WO2008041579A1 - Procédé d'usinage au laser - Google Patents

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WO2008041579A1
WO2008041579A1 PCT/JP2007/068657 JP2007068657W WO2008041579A1 WO 2008041579 A1 WO2008041579 A1 WO 2008041579A1 JP 2007068657 W JP2007068657 W JP 2007068657W WO 2008041579 A1 WO2008041579 A1 WO 2008041579A1
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laser
laser beam
total light
workpiece
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PCT/JP2007/068657
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French (fr)
Inventor
Kazuhiro Atsumi
Koji Kuno
Tatsuya Suzuki
Original Assignee
Hamamatsu Photonics K.K.
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a laser heating method for cutting a plate-like workpiece along a planned cutting line.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-150537
  • the measurement laser light is irradiated along the planned cutting line and reflected by the laser light irradiation surface of the processing target, and the reflected light of the measurement laser light is astigmatized.
  • the detection value corresponding to the condensing image of the reflected light with the added astigmatism is detected, and the detection value is made constant so that the processing laser light is focused on the laser. It is general to follow the light irradiation surface.
  • the reflectance of the measurement laser beam is extremely low! / And the region is partially present on the laser light irradiation surface, an error occurs in the detection value in the region. Therefore, there is a possibility that the condensing point of the processing laser beam cannot follow the laser beam irradiation surface with high accuracy.
  • an object of the present invention is to provide a laser processing method in which the focusing point of the processing laser beam can accurately follow the laser beam irradiation surface of the workpiece.
  • a laser processing method cuts a processing target by irradiating a processing laser beam with a focusing point inside the plate-shaped processing target.
  • a modified region that is the starting point of cutting is formed inside the workpiece along the planned cutting line.
  • a laser processing method that irradiates measurement laser light along a planned cutting line and reflects the reflected light of the measurement laser light reflected by the laser light irradiation surface irradiated by the measurement laser light on the workpiece.
  • a processing laser is detected by detecting the detection value according to the condensed image of the reflected light to which the astigmatism is added, and making the detection value a predetermined value according to the amount of the reflected light.
  • the light condensing point is set at a predetermined position with respect to the laser light irradiation surface.
  • the detection value acquired by the irradiation of the measurement laser light is set to a predetermined value corresponding to the amount of reflected light of the measurement laser light, so that the processing laser light
  • the condensing point is adjusted to a predetermined position from the laser light irradiation surface. For this reason, for example, a region where the reflectivity of the measurement laser beam is extremely low is partially present on the laser light irradiation surface, and even if the amount of reflected light of the measurement laser beam is reduced, the processing laser beam is condensed. It becomes possible to accurately follow the point to the laser light irradiation surface of the workpiece.
  • a correspondence relationship between the detection value and the light amount is acquired in advance in a state where the condensing point of the laser beam for measurement is located at a predetermined distance from the laser light irradiation surface, and the detection value is calculated based on the correspondence relationship It is preferable to adjust the focusing point of the processing laser beam to a predetermined position from the laser light irradiation surface by setting the predetermined value according to the amount of reflected light. In this case, it is possible to easily and reliably realize the detection value to be a predetermined value corresponding to the amount of reflected light of the measurement laser beam.
  • the workpiece includes a semiconductor substrate, and the modified region includes a melt processing region.
  • the method further includes a step of cutting the object to be processed along a planned cutting line using the modified region as a starting point of cutting. As a result, the workpiece can be accurately cut along the planned cutting line.
  • a total light amount value corresponding to the total light amount of the reflected light is detected along the planned cutting line. Move the lens that condenses the laser light along its optical axis to obtain the first control value to control the movement of the lens so that the calculated first reference value is obtained. If the value is less than the threshold value, the detected value and the total light amount value are reproduced again at the position where the total light amount value less than the threshold is detected. , Detect the correspondence between the detected value and the total light quantity value again, irradiate the measuring laser light again along the line to be cut, detect the detected value and the total light quantity value again, and detect the threshold value.
  • the lens is moved along the optical axis so that the detected value becomes the first reference value, and at the position where the total light quantity value less than the threshold is detected.
  • the lens is moved along its optical axis so that the detected value becomes the second reference value calculated from the total light quantity value and the correspondence relationship, and the second control value for controlling the lens movement is obtained. It is preferable to do.
  • the lens is moved based on the first control value or the second control value, the focusing point is adjusted to a predetermined position with respect to the laser light irradiation surface, and the processing laser light is processed. It is preferable to irradiate an object.
  • the focusing point of the processing laser beam can be made to accurately follow the laser beam irradiation surface of the workpiece.
  • FIG. 1 is a plan view of an object to be processed during laser processing by the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the workpiece shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of an object to be processed after laser processing by the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the workpiece shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V—V of the workpiece shown in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view of a processing object cut by the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between electric field strength and crack spot size in the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an object to be processed in a first step of the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an object to be processed in the second step of the laser processing apparatus according to the present embodiment. is there.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an object to be processed in a third step of the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an object to be processed in a fourth step of the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is a view showing a photograph of a cross section of a part of a silicon wafer cut by the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the wavelength of laser light and the transmittance inside the silicon substrate in the laser processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 14 is a front view showing a workpiece to be processed by the laser processing method according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a partial sectional view taken along line XV—XV in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing a flow of a laser processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the total light quantity signal and the displacement sensor signal in the laser processing method according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the relationship between the total light quantity signal and the feedback reference value in the laser processing method according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a view taken along the XIX-XlX spring in FIG. 14 for explaining the trace recording in the laser processing method according to one embodiment of the present invention.
  • the intensity of the laser beam is determined by the peak power density (W / cm 2 ) at the condensing point of the laser beam. For example, when the peak density is l X 10 8 (W / cm 2 ) or more. Multiphoton absorption occurs.
  • the peak power density is obtained by (the energy per pulse of the laser beam at the focal point) ⁇ (the laser beam beam spot cross-sectional area X the nose width).
  • the intensity of the laser beam is determined by the electric field intensity (W / cm 2 ) at the condensing point of the laser beam.
  • a surface 3 of a wafer-like (plate-like) workpiece 1 has a scheduled cutting line 5 for cutting the workpiece 1.
  • the planned cutting line 5 is a virtual line extending straight.
  • the modified region 7 is irradiated with the laser beam L with the focusing point P aligned inside the workpiece 1 under the condition that multiphoton absorption occurs.
  • the condensing point P is a part where the laser beam is condensed.
  • the planned cutting line 5 is not limited to a straight line but may be a curved line! /, And not only a virtual line but also a line actually drawn on the workpiece 1! /.
  • the laser beam L is moved along the planned cutting line 5 (ie, in the direction of arrow A in FIG. 1) to move the condensing point P along the planned cutting line 5. .
  • the modified region 7 is formed inside the workpiece 1 along the planned cutting line 5, and the modified region 7 becomes the cutting start region 8.
  • the cutting starting point region 8 means a region that becomes a starting point of cutting (cracking) when the workpiece 1 is cut.
  • This cutting starting point region 8 may be formed by continuously forming the modified region 7 or may be formed by intermittently forming the modified region 7.
  • the surface 3 of the workpiece 1 is hardly absorbed by the surface 3 of the workpiece 1, so that the surface 3 of the workpiece 1 is not melted.
  • the modified region includes the following (1) to (1) to
  • the modified region is a crack region including one or more cracks
  • the laser beam is irradiated under the condition that the electric field intensity at the focal point is 1 ⁇ 10 8 (W / cm 2 ) or more and the nose width is 1 ⁇ s or less.
  • the size of the Knoll width is a condition in which a crack region can be formed only inside the workpiece without causing extra damage to the surface of the workpiece while causing multiphoton absorption.
  • a phenomenon called optical damage due to multiphoton absorption occurs inside the workpiece.
  • This optical damage induces thermal strain inside the workpiece, thereby forming a crack region inside the workpiece.
  • the upper limit value of the intensity is, for example, 1 ⁇ 10 12 (W / cm 2 ).
  • the pulse width is preferably lns to 200 ns.
  • the present inventor obtained the relationship between the electric field strength and the size of the crack by experiment.
  • the experimental conditions are as follows.
  • Polarization characteristics linearly polarized light
  • the laser beam quality is TEM, which is highly condensable and can be focused to the wavelength of the laser beam.
  • FIG. 7 is a graph showing the results of the experiment.
  • the horizontal axis is the peak power density, which is the laser power S pulse laser light, so the electric field strength is expressed by the peak power density.
  • the vertical axis shows the size of the crack (crack spot) formed inside the workpiece by 1 pulse of laser light. Crack spot force S gathers to form a crack region.
  • the size of the crack spot is the size of the maximum length of the crack spot shape.
  • the data indicated by the black circles in the graph is that the magnification of the condenser lens (C) is 100 times and the numerical aperture (NA) is 0 ⁇ 80. This is the case.
  • the data indicated by white circles in the graph is for the case where the magnification of the condenser lens (C) is 50 times and the numerical aperture (NA) is 0 ⁇ 55.
  • the peak power density is about 10 u (W / cm 2 )
  • a crack spot is generated inside the workpiece, and the crack spot increases as the peak power density increases.
  • FIG. 8 Under the condition that multiphoton absorption occurs, the condensing point P is aligned inside the workpiece 1 and the laser beam L is irradiated to form a crack region 9 along the planned cutting line.
