專(zhuān)利名稱(chēng)：激光切片方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用脈沖激光束的激光切片方法。
背景技術(shù)：
在日本專(zhuān)利第3867107號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了在半導(dǎo)體基板的切片中使用脈沖激光束的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)I的方法由于通過(guò)脈沖激光束產(chǎn)生的光學(xué)損傷而在加工對(duì)象物的內(nèi)部形 成裂紋區(qū)域。而且，以該裂紋區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)，將加工對(duì)象物切斷。在以往的技術(shù)中，以脈沖激光束的能量、光斑徑、脈沖激光束和加工對(duì)象物的相對(duì)移動(dòng)速度等為參數(shù)來(lái)控制裂紋區(qū)域的形成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的激光切片方法，將被加工基板載置到臺(tái)上；產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；射出與上述時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束；使上述被加工基板和上述脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)；與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向第一直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第一照射；在上述第一照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向與上述第一直線大致平行地相鄰的第二直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第二照射；通過(guò)上述第一照射和上述第二照射，在上述被加工基板上形成到達(dá)上述被加工基板表面的裂紋；在該激光切片方法中，通過(guò)控制上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，上述裂紋在上述被加工基板表面上連續(xù)地形成。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，以與上述第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述第二照射。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，控制上述第一和第二直線之間的間隔、上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，以使在上述裂紋形成后，切斷上述被加工基板所需要的外力大致最小。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，上述第二照射中的上述脈沖激光束的照射和不照射的圖案，處于使上述第一照射中的上述脈沖激光束的照射和不照射的圖案在與上述第一直線垂直的方向上平行移動(dòng)了的關(guān)系。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，在設(shè)上述第一直線和上述第二直線之間的間隔為S、上述脈沖激光束在焦點(diǎn)位置處的理論上的光束直徑為d的情況下，3. 2 ( S/d ^ 4. 8ο上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，上述被加工基板是藍(lán)寶石基板。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，在上述被加工基板的主面中的一個(gè)面上形成發(fā)光元件，從另一個(gè)面?zhèn)日丈渖鲜雒}沖激光束。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，在上述另一個(gè)面上形成金屬膜，通過(guò)上述第一照射和第二照射除去上述金屬膜。