TWI547338B - 雷射切割方法 - Google Patents

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TWI547338B TW102122964A TW102122964A TWI547338B TW I547338 B TWI547338 B TW I547338B TW 102122964 A TW102122964 A TW 102122964A TW 102122964 A TW102122964 A TW 102122964A TW I547338 B TWI547338 B TW I547338B
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Description

雷射切割方法
本申請案是以2012年6月29日申請的日本專利申請案的特願2012-147728作為優先權主張的基礎。此特願2012-147728記載的所有內容是編入本申請案。
本發明是有關使用脈衝雷射束的雷射切割方法。
在半導體基板的切割使用脈衝雷射束的方法是揭示於日本特許第3867107號公報。此方法是利用藉由脈衝雷射束所產生的光學性損傷在加工對象物的內部形成改質領域。然後，以此改質領域為起點來切斷加工對象物。
以往的技術是以脈衝雷射束的能量、點徑、脈衝雷射束及加工對象物的相對移動速度等為參數來控制改質領域的形成。
而且，有時例如像具備反射層的LED(Light Emitting Diode)那樣，在被加工基板的表面形成有銅等的金屬膜。利用雷射來切割如此的被加工基板時，例如有同時剝蝕加工金屬膜及底層的半導體或絕緣體的基板之方法。但，剝蝕加工(ablation processing)會有飛散物產生，或因切割後的割剖面，LED的亮度損失變大等的特性劣化的問題。
別的方法，有當被加工基板具備金屬膜時，為了只除去此金屬膜，而以蝕刻等的別工程來剝離，然後在加工對象物的內部形成改質領域，而切斷加工對象物的方法。此情況，會有切割用的工程增大的問題。
本發明之一形態的雷射切割方法，係於表面具備金屬膜的被加工基板的雷射切割方法，其特徵係具有：將前述被加工基板載置於平台的步驟；第1金屬膜剝離步驟，其係沿著第1直線來對前述金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將前述金屬膜剝離；第2金屬膜剝離步驟，其係沿著與前述第1直線正交的第2直線來對前述金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將前述金屬膜剝離；及龜裂形成步驟，其係對前述被加工基板被剝離前述金屬膜的領域照射脈衝雷射束，在前述被加工基板形成龜裂， 在前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域中，於前述第1金屬膜剝離步驟或前述第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步驟，中斷脈衝雷射束的照射。
在上述形態的方法中，最好前述被加工基板為形成有LED的基板。
在上述形態的方法中，在前述第1及第2金屬膜剝離步驟中，產生時脈訊號，射出與前述時脈訊號同步的脈衝雷射束，使前述被加工基板與前述脈衝雷射束相對地移動，使對前述被加工基板之前述脈衝雷射束的照射及非照射與前述時脈訊號同步，利用脈衝選擇器來控制前述脈衝雷射束的通過及遮斷，而以光脈衝單位切換，將前述金屬膜剝離，在前述龜裂形成步驟中，將被加工基板載置於平台，產生時脈訊號，射出與前述時脈訊號同步的脈衝雷射束，使前述被加工基板與前述脈衝雷射束相對地移動，使對前述被加工基板之前述脈衝雷射束的照射及非照射與前述時脈訊號同步，利用脈衝選擇器來控制前述脈衝雷射束的通過及遮斷，而以光脈衝單位切換，使在前述被加工基板中到達基板表面的龜裂，藉由控制前述脈衝雷射束的照射能量、前述脈衝雷射束的加工點 深度、及前述脈衝雷射束的照射領域及非照射領域的長度來將前述龜裂形成連續於前述被加工基板表面。
在上述形態的方法中，最好在前述第1或第2金屬膜剝離步驟中，產生具備脈衝雷射束的照射的中斷處的資訊之照射控制訊號，利用前述照射控制訊號來中斷前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域之脈衝雷射束的照射。
在上述形態的方法中，最好前述龜裂在前述被加工基板表面中大致直線地形成。
在上述形態的方法中，最好前述被加工基板的位置與前述脈衝選擇器的動作開始位置為同步。
在上述形態的方法中，最好前述被加工基板包含藍寶石基板，水晶基板，或玻璃基板。
在上述形態的方法中，最好前述第1及第2金屬膜剝離步驟與前述龜裂形成步驟係於同一雷射切割裝置，載置於同一平台的狀態下連續實行。
本發明之一形態的雷射切割方法，係將被加工基板載置於平台，產生時脈訊號，射出與前述時脈訊號同步的脈衝雷射束，使前述被加工基板與前述脈衝雷射束相對地移動，使對前述被加工基板之前述脈衝雷射束的照射及非照射與前述時脈訊號同步，利用脈衝選擇器來控制前述脈衝雷射束的通過及遮斷，而以光脈衝單位切換， 使在前述被加工基板中到達基板表面的龜裂，藉由控制前述脈衝雷射束的照射能量、前述脈衝雷射束的加工點深度、及前述脈衝雷射束的照射領域及非照射領域的長度來將前述龜裂形成連續於前述被加工基板表面，其特徵係具有：第1龜裂形成步驟，其係沿著第1直線來對前述被加工基板照射脈衝雷射束；及第2龜裂形成步驟，其係沿著與前述第1直線正交的第2直線來對前述被加工基板照射脈衝雷射束，在前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域中，於前述第1龜裂形成步驟或前述第2龜裂形成步驟的其中任一方的步驟，中斷脈衝雷射束的照射。
在上述形態的方法中，最好前述被加工基板為形成有LED的基板。
在上述形態的方法中，最好在前述第1或第2龜裂形成步驟中，產生具備脈衝雷射束的照射的中斷處的資訊之照射控制訊號，利用前述照射控制訊號來中斷前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域之脈衝雷射束的照射。
在上述形態的方法中，最好前述龜裂在前述被加工基板表面中大致直線地形成。
在上述形態的方法中，最好前述被加工基板的位置與前述脈衝選擇器的動作開始位置為同步。
在上述形態的方法中，最好前述被加工基板 包含藍寶石基板、水晶基板、或玻璃基板。
若根據本發明，則可提供一種藉由使脈衝雷射束的照射條件最適化來針對表面形成有金屬膜的被加工基板實現良好的割斷特性之雷射切割方法。
10‧‧‧雷射切割裝置
12‧‧‧雷射振盪器
14‧‧‧脈衝選擇器
16‧‧‧射束整形器
18‧‧‧集光透鏡
20‧‧‧XYZ平台部
22‧‧‧雷射振盪器控制部
24‧‧‧脈衝選擇器控制部
25‧‧‧照射控制部
26‧‧‧加工控制部
28‧‧‧基準時脈振盪電路
30‧‧‧加工表部
100‧‧‧LED
圖1是表示使用在第1實施形態的雷射切割方法之雷射切割裝置的一例概略構成圖。
圖2是第1實施形態的雷射切割方法的工程流程圖。
圖3是第1實施形態的雷射切割方法的說明圖。
圖4是表示第1實施形態的LED的一例的剖面圖。
圖5是第1實施形態的雷射切割方法的說明圖。
圖6A、B是第1實施形態的雷射切割方法的說明圖。
圖7是說明第1實施形態的雷射切割方法的時序控制的圖。
