專利名稱：激光加工方法及激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于沿著切斷預(yù)定線來(lái)切斷板狀的加工對(duì)象的激光加 工方法以及激光加工裝置。
背景技術(shù)：
作為以往的上述領(lǐng)域的技術(shù)有如下晶片的分割方法，即，將對(duì)于 晶片具有透過(guò)性的激光沿著分割預(yù)定線照射在晶片上，由此在晶片內(nèi) 部沿著分割預(yù)定線形成變質(zhì)層后，通過(guò)使粘貼在晶片一個(gè)面上的具有 擴(kuò)張性的保護(hù)帶擴(kuò)張，而沿著變質(zhì)層對(duì)晶片進(jìn)行分割(例如參照日本 專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2005-129607號(hào)公報(bào) 發(fā)明內(nèi)容然而，在板狀的加工對(duì)象中，因?yàn)榇嬖谛螤?、?gòu)造、材料以及晶 體取向等不相同的各種各樣種類不同，所以為了沿著切斷預(yù)定線高精度地切斷加工對(duì)象，需要在1個(gè)加工對(duì)象物的內(nèi)部形成不同種類(大 小、破裂發(fā)生的容易性)的改質(zhì)區(qū)域。在此，本發(fā)明有鑒于上述問(wèn)題而提出，目的在于提供一種激光加 工方法及激光加工裝置，其可在1個(gè)加工對(duì)象物的內(nèi)部確實(shí)地形成不 同種類的改質(zhì)區(qū)域。本發(fā)明人為了達(dá)到上述目的經(jīng)過(guò)反復(fù)悉心研究討論，其結(jié)果得到 如下結(jié)論，當(dāng)在加工對(duì)象物內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射脈沖振蕩的激光 時(shí)，根據(jù)脈沖波形使聚光點(diǎn)附近的溫度分布發(fā)生變化，由此，使得在 聚光點(diǎn)附近形成的改質(zhì)區(qū)域的種類(大小、破裂發(fā)生的容易性)發(fā)生 變化。這是由于即使激光相對(duì)于加工對(duì)象物具有透過(guò)性，但因吸收率 的溫度依賴性，使加工對(duì)象物的溫度越高越容易吸收激光。本發(fā)明人 根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步進(jìn)行研究，從而完成了本發(fā)明。
艮口，本發(fā)明的激光加工方法，其特征在于在板狀的加工對(duì)象物 的內(nèi)部，在加工對(duì)象物的厚度方向上距離加工對(duì)象物的激光入射面僅 第1距離的第1位置上對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射具有第1脈沖波形的激光， 由此沿著加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線，在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成成為切 斷的起點(diǎn)的第1改質(zhì)區(qū)域，同時(shí)，在加工對(duì)象物的內(nèi)部，在加工對(duì)象 物的厚度方向上距離激光入射僅第2距離的第2位置上對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射具有第2脈沖波形的激光，從而沿著切斷預(yù)定線，在加工對(duì)象 物的內(nèi)部形成成為切斷的起點(diǎn)的第2改質(zhì)區(qū)域。根據(jù)該激光加工法，可沿著切斷預(yù)定線分別在加工對(duì)象物的厚度 方向上距離加工對(duì)象物的激光入射面僅第1距離的第1位置，以及加 工對(duì)象物的厚度方向上距離激光入射僅第2距離的第2位置上確實(shí)地 形成不同種類的第1該質(zhì)領(lǐng)域及第2該質(zhì)領(lǐng)域。并且，在該激光加工方法中，優(yōu)選以第1及第2改質(zhì)區(qū)域?yàn)榍袛?的起點(diǎn)，沿著切斷預(yù)定線切斷加工對(duì)象物。據(jù)此，能夠沿著切斷預(yù)定 線高精度地切斷加工對(duì)象物。另外，本發(fā)明所涉及的激光加工方法，其特征在于在板狀的加 工對(duì)象物的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射具有第1脈沖波形的激光，從而 沿著加工對(duì)象物的第1切斷預(yù)定線在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成成為切斷 的起點(diǎn)的第1改質(zhì)區(qū)域，同時(shí)，在加工對(duì)象物的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并 照射具有第2脈沖波形的激光，從而沿著加工對(duì)象物的第2切斷預(yù)定 線在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成成為切斷的起點(diǎn)的第2改質(zhì)區(qū)域。根據(jù)該激光加工方法，可在加工對(duì)象物的內(nèi)部分別沿著第1切斷 預(yù)定線及第2切斷預(yù)定線確實(shí)地形成不同種類的第1改質(zhì)區(qū)域及第2 改質(zhì)區(qū)域。而且存在第1切斷預(yù)定線和第2切斷預(yù)定線交叉的情況。而且，在該激光加工方法中，優(yōu)選以第1及第2改質(zhì)區(qū)域?yàn)榍袛?起點(diǎn)沿著第1及第2切斷預(yù)定線切斷加工對(duì)象物。由此，能夠沿著第l 及第2切斷預(yù)定線高精度地切斷加工對(duì)象物。另外，本發(fā)明的激光加工裝置，其在板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部形 成成為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域，其特征在于具備載置加工對(duì)象物的 載置臺(tái)；使激光脈沖振蕩的激光源；使由激光源脈沖振蕩的激光的脈 沖波形變化的脈沖波形可變模塊；和使由激光源脈沖振蕩的激光聚光
在載置于載置臺(tái)的加工對(duì)象物的內(nèi)部，并在其激光的聚光點(diǎn)的位置上 形成改質(zhì)區(qū)域的聚光用透鏡。根據(jù)該激光裝置，脈沖波形可變模塊可以使由激光源脈沖振蕩的 激光的脈沖波形發(fā)生變化，因此能夠確實(shí)地在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成 不同種類的改質(zhì)區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，能夠確實(shí)地在1個(gè)加工對(duì)象物的內(nèi)部形成不同種類 的改質(zhì)區(qū)域。