  • the crack region 9 is a region including one or more cracks.
  • the crack region 9 thus formed becomes a cutting start region.
  • the crack grows further starting from the crack region 9 (that is, starting from the cutting start region), and as shown in FIG.
  • FIG. 11 when the workpiece 1 is cracked, the workpiece 1 is cut.
  • a crack that reaches the front surface 3 and the back surface 21 of the workpiece 1 may grow naturally, or may grow when a force is applied to the workpiece 1.
  • the focusing point is set inside the object to be processed (for example, a semiconductor material such as silicon), and the electric field strength at the focusing point is 1 X 10 8 (W / cm 2 ) or more and the pulse width is 1 ⁇ s or less. Irradiate laser light under certain conditions. As a result, the inside of the workpiece is locally heated by multiphoton absorption. By this heating, a melt processing region is formed inside the workpiece.
  • the melt treatment region is a region once solidified after melting, a region in a molten state, or a region re-solidified from a molten state, and can also be referred to as a phase-changed region or a region where the crystal structure has changed.
  • the melt-processed region can also be referred to as a region in which one structure is changed to another in a single crystal structure, an amorphous structure, or a polycrystalline structure.
  • a region that has changed from a single crystal structure to an amorphous structure a region that has changed from a single crystal structure to a polycrystalline structure, and a region that has changed from a single crystal structure to a structure that includes an amorphous structure and a polycrystalline structure.
  • the melt processing region has, for example, an amorphous silicon structure.
  • the upper limit value of the electric field strength is, for example, 1 ⁇ 10 12 (W / cm 2 ).
  • the pulse width is preferably lns to 200 ns.
  • Polarization characteristics linearly polarized light
  • FIG. 12 is a view showing a photograph of a cross section of a part of a silicon wafer cut by laser processing under the above conditions.
  • a melt processing region 13 is formed inside the silicon wafer 11.
  • the size in the thickness direction of the melt processing region 13 formed under the above conditions is about 100 m.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the wavelength of the laser beam and the transmittance inside the silicon substrate. However, the reflection component on the front side and the back side of the silicon substrate is removed to show the transmittance only inside. The above relationship was shown for each of the silicon substrate thickness t forces of 50 mm, 100 mm, 200 ⁇ m, 500 ⁇ m, and 1000 ⁇ m.
  • the thickness of the silicon substrate is 5
  • the length is less than 11 m
  • 80% or more of the laser light is transmitted inside the silicon substrate.
  • the thickness of the silicon wafer 11 shown in FIG. 12 is 350 111
  • the melt processing region 13 by multiphoton absorption is formed near the center of the silicon wafer 11, that is, at a portion of 175 111 from the surface.
  • the transmittance is 90% or more with reference to a silicon wafer having a thickness of 200 m. Therefore, the laser beam is hardly absorbed inside the silicon wafer 11, and almost all is transmitted.
  • melt processing region 13 is formed by multiphoton absorption.
  • the formation of the melt processing region by multiphoton absorption is, for example, “Evaluation of silicon processing characteristics by picosecond pulse laser” on pages 72 to 73 of the 66th Annual Meeting Summary (April 2000). It is described in.
  • the silicon wafer has a direction force in the cross-sectional direction starting from the cutting start region formed by the melt processing region, thus causing a crack, and the crack reaches the front surface and the back surface of the silicon wafer. As a result, it is cut.
  • the cracks that reach the front and back surfaces of the silicon wafer may grow spontaneously, or they may grow when force is applied to the silicon wafer.
  • the crack grows from a state where the melt processing region forming the cutting start region is melted, and the cutting start region In some cases, cracks grow when the solidified region is melted from the molten state.
  • the melt processing region is formed only inside the silicon wafer, and the melt processing region is formed only inside the cut surface after cutting as shown in FIG.
  • the formation of the melt-processed region may be caused not only by multiphoton absorption but also by other absorption effects.
  • the focusing point inside the workpiece eg glass
  • the pulse width is Ins or less.
  • the upper limit value of the electric field strength is, for example, l X 10 12 (W / cm 2 ).
  • the Norse width is preferably less than Ins, more preferably less than lps.
  • the cutting origin region is formed as follows in consideration of the crystal structure of the wafer-like workpiece and its cleavage property. Then, it becomes possible to cut the workpiece with high accuracy and with a smaller force, starting from the cutting start region.
  • a cutting origin region in a direction along the (111) plane (first cleavage plane) or the (110) plane (second cleavage plane) Is preferably formed.
  • a substrate made of a zinc-blende-type III-V compound semiconductor such as GaAs it is preferable to form the cutting origin region in the direction along the (110) plane.
  • the field of a substrate having a hexagonal crystal structure such as sapphire (Al 2 O 3).
  • the cutting origin region in the direction along the (1120) plane (eight plane) or! / (1100) plane (M plane) with the (0001) plane (C plane) as the main plane. .
  • the workpiece 1 includes a silicon wafer 11 and a functional element layer 16 including a plurality of functional elements 15 and formed on the surface 11a of the silicon wafer 11. I have.
  • This workpiece 1 is a so-called MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) web.
  • a thick oxide film (not shown) is formed on the surface 3 to improve etching resistance.
  • the functional elements 15 are, for example, machine element parts, sensors, actuators, electronic circuit parts, and the like, and are formed in a matrix in a direction parallel to and perpendicular to the orientation flat 6 of the silicon wafer 11. .
  • Such a workpiece 1 is cut along the scheduled cutting lines 5 set in a lattice shape so as to pass between adjacent functional elements, thereby forming a large number of semiconductor chips.
  • the direction along the planned cutting line 5 of the workpiece 1 is the X axis direction (X coordinate), and the thickness direction of the workpiece 1 is the Z axis direction (Z coordinate).
  • X coordinate the direction along the planned cutting line 5 of the workpiece 1
  • Z coordinate the thickness direction of the workpiece 1
  • the direction from the left end to the right end of the workpiece 1 is the positive direction
  • the direction from the back surface 21 to the front surface 3 is the positive direction.
  • the surface 3 is imaged through a condensing lens (lens) using a CCD camera, for example, and the mounting table is moved in the Z-axis direction so that the contrast of the projected reticle pattern is maximized. Move relative.
  • the position in the Z direction of the surface 3 at this time is the focus position (the displacement of the surface 3 is 0 m).
  • the measurement laser light is irradiated through the condenser lens, and the reflected light reflected by the surface 3 is received by, for example, a four-divided photodiode.
  • This reflected light is, for example, cylindrical carlen Astigmatism is added by a shaping optical system consisting of a lens and a plano-convex lens, and the light is condensed on a light receiving surface of a quadrant photodiode to form a condensed image on the light receiving surface. For this reason, this condensed image changes in accordance with the displacement of the surface 3 of the workpiece 1 (the position of the condensing point of the measurement laser beam with respect to the surface 3).
  • the displacement of the surface 3 is acquired as an astigmatism signal, and the total light quantity signal corresponding to the total light quantity value of the reflected light (total light quantity value) Is acquired.
  • a controller obtains a displacement sensor signal from the astigmatism signal and the total light quantity signal, and this displacement sensor signal is obtained as a feedback reference value VO (here, 0.4V: first reference value).
  • VO feedback reference value
  • the displacement sensor signal at the focus position is stored as a feedback reference value.
  • the feedback reference value V0 is obtained from the X coordinate where the total light quantity signal is 0.5 V or more. This is because the feedback reference value is changed according to the total light signal in the X coordinate where the value of the total light signal is less than 0.5V (details will be described later).
  • the displacement sensor signal is obtained by dividing the astigmatism signal by the total light quantity signal, and is a relative value of the astigmatism signal with respect to the total received light quantity.
  • the measurement table is irradiated with the laser beam for measurement while relatively moving the mounting table at a speed of 300 mm / second, and the displacement sensor signal is calculated as described above.
  • Force S In order to maintain the feedback reference value V0, that is, so that the separation distance between the surface 3 and the condenser lens is the separation distance at the focus position, for example, the position of the condenser lens in the Z-axis direction by a piezo element. (Trace; Sl in Fig. 16).
  • position control is feedback control with a sampling period of 0.05 ms.
  • the film thickness of the measurement laser beam is likely to be uneven. Extremely low regions are likely to be partially present on the surface 3. As shown in FIG. 19, in the workpiece 1, the total light intensity signal is extremely low because the reflectance is low at the right end along the line 5 to be cut.
  • the S / N ratio is extremely deteriorated, and the astigmatism signal is reduced.
  • the signal may contain many error components. Therefore, even when the displacement of the surface 3 of the workpiece 1 is measured as a relative value (displacement sensor signal) of the total light quantity, a large error component appears in the displacement sensor signal. That is, even if the displacement of the surface 3 is the same, the displacement sensor signal when the total light amount signal is extremely low may be different from other displacement sensor signals.
  • the position of the condensing point C of the measurement laser beam is not the surface 3, but the interior of the workpiece 1 (displacement of the surface 3) rather than the surface 3. (Ie, the position where the laser beam for measurement is focused when it is assumed that it passes through the workpiece 1).
