帶圖案基板的加工方法及帶圖案基板的加工裝置制造方法
【專利摘要】一種帶圖案基板的加工方法及帶圖案基板的加工裝置。在加工方法中，分割起點形成步驟包含裂紋伸展加工步驟，該分割起點形成步驟是通過沿著設(shè)定在基板上的加工預(yù)定線照射激光光束而在基板上形成分割起點，該裂紋伸展加工步驟是通過使激光光束沿著加工預(yù)定線一面掃描一面照射而使借助激光光束的各個單位脈沖光形成在帶圖案基板上的加工痕跡沿著加工預(yù)定線離散地分布，并且使裂紋自各個加工痕跡在帶圖案基板上伸展，在分割起點形成步驟中，以交替地形成等間隔地形成有加工痕跡的第l區(qū)域與未形成加工痕跡的第2區(qū)域的方式，沿著加工預(yù)定線間歇地進行裂紋伸展加工步驟。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對在基板上二維地重復(fù)配置多個單位圖案而成的帶圖案基板進 行分割的方法。 帶圖案基板的加工方法及帶圖案基板的加工裝置

【背景技術(shù)】
[0002] LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管）元件是利用如下制程而制造，即，將在 例如藍寶石單晶等基板（晶片、母基板）上二維地重復(fù)形成LED元件的單位圖案而成的帶 圖案基板（帶LED圖案基板）在設(shè)置成柵格狀的稱為切割道的分割預(yù)定區(qū)域上進行分割而 單片化（芯片化）。此處，所謂切割道是通過分割而成為LED元件的2個部分的間隙部分即 窄幅區(qū)域。
[0003] 作為用于這種分割的方法，眾所周知如下方法：以各個單位脈沖光的被照射區(qū)域 沿著加工預(yù)定線離散地分布的條件，照射作為脈沖寬度為psec (picosecond,微微秒）級的 超短脈沖光的激光光束，借此，沿著加工預(yù)定線（通常為切割道中心位置）形成用于分割的 起點（例如參照專利文獻1)。在專利文獻1所揭示的方法中，于在各個單位脈沖光的被照 射區(qū)域所形成的加工痕跡之間，產(chǎn)生劈裂或破裂導(dǎo)致的裂紋伸展（裂痕伸展），通過沿著這 種裂紋分割（分?jǐn)啵┗宥鴮崿F(xiàn)單片化。
[0004] [【背景技術(shù)】文獻]
[0005] [專利文獻]
[0006] [專利文獻1]日本專利特開2011-131256號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007][發(fā)明所要解決的問題]
[0008] 在如上所述的帶圖案基板中，通常，沿著與設(shè)置在藍寶石單晶基板的定向平面 (orientation flat)平行的方向及與該定向平面正交的方向配置單位圖案。因此，在這種 帶圖案基板中，切割道沿著與定向平面平行的方向及與該定向平面垂直的方向延伸。因此， 當(dāng)將帶圖案基板單片化后，所獲得的各個LED元件存在4個分割面。
[0009] 當(dāng)利用專利文獻1所揭示的方法進行這種單片化時，在各個LED元件的分割面的 表面?zhèn)雀浇?，通過以所述形態(tài)沿著加工預(yù)定線照射脈沖激光光束而在各個單位脈沖光的被 照射區(qū)域離散地形成微小的加工痕跡。各個加工痕跡是在基板厚度方向上具有長邊方向的 大致錐狀、大致楔形狀、或大致柱狀的微小孔部，且在該孔部表面形成藍寶石基板等的構(gòu)成 物質(zhì)改質(zhì)所得的改質(zhì)區(qū)域而成，或改質(zhì)區(qū)域自身呈現(xiàn)基板厚度方向上具有長邊方向的大致 錐狀、大致楔形狀、或大致柱狀地存在，總之，各個加工痕跡是作為阻礙自LED元件內(nèi)部發(fā) 出的光透過且對于該光不透明的區(qū)域而存在。因此，就提高LED元件中的光提取效率的觀 點來說，較理想的是盡可能地抑制加工痕跡的形成。然而，只使加工痕跡的形成間隔增大， 削減加工痕跡的個數(shù)在產(chǎn)生裂紋伸展時，必須使脈沖激光光束的功率更大，或在分?jǐn)鄷r需 要更多的力，其結(jié)果，對成為LED元件的部分造成損害，或無法良好地沿著加工預(yù)定線分割 帶圖案基板的可能性變高，因而欠佳。
[0010] 本發(fā)明是鑒于所述課題而完成，其目的在于提供一種可不使帶圖案基板的分割產(chǎn) 生缺陷且與以往相比削減加工痕跡的形成個數(shù)的帶圖案基板的加工方法。
[0011][解決問題的技術(shù)手段]
[0012] 為了解決所述課題，技術(shù)方案1的發(fā)明的特征在于：該技術(shù)方案1是對在單晶基板 上二維地重復(fù)配置多個單位圖案而成的帶圖案基板進行加工的方法，且包括：分割起點形 成步驟，通過沿著設(shè)定在所述帶圖案基板上的加工預(yù)定線照射激光光束而在所述帶圖案基 板上形成分割起點；及分?jǐn)嗖襟E，將所述帶圖案基板通過沿著所述分割起點分?jǐn)喽鴨纹?且，所述分割起點形成步驟包含通過使所述激光光束沿著所述加工預(yù)定線一面掃描一面照 射，而使借助所述激光光束的各個單位脈沖光形成在所述帶圖案基板上的加工痕跡沿著所 述加工預(yù)定線離散地分布，并且使裂紋自各個加工痕跡在所述帶圖案基板上伸展的裂紋伸 展加工步驟，且在所述分割起點形成步驟中，以沿著所述加工預(yù)定線交替地形成第1區(qū)域 與第2區(qū)域的方式，沿著所述加工預(yù)定線間歇地實施所述裂紋伸展加工步驟，該第1區(qū)域利 用實施所述裂紋伸展加工步驟而等間隔地形成有所述加工痕跡，該第2區(qū)域未實施所述裂 紋伸展加工步驟而未形成所述加工痕跡。