圖8是表示第1實施形態的雷射切割方法的脈衝選擇器動作及調變脈衝雷射束PL2的時序圖。
圖9是第1實施形態的雷射切割方法的照射圖案的說明圖。
圖10A-C是表示第1實施形態的雷射切割方法的金屬膜剝離步驟的效果圖。
圖11是表示被照射在第1實施形態的龜裂形成步驟的藍寶石基板上的照射圖案的上面圖。
圖12是圖11的AA剖面圖。
圖13A-D是第1實施形態的作用的說明圖。
圖14是說明第1實施形態的平台移動與切割加工的關係圖。
圖15A、B是將第1實施形態之不同的加工點深度的脈衝雷射束複數次掃描於基板的同一掃描線上而形成龜裂時的說明圖。
圖16A、B是以圖15的條件來割斷時的割剖面的光學照片。
圖17A、B是第1實施形態的變形例的雷射切割方法的說明圖。
圖18是實施例1的照射圖案的圖。
圖19A-E是表示實施例1~4、比較例1的雷射切割的結果圖。
圖20是與實施例1的龜裂的方向垂直的基板的剖面SEM照片。
圖21A-F是表示實施例5~10的雷射切割的結果圖。
圖22A-E是表示實施例11~15的雷射切割的結果圖。
圖23A-F是實施例16~21的雷射切割的結果圖。
圖24A-C是實施例22~24的雷射切割的結果圖。
圖25A、B是實施例25的雷射切割的結果圖。
圖26是實施例26~28、比較例2、3的雷射切割的結果圖。
以下，參照圖面來說明有關本發明的實施形態。另外，在本說明書中，所謂加工點是在脈衝雷射束的被加工基板內的集光位置(焦點位置)附近的點，意思被加工基板的改質程度在深度方向成為最大的點。而且，所謂加工點深度是意思離脈衝雷射束的加工點的被加工基板表面的深度。
並且，在本說明書中，所謂對於金屬膜散焦是意思脈衝雷射束的焦點位置不存在於金屬膜中。
(第1實施形態)
本實施形態的雷射切割方法是在表面具備金屬膜的被加工基板的雷射切割方法。具備：將被加工基板載置於平 台的步驟、及沿著第1直線來對金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將金屬膜剝離的第1金屬膜剝離步驟。而且，具備：沿著與第1直線正交的第2直線來對金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將金屬膜剝離的第2金屬膜剝離步驟。更具備：在被加工基板的金屬膜所被剝離的領域照射脈衝雷射束，於被加工基板形成龜裂的龜裂形成步驟。然後，在第1直線與第2直線交叉的領域中，於第1金屬膜剝離步驟或第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步驟，中斷脈衝雷射束的照射。
藉由上述構成，可提供一種針對金屬膜形成於表面的被加工基板來實現良好的割斷特性之雷射切割方法。在此，所謂良好的割斷特性是可舉：(1)在包含金屬膜剝離的切割時飛散物少，(2)工程簡略，(3)割斷部會被直線性佳地割斷，(4)可以小的割斷力來割斷，而使切割後的元件的成本率能夠提升，(5)在金屬膜剝離或龜裂形成時所照射的雷射的影響下，設於被加工基板的元件，例如在基板上以磊晶層形成的LED元件不會產生劣化等。
而且，藉由在被加工基板表面形成連續的龜裂，特別是像藍寶石基板那樣硬質的基板的切割變容易。並且，可實現窄切割寬的切割。
另外，在上述金屬膜剝離步驟中，產生時脈訊號，射出與時脈訊號同步的脈衝雷射束，使被加工基板與脈衝雷射束相對地移動，且使被加工基板之脈衝雷射束 的照射與非照射與時脈訊號同步，利用脈衝選擇器來控制脈衝雷射束的通過及遮斷，而以光脈衝單位來切換，剝離金屬膜為理想。藉此，金屬膜的剝離可均一安定精度佳地進行。
實現上述雷射切割方法的本實施形態的雷射切割裝置是具備：可載置被加工基板的平台；產生時脈訊號的基準時脈振盪電路；射出脈衝雷射束的雷射振盪器；使脈衝雷射束與時脈訊號同步的雷射振盪器控制部；設在雷射振盪器與平台之間的光路，切換脈衝雷射束往被加工基板的照射及非照射的脈衝選擇器；及與時脈訊號同步，而以光脈衝單位來控制脈衝雷射束在脈衝選擇器的通過及遮斷的脈衝選擇器控制部。
圖1是表示本實施形態的雷射切割裝置之一例的概略構成圖。如圖1所示般，本實施形態的雷射切割裝置10其主要的構成是具備：雷射振盪器12、脈衝選擇器14、射束整形器16、集光透鏡18、XYZ平台部20、雷射振盪器控制部22、脈衝選擇器控制部24、照射控制部25及加工控制部26。在加工控制部26是具備產生所望的時脈訊號S1的基準時脈振盪電路28及加工表部30。
雷射振盪器12是構成射出與在基準時脈振盪電路28產生的時脈訊號S1同步之週期Tc的脈衝雷射束PL1。照射脈衝光的強度是顯示高斯分布。時脈訊號S1是 使用在雷射切割加工的控制之加工控制用時脈訊號。
在此從雷射振盪器12射出的雷射波長是使用對於被加工基板具有透過性的波長。雷射是可使用Nd：YAG雷射，Nd：YVO4雷射，Nd：YLF雷射等。例如，當被加工基板為附金屬膜的藍寶石基板時，最好使用波長532nm之Nd：YVO4雷射。
脈衝選擇器14是設在雷射振盪器12與集光透鏡18之間的光路。而且，與時脈訊號S1同步來切換脈衝雷射束PL1的通過及遮斷(ON/OFF)，藉此構成以光脈衝數單位來切換往被加工基板之脈衝雷射束PL1的照射及非照射。如此，為了被加工基板的加工，脈衝雷射束PL1是藉由脈衝選擇器14的動作來控制ON/OFF，成為被調變的調變脈衝雷射束PL2。
脈衝選擇器14最好是例如以音響光學元件(AOM)所構成。又，亦可例如使用拉曼繞射型的光電元件(EOM)也無妨。
射束整形器16是將射入的脈衝雷射束PL2設為被整形成所望的形狀之脈衝雷射束PL3。例如，以一定的倍率來擴大射束徑的射束擴展。又，亦可例如具備使射束剖面的光強度分布形成均一的均質機之類的光學元件。又，即使例如具備使射束剖面形成圓形的元件、或使射束形成圓偏光的光學元件也無妨。
集光透鏡18是將在射束整形器16所被整形的脈衝雷射束PL3予以集光，構成對被載置於XYZ平台 部20上的被加工基板W，例如形成有LED的藍寶石基板照射脈衝雷射束PL4。
XYZ平台部20是可載置被加工基板W，具備可自由移動於XYZ方向的XYZ平台(以後亦稱為平台)，其驅動機構部，及計測平台的位置之具有例如雷射干涉計的位置感測器等。在此，XYZ平台是構成其定位精度及移動誤差會形成微米(micron)的範圍的高精度。而且，藉由使移動於Z方向，可對於被加工基板W調整脈衝雷射束的焦點位置，控制加工點深度。
加工控制部26是全體性地控制雷射切割裝置10的加工。基準時脈振盪電路28是產生所望的時脈訊號S1。並且，在加工表部30是記憶有以脈衝雷射束的光脈衝數來記述切割加工資料的加工表。
照射控制部25是在金屬膜加工或龜裂形成時，為了在脈衝雷射束的照射重複之處中斷脈衝雷射束的照射，而記憶中斷處的資訊。而且，具備：根據所被記憶的資訊來生成具備脈衝雷射束的照射的中斷處的資訊之照射控制訊號(S6)，傳達至脈衝選擇器控制部24的機能。中斷處的資訊是例如切割線的交點、或特定包含交點的既定範圍之XY座標。
其次，一面參照圖面一面說明有關使用上述雷射切割裝置10的雷射切割方法。圖2是本實施形態的雷射切割方法的工程流程圖。圖3是本實施形態的雷射切割方法的說明圖。
首先，進行將被加工基板W載置於雷射切割裝置10的XYZ平台部20上的步驟(Step1)。被加工基板W是例如利用藍寶石基板上的磊晶半導體層來形成有複數的LED100之晶圓。
如圖3所示般，在被加工基板W是形成有複數的LED100。LED100之間，為了各分割LED100，而具備既定的寬之領域，成為所謂的切割線。
