專利名稱：雷射加工方法、被加工物的分割方法及雷射加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雷射加工方法、被加工物的分割方法及雷射加工裝置。
背景技術(shù)：
做為照射脈沖雷射光以加工被加工物的技術(shù)(以下亦僅稱為雷射加工或雷射加 工技術(shù))，各種技術(shù)已為公知(例如參照專利文獻(xiàn)1乃至4)。揭示于專利文獻(xiàn)1的技術(shù)是于分割為被加工物的芯片之際，以雷射消熔沿分割預(yù) 定線形成剖面V字形的槽(折斷槽)，以此槽為起點(diǎn)分割芯片的手法。另外，揭示于專利文 獻(xiàn)2的技術(shù)是通過沿被加工物(被分割體)的分割預(yù)定線照射散焦?fàn)顟B(tài)的雷射光使被照射 區(qū)域產(chǎn)生結(jié)晶狀態(tài)比周圍差之剖面大致V字形的熔解改質(zhì)區(qū)域(變質(zhì)區(qū)域)，以此熔解改質(zhì) 區(qū)域的最下點(diǎn)為起點(diǎn)分割被加工物的手法。在使用于專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2揭示的技術(shù)形成分割起點(diǎn)的場合，不論何者，為 了使其后的分割良好地進(jìn)行，沿為雷射光的掃瞄方向的分割預(yù)定線方向形成均一之形狀的 V字形剖面(槽剖面或變質(zhì)區(qū)域剖面)皆為重要。做為對(duì)應(yīng)該目的，是控制雷射光的照射以 使例如每1脈沖的雷射光的被照射區(qū)域(光束點(diǎn))前后重復(fù)。在例如假設(shè)為雷射加工的最基本的參數(shù)的重復(fù)頻率為R(kHz)、掃瞄速度為V(mm/ sec)時(shí)兩者之比V/R為光束點(diǎn)的中心間隔，在于專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2揭示的技術(shù)中，為 了于光束點(diǎn)間產(chǎn)生重迭而以V/R為1(μπι)以下的條件進(jìn)行雷射光的照射及掃瞄。此外，于專利文獻(xiàn)3有揭示通過使聚光點(diǎn)配合于表面具有基部的基板的內(nèi)部照射 雷射光而于基板內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域，以此改質(zhì)區(qū)域?yàn)榍袛嗟钠瘘c(diǎn)的態(tài)樣。此外，于專利文獻(xiàn)4有揭示對(duì)1個(gè)分離線重復(fù)復(fù)數(shù)次的雷射光掃瞄，于深度方向的 上下形成于分離線方向連續(xù)的槽部及改質(zhì)部、于分離線方向不連續(xù)的內(nèi)部改質(zhì)部的態(tài)樣。專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-9139號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 國際公開第2006/062017號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2007-83309號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2008-98465號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
[發(fā)明欲解決的課題]以雷射光形成分割起點(diǎn)，其后以折斷器進(jìn)行分割的手法比起以往的為機(jī)械性切斷 法的鉆石刻劃，于自動(dòng)性、高速性、安定性、高精度性方面有利。然而，在將于由藍(lán)寶石等硬脆性且光學(xué)上透明的材料構(gòu)成的基板上形成有LED構(gòu) 造等發(fā)光組件構(gòu)造的被加工物分割為芯片(分割素片)單位的場合，雷射加工的結(jié)果所產(chǎn) 生的加工痕會(huì)吸收在發(fā)光組件內(nèi)部產(chǎn)生的光而有使來自組件的光的取出效果降低的問題。 特別是在使用折射率較高的藍(lán)寶石基板的發(fā)光組件構(gòu)造的場合該問題更加顯著。本發(fā)明的發(fā)明人累積銳意檢討的結(jié)果，得知于被加工物的雷射光照射位置(被加工位置)形成數(shù)μm程度的節(jié)距的微細(xì)的凹凸以使在該位置的全反射率降低的做法在解決 上述問題點(diǎn)上甚為有效。于專利文獻(xiàn)1乃至專利文獻(xiàn)3中，未見對(duì)該問題有所認(rèn)知，當(dāng)然不會(huì)有關(guān)于解決該 問題的手段的揭示或隱含。例如，揭示于專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2的技術(shù)是沿分割預(yù)定線方向形成均一的形 狀的V字形剖面的技術(shù)，與上述的形成凹凸的態(tài)樣相反。另外，于專利文獻(xiàn)4中，除批評(píng)于以雷射光將分離面完全熔斷的場合光的取出效 率會(huì)惡化外，還如上述有揭示對(duì)1個(gè)分離預(yù)定線于上下進(jìn)行復(fù)數(shù)次的加工的態(tài)樣，但該態(tài) 樣有加工復(fù)雜且需要作業(yè)時(shí)間的問題。本發(fā)明是鑒于上述課題而為，以提供可進(jìn)行減少于加工痕的光吸收的雷射加工的 雷射加工方法及實(shí)現(xiàn)該方法的雷射加工裝置為目的。[解決課題的手段]為了解決上述課題，權(quán)利要求1的發(fā)明是通過將從既定的光源被射出的脈沖雷射 光一邊掃瞄、一邊照射，于被加工物形成被加工區(qū)域的雷射加工方法，其特征在于通過一 邊使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變而使前述被加工物的表面的照射范 圍調(diào)變、一邊照射前述脈沖雷射光；以形成雖具有于第1方向連續(xù)的部分但垂直于前述第1 方向的剖面的狀態(tài)于前述第1方向變化的前述被加工區(qū)域。權(quán)利要求2的發(fā)明是通過將從既定的光源被射出的脈沖雷射光一邊掃瞄、一邊照 射，于被加工物形成被加工區(qū)域的雷射加工方法，其特征在于通過一邊使來自前述光源的 前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變而使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變、一邊照射前述 脈沖雷射光；以形成具有于前述被加工物的表面于第1方向連續(xù)的第1區(qū)域；雖連接于前 述第1區(qū)域但于前述第1方向具有不連續(xù)部分的第2區(qū)域；前述被加工區(qū)域。權(quán)利要求3的發(fā)明是通過將從既定的光源被射出的脈沖雷射光一邊掃瞄、一邊照 射，于被加工物形成被加工區(qū)域的雷射加工方法，其特征在于通過一邊使來自前述光源的 前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變而使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變、一邊照射前述 脈沖雷射光；以形成大致橢圓錐狀或大致楔形狀的單位被加工區(qū)域于第1方向多數(shù)連接而 成的前述被加工區(qū)域。權(quán)利要求4的發(fā)明是如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其中，前述 第2區(qū)域沿前述第1方向具有凹凸。權(quán)利要求5的發(fā)明是如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其中，通過 前述脈沖雷射光的各單位脈沖的光束點(diǎn)以沿前述第1方向離散的照射條件掃瞄前述脈沖 雷射光，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。權(quán)利要求6的發(fā)明是如權(quán)利要求5所述的雷射加工方法，其中，在假設(shè)前述脈沖 雷射光的重復(fù)頻率為R(kHz)、前述脈沖雷射光對(duì)前述被加工物的相對(duì)移動(dòng)速度為V(mm/ sec)、前述被加工物的前述表面的前述被加工區(qū)域之正交于前述第1方向的方向的預(yù)定形 成寬度為 W(ym)時(shí)，通過在滿足 10 (kHz) ^ R ^ 200 (kHz) ,30 (mm/sec) ^ V ^ 1000 (mm/ sec)、且表示前述脈沖雷射光的光束點(diǎn)的中心間隔的V/R為V/R彡1 (μ m)、W/4(y m)彡V/ R < W/2 ( μ m)的關(guān)系的照射條件的前提下沿前述第1方向掃瞄前述脈沖雷射光，使前述被 加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