[0013] 技術(shù)方案2的發(fā)明根據(jù)技術(shù)方案1所述的帶圖案基板的加工方法，其特征在于：沿 著所述加工預(yù)定線的方向上的所述單位圖案的尺寸為沿著所述加工預(yù)定線的方向上的所 述第1區(qū)域的尺寸與所述第2區(qū)域的尺寸之和的整數(shù)倍，沿著所述加工預(yù)定線的方向上的 所述第2區(qū)域的尺寸相對于所述第1區(qū)域的尺寸之比為20 / 80以上且60 / 40以下。
[0014] 技術(shù)方案3的發(fā)明根據(jù)技術(shù)方案2所述的帶圖案基板的加工方法，其特征在于：在 沿著所述加工預(yù)定線的方向上，所述第1區(qū)域中的所述加工痕跡的間隔為400μπι以下，所 述第2區(qū)域的尺寸為100 μ m以下。
[0015] 技術(shù)方案4的發(fā)明根據(jù)技術(shù)方案2或3所述的帶圖案基板的加工方法，其特征在 于：所述加工預(yù)定線為相互正交的第1加工預(yù)定線與第2加工預(yù)定線，在所述分割起點形成 步驟中，以所述第1加工預(yù)定線中的所述第1區(qū)域與所述第2加工預(yù)定線中的所述第1區(qū) 域交叉的方式實施所述裂紋伸展加工步驟。
[0016] 技術(shù)方案5的發(fā)明的特征在于：該技術(shù)方案5是對在單晶基板上二維地重復(fù)配置 多個單位圖案而成的帶圖案基板進行加工的方法，且包括：分割起點形成步驟，通過沿著設(shè) 定在所述帶圖案基板上的加工預(yù)定線照射激光光束而在所述帶圖案基板上形成分割起點； 及分?jǐn)嗖襟E，將所述帶圖案基板通過沿著所述分割起點分?jǐn)喽鴨纹凰龇指钇瘘c形成 步驟包含通過使所述激光光束沿著所述加工預(yù)定線一面掃描一面照射，而使借助所述激光 光束的各個單位脈沖光形成在所述帶圖案基板上的加工痕跡沿著所述加工預(yù)定線離散地 分布，并且使裂紋自各個加工痕跡在所述帶圖案基板上伸展的裂紋伸展加工步驟，在所述 分割起點形成步驟中，以通過實施所述裂紋伸展加工步驟而形成有所述加工痕跡的區(qū)域沿 著所述加工預(yù)定線等間隔地偏置的方式，沿著所述加工預(yù)定線間歇地實施所述裂紋伸展加 工步驟。
[0017] 技術(shù)方案6的發(fā)明的特征在于：該技術(shù)方案6是對在單晶基板上二維地重復(fù)配置 多個單位圖案而成的帶圖案基板進行加工的裝置，且包括：分割起點形成構(gòu)件，通過沿著設(shè) 定在所述帶圖案基板上的加工預(yù)定線照射激光光束而在所述帶圖案基板上形成分割起點； 及分?jǐn)鄻?gòu)件，將所述帶圖案基板通過沿著所述分割起點分?jǐn)喽鴨纹?；所述分割起點形成 構(gòu)件包含通過使所述激光光束沿著所述加工預(yù)定線一面掃描一面照射，而使借助所述激光 光束的各個單位脈沖光形成在所述帶圖案基板上的加工痕跡沿著所述加工預(yù)定線離散地 分布，并且使裂紋自各個加工痕跡在所述帶圖案基板上伸展的裂紋伸展加工構(gòu)件，所述分 割起點形成構(gòu)件為如下構(gòu)件：以沿著所述加工預(yù)定線交替地形成第1區(qū)域與第2區(qū)域的方 式，沿著所述加工預(yù)定線間歇地實施所述裂紋伸展加工，該第1區(qū)域利用所述裂紋伸展加 工構(gòu)件而等間隔地形成有所述加工痕跡，該第2區(qū)域未形成所述加工痕跡。
[0018] [發(fā)明的效果]
[0019] 根據(jù)技術(shù)方案1至技術(shù)方案6的發(fā)明，與以往均勻地實施裂紋伸展加工的情況相 t匕，可一面減少加工痕跡的個數(shù)一面良好地分割帶圖案基板。當(dāng)將重復(fù)形成例如LED元件 等光學(xué)器件的單位圖案而成的帶圖案基板進行分割，單片化為各個LED元件時，則可獲得 與以往相比光提取效率提升的LED元件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是概略地表示激光加工裝置100的構(gòu)成的示意圖。
[0021] 圖2是用以說明裂紋伸展加工中的激光光束LB的照射形態(tài)的圖。
[0022] 圖3是帶圖案基板W的不意平面圖及局部放大圖。
[0023] 圖4是示意性表示在激光加工裝置100中沿著一加工預(yù)定線PL進行間歇性裂紋 伸展加工時的帶圖案基板W中的加工痕跡Μ的形成情況的帶圖案基板W的平面圖。
[0024] 圖5是示意性表示在激光加工裝置100中沿著一加工預(yù)定線PL進行間歇性裂紋 伸展加工時的帶圖案基板W中的加工痕跡Μ的形成情況的帶圖案基板W的沿該加工預(yù)定線 PL的垂直剖視圖。
[0025] 圖6是表示對帶圖案基板W以束斑中心間隔Λ '進行均勻裂紋伸展加工時的加工 痕跡Μ的形成情況的平面圖。

【具體實施方式】
[0026] 〈激光加工裝置〉
[0027] 圖1是概略地表示可應(yīng)用于本發(fā)明的實施方式的被加工物分割中所使用的激光 加工裝置100的構(gòu)成的示意圖。激光加工裝置100主要包括：控制器1，進行裝置內(nèi)的各種 動作（觀察動作、對準(zhǔn)動作、加工動作等）的控制；載臺4,將被加工物10載置在其上；及照 射光學(xué)系統(tǒng)5,對被加工物10照射自激光光源SL出射的激光光束LB。