圖4是表示LED100的一例的剖面圖。如圖4所示般，LED100是例如具備藍寶石基板101、及在藍寶石基板101上例如藉由磊晶成長來形成的GaN系的半導體層102。半導體層102是具備發光層102a。並且，具備用以通電至半導體層102的第1電極103及第2電極104。而且，具備金屬膜的反射層105，其係將在發光層102a所發的光予以反射。金屬膜是例如以銅或金所形成。
在Step1是以LED100的金屬膜的反射層105能夠來到上面的方式將被加工基板W載置於XYZ平台部20上。在此，將LED100的配置的X方向的間距設為「a」，將Y方向的間距設為「b」。
其次，進行第1金屬膜剝離步驟(Step2)，其係沿著第1直線(L1)來對金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將金屬膜剝離。在此，所謂第1直線(L1)是意思沿著與被加工基板的X方向垂直的切割線之直線。亦即，在XY座標上，以X=x0+(n-1)a來表示的直線。另外，在 圖3是成為n=1~7。
其次，進行第2金屬膜剝離步驟(Step3)，其係沿著與第1直線(L1)正交的第2直線(L2)來對金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將金屬膜剝離。在此，所謂第2直線(L2)是意思沿著與被加工基板的Y方向垂直的切割線之直線。亦即，在XY座標上，以Y=y0+(k-1)b來表示的直線。另外，在圖3是成為k=1~6。
在此，於第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域中，在第1金屬膜剝離步驟或第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步驟，以能夠中斷脈衝雷射束的照射之方式控制脈衝雷射束的照射。
圖5及圖6A、B是本實施形態的雷射切割方法的說明圖。圖5是以圖3的點線的圓所包圍的領域的擴大圖。顯示以X=x0+2a來表示的第1直線(L1)及以Y=y0+(k-1)b來表示的第2直線(L2)所交叉的領域。
在圖5中各圓是表示被散焦的脈衝雷射束被照射於金屬膜表面(被加工基板W表面)的範圍。如圖5所示般，在第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的位置，以斜線來形成剖面線的圓的部分，脈衝雷射束是被重複照射。
若假設脈衝雷射束被重複照射，則在第1次的照射下金屬膜已經被剝離，所以第2次的照射的脈衝雷射束的能量不被金屬膜吸收，全部被下層的藍寶石基板101或半導體層102吸收。因此，對半導體層102造成的 損傷變大，恐有LED100的發光特性劣化之虞。
本實施形態是在第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域中，於第1金屬膜剝離步驟或第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步驟，以能夠中斷脈衝雷射束的照射之方式控制脈衝雷射束的照射。亦即，抑制脈衝雷射束的重複。
例如圖6A所示般，在第1金屬膜剝離步驟中，在第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域中，亦即在切割線的交點也不會中斷脈衝雷射束的照射，以同一的圖案來照射脈衝雷射束。相對的。如圖6B所示般，在第2金屬膜剝離步驟中，在第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域中，以脈衝雷射束的照射不會重疊的方式，中斷脈衝雷射束的照射。藉此，降低脈衝雷射束對於半導體層102所造成的損傷。因此，可抑制LED100的發光特性的劣化。
然後，進行龜裂形成步驟(Step4)，其係於被加工基板W的金屬膜所被剝離的領域照射脈衝雷射束，在被加工基板W形成龜裂。此步驟後，例如對被加工基板W施加外力，割斷被加工基板W，藉此使LED100個別化。
其次，說明有關第1及第2金屬膜剝離步驟(Step2、3)及龜裂形成步驟(Step4)的詳細。第1及第2金屬膜剝離步驟(Step2、3)及龜裂形成步驟(Step4)是除了分別對於金屬膜剝離及龜裂形成，使照射條件等最 適化以外，可使用同樣的雷射切割裝置以同樣的控制方法實行。
首先，將被加工基板W，例如在附銅膜的藍寶石基板形成有LED100的基板載置於XYZ平台部20。此被加工基板W是例如具有在藍寶石基板的下面被磊晶成長的GaN層，在此GaN層形成複數的LED圖案之晶圓。以被形成於晶圓的缺口(notch)或定向平面(Orientation Flat)為基準來進行對XYZ平台之晶圓的對位。
圖7是說明本實施形態的雷射切割方法的時序控制的圖。在加工控制部26內的基準時脈振盪電路28中，週期Tc的時脈訊號S1會被生成。雷射振盪器控制部22是控制成雷射振盪器12可射出與時脈訊號S1同步的週期Tc的脈衝雷射束PL1。此時，在時脈訊號S1的上升及脈衝雷射束的上升會產生延遲時間t1。
雷射光是使用對於被加工基板具有透過性的波長者。在龜裂形成步驟中是使用照射的雷射光的光子的能量hν比被加工基板材料的吸收的能隙(Band gap)Eg大的雷射光為理想。若能量hν比能隙Eg還要非常大，則會產生雷射光的吸收。予以稱為多光子吸收，極縮短雷射光的脈衝寬，一旦使多光子吸收產生於被加工基板的內部，則多光子吸收的能量不會轉化成熱能量，離子價數變化、結晶化、非晶質化、分極配向或微小龜裂形成等的永續性的構造變化會被誘發而形成色中心(color center)。
此雷射光(脈衝雷射束)的照射能量(照射功率)最好是在第1及第2金屬膜剝離步驟中，選擇剝離金屬膜上最適的條件，在龜裂形成步驟中，選擇在被加工基板表面形成連續的龜裂上最適的條件。
而且，在龜裂形成步驟中對於被加工基板材料，若使用具有透過性的波長，則可將雷射光予以導光、集光於基板內部的焦點附近。因此，可局部性地製作色中心。以後，亦將此色中心稱為改質領域。
脈衝選擇器控制部24是參照從加工控制部26輸出的加工圖案訊號S2，生成與時脈訊號S1同步的脈衝選擇器驅動訊號S3。加工圖案訊號S2是參照加工表所生成，該加工表是被記憶於加工表部30，以光脈衝單位、光脈衝數來記述照射圖案的資訊。脈衝選擇器14是根據脈衝選擇器驅動訊號S3，與時脈訊號S1同步進行切換脈衝雷射束PL1的通過及遮斷(ON/OFF)的動作。
藉由此脈衝選擇器14的動作來生成調變脈衝雷射束PL2。另外，在時脈訊號S1的上升及脈衝雷射束的上升、下降會產生延遲時間t2，t3。並且，在脈衝雷射束的上升、下降及脈衝選擇器動作會產生延遲時間t4、t5。
在被加工基板的加工時是考慮延遲時間t1~t5來決定脈衝選擇器驅動訊號S3等的生成時序或被加工基板與脈衝雷射束的相對移動時序。
圖8是表示本實施形態的雷射切割方法的脈 衝選擇器動作及調變脈衝雷射束PL2的時序的圖。脈衝選擇器動作是與時脈訊號S1同步來以光脈衝單位切換。如此，使脈衝雷射束的振盪及脈衝選擇器的動作同步於同時脈訊號S1，藉此可實現光脈衝單位的照射圖案。
具體而言，脈衝雷射束的照射及非照射是根據以光脈衝數所規定的既定的條件來進行。亦即，以照射光脈衝數(P1)及非照射光脈衝數(P2)為基礎來實行脈衝選擇器動作，切換對被加工基板的照射及非照射。規定脈衝雷射束的照射圖案之P1值或P2值是例如作為照射領域寄存器設定，非照射領域寄存器設定來規定於加工表。P1值或P2值是依據金屬膜或被加工基板的材質、雷射射束的條件等來設定成使金屬膜剝離步驟的金屬膜剝離、龜裂形成步驟的龜裂形成最適化之既定的條件。
