利範圍第5項之雷射加工方法，其中，藉由使前述脈衝雷射光在正交於前述被加工物之移動方向之方向往復掃瞄，使前述脈衝雷射光之前述掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  7. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，藉由照射前述脈衝雷射光除去被照射部分之材料，形成前述被加工區域。
  8. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，藉由照射前述脈衝雷射光使前述被加工物產生熔解改質區域，形成前述被加工區域。
  9. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，前述被加工物係藍寶石基板、GaN基板或SiC基板其中之一。
  10. 一種被加工物之分割方法，係分割被加工物，其特徵在於具備：以申請專利範圍第1至9項中任一項之雷射加工方法於前述被加工物形成沿既定之分割預定線之前述被加工區域之形成步驟；將前述被加工物沿前述被加工區域分割之分割步驟。
  11. 一種雷射加工裝置，具備發出脈衝雷射光之光源；被設為可對前述光源相對移動之載置形成有發光元件構造之被加工物之載台；控制來自前述光源之脈衝雷射光之射出與前述載台之移動之控制手段；在載置有前述被加工物之狀態下，藉由一邊使前述載台對前述光源相對移動、一邊從前述光源使前述脈衝雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈衝雷射光、一邊於前述被加工物形成被加工區域，其特徵在於： 藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載台之動作以使來自前述光源之前述脈衝雷射光之照射狀態調變；可形成雖具有於第1方向連續之部分(第1區域)但亦具有垂直於前述第1方向之剖面之狀態於前述第1方向變化之部分(第2區域)、且前述第2區域沿前述第1方向具有凹凸之前述被加工區域；前述脈衝雷射光之脈衝寬度為50nsec以上；在假設前述脈衝雷射光之重複頻率為R(kHz)、前述脈衝雷射光之對前述被加工物之相對移動速度為V(mm/sec)、前述被加工物之前述表面之前述被加工區域之正交於前述第1方向之方向之預定形成寬度為W(μm)時，前述控制手段係控制前述光源及前述載台之動作以使滿足10(kHz)≦R≦200(kHz)30(mm/sec)≦V≦1000(mm/sec)且表示前述脈衝雷射光之光束點之中心間隔之V/R為V/R≧1(μm)W/4(μm)≦V/R≦W/2(μm)之關係。
  12. 如申請專利範圍第11項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述 光源及前述載台之動作以使前述脈衝雷射光之各單位脈衝之光束點沿前述第1方向離散，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  13. 如申請專利範圍第11項之雷射加工裝置，其中，前述控制手段係控制前述光源及前述載台之動作以使滿足V/R≧3(μm)之關係。
  14. 如申請專利範圍第11項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段於使前述脈衝雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載台之動作以使前述脈衝雷射光之照射能量調變，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  15. 如申請專利範圍第11項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段控制前述光源及前述載台之動作以使交互重複往分別對前述第1方向具有既定之角度之第2方向與第3方向之前述脈衝雷射光之掃瞄，使前述被加工物之前述脈衝雷射光之掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
  16. 如申請專利範圍第15項之雷射加工裝置，其中，藉由前述控制手段控制前述光源及前述載台之動作以使前述脈衝雷射光在正交於前述載台之移動方向之方向往復掃瞄，使前述脈衝雷射光之前述掃瞄軌跡與沿前述第1方向之分割預定線重複交互交叉，使前述被加工物之表面之照射範圍調變。
TW099129611A 2009-10-29 2010-09-02 A laser processing method, a division method of a workpiece, and a laser processing apparatus TWI430863B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009248776A JP4961468B2 (ja) 2009-10-29 2009-10-29 レーザー加工方法、被加工物の分割方法およびレーザー加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201114531A TW201114531A (en) 2011-05-01
TWI430863B true TWI430863B (zh) 2014-03-21

Family

ID=43530434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099129611A TWI430863B (zh) 2009-10-29 2010-09-02 A laser processing method, a division method of a workpiece, and a laser processing apparatus

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110100966A1 (zh)
EP (1) EP2316605A1 (zh)
JP (1) JP4961468B2 (zh)
KR (1) KR101241936B1 (zh)
CN (3) CN104028899B (zh)
TW (1) TWI430863B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI716126B (zh) * 2019-09-27 2021-01-11 財團法人工業技術研究院 雷射半切加工方法及其裝置