[0028] 載臺4主要包括石英等光學(xué)性透明的部件。載臺4可利用例如抽吸泵等抽吸構(gòu)件 11而將載置在其上表面的被加工物10抽吸固定。而且，載臺4可借助移動機構(gòu)4m而在水 平方向上移動。此外，圖1中，在將具有粘附性的保持片l〇a貼附在被加工物10之后，以該 保持片10a -側(cè)為被載置面，將被加工物10載置在載臺4,但并非必需使用保持片10a的形 態(tài)。
[0029] 移動機構(gòu)4m利用未圖示的驅(qū)動構(gòu)件的作用，使載臺4在水平面內(nèi)沿指定的XY2軸 方向移動。由此，實現(xiàn)觀察位置的移動或激光光束照射位置的移動。此外，關(guān)于移動機構(gòu) 4m，以指定的旋轉(zhuǎn)軸為中心的水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)Θ )動作也可與水平驅(qū)動獨立地實施， 在進行對準(zhǔn)等方面更理想。
[0030] 照射光學(xué)系統(tǒng)5包括激光光源SL、設(shè)在省略圖不的鏡筒內(nèi)的半反射鏡51、及聚光 透鏡52。
[0031] 在激光加工裝置100中，概略而言，在由半反射鏡51反射自激光光源SL發(fā)出的激 光光束LB之后，由聚光透鏡52使該激光光束LB以聚焦于載置在載臺4上的被加工物10的 被加工部位的方式聚光后，照射到被加工物10。而且，可一面以這種形態(tài)照射激光光束LB， 一面使載臺4移動，由此，對被加工物10沿著指定的加工預(yù)定線進行加工。即，激光加工裝 置100是對被加工物10通過相對地掃描激光光束LB而進行加工的裝置。
[0032] 作為激光光源 SL，優(yōu)選形態(tài)是使用 Nd :YAG (neodymium yttrium aluminum garnet，摻釹釔鋁石榴石）激光。作為激光光源SL，使用波長為500nm?1600nm的激光 光源。而且，為了實現(xiàn)利用所述加工圖案的加工，激光光束LB的脈沖寬度必須為lpsec? 50p Sec左右。而且，優(yōu)選重復(fù)頻率R為10kHz?200kHz左右，激光光束的照射能量（脈沖 能量）為〇. 1 μ J?50 μ J左右。此外，脈沖寬度或重復(fù)頻率的調(diào)整是通過激光光源SL中 配備的未圖示的脈沖發(fā)生器而實現(xiàn)。
[0033] 此外，在激光加工裝置100中，當(dāng)加工處理時，也可視需要，在使聚焦位置自被加 工物10的表面有意地偏離的散焦?fàn)顟B(tài)下照射激光光束LB。在本實施方式中，優(yōu)選將散焦值 (聚焦位置相對自被加工物10的表面朝向內(nèi)部的方向的偏離量）設(shè)定在〇 μ m以上且30 μ m 以下的范圍。
[0034] 而且，在激光加工裝置100中，在載臺4的上方設(shè)有上部觀察光學(xué)系統(tǒng)6,用以自上 方觀察、拍攝被加工物10 ;及上部照明系統(tǒng)7,自載臺4的上方對被加工物10照射照明光。 而且，在載臺4的下方設(shè)有自載臺4的下方對被加工物10照射照明光的下部照明系統(tǒng)8。
[0035] 上部觀察光學(xué)系統(tǒng)6包括設(shè)置在半反射鏡51的上方（鏡筒上方）的 CCD (Charge-Coupled Device,電荷稱合器件）相機6a及連接于該CCD相機6a的監(jiān)控器 6b。而且，上部照明系統(tǒng)7包括上部照明光源S1、半反射鏡81、及聚光透鏡82。
[0036] 這些上部觀察光學(xué)系統(tǒng)6與上部照明系統(tǒng)7是與照射光學(xué)系統(tǒng)5同軸地構(gòu)成。更 詳細(xì)來說，照射光學(xué)系統(tǒng)5的半反射鏡51及聚光透鏡52是與上部觀察光學(xué)系統(tǒng)6及上部 照明系統(tǒng)7共用。由此，自上部照明光源S1發(fā)出的上部照明光L1可由設(shè)置在未圖示的鏡 筒內(nèi)的半反射鏡71反射，進而在構(gòu)成照射光學(xué)系統(tǒng)5的半反射鏡51中穿過后，由聚光透鏡 52聚光地照射至被加工物10。而且，在上部觀察光學(xué)系統(tǒng)6中，可在照射上部照明光L1的 狀態(tài)下進行穿過聚光透鏡52、半反射鏡51及半反射鏡71的被加工物10的明視場像的觀 察。
[0037] 而且，下部照明系統(tǒng)8包括下部照明光源S2、半反射鏡81及聚光透鏡82。即，在 激光加工裝置100中，可將自下部照明光源S2出射且由半反射鏡81反射后被聚光透鏡82 聚光的下部照明光L2經(jīng)由載臺4照射到被加工物10。例如，如果使用下部照明系統(tǒng)8,那 么可在將下部照明光L2照射到被加工物10的狀態(tài)下，在上部觀察光學(xué)系統(tǒng)6中進行此透 射光的觀察等。
[0038] 進而，如圖1所示，在激光加工裝置100中，也可配備用以自下方觀察、拍攝被加工 物10的下部觀察光學(xué)系統(tǒng)16。下部觀察光學(xué)系統(tǒng)16包括設(shè)置在半反射鏡81的下方的CCD 相機16a及連接于該CCD相機16a的監(jiān)控器16b。在這種下部觀察光學(xué)系統(tǒng)16中，例如可 在上部照明光L1照射至被加工物10的狀態(tài)下進行此透射光的觀察。
[0039] 控制器1還包括：控制部2,控制裝置各部之動作，實現(xiàn)下述形態(tài)下的被加工物10 的加工處理；及存儲部3,存儲控制激光加工裝置100的動作的程序3p或加工處理時所參 照的各種數(shù)據(jù)。