圖1是本實(shí)施方式的激光加工方法的激光加工中的加工對(duì)象物的 平面圖。圖2是由圖1所表示的加工對(duì)象物的沿II-II線的截面圖。 圖3是依據(jù)本實(shí)施方式的激光加工方法的激光加工后的加工對(duì)象 物的平面圖。圖4是由圖3所表示的加工對(duì)象物的沿IV-IV線的截面圖。 圖5是由圖3所表示的加工對(duì)象物的沿V-V線的截面圖。 圖6是由本實(shí)施方式的激光加工方法進(jìn)行切斷的加工對(duì)象物的平 面圖。圖7是表示在本實(shí)施方式的激光加工方法中的峰值功率密度與破 裂點(diǎn)的大小的關(guān)系的圖表。圖8是在本實(shí)施方式的激光加工方法的第1工序中的加工對(duì)象物 的截面圖。圖9是在本實(shí)施方式的激光加工方法的第2工序中的加工對(duì)象物 的截面圖。圖10是在本實(shí)施方式的激光加工方法的第3工序中的加工對(duì)象物 的截面圖。圖11是在本實(shí)施方式的激光加工方法的第4工序中的加工對(duì)象物 的截面圖。圖12是表示根據(jù)本實(shí)施方式的激光加工方法在所切斷的硅晶片的 一部分的截面照片的圖。 圖13是表示在本實(shí)施方式的激光加工方法中的激光的波長(zhǎng)與硅基板的內(nèi)部透過(guò)率的關(guān)系的圖表。圖14是為了說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的原理的圖。圖15是表示在本實(shí)施方式的激光加工方法中的時(shí)間與脈沖強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。圖16是表示在本實(shí)施方式的激光加工方法中的每個(gè)脈沖波形的最 高到達(dá)溫度以及超過(guò)熔點(diǎn)的范圍。圖17是表示根據(jù)在本實(shí)施方式的激光加工方法切斷的硅晶片的切 斷面的照片的圖，(a)是照射具有o^0.34的脈沖波形的激光的情況，(b) 是照射具有a-0.76的脈沖波形的激光的情況。圖18是成為本實(shí)施方式的激光加工方法的對(duì)象的加工對(duì)象物的平 面圖。圖19是沿著由圖18所表示的XIX-XIX線的部分截面圖。圖20是為了說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的加工對(duì)象物的部分 截面圖，是將擴(kuò)張帶貼敷于加工對(duì)象物的狀態(tài)。圖21是為了說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的加工對(duì)象物的部分 截面圖，是將激光照射于加工對(duì)象物的第1狀態(tài)。圖22是為了說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的加工對(duì)象物的部分 截面圖，是將激光照射于加工對(duì)象物的第2狀態(tài)。圖23是為了說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的加工對(duì)象物的部分 截面圖，是使擴(kuò)張帶進(jìn)行擴(kuò)張的狀態(tài)。圖24是為了說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的加工對(duì)象物的部分 截面圖，是加工對(duì)象物被切斷成半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)。圖25是沿著由圖22所表示的XXV-XXV線的部分截面圖。圖26是本實(shí)施方式的激光加工裝置的構(gòu)成圖。符號(hào)說(shuō)明1、加工對(duì)象物3、表面5， 5,， 52、切斷預(yù)定線7、改質(zhì)區(qū)域11， 11,， 112、硅晶片 lla、激光入射面13， 13,， 132、溶融處理區(qū)域21、背面L、激光P、聚光點(diǎn)具體實(shí)施方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本實(shí)施 方式的激光加工方法中，為了在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域利用 了被稱為多光子吸收的現(xiàn)象。因此，首先對(duì)有關(guān)因多光子吸收形成改 質(zhì)區(qū)域的激光加工方法進(jìn)行說(shuō)明。在光子的能量hv比材料的吸收的頻帶間隙Ecj小時(shí)，光學(xué)上為透 明。因而，材料產(chǎn)生吸收的條件為hv〉Ec?？墒?，就算光學(xué)上是透明， 但激光的強(qiáng)度還是非常大時(shí)，在nhv〉Ec的條件(n=2， 3， 4，...) 下在材料中產(chǎn)生吸收。此現(xiàn)象稱為多光子吸收。在脈沖波的情況下， 激光的強(qiáng)度由激光的聚光點(diǎn)的峰值功率密度(W/cm2)所決定，例如在 峰值功率密度為lxl08 (W/cm2)以上的條件下，產(chǎn)生多光子吸收。峰 值功率密度是根據(jù)(聚光點(diǎn)上的激光的1脈沖的能量)+ (激光的光點(diǎn) 截面積x脈沖寬度)求得。又，在連續(xù)波的情況下，激光的強(qiáng)度由激光 的聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(W/cm2)決定。針對(duì)有關(guān)利用如上多光子吸收的本實(shí)施方式的激光加工方法的原 理，參照?qǐng)D1 圖6進(jìn)行說(shuō)明。如圖l所示，在晶片狀(平板狀)的加 工對(duì)象物1的表面3，具有為了切斷加工對(duì)象物l的切斷預(yù)定線5。切 斷預(yù)定線5是直線狀延伸的假想線。在有關(guān)本實(shí)施方式的激光加工方 法中，如圖2所示，在產(chǎn)生多光子吸收的條件下，使聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)加 工對(duì)象物l的內(nèi)部，照射激光L，而形成改質(zhì)區(qū)域7。再者，聚光點(diǎn)P 是指激光L聚光之處。又，切斷預(yù)定線5不限于直線狀，也可為曲線 狀，不限于假想線，也可為實(shí)際劃在加工對(duì)象物l上的線。而且，通過(guò)使激光L沿著切斷預(yù)定線5 (即，圖1的箭頭A方向) 進(jìn)行相對(duì)性移動(dòng)，而使聚光點(diǎn)P沿著切斷預(yù)定線5移動(dòng)。由此，如圖3 圖5所示，沿著切斷預(yù)定線5在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域7，