調變脈衝雷射束PL2是設為藉由射束整形器16來整形成所望的形狀的脈衝雷射束PL3。而且，被整形的脈衝雷射束PL3是成為具有在集光透鏡18被集光的所望的射束徑之脈衝雷射束PL4，被照射於被加工基板的晶圓上。
將晶圓切割於X軸方向及Y軸方向時，首先，例如使XYZ平台以一定速度來移動於Y軸方向，掃描脈衝雷射束PL4。然後，所望的Y軸方向的切割終了後，使XYZ平台以一定速度移動於X軸方向，掃描脈衝雷射束PL4。藉此，進行X軸方向的切割。
以上述的照射光脈衝數(P1)、非照射光脈衝數 (P2)及平台的速度來控制脈衝雷射束的照射非照射的間隔。
有關Z軸方向(高度方向)是調整成集光透鏡的集光位置(焦點位置)會位於晶圓內外的既定深度。此既定深度是在金屬膜剝離步驟、龜裂形成步驟時，分別被設定成金屬膜會被剝離成所望的狀態，龜裂會在被加工基板表面形成所望的形狀。
此時，若設為：
被加工基板的折射率：n
離被加工基板表面的加工位置：L
Z軸移動距離：Lz
則成為：Lz=L/n
亦即，集光透鏡的集光位置以被加工基板的表面作為Z軸初期位置時，從基板表面加工至深度「L」的位置時，只要使Z軸移動「Lz」即可。
圖9是本實施形態的雷射切割方法的照射圖案的說明圖。像圖那樣，與時脈訊號S1同步來生成脈衝雷射束PL1。然後，與時脈訊號S1同步控制脈衝雷射束的通過及遮斷，藉此生成調變脈衝雷射束PL2。
而且，藉由平台的橫方向(X軸方向或Y軸方向)的移動，調變脈衝雷射束PL2的照射光脈衝會作為照射點來形成於晶圓上。在如此生成調變脈衝雷射束PL2之下，以光脈衝單位控制照射點，斷續性地照射於晶圓 上。圖9的情況，照射光脈衝數(P1)=2，非照射光脈衝數(P2)=1，照射光脈衝(高斯光)會以點徑的間距來設定重複照射及非照射的條件。
在此，若以
射束點徑：D(μm)
重複頻率：F(KHz)
的條件來進行加工，則照射光脈衝以點徑的間距來重複照射及非照射的平台移動速度V(m/sec)是成為：V=D×10-6×F×103
例如，若以
射束點徑：D=2μm
重複頻率：F=50KHz
的加工條件來進行，則成為：平台移動速度：V=100mm/sec
又，若將照射光的功率設為P(瓦)，則每脈衝，照射脈衝能量P/F的光脈衝會被照射於晶圓。
脈衝雷射束的照射能量(照射光的功率)、脈衝雷射束的加工點深度及脈衝雷射束的照射非照射的間隔的參數是被決定成：在金屬膜剝離步驟是金屬膜會被剝離，在龜裂形成步驟是龜裂會被連續形成於被加工基板表面。
如上述般，本實施形態的雷射切割方法是以第1及第2金屬膜剝離步驟和龜裂形成步驟的3個步驟，在附金屬膜的被加工基板形成龜裂，將被加工基板割斷。 此時，由切割工程簡略化的觀點，最好第1及第2金屬膜剝離步驟和龜裂形成步驟是在同一雷射切割裝置，載置於同一平台的狀態下連續實行。
在第1及第2金屬膜剝離步驟中，利用上述的雷射切割裝置，將被加工基板載置於平台，對例如銅或金等的金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將金屬膜剝離。
圖10A-C是表示本實施形態的雷射切割方法的金屬膜剝離步驟的效果的圖。圖10A是雷射照射後的被加工基板上面的光學照片，圖10B是表示脈衝雷射束的焦點位置及金屬膜的剝離寬的表，圖10C是使圖10B圖表化的圖。
圖10A-C所示的金屬膜剝離是使用以下的雷射加工條件來進行。
被加工基板：附金屬膜(銅)的藍寶石基板
雷射光源：Nd：YVO4雷射
波長：532nm
照射能量：100mW
雷射頻率：100KHz
照射光脈衝數(P1)：1
非照射光脈衝數(P2)：1
平台速度：5mm/sec
焦點位置：-5μm~55μm(5μm刻度)
另外，焦點位置是將金屬膜與底層的藍寶石的界面設為0，負的值為被加工基板內部方向，正的值為離開被加 工基板的方向。
由圖10A-C可明確，特別是在對於金屬膜散焦照射脈衝雷射束之下，金屬膜會被剝離。由圖10可知，在從金屬膜與藍寶石的界面至與藍寶石相反方向25μm的位置設定焦點位置之下，金屬膜會被最寬廣地剝離。
在本實施形態中是利用金屬膜與藍寶石等的底層基板的能量吸收率的差來將對底層基板的損傷壓到最小限度，可只將金屬膜剝離。
從藉由脈衝雷射束的焦點位置來到底層的基板之防止底層的基板的損傷的觀點來看，最好是以焦點位置能夠來到被加工基板外的方式散焦。
另外，在第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域中，為了中斷脈衝雷射束的照射，例如可利用以下的方法。
預先使以XY座標來指定第1或第2金屬膜剝離工程中中斷脈衝雷射束的照射的範圍之資訊記憶於照射控制部25。此資訊是例如第1直線(L1)與第2直線(L2)的交點的XY座標或含交點的XY座標範圍。此資訊是作為照射控制訊號(S6)來傳達至脈衝選擇器控制部24。
在脈衝選擇器控制部24是根據加工圖案訊號(S2)及照射控制訊號(S6)的雙方來控制脈衝雷射束的照射。然後，在第1或第2金屬膜剝離步驟的其中任一方 的步驟，於第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域中，中斷脈衝雷射束的照射。
在剝離金屬膜之後，進行龜裂形成步驟，其係對被加工基板被剝離金屬膜的領域照射脈衝雷射束，在被加工基板形成龜裂。
圖11是表示在龜裂形成步驟的藍寶石基板上所被照射的照射圖案的上面圖。由照射面上來看，以照射光脈衝數(P1)=2，非照射光脈衝數(P2)=1，照射點徑的間距來形成照射點。
圖12是圖11的AA剖面圖。如圖所示般在藍寶石基板內部形成有改質領域。而且，由此改質領域，沿著光脈衝的掃描線上來形成到達基板表面的龜裂(或溝)。而且，此龜裂會在被加工基板表面連續形成。另外，在本實施形態中，龜裂是形成只在基板表面側露出，未到達至基板背面側。
圖13A-D是本實施形態的作用的說明圖。例如，以圖13A的點線圓來表示可設定的最大的脈衝雷射束的雷射頻率，且可設定的最速的平台速度，照射脈衝雷射時的脈衝照射可能位置。圖13B是照射/非照射=1/2時的照射圖案。實線圓為照射位置，點線圓為非照射位置。
在此，假設將照射點的間隔(非照射領域的長度)形成更短，割斷性較佳。此情況，如圖13C所示般，不變更平台速度，照射/非照射=1/1，對應可能。假設像本實施形態那樣，若不使用脈衝選擇器，則為了使同 樣的條件呈現，必須使平台速度降低，產生切割加工的處理能力降低的問題。
在此，假設使照射點連續而將照射領域的長度形成更長，割斷性較佳。此情況，如圖13D所示般，不變更平台速度，照射/非照射=2/1，可對應。假設像本實施形態那樣，若不使用脈衝選擇器，則為了使同樣的條件出現，必須使平台速度降低，且使平台速度變動，產生切割加工的處理能力降低，且控制極為困難的問題。
或，不使用脈衝選擇器時，在圖13B的照射圖案提高照射能量之下，可想像為接近圖13D的條件，但此情況集中於1點的雷射功率會變大，有龜裂寬的增大或龜裂的直線性的劣化之憂。並且，對於在藍寶石基板形成有LED元件之類的被加工基板進行加工時，到達與龜裂相反側的LED領域之雷射量會增大，恐有發生LED元件的劣化之虞。
如此，若根據本實施形態，則例如即使不使脈衝雷射束的條件或平台速度條件變化，還是可實現多樣的割斷條件，不會有使生產性或元件特性劣化的情形，可找出最適的割斷條件。