[0040] 控制部2是由例如個人計算機或微型計算機等通用的計算機實現(xiàn)，且通過將存儲 在存儲部3的程序3p讀入到該計算機中執(zhí)行而將各種構(gòu)成要素作為控制部2的功能構(gòu)成 要素實現(xiàn)。
[0041] 存儲部 3 是通過 ROM (Read Only Memory，只讀存儲器）或 RAM (Random Access Memory，隨機存取存儲器）及硬盤等存儲介質(zhì)而實現(xiàn)。此外，存儲部3既可為由實現(xiàn)控制部 2的計算機的構(gòu)成要素而實現(xiàn)的形態(tài)，而且在硬盤的情況下等，也可為與該計算機分開地設(shè) 置的形態(tài)。
[0042] 存儲部3中不僅存儲程序3p，而且還存儲記載關(guān)于被加工物10的加工位置的加工 位置數(shù)據(jù)D1，并且存儲與各個加工模式中的激光加工的形態(tài)對應(yīng)的記載關(guān)于激光光束的各 個參數(shù)的條件或載臺4的驅(qū)動條件（或者它們的可設(shè)定范圍）等的加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2。
[0043] 控制部2主要包括：驅(qū)動控制部21，控制移動機構(gòu)4m對載臺4的驅(qū)動或聚光透鏡 52的聚焦動作等與加工處理相關(guān)的各種驅(qū)動部分的動作；攝像控制部22,控制上部觀察光 學(xué)系統(tǒng)6或下部觀察光學(xué)系統(tǒng)16對被加工物10的觀察、拍攝；照射控制部23,控制來自激 光光源SL的激光光束LB的照射；吸附控制部24,控制抽吸構(gòu)件11使被加工物10吸附于 載臺4的吸附固定動作；及加工處理部25,按照所提供的加工位置數(shù)據(jù)D1及加工模式設(shè)定 數(shù)據(jù)D2,執(zhí)行對加工對象位置的加工處理。
[0044] 在包括如上構(gòu)成的控制器1的激光加工裝置100中，如果由操作員賦予以加工 位置數(shù)據(jù)D1中記載的加工位置為對象的指定加工模式的加工執(zhí)行指示，則加工處理部25 獲取加工位置數(shù)據(jù)D1，并且自加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)D2中獲取與所選擇的加工模式對應(yīng)的條 件，通過驅(qū)動控制部21或照射控制部23及其他控制部，控制對應(yīng)的各部分的動作，以執(zhí)行 與該條件對應(yīng)的動作。例如，自激光光源SL發(fā)出的激光光束LB的波長或輸出、脈沖的重復(fù) 頻率、脈沖寬度的調(diào)整等是由照射控制部23實現(xiàn)。由此，在視為對象的加工位置，實現(xiàn)被指 定的加工模式下的加工。
[0045] 優(yōu)選激光加工裝置100構(gòu)成為可利用加工處理部25的作用，按照控制器1中可利 用地提供給操作員的加工處理菜單，選擇對應(yīng)于各種加工內(nèi)容的加工模式。在這種情況下， 加工處理菜單優(yōu)選由⑶I (Graphical User Interface,圖形用戶界面）提供。
[0046] 由于具有如上構(gòu)成，激光加工裝置100可合理地進行各種激光加工。
[0047] 〈裂紋伸展加工的原理〉
[0048] 其次，對作為激光加工裝置100中可實現(xiàn)的加工方法之一的裂紋伸展加工進行說 明。圖2是用以說明裂紋伸展加工中的激光光束LB的照射形態(tài)的圖。更詳細(xì)來說，圖2是 表示裂紋伸展加工時的激光光束LB的重復(fù)頻率R(kHz)、照射激光光束LB時載置被加工物 10的載臺的移動速度V(mm / sec)、及激光光束LB的束斑中心間隔Λ (μ m)的關(guān)系。此外， 在以下說明中，以使用所述激光加工裝置100為前提，將激光光束LB的出射源固定，通過使 載置被加工物10的載臺4移動而實現(xiàn)激光光束LB對于被加工物10的相對掃描，但即使在 被加工物10靜止的狀態(tài)下，使激光光束LB的出射源移動的形態(tài)，裂紋伸展加工也可同樣地 實現(xiàn)。
[0049] 如圖2所示，當(dāng)激光光束LB的重復(fù)頻率為R(kHz)時，每1 / ROnsec)將1個激光脈 沖（也稱為單位脈沖光）自激光光源發(fā)出。當(dāng)載置被加工物10的載臺4以速度V (mm / sec) 移動時，在發(fā)出某一激光脈沖后到發(fā)出下一激光脈沖之期間，被加工物10移動VX(1 / R) =V / R(ym)，因此，某一激光脈沖的光束中心位置與下一個發(fā)出的激光脈沖的光束中心 位直的間隔、即束斑中心間隔Δ(μηι)由Δ = V / R決定。
[0050] 由此，當(dāng)被加工物10的表面上的激光光束LB的光束直徑（也稱為束腰直徑、光斑 尺寸）Db與束斑中心間隔Λ滿足
[0051] A>Db......(式 1)
[0052] 時，在激光光束掃描時，各個激光脈沖不會重疊。
[0053] 此外，如果將單位脈沖光的照射時間即脈沖寬度設(shè)定得極短，則在各個單位脈沖 光的被照射位置將產(chǎn)生如下現(xiàn)象：小于激光光束LB的束斑尺寸且存在于被照射位置的大 致中央?yún)^(qū)域的物質(zhì)通過自被照射的激光光束獲得運動能量而在垂直于被照射面的方向上 飛散或改質(zhì)，另一方面，以伴隨這種飛散而產(chǎn)生的反作用力為主的因單位脈沖光的照射而 產(chǎn)生的沖擊或應(yīng)力將作用于該被照射位置的周圍。