該改質(zhì)區(qū)域7成為切斷起點(diǎn)區(qū)域8。在此，切斷起點(diǎn)區(qū)域8是指加工對(duì) 象物1被切斷時(shí)，成為切斷(裂縫)的起點(diǎn)的區(qū)域。該切斷起點(diǎn)區(qū)域8 有連續(xù)性形成改質(zhì)區(qū)域7所形成的情形，也有斷續(xù)性形成改質(zhì)區(qū)域7 所形成的情形。在本實(shí)施方式的激光加工方法中，由于在加工對(duì)象物1的表面3 上激光L基本不被吸收，所以加工對(duì)象物l的表面3不會(huì)發(fā)生熔融。當(dāng)在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成切斷起點(diǎn)領(lǐng)域8時(shí)，由于容易以該 切斷起點(diǎn)區(qū)域8為起點(diǎn)發(fā)生破裂，所以如圖6所示，可用比較小的力 切斷加工對(duì)象物1。因此，不會(huì)在加工對(duì)象物1的表面3上發(fā)生不必要 的破裂，從而可高精度地切斷加工對(duì)象物1。以該切斷起點(diǎn)區(qū)域8為起點(diǎn)的加工對(duì)象物1的切斷，是考慮以下 兩點(diǎn)。 一種情況是，切斷起點(diǎn)區(qū)域8形成后，對(duì)加工對(duì)象物1施加人 為的力，從而以切斷起點(diǎn)區(qū)域8為起點(diǎn)使加工對(duì)象物1裂開(kāi)，而將加 工對(duì)象物1切斷。這是例如加工對(duì)象物1的厚度較大時(shí)的切斷。施加 人為上的力是指，例如沿著加工對(duì)象物l的切斷起點(diǎn)區(qū)域8對(duì)加工對(duì) 象物1施加彎曲應(yīng)力或剪應(yīng)力，或者通過(guò)對(duì)加工對(duì)象物1賦予溫度差 而發(fā)生熱應(yīng)力。另一種情況是，通過(guò)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8，以切斷起點(diǎn) 區(qū)域8為起點(diǎn)，向著加工對(duì)象物1的截面方向(厚度方向)自然裂縫， 而將加工對(duì)象物1切斷。這種情況下，例如在加工對(duì)象物1的厚度較 小時(shí)，可由一列改質(zhì)區(qū)域7形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8，在加工對(duì)象物l的厚 度較大時(shí)，可由形成在厚度方向的多列改質(zhì)區(qū)域7來(lái)形成切斷起點(diǎn)區(qū) 域8。再者，在該自然裂開(kāi)的情況下，在切斷之處，裂縫不是先到與未 形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8的部位相對(duì)應(yīng)的部分的表面3上，而是只能割斷 與形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8的部位相對(duì)應(yīng)的部分，因此可良好地控制割斷。 近年來(lái)因硅晶片等的加工對(duì)象物1的厚度有變薄的傾向，故如上控制 性良好的割斷方法非常有效。在本實(shí)施方式的激光加工方法中，作為改質(zhì)區(qū)域存在以下的(1) (3)的情況。(1)改質(zhì)區(qū)域?yàn)榘粋€(gè)或多個(gè)裂痕的裂痕區(qū)域的情形 使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物(例如由玻璃或LiTa03所形成的壓電材 料)的內(nèi)部，在聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為lxl08 (W/cm2)以上，且脈沖寬
度為lps以下的條件下照射激光。該脈沖寬度的大小的條件是，產(chǎn)生 多光子吸收且不對(duì)加工對(duì)象物的表面造成多余的損傷，并只在加工對(duì) 象物的內(nèi)部形成裂痕區(qū)域。從而，在加工對(duì)象物的內(nèi)部，會(huì)因多光子 吸收產(chǎn)生光學(xué)性損傷的現(xiàn)象。因該光學(xué)性損傷，在加工對(duì)象物的內(nèi)部 引起熱彎曲，由此，在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成裂痕區(qū)域。電場(chǎng)強(qiáng)度的上限值為，例如lx1012 (W/cm2)。脈沖寬度優(yōu)選為例如lns 200ns。 而且，因多光子吸收形成裂痕區(qū)域，例如記載于日本第45回激光熱加 工研究會(huì)論文集U998年.12月)的第23頁(yè) 第28頁(yè)的「固體激光 高調(diào)波的玻璃基板的內(nèi)部記號(hào)」。本發(fā)明人是根據(jù)實(shí)驗(yàn)求得電場(chǎng)強(qiáng)度與裂痕的大小的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)條 件如下。(A) 加工對(duì)象物派熱克斯(Pyrex)(注冊(cè)商標(biāo))玻璃(厚度 700,)(B) 激光光源半導(dǎo)體激光激發(fā)Nd: YAG激光 波長(zhǎng)1064nm激光點(diǎn)截面積3.14xl0'8cm2 振蕩形態(tài)Q開(kāi)關(guān)脈沖 重復(fù)頻率100kHz脈沖寬度30ns輸出輸出〈lmJ/脈沖激光質(zhì)量TEMoo偏光特性直線偏光(c)聚光用透鏡對(duì)激光波長(zhǎng)的透過(guò)率60%(D)載置有加工對(duì)象物的載置臺(tái)的移動(dòng)速度100mm/秒 而且，激光質(zhì)量TEM(K)是指聚旋光性高可聚光到激光的波長(zhǎng)程度。 圖7是表示上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的圖。橫軸是峰值功率密度，激光為 脈沖激光，電場(chǎng)強(qiáng)度以峰值功率密度表示?？v軸是表示利用1脈沖的 激光，在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成的裂痕部分(裂痕點(diǎn))的大小。裂痕 點(diǎn)集中成為裂痕區(qū)域。裂痕點(diǎn)的大小，是裂痕點(diǎn)的形狀中成為最大長(zhǎng)