  • the position of the condensing point C is the surface 3, the condensing image on the light receiving surface of the quadrant photodiode is circular, and even if the total light signal changes, the total light signal is unlikely to be different. This is preferable in terms of the point, but when the position of the condensing point C is a position aligned with the inside of the workpiece 1 rather than the surface 3, it is more preferable in the following points.
  • the displacement of the surface 3 is acquired as an astigmatism signal by the change in the condensed image of the reflected light of the measurement laser beam, so that the obtainable range is the measurement laser.
  • the range where the displacement sensor signal can be acquired moves toward the inside of the workpiece 1 and moves in the opposite direction. This is because it is even more preferable in that the modified region is easily formed at a deeper position (that is, the modified region is easily formed on a thick workpiece).
  • the focusing point of the laser beam for measurement is adjusted to the inside of the workpiece 1 rather than the surface 3, the area of the focused image of the laser beam for measurement on the surface 3 will increase.
  • the ratio of the cutting traces to the condensed image becomes small, so that scattering of the reflected light of the laser beam for measurement is suppressed, and an accurate displacement sensor signal can be obtained. This is because it is even more preferable.
  • FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the total light amount signal and the feedback reference value on the laser light irradiation surface having the same displacement.
  • the feedback reference value should be approximately constant (here, 0.4 V) in the region where the total light intensity signal is equal to or greater than the predetermined value (here, 0.5 V). I understand. Then, in the region where the total light quantity signal is lower than the predetermined value, it can be seen that the feedback reference value changes with a predetermined correspondence according to the total light quantity signal. Specifically, at the X coordinate where the total light quantity signal is less than 0.5 V, it can be seen that even if the displacement of the surface 3 is the same, the displacement sensor signal increases as the total light quantity signal decreases. From these, the technical idea was found that the feedback reference value should be sequentially changed in a predetermined correspondence relationship in accordance with the total light quantity signal when the total light quantity signal is lower than the predetermined value.
  • the total light amount signal is monitored during the tracing, and it is determined whether or not a total light amount signal less than 0.5 V (threshold) is detected (S2 in FIG. 16). If a total light intensity signal of less than 0.5 V is not detected, control signal recording continues (S2 ⁇ S7). That is, in this case, the condensing lens is calculated so that the displacement sensor signal is calculated by irradiating the measurement laser beam along the planned cutting line 5 and the displacement sensor signal force S feedback reference value V0 is maintained.
  • a control signal for example, a piezo drive signal for driving the condensing lens along the optical axis: a first control value
  • this movement and recording are repeated a plurality of times at different positions of the X coordinate which is less than 0.5V.
  • a predetermined correspondence between the feedback reference value and the total light amount signal in a region where the total light amount is lower than the predetermined value is derived (S5). That is, the feedback reference value function U (see Fig. 18) with the total light amount signal as a variable is obtained at the X coordinate (range of arrow R in Fig. 19) where the total light amount signal is less than 0.5V.
  • tracing is performed again according to the above equation (1) (S6), and a control signal is recorded along the scheduled cutting line 5 (S7).
  • a control signal is recorded along the scheduled cutting line 5 (S7).
  • the feedback reference value is calculated according to the total light quantity signal according to (1) above, and feedback control is performed using the calculated feedback reference value (second reference value).
  • the control signal (second control value) of the control is recorded.
  • the recorded control signal is reproduced by the piezo element, the condensing lens is operated, and the processing laser light is irradiated onto the processing object 1 with the condensing point set inside the silicon wafer 11. As a result, a modified region is formed inside the silicon wafer 11.
  • this embodiment has a large error component in the displacement sensor signal compared to the workpiece 1 in which the amount of reflected light of the measurement laser beam is partially extremely reduced as described above.
  • the monitored total light intensity signal is 0.5V or higher.
  • trace recording is performed as it is, while the total light intensity signal is less than 0.5V, which corresponds to the area where error components tend to appear in the monitored total light intensity signal.