權(quán)利要求7的發(fā)明是如權(quán)利要求6所述的雷射加工方法，其中，在滿足V/ R^3(ym)的關(guān)系的照射條件的前提下掃瞄前述脈沖雷射光。權(quán)利要求8的發(fā)明是如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其中，通過 使前述脈沖雷射光的照射能量調(diào)變并于第1方向掃瞄前述脈沖雷射光，使前述被加工物的 表面的照射范圍調(diào)變。權(quán)利要求9的發(fā)明是如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其中，通過 交互重復(fù)往分別對(duì)前述第1方向具有既定的角度的第2方向與第3方向的前述脈沖雷射光 的掃瞄，使前述被加工物的前述脈沖雷射光的掃瞄軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重 復(fù)交互交叉，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。權(quán)利要求10的發(fā)明是如權(quán)利要求9所述的雷射加工方法，其中，通過使前述脈沖 雷射光在正交于前述被加工物的移動(dòng)方向的方向往復(fù)掃瞄，使前述脈沖雷射光的前述掃瞄 軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交互交叉，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。權(quán)利要求11的發(fā)明是如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其中，通 過照射前述脈沖雷射光除去被照射部分的材料，形成前述被加工區(qū)域。權(quán)利要求12的發(fā)明是如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其中，通 過照射前述脈沖雷射光使前述被加工物產(chǎn)生熔解改質(zhì)區(qū)域，形成前述被加工區(qū)域。權(quán)利要求13的發(fā)明是如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其中，前 述被加工物是藍(lán)寶石基板、GaN基板或SiC基板其中之一。權(quán)利要求14的發(fā)明是一種被加工物的分割方法，是分割被加工物，其特征在于具 備以權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法于前述被加工物形成沿既定的分割預(yù) 定線的前述被加工區(qū)域的形成步驟；將前述被加工物沿前述被加工區(qū)域分割的分割步驟。權(quán)利要求15的發(fā)明是一種雷射加工裝置，具備發(fā)出脈沖雷射光的光源；被設(shè)為可 對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)的載置被加工物的載臺(tái)；控制來自前述光源的脈沖雷射光的射出與前 述載臺(tái)的移動(dòng)的控制手段；在載置有前述被加工物的狀態(tài)下，通過一邊使前述載臺(tái)對(duì)前述 光源相對(duì)移動(dòng)、一邊從前述光源使前述脈沖雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈沖雷射光、一邊 于前述被加工物形成被加工區(qū)域，其特征在于通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃 瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài) 調(diào)變；可形成雖具有于第1方向連續(xù)的部分但垂直于前述第1方向的剖面的狀態(tài)于前述第 1方向變化的前述被加工區(qū)域。權(quán)利要求16的發(fā)明是一種雷射加工裝置，具備發(fā)出脈沖雷射光的光源；被設(shè)為可 對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)的載置被加工物的載臺(tái)；控制來自前述光源的脈沖雷射光的射出與前 述載臺(tái)的移動(dòng)的控制手段；在載置有前述被加工物的狀態(tài)下，通過一邊使前述載臺(tái)對(duì)前述 光源相對(duì)移動(dòng)、一邊從前述光源使前述脈沖雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈沖雷射光、一邊 于前述被加工物形成被加工區(qū)域，其特征在于通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃 瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài) 調(diào)變；可形成具有于前述被加工物的表面于第1方向連續(xù)的第1區(qū)域；雖連接于前述第1區(qū) 域但于前述第1方向具有不連續(xù)部分的第2區(qū)域；前述被加工區(qū)域。權(quán)利要求17的發(fā)明是一種雷射加工裝置，具備發(fā)出脈沖雷射光的光源；被設(shè)為可對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)的載置被加工物的載臺(tái)；控制來自前述光源的脈沖雷射光的射出與前 述載臺(tái)的移動(dòng)的控制手段；在載置有前述被加工物的狀態(tài)下，通過一邊使前述載臺(tái)對(duì)前述 光源相對(duì)移動(dòng)、一邊從前述光源使前述脈沖雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈沖雷射光、一邊 于前述被加工物形成被加工區(qū)域，其特征在于通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃 瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài) 調(diào)變；形成大致橢圓錐狀或大致楔形狀的單位被加工區(qū)域于第1方向多數(shù)連接而成的前述 被加工區(qū)域。權(quán)利要求18的發(fā)明是如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其中， 前述第2區(qū)域沿前述第1方向具有凹凸。權(quán)利要求19的發(fā)明是如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其中， 通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使前 述脈沖雷射光的各單位脈沖的光束點(diǎn)沿前述第1方向離散，使前述被加工物的表面的照射 范圍調(diào)變。權(quán)利要求20的發(fā)明是如權(quán)利要求19所述的雷射加工裝置，其中，在假設(shè)前述 脈沖雷射光的重復(fù)頻率為R(kHz)、前述脈沖雷射光之對(duì)前述被加工物的相對(duì)移動(dòng)速度為 V(mm/sec)、前述被加工物的前述表面的前述被加工區(qū)域之正交于前述第1方向的方向的 預(yù)定形成寬度為W(ym)時(shí)，前述控制手段是控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使?jié)M足 10 (kHz) ^ R^ 200 (kHz), 30 (mm/sec)彡 V彡 1000 (mm/sec)、且表示前述脈沖雷射光的光 束點(diǎn)的中心間隔的V/R為V/R彡1 ( μ m)、W/4 ( μ m) ( V/R ^ ff/2 ( μ m)的關(guān)系。權(quán)利要求21的發(fā)明是如權(quán)利要求20所述的雷射加工裝置，其中，前述控制手段是 控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使?jié)M足V/R的關(guān)系。