本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的激光切片方法，將被加工基板載置到臺(tái)上；產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；射出與上述時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束；使上述被加工基板和上述脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)；與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向第一直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第一照射；在上述第一照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)啵纱艘怨饷}沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基 板的照射和不照射，向與上述第一直線大致平行地相鄰的第二直線上以與上述第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述脈沖激光束的第二照射；在上述第二照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向與第一直線相同或大致平行的第三直線上以與上述第一照射不同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述脈沖激光束的第三照射；在上述第三照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向與上述第三直線大致平行地相鄰的第四直線上以與上述第三照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述脈沖激光束的第四照射；通過(guò)上述第一照射、上述第二照射、上述第三照射和上述第四照射，在上述被加工基板上形成到達(dá)上述被加工基板表面的裂紋；在該激光切片方法中，通過(guò)控制上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，上述裂紋在上述被加工基板表面上連續(xù)地形成。本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的激光切片方法，將表面上具有金屬膜的被加工基板載置到臺(tái)上；產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；射出與上述時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束；使上述被加工基板和上述脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)；與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，從上述金屬膜側(cè)向第一直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第一照射；在上述第一照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)啵纱艘怨饷}沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，從上述金屬膜側(cè)向與上述第一直線大致平行地相鄰的第二直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第二照射；通過(guò)上述第一照射和上述第二照射，與除去上述金屬膜同時(shí)，在上述被加工基板上形成到達(dá)上述被加工基板表面的裂紋；在該激光切片方法中，通過(guò)控制上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，與除去上述金屬膜同時(shí)，上述裂紋在上述被加工基板表面上連續(xù)地形成。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，以與上述第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述第二照射。上述技術(shù)方案的方法中，優(yōu)選的是，在與上述金屬膜相反的上述被加工基板的面上形成LED。


圖I是表示第一實(shí)施方式的激光切片方法中使用的激光切片裝置的一例的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是說(shuō)明第一實(shí)施方式的激光切片方法的定時(shí)控制的圖。圖3是表示第一實(shí)施方式的激光切片方法的脈沖選擇器動(dòng)作和調(diào)制脈沖激光束的定時(shí)的圖。圖4是第一實(shí)施方式的激光切片方法的照射圖案的說(shuō)明圖。圖5是表示照射在第一實(shí)施方式的藍(lán)寶石基板上的照射圖案的俯視圖。 圖6是圖5的AA剖視圖。圖7是說(shuō)明第一實(shí)施方式的臺(tái)移動(dòng)和切片加工的關(guān)系的圖。圖8A、8B是說(shuō)明第一實(shí)施方式的激光切片方法的作用的圖。圖9是表不第一實(shí)施方式的激光切片方法中的照射列間隔S、脈沖激光束的光束直徑d和切斷力之間的關(guān)系的圖。圖10是第一實(shí)施方式的激光切片方法的說(shuō)明圖。