度的部分的大小。圖中以黑圓圈所示的數(shù)據(jù)，是聚光用透鏡(c)的倍率為100倍、開(kāi)口數(shù)(NA)為0.80的情形。另一方面，圖中以白圓圈 所示的數(shù)據(jù)，是聚光用透鏡(C)的倍率為50倍、開(kāi)口數(shù)(NA)為0.55 的情形。峰值功率密度會(huì)自1011 (W/cm2)左右起，在加工對(duì)象物的內(nèi) 部產(chǎn)生裂痕點(diǎn)，得知隨著峰值功率密度變大，裂痕點(diǎn)也會(huì)變大。其次，對(duì)利用形成裂痕區(qū)域?qū)⒓庸?duì)象物切斷的機(jī)構(gòu)，參照?qǐng)D8 圖11進(jìn)行說(shuō)明。如圖8所示，在產(chǎn)生多光子吸收的條件下使聚光點(diǎn)P 對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物l的內(nèi)部，并照射激光L，沿著切斷預(yù)定線，在內(nèi)部形 成裂痕區(qū)域9。裂痕區(qū)域9包含一個(gè)或多個(gè)裂痕的區(qū)域。像這樣所形成 的裂痕區(qū)域9成為切斷起點(diǎn)區(qū)域。如圖9所示，以裂痕區(qū)域9為起點(diǎn) (即，以切斷起點(diǎn)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn))，進(jìn)一步使裂痕成長(zhǎng)，如圖10所示， 裂痕到達(dá)加工對(duì)象物1的表面3與背面21，如圖11所示，加工對(duì)象物 1會(huì)裂開(kāi)，從而將加工對(duì)象物1切斷。到達(dá)加工對(duì)象物1的表面3與背 面21的裂痕，有自然成長(zhǎng)的情形，也有對(duì)加工對(duì)象物1施加力從而成 長(zhǎng)的情形。(2)改質(zhì)區(qū)域?yàn)槿苋谔幚韰^(qū)域的情形 使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物(例如像是硅等半導(dǎo)體材料)的內(nèi)部， 在聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為lxl08 (W/cm2)以上，且脈沖寬度為lp以下 的條件下照射激光。從而，加工對(duì)象物的內(nèi)部會(huì)因多光子吸收而局部 性加熱。利用該加熱，在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成溶融處理區(qū)域。溶融 處理區(qū)域是指暫時(shí)溶融后再固化的區(qū)域，或正好為溶融狀態(tài)的區(qū)域、 或由溶融狀態(tài)再固化的狀態(tài)的區(qū)域，也可稱為相變化的區(qū)域或結(jié)晶構(gòu) 造變化的區(qū)域。又，溶融處理區(qū)域是指在單結(jié)晶構(gòu)造、非晶構(gòu)造、多 結(jié)晶構(gòu)造中，也可稱為某一構(gòu)造變成另一構(gòu)造的區(qū)域。就是，例如由 單結(jié)晶構(gòu)造變?yōu)榉蔷?gòu)造的區(qū)域、由單結(jié)晶構(gòu)造變?yōu)槎嘟Y(jié)晶構(gòu)造的區(qū) 域、由單結(jié)晶構(gòu)造變?yōu)榘蔷?gòu)造及多結(jié)晶構(gòu)造的構(gòu)造的區(qū)域。加 工對(duì)象物為硅單結(jié)晶構(gòu)造時(shí)，溶融處理區(qū)域例如是非晶硅構(gòu)造。電場(chǎng) 強(qiáng)度的上限值，例如為lxl012 (\V/cm2)。優(yōu)選脈沖寬度例如為lns 200ns。本發(fā)明人是根據(jù)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)在硅晶片的內(nèi)部，形成有溶融處理區(qū)域。 實(shí)驗(yàn)條件如下。(A) 加工對(duì)象物硅晶片(厚度35(Him、外徑4英寸)(b) 激光光源半導(dǎo)體激光激發(fā)Nd: YAG激光波長(zhǎng)1064nm激光點(diǎn)截面積3.14xl0'8cm2振蕩形態(tài)q開(kāi)關(guān)脈沖重復(fù)頻率100kHz 脈沖寬度30ns 輸出20mJ/脈沖激光質(zhì)量TEMoo偏光特性直線偏光(c)聚光用透鏡倍率50倍N.A.: 0.55對(duì)激光波長(zhǎng)的透過(guò)率60%(D)載置有加工對(duì)象物的載置臺(tái)的移動(dòng)速度100mm/秒 圖12是表示利用在上述條件下的激光加工所切斷的硅晶片的一部 分的截面照片的圖。在硅晶片11的內(nèi)部，形成有溶融處理區(qū)域13。而 且，由上述條件所形成的溶融處理區(qū)域13的厚度方向的大小為10(Him 左右。對(duì)利用多光子吸收形成溶融處理區(qū)域13進(jìn)行說(shuō)明。圖13是表示 激光的波長(zhǎng)與硅基板的內(nèi)部的透過(guò)率的關(guān)系的圖。但除去硅基板的表 面?zhèn)扰c背面?zhèn)确謩e的反射成分，只表示內(nèi)部的透過(guò)率。針對(duì)硅基板的 厚度t分別為50pm、 100(im、 200pm、 500|im、 1000pm，來(lái)表示上述 關(guān)系。例如，在Nd: YAG激光的波長(zhǎng)為1064nm下，硅基板的厚度為 500pm以下時(shí)，得知在硅基板的內(nèi)部，激光會(huì)透過(guò)80%以上。因圖12 所示的硅晶片11的厚度為350pm，在硅晶片11的中心附近，就是自 表面起175)am的部分形成溶融處理區(qū)域13。此時(shí)的透過(guò)率，在以厚度 200lim的硅晶片為參考時(shí)為90X以上，激光在硅晶片11的內(nèi)部稍微被 吸收，幾乎是透過(guò)。這表示因多光子吸收而形成溶融處理區(qū)域13。利
用多光子吸收形成溶融處理區(qū)域，記載在例如日本焊接學(xué)會(huì)全國(guó)大會(huì)講演概要第66集(2000年4月)的第72頁(yè) 73頁(yè)的"利用皮秒脈沖 激光的硅的加工特性評(píng)估"。而且，以由溶融處理區(qū)域所形成的切斷起點(diǎn)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)，向著截 面方向產(chǎn)生裂縫，其裂縫到達(dá)硅晶片的表面與背面，結(jié)果將硅晶片切 斷。到達(dá)硅晶片的表面與背面的該裂縫，有自然成長(zhǎng)的情形，也有對(duì) 硅晶片施加力從而成長(zhǎng)的情形。而且，在從切斷起點(diǎn)區(qū)域向硅晶片的 表面與背面自然成長(zhǎng)裂縫時(shí)，形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的溶融處理區(qū)域由溶 融的狀態(tài)成長(zhǎng)裂縫的情形；和由形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的溶融處理區(qū)域開(kāi) 始溶融的狀態(tài)再固化之際而成長(zhǎng)裂縫的情形。但，無(wú)論哪種情形，溶 融處理區(qū)域都只是形成在硅晶片的內(nèi)部，在切斷后的切斷面上，如圖 12，只在內(nèi)部形成溶融處理區(qū)域。這樣，當(dāng)在加工對(duì)象物的內(nèi)部利用 溶融處理區(qū)域形成切斷起點(diǎn)區(qū)域時(shí)，因割斷時(shí)難以產(chǎn)生偏離切斷起點(diǎn) 區(qū)域線的不必要的裂縫，故割斷控制變得容易。而且，溶融處理區(qū)域 的形成并不是只因多光子吸收，也存在因其他的吸收作用的情況。 (3)改質(zhì)區(qū)域?yàn)檎凵渎首兓瘏^(qū)域的情形使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物(例如玻璃)的內(nèi)部，在聚光點(diǎn)的電場(chǎng) 強(qiáng)度為lxl08 (W/cm2)以上，且脈沖寬度為lns以下的條件下照射激 光。