另外，本說明書中，所謂「照射領域的長度」「非照射領域的長度」是設為圖13D所圖示的長度。
圖14是說明平台移動與切割加工的關係的圖。在XYZ平台是設有用以在X軸、Y軸方向檢測出移動位置的位置感測器。例如，平台往X軸或Y軸方向移 動開始後，預先將平台速度進入速度安定域的位置設定為同步位置。然後，在位置感測器檢測出同步位置時，例如移動位置檢測訊號S4(圖1)會被送至脈衝選擇器控制部24，藉此脈衝選擇器動作會被許可，藉由脈衝選擇器驅動訊號S3來使脈衝選擇器動作。亦可將同步位置例如設為被加工基板的端面，以位置感測器來檢測出此端面之構成。
如此管理
SL：從同步位置到基板的距離
WL：加工長
W1：從基板端到照射開始位置的距離
W2：加工範圍
W3：從照射終了位置到基板端的距離
如此一來，平台的位置及載置於此的被加工基板的位置與脈衝選擇器的動作開始位置會同步。亦即，可取得脈衝雷射束的照射及非照射與平台的位置的同步。因此，脈衝雷射束的照射及非照射時，確保平台以一定速度移動(處於速度安定域)。所以，可確保照射點位置的規則性，實現安定的龜裂的形成。
在此，在加工厚的基板時，可考慮將不同的加工點深度的脈衝雷射束複數次(複數層)掃描於基板的同一掃描線上而形成龜裂，藉此使割斷特性提升。如此的情況，藉由平台位置與脈衝選擇器的動作開始位置同步，在不同的深度的掃描中，可任意地精度佳地控制脈衝照射 位置的關係，可使切割條件的最適化。
圖15A、B是在複數次基板的同一掃描線上掃描不同的加工點深度的脈衝雷射束，而形成龜裂時的說明圖。為基板剖面的照射圖案的模式圖。ON(附顏色)為照射，OFF(白色)為非照射領域。圖15A是照射的掃描的第1層與第2層為同相時，亦即在第1層與第2層，照射脈衝位置的上下關係一致時。圖15B是照射的掃描的第1層與第2層異相時，亦即在第1層與第2層，照射脈衝位置的上下關係偏移時。
圖16A、B是在圖15的條件下割斷時的割剖面的光學照片。圖16A為同相，圖16B為異相時。上側的照片為低倍率，下側的照片為高倍率。如此，藉由平台位置與脈衝選擇器的動作開始位置同步，可精度佳控制照射的掃描的第1層與第2層的關係。
另外，圖16A、B所示的被加工基板是厚度150μm的藍寶石基板。此情況，割斷所要的割斷力是同相時為0.31N，異相時為0.38N，同相時割斷特性較佳。
另外，在此是舉在第1層及第2層將照射/非照射的脈衝數設為相同時為例，但在第1層及第2層為不同的照射/非照射的脈衝數也可找出最適的條件。
並且，為了使照射點位置的精度更為提升，例如最好使平台的移動與時脈訊號同步。這可例如藉由使從加工控制部26送至XYZ平台部20的平台移動訊號S5(圖1)與時脈訊號S同步來實現。
像本實施形態的雷射切割方法那樣，到達至基板表面，且在被加工基板表面形成連續的龜裂之下，之後的基板的割斷會變容易。例如，即使像藍寶石基板那樣為硬質的基板，也可在以到達基板表面的龜裂作為割斷或切斷的起點，人為地施加力之下，割斷變得容易，實現良好的割斷特性。因此，切割的生產性會提升。
在龜裂形成步驟中，將脈衝雷射束連續性地照射於基板的方法，即使令平台移動速度、集光透鏡的開口數、照射光功率等最適化，也難以將連續形成於基板表面的龜裂控制成所望的形狀。像本實施形態那樣，以光脈衝單位來斷續地切換脈衝雷射束的照射及非照射而使照射圖案最適化之下，到達基板表面的龜裂的發生會被控制，具備良好的割斷特性之雷射切割方法會被實現。
亦即，例如可在基板表面形成沿著雷射的掃描線之大致直線性連續的寬度窄的龜裂。藉由形成如此大致直線性連續的龜裂，在切割時，可使龜裂對形成於基板的LED等的裝置之影響最小化。又，例如，由於可形成直線性的龜裂，所以可縮小在基板表面形成龜裂的領域的寬。因此，可縮小設計上的切割寬。因此，可使形成於同一基板或晶圓上的裝置的晶片數增大，有助於裝置的製造成本削減。
另外，第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域之脈衝雷射束的照射的中斷是只要在第1金屬膜剝離步驟或第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步驟進 行即可。
並且，脈衝雷射束的照射的中斷的方法是如上述般，只要利用照射控制部25，便可與被記憶於加工表部30的加工表獨立控制照射圖案。因此，具有例如即使LED100的配置的間距「a」、「b」變化時也可容易變更照射圖案的優點。
不過，例如為了使雷射切割裝置的構成簡便化，預先在被記憶於加工表部30的加工表中記述脈衝雷射束的照射的中斷處，藉此來進行照射的中斷也無妨。
圖17A、圖17B是本實施形態的變形例的雷射切割方法的說明圖。有關第1及第2金屬膜剝離步驟是舉在1列的脈衝雷射束的照射下進行各個的照射時為例進行說明，但為了使金屬膜的剝離特性提升，如圖17A、圖17B所示般，沿著第1直線(L1)或第2直線(L2)來進行平行的複數列(在圖17A、B是顯示3列的情況)之脈衝雷射束的照射也無妨。此時，中斷第1直線(L1)與第2直線(L2)所交叉的領域之脈衝雷射束的照射。在圖17A、B是顯示在進行沿著第2直線(L2)的脈衝雷射束的照射之第2金屬膜剝離步驟將脈衝雷射束的照射中斷的情況。
並且，有關龜裂形成步驟也是為了使龜裂形成特性提升，沿著第1直線(L1)或第2直線(L2)來進行平行的複數列的脈衝雷射束的照射也無妨。
(第2實施形態)
本實施形態的雷射切割方法，係將被加工基板載置於平台，產生時脈訊號，射出與時脈訊號同步的脈衝雷射束，使被加工基板與脈衝雷射束相對地移動，使對被加工基板之脈衝雷射束的照射及非照射與時脈訊號同步，利用脈衝選擇器來控制脈衝雷射束的通過及遮斷，而以光脈衝單位切換，使在被加工基板中到達基板表面的龜裂，藉由控制脈衝雷射束的照射能量、脈衝雷射束的加工點深度、及脈衝雷射束的照射領域及非照射領域的長度來將龜裂形成連續於被加工基板表面。
而且，具有：第1龜裂形成步驟，其係沿著第1直線來對被加工基板照射脈衝雷射束；及第2龜裂形成步驟，其係沿著與第1直線正交的第2直線來對被加工基板照射脈衝雷射束。
在第1直線與第2直線所交叉的領域中，於第1龜裂形成步驟或第2龜裂形成步驟的其中任一方的步驟，中斷脈衝雷射束的照射。
第1實施形態是在照射脈衝雷射束來除去金屬膜時，於第1直線與第2直線所交叉的領域中，在第1金屬膜剝離步驟或第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步 驟，中斷脈衝雷射束的照射之方法。本實施形態是在照射脈衝雷射束來形成龜裂時，導入與第1實施形態同樣的手法。亦即，在第1直線與第2直線所交叉的領域中，於第1龜裂形成離步驟或第2龜裂形成步驟的其中任一方的步驟，中斷脈衝雷射束的照射。因此，藉由在第1及第2龜裂形成步驟置換第1實施形態的第1及第2金屬膜剝離步驟，成為本實施形態的雷射切割方法。因此，有關與第1實施形態重複的內容是省略記述。
另外，本實施形態的情況，被加工基板W亦可不一定要具備金屬膜。
藉由上述構成，在切割線的交點，可迴避龜裂形成用的脈衝雷射束的重複照射。因此，可抑制例如對半導體層102(圖4)過度的損傷，LED100的發光特性劣化。
並且，在具備金屬膜的被加工基板W的切割中，藉由進行採用第1實施形態及本實施形態雙方的雷射切割方法，可更抑制對半導體層102的損傷，更抑制LED100的發光特性的劣化。