  • the converging point of the processing laser light is set by setting the displacement sensor signal to a predetermined value corresponding to the amount of reflected light of the measurement laser light. Since the surface 3 is adjusted to a predetermined position, even if a region where the reflectance of the measurement laser beam is extremely low exists partially on the surface 3 and the amount of reflected light of the measurement laser beam is reduced, the processing laser It becomes possible to make the condensing point of the one light follow the surface 3 of the workpiece 1 reliably and accurately, and the modified region can be accurately formed at a predetermined position with respect to the surface 3.
  • the above expression (1) is derived in advance, and the focusing point of the processing laser light is adjusted according to this relational expression.
  • the feedback reference value may be sequentially changed in a predetermined correspondence according to the total light amount signal! /, / !, and the technical idea is optimally applied to the laser processing method, so that the displacement sensor signal can be easily and reliably made the feedback reference value corresponding to the total light quantity signal. can do.
  • the above equation (1) is obtained by linear approximation, but it may be obtained by various approximation methods such as curve approximation, least square approximation, etc.
  • the total light amount signal is 0.5V, 0.3V, 0.
  • the correspondence between the feedback reference value and the total light quantity signal is obtained in the region where the total light quantity signal is less than 0.5 V, and the force total light quantity signal obtained by performing the trace recording again according to this correspondence relation is obtained.
  • the silicon wafer 11 for example, a semiconductor compound material such as gallium arsenide, a piezoelectric material, sapphire, glass, or the like may be used.
  • the irradiation condition of the laser beam is not limited by the pulse pitch width, the output, or the like.
  • the focusing point of the processing laser beam can be made to accurately follow the laser beam irradiation surface of the workpiece.

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Description

明 細 書
レーザ加工方法
技術分野
[0001] 本発明は、板状の加工対象物を切断予定ラインに沿って切断するためのレーザ加 ェ方法に関する。
背景技術
[0002] 従来のレーザ加工方法として、板状の加工対象物の内部に集光点を合わせて加 ェ用レーザ光を照射することにより、加工対象物の切断予定ラインに沿って、切断の 起点となる改質領域を加工対象物の内部に形成するものが知られている（例えば、 特許文献 1参照)。
特許文献 1：特開 2005— 150537号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、上述のようなレーザ加工方法においては、切断予定ラインに沿って測定 用レーザ光を照射し、加工対象物のレーザ光照射面で反射する測定用レーザ光の 反射光に非点収差を付加し、非点収差が付加された反射光の集光像に応じた検出 値を検出し、当該検出値が一定となるようにすることで、加工用レーザ光の集光点を レーザ光照射面に追従させることが一般的である。し力もながら、このようなレーザ加 ェ方法では、測定用レーザ光の反射率の極端に低!/、領域がレーザ光照射面に部分 的に存在する場合、当該領域において検出値に誤差が生じてしまい、加工用レーザ 光の集光点をレーザ光照射面に精度良く追従させることができないおそれがある。
[0004] そこで、本発明は、加工用レーザ光の集光点を加工対象物のレーザ光照射面に精 度良く追従させることができるレーザ加工方法を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記課題を達成するために、本発明に係るレーザ加工方法は、板状の加工対象物 の内部に集光点を合わせて加工用レーザ光を照射することにより、加工対象物の切 断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域を加工対象物の内部に形成する レーザ加工方法であって、切断予定ラインに沿って測定用レーザ光を照射し、加工 対象物において測定用レーザ光が照射するレーザ光照射面で反射する測定用レー ザ光の反射光に非点収差を付加し、非点収差が付加された反射光の集光像に応じ た検出値を検出し、検出値が反射光の光量に応じた所定値となるようにすることで、 加工用レーザ光の集光点をレーザ光照射面に対して所定の位置に合わせることを 特徴とする。
[0006] このレーザ加工方法では、測定用レーザ光の照射によって取得された検出値が測 定用レーザ光の反射光の光量に応じた所定値となるようにすることで、加工用レーザ 光の集光点がレーザ光照射面から所定の位置に合わせられる。そのため、例えば、 測定用レーザ光の反射率の極端に低い領域がレーザ光照射面に部分的に存在し、 測定用レーザ光の反射光の光量が低下しても、加工用レーザ光の集光点を加工対 象物のレーザ光照射面に精度良く追従させることが可能となる。
[0007] ここで、測定用レーザ光の集光点をレーザ光照射面から所定の距離に位置させた 状態において検出値と光量との対応関係を予め取得し、対応関係に基づいて検出 値が反射光の光量に応じた所定値となるようにすることで、加工用レーザ光の集光点 をレーザ光照射面から所定の位置に合わせることが好ましい。この場合、検出値を測 定用レーザ光の反射光の光量に応じた所定値となるようにすることを容易且つ確実 に実現することができる。
[0008] また、加工対象物が半導体基板を備え、改質領域が溶融処理領域を含む場合が ある。
[0009] また、改質領域を切断の起点として切断予定ラインに沿って加工対象物を切断す る工程を含むことが好ましい。これにより、加工対象物を切断予定ラインに沿って精 度良く切断することができる。
[0010] また、検出値を検出するのに併せて反射光の全光量に相当する全光量値を切断 予定ラインに沿って検出し、全光量値が閾値以上の場合には、検出値が予め求めら れた第 1の基準値となるように、レーザ光を集光するレンズをその光軸に沿って移動 させ、レンズの移動を制御するための第 1の制御値を取得し、全光量値が閾値未満 の場合には、閾値未満の全光量値が検出された位置にて検出値及び全光量値を再 度検出し、再度検出された検出値及び全光量値の対応関係を取得し、測定用レー ザ光を切断予定ラインに沿って再び照射して検出値及び全光量値を再び検出し、閾 値以上の全光量値が検出された位置では、検出値が第 1の基準値となるようにレン ズをその光軸に沿って移動させると共に、閾値未満の全光量値が検出された位置で は、検出値が全光量値と対応関係とから算出された第 2の基準値となるようにレンズ をその光軸に沿って移動させ、レンズの移動を制御するための第 2の制御値を取得 することが好ましい。
[0011] また、第 1の制御値又は第 2の制御値に基づいてレンズを移動させて集光点をレー ザ光照射面に対して所定の位置に合わせると共に、加工用レーザ光を加工対象物 に照射することが好ましい。
発明の効果
[0012] 加工用レーザ光の集光点を加工対象物のレーザ光照射面に精度良く追従させるこ とが可能となる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本実施形態に係るレーザ加工装置によるレーザ加工中の加工対象物の平面図 である。
[図 2]図 1に示す加工対象物の II II線に沿った断面図である。
[図 3]本実施形態に係るレーザ加工装置によるレーザ加工後の加工対象物の平面図 である。
[図 4]図 3に示す加工対象物の IV— IV線に沿った断面図である。
[図 5]図 3に示す加工対象物の V— V線に沿った断面図である。
[図 6]本実施形態に係るレーザ加工装置により切断された加工対象物の平面図であ
[図 7]本実施形態に係るレーザ加工装置における電界強度とクラックスポットの大きさ との関係を示すグラフである。
[図 8]本実施形態に係るレーザ加工装置の第 1工程における加工対象物の断面図で ある。
[図 9]本実施形態に係るレーザ加工装置の第 2工程における加工対象物の断面図で ある。
[図 10]本実施形態に係るレーザ加工装置の第 3工程における加工対象物の断面図 である。
[図 11]本実施形態に係るレーザ加工装置の第 4工程における加工対象物の断面図 である。
[図 12]本実施形態に係るレーザ加工装置により切断されたシリコンウェハの一部にお ける断面の写真を表す図である。
[図 13]本実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ光の波長とシリコン基板の 内部の透過率との関係を示すグラフである。
[図 14]本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法の対象となる加工対象物を示す 正面図である。
[図 15]図 14中の XV— XV線に沿った部分断面図である。
[図 16]本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法のフローを示す図である。
[図 17]本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法における全光量信号と変位セン サ信号との関係を示す線図である。