脈沖寬度極短，在加工對(duì)象物的內(nèi)部引起多光子吸收時(shí)，多光子 吸收的能量不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，而是在加工對(duì)象物的內(nèi)部會(huì)引起離子價(jià) 數(shù)變化、結(jié)晶化或分極取向等永久性的構(gòu)造變化，而形成折射率變化 區(qū)域。電場(chǎng)強(qiáng)度的上限值，例如為lxl012 (W/ cm2)。脈沖寬度優(yōu)選 為例如lns以下，更優(yōu)選為lps以下。因多光子吸收形成折射率變化區(qū) 域，記載于例如日本第42回激光熱加工研究會(huì)論文集(1997年11月) 的第105頁(yè) 第111頁(yè)的"利用飛秒激光照射的對(duì)玻璃內(nèi)部的光誘導(dǎo)構(gòu) 造形成"。以上，對(duì)改質(zhì)區(qū)域的(1) (3)的情形進(jìn)行了說(shuō)明，但考慮到 晶片狀的加工對(duì)象物的結(jié)晶構(gòu)造或其劈開(kāi)性等，如果如下所述來(lái)形成 切斷起點(diǎn)區(qū)域，則以該切斷起點(diǎn)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)可進(jìn)一步以較小的力且精 度良好地切斷加工對(duì)象物。以下是就有關(guān)本實(shí)施方式的激光加工方法進(jìn)行說(shuō)明。 如圖14所示，經(jīng)對(duì)于硅晶片11具有透過(guò)性的激光L的聚光點(diǎn)P 對(duì)準(zhǔn)硅晶片11的內(nèi)部，并在上述"(2)改質(zhì)區(qū)域?yàn)槿苋谔幚韰^(qū)域的情形" 中記載的條件下進(jìn)行脈沖振蕩，此時(shí)在聚光點(diǎn)P的位置上成為局部高 溫。因此，根據(jù)吸收率的溫度依賴性在聚光點(diǎn)P的位置上吸收率增高， 開(kāi)始激光L的吸收。由此，相對(duì)于聚光點(diǎn)P，在與硅晶片ll的激光入 射面lla相反側(cè)行進(jìn)的激光L減少，相對(duì)于聚光點(diǎn)P激光入射面lla 側(cè)的部分沿著激光L的光軸Z成為局部性高溫。其結(jié)果，根據(jù)吸收率 的溫度依賴性，在該部分上吸收率增高，激光L被吸收，所以該部分 的溫度超過(guò)熔點(diǎn)而形成溶融處理區(qū)域13。即，溶融處理區(qū)域13的形成， 不僅僅是由激光L的多光子吸收引起的，同時(shí)也是由吸收率的溫度依 賴性產(chǎn)生的激光L的吸收引起的。在實(shí)際的加工中推測(cè)是，基于由吸 收率的溫度依賴性產(chǎn)生的激光的吸收的加工，以及基于多光子吸收的 加工等現(xiàn)象相互重合的結(jié)果。而且，在硅等半導(dǎo)體材料中，通過(guò)在使 其內(nèi)部的聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為lxl08 (W/cm2)以上且脈沖寬度為lps 以下的條件下照射激光，可形成如上述"(2)改質(zhì)區(qū)域?yàn)槿苋谔幚韰^(qū) 域的情形"中記載的含有溶融處理區(qū)域的改質(zhì)區(qū)域。而且，將因激光L的吸收使溫度超過(guò)熔點(diǎn)的部分在光軸Z方向上 的長(zhǎng)度R稱作"超過(guò)熔點(diǎn)的范圍"。另外，作為表示激光L的脈沖波形 的指標(biāo)，如圖15所示，考慮以激光的高斯光束分布(Gaussian Beam Profile)為標(biāo)準(zhǔn)的波形。a是表示高斯光束分布(Gaussian Beam Profile) 的變形度，a-l就是高斯光束分布(Gaussian Beam Profile),在a小于 1的情況下，光束位置成為從01=1向前側(cè)的光束分布，在a大于1的情 況下，光束位置成為從a-l向后側(cè)的光束分布。如圖15以及圖16所示，在向硅晶片11照射具有ofO.I、 a=1.0、 a=1.9的脈沖波形的激光L的情況下，聚光點(diǎn)P附近的最高到達(dá)溫度分 別為14500K、 17000K、 9900K,超過(guò)熔點(diǎn)的范圍分別成為28.0, 27.5nm、 27.0nm。此時(shí)，激光L的照射條件為，掃描速度300mm/ 秒；重復(fù)頻率80kHz;脈沖寬度150ns;脈沖能量6.5pJ。可是， 該值雖然是通過(guò)模擬求得的，但因?yàn)閷⒍喙庾游宅F(xiàn)象反映到模擬結(jié) 果是困難的而不予考慮。為此，在實(shí)際的加工中并沒(méi)于這種限定。
一般在照射具有0.7So^l.3的脈沖波形(以下稱之為"標(biāo)準(zhǔn)的脈沖 波形")的激光L的情況下，與照射具有a<0.7的脈沖波形(以下稱之 為"來(lái)自前側(cè)脈沖波形"(前上《9 0/""7波形))的激光L或者照射具 有(x〉1.3的脈沖波形(以下稱之為"來(lái)自后側(cè)脈沖波形"(後上"90八。 》7波形))的激光L的情況相比較，在聚光點(diǎn)P附近的最高到達(dá)溫度 變高。由此，與周圍的溫度梯度因?yàn)樽兊眉倍?，所以容易發(fā)生從溶融 處理區(qū)域13向硅晶片11的厚度方向變長(zhǎng)的破裂。另外，在照射具有來(lái)自前側(cè)脈沖波形(前上"90八W7波形)的 激光L的情況下，與照射具有標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形的激光L或者照射具有 來(lái)自后側(cè)脈沖波形(後上>9 OZ々7波形)的激光L的情況相比較， 超過(guò)熔點(diǎn)的范圍變得大。由此，溶融處理區(qū)域13的大小(具體是硅晶 片11的厚度方向的大小)變大。相對(duì)于此，在照射具有來(lái)自后側(cè)脈沖波形的激光L的情況下，與 照射具有標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形的激光L或者照射具有來(lái)自前側(cè)脈沖波形的 激光L的情況相比較，在聚光點(diǎn)P附近的最高到達(dá)溫度變低，并且超 過(guò)熔點(diǎn)的范圍變小。由此，難以從溶融處理區(qū)域13向硅晶片11的厚 度方向發(fā)生破裂，溶融處理區(qū)域13的大小變小。圖17是表示利用本實(shí)施方式的激光加工方法切斷的硅晶片11的 切斷面的照片的圖，(a)是照射具有a- 0.34的脈沖波形的激光L的情 況，(b)是照射具有a-0.76的脈沖波形的激光L的情況。照射具有a-0.34的脈沖波形(即，來(lái)自前側(cè)脈沖波形)的激光L的情況(該圖(a))， 與照射具有a = 0.76的脈沖波形(即，標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形)的激光L的 情況(該圖(b))相比較可知，溶融處理區(qū)域13的大小變大。另外， 照射具有a = 0.76的脈沖波形(即，標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形)的激光L的情 況(圖(b))，與照射具有01 = 0.34的脈沖波形(即，來(lái)自前側(cè)脈沖波 形)的激光L的情況(該圖(a))相比較可知，發(fā)生了從溶融處理區(qū) 域13向硅晶片11的厚度方向的長(zhǎng)的破裂24。在此，對(duì)基于本實(shí)施方式的激光加工方法的板狀加工對(duì)象物1的 切斷進(jìn)行說(shuō)明。如圖18以及圖19所示，加工對(duì)象物1具備，厚度為lOO)am的硅 晶片ll,、重疊于硅晶片11,之上的厚度為50^im的硅晶片112、含有多