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012030700A1 (en) 2010-08-31 2012-03-08 First Solar, Inc System and method for laser modulation
DE102011001474A1 (de) * 2011-03-22 2012-09-27 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Laser-Mikrodissektionsverfahren und Laser-Mikrodissektionsvorrichtung
JP5494592B2 (ja) * 2011-08-30 2014-05-14 三星ダイヤモンド工業株式会社 Ｌｅｄパターン付き基板の加工方法
JP2013118277A (ja) * 2011-12-02 2013-06-13 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Ｌｅｄパターン付き基板の加工方法
JP5644745B2 (ja) * 2011-12-05 2014-12-24 豊田合成株式会社 半導体発光素子および発光装置
US8969220B2 (en) 2012-01-13 2015-03-03 Imra America, Inc. Methods and systems for laser processing of coated substrates
JP6245568B2 (ja) * 2012-06-01 2017-12-13 株式会社レーザーシステム レーザー加工方法
TWI632013B (zh) * 2013-03-15 2018-08-11 美商伊雷克托科學工業股份有限公司 用以處理工件上或之內的特徵的雷射處理設備和用於雷射處理工件的方法
US10369663B1 (en) * 2014-05-30 2019-08-06 Gentex Corporation Laser process with controlled polarization
KR101582161B1 (ko) * 2014-12-17 2016-01-05 에이피시스템 주식회사 레이저를 이용한 3차원 패터닝 방법
KR20170133131A (ko) * 2016-05-25 2017-12-05 디앤에이 주식회사 레이저의 틸팅 조사를 이용한 기판 절단 방법 및 장치
TWI623970B (zh) * 2016-06-22 2018-05-11 脆性基板的切割方法
JP6980421B2 (ja) * 2017-06-16 2021-12-15 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP7011557B2 (ja) * 2018-09-07 2022-01-26 川崎重工業株式会社 レーザ光走査装置及びレーザ加工装置
KR102669514B1 (ko) 2018-12-24 2024-05-28 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치의 제조 방법
JP7060810B2 (ja) * 2019-11-19 2022-04-27 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
CN111469284B (zh) * 2020-05-22 2024-07-23 沈阳航空航天大学 一种双束激光加热辅助钻削集成装置与方法
DE102020215554A1 (de) 2020-12-09 2022-06-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Substratscheibe, Verfahren zum Herstellen einer Substratscheibe und Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Bauelementen
US20220305588A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 Applied Materials, Inc. Methods to dice optical devices with optimization of laser pulse spatial distribution