以上，一面參照具體例，一面說明有關本發明的實施形態。但，本發明並非限於該等的具體例。在實施形態中，雷射切割方法、雷射切割裝置等，有關與本發明的說明不直接的部分是省略記載，但可適當選擇使用有關所必要的雷射切割方法、雷射切割裝置等的要素。
其他，具備本發明的要素，經該領域業者適 當設計變更的所有雷射切割方法為本發明的範圍所包含。本發明的範圍是依申請專利範圍及其均等物的範圍所定義。
例如，在實施形態中，被加工基板是舉在藍寶石基板上形成有LED的基板為例進行說明。本發明對於包含像藍寶石基板那樣硬質且缺乏劈開性割斷困難的基板有用，但被加工基板即使是其他包含SiC(碳化矽)基板等的半導體材料基板、壓電材料基板、水晶基板、石英玻璃等的玻璃基板之基板也無妨。
並且，在實施形態是舉藉由使平台移動來使被加工基板與脈衝雷射束相對地移動時為例進行說明。但，即使是例如使用雷射束掃描器等來掃描脈衝雷射束，藉此使被加工基板與脈衝雷射束相對地移動的方法也無妨。
並且，在實施形態中是舉在龜裂形成步驟中，照射光脈衝數(P1)=2，非照射光脈衝數(P2)=1的情況為例進行說明，但為了設為最適條件，P1及P2的值可取任意的值。並且，在實施形態中是舉照射光脈衝為以點徑的間距來重複照射及非照射的情況為例進行說明，但亦可藉由改變脈衝頻率或平台移動速度來改變照射及非照射的間距而找出最適條件。例如，亦可將照射及非照射的間距形成點徑的1/n或n倍。
特別是被加工基板為藍寶石基板時，藉由將照射能量設為30mW以上150mW以下，將脈衝雷射束的 通過設為1~4光脈衝單位，將遮斷設為1~4光脈衝單位，而來將照射的間隔設為1~6μm之下，可在被加工基板表面中形成連續性及直線性良好的龜裂。
又，有關金屬膜剝離或切割加工的圖案是例如藉由設置複數個照射領域寄存器、非照射領域寄存器，或即時以所望的時序來將照射領域寄存器、非照射領域寄存器值變更成所望的值，可對應於各種的切割加工圖案。
又，雷射切割裝置是舉具備記憶加工表的加工表部之裝置為例進行說明，該加工表是以脈衝雷射束的光脈衝數來記述金屬膜剝離資料或切割加工資料。但，並非一定要具備如此的加工表部，只要是具有以光脈衝單位來控制脈衝雷射束在脈衝選擇器的通過及遮斷的構成之裝置即可。
又，為了使割斷特性更為提升，亦可設為在基板表面形成連續的龜裂之後，更追加例如在照射雷射之下對表面溶融加工或剝蝕加工的構成。
[實施例]
以下，說明有關本發明的龜裂形成步驟的實施例。
(實施例1)
藉由實施形態記載的方法，以下記條件來進行雷射切割。
被加工基板：藍寶石基板，基板厚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
平台速度：25mm/sec
加工點深度：離被加工基板表面約25.2μm
圖18是表示實施例1的照射圖案的圖。如圖所示般，1次照射光脈衝之後，以光脈衝單位，將2脈衝份設為非照射。以後，以照射/非照射=1/2的形式來記述此條件。另外，在此是照射．非照射的間距是與點徑相等。
實施例1時，點徑是約1.2μm。因此，照射的間隔是約3.6μm。
將雷射切割的結果顯示於圖19A。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。上側的光學照片是在基板內部的改質領域對焦而攝影者。下側的光學照片是在基板表面的龜裂對焦而攝影者。並且，圖20是與龜裂的方向垂直之基板的剖面SEM照片。
被加工基板是寬約5mm的長方形狀，與長方形的伸長方向垂直照射脈衝雷射束，而形成龜裂。評價形 成龜裂之後，使用切斷器來割斷所要的割斷力。
(實施例2)
除了照射/非照射=1/1以外，以和實施例1同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖19B。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。
(實施例3)
除了照射/非照射=2/2以外，以和實施例1同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖19C。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。
(實施例4)
除了照射/非照射=2/3以外，以和實施例1同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖19E。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。
(比較例1)
除了照射/非照射=1/3以外，以和實施例1同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖19D。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上 面的光學照片。
在實施例1~4是將脈衝雷射束的照射能量、加工點深度、及照射非照射的間隔設定成如上述般，藉此如在圖19A-E及圖20所示般，於被加工基板表面形成連續的龜裂。
特別是實施例1的條件，極直線性的龜裂會被形成於被加工基板表面。因此，割斷後的割斷部的直線性亦佳。而且，實施例1的條件可用最小的割斷力來割斷基板。因此，當被加工基板為藍寶石基板時，若各條件的控制性也考慮，則最好將照射能量設為50±5mW，將加工點深度設為25.0±2.5μm，將脈衝雷射束的通過設為1光脈衝單位，將遮斷設為2光脈衝單位，藉此來將照射的間隔設為3.6±0.4μm。
另一方面，像實施例3那樣，改質領域接近，若在改質領域間的基板內部形成有龜裂，則可見表面的龜裂蛇行，產生龜裂的領域的寬有擴大的傾向。這可思考是因為集中於狹窄領域的雷射光的功率過大所致。
就比較例1而言，條件未被最適化，在基板表面中連續的龜裂未被形成。因此，割斷力的評價也不可能。
(實施例5)
藉由實施形態記載的方法，以下記條件來進行雷射切割。
被加工基板：藍寶石基板，基板厚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)：1
平台速度：25mm/sec
將雷射切割的結果顯示於圖21A。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。上側的光學照片是在基板內部的改質領域對焦而攝影者。下側的光學照片是在基板表面的龜裂對焦而攝影者。
(實施例6)
除了照射/非照射=1/2以外，以和實施例5同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖21B。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。
(實施例7)
除了照射/非照射=2/2以外，以和實施例5同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖21C。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上 面的光學照片。
(實施例8)
除了照射/非照射=1/3以外，以和實施例5同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖21D。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。
(實施例9)