權(quán)利要求22的發(fā)明是如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其中， 通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使前 述脈沖雷射光的照射能量調(diào)變，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。權(quán)利要求23的發(fā)明是如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其中， 通過前述控制手段控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使交互重復(fù)往分別對(duì)前述第1方向 具有既定的角度的第2方向與第3方向的前述脈沖雷射光的掃瞄，使前述被加工物的前述 脈沖雷射光的掃瞄軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交互交叉，使前述被加工物的 表面的照射范圍調(diào)變。權(quán)利要求對(duì)的發(fā)明是如權(quán)利要求23所述的雷射加工裝置，其中，通過前述控制手 段控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使前述脈沖雷射光在正交于前述載臺(tái)的移動(dòng)方向的 方向往復(fù)掃瞄，使前述脈沖雷射光的前述掃瞄軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交 互交叉，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。[發(fā)明的效果]利用權(quán)利要求1乃至權(quán)利要求M的發(fā)明，可將成為分割被加工物之際的分割起點(diǎn) 的被加工區(qū)域形成為在表面?zhèn)仁沁B續(xù)但在底面?zhèn)葹椴贿B續(xù)的形狀。藉此，在分割發(fā)光組件 構(gòu)造的場合獲得于加工痕的光吸收能受抑制的分割素片。
9


圖1是概略顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的雷射加工裝置50的構(gòu)成的示意圖；圖2是針對(duì)雷射加工裝置50中的雷射光LB的重復(fù)頻率、載臺(tái)7的掃瞄速度、光束 點(diǎn)中心間隔的關(guān)系說明的圖；圖3是示意顯示第1調(diào)變模式中的雷射光LB的照射態(tài)樣、被形成的被加工區(qū)域RE 的關(guān)系的立體圖；圖4是示意顯示第1調(diào)變模式中的雷射光LB的照射態(tài)樣、被形成的被加工區(qū)域RE 的關(guān)系的俯視圖及剖面圖；圖5是示意顯示第2調(diào)變模式中的照射能量E、光束點(diǎn)BS的大小及被加工區(qū)域RE 的形狀的關(guān)系的圖；圖6是示意顯示第3調(diào)變模式中的光束點(diǎn)BS的位置與被加工物10移動(dòng)方向的關(guān) 系的圖；圖7是例示變形例的被加工區(qū)域RE的被加工物10的表面的形狀的圖；圖8是關(guān)于以藍(lán)寶石基板為被加工物10并以第1調(diào)變模式進(jìn)行加工后的被加工 物10的上面的光學(xué)顯微鏡像；圖9是將于圖8顯示的藍(lán)寶石基板以該被加工區(qū)域RE為分割起點(diǎn)折斷后的結(jié)果 所得的分割素片IOa的側(cè)面的光學(xué)顯微鏡像；圖10是關(guān)于以藍(lán)寶石基板為被加工物10并以第2調(diào)變模式進(jìn)行加工后的被加工 物10的上面的光學(xué)顯微鏡像；圖11是將于圖10顯示的藍(lán)寶石基板以該被加工區(qū)域RE為分割起點(diǎn)折斷后的結(jié) 果所得的分割素片IOb的側(cè)面的光學(xué)顯微鏡像。主要組件符號(hào)說明4透明片7 載臺(tái)7m 移動(dòng)機(jī)構(gòu)10 被加工物IOaUOb 分割素片18聚光透鏡50雷射加工裝置BS光束點(diǎn)F 折斷面L分割預(yù)定線LB雷射光M1、M2、M3 加工痕RE 被加工區(qū)域REl 連續(xù)區(qū)域RE2 不連續(xù)區(qū)域REu 單位被加工區(qū)域SL雷射光源
T、T，掃瞄軌跡W加工預(yù)定寬度ρ掃瞄寬度
具體實(shí)施例方式<雷射加工裝置概要>圖1是概略顯示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的雷射加工裝置50的構(gòu)成的示意圖。雷射加 工裝置50主要具備雷射光照射部50Α、觀察部50Β、由例如石英等透明的構(gòu)件構(gòu)成且將被加 工物10載置于其上的載臺(tái)7、進(jìn)行雷射加工裝置50的各種動(dòng)作(觀察動(dòng)作、對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作、加工 動(dòng)作等)的控制器1。雷射光照射部50Α是對(duì)載置于載臺(tái)7的被加工物10照射雷射光的部 位，觀察部50Β是進(jìn)行從雷射光被照射之側(cè)(將此側(cè)稱為表面)直接觀察該被加工物10的 表面觀察、從載置于載臺(tái)7之側(cè)(將此側(cè)稱為背面)隔該載臺(tái)7觀察的背面觀察的部位。載臺(tái)7是通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)7m而可在雷射光照射部50A與觀察部50B之間于水平方 向移動(dòng)。移動(dòng)機(jī)構(gòu)7m是通過未圖標(biāo)的驅(qū)動(dòng)手段的作用而在水平面內(nèi)使載臺(tái)7于既定的XY 2軸方向移動(dòng)。藉此，實(shí)現(xiàn)雷射光照射部50A內(nèi)的雷射光照射位置或觀察部50B內(nèi)的觀察位 置的移動(dòng)或雷射光照射部50A與觀察部50B之間的載臺(tái)7的移動(dòng)等。另外，關(guān)于移動(dòng)機(jī)構(gòu) 7m，亦可與水平驅(qū)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行以既定的旋轉(zhuǎn)軸為中心的水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)(Θ旋轉(zhuǎn))動(dòng)作。此外，于雷射加工裝置50中，是可適當(dāng)切換地可進(jìn)行表面觀察與背面觀察。藉此， 可靈活且迅速進(jìn)行對(duì)應(yīng)于被加工物10的材質(zhì)或狀態(tài)的最佳的觀察。載臺(tái)7雖是如上述以石英等透明的構(gòu)件形成，但是于其內(nèi)部設(shè)成為為了吸附固定 被加工物10的吸氣通路的不圖示的吸引用配管而成。在將被加工物10載置于載臺(tái)7上的狀態(tài)下，以例如吸引泵等吸引手段11對(duì)吸引 用配管進(jìn)行吸引，對(duì)設(shè)于吸引用配管的載臺(tái)7載置面?zhèn)惹岸说奈捉o予負(fù)壓，使被加工 物10 (及透明片4)固定于載臺(tái)7。另外，于圖1中雖是例示為加工對(duì)象的被加工物10貼付 于透明片4的場合，但透明基板保護(hù)片4的貼付并非必要。雷射光照射部50A是構(gòu)成為可通過對(duì)載置于載臺(tái)7的被加工物10照射雷射光而 加工被加工物10。若更詳言之，于雷射光照射部50A中，從雷射光源SL發(fā)出雷射光LB，在以于省略圖 示的鏡筒內(nèi)具備的分光鏡51使反射后，將該雷射光LB在載臺(tái)7位于雷射光照射部50A的狀 態(tài)下以聚光透鏡52在載置于載臺(tái)7的被加工物10對(duì)焦，對(duì)被加工物10照射。通過組合該雷 射光LB的照射與載臺(tái)7的移動(dòng)，可使雷射光LB對(duì)被加工物10相對(duì)掃瞄并可進(jìn)行被加工物10 的加工。例如，于被加工物10的表面施加槽加工(刻劃)，可進(jìn)行分割被加工物10的加工。另外，于雷射加工裝置50中，加工處理之際，可因應(yīng)必要在刻意使對(duì)焦位置從被 加工物10的表面偏離的散焦?fàn)顟B(tài)下照射雷射光LB。