[図 18]本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法における全光量信号とフィードバ ック基準値との関係を説明するための線図である。
[図 19]本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法におけるトレース記録を説明する ための図 14中の XIX— XlX泉に沿った図である。
符号の説明
[0014] 1 · · ·加工対象物、 3· · ·表面（レーザ光照射面）、 5· · ·切断予定ライン、 L…レーザ光、 Ρ· · ·集光点。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実 施形態のレーザ加ェ方法では、加ェ対象物の内部に改質領域を形成するために多 光子吸収という現象を利用する。そこで、最初に、多光子吸収により改質領域を形成 するためのレーザ加工方法について説明する。
[0016] 材料の吸収のバンドギャップ E よりも光子のエネルギー が小さいと光学的に透 明となる。よって、材料に吸収が生じる条件は > Eである。しかし、光学的に透明
G
でも、レーザ光の強度を非常に大きくすると nh v > E の条件（n = 2, 3, 4, · · · )で
G
材料に吸収が生じる。この現象を多光子吸収という。ノ ルス波の場合、レーザ光の強 度はレーザ光の集光点のピークパワー密度 (W/cm2)で決まり、例えばピークパヮ 一密度が l X 108 (W/cm2)以上の条件で多光子吸収が生じる。ピークパワー密度 は、（集光点におけるレーザ光の 1パルス当たりのエネルギー） ÷ (レーザ光のビーム スポット断面積 Xノ ルス幅）により求められる。また、連続波の場合、レーザ光の強度 はレーザ光の集光点の電界強度 (W/cm2)で決まる。
[0017] このような多光子吸収を利用する本実施形態に係るレーザ加工方法の原理につい て、図 1〜図 6を参照して説明する。図 1に示すように、ウェハ状 (板状）の加工対象物 1の表面 3には、加工対象物 1を切断するための切断予定ライン 5がある。切断予定ラ イン 5は直線状に延びた仮想線である。本実施形態に係るレーザ加工方法では、図 2に示すように、多光子吸収が生じる条件で加工対象物 1の内部に集光点 Pを合わ せてレーザ光 Lを照射して改質領域 7を形成する。なお、集光点 Pとは、レーザ光しが 集光する箇所のことである。また、切断予定ライン 5は、直線状に限らず曲線状であつ てもよ!/、し、仮想線に限らず加工対象物 1に実際に引かれた線であってもよ!/、。
[0018] そして、レーザ光 Lを切断予定ライン 5に沿って（すなわち、図 1の矢印 A方向に）相 対的に移動させることにより、集光点 Pを切断予定ライン 5に沿って移動させる。これ により、図 3〜図 5に示すように、改質領域 7が切断予定ライン 5に沿って加工対象物 1の内部に形成され、この改質領域 7が切断起点領域 8となる。ここで、切断起点領 域 8とは、加工対象物 1が切断される際に切断 (割れ）の起点となる領域を意味する。 この切断起点領域 8は、改質領域 7が連続的に形成されることで形成される場合もあ るし、改質領域 7が断続的に形成されることで形成される場合もある。
[0019] 本実施形態に係るレーザ加工方法においては、加工対象物 1の表面 3ではレーザ 光 Lがほとんど吸収されないので、加工対象物 1の表面 3が溶融することはない。
[0020] 加工対象物 1の内部に切断起点領域 8を形成すると、この切断起点領域 8を起点と して割れが発生し易くなるため、図 6に示すように、比較的小さな力で加工対象物 1を 切断すること力 Sできる。よって、加工対象物 1の表面 3に不必要な割れを発生させるこ となぐ加工対象物 1を高精度に切断することが可能になる。
[0021] この切断起点領域 8を起点とした加工対象物 1の切断には、次の 2通りが考えられ る。 1つは、切断起点領域 8形成後、加工対象物 1に人為的な力が印加されることに より、切断起点領域 8を起点として加工対象物 1が割れ、加工対象物 1が切断される 場合である。これは、例えば加工対象物 1の厚さが大きい場合の切断である。人為的 な力が印加されるとは、例えば、加工対象物 1の切断起点領域 8に沿って加工対象 物 1に曲げ応力やせん断応力を加えたり、加工対象物 1に温度差を与えることにより 熱応力を発生させたりすることである。他の 1つは、切断起点領域 8を形成することに より、切断起点領域 8を起点として加工対象物 1の断面方向（厚さ方向）に向かって自 然に割れ、結果的に加工対象物 1が切断される場合である。これは、例えば加工対 象物 1の厚さが小さい場合には、 1列の改質領域 7により切断起点領域 8が形成され ることで可能となり、加工対象物 1の厚さが大きい場合には、厚さ方向に複数列形成 された改質領域 7により切断起点領域 8が形成されることで可能となる。なお、この自 然に割れる場合も、切断する箇所において、切断起点領域 8が形成されていない部 位に対応する部分の表面 3上にまで割れが先走ることがなぐ切断起点領域 8を形成 した部位に対応する部分のみを割断することができるので、割断を制御よくすること 力できる。近年、シリコンウェハ等の加工対象物 1の厚さは薄くなる傾向にあるので、 このような制御性のよい割断方法は大変有効である。
[0022] さて、本実施形態に係るレーザ加工方法において、改質領域としては、次の（1)〜
(3)の場合がある。
[0023] (1)改質領域が 1つ又は複数のクラックを含むクラック領域の場合
加工対象物（例えばガラスや LiTaO力 なる圧電材料）の内部に集光点を合わせ
3
て、集光点における電界強度が 1 X 108 (W/cm2)以上で且つノ レス幅が 1 μ s以下 の条件でレーザ光を照射する。このノ ルス幅の大きさは、多光子吸収を生じさせつ つ加工対象物の表面に余計なダメージを与えずに、加工対象物の内部にのみクラッ ク領域を形成できる条件である。これにより、加工対象物の内部には多光子吸収によ る光学的損傷という現象が発生する。この光学的損傷により加工対象物の内部に熱 ひずみが誘起され、これにより加工対象物の内部にクラック領域が形成される。電界 強度の上限値としては、例えば 1 X 1012 (W/cm2)である。パルス幅は例えば lns〜 200nsが好ましい。なお、多光子吸収によるクラック領域の形成は、例えば、第 45回 レーザ熱加工研究会論文集（1998年. 12月）の第 23頁〜第 28頁の「固体レーザー 高調波によるガラス基板の内部マーキング」に記載されている。
[0024] 本発明者は、電界強度とクラックの大きさとの関係を実験により求めた。実験条件は 次ぎの通りである。
[0025] (A)加工対象物：ノ ィレックス（登録商標）ガラス（厚さ 700 a m)
(B)レーザ
光源：半導体レーザ励起 Nd： YAGレーザ
波長： 1064nm
レーザ光スポット断面積： 3. 14 X 10— 8cm2
発振形態： Qスィッチノ ルス
繰り返し周波数： 100kHz
ノ ノレス幅： 30ns
出力：出力 < lmj/ノ ルス
レーザ光品質： TEM
00
偏光特性：直線偏光
(C)集光用レンズ
レーザ光波長に対する透過率： 60パーセント
(D)加工対象物が載置される載置台の移動速度： 100mm/秒
[0026] なお、レーザ光品質が TEM とは、集光性が高くレーザ光の波長程度まで集光可
00
能を意味する。
[0027] 図 7は上記実験の結果を示すグラフである。横軸はピークパワー密度であり、レー ザ光力 Sパルスレーザ光なので電界強度はピークパワー密度で表される。縦軸は 1パ ルスのレーザ光により加工対象物の内部に形成されたクラック部分（クラックスポット） の大きさを示している。クラックスポット力 S集まりクラック領域となる。クラックスポットの 大きさは、クラックスポットの形状のうち最大の長さとなる部分の大きさである。グラフ 中の黒丸で示すデータは集光用レンズ（C)の倍率が 100倍、開口数（NA)が 0· 80 の場合である。一方、グラフ中の白丸で示すデータは集光用レンズ (C)の倍率が 50 倍、開口数 (NA)が 0· 55の場合である。ピークパワー密度が 10u (W/cm2)程度 力、ら加工対象物の内部にクラックスポットが発生し、ピークパワー密度が大きくなるに 従いクラックスポットも大きくなること力分力、る。
[0028] 次に、クラック領域形成による加工対象物の切断のメカニズムについて、図 8〜図 1 1を参照して説明する。図 8に示すように、多光子吸収が生じる条件で加工対象物 1 の内部に集光点 Pを合わせてレーザ光 Lを照射して切断予定ラインに沿って内部に クラック領域 9を形成する。クラック領域 9は 1つ又は複数のクラックを含む領域である 。このように形成されたクラック領域 9が切断起点領域となる。図 9に示すように、クラッ ク領域 9を起点として (すなわち、切断起点領域を起点として）クラックがさらに成長し 、図 10に示すように、クラックが加工対象物 1の表面 3と裏面 21とに到達し、図 11に 示すように、加工対象物 1が割れることにより加工対象物 1が切断される。加工対象物 1の表面 3と裏面 21とに到達するクラックは自然に成長する場合もあるし、加工対象 物 1に力が印加されることにより成長する場合もある。
[0029] (2)改質領域が溶融処理領域の場合
加工対象物（例えばシリコンのような半導体材料）の内部に集光点を合わせて、集 光点における電界強度が 1 X 108 (W/cm2)以上で且つパルス幅が 1 μ s以下の条 件でレーザ光を照射する。これにより加工対象物の内部は多光子吸収によって局所 的に加熱される。この加熱により加工対象物の内部に溶融処理領域が形成される。 溶融処理領域とは一旦溶融後再固化した領域や、まさに溶融状態の領域や、溶融 状態から再固化する状態の領域であり、相変化した領域や結晶構造が変化した領域 ということもできる。また、溶融処理領域とは単結晶構造、非晶質構造、多結晶構造 において、ある構造が別の構造に変化した領域ということもできる。つまり、例えば、 単結晶構造力 非晶質構造に変化した領域、単結晶構造から多結晶構造に変化し た領域、単結晶構造から非晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化した領域を 意味する。加工対象物がシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶 質シリコン構造である。電界強度の上限値としては、例えば 1 X 1012 (W/cm2)であ る。パルス幅は例えば lns〜200nsが好ましい。 [0030] 本発明者は、シリコンウェハ（半導体基板）の内部で溶融処理領域が形成されること を実験により確認した。実験条件は次の通りである。
[0031] (A)加工対象物：シリコンウエノ、（厚さ 350 m、外径 4インチ）
(B)レーザ
光源：半導体レーザ励起 Nd： YAGレーザ
波長： 1064nm
レーザ光スポット断面積： 3. 14 X 10— 8cm2
発振形態： Qスィッチノ ルス
繰り返し周波数： 100kHz
ノ ノレス幅： 30ns
出力： 20 J /パルス
レーザ光品質： TEM
00
偏光特性：直線偏光
(C)集光用レンズ
倍率： 50倍
N. A. : 0. 55
レーザ光波長に対する透過率： 60パーセント
(D)加工対象物が載置される載置台の移動速度： 100mm/秒
[0032] 図 12は、上記条件でのレーザ加工により切断されたシリコンウェハの一部における 断面の写真を表した図である。シリコンウェハ 11の内部に溶融処理領域 13が形成さ れている。なお、上記条件により形成された溶融処理領域 13の厚さ方向の大きさは 1 00 m程度である。