除了照射/非照射=2/3以外，以和實施例5同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖21E。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。
(實施例10)
除了照射/非照射=3/3以外，以和實施例5同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖21F。上側為基板上面的光學照片，下側為比上側低倍率的基板上面的光學照片。
在實施例5~10是將脈衝雷射束的照射能量、加工點深度、及照射非照射的間隔設定成如上述般，藉此如在圖21A-F所示般，於被加工基板表面形成連續的龜裂。
特別是在實施例8的條件下，比較的直線性 的龜裂會被形成於被加工基板表面。並且，實施例8的條件是割斷力也小。不過，相較於實施例1~4的照射能量為50mW的情況，可見表面的龜裂蛇行，且產生龜裂的領域的寬有擴大的傾向。因此，割斷部的直線性也是50mW時較佳。這可思考是因為90mW時，相較於50mW，集中在窄的領域的雷射光的功率過大所致。
(實施例11)
藉由實施形態記載的方法，以下記條件來進行雷射切割。
被加工基板：藍寶石基板，基板厚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
平台速度：25mm/sec
加工點深度：離被加工基板表面約15.2μm
加工點深度比實施例1淺10μm的條件，亦即脈衝雷射束的集光位置比實施例1更接近被加工基板表面的條件下進行切割加工。
將雷射切割的結果顯示於圖22A。在基板內部的改質領域對焦攝影。在照片中，右側的線(+10μm) 為實施例11的條件。為了比較，僅加工點深度不同的實施例1的條件(0)會被顯示於左側。
(實施例12)
除了照射/非照射=1/1以外，以和實施例11同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖22B。
(實施例13)
除了照射/非照射=2/2以外，以和實施例11同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖22C。
(實施例14)
除了照射/非照射=1/3以外，以和實施例11同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖22D。
(實施例15)
除了照射/非照射=2/3以外，以和實施例11同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖22E。
在實施例11~15是將脈衝雷射束的照射能量、加工點深度、及照射非照射的間隔設定成如上述般，藉此如在圖22A-E所示般，於被加工基板表面形成連續的龜裂。
不過，相較於實施例1~4的情況，在表面露出改質領域的大的龜裂。而且。可見表面的龜裂蛇行，產 生龜裂的領域的寬有擴大的傾向。
(實施例16)
藉由實施形態記載的方法，以下記條件來進行雷射切割。
被加工基板：藍寶石基板
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)：1
平台速度：25mm/sec
加工點深度比實施例5淺10μm的條件，亦即脈衝雷射束的集光位置比實施例5更接近被加工基板表面的條件下進行切割加工。
將雷射切割的結果顯示於圖23A。在基板內部的改質領域對焦攝影。在照片中，右側的線(+10μm)為實施例16的條件。為了比較，僅加工點深度不同的實施例5的條件(0)會被顯示於左側。
(實施例17)
除了照射/非照射=1/2以外，以和實施例16同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖23B。
(實施例18)
除了照射/非照射=2/2以外，以和實施例16同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖23C。
(實施例19)
除了照射/非照射=1/3以外，以和實施例16同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖23D。
(實施例20)
除了照射/非照射=2/3以外，以和實施例16同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖23E。
(實施例21)
除了照射/非照射=1/4以外，以和實施例16同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖23F。
在實施例16~21是將脈衝雷射束的照射能量、加工點深度、及照射非照射的間隔設定成如上述般，藉此如在圖23所示般，於被加工基板表面中形成連續的龜裂。
不過，相較於實施例5~10的情況，在表面露出改質領域的大的龜裂。而且，可見表面的龜裂蛇行，產生龜裂的領域的寬有擴大的傾向。因此，割斷後的割斷部也可見蛇行。
以上，由實施例1~21，比較例1的評價可明確，當被加工基板的厚度為100μm時，由於龜裂的直線性佳，因此割斷部的直線性也佳，割斷力也小的實施例1的條件為最適。
(實施例22)
藉由實施形態記載的方法，以下記條件來進行雷射切割。
被加工基板：藍寶石基板，基板厚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
平台速度：5mm/sec
加工點深度：離被加工基板表面約23.4μm
實施例1~21是被加工基板厚為100μm的藍寶石基板，相對的，本實施例是被加工基板厚為150μm的藍寶石基板。將雷射切割的結果顯示於圖24A。上側為基板的割剖面的光學照片，下側為基板剖面的照射圖案的模式圖。ON(附顏色)為照射，OFF(白色)為非照射領域。
被加工基板是寬約5mm的長方形狀，與長方 形的伸長方向垂直照射脈衝雷射束，而形成龜裂。評價形成龜裂之後，使用切斷器來割斷所要的割斷力。
(實施例23)
除了照射/非照射=2/4以外，以和實施例22同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖24B。
(實施例24)
除了照射/非照射=3/5以外，以和實施例22同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖24C。
龜裂的直線性是實施例22~23皆同程度，割斷後的割斷部的直線性也同程度。並且，實施例22的割斷所要的割斷力是2.39N~2.51N，實施例23是2.13N~2.80N，實施例24是1.09N~1.51N。此結果，可知割斷所要的割斷力是照射/非照射=3/5的實施例24的條件為最少。因此，被加工基板的厚度為150μm時，可明確實施例24的條件為最適。
由以上實施例可明確，即使被加工基板的厚度改變時，除了脈衝雷射束的照射能量、脈衝雷射束的加工點深度等，還將脈衝雷射束的照射及非照射和脈衝雷射束同步一樣與加工控制用的時脈訊號同步控制，而以光脈衝單位來切換，藉此可實現最適的割斷特性。
另外，在實施例是例示針對被加工基板為100μm及150μm的情況，但更厚的200μm，250μm的被 加工基板也可實現最適的割斷特性。
(實施例25)
藉由實施形態記載的方法，以下記條件來進行雷射切割。
被加工基板：水晶基板，基板厚100μm
雷射光源：Nd：YVO4雷射
波長：532nm
照射能量：250mW
雷射頻率：100KHz
照射光脈衝數(P1)：3