[0054] 如果利用這些情況，沿著加工預(yù)定線依次且離散地照射自激光光源連續(xù)地發(fā)出的 激光脈沖（單位脈沖光），則將在沿著加工預(yù)定線的各個單位脈沖光的被照射位置依次形 成微小的加工痕跡，并且在各個加工痕跡彼此之間連續(xù)地形成裂紋。這樣一來，通過裂紋伸 展加工而連續(xù)地形成的裂紋成為分割被加工物10時的分割起點。
[0055] 而且，可通過使用例如眾所周知的分?jǐn)嘌b置，進行使利用裂紋伸展加工而形成的 裂紋伸展到帶圖案基板W的相反面的分?jǐn)嗖襟E，而分割被加工物10。此外，當(dāng)借助裂紋伸展 而將被加工物10在厚度方向上完全地分?jǐn)鄷r，無需所述分?jǐn)嗖襟E，但即使一部分裂紋達到 相反面，也極少出現(xiàn)借助裂紋伸展加工將被加工物10完全地一分為二的情況，因此，通常 伴有分?jǐn)嗖襟E。
[0056] 分?jǐn)嗖襟E例如可通過如下方式進行：將被加工物10設(shè)為形成有加工痕跡一側(cè)的 主面為下側(cè)的姿勢，在利用2個下側(cè)分?jǐn)鄺U支持分割預(yù)定線（加工預(yù)定線）的兩側(cè)的狀態(tài) 下，使上側(cè)分?jǐn)鄺U朝向另一主面且分割預(yù)定線（加工預(yù)定線）的正上方的分?jǐn)辔恢媒迪隆?br> [0057] 此外，如果相當(dāng)于加工痕跡間距的束斑中心間隔Λ過大，則分?jǐn)嗵匦宰儾?，從?導(dǎo)致無法沿著分割預(yù)定線（加工預(yù)定線）實現(xiàn)分?jǐn)?。在裂紋伸展加工時，必須考慮此方面 來決定加工條件。
[0058] 在進行用于鑒于以上方面在被加工物10形成作為分割起點的裂紋的裂紋伸展加 工時，合適的條件大致如下所述。具體條件根據(jù)被加工物10的材質(zhì)或厚度等適當(dāng)?shù)剡M行選 擇即可。
[0059] 脈沖寬度τ :lpsec以上且50psec以下；
[0060] 光束直徑Db : 1 μ m以上且10 μ m以下；
[0061] 載臺移動速度V :50mm / sec以上且3000mm / sec以下；
[0062] 脈沖的重復(fù)頻率R :10kHz以上且200kHz以下；
[0063] 脈沖能量 E :0· 1 μ J ?50 μ J
[0064] 〈帶圖案基板〉
[0065] 接著，對作為被加工物10的一例的帶圖案基板W進行說明。圖3是帶圖案基板W 的示意平面圖及局部放大圖。
[0066] 所謂帶圖案基板W是在例如藍寶石等單晶基板（晶片、母基板）Wl(參照圖4)的 一主面上積層形成指定的器件圖案而成。器件圖案具有二維地重復(fù)配置有經(jīng)單片化后分別 形成1個器件芯片的多個單位圖案UP的構(gòu)成。例如，將成為LED元件等光學(xué)器件或電子器 件的單位圖案UP二維地重復(fù)。
[0067] 而且，帶圖案基板W是俯視時呈大致圓形狀，但在外周的一部分具有直線狀定向 平面（orientation flat)0F。以下，在帶圖案基板W的面內(nèi)，將定向平面0F的延伸方向稱 為X方向，將與X方向正交的方向稱為Y方向。
[0068] 作為單晶基板W1，使用具有70μπι?200μπι厚度的單晶基板。合適的一例是使 用lOOym厚的藍寶石單晶。而且，器件圖案通常形成為具有數(shù)μπι左右的厚度。而且，器 件圖案也可具有凹凸。
[0069] 例如，如果是LED元件（芯片）制造用的帶圖案基板W，則可通過將包含以GaN(氮 化鎵）為主的III族氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光層及其他多個薄膜層磊晶形成在藍寶石單晶上， 進而，在該薄膜層上形成LED元件（LED芯片）中構(gòu)成通電電極的電極圖案而構(gòu)成。
[0070] 此外，當(dāng)形成帶圖案基板W時，也可為如下形態(tài)：使用賦予以主面內(nèi)垂直于定向平 面的Y方向為軸使c面或a面等晶面的面方位相對于主面法線方向傾斜數(shù)度左右的所謂偏 斜角的基板（也稱為偏斜基板）作為單晶基板W1。
[0071] 各個單位圖案UP的作為邊界部分的窄幅區(qū)域被稱為切割道ST。切割道ST是帶圖 案基板W的分割預(yù)定位置，且通過在下述形態(tài)中沿著切割道ST照射激光光束，而將帶圖案 基板W分割成各個器件芯片。切割道ST通常為數(shù)十μπι左右的寬度，且以在俯視器件圖案 時形成柵格狀的方式設(shè)定。但是，單晶基板W1無需在切割道ST的部分露出，在切割道ST 的位置，形成器件圖案的薄膜層也可連續(xù)地形成。而且，設(shè)定切割道ST的中央部分作為加 工預(yù)定線PL。
[0072] 〈帶圖案基板的分割〉
[0073] 接著，對在本實施方式中實施的帶圖案基板W的分割方法進行說明。
[0074] 在所述基于圖2的裂紋伸展加工的原理說明、及專利文獻1所揭示的方法中，以沿 著加工預(yù)定線均勻地形成離散的加工痕跡為前提，但本實施方式的帶圖案基板W的分割方 法在間歇地進行對于加工預(yù)定線的裂紋伸展加工的方面具有特征性。以下，將本實施方式 的裂紋伸展加工的實施形態(tài)稱為間歇性裂紋伸展加工，將沿著加工預(yù)定線均勻地形成離散 的加工痕跡的加工形態(tài)稱為均勻性裂紋伸展加工。