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015100A (en) * 1974-01-07 1977-03-29 Avco Everett Research Laboratory, Inc. Surface modification
US4537809A (en) * 1979-04-09 1985-08-27 Avery International Corporation Van label having non-linear discontinuous score lines in the backing
US4497692A (en) * 1983-06-13 1985-02-05 International Business Machines Corporation Laser-enhanced jet-plating and jet-etching: high-speed maskless patterning method
US5744776A (en) * 1989-07-14 1998-04-28 Tip Engineering Group, Inc. Apparatus and for laser preweakening an automotive trim cover for an air bag deployment opening
DE69415484T2 (de) * 1993-06-04 1999-06-24 Seiko Epson Corp Vorrichtung und verfahren zum laserbearbeiten
US5759428A (en) * 1996-03-15 1998-06-02 International Business Machines Corporation Method of laser cutting a metal line on an MR head
JP3498895B2 (ja) * 1997-09-25 2004-02-23 シャープ株式会社 基板の切断方法および表示パネルの製造方法
US6013895A (en) * 1997-09-30 2000-01-11 Eastman Machine Company System and method for perforating sheet material
US5932120A (en) * 1997-12-18 1999-08-03 General Electric Company Laser shock peening using low energy laser
US20040134894A1 (en) * 1999-12-28 2004-07-15 Bo Gu Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers
US6676878B2 (en) * 2001-01-31 2004-01-13 Electro Scientific Industries, Inc. Laser segmented cutting
WO2003002289A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 Electro Scientific Industries, Inc. Multistep laser processing of wafers supporting surface device layers
JP4527098B2 (ja) * 2002-03-12 2010-08-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
TWI326626B (en) * 2002-03-12 2010-07-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method
US6580054B1 (en) 2002-06-10 2003-06-17 New Wave Research Scribing sapphire substrates with a solid state UV laser
JP2004179556A (ja) * 2002-11-28 2004-06-24 Kyocera Corp セラミック基板とその溝部形成方法及びこれに用いるレーザー加工装置
US6949449B2 (en) * 2003-07-11 2005-09-27 Electro Scientific Industries, Inc. Method of forming a scribe line on a ceramic substrate
US7723212B2 (en) * 2004-07-30 2010-05-25 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd Method for forming median crack in substrate and apparatus for forming median crack in substrate
JP2006062017A (ja) 2004-08-26 2006-03-09 Honda Motor Co Ltd 加振装置
JP4776911B2 (ja) * 2004-11-19 2011-09-21 キヤノン株式会社 レーザ加工装置およびレーザ加工方法
US8093530B2 (en) * 2004-11-19 2012-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Laser cutting apparatus and laser cutting method
US20090224432A1 (en) * 2004-12-08 2009-09-10 Syohei Nagatomo Method of forming split originating point on object to be split, method of splitting object to be split, and method of processing object to be processed by pulse laser beam
CN100481337C (zh) * 2004-12-08 2009-04-22 雷射先进科技株式会社 被分割体的分割起点形成方法、被分割体的分割方法
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
GB2438600B (en) * 2006-05-19 2008-07-09 Exitech Ltd Method for patterning thin films on moving substrates
JP5232375B2 (ja) 2006-10-13 2013-07-10 アイシン精機株式会社 半導体発光素子の分離方法
US20070298529A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-27 Toyoda Gosei, Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and method for separating semiconductor light-emitting devices
GB2444037A (en) * 2006-11-27 2008-05-28 Xsil Technology Ltd Laser Machining
US7727790B2 (en) * 2007-01-30 2010-06-01 Goldeneye, Inc. Method for fabricating light emitting diodes
KR100838344B1 (ko) * 2007-03-28 2008-06-17 연세대학교 산학협력단 펄스 레이저를 이용한 나노입자 패터닝 방법
KR101310243B1 (ko) * 2007-09-19 2013-09-24 지에스아이 그룹 코포레이션 고속 빔 편향 링크 가공
JP4478184B2 (ja) * 2008-01-17 2010-06-09 株式会社レーザーシステム レーザ割断方法およびレーザ加工装置
US8173038B2 (en) * 2008-04-18 2012-05-08 Corning Incorporated Methods and systems for forming microstructures in glass substrates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI716126B (zh) * 2019-09-27 2021-01-11 財團法人工業技術研究院 雷射半切加工方法及其裝置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104028900B (zh) 2017-06-30
CN104028899A (zh) 2014-09-10
US20110100966A1 (en) 2011-05-05
KR101241936B1 (ko) 2013-03-11
JP4961468B2 (ja) 2012-06-27
TW201114531A (en) 2011-05-01
CN104028899B (zh) 2015-07-22
CN104028900A (zh) 2014-09-10
CN102069300A (zh) 2011-05-25
KR20110047131A (ko) 2011-05-06
CN102069300B (zh) 2014-12-10
EP2316605A1 (en) 2011-05-04
JP2011092970A (ja) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI430863B (zh) A laser processing method, a division method of a workpiece, and a laser processing apparatus
US10796959B2 (en) Laser processing method and laser processing apparatus
KR101269453B1 (ko) 피가공물의 가공 방법, 피가공물의 분할 방법 및 레이저 가공 장치
KR101339556B1 (ko) Ｌｅｄ 패턴이 구비된 기판의 가공 방법
KR101426598B1 (ko) 레이저 다이싱 방법
TWI469842B (zh) 雷射加工裝置、被加工物之加工方法及被加工物之分割方法
KR20110124207A (ko) 가공대상물 절단방법
JP5240272B2 (ja) レーザー加工装置、被加工物の加工方法および被加工物の分割方法
JP2011240349A (ja) 加工対象物切断方法
JP5104920B2 (ja) レーザー加工装置、被加工物の加工方法および被加工物の分割方法
JP5240267B2 (ja) レーザー加工装置、被加工物の加工方法および被加工物の分割方法
KR101889385B1 (ko) 패턴이 있는 기판의 가공 방법
TWI419757B (zh) 雷射加工裝置、被加工物之加工方法及被加工物之分割方法
JP5510486B2 (ja) レーザー加工方法、被加工物の分割方法およびレーザー加工装置
JP5624174B2 (ja) 被加工物の加工方法、被加工物の分割方法およびレーザー加工装置
JP5360266B2 (ja) レーザー加工装置、被加工物の加工方法および被加工物の分割方法
JP5360277B2 (ja) 被加工物分割用のレーザー加工装置、被加工物の加工方法および被加工物の分割方法
JP2012076148A (ja) 被加工物の加工方法および被加工物の分割方法
JP2012076149A (ja) 被加工物の加工方法および被加工物の分割方法

Legal Events

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