<雷射光源>做為雷射光源SL，使用Nd: YAG雷射為較理想的態(tài)樣?；蛘撸瑸槭褂肗d: YV04雷射 或其它固體雷射的態(tài)樣亦可。另外，雷射光源SL為附Q開關(guān)較理想。此外，從雷射光源SL發(fā)出的雷射光LB的波長或輸出、脈沖的重復(fù)頻率、脈沖寬度 的調(diào)整等是以控制器1的照射控制部23實(shí)現(xiàn)。依照加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2的既定的設(shè)定信號(hào)從加工處理部25對(duì)照射控制部23發(fā)出后，照射控制部23便依該設(shè)定信號(hào)設(shè)定雷射光LB 的照射條件。本實(shí)施形態(tài)中，雷射光LB的波長屬于150nm 563nm的波長范圍較理想，其中以 Nd: YAG雷射為雷射光源SL的場合，使用其3被高頻波(波長約355nm)為較理想的態(tài)樣。 此外，脈沖的重復(fù)頻率為IOkHz 200kHz較理想，脈沖寬度為50nSec以上較理想。雷射光LB被聚光透鏡18縮徑為1 μ m 10 μ m程度的光束徑后被照射較理想。在 該場合，雷射光LB的照射的峰值功率密度為約lGW/cm2 lOGW/cm2。另外，從雷射光源SL被射出的雷射光LB的偏光狀態(tài)可為圓偏光亦可為直線偏光。 但直線偏光的場合，由在結(jié)晶性被加工材料中的加工斷面的彎曲與能量吸收率的觀點(diǎn)，使 偏光方向與掃瞄方向大致平行，例如兩者的所成角度為士 1度以內(nèi)較理想。此外，出射光為 直線偏光的場合，雷射加工裝置50具備不圖標(biāo)的衰減器較理想。衰減器是配置于雷射光LB 的光路上的適當(dāng)?shù)奈恢?，?fù)責(zé)調(diào)整被射出的雷射光LB的強(qiáng)度。<照明系統(tǒng)及觀察系統(tǒng)>觀察部50B是對(duì)載置于載臺(tái)7的被加工物10重迭進(jìn)行從載臺(tái)7的上方來自落射照 明光源Sl的落射照明光Ll的照射與來自斜光照明光源S2的斜光透射照明光L2的照射， 并構(gòu)成為可進(jìn)行從載臺(tái)7的上方側(cè)的使用表面觀察手段6的表面觀察與從載臺(tái)7的下方側(cè) 的使用背面觀察手段16的背面觀察。具體而言，從落射照明光源Sl被發(fā)出的落射照明光Ll在省略圖示之設(shè)于鏡筒內(nèi) 的半鏡9被反射，照射于被加工物10。此外，觀察部50B具備包含設(shè)于半鏡9的上方(鏡筒 的上方)的CCD攝影機(jī)6a、連接于該CCD攝影機(jī)6a的屏幕6b的表面觀察手段6，可在使落 射照明光Ll照射的狀態(tài)下實(shí)時(shí)進(jìn)行被加工物10的明視野像的觀察。此外，于觀察部50B中，于載臺(tái)7的下方，更理想為具備設(shè)于后述的半鏡19的下方 (鏡筒的下方)的CXD攝影機(jī)16a、連接于該CXD攝影機(jī)16a的屏幕16b的背面觀察手段 16。另外，屏幕16b與于表面觀察手段6具備的屏幕6b為共通亦可。此外，從于載臺(tái)7的下方具備的同軸照明光源S3被發(fā)出的同軸照明光L3在省略 圖示之設(shè)于鏡筒內(nèi)的半鏡19被反射，在聚光透鏡18被聚光后，透過載臺(tái)7照射于被加工物 10亦可。更理想者是于載臺(tái)7的下方具備斜光照明光源S4，可透過載臺(tái)7對(duì)被加工物10 照射斜光透射照明光L4。此等同軸照明光源S3或斜光照明光源S4在例如于被加工物10 的表面?zhèn)扔胁煌该鞯慕饘賹拥榷鴱谋砻鎮(zhèn)鹊挠^察會(huì)因由該金屬層的反射產(chǎn)生而困難的場 合等，可適合用于從背面?zhèn)扔^察被加工物10之際。<控制器>控制器1是控制上述的各部的動(dòng)作，進(jìn)一步具備使在后述的各種態(tài)樣的被加工物 10的加工處理實(shí)現(xiàn)的控制部2、記錄控制雷射加工裝置50的動(dòng)作的程序3p或于加工處理 之際被參照之的各種數(shù)據(jù)的記錄部3。控制部2是以個(gè)人計(jì)算機(jī)或微電腦等泛用的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，通過記錄于記錄部3的 程序3p被讀入該計(jì)算機(jī)并被實(shí)行，各種構(gòu)成要素做為控制部2的機(jī)能性構(gòu)成要素被實(shí)現(xiàn)。具體而言，控制部2主要具備控制使用移動(dòng)機(jī)構(gòu)7m的載臺(tái)7的驅(qū)動(dòng)或聚光透鏡18 的對(duì)焦動(dòng)作等關(guān)于加工處理的各種驅(qū)動(dòng)部分的動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)控制部21、控制使用CCD攝影機(jī) 6a及CCD攝影機(jī)16a的攝影的攝影控制部22、控制來自雷射光源SL的雷射光LB的照射的照射控制部23、控制使用吸引手段11的往載臺(tái)7的被加工物10的吸附固定動(dòng)作的吸附控 制部24、依被給予之加工位置數(shù)據(jù)Dl及加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2使對(duì)加工對(duì)象位置的加工處 理實(shí)行的加工處理部25。記錄部3是以ROM或RAM及硬盤等記錄媒體實(shí)現(xiàn)。另外，記錄部3可為以實(shí)現(xiàn)控 制部2的計(jì)算機(jī)的構(gòu)成要素實(shí)現(xiàn)的態(tài)樣，于硬盤的場合等，為設(shè)為與該計(jì)算機(jī)不同體的態(tài) 樣亦可。另外，操作者對(duì)雷射加工裝置50給予的各種輸入指示利用于控制器1被實(shí)現(xiàn)的 ⑶I被進(jìn)行較理想。例如，以加工處理部25的作用以⑶I提供加工處理用選單?！磳?duì)準(zhǔn)動(dòng)作〉于雷射加工裝置50中，在加工處理前是先于觀察部50B進(jìn)行微調(diào)被加工物10的 配置位置的對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作。對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作是為了使被決定于被加工物10的XY坐標(biāo)軸與載臺(tái)7的坐 標(biāo)軸一致而進(jìn)行的處理。對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作可適用并實(shí)行公知的技術(shù)，只要對(duì)應(yīng)于加工形態(tài)以適當(dāng) 的態(tài)樣進(jìn)行即可。例如，若為使用1個(gè)母基板切出被制作的多數(shù)個(gè)組件芯片的場合等，于被 加工物10的表面形成有重復(fù)圖案的場合，以使用型樣匹配等手法實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)動(dòng)作。在 此場合，概略而言，CCD攝影機(jī)6a或CCD攝影機(jī)16a取得形成于被加工物10的復(fù)數(shù)對(duì)準(zhǔn)用 標(biāo)記的攝影影像，加工處理部25基于此等攝影影像的攝影位置的相對(duì)關(guān)系特定對(duì)準(zhǔn)量，驅(qū) 動(dòng)控制部21對(duì)應(yīng)于該對(duì)準(zhǔn)量以移動(dòng)機(jī)構(gòu)7m使載臺(tái)7移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。通過進(jìn)行該對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作，加工處理的加工位置被正確特定。另外，對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作結(jié)束后， 載置有被加工物10的載臺(tái)7往雷射光照射部50A移動(dòng)，繼續(xù)進(jìn)行照射雷射光LB的加工處 理。另外，從觀察部50B往雷射光照射部50A的載臺(tái)7的移動(dòng)是被保證為于對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作時(shí)被 想定的加工預(yù)定位置與實(shí)際的加工位置不會(huì)偏離。