[0075] 本實施方式的所謂間歇性裂紋伸展加工是概略而言沿著加工預(yù)定線交替地形成 第1區(qū)域與第2區(qū)域的加工形態(tài)，該第1區(qū)域進行裂紋伸展加工而等間隔地形成加工痕跡， 該第2區(qū)域未進行裂紋伸展加工，從而未形成所述加工痕跡。
[0076] 此外，在本實施方式中，當(dāng)進行間歇性裂紋伸展加工時，朝向帶圖案基板W中未設(shè) 置器件圖案一側(cè)的面、即單晶基板W1露出的主面Wa(參照圖4、圖5)照射激光光束LB。即， 將形成有器件圖案一側(cè)的主面Wb(參照圖5)作為被載置面，載置固定在激光加工裝置100 的載臺4,進行激光光束LB的照射。嚴(yán)格來說，在器件圖案的表面存在凹凸，但該凹凸與帶 圖案基板W整體的厚度相比充分地小，因此，實質(zhì)上也可視為在帶圖案基板W的形成有器件 圖案的一側(cè)具有平坦的主面?；蛘?，也可將設(shè)置有器件圖案的單晶基板W1的主面視為帶圖 案基板W的王面Wb。
[0077] 以上情況在間歇性裂紋伸展加工的實施中并非本質(zhì)上必需的形態(tài)，但在切割道ST 的寬度小的情況下、或甚至在切割道ST的部分也形成有薄膜層的情況等，就減小激光光束 的照射對器件圖案造成的影響、或?qū)崿F(xiàn)更確實的分割的方面來說為優(yōu)選的形態(tài)。順便而言， 圖3中以虛線表示單位圖案UP或切割道ST的原因在于表示單晶基板露出的主面Wa為激 光光束的照射對象面，且設(shè)置有器件圖案的主面Wb朝向其相反側(cè)。
[0078] 圖4及圖5是示意性表示在激光加工裝置100中沿著一加工預(yù)定線PL(P L1)進 行間歇性裂紋伸展加工時帶圖案基板W中的加工痕跡Μ的形成情況的帶圖案基板W的平面 圖及沿著該加工預(yù)定線PL(PLl)的垂直剖視圖。
[0079] 當(dāng)沿著一加工預(yù)定線PL進行間歇性裂紋伸展加工時，如圖4及圖5所示，沿著加 工預(yù)定線交替地形成離散且等間隔地形成有多個加工痕跡Μ的第1區(qū)域RE1與未形成加工 痕跡的第2區(qū)域RE2。換句話說，形成有加工痕跡的第1區(qū)域RE1沿著加工預(yù)定線PL等間 隔地偏置?；蛘?，使合并第1區(qū)域RE1與第2區(qū)域RE2而成的單位區(qū)域RE重復(fù)。此外，在 沿著加工預(yù)定線PL進行均勻裂紋伸展加工時，第1區(qū)域RE1中的裂紋伸展加工是在可借助 其后的分?jǐn)喽侠淼胤謹(jǐn)鄮D案基板W的條件下進行。
[0080] 在這種情況下，裂紋朝向第1區(qū)域RE1的各個加工痕跡Μ彼此之間、或加工痕跡Μ 的下方伸展。另一方面，在第2區(qū)域RE2中，裂紋未必伸展。即，通過沿著一加工預(yù)定線PL 進行間歇性裂紋伸展加工，而在帶圖案基板W中，使產(chǎn)生裂紋伸展的區(qū)域與未產(chǎn)生裂紋伸 展的區(qū)域沿著加工預(yù)定線PL交替地重復(fù)。
[0081] 然后，將這種狀態(tài)的帶圖案基板W供給到分?jǐn)嘌b置，沿著該加工預(yù)定線PL進行分 斷。在這種情況下，裂紋以產(chǎn)生裂紋伸展的各個第1區(qū)域RE1為起點，朝向帶圖案基板W的 相反面Wb、及朝向第1區(qū)域RE1之間伸展，將帶圖案基板W沿著加工預(yù)定線進行分割。艮P， 無論是否包含不存在加工痕跡Μ的第2區(qū)域RE2,均可良好地分割帶圖案基板W。由此，正 確地以具有像圖5所例示的垂直截面那樣的加工截面的形態(tài)，分割帶圖案基板W。即，如果 沿著加工預(yù)定線PL實施間歇性裂紋伸展加工，則可沿著加工預(yù)定線PL分割帶圖案基板W。
[0082] 間歇性裂紋伸展加工優(yōu)選以如下方式進行：沿著作為加工對象的加工預(yù)定線的方 向上的單位圖案UP的尺寸Τ為沿著加工預(yù)定線PL的方向上的第1區(qū)域RE1的尺寸tl與 第2區(qū)域RE2的尺寸t2之和（即單位區(qū)域RE的尺寸）的整數(shù)倍，且尺寸比t2 / tl成為 20 / 80以上且60 / 40以下。在圖4及圖5中，例示了尺寸T為tl+t2的4倍、S卩T = 4 (tl+t2)的情況。但是，在本實施方式中，如圖4及圖5所示，所謂第1區(qū)域RE1的尺寸tl 是存在于第1區(qū)域RE1兩端的加工痕跡Μ彼此的中心間距離。
[0083] 可通過滿足這些必要條件，而沿著加工預(yù)定線PL更良好地分割帶圖案基板W。更 具體來說，當(dāng)將該第1區(qū)域RE1中離散地存在的所有加工痕跡Μ的個數(shù)設(shè)為k(k為自然數(shù)） 時，賦予tl = (k-Ι) Λ。而且，如圖4及圖5所示，第2區(qū)域RE2的尺寸是在與該第2區(qū)域 RE2鄰接的2個第1區(qū)域RE1的各自中位于最接近第2區(qū)域RE2的部位的加工痕跡Μ彼此 的距離。
[0084] 而且，更優(yōu)選將第1區(qū)域RE1中的加工痕跡Μ的形成間距即束斑中心間隔Λ設(shè)為 5 μ m以下，以第2區(qū)域RE2的尺寸t2成為100 μ m以下的方式進行間歇性裂紋伸展加工。 在不滿足前者的情況下，由于裂紋伸展加工本身無法進行，所以欠佳。在不滿足后者的情況 下，由于無法沿著加工預(yù)定線（分割預(yù)定線）良好地進行分?jǐn)?，所以欠佳?br> [0085] 此外，就加工痕跡Μ的形成間距來說，在均勻裂紋伸展加工時的加工痕跡Μ的形成 間距與間歇性裂紋伸展加工的第1區(qū)域RE1中的加工痕跡Μ的形成間距相同時，間歇性裂 紋伸展加工所形成的加工痕跡Μ的個數(shù)比均勻裂紋伸展加工少相當(dāng)于第2區(qū)域RE2所存在 的數(shù)量。因此，如果將重復(fù)形成例如LED元件等光學(xué)器件的單位圖案而成的帶圖案基板W 分割，獲得LED元件，則進行間歇性裂紋伸展加工而分割的LED元件與進行均勻裂紋伸展加 工而分割的LED元件相比，光提取效率變高。即，可以說間歇性裂紋伸展加工在提高LED元 件的光提取效率方面為合適的加工方法。