圖11是第一實(shí)施方式的激光切片方法的說(shuō)明圖。圖12A、12B是使不同的加工點(diǎn)深度的脈沖激光束在基板的相同掃描線上掃描多次來(lái)形成裂紋的情況的說(shuō)明圖。圖13是表示實(shí)施例I的照射圖案的圖。圖14A、14B是表示實(shí)施例I的激光切片的結(jié)果的圖。圖15是表示實(shí)施例I的激光切片的結(jié)果的圖。圖16是表示實(shí)施例f 4、比較例I的激光切片的結(jié)果的圖。圖17是表示實(shí)施例5 8、比較例2的激光切片的結(jié)果的圖。圖18是表示實(shí)施例6的照射圖案的圖。圖19是表示實(shí)施例9、比較例3、4的激光切片的結(jié)果的圖。圖20是表示實(shí)施例1(Γ14的激光切片的結(jié)果的圖。圖21Α 21Ε是表示實(shí)施例1(Γ 4的激光切片的結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，本說(shuō)明書(shū)中，所謂加工點(diǎn)，意味著脈沖激光束在被加工基板內(nèi)的聚光位置(焦點(diǎn)位置)附近的點(diǎn)，是被加工基板的改性程度在深度方向上成為最大的點(diǎn)。而且，所謂加工點(diǎn)深度，意味著脈沖激光束的加工點(diǎn)距離被加工基板表面的深度。(第一實(shí)施方式)本實(shí)施方式的激光切片方法是如下激光切片方法，將被加工基板載置在臺(tái)上，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，射出與時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束，使被加工基板和脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換向被加工基板的脈沖激光束的照射和不照射，向第一直線上進(jìn)行脈沖激光束的第一照射。而且，在第一照射之后，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換向被加工基板的脈沖激光束的照射和不照射，向與第一直線大致平行地相鄰的第二直線上，以與第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行脈沖激光束的第二照射。而且，通過(guò)第一照射和第二照射，在被加工基板上形成到達(dá)被加工基板表面的裂紋。而且，通過(guò)控制脈沖激光束的照射能量、脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，裂紋在被加工基板表面上連續(xù)地形成。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供通過(guò)上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的切斷特性的激光切片方法。這里，所謂優(yōu)異的切斷特性，可以列舉(I)切斷部被直線性良好地切斷，(2)能夠以小的切斷力切斷，以便提高切片的元件的回收率，(3)裂紋形成時(shí)不會(huì)因?yàn)檎丈涞募す獾挠绊懚a(chǎn)生設(shè)在基板上元件、例如由基板上的外延層形成的LED元件的劣化等。而且，通過(guò)在被加工基板表面上形成連續(xù)的裂紋，尤其使藍(lán)寶石基板之類(lèi)硬質(zhì)的基板的切片變得容易。此外，實(shí)現(xiàn)窄的切片寬度下的切片。并且，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)以相同的加工點(diǎn)深度照射平行的多列脈沖激光束，能夠在將被加工基板內(nèi)的加工點(diǎn)深度保持為較淺的狀態(tài)下降低切割彈力(割弾力)。因而，即使在被加工基板的相反面上形成有LED 或LD等發(fā)光元件的情況下，也能夠抑制由激光束照射引起的元件的劣化。實(shí)現(xiàn)上述激光切片方法的本實(shí)施方式的激光切片裝置具備臺(tái)，能夠載置被加工基板；基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；激光振蕩器，射出脈沖激光束；激光振蕩器控制部，使脈沖激光束與時(shí)鐘信號(hào)同步；脈沖選擇器，設(shè)在激光振蕩器和臺(tái)之間的光路中，切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射；脈沖選擇器控制部，與時(shí)鐘信號(hào)同步，以光脈沖單位控制脈沖激光束在脈沖選擇器中的通過(guò)和截?cái)?。圖I是表示本實(shí)施方式的激光切片裝置的一例的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖I所示，本實(shí)施方式的激光切片裝置10作為其主要的結(jié)構(gòu)而具備激光振蕩器12、脈沖選擇器14、光束整形器16、聚光透鏡18、XYZ臺(tái)部20、激光振蕩器控制部22、脈沖選擇器控制部24及加工控制部26。