[0033] 溶融処理領域 13が多光子吸収により形成されたことを説明する。図 13は、レーザ 光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。ただし、シリコ ン基板の表面側と裏面側それぞれの反射成分を除去し、内部のみの透過率を示し てレヽる。シリコン基板の厚さ t力 50〃 m、 100〃 m、 200 μ m、 500 μ m、 1000 μ mの 各々について上記関係を示した。
[0034] 例えば、 Nd :YAGレーザの波長である 1064nmにおいて、シリコン基板の厚さが 5 00 11 m以下の場合、シリコン基板の内部ではレーザ光が 80%以上透過することが分 かる。図 12に示すシリコンウェハ 11の厚さは 350 111であるので、多光子吸収による 溶融処理領域 13はシリコンウェハ 11の中心付近、つまり表面から 175 111の部分に 形成される。この場合の透過率は、厚さ 200 mのシリコンウェハを参考にすると、 90 %以上なので、レーザ光がシリコンウェハ 11の内部で吸収されるのは僅かであり、ほ とんどが透過する。このことは、シリコンウェハ 11の内部でレーザ光が吸収されて、溶 融処理領域 13がシリコンウェハ 11の内部に形成（つまりレーザ光による通常の加熱 で溶融処理領域が形成）されたものではなぐ溶融処理領域 13が多光子吸収により 形成されたことを意味する。多光子吸収による溶融処理領域の形成は、例えば、溶 接学会全国大会講演概要第 66集（2000年 4月 )の第 72頁〜第 73頁の「ピコ秒パル スレーザによるシリコンの加工特性評価」に記載されている。
[0035] なお、シリコンウェハは、溶融処理領域によって形成される切断起点領域を起点と して断面方向に向力、つて割れを発生させ、その割れがシリコンウェハの表面と裏面と に到達することにより、結果的に切断される。シリコンウェハの表面と裏面に到達する この割れは自然に成長する場合もあるし、シリコンウェハに力が印加されることにより 成長する場合もある。そして、切断起点領域からシリコンウェハの表面と裏面とに割れ が自然に成長する場合には、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融してい る状態から割れが成長する場合と、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融 している状態から再固化する際に割れが成長する場合とのいずれもある。ただし、ど ちらの場合も溶融処理領域はシリコンウェハの内部のみに形成され、切断後の切断 面には、図 12のように内部にのみ溶融処理領域が形成されている。このように、加工 対象物の内部に溶融処理領域によって切断起点領域を形成すると、割断時、切断 起点領域ラインから外れた不必要な割れが生じにくいので、割断制御が容易となる。 ちなみに、溶融処理領域の形成は多光子吸収が原因の場合のみでなぐ他の吸収 作用が原因の場合もある。
[0036] (3)改質領域が屈折率変化領域の場合
加工対象物（例えばガラス）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強 度が 1 X 108 (W/cm2)以上で且つパルス幅が Ins以下の条件でレーザ光を照射す る。ノ ルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物の内部に起こさせると、多 光子吸収によるエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、加工対象物の内部には イオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率 変化領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば l X 1012 (W/cm2)で ある。ノ ルス幅は例えば Ins以下が好ましぐ lps以下がさらに好ましい。多光子吸収 による屈折率変化領域の形成は、例えば、第 42回レーザ熱加工研究会論文集（19 97年. 11月）の第 105頁〜第 11 1頁の「フェムト秒レーザー照射によるガラス内部へ の光誘起構造形成」に記載されている。
[0037] 以上、改質領域として（1)〜（3)の場合を説明した力 ウェハ状の加工対象物の結 晶構造やその劈開性などを考慮して切断起点領域を次のように形成すれば、その切 断起点領域を起点として、より一層小さな力で、しかも精度良く加工対象物を切断す ることが可能になる。
[0038] すなわち、シリコンなどのダイヤモンド構造の単結晶半導体からなる基板の場合は 、 （111)面（第 1劈開面)や（110)面（第 2劈開面）に沿った方向に切断起点領域を 形成するのが好ましい。また、 GaAsなどの閃亜鉛鉱型構造の III V族化合物半導 体からなる基板の場合は、 (110)面に沿った方向に切断起点領域を形成するのが 好ましい。さらに、サファイア (Al O )などの六方晶系の結晶構造を有する基板の場
2 3
合は、（0001)面（C面）を主面として（1120)面（八面）或!/、は（1100)面（M面）に沿 つた方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。
[0039] なお、上述した切断起点領域を形成すべき方向（例えば、単結晶シリコン基板にお ける（111)面に沿った方向）、或いは切断起点領域を形成すべき方向に直交する方 向に沿って基板にオリエンテーションフラットを形成すれば、そのオリエンテーション フラットを基準とすることで、切断起点領域を形成すべき方向に沿った切断起点領域 を容易且つ正確に基板に形成することが可能になる。
[0040] 次に、本発明の好適な実施形態について説明する。
[0041] 図 14及び図 15に示すように、加工対象物 1は、シリコンウェハ 11と、複数の機能素 子 15を含んでシリコンウェハ 11の表面 11 aに形成された機能素子層 16とを備えてい る。この加工対象物 1は、いわゆる MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems)ゥェ ハであり、エッチング耐性の向上のために酸化膜 (不図示）が表面 3に厚く形成され ている。
[0042] 機能素子 15は、例えば、機械要素部品、センサ、ァクチユエータ、電子回路部品等 であり、シリコンウェハ 11のオリエンテーションフラット 6に平行な方向及び垂直な方 向にマトリックス状に多数形成されている。このような加工対象物 1は、隣り合う機能素 子間を通るように格子状に設定された切断予定ライン 5に沿って切断され、多数の半 導体チップとなる。
[0043] 次に、この加工対象物 1を切断する場合の一例について説明する。まず、加工対象 物 1の裏面 21に、エキスパンドテープを貼り付けて当該加工対象物 1を載置台上に 載置する。続いて、集光用レンズによりシリコンウェハ 11の内部に集光点を合わせ、 加工対象物 1の表面 3側から加工用レーザ光を照射し、各切断予定ライン 5に沿って 、切断の起点となる改質領域を加工対象物 1の内部に形成する。そして、エキスパン ドテープを拡張させることにより、改質領域を切断の起点として、加工対象物 1が切断 予定ライン 5に沿って機能素子 15毎に精度良く切断され、複数の半導体チップが互 いに離間することになる。なお、改質領域は、溶融処理領域の他に、クラック領域等 を含む場合がある。
[0044] 次に、上述した改質領域の形成についてより詳細に説明する。なお、ここでは、図 1 9に示すように、加工対象物 1の切断予定ライン 5に沿った方向を X軸方向（X座標）、 加工対象物 1の厚さ方向を Z軸方向（Z座標）とし、 X軸方向においては加工対象物 1 の左端から右端に向けた方向を正方向、 Z軸方向においては裏面 21から表面 3に向 けた方向を正方向として説明する。
[0045] [ノ、イトセット]
まず、切断予定ライン 5上で、表面 3を例えば CCDカメラにより集光用レンズ (レンズ )を介して撮像し、投影されるレチクルパターンのコントラストが最大になるように載置 台を Z軸方向に相対移動させる。このときの表面 3の Z方向位置をピント位置 (表面 3 の変位が 0 m)とする。
[0046] 続いて、測定用レーザ光を集光用レンズを介して照射し、表面 3で反射した反射光 を例えば 4分割フォトダイオードで受光する。この反射光は、例えばシリンドリカルレン ズと平凸レンズとからなる整形光学系により非点収差が付加され、 4分割フォトダイォ 一ドの受光面に集光されて、当該受光面に集光像を形成する。そのため、この集光 像は、加工対象物 1の表面 3の変位 (表面 3に対する測定用レーザ光の集光点の位 置）に応じて変化するようになっている。よって、このように 4分割フォトダイオードで反 射光を受光することにより、表面 3の変位が非点収差信号として取得されると共に、反 射光の全光量値に相当する全光量信号 (全光量値)が取得される。
[0047] 続いて、例えばコントローラにより、非点収差信号と全光量信号とから変位センサ信 号を求め、この変位センサ信号をフィードバック基準値 VO (ここでは、 0. 4V :第 1 の基準値）として保存する。つまり、ピント位置での変位センサ信号をフィードバック基 準値として保存する。なお、ここでは、全光量信号が 0. 5V以上である X座標にてフィ ードバック基準値 V0を求めている。これは、全光量信号の値が 0. 5V未満の X座標 では、フィードバック基準値を全光量信号に応じて変化させるためである（詳しくは後 述)。ちなみに、変位センサ信号とは、非点収差信号を全光量信号で除算したもので あり、受光した全光量に対する非点収差信号の相対値である。これにより、光量の変 化量が比較的少なレ、場合には、表面 3の変位を安定して検出することができる。
[0048] [トレース記録]
次に、切断予定ライン 5に沿うように、例えば 300mm/秒の速度で載置台を相対 移動させながら測定用レーザ光を照射し、上述のようにして変位センサ信号を算出し 、当該変位センサ信号力 Sフィードバック基準値 V0を維持するように、すなわち、表面 3と集光用レンズとの離間距離がピント位置での離間距離になるように、例えばピエゾ 素子により集光用レンズの Z軸方向位置を制御する（トレース；図 16の S l)。ここでは 、位置の制御は、サンプリング周期を 0. 05m秒とするフィードバック制御としている。
[0049] ここで、一般に、加工対象物 1のような MEMSウェハでは、上述したように形成され る酸化膜が厚いことから、その膜厚にむらが生じ易ぐ測定用レーザ光の反射率の極 端に低い領域が表面 3に部分的に存在し易い。図 19に示すように、加工対象物 1で は、切断予定ライン 5に沿った右側端部で反射率が低くなつているために全光量信 号が極端に低くなつている。
[0050] このように全光量信号が極端に低くなると、 S/N比が極端に悪くなり、非点収差信 号に誤差成分が多く含まれてしまうことがある。そのため、加工対象物 1の表面 3の変 位を全光量の相対値 (変位センサ信号)として測定する場合でも、変位センサ信号に 力、かる誤差成分が大きく現れてしまう。すなわち、表面 3の変位が同じであっても、全 光量信号が極端に低いときの変位センサ信号が他の変位センサ信号と異なることが ある。
[0051] 特に、本実施形態では、図 17に示すように、測定用レーザ光の集光点 Cの位置を 表面 3とせずに、表面 3よりも加工対象物 1の内部（表面 3の変位が負となる位置）に 合わせた位置としている（すなわち、測定用レーザ光が加工対象物 1を透過すると仮 定したときに集光する位置)。これは、一般に、集光点 Cの位置が表面 3であると、 4分 割フォトダイオードの受光面での集光像が円形状となり、全光量信号が変化しても全 光量信号が異なり難い点で好ましいが、集光点 Cの位置が表面 3よりも加工対象物 1 の内部に合わせた位置である場合には、以下の点でより一層好ましいからである。