[0086] 然而，就削減所形成的加工痕跡的個數(shù)的方面來說，也可考慮增大相當(dāng)于均勻裂 紋伸展加工中的加工痕跡的形成間距的激光光束LB的束斑中心間隔的形態(tài)。例如，圖6是 表示對圖4及圖5所例示的帶圖案基板W，以值大于Λ的束斑中心間隔Λ '進行均勻裂紋 伸展加工時的加工痕跡Μ的形成情況的平面圖。其中，設(shè)為5 μ m〈 Λ ' <t2。而且，每個基 板尺寸T的加工痕跡Μ的個數(shù)相同。
[0087] 在間歇性裂紋伸展加工的情況下，當(dāng)裂紋伸展加工后進行分?jǐn)鄷r，也在第2區(qū)域 RE2中，裂紋CR進行伸展，因此在設(shè)為Λ' <t2的圖6的情況下，也期待當(dāng)裂紋伸展加工后 進行分?jǐn)鄷r，在加工痕跡Μ之間裂紋CR合理地伸展。然而，在這種形態(tài)的情況下，由本發(fā)明 的
【發(fā)明者】確認(rèn)到裂紋伸展加工后未必可良好地進行分?jǐn)?。此處，所謂無法良好地進行分?jǐn)?是指分?jǐn)嗖襟E中的裂紋伸展未沿著加工預(yù)定線進行，導(dǎo)致LED元件傾斜地破裂、或本來在 普通分?jǐn)鄺l件下未能進行分?jǐn)喽鴮Ψ謹(jǐn)鄺U施加過量負(fù)荷導(dǎo)致分?jǐn)鄺U損壞等分?jǐn)鄷r產(chǎn)生某 些缺陷。
[0088] 作為其原因，認(rèn)為在間歇性裂紋伸展加工時，至少在第1區(qū)域RE1中，在分?jǐn)嗖襟E 前的時間點，裂紋充分地伸展，強度方面變?nèi)?，相對于此，在將加工痕跡Μ的間隔擴大的均 勻裂紋伸展加工的情況下，在分?jǐn)嗲暗臅r間點，在加工痕跡Μ彼此之間裂紋CR未必相連，因 此，最終，與間歇性裂紋伸展加工時相比，分?jǐn)嗖襟E中的負(fù)荷變高。
[0089] 此情況是指像本實施方式那樣，在形成加工痕跡Μ的第1區(qū)域RE1中，在加工痕跡 Μ之間確實地產(chǎn)生裂紋伸展之后，間歇地形成不形成加工痕跡Μ的第2區(qū)域RE2意味著在一 面抑制加工痕跡Μ的個數(shù)一面實現(xiàn)良好的分?jǐn)嗟姆矫孑^為重要。
[0090] 此外，在分割帶圖案基板W時，如圖4所示，必須沿著相互正交的加工預(yù)定線PL1、 PL2進行分?jǐn)?，但在進行間歇性裂紋伸展加工后需要進行分?jǐn)嗟那闆r下，在加工預(yù)定線PL1 與加工預(yù)定線PL2交叉的位置（加工預(yù)定線交叉位置），優(yōu)選使沿著各個加工預(yù)定線PL1、 PL2的間歇性裂紋伸展加工時所形成的第1區(qū)域RE1相互交叉。在這種情況下，實現(xiàn)LED元 件中不產(chǎn)生缺口或破裂的良好分?jǐn)?。例如，在圖4中，表示在沿著加工預(yù)定線PL1的間歇性 裂紋伸展加工中，第1區(qū)域RE1形成在加工預(yù)定線交叉位置的情況。在這種情況下，此后， 即便沿著加工預(yù)定線PL2進行間歇性裂紋伸展加工時，只要將第1區(qū)域RE1形成在加工預(yù) 定線交叉位置即可。
[0091] 如以上所說明，根據(jù)本實施方式，當(dāng)沿著加工預(yù)定線分割帶圖案基板時，通過進行 沿著加工預(yù)定線交替地形成第1區(qū)域與第2區(qū)域的間歇性裂紋伸展加工，而在帶圖案基板 上形成分割起點之后，沿著該加工預(yù)定線進行分?jǐn)?，由此，與以往進行均勻性裂紋伸展加工 的情況相比，可一面減少加工痕跡的個數(shù)，一面良好地分割帶圖案基板，其中該第1區(qū)域進 行裂紋伸展加工而等間隔地形成加工痕跡，該第2區(qū)域未進行裂紋伸展加工，從而未形成 所述加工痕跡。由此，如果將重復(fù)形成例如LED元件等光學(xué)器件的單位圖案而成的帶圖案 基板分割，單片化為各個LED元件（LED芯片），則阻礙來自元件內(nèi)的光的出射的加工痕跡的 個數(shù)比以往變少，因此，可獲得與以往相比光提取效率提升的LED元件。
[0092] [符號說明]
[0093] 1 控制器
[0094] 2 控制部
[0095] 3 存儲部
[0096] 3p 程序
[0097] 4 載臺
[0098] 4m 移動機構(gòu)
[0099] 5 照射光學(xué)系統(tǒng)
[0100] 6 部觀察光學(xué)系統(tǒng)
[0101] 6a 相機
[0102] 6b 監(jiān)控器
[0103] 7 上部照明系統(tǒng)
[0104] 8 下部照明系統(tǒng)
[0105] 10 被加工物
[0106] 10a保持片
[0107] 11 抽吸構(gòu)件
[0108] 16 下部觀察光學(xué)系統(tǒng)
[0109] 16a 相機
[0110] 16b監(jiān)控器
[0111] 21 驅(qū)動控制部
[0112] 22 攝像控制部
[0113] 23 照射控制部
[0114] 24 吸附控制部
[0115] 25 加工處理部
[0116] 51 半反射鏡
[0117] 52 聚光透鏡