非照射光脈衝數(P2)：3
平台速度：5mm/sec
加工點深度：離被加工基板表面約10μm
被加工基板是寬約5mm的長方形狀，與長方形的伸長方向垂直照射脈衝雷射束，而形成龜裂。形成龜裂之後，利用切斷器來割斷。
將雷射切割的結果顯示於圖25。圖25A為基板上面的光學照片，圖25B為基板剖面的光學照片。如圖25A、B所示般，將被加工基板設為水晶基板時，也是在內部形成有改質層，在被加工基板表面形成連續的龜裂。因此，可藉由切斷器來直線性的割斷。
(實施例26)
藉由實施形態記載的方法，以下記條件來進行雷射切割。
被加工基板：石英玻璃基板，基板厚500μm
雷射光源：Nd：YVO4雷射
波長：532nm
照射能量：150mW
雷射頻率：100KHz
照射光脈衝數(P1)：3
非照射光脈衝數(P2)：3
平台速度：5mm/sec
加工點深度：離被加工基板表面約12μm
被加工基板是寬約5mm的長方形狀，與長方形的伸長方向垂直照射脈衝雷射束，而形成龜裂。形成龜裂之後，使用切斷器來割斷。
將雷射切割的結果顯示於圖26。圖26是基板上面的光學照片。
(實施例27)
除了將加工點深度設為離被加工基板表面約14μm以外，以和實施例26同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖26。
(實施例28)
除了將加工點深度設為離被加工基板表面約16μm以 外，以和實施例26同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖26。
(比較例2)
除了將加工點深度設為離被加工基板表面約18μm以外，以和實施例26同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖26。
(比較例3)
除了將加工點深度設為離被加工基板表面約20μm以外，以和實施例26同樣的方法來進行雷射切割。將雷射切割的結果顯示於圖26。
如圖26所示般，將被加工基板設為石英玻璃基板時，就實施例26~實施例28的條件而言，在被加工基板表面可形成連續的龜裂。因此，可藉由切斷器來進行直線性的割斷。特別是在實施例27，可形成直線性最高的龜裂，可進行直線性高的割斷。就比較例2、3而言，條件未被最適化，在基板表面未被形成連續的龜裂。
由以上實施例25~28可明確，被加工基板從藍寶石基板改變成水晶基板或石英玻璃基板時，除了脈衝雷射束的照射能量、脈衝雷射束的加工點深度等，還將脈衝雷射束的照射及非照射和脈衝雷射束同步一樣與加工控制用的時脈訊號同步控制，而以光脈衝單位切換，藉此可實現最適的割斷特性。

Claims (10)

  1. 一種雷射切割方法，係於表面具備金屬膜，形成有LED的被加工基板的雷射切割方法，其特徵係具有：將前述被加工基板載置於平台的步驟；第1金屬膜剝離步驟，其係沿著第1直線來對前述金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將前述金屬膜剝離；第2金屬膜剝離步驟，其係沿著與前述第1直線正交的第2直線來對前述金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將前述金屬膜剝離；及龜裂形成步驟，其係對前述被加工基板之被剝離前述金屬膜的領域照射脈衝雷射束，在前述被加工基板形成龜裂，在前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域中，於前述第1金屬膜剝離步驟或前述第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步驟，中斷脈衝雷射束的照射，在前述第1及第2金屬膜剝離步驟中，產生時脈訊號，射出與前述時脈訊號同步的脈衝雷射束，使前述被加工基板與前述脈衝雷射束相對地移動，使對前述被加工基板之前述脈衝雷射束的照射及非照射與前述時脈訊號同步，利用脈衝選擇器來控制前述脈衝雷射束的通過及遮斷，而以光脈衝單位切換，將前述金屬膜剝離，在前述龜裂形成步驟中， 將被加工基板載置於平台，產生時脈訊號，射出與前述時脈訊號同步的脈衝雷射束，使前述被加工基板與前述脈衝雷射束相對地移動，使對前述被加工基板之前述脈衝雷射束的照射及非照射與前述時脈訊號同步，利用脈衝選擇器來控制前述脈衝雷射束的通過及遮斷，而以光脈衝單位切換，使在前述被加工基板中到達基板表面的龜裂，藉由控制前述脈衝雷射束的照射能量、前述脈衝雷射束的加工點深度、及前述脈衝雷射束的照射領域及非照射領域的長度來將前述龜裂形成連續於前述被加工基板表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中，在前述第1或第2金屬膜剝離步驟中，產生具備脈衝雷射束的照射的中斷處的資訊之照射控制訊號，利用前述照射控制訊號來中斷前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域之脈衝雷射束的照射。
  3. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中，前述龜裂在前述被加工基板表面中大致直線地形成。
  4. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中，前述被加工基板的位置與前述脈衝選擇器的動作開始位置為同步。
  5. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中，前述被加工基板包含藍寶石基板，水晶基板，或玻璃基板。
  6. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中，前 述第1及第2金屬膜剝離步驟與前述龜裂形成步驟係於同一雷射切割裝置，載置於同一平台的狀態下連續實行。
  7. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中，以前述脈衝雷射束的焦點位置能夠來到前述被加工基板外的方式散焦。
  8. 一種雷射切割方法，係於表面具備金屬膜的被加工基板的雷射切割方法，其特徵係具有：將前述被加工基板載置於平台的步驟；第1金屬膜剝離步驟，其係沿著第1直線來對前述金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將前述金屬膜剝離；第2金屬膜剝離步驟，其係沿著與前述第1直線正交的第2直線來對前述金屬膜照射被散焦的脈衝雷射束，將前述金屬膜剝離；及龜裂形成步驟，其係對前述被加工基板之被剝離前述金屬膜的領域照射脈衝雷射束，在前述被加工基板形成龜裂，在前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域中，於前述第1金屬膜剝離步驟或前述第2金屬膜剝離步驟的其中任一方的步驟，中斷脈衝雷射束的照射，在前述第1金屬膜剝離步驟及第2金屬膜剝離步驟中，進行平行的複數列的脈衝雷射束的照射。
  9. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中，前述金屬膜為銅或金。
  10. 如申請專利範圍第1項之雷射切割方法，其中， 在前述第1直線與前述第2直線所交叉的領域中，在前述第2金屬膜剝離步驟，中斷脈衝雷射束的照射。
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