在加工控制部26中，具備產(chǎn)生希望的時(shí)鐘信號(hào)SI的基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩電路28及加工表部30。激光振蕩器12構(gòu)成為，射出與由基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩電路28產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)SI同步的周期Tc的脈沖激光束PU。照射脈沖光的強(qiáng)度表示高斯分布。時(shí)鐘信號(hào)SI是用于激光切片加工的控制的加工控制用時(shí)鐘信號(hào)。這里，從激光振蕩器12射出的激光波長(zhǎng)使用對(duì)被加工基板有透過(guò)性的波長(zhǎng)。作為激光，可以使用Nd :YAG激光、Nd :YV04激光、Nd :YLF激光等。例如，在被加工基板是藍(lán)寶石基板的情況下，優(yōu)選地使用波長(zhǎng)532nm的Nd YV04激光。脈沖選擇器14設(shè)在激光振蕩器12和聚光透鏡18之間的光路中。而且，構(gòu)成為，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)SI同步來(lái)切換脈沖激光束PLl的通過(guò)和截?cái)?開(kāi)/關(guān))而以光脈沖數(shù)單位切換脈沖激光束PLl向被加工基板的照射和不照射。這樣，通過(guò)脈沖選擇器14的動(dòng)作，脈沖激光束PLl為了被加工基板的加工而被控制開(kāi)/關(guān)，成為調(diào)制后的調(diào)制脈沖激光束PL2。脈沖選擇器14優(yōu)選地由例如聲光元件(AOM)構(gòu)成。此外，也可以使用例如喇曼衍射型的電光元件(EOM)。光束整形器16使入射的脈沖激光束PL2成為被整形為希望的形狀的脈沖激光束PL3。例如，是將光束徑以一定的倍率擴(kuò)大的光束擴(kuò)展器。此外，也可以具備例如使光束截面的光強(qiáng)度分布均勻的均化器那樣的光學(xué)元件。此外，也可以具備例如使光束截面為圓形的兀件、或使光束為圓偏振光的光學(xué)兀件。聚光透鏡18構(gòu)成為，將由光束整形器16整形的脈沖激光束PL3聚光，對(duì)載置在XYZ臺(tái)部20上的被加工基板W、例如在下表面上形成有LED的藍(lán)寶石基板照射脈沖激光束PL4。XYZ臺(tái)部20具備能夠載置被加工基板W、能夠沿XYZ方向自由移動(dòng)的XYZ臺(tái)(以后也僅稱(chēng)作臺(tái))、其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部、測(cè)量臺(tái)的位置的具有例如激光干涉儀的位置傳感器等。這里，XYZ臺(tái)構(gòu)成為，其定位精度及移動(dòng)誤差成為超微的范圍的高精度。而且，通過(guò)在Z方向上移動(dòng)來(lái)相對(duì)于被加工基板W調(diào)整脈沖激光束的焦點(diǎn)位置，能夠控制加工點(diǎn)深度。加工控制部26在整體上控制激光切片裝置10的加工。基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩電路28產(chǎn)生希望的時(shí)鐘信號(hào)SI。此外，在加工表部30中存儲(chǔ)有加工表，該加工表以脈沖激光束的光 脈沖數(shù)記述有切片加工數(shù)據(jù)。接著，使用圖f圖7，對(duì)使用了上述激光切片裝置10的激光切片方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，將被加工基板W、例如藍(lán)寶石基板載置到XYZ臺(tái)部20上。該藍(lán)寶石基板例如是在主面中的一個(gè)面(下表面)上具有外延成長(zhǎng)的GaN層、在該GaN層上布圖形成有多個(gè)LED的晶片。以形成在晶片上的槽口或定向平面為基準(zhǔn)進(jìn)行晶片相對(duì)于XYZ臺(tái)的對(duì)位。圖2是說(shuō)明本實(shí)施方式的激光切片方法的定時(shí)控制的圖。在加工控制部26內(nèi)的基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩電路28中，生成周期Tc的時(shí)鐘信號(hào)SI。激光振蕩器控制部22進(jìn)行控制，以使激光振蕩器12射出同步于時(shí)鐘信號(hào)SI的周期Tc的脈沖激光束PLl。此時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)SI的上升沿和脈沖激光束的上升沿中產(chǎn)生延遲時(shí)間h。激光使用相對(duì)于被加工基板具有透過(guò)性的波長(zhǎng)的激光。這里，優(yōu)選地使用照射的激光的光子的能量hv比被加工基板材料的吸收的帶隙Eg大的激光。如果能量hv與帶隙Eg相比非常大，則發(fā)生激光的吸收。