[0118] 71 半反射鏡
[0119] 81 半反射鏡
[0120] 82 聚光透鏡
[0121] 100激光加工裝置
[0122] CR 裂紋
[0123] D1 加工位置數(shù)據(jù)
[0124] D2 加工模式設(shè)定數(shù)據(jù)
[0125] LB 激光光束
[0126] Μ 加工痕跡
[0127] OF 定向平面
[0128] PL(PL1、PL2)加工預(yù)定線
[0129] SL 激光光源
[0130] ST 切割道
[0131] T (帶圖案基板的）尺寸
[0132] UP 單位圖案
[0133] W 帶圖案基板
[0134] W1 單晶基板。
【權(quán)利要求】
1. 一種帶圖案基板的加工方法，其特征在于： 對在單晶基板上二維地重復(fù)配置多個單位圖案而成的帶圖案基板進行加工，且包括： 分割起點形成步驟，通過沿著設(shè)定在所述帶圖案基板上的加工預(yù)定線照射激光光束而 在所述帶圖案基板上形成分割起點；及 分?jǐn)嗖襟E，將所述帶圖案基板通過沿著所述分割起點分?jǐn)喽鴨纹? 所述分割起點形成步驟包含裂紋伸展加工步驟，通過使所述激光光束沿著所述加工預(yù) 定線一面掃描一面照射，而使借助所述激光光束的各個單位脈沖光形成在所述帶圖案基板 上的加工痕跡沿著所述加工預(yù)定線離散地分布，并且使裂紋自各個加工痕跡在所述帶圖案 基板上伸展， 在所述分割起點形成步驟中，以沿著所述加工預(yù)定線交替地形成第1區(qū)域與第2區(qū)域 的方式，沿著所述加工預(yù)定線間歇地進行所述裂紋伸展加工步驟，該第1區(qū)域通過實施所 述裂紋伸展加工步驟而等間隔地形成有所述加工痕跡，該第2區(qū)域未實施所述裂紋伸展加 工步驟而未形成所述加工痕跡。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶圖案基板的加工方法，其特征在于： 沿著所述加工預(yù)定線的方向上的所述單位圖案的尺寸為沿著所述加工預(yù)定線的方向 上的所述第1區(qū)域的尺寸與所述第2區(qū)域的尺寸之和的整數(shù)倍， 沿著所述加工預(yù)定線的方向上的所述第2區(qū)域的尺寸相對于所述第1區(qū)域的尺寸之比 為20 / 80以上且60 / 40以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶圖案基板的加工方法，其特征在于： 在沿著所述加工預(yù)定線的方向上，所述第1區(qū)域中的所述加工痕跡的間隔為400 μ m以 下，所述第2區(qū)域的尺寸為100 μ m以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶圖案基板的加工方法，其特征在于： 所述加工預(yù)定線為相互正交的第1加工預(yù)定線與第2加工預(yù)定線， 在所述分割起點形成步驟中，以所述第1加工預(yù)定線中的所述第1區(qū)域與所述第2加 工預(yù)定線中的所述第1區(qū)域交叉的方式進行所述裂紋伸展加工步驟。
5. -種帶圖案基板的加工方法，其特征在于： 對在單晶基板上二維地重復(fù)配置多個單位圖案而成的帶圖案基板進行加工，且包括： 分割起點形成步驟，通過沿著設(shè)定在所述帶圖案基板上的加工預(yù)定線照射激光光束而 在所述帶圖案基板上形成分割起點；及 分?jǐn)嗖襟E，將所述帶圖案基板通過沿著所述分割起點分?jǐn)喽鴨纹? 所述分割起點形成步驟包含裂紋伸展加工步驟，通過使所述激光光束沿著所述加工預(yù) 定線一面掃描一面照射，而使借助所述激光光束的各個單位脈沖光形成在所述帶圖案基板 上的加工痕跡沿著所述加工預(yù)定線離散地分布，并且使裂紋自各個加工痕跡在所述帶圖案 基板上伸展， 在所述分割起點形成步驟中，以通過實施所述裂紋伸展加工步驟而形成有所述加工痕 跡的區(qū)域沿著所述加工預(yù)定線等間隔地偏置的方式，沿著所述加工預(yù)定線間歇地進行所述 裂紋伸展加工步驟。
6. -種帶圖案基板的加工裝置，其特征在于： 對在單晶基板上二維地重復(fù)配置多個單位圖案而成的帶圖案基板進行加工，且包括： 分割起點形成構(gòu)件，通過沿著設(shè)定在所述帶圖案基板上的加工預(yù)定線照射激光光束而 在所述帶圖案基板上形成分割起點；及 分?jǐn)鄻?gòu)件，將所述帶圖案基板通過沿著所述分割起點分?jǐn)喽鴨纹? 所述分割起點形成構(gòu)件包含裂紋伸展加工構(gòu)件，通過使所述激光光束沿著所述加工預(yù) 定線一面掃描一面照射，而使借助所述激光光束的各個單位脈沖光形成在所述帶圖案基板 上的加工痕跡沿著所述加工預(yù)定線離散地分布，并且使裂紋自各個加工痕跡在所述帶圖案 基板上伸展， 所述分割起點形成構(gòu)件為如下構(gòu)件：以沿著所述加工預(yù)定線交替地形成第1區(qū)域與第 2區(qū)域的方式，沿著所述加工預(yù)定線間歇地進行所述裂紋伸展加工，該第1區(qū)域利用所述裂 紋伸展加工構(gòu)件而等間隔地形成有所述加工痕跡，該第2區(qū)域未形成所述加工痕跡。
【文檔編號】B23K26/064GK104117766SQ201410069121
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】木山直哉 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司