[0052] すなわち、上述のように、表面 3の変位が測定用レーザ光の反射光の集光像の変 化により非点収差信号として取得されることから、その取得可能レンジが測定用レー ザ光の集光点を中心として対称な一定範囲となるため、かかる場合では変位センサ 信号の取得可能レンジが加工対象物 1の内部に向力、う方向に全体的に移動し、よつ て、より深い位置に改質領域を形成し易い (すなわち、厚い加工対象物に改質領域 を形成し易い）点でより一層好ましいからである。さらに、測定用レーザ光の集光点を 表面 3よりも加工対象物 1の内部に合わせると、表面 3での測定用レーザ光の集光像 の面積が大きくなることから、例えば表面 3に切削痕等が多く存在しても、当該切削 痕が集光像に占める割合が小さくなるため、測定用レーザ光の反射光の散乱が抑制 され、精度良い変位センサ信号を取得することができる点でもより一層好ましいから である。
[0053] そこで、この全光量信号と変位センサ信号との関係について、本発明者らは鋭意研 究を重ねた結果、以下の技術的思想を見出した。
[0054] 図 18は、変位が等しいレーザ光照射面における全光量信号とフィードバック基準 値との関係を示す線図である。実測値 Sより、全光量信号が所定値 (ここでは、 0. 5V )以上の領域では、フィードバック基準値も略一定値 (ここでは、 0. 4V)であること がわかる。そして、全光量信号が所定値よりも低い領域では、全光量信号に応じてフ イードバック基準値が所定の対応関係で変化していることがわかる。具体的には、全 光量信号が 0. 5V未満の X座標では、表面 3の変位が同じであっても、全光量信号 が減少するにつれて変位センサ信号が増加していることがわかる。これらより、全光 量信号が所定値よりも低レ、領域では、全光量信号に応じてフィードバック基準値を逐 次に所定の対応関係で変化させればよいという技術的思想を見出した。
[0055] 従って、本実施形態では、トレースに際して全光量信号をモニターし、 0. 5V (閾値 )未満の全光量信号が検出されるかどうか判断する（図 16の S2)。 0. 5V未満の全光 量信号が検出されない場合には、そのまま制御信号の記録を続行する（S2→S7)。 すなわち、この場合には、切断予定ライン 5に沿って測定用レーザ光を照射すること により、変位センサ信号を算出し、当該変位センサ信号力 Sフィードバック基準値 V0を 維持するように集光用レンズの Z軸方向位置を制御すると共に、当該制御の制御信 号 (例えば、集光用レンズをその光軸に沿って駆動するピエゾの駆動信号:第 1の制 御値)を記録する。
[0056] 他方、 0. 5V未満の全光量信号が検出された場合には、以下の動作を実行する（S 2→S3)。すなわち、トレースすることにより変位センサ信号を算出した後、全光量信 号が 0. 5V未満である X座標の位置に載置台を移動させる。そして、このときの X座 標にてハイトセットを再度行って変位センサ値と全光量値を取得し、これらの取得した 値を再設定基準値として記録する（S4)。
[0057] 続いて、この移動及び記録を 0. 5V未満である X座標の異なる位置にて複数回繰り 返し行う。そして、記録された複数の再設定基準値に基づいて、全光量が所定値より も低い領域においてのフィードバック基準値と全光量信号との所定の対応関係を導 出する（S5)。すなわち、全光量信号が 0. 5V未満の X座標（図 19中の矢印 Rの範囲 )において全光量信号を変数とするフィードバック基準値の関数 U (図 18参照）を求 める。ここでは、全光量信号が 0. 5V、 0. 3V、 0. 2Vでの各 X座標にてハイトセットを 行って再設定基準値をそれぞれ求め、これらを 1次直線近似することにより関数 Uと して下記（1)式を求めて!/、る。
フィードバック基準値 =— I X全光量信号 + 0. 1 · · · (!) 但し、全光量信号 < 0· 5 [V]
[0058] 続いて、上記（1)式に従って再びトレースを行い（S6)、切断予定ライン 5に沿って 制御信号を記録する（S7)。具体的には、図 19に示すように、全光量信号が 0. 5V 以上の X座標では、フィードバック基準値 V0でフィードバック制御を行うと共に当該 制御の制御信号を記録する一方、全光量信号が 0. 5V未満の X座標（矢印 Rの範囲 )では、上記（1)によりフィードバック基準値を全光量信号に応じて算出し、算出され たフィードバック基準値 (第 2の基準値)でフィードバック制御を行うと共に当該制御の 制御信号 (第 2の制御値)を記録する。
[0059] [改質領域形成]
次に、記録した制御信号をピエゾ素子で再生し、集光用レンズを動作させると共に 、シリコンウェハ 11の内部に集光点を合わせて加工用レーザ光を加工対象物 1に照 射する。これにより、シリコンウェハ 11の内部に改質領域を形成されることとなる。
[0060] 以上、本実施形態は、上述したように、測定用レーザ光の反射光の光量が部分的 に極端に減少してしまう加工対象物 1に対して、変位センサ信号に誤差成分が大きく 現れない領域に相当する全光量信号が 0. 5Vよりも高い領域にてハイトセットし、そし て、全光量信号をモニターしつつトレースを行った後、モニターした全光量信号が 0. 5V以上である場合には、そのままトレース記録を行う一方、モニターした全光量信号 にお!/、て誤差成分が現れ易い領域に相当する 0. 5V未満の全光量信号が存在する 場合には、全光量信号が 0. 5V未満の領域にてフィードバック基準値と全光量信号 との対応関係を求め、この対応関係に従ってトレース記録をやり直す。
[0061] 従って、本実施形態では、上述したように、変位センサ信号が測定用レーザ光の反 射光の光量に応じた所定値となるようにすることで、加工用レーザ光の集光点が表面 3から所定の位置に合わせられるため、測定用レーザ光の反射率の極端に低い領域 が表面 3に部分的に存在し測定用レーザ光の反射光の光量が低下しても、加工用レ 一ザ光の集光点を加工対象物 1の表面 3に確実且つ精度良く追従させることが可能 となり、表面 3に対して所定の位置に改質領域を精度良く形成することができる。つま り、酸化膜が形成された加工対象物であって当該酸化膜にむらがあるものにおいて も、加工用レーザ光の集光点を表面 3に安定して追従することが可能となる。その結 果、改質領域が表面 3にまで達してしまったり、表面 3に加工用レーザ光の集光点が 近づいて機能素子 15にダメージを与えてしまったりするのを防止することができる。
[0062] さらに、本実施形態では、上述したように、上記（1)式を予め導出し、この関係式に 従って加工用レーザ光の集光点を合わせている。つまり、上述した技術的思想、す なわち全光量信号が所定値よりも低レ、領域では、全光量信号に応じてフィードバック 基準値を逐次に所定の対応関係で変化させればよ!/、と!/、う技術的思想を最適にレ 一ザ加工方法に適用させており、よって、変位センサ信号が全光量信号に応じたフィ ードバック基準値となるようにすることを容易且つ確実に実現することができる。
[0063] 以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に 限定されるものではない。
[0064] 例えば、上記実施形態では、上記（1)式を 1次直線近似で求めたが、曲線近似、 最小二乗近似等の種々の近似解法により求めてもよ!/、。
[0065] また、上記実施形態では、トレース記録の際に、全光量信号が 0. 5V、 0. 3V、 0.
2Vでの各 X座標にてハイトセットを行い、上記（1)式を導出したが、全光量信号とフィ ードバック基準値との関係式を、加工対象物の種類や特性等によって共通して用い る場合もある。なお、この場合には、レーザ光照射面の変位を測定すると同時に改質 領域を形成するいわゆるリャルタイム加工を好適に実施することができる。
[0066] また、上記実施形態では、全光量信号が 0. 5V未満の領域にてフィードバック基準 値と全光量信号との対応関係を求め、この対応関係に従ってトレース記録をやり直し た力 全光量信号が 0. 5V未満の領域にて集光用レンズの Z軸方向位置を固定して 、換言すると、全光量信号が 0. 5V未満の X座標では制御信号を一定値にして、トレ ース記録をやり直してもよい。なお、このように制御信号を一定値する場合には、リャ ルタイム加工を好適に実施することができる。
[0067] また、シリコンウェハ 11でなくとも、例えば、ガリウム砒素等の半導体化合物材料、 圧電材料、サフアイャ、ガラス等でもよい。また、本実施形態では、レーザ光の照射条 件は、パルスピッチ幅や出力等により限定されるものではなく様々な照射条件とする こと力 Sでさる。
産業上の利用可能性 本発明によれば、加工用レーザ光の集光点を加工対象物のレーザ光照射面に精 度良く追従させることが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] 板状の加工対象物の内部に集光点を合わせて加工用レーザ光を照射することによ り、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域を前記 加工対象物の内部に形成するレーザ加工方法であって、
前記切断予定ラインに沿って測定用レーザ光を照射し、
前記加工対象物において前記測定用レーザ光が照射されるレーザ光照射面で反 射する前記測定用レーザ光の反射光に非点収差を付加し、
非点収差が付加された前記反射光の集光像に応じた検出値を検出し、 前記検出値が前記反射光の光量に応じた所定値となるようにすることで、前記加工 用レーザ光の集光点を前記レーザ光照射面に対して所定の位置に合わせることを 特徴とするレーザ加工方法。
[2] 前記測定用レーザ光の集光点を前記レーザ光照射面から所定の距離に位置させ た状態において前記検出値と前記光量との対応関係を予め取得し、
前記対応関係に基づいて前記検出値が前記反射光の光量に応じた所定値となる ようにすることで、前記加工用レーザ光の集光点を前記レーザ光照射面に対して前 記所定の位置に合わせることを特徴とする請求項 1記載のレーザ加工方法。
[3] 前記加工対象物は半導体基板を備え、前記改質領域は溶融処理領域を含むこと を特徴とする請求項 1又は 2記載のレーザ加工方法。
[4] 前記改質領域を切断の起点として前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を 切断する工程を含むことを特徴とする請求項;!〜 3の何れか一項記載のレーザ加工 方法。
[5] 前記検出値を検出するのに併せて前記反射光の全光量に相当する全光量値を前 記切断予定ラインに沿って検出し、
前記全光量値が閾値以上の場合には、前記検出値が予め求められた第 1の基準 値となるように、前記レーザ光を集光するレンズをその光軸に沿って移動させ、前記 レンズの移動を制御するための第 1の制御値を取得し、
前記全光量値が前記閾値未満の場合には、前記閾値未満の前記全光量値が検 出された位置にて前記検出値及び前記全光量値を再度検出し、再度検出された前 記検出値及び前記全光量値の対応関係を取得し、
前記測定用レーザ光を前記切断予定ラインに沿って再び照射して前記検出値及 び前記全光量値を再び検出し、
前記閾値以上の前記全光量値が検出された位置では、前記検出値が前記第 1の 基準値となるように前記レンズをその光軸に沿って移動させると共に、前記閾値未満 の前記全光量値が検出された位置では、前記検出値が前記全光量値と前記対応関 係とから算出された第 2の基準値となるように前記レンズをその光軸に沿って移動さ せ、前記レンズの移動を制御するための第 2の制御値を取得することを特徴とする請 求項 1〜4の何れか一項記載のレーザ加工方法。
[6] 前記第 1の制御値又は前記第 2の制御値に基づ!/、て前記レンズを移動させて前記 集光点を前記レーザ光照射面に対して前記所定の位置に合わせると共に、前記加 ェ用レーザ光を前記加工対象物に照射することを特徴とする請求項 5記載のレーザ 加工方法。
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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
ES2356817T3 (es) * 2002-03-12 2011-04-13 Hamamatsu Photonics K.K. Método de corte de un objeto procesado.