個(gè)功能元件15并形成在硅晶片112上的功能元件層16。功能元件15 例如是通過(guò)結(jié)晶成長(zhǎng)而形成的半導(dǎo)體動(dòng)作層、光電二極管等的受光元 件、激光二極管等的發(fā)光元件或者作為電路而形成的電路元件等，在 平行以及垂直于硅晶片11。 112的定位面(orientation flat) 6的方向上 以矩陣狀形成有多個(gè)。將如上所述構(gòu)成的加工對(duì)象物1按下述方式切斷為每個(gè)功能元件 15。首先，如圖20所示，在加工對(duì)象物l的背面21粘貼擴(kuò)張帶23， 使功能元件層16處于上側(cè)并將加工對(duì)象物1固定在激光加工裝置的載 置臺(tái)(沒(méi)有圖示)上。接著，如圖21所示，以加工對(duì)象物l的表面3為激光入射面，在 硅晶片ll,的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)P，并使具有標(biāo)準(zhǔn)脈沖波形的激光L脈沖 振蕩，利用載置臺(tái)的移動(dòng)，使聚光點(diǎn)P沿著通過(guò)相鄰的功能元件15、 15間而設(shè)置成格子狀的切斷預(yù)定線5 (參照?qǐng)D18的虛線)進(jìn)行掃描。 對(duì)于硅晶片11,，使沿著該切斷預(yù)定線5的聚光點(diǎn)P的掃描對(duì)1個(gè)切斷 預(yù)定線5進(jìn)行兩次，但每次改變聚光點(diǎn)P所對(duì)準(zhǔn)的位置到表面3的距 離，由此從背面21側(cè)，在硅晶片lli的內(nèi)部依次逐列地沿著切斷預(yù)定 線5形成2列溶融處理區(qū)域13,。接著，如圖22所示，以加工對(duì)象物l的表面3為激光入射面，在 硅晶片112的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)P，并使具有來(lái)自后側(cè)脈沖波形的激光L 脈沖振蕩，利用載置臺(tái)的移動(dòng)，使聚光點(diǎn)P沿著切斷預(yù)定線5進(jìn)行掃 描。對(duì)于硅晶片112，使沿著該切斷預(yù)定線5的聚光點(diǎn)P的掃描對(duì)1個(gè) 切斷預(yù)定線5進(jìn)行1次，在硅晶片112的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線5形成1 列溶融處理區(qū)域132。如圖22以及圖25所示，硅晶片lh內(nèi)的溶融處理區(qū)域13,是通過(guò) 具有標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形的激光L的照射而形成的，因此與通過(guò)具有來(lái)自 后側(cè)脈沖波形的激光L的照射而形成的硅晶片112內(nèi)的溶融處理區(qū)域 132相比較，加工對(duì)象物1的厚度方向的大小較大，且在加工對(duì)象物l 的厚度方向上發(fā)生破裂24。而且，在溶融處理區(qū)域13,以及132中，存 在混合存在有裂痕的情況。 接著，如圖23所示，使擴(kuò)張帶23擴(kuò)張，如圖24所示，以溶融處 理區(qū)域13p 132為切斷的起點(diǎn)沿著切斷預(yù)定線5切斷加工對(duì)象物1使 由切斷得到的多個(gè)半導(dǎo)體芯片25相互分離。如上述說(shuō)明所示，根據(jù)本實(shí)施方式的激光加工方法，通過(guò)照射具 有標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形的激光L，在硅晶片ll,的內(nèi)部形成，加工對(duì)象物l 的厚度方向的大小較大且容易在加工對(duì)象物1的厚度方向上發(fā)生破裂 24的溶融處理區(qū)域13,，并且通過(guò)照射具有來(lái)自后側(cè)脈沖波形的激光L， 在硅晶片112的內(nèi)部形成，加工對(duì)象物1的厚度方向的大小較小且在加 工對(duì)象物1的厚度方向上難以發(fā)生破裂24的溶融處理區(qū)域132。如上 所述，根據(jù)加工對(duì)象物1的構(gòu)造等，改變激光L的脈沖波形，在加工 對(duì)象物1的內(nèi)部形成不同種類的溶融處理區(qū)域13,、 132，則可以以溶 融處理區(qū)域13。 132為切斷的起點(diǎn)沿著切斷預(yù)定線5高精度地切斷加 工對(duì)象物1。而且，在加工對(duì)象物1具有厚度為120pm的硅晶片113等的情況 下，通過(guò)照射具有來(lái)自前側(cè)脈沖波形的激光L，在硅晶片113的內(nèi)部形 成加工對(duì)象物1的厚度方向的大小更大的溶融處理區(qū)域133,則可沿著 切斷預(yù)定線5高精度地切斷加工對(duì)象物1。以下對(duì)本實(shí)施方式的激光加工裝置進(jìn)行說(shuō)明。如圖26所示，激光加工裝置100，其在板狀的加工對(duì)象物1的內(nèi) 部形成作為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域7，其具有使激光L脈沖振蕩的激光 源IOI，對(duì)激光源101進(jìn)行控制以調(diào)節(jié)激光L的輸出和脈沖寬度的激光 源控制部102，具有激光L的反射功能且為使激光L的光軸的方向改 變卯。而配置的分色鏡(dichroic mirror) 103，使由分色鏡103反射的 激光L聚光在加工對(duì)象物1的內(nèi)部并在該激光L的聚光點(diǎn)P的位置上 形成改質(zhì)區(qū)域7的聚光用透鏡105。激光加工裝置100還具備載置被照射由聚光用透鏡105聚光的 激光L的加工對(duì)象物1的載置臺(tái)107;用于使載置臺(tái)107向X軸方向 移動(dòng)的X軸載臺(tái)109;用于使載置臺(tái)107向垂直于X軸方向的Y軸方 向移動(dòng)的Y軸載臺(tái)111;用于使載置臺(tái)107相垂直于X軸以及Y軸方 向的Z軸方向移動(dòng)的Z軸載臺(tái)113;和用于對(duì)載臺(tái)109、 111、 113的移 動(dòng)進(jìn)行控制的載臺(tái)控制部115。