〈加工模式〉本實(shí)施形態(tài)的雷射加工裝置50的特征在于可以各種加工模式進(jìn)行(相對(duì))掃瞄 雷射光LB的加工處理(雷射加工)。此特征是以改變來自雷射光源SL的雷射光LB的照射 條件與利用使載臺(tái)7移動(dòng)的對(duì)被加工物10的雷射光LB的掃瞄條件的組合來實(shí)現(xiàn)。加工模式是粗分為以雷射光LB的掃瞄方向的任意的位置的垂直于該掃瞄方向的 加工剖面大致相同的照射條件沿分割預(yù)定位置連續(xù)照射雷射光LB的連續(xù)模式、以被加工 物10的表面的雷射光LB的照射范圍被調(diào)變的照射條件照射雷射光LB的調(diào)變模式。于調(diào) 變模式雷射光LB的照射條件或掃瞄條件有相異的各種態(tài)樣，于雷射加工裝置50中，至少可 實(shí)行其中1種。概略而言，可謂連續(xù)模式是沿分割預(yù)定線L形成均勻的被加工區(qū)域(或加工痕) 的模式，調(diào)變模式是沿分割預(yù)定線L形成具有凹凸形狀的區(qū)域(或加工痕)的模式。另外，除去加工的場合，加工槽的剖面相當(dāng)于加工剖面，熔解改質(zhì)法的場合，變質(zhì) 區(qū)域的剖面相當(dāng)于加工剖面。加工模式是例如以加工處理部25的作用于控制器1對(duì)操作者被提供為可利用的 加工處理用選單選擇較理想。于控制器1的記錄部3記錄記述關(guān)于被加工物10的分割預(yù) 定線L(圖幻的位置的加工位置數(shù)據(jù)D1，且記錄有對(duì)應(yīng)于各加工模式中的雷射加工的態(tài)樣 的記述有關(guān)于雷射裝的各自的參數(shù)的條件或載臺(tái)7的驅(qū)動(dòng)條件(或此等之可設(shè)定范圍)等 的加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2。加工處理部25是取得加工位置數(shù)據(jù)Dl并從加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2取得對(duì)應(yīng)于被選擇的加工模式的條件，通過驅(qū)動(dòng)控制部21、照射控制部23其它控制對(duì)應(yīng) 的各部的動(dòng)作在連續(xù)模式的加工由于是于如揭示于專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2的以往的雷射加工 裝置中亦被進(jìn)行的公知的加工處理態(tài)樣，故于本實(shí)施形態(tài)中省略詳細(xì)的說明。于以下是針 對(duì)于本實(shí)施形態(tài)的雷射加工裝置50固有的在調(diào)變模式的加工?！吹?調(diào)變模式以光束點(diǎn)離散的方式雷射光照射>圖2是針對(duì)雷射加工裝置50中的雷射光LB的重復(fù)頻率、載臺(tái)7的掃瞄速度、光束 點(diǎn)中心間隔的關(guān)系說明的圖。雷射光LB的重復(fù)頻率為R(kHz)的場合，每1/R(msec)便有1個(gè)激光脈沖從雷射 光源SL被發(fā)出。在載置有被加工物10的載臺(tái)7以速度V(mm/Sec)移動(dòng)的場合，由于從某 一脈沖被發(fā)出至其次的激光脈沖被發(fā)出之間被加工物10移動(dòng)V*l/R = V/R(ym)的量，故 某一激光脈沖的光束中心位置與其次被發(fā)出的激光脈沖的光束中心位置的間隔，亦即光束 點(diǎn)中心間隔Δ (μπι)是以Δ = V/R決定。因此，只要被加工物10的表面的光束徑D比Δ = V/R大，各激光脈沖便會(huì)重迭， 但在光束徑D比Δ = V/R小的場合，各激光脈沖便不會(huì)重迭。第1調(diào)變模式便是利用此特 性進(jìn)行雷射加工的模式。圖3及圖4是示意顯示第1調(diào)變模式中的雷射光LB的照射態(tài)樣、被形成的被加工 區(qū)域RE的關(guān)系的圖。圖3是立體圖。于圖3及圖4為了方便而附加有以分割預(yù)定線L的方 向?yàn)棣址较?，以于被加工?0的表面與χ軸正交的方向?yàn)閥軸方向，以正交于被加工物10 的表面的方向?yàn)棣戚S方向的三維坐標(biāo)(于以后的圖亦同)。圖4是被加工區(qū)域RE的XY俯 視圖(中央的圖)、A-A’剖面圖(右側(cè)的圖)、83’、(-(’、0-0，剖面圖(左側(cè)的圖)。A-A' 剖面圖是平行于分割預(yù)定線L的面的剖面圖。B-B’、C-C’、D-D’剖面圖是在分割預(yù)定線L 上的不同位置的垂直于分割預(yù)定線L的面的剖面圖。于第1調(diào)變模式中，雷射光LB的各單位脈沖的光束點(diǎn)BS以離散位于分割預(yù)定線 L的方向的照射條件照射雷射光LB。此是以光束徑D與光束點(diǎn)中心間隔Δ =V/R滿足D < Δ的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。具體而言，于加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2進(jìn)行記述，以使雷射光LB的照射條 件及載臺(tái) 7 的驅(qū)動(dòng)條件可在 10 (kHz) ^ R ^ 200 (kHz)、30 (mm/sec) ^ V ^ 1000 (mm/sec)、 D<V/R、W/4(ym) ^ V/R ^ ff/2 ( μ m)的范圍設(shè)定。在此，W是垂直于分割預(yù)定線L的方向 的加工預(yù)定寬度。另外，所謂于沿分割預(yù)定線L的方向掃瞄雷射光LB之際光束點(diǎn)BS離散存在是指 于分割預(yù)定線L的方向有雷射光LB被照射的位置與未被照射的位置存在，故該當(dāng)于使被加 工物10的表面的照射范圍調(diào)變以照射雷射光LB的態(tài)樣。若在此種條件下掃瞄雷射光LB 會(huì)形成如圖3及圖4所示的形狀的被加工區(qū)域RE。概略而言，雖各激光脈沖的光束點(diǎn)離散， 被加工區(qū)域RE仍具有以各激光脈沖形成的大致橢圓錐狀(或大致楔形狀)的單位被加工 區(qū)域REu于分割預(yù)定線L的方向多數(shù)連接而成的形狀。更詳細(xì)而言，被加工區(qū)域RE是在于被加工物10的表面連續(xù)的一方如圖3及圖4的 B-B’、C-C’、D-D’剖面圖所示，關(guān)于垂直于分割預(yù)定線L的方向的寬度及剖面形狀隨在分割 預(yù)定線L方向(χ軸方向)的位置而異。亦即，被加工區(qū)域RE雖具有于分割預(yù)定線L方向 (χ軸方向)連續(xù)的部分，但亦可謂具有垂直于分割預(yù)定線L方向(χ軸方向)的剖面(yz剖面)的狀態(tài)于分割預(yù)定線L方向(χ軸方向)變化的形狀。另外，于圖4顯示的場合，被加 工區(qū)域RE于被加工物10的表面附近的y軸方向的加工寬度是形成為沿χ軸方向在wl 3之間變化。亦可解釋為假如C-C’剖面的該加工寬度w2與加工預(yù)定寬度W相等，則在第 1調(diào)變模式的加工是重復(fù)交互形成具有比加工預(yù)定寬度W大的加工寬度的區(qū)域、具有比加 工預(yù)定寬度W小的加工寬度的區(qū)域的態(tài)樣。但于實(shí)際的加工亦有wlhw2,w2 —w3的場
口 O此夕卜，若采用不同觀點(diǎn)，如圖4的A-A’剖面圖所示，被加工區(qū)域RE亦可謂由于被 加工物10的表面附近由于X方向連續(xù)的連續(xù)區(qū)域RE1、雖于y軸方向連接于連續(xù)區(qū)域REl 但于χ軸方向?yàn)椴贿B續(xù)的不連續(xù)區(qū)域RE2構(gòu)成。不論如何，被加工區(qū)域RE是于xy剖面及yz剖面，亦即沿χ軸方向具有凹凸。凹 凸的節(jié)距雖亦因雷射光LB的照射條件或載臺(tái)7的驅(qū)動(dòng)條件而異，但為數(shù)ym 十?dāng)?shù)μπι程度。V或R的具體的值可考慮被加工物10的材質(zhì)或吸收率、熱傳導(dǎo)率、熔點(diǎn)等適當(dāng)決 定。此外，脈沖的照射能量在IOyJ IOOOyJ的范圍內(nèi)適當(dāng)決定即可。另外，在V/R< WZ^(Pm)的場合，單位被加工區(qū)域REu的重迭變大而加工預(yù)定 寬度W與實(shí)際的加工寬度的差變小，實(shí)質(zhì)上與在連續(xù)模式的加工無差異。反之，在V/R > W/2 ( μ m)的場合，由于相鄰的光束點(diǎn)的距離過度增大，結(jié)果各單位被加工區(qū)域REu不連接， 故不理想?！吹?