ATE362653T1 (de) 2002-03-12 2007-06-15 Hamamatsu Photonics Kk Methode zur trennung von substraten
TWI326626B (en) * 2002-03-12 2010-07-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method
TWI520269B (zh) 2002-12-03 2016-02-01 Hamamatsu Photonics Kk Cutting method of semiconductor substrate
FR2852250B1 (fr) * 2003-03-11 2009-07-24 Jean Luc Jouvin Fourreau de protection pour canule, un ensemble d'injection comportant un tel fourreau et aiguille equipee d'un tel fourreau
US8685838B2 (en) * 2003-03-12 2014-04-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser beam machining method
CN1826207B (zh) * 2003-07-18 2010-06-16 浜松光子学株式会社 激光加工方法、激光加工装置以及加工产品
JP4563097B2 (ja) 2003-09-10 2010-10-13 浜松ホトニクス株式会社 半導体基板の切断方法
JP4601965B2 (ja) * 2004-01-09 2010-12-22 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4509578B2 (ja) 2004-01-09 2010-07-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4598407B2 (ja) * 2004-01-09 2010-12-15 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP5138219B2 (ja) 2004-03-30 2013-02-06 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
EP1775059B1 (en) * 2004-08-06 2015-01-07 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and semiconductor device
JP4762653B2 (ja) * 2005-09-16 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4907965B2 (ja) * 2005-11-25 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4804911B2 (ja) * 2005-12-22 2011-11-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP4907984B2 (ja) 2005-12-27 2012-04-04 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
JP5183892B2 (ja) 2006-07-03 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
ES2428826T3 (es) 2006-07-03 2013-11-11 Hamamatsu Photonics K.K. Procedimiento de procesamiento por láser y chip
KR101428823B1 (ko) 2006-09-19 2014-08-11 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치
JP4954653B2 (ja) 2006-09-19 2012-06-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5101073B2 (ja) * 2006-10-02 2012-12-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5132911B2 (ja) * 2006-10-03 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
EP2070636B1 (en) * 2006-10-04 2015-08-05 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
JP5336054B2 (ja) * 2007-07-18 2013-11-06 浜松ホトニクス株式会社 加工情報供給装置を備える加工情報供給システム
JP5449665B2 (ja) * 2007-10-30 2014-03-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
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
JP5054496B2 (ja) * 2007-11-30 2012-10-24 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5692969B2 (ja) 2008-09-01 2015-04-01 浜松ホトニクス株式会社 収差補正方法、この収差補正方法を用いたレーザ加工方法、この収差補正方法を用いたレーザ照射方法、収差補正装置、及び、収差補正プログラム
JP5254761B2 (ja) 2008-11-28 2013-08-07 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5241525B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5241527B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
CN102307699B (zh) 2009-02-09 2015-07-15 浜松光子学株式会社 加工对象物的切断方法
JP5639997B2 (ja) 2009-04-07 2014-12-10 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5491761B2 (ja) 2009-04-20 2014-05-14 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5552373B2 (ja) * 2010-06-02 2014-07-16 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
WO2012014717A1 (ja) * 2010-07-26 2012-02-02 浜松ホトニクス株式会社 半導体デバイスの製造方法
US8722516B2 (en) 2010-09-28 2014-05-13 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and method for manufacturing light-emitting device
KR20130039955A (ko) 2011-10-13 2013-04-23 현대자동차주식회사 용접용 레이저 장치
JP6000700B2 (ja) * 2012-07-10 2016-10-05 株式会社ディスコ レーザー加工方法
JP6073643B2 (ja) * 2012-10-25 2017-02-01 株式会社小糸製作所 車両用ランプとその製造方法
JP6342949B2 (ja) * 2016-05-17 2018-06-13 ファナック株式会社 反射光を抑制しながらレーザ加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法
CN111263678A (zh) * 2017-10-25 2020-06-09 株式会社尼康 加工装置、加工系统、及移动体的制造方法
US10589445B1 (en) * 2018-10-29 2020-03-17 Semivation, LLC Method of cleaving a single crystal substrate parallel to its active planar surface and method of using the cleaved daughter substrate
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
JP6989549B2 (ja) * 2019-03-13 2022-01-05 フタバ産業株式会社 接合体の製造方法
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
JPWO2022254844A1 (ja) 2021-06-01 2022-12-08

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114627A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工方法

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4546231A (en) 1983-11-14 1985-10-08 Group Ii Manufacturing Ltd. Creation of a parting zone in a crystal structure
JPS63149513A (ja) 1986-12-12 1988-06-22 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光学式変位計測方法
KR0171947B1 (ko) 1995-12-08 1999-03-20 김주용 반도체소자 제조를 위한 노광 방법 및 그를 이용한 노광장치
JP4067602B2 (ja) * 1996-12-09 2008-03-26 富士通株式会社 高さ検査方法、それを実施する高さ検査装置
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
ATE362653T1 (de) 2002-03-12 2007-06-15 Hamamatsu Photonics Kk Methode zur trennung von substraten
TWI326626B (en) 2002-03-12 2010-07-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method
ES2356817T3 (es) 2002-03-12 2011-04-13 Hamamatsu Photonics K.K. Método de corte de un objeto procesado.
TWI520269B (zh) 2002-12-03 2016-02-01 Hamamatsu Photonics Kk Cutting method of semiconductor substrate
WO2004050291A1 (ja) 2002-12-05 2004-06-17 Hamamatsu Photonics K.K. レーザ加工装置
JP2004188422A (ja) * 2002-12-06 2004-07-08 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
FR2852250B1 (fr) 2003-03-11 2009-07-24 Jean Luc Jouvin Fourreau de protection pour canule, un ensemble d'injection comportant un tel fourreau et aiguille equipee d'un tel fourreau
US8685838B2 (en) 2003-03-12 2014-04-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser beam machining method
CN1826207B (zh) 2003-07-18 2010-06-16 浜松光子学株式会社 激光加工方法、激光加工装置以及加工产品
JP4563097B2 (ja) 2003-09-10 2010-10-13 浜松ホトニクス株式会社 半導体基板の切断方法
JP2005086175A (ja) 2003-09-11 2005-03-31 Hamamatsu Photonics Kk 半導体薄膜の製造方法、半導体薄膜、半導体薄膜チップ、電子管、及び光検出素子
JP2005150537A (ja) 2003-11-18 2005-06-09 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の加工方法および加工装置
CN100461561C (zh) 2004-01-07 2009-02-11 浜松光子学株式会社 半导体发光元件及其制造方法
JP4598407B2 (ja) 2004-01-09 2010-12-15 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4509578B2 (ja) 2004-01-09 2010-07-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4601965B2 (ja) 2004-01-09 2010-12-22 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP3708104B2 (ja) * 2004-01-13 2005-10-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4536407B2 (ja) 2004-03-30 2010-09-01 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び加工対象物
KR20070005712A (ko) 2004-03-30 2007-01-10 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 방법 및 반도체 칩
JP5138219B2 (ja) 2004-03-30 2013-02-06 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4634089B2 (ja) 2004-07-30 2011-02-16 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4732063B2 (ja) * 2004-08-06 2011-07-27 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
EP1775059B1 (en) 2004-08-06 2015-01-07 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and semiconductor device
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
JP4917257B2 (ja) 2004-11-12 2012-04-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4198123B2 (ja) 2005-03-22 2008-12-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4776994B2 (ja) 2005-07-04 2011-09-21 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP4749799B2 (ja) 2005-08-12 2011-08-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4762653B2 (ja) 2005-09-16 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4237745B2 (ja) 2005-11-18 2009-03-11 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4907965B2 (ja) 2005-11-25 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4804911B2 (ja) 2005-12-22 2011-11-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP4907984B2 (ja) 2005-12-27 2012-04-04 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
ES2428826T3 (es) 2006-07-03 2013-11-11 Hamamatsu Photonics K.K. Procedimiento de procesamiento por láser y chip
JP5183892B2 (ja) 2006-07-03 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4954653B2 (ja) 2006-09-19 2012-06-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
KR101428823B1 (ko) 2006-09-19 2014-08-11 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치
JP5101073B2 (ja) 2006-10-02 2012-12-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP5132911B2 (ja) 2006-10-03 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
EP2070636B1 (en) 2006-10-04 2015-08-05 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method
JP5336054B2 (ja) 2007-07-18 2013-11-06 浜松ホトニクス株式会社 加工情報供給装置を備える加工情報供給システム
JP4402708B2 (ja) 2007-08-03 2010-01-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法
JP5225639B2 (ja) 2007-09-06 2013-07-03 浜松ホトニクス株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
JP5342772B2 (ja) 2007-10-12 2013-11-13 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5449665B2 (ja) 2007-10-30 2014-03-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5054496B2 (ja) 2007-11-30 2012-10-24 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
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
JP5241525B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114627A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Forming of Photoinduced Structure within Glass by Femtosecond Laser Irradiation", PROCEEDINGS OF THE 42ND LASER MATERIALS PROCESSING CONFERENCE, November 1997 (1997-11-01), pages 105 - 111
"Internal Marking of Glass Substrate with Solid-state Laser", PROCEEDINGS OF THE 45TH LASER MATERIALS PROCESSING CONFERENCE, December 1998 (1998-12-01), pages 23 - 28
"Ultrashort Pulse Laser Microprocessing of Silicon", PREPRINTS OF THE NATIONAL MEETINGS OF JAPAN WELDING SOCIETY, vol. 66, April 2000 (2000-04-01), pages 72 - 73
See also references of EP2070633A4

Also Published As

Publication number Publication date
KR101579317B1 (ko) 2015-12-21
JP2008087053A (ja) 2008-04-17
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