激光L的聚光點(diǎn)P的X(Y)軸方向的移動(dòng)是通過(guò)由X(Y)軸載臺(tái) 109(111)使加工對(duì)象物1向X(Y)軸方向移動(dòng)而進(jìn)行的。Z軸方向因?yàn)槭?與加工對(duì)象物1的表面3相垂直的方向，因此成為入射到加工對(duì)象物1 的激光L的焦點(diǎn)深度的方向。因此，通過(guò)使Z軸載臺(tái)113在Z軸方向 上移動(dòng)，就能夠使激光L的聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物1的內(nèi)部的所希 望的位置。激光源101是產(chǎn)生脈沖激光的Nd: YAG激光器。作為能夠使用于 激光源101的激光器，除此以外還有Nd: YV04激光器、Nd: YLF激 光器或者鈦寶石(ti-sapphire)激光器。激光加工裝置100還具備；為了利用可見(jiàn)光對(duì)載置在載置臺(tái)107 上的加工對(duì)象物1進(jìn)行照明而產(chǎn)生可見(jiàn)光的觀察用光源117;配置在與 分色鏡103以及聚光用透鏡105相同的光軸上的可見(jiàn)光用的分束器 119。在分束器119和聚光用透鏡105之間配置有分色鏡103。分束器 119具有反射可見(jiàn)光的大約一半并透過(guò)剩下的一半的功能，并且配置為 使可見(jiàn)光的光軸的改變90°。從觀察用光源117所產(chǎn)生的可見(jiàn)光由分束 器119反射大約一半，該被反射的可見(jiàn)光透過(guò)分色鏡103以及聚光用 透鏡105，對(duì)加工對(duì)象物1的包含切斷預(yù)定線5等的表面進(jìn)行照明。激光加工裝置100還具備分束器119;配置在與分色鏡103以及聚 光用透鏡105相同光軸上的攝像元件121;成像透鏡123。作為攝像元 件121例如是CCD攝像機(jī)。對(duì)包含切斷預(yù)定線5等的表面3進(jìn)行照明 的可見(jiàn)光的反射光透過(guò)聚光用透鏡105、分色鏡103以及分束器119， 利用成像透鏡123進(jìn)行成像并以攝像元件121攝像，從而成為了攝像 數(shù)據(jù)。激光加工裝置100還具備，輸入從攝像元件121輸出的攝像數(shù)據(jù) 的攝像數(shù)據(jù)處理部125;控制激光加工裝置IOO全體的全體控制部127 以及監(jiān)視器129。攝像數(shù)據(jù)處理部125根據(jù)攝像數(shù)據(jù)演算焦點(diǎn)數(shù)據(jù)，該 焦點(diǎn)數(shù)據(jù)用于使觀察用光源117所產(chǎn)生的可見(jiàn)光的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)到加工對(duì) 象物1的表面3。通過(guò)根據(jù)該焦點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)載臺(tái)控制部115沿著Z軸載臺(tái) 113進(jìn)行移動(dòng)控制，而使可見(jiàn)光的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的表面3。因此， 攝像數(shù)據(jù)處理部125發(fā)揮自動(dòng)對(duì)焦單元的功能。另外，攝像數(shù)據(jù)處理 部125根據(jù)攝像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)演算表面3的擴(kuò)大圖像等的圖像數(shù)據(jù)。該圖
像數(shù)據(jù)被發(fā)送至全體控制部127，在全體控制部127中執(zhí)行各種處理， 并發(fā)送至監(jiān)視器129。從而，將擴(kuò)大圖像等表示在監(jiān)視器129上。在全體控制部127中，輸入來(lái)自載臺(tái)控制部115的數(shù)據(jù)以及來(lái)自 攝像數(shù)據(jù)處理部125的圖像數(shù)據(jù)等，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，對(duì)激光源控制部 102、觀察用光源117以及載臺(tái)控制部115進(jìn)行控制，從而控制激光加 工裝置100的全體。因此，全體控制部127發(fā)揮計(jì)算機(jī)單元的功能。激光加工裝置100還具備使由激光源101進(jìn)行脈沖振蕩的激光L 的脈沖波形發(fā)生變化的脈沖波形可變模塊150。脈沖波形可變模塊150 例如以如下方式構(gòu)成。即，脈沖波形可變模塊150具有例如EO調(diào)制器 等的脈沖波形調(diào)制器151，以及根據(jù)激光源控制部102的信號(hào)控制脈沖 波形調(diào)制器151的脈沖波形控制部152。在照射具有標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形的 激光L的時(shí)候，對(duì)于從激光源101射出的激光L，使脈沖波形原封不 動(dòng)地通過(guò)脈沖波形調(diào)制器151。在照射具有來(lái)自前側(cè)脈沖波形的激光L 的時(shí)候，相對(duì)于激光射出開(kāi)始時(shí)間，利用脈沖波形控制部152使脈沖 波形調(diào)制器151的開(kāi)放定時(shí)延遲。在照射具有來(lái)自后側(cè)脈沖波形的激 光L的時(shí)候，使脈沖波形調(diào)制器151在激光射出開(kāi)始時(shí)間之前幵放脈 沖波形調(diào)制器151，在激光脈沖照射中關(guān)閉脈沖波形調(diào)制器151。而且， 作為控制脈沖波形的其他方法，有(l)使用2臺(tái)激光器，并根據(jù)所要制 作的脈沖波形改變定時(shí)而進(jìn)行疊加的方法；和(2)設(shè)置射出各種各樣的 脈沖波形的激光器的方法。(2)的方法也可以例如通過(guò)使用在標(biāo)準(zhǔn)的脈 沖波形上使用Nd: YAG激光，在來(lái)自前側(cè)脈沖波形上使用Nd: YV04 激光來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)如上所述構(gòu)成的激光加工裝置100，脈沖波形可變模塊150 可以改變由激光源101脈沖振蕩的激光L的脈沖波形，因此可在1個(gè) 加工對(duì)象物1的內(nèi)部確實(shí)地形成不同種類的改質(zhì)區(qū)域7。本發(fā)明并不只限定于上述的實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中，沿著切斷預(yù)定線5的加工對(duì)象物1的 厚度大致為一定，但是當(dāng)沿著切斷預(yù)定線5的加工對(duì)象物1的厚度變 化的情況下，也可以在切斷預(yù)定線5的途中改變照射的激光L的脈沖 波形。