調(diào)變模式能量調(diào)變>上述的第1調(diào)變模式是以在V/R > D的條件的前提下進(jìn)行加工為特征的模式，而 第2調(diào)變模式是在V/R ^ D的條件下進(jìn)行加工的模式。亦即，在鄰接的光束點(diǎn)有重迭的狀 態(tài)下照射雷射光LB的條件下亦可進(jìn)行的加工模式。一般被照射的激光脈沖的照射能量E越大，便被加工至被加工物10的越深的區(qū) 域，表面的加工范圍亦擴(kuò)張。在第2調(diào)變模式便是利用此特性的加工模式。圖5是示意顯示第2調(diào)變模式中的照射能量E、光束點(diǎn)BS的大小及被加工區(qū)域RE 的形狀的關(guān)系的圖。于第2調(diào)變模式中，在使雷射光LB沿分割預(yù)定線L掃瞄之際，加工處 理部25控制各部的動(dòng)作以使雷射光LB的照射能量E如圖5所示在最小值Emin與最大值Emax 之間周期性變化。亦即，雷射加工裝置50是控制為使照射能量E調(diào)變且雷射光LB進(jìn)行掃 瞄。之后，被加工物10的表面的雷射光LB的光束點(diǎn)BS的大小對(duì)應(yīng)于照射能量E的值變化。 于圖5中雖是例示E = Emin時(shí)的光束點(diǎn)BS(BSl)、E = Emax時(shí)的光束點(diǎn)BS(BS2)，但其中間的 大小亦可。藉此，結(jié)果形成與圖4同樣的形狀的被加工區(qū)域RE。具體而言是^llin與^llax被決定為滿足5(μ J)彡Emin彡100 ( μ J)、 20(μ J) ^ Efflax ^ 1000(yJ)。此外，于第2調(diào)變模式R與V的值是被設(shè)定為滿足 50 (kHz) ^ R ^ 200 (kHz) ,50 (mm/sec)彡 V 彡 1000 (mm/sec)的范圍。此外，調(diào)變周期為 2 μ m 20 μ m程度較合適。關(guān)于第2調(diào)變模式，此等設(shè)定范圍記述于加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2。如由圖5可知，使照射能量E調(diào)變結(jié)果亦為使對(duì)加工有效的實(shí)質(zhì)的光束點(diǎn)徑調(diào)變， 故第2調(diào)變模式亦該當(dāng)于使被加工物10的表面的照射范圍調(diào)變以照射雷射光LB的態(tài)樣。<第3調(diào)變模式于與分割預(yù)定線L正交的方向掃瞄雷射光LB>第3調(diào)變模式是于與分割預(yù)定線L正交的方向掃瞄雷射光LB，并照射雷射光LB以使各單位脈沖的光束點(diǎn)BS離散存在加工模式。圖6是示意顯示第3調(diào)變模式中的光束點(diǎn)BS的位置與被加工物10移動(dòng)方向的關(guān) 系的圖。于第3調(diào)變模式中，使載置有被加工物10的載臺(tái)7沿分割預(yù)定線L(x軸方向)移 動(dòng)，并如于圖6以箭頭ARl所示，于垂直于分割預(yù)定線L的方向(y方向)使雷射光LB往復(fù) 掃瞄。此動(dòng)作是以雷射加工裝置50于雷射光源SL或雷射光LB的照射路徑的途中具備檢 流鏡等掃瞄機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。若使某一激光脈沖被發(fā)出時(shí)的光束點(diǎn)BS中心與次一激光脈沖被發(fā)出時(shí)的光束點(diǎn) BS中心的距離與雷射光LB的往y軸方向的掃瞄寬度ρ (μ m) —致，由于如上述每l/R(mSec) 便有1個(gè)激光脈沖從雷射光源SL被發(fā)出，故在往y軸方向的掃瞄速度為p/(l/R) = pR的 場合，如圖6所示，雷射光LB被照射為光束點(diǎn)BS夾分割預(yù)定線L交互存在。此時(shí)，雷射光 LB雖僅于y軸方向往復(fù)掃瞄，但由于被加工物10于χ軸方向移動(dòng)，故關(guān)于χ軸方向是與第 1調(diào)變模式同樣地光束點(diǎn)BS離散存在滿足Δ = V/R。結(jié)果于被加工物10是如圖6所示，雷射光LB的掃瞄軌跡T與分割預(yù)定線L重復(fù) 交互交叉。亦即，雷射光LB循以分割預(yù)定線L為軸且鋸齒狀的掃瞄軌跡T被照射。在該第3調(diào)變模式的場合，若沿分割預(yù)定線L的方向(χ軸方向)，雷射光LB的關(guān) 于y軸方向的照射位置及照射范圍皆在變化(亦存在不被照射的位置)。因此，于該場合亦 該當(dāng)于使被加工物10的表面的照射范圍調(diào)變以照射雷射光LB的態(tài)樣。使用第3調(diào)變模式的雷射光LB的照射的結(jié)果，形成具有如圖6所示的表面形狀的 被加工區(qū)域RE。此場合的被加工區(qū)域RE概略而言，雖各激光脈沖的光束點(diǎn)離散，仍具有以 各激光脈沖形成的大致橢圓錐狀(或大致楔形狀)的單位被加工區(qū)域REu于分割預(yù)定線L 的方向多數(shù)連接而成的形狀。于此場合，被加工區(qū)域RE亦在于被加工物10的表面連續(xù)的一方關(guān)于垂直于分割 預(yù)定線L的方向的寬度及剖面形狀隨在分割預(yù)定線L方向(χ軸方向)的位置而異。亦即， 被加工區(qū)域RE雖具有于分割預(yù)定線L方向(χ軸方向)連續(xù)的部分，但亦可謂具有垂直于 分割預(yù)定線L方向(χ軸方向)的剖面(yz剖面)的狀態(tài)于分割預(yù)定線L方向(χ軸方向) 變化的形狀。另外，圖示雖省略，但以第3調(diào)變模式獲得的被加工區(qū)域RE亦于被加工物10的表 面附近由于X方向連續(xù)的連續(xù)區(qū)域、雖于y軸方向連接于連續(xù)區(qū)域但于X軸方向?yàn)椴贿B續(xù) 的不連續(xù)區(qū)域構(gòu)成。亦即，關(guān)于以第3調(diào)變模式獲得的被加工區(qū)域RE亦于xy剖面及yz剖面，亦即沿 χ軸方向具有凹凸。凹凸的節(jié)距雖亦因雷射光LB的照射條件或載臺(tái)7的驅(qū)動(dòng)條件而異，但 為數(shù)ym 十?dāng)?shù)μπι程度。于第3調(diào)變模式中，由于各單位脈沖的光束點(diǎn)BS離散存在，故光束徑D與光束點(diǎn) 中心間隔Δ =V/R與掃瞄寬度滿足0< (Δ2+Ρ2)1/2的關(guān)系。此外，于加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2 進(jìn)行記述，以使雷射光LB的照射條件及載臺(tái)7的驅(qū)動(dòng)條件可在10 (kHz) ^ R ^ 200 (kHz)、 30 (mm/sec) ^ V ^ 1000 (mm/sec)的范圍設(shè)定。另外，1 (μπι)彡 ρ 彡 3 ( μ m)。例如，設(shè)定 為ρ = 1. 5 μ m程度較合適。V或R的具體的值可考慮被加工物10的材質(zhì)或吸收率、熱傳導(dǎo) 率、熔點(diǎn)等適當(dāng)決定。此外，脈沖的照射能量在IOyJ IOOOyJ的范圍內(nèi)適當(dāng)決定即可。<第3調(diào)變模式的變形例>
16
在上述的第3調(diào)變模式雖是各單位脈沖的光束點(diǎn)BS離散存在，但以于與分割預(yù)定 線L正交的方向使雷射光LB掃瞄并具有鄰接的光束點(diǎn)BS重迭的態(tài)樣的加工亦為可能。圖7是例示形成于該場合的被加工區(qū)域RE的被加工物10的表面的形狀的圖。在 此場合，掃瞄軌跡T’與分割預(yù)定線L重復(fù)交互交叉。此外，被加工區(qū)域RE雖于xy剖面具 有凹凸，但于ZX剖面是形成為大致連續(xù)。<利用調(diào)變模式的分割起點(diǎn)的形成>利用如上述的第1乃至第3調(diào)變模式的加工特別適合在于由藍(lán)寶石、GaN或SiC等 硬脆且光學(xué)上透明的材料構(gòu)成的基板之上將形成有LED構(gòu)造等發(fā)光組件構(gòu)造的被加工物 10分割為芯片(分割素片)單位的場合的分割起點(diǎn)的形成。亦即，使用上述調(diào)變模式，形成具有數(shù)μ m程度的節(jié)距的微細(xì)凹凸形狀的被加工 區(qū)域RE，以該被加工區(qū)域RE為起點(diǎn)將被加工物10折斷以獲得芯片。另外，該折斷可以例如 從被加工物10的上面對(duì)夾被加工區(qū)域RE相反之側(cè)分別使以被加工區(qū)域RE為軸相反的方 向的力作用來實(shí)現(xiàn)。在此場合，被加工區(qū)域RE的最下端部成為起點(diǎn)，分割往被加工物10的 下方進(jìn)行。藉此，形成與被加工物10的上下面大致垂直的折斷面。形成被加工區(qū)域RE的部位雖會(huì)殘留加工痕，但由于該部位具有在調(diào)變模式進(jìn)行 加工的結(jié)果而被形成的凹凸，故為不易全反射的形狀。藉此，該部位的光吸收受到抑制，在 內(nèi)部發(fā)光的光于該部位亦有效率地透射至外部。以上，如已說明，利用本實(shí)施形態(tài)，使用上述的第1乃至第3調(diào)變模式之一可將成 為分割被加工物之際的分割起點(diǎn)的被加工區(qū)域形成為在表面?zhèn)仁沁B續(xù)但在底面?zhèn)葹椴贿B 續(xù)的形狀。藉此，若以發(fā)光組件構(gòu)造為被加工物進(jìn)行分割，可獲得于加工痕的光吸收能受抑 制的光取出效率優(yōu)良的發(fā)光組件芯片。實(shí)施例(實(shí)施例1)圖8是關(guān)于以藍(lán)寶石基板為被加工物10并以第1調(diào)變模式進(jìn)行除去加工后的關(guān) 于被加工物10的上面的光學(xué)顯微鏡像。延在于圖面上左右方向者是被加工區(qū)域RE的表 面部分(相當(dāng)于連續(xù)區(qū)域REl)。另外，加工是在R = 66kHz、V = 200mm/sec、照射能量= 1. 5W、散焦值=-12 μ m的條件下被進(jìn)行。此外，圖9是該加工后，將于圖8顯示的藍(lán)寶石基板以該被加工區(qū)域RE為分割起 點(diǎn)折斷后的結(jié)果所得的分割素片IOa的側(cè)面的光學(xué)顯微鏡像。于圖9中確認(rèn)相當(dāng)于連續(xù)區(qū)域REl的加工痕Ml、相當(dāng)于不連續(xù)區(qū)域RE2的加工痕 M2、平坦的折斷面F。特別是于不連續(xù)區(qū)域RE2，大致楔形狀的微細(xì)區(qū)域以大致等間隔離散 存在。此是相當(dāng)于單位被加工區(qū)域REu，于折斷時(shí)，破斷僅在此等微細(xì)區(qū)域之間產(chǎn)生。亦即， 由圖9確認(rèn)于分割素片IOa形成有來自被加工區(qū)域RE的凹凸形狀。(實(shí)施例2)圖10是關(guān)于以藍(lán)寶石基板為被加工物10并以第2調(diào)變模式進(jìn)行除去加工后的被 加工物10的上面的光學(xué)顯微鏡像。與實(shí)施例1同樣地，延在于圖面上左右方向者是被加工 區(qū)域RE的表面部分。另外，加工是在R= 100kHz, V = 100mm/sec、散焦值=-ΙΟμπι，使照 射能量為14μ J 20μ J的范圍以15 μ m周期使調(diào)變的條件下被進(jìn)行。此外，圖11是該加工后，將于圖10顯示的藍(lán)寶石基板以該被加工區(qū)域RE為分割起點(diǎn)折斷后的結(jié)果所得的分割素片IOb的側(cè)面的光學(xué)顯微鏡像。于圖11中亦確認(rèn)大致楔形狀的微細(xì)區(qū)域以大致等間隔離散存在的相當(dāng)于不連續(xù) 區(qū)域RE2的加工痕M3。亦即，由圖11亦確認(rèn)形成有來自被加工區(qū)域RE的凹凸形狀。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種雷射加工方法，通過將從既定的光源被射出的脈沖雷射光一邊掃瞄、一邊照射， 于被加工物形成被加工區(qū)域，其特征在于通過一邊使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變而使前述被加工物的表 面的照射范圍調(diào)變、一邊照射前述脈沖雷射光；以形成雖具有于第1方向連續(xù)的部分但垂直于前述第1方向的剖面的狀態(tài)于前述第1 方向變化的前述被加工區(qū)域。
2.一種雷射加工方法，通過將從既定的光源被射出的脈沖雷射光一邊掃瞄、一邊照射， 于被加工物形成被加工區(qū)域，其特征在于通過一邊使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變而使前述被加工物的表 面的照射范圍調(diào)變、一邊照射前述脈沖雷射光； 以形成具有于前述被加工物的表面于第1方向連續(xù)的第1區(qū)域； 雖連接于前述第1區(qū)域但于前述第1方向具有不連續(xù)部分的第2區(qū)域； 前述被加工區(qū)域。
3.一種雷射加工方法，通過將從既定的光源被射出的脈沖雷射光一邊掃瞄、一邊照射， 于被加工物形成被加工區(qū)域，其特征在于通過一邊使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變而使前述被加工物的表 面的照射范圍調(diào)變、一邊照射前述脈沖雷射光；以形成大致橢圓錐狀或大致楔形狀的單位被加工區(qū)域于第1方向多數(shù)連接而成的前 述被加工區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其特征在于，前述第2區(qū)域沿前述 第1方向具有凹凸。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其特征在于，通過前述脈沖雷射光 的各單位脈沖的光束點(diǎn)以沿前述第1方向離散的照射條件掃瞄前述脈沖雷射光，使前述被 加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
6.如權(quán)利要求5所述的雷射加工方法，其特征在于，在假設(shè)前述脈沖雷射光的重復(fù)頻 率為R(kHz)、前述脈沖雷射光對(duì)前述被加工物的相對(duì)移動(dòng)速度為V(mm/Sec)、前述被加工 物的前述表面的前述被加工區(qū)域之正交于前述第1方向的方向的預(yù)定形成寬度為W(ym) 時(shí)，通過在滿足10 (kHz) ^ R ^ 200 (kHz)30(mm/sec)彡 V 彡 1000 (mm/sec)且表示前述脈沖雷射光的光束點(diǎn)的中心間隔的V/R為V/R ^ 1 ( μ m)ff/4 ( μ m) ^ V/R ^ ff/2 ( μ m)的關(guān)系的照射條件的前提下沿前述第1方向掃瞄前述脈沖雷射光，使前述被加工物的 表面的照射范圍調(diào)變。
7.如權(quán)利要求6所述的雷射加工方法，其特征在于，在滿足 V/R ^ 3 ( μ m)的關(guān)系的照射條件的前提下掃瞄前述脈沖雷射光。
8.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其特征在于，通過使前述脈沖雷射 光的照射能量調(diào)變并于第1方向掃瞄前述脈沖雷射光，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
9.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其特征在于，通過交互重復(fù)往分別 對(duì)前述第1方向具有既定的角度的第2方向與第3方向的前述脈沖雷射光的掃瞄，使前述 被加工物的前述脈沖雷射光的掃瞄軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交互交叉，使 前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
10.如權(quán)利要求9所述的雷射加工方法，其特征在于，通過使前述脈沖雷射光在正交于 前述被加工物的移動(dòng)方向的方向往復(fù)掃瞄，使前述脈沖雷射光的前述掃瞄軌跡與沿前述第 1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交互交叉，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
11.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其特征在于，通過照射前述脈沖 雷射光除去被照射部分的材料，形成前述被加工區(qū)域。
12.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其特征在于，通過照射前述脈沖 雷射光使前述被加工物產(chǎn)生熔解改質(zhì)區(qū)域，形成前述被加工區(qū)域。
13.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法，其特征在于，前述被加工物為藍(lán) 寶石基板、GaN基板或SiC基板其中之一。