另外，在加工對(duì)象物l中，當(dāng)沿著切斷預(yù)定線5,的部分的厚度和 沿著切斷預(yù)定線52的部分的厚度在不同的情況下，在沿著切斷預(yù)定線 5，的部分和沿著切斷預(yù)定線52的部分上，使照射的激光L的沖波形 發(fā)生變化，從而在沿著切斷預(yù)定線5,的部分上形成改質(zhì)區(qū)域7,，在沿 著切斷預(yù)定線52的上形成與改質(zhì)區(qū)域7,不同種類的改質(zhì)區(qū)域72。由此， 能夠以改質(zhì)區(qū)域7,、 72為切斷的起點(diǎn)沿著切斷預(yù)定線5,、 52高精度地 切斷加工對(duì)象物l。而且，所謂切斷預(yù)定線5,和切斷預(yù)定線52例如可 以是以大致垂直交叉的，也可以是不交叉的。另外，加工對(duì)象物1的厚度在不足100pm的情況下，優(yōu)選沿著切 斷預(yù)定線5照射具有來(lái)自后側(cè)脈沖波形的激光L。由此，防止對(duì)加工對(duì) 象物1的表面3以及背面21造成損壞(熔融痕跡)的發(fā)生。另夕卜，加工對(duì)象物1是(lll)晶片、(IIO)晶片、(100)45。旋轉(zhuǎn)晶片等， 在加工對(duì)象物1的劈開(kāi)方向和加工對(duì)象物1的切斷預(yù)定線5的方向不 一致的情況下，優(yōu)選沿著與劈開(kāi)方向不相一致的切斷預(yù)定線5，照射具 有來(lái)自前側(cè)脈沖波形的激光L。由此，使改質(zhì)區(qū)域7的大小(具體是加 工對(duì)象物1的厚度方向上的大小)變大，因此，可與劈開(kāi)方向交叉地， 沿著切斷預(yù)定線5高精度地切斷加工對(duì)象物1。另外，加工對(duì)象物1為0FF角晶片等，在加工對(duì)象物l的劈開(kāi)面 的方向和加工對(duì)象物1的厚度方向不相一致的情況下，也優(yōu)選照射具 有來(lái)自前側(cè)脈沖波形的激光L。由此，使改質(zhì)區(qū)域7的大小(具體是加 工對(duì)象物1的厚度方向上的大小)變大，因此，可與劈開(kāi)面交叉地， 在其厚度方向上高精度地切斷加工對(duì)象物1。另外，在上述實(shí)施方式中，以加工對(duì)象物1的表面3為激光入射 面，但是也可以以加工對(duì)象物1的背面21為激光入射面。另外，在上述實(shí)施方式中，在硅晶片11的內(nèi)部形成溶融處理區(qū)域 13，但是也可以在由玻璃或壓電材料等其他材料構(gòu)成的加工對(duì)象物1 的內(nèi)部，形成裂痕區(qū)域或者折射率變化區(qū)域等其他的改質(zhì)區(qū)域7。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，可確實(shí)地在1個(gè)加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成不同種類 的改質(zhì)區(qū)域。
權(quán)利要求
1. 一種激光加工方法，其特征在于在板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部，在所述加工對(duì)象物的厚度方向上距離所述加工對(duì)象物的激光入射面僅第1距離的第1位置上對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射具有第1脈沖波形的激光，由此沿著所述加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線，在所述加工對(duì)象物的內(nèi)部形成成為切斷的起點(diǎn)的第1改質(zhì)區(qū)域，同時(shí)，在所述加工對(duì)象物的內(nèi)部，在所述加工對(duì)象物的厚度方向上距離所述激光入射僅第2距離的第2位置上對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射具有第2脈沖波形的激光，從而沿著所述切斷預(yù)定線，在所述加工對(duì)象物的內(nèi)部形成成為切斷的起點(diǎn)的第2改質(zhì)區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求1所述的激光加工方法，其特征在于 以所述第1及所述第2改質(zhì)區(qū)域?yàn)榍袛嗟钠瘘c(diǎn)，沿著所述切斷預(yù)定線切斷所述加工對(duì)象物。
3. —種激光加工方法，其特征在于在板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射具有第1脈沖波 形的激光，從而沿著所述加工對(duì)象物的第1切斷預(yù)定線在所述加工對(duì) 象物的內(nèi)部形成成為切斷的起點(diǎn)的第l改質(zhì)區(qū)域，同時(shí)，在所述加工對(duì)象物的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并照射具有第2脈沖波形 的激光，從而沿著所述加工對(duì)象物的第2切斷預(yù)定線在所述加工對(duì)象 物的內(nèi)部形成成為切斷的起點(diǎn)的第2改質(zhì)區(qū)域。
4. 如權(quán)利要求3所述的激光加工方法，其特征在于-所述第1切斷預(yù)定線和所述第2切斷預(yù)定線交叉。
5. 如權(quán)利要求3所述的激光加工方法，其特征在于 以所述第1及所述第2改質(zhì)區(qū)域?yàn)榍袛嗟钠瘘c(diǎn)，沿著所述第1及所述第2切斷預(yù)定線切斷所述加工對(duì)象物。
6. —種激光加工裝置，其在板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部形成成為切 斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域，其特征在于-具備載置所述加工對(duì)象物的載置臺(tái)； 使激光脈沖振蕩的激光源；使由所述激光源脈沖振蕩的激光的脈沖波形變化的脈沖波形可變 模塊；和使由所述激光源脈沖振蕩的激光聚光在載置于所述載置臺(tái)的所述 加工對(duì)象物的內(nèi)部，并在其激光的聚光點(diǎn)的位置上形成所述改質(zhì)區(qū)域 的聚光用透鏡。
全文摘要
本發(fā)明的激光加工方法，通過(guò)照射具有標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波形的激光(L)，在硅晶片(11₁)的內(nèi)部形成，加工對(duì)象物(1)的厚度方向的大小大，且隨著容易在加工對(duì)象物(1)的厚度方向上發(fā)生破裂(24)的溶融處理區(qū)域(13₁)，同時(shí)，通過(guò)照射具有來(lái)自后側(cè)脈沖波形的激光(L)，在硅晶片(11₂)的內(nèi)部形成，加工對(duì)象物(1)的厚度方向的大小小，且在加工對(duì)象物(1)的厚度方向上不容易發(fā)生破裂(24)的溶融處理區(qū)域(13₂)。
文檔編號(hào)B23K26/38GK101400475SQ200780008910
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者內(nèi)山直己, 大村悅二, 渥美一弘, 熊谷正芳, 福世文嗣, 福滿憲志 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社