14.一種被加工物的分割方法，是分割被加工物，其特征在于，具備以權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的雷射加工方法于前述被加工物形成沿既定的分割 預(yù)定線的前述被加工區(qū)域的形成步驟；將前述被加工物沿前述被加工區(qū)域分割的分割步驟。
15.一種雷射加工裝置，具備 發(fā)出脈沖雷射光的光源；被設(shè)為可對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)的載置被加工物的載臺(tái)； 控制來自前述光源的脈沖雷射光的射出與前述載臺(tái)的移動(dòng)的控制手段； 在載置有前述被加工物的狀態(tài)下，通過一邊使前述載臺(tái)對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)、一邊從 前述光源使前述脈沖雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈沖雷射光、一邊于前述被加工物形成 被加工區(qū)域，其特征在于通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以 使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變；可形成雖具有于第1方向連續(xù)的部分但垂直于前述第1方向的剖面的狀態(tài)于前述第1 方向變化的前述被加工區(qū)域。
16.一種雷射加工裝置，具備 發(fā)出脈沖雷射光的光源；被設(shè)為可對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)的載置被加工物的載臺(tái)； 控制來自前述光源的脈沖雷射光的射出與前述載臺(tái)的移動(dòng)的控制手段； 在載置有前述被加工物的狀態(tài)下，通過一邊使前述載臺(tái)對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)、一邊從 前述光源使前述脈沖雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈沖雷射光、一邊于前述被加工物形成 被加工區(qū)域，其特征在于通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變； 可形成具有于前述被加工物的表面于第1方向連續(xù)的第1區(qū)域； 雖連接于前述第1區(qū)域但于前述第1方向具有不連續(xù)部分的第2區(qū)域； 前述被加工區(qū)域。
17.一種雷射加工裝置，具備 發(fā)出脈沖雷射光的光源；被設(shè)為可對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)的載置被加工物的載臺(tái)； 控制來自前述光源的脈沖雷射光的射出與前述載臺(tái)的移動(dòng)的控制手段； 在載置有前述被加工物的狀態(tài)下，通過一邊使前述載臺(tái)對(duì)前述光源相對(duì)移動(dòng)、一邊從 前述光源使前述脈沖雷射光射出，以一邊掃瞄前述脈沖雷射光、一邊于前述被加工物形成 被加工區(qū)域，其特征在于通過前述控制手段于使前述脈沖雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以 使來自前述光源的前述脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變；形成大致橢圓錐狀或大致楔形狀的單位被加工區(qū)域于第1方向多數(shù)連接而成的前述 被加工區(qū)域。
18.如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其特征在于，前述第2區(qū)域沿 前述第1方向具有凹凸。
19.如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其特征在于，通過前述控制手 段于使前述脈沖雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使前述脈沖雷射光的 各單位脈沖的光束點(diǎn)沿前述第1方向離散，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
20.如權(quán)利要求19所述的雷射加工裝置，其特征在于，在假設(shè)前述脈沖雷射光的重 復(fù)頻率為R(kHz)、前述脈沖雷射光對(duì)前述被加工物的相對(duì)移動(dòng)速度為V(mm/Sec)、前述被 加工物的前述表面的前述被加工區(qū)域之正交于前述第1方向的方向的預(yù)定形成寬度為 W ( μ m)時(shí)，前述控制手段是控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使?jié)M足10(kHz) ^ R ^ 200(kHz)30(mm/sec)彡 V 彡 1000(mm/sec)且表示前述脈沖雷射光的光束點(diǎn)的中心間隔的V/R為V/R ^ 1 ( μ m)ff/4 ( μ m) ^ V/R ^ ff/2 ( μ m) 的關(guān)系。
21.如權(quán)利要求20所述的雷射加工裝置，其特征在于，前述控制手段是控制前述光源 及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使?jié)M足V/R ^ 3 ( μ m) 的關(guān)系。
22.如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其特征在于，通過前述控制手 段于使前述脈沖雷射光掃瞄之際控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使前述脈沖雷射光的 照射能量調(diào)變，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
23.如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的雷射加工裝置，其特征在于，通過前述控制手段控制前述光源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使交互重復(fù)往分別對(duì)前述第1方向具有既定的角度 的第2方向與第3方向的前述脈沖雷射光的掃瞄，使前述被加工物的前述脈沖雷射光的掃 瞄軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交互交叉，使前述被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
24.如權(quán)利要求23所述的雷射加工裝置，其特征在于，通過前述控制手段控制前述光 源及前述載臺(tái)的動(dòng)作以使前述脈沖雷射光在正交于前述載臺(tái)的移動(dòng)方向的方向往復(fù)掃瞄， 使前述脈沖雷射光的前述掃瞄軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交互交叉，使前述 被加工物的表面的照射范圍調(diào)變。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可進(jìn)行減少于加工痕的光吸收的雷射加工的雷射加工方法。通過使來自光源的脈沖雷射光的照射狀態(tài)調(diào)變使被加工物的表面的照射范圍調(diào)變，形成雖具有于第1方向連續(xù)的部分但垂直于前述第1方向的剖面的狀態(tài)于前述第1方向變化的前述被加工區(qū)域。具體而言，通過前述脈沖雷射光的各單位脈沖的光束點(diǎn)以沿前述第1方向離散的照射條件掃瞄脈沖雷射光，或使前述脈沖雷射光的照射能量調(diào)變并于第1方向掃瞄前述脈沖雷射光，或通過交互重復(fù)往分別對(duì)前述第1方向具有既定的角度的第2方向與第3方向的前述脈沖雷射光的掃瞄，使前述被加工物的前述脈沖雷射光的掃瞄軌跡與沿前述第1方向的分割預(yù)定線重復(fù)交互交叉其中之一來實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B23K26/36GK102069300SQ20101052568
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者中谷郁祥, 菅田充, 長友正平 申請(qǐng)人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司