將其稱(chēng)作多光子吸收，如果使激光的脈沖寬度很短，使多光子吸收在被加工基板的內(nèi)部發(fā)生，則多光子吸收的能量沒(méi)有轉(zhuǎn)化為熱能，引起離子價(jià)數(shù)變化、結(jié)晶化、非晶質(zhì)化、極化取向或微小裂紋形成等持久的構(gòu)造變化，形成彩色中心。該激光(脈沖激光束)的照射能量(照射功率)選擇在被加工基板表面上形成連續(xù)的裂紋上最佳的條件。并且，如果使用相對(duì)于被加工基板材料具有透過(guò)性的波長(zhǎng)，則能夠?qū)⒓す鈱?dǎo)光、聚光到基板內(nèi)部的焦點(diǎn)附近。因而，能夠局部地作成彩色中心。以后，將該彩色中心稱(chēng)作改性區(qū)域。脈沖選擇器控制部24參照從加工控制部26輸出的加工圖案信號(hào)S2，生成同步于時(shí)鐘信號(hào)SI的脈沖選擇器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3。加工圖案信號(hào)S2存儲(chǔ)在加工表部30中，參照以光脈沖數(shù)記述的加工表而以光脈沖單位生成照射圖案的信息。脈沖選擇器14基于脈沖選擇器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3，同步于時(shí)鐘信號(hào)SI進(jìn)行切換脈沖激光束PLl的通過(guò)和截?cái)?開(kāi)/關(guān))的動(dòng)作。通過(guò)該脈沖選擇器14的動(dòng)作，生成調(diào)制脈沖激光束PL2。另外，在時(shí)鐘信號(hào)SI的上升沿與脈沖激光束的上升沿、下降沿產(chǎn)生延遲時(shí)間t2、t3。此外，在脈沖激光束的上升沿、下降沿與脈沖選擇器動(dòng)作中，產(chǎn)生延遲時(shí)間t4、t5。在被加工基板的加工時(shí)，考慮延遲時(shí)間t^t5而決定脈沖選擇器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3等的生成定時(shí)、被加工基板和脈沖激光束的相對(duì)移動(dòng)定時(shí)。圖3是表示本實(shí)施方式的激光切片方法的脈沖選擇器動(dòng)作和調(diào)制脈沖激光束PL2的定時(shí)的圖。脈沖選擇器動(dòng)作同步于時(shí)鐘信號(hào)SI而被以光脈沖單位切換。這樣，通過(guò)使脈沖激光束的振蕩和脈沖選擇器的動(dòng)作同步于相同的時(shí)鐘信號(hào)Si，能夠?qū)崿F(xiàn)光脈沖單位的照射圖案。具體而言，基于用光脈沖數(shù)規(guī)定的規(guī)定條件進(jìn)行脈沖激光束的照射和不照射。即，基于照射光脈沖數(shù)(Pl)和不照 射光脈沖數(shù)(P2)執(zhí)行脈沖選擇器動(dòng)作，切換向被加工基板的照射和不照射。規(guī)定脈沖激光束的照射圖案的Pl值及P2值例如在加工表中規(guī)定為照射區(qū)域寄存器設(shè)定、不照射區(qū)域寄存器設(shè)定。Pl值及P2值根據(jù)被加工基板的材質(zhì)、激光束的條件等而設(shè)定為使切片時(shí)的裂紋形成最優(yōu)化的規(guī)定條件。調(diào)制脈沖激光束PL2通過(guò)光束整形器16成為整形為希望的形狀的脈沖激光束PL3。進(jìn)而，整形后的脈沖激光束PL3被聚光透鏡18聚光而成為具有希望的光束徑的脈沖激光束PL4，并被照射在作為被加工基板的晶片上。在將晶片沿X軸方向及Y軸方向切片的情況下，首先，例如使XYZ臺(tái)沿X軸方向以一定速度移動(dòng)，而掃描脈沖激光束PL4。并且，在希望的X軸方向的切片結(jié)束后，使XYZ臺(tái)沿Y軸方向以一定速度移動(dòng)，而掃描脈沖激光束PL4。由此，進(jìn)行Y軸方向的切片。根據(jù)上述照射光脈沖數(shù)(Pl)和不照射光脈沖數(shù)(P2)及臺(tái)的速度，來(lái)控制脈沖激光束的照射不照射的間隔。另外，本說(shuō)明書(shū)中，所謂“照射區(qū)域的長(zhǎng)度”，意味著被加工基板表面上照射光斑被照射的區(qū)域沿掃描方向的長(zhǎng)度，所謂“不照射區(qū)域的長(zhǎng)度”，意味著被加工基板表面上照射光斑不被照射的區(qū)域沿掃描方向的長(zhǎng)度。關(guān)于Z軸方向(高度方向)，進(jìn)行調(diào)節(jié)以使聚光透鏡的聚光位置(焦點(diǎn)位置)位于晶片內(nèi)的規(guī)定深度。該規(guī)定深度被設(shè)定為，使得在切片時(shí)裂紋在被加工基板表面上形成為希望的形狀。此時(shí)，如果設(shè)為被加工基板的折射率n距離被加工基板表面的加工位置LZ軸移動(dòng)距離Lz則為L(zhǎng)z=L/n。即，在設(shè)聚光透鏡的聚光位置在被加工基板的表面上為Z軸初始位置時(shí)，在加工到距離基板表面為深度“L”的位置的情況下，只要使Z軸移動(dòng)“Lz”就可以。圖4是本實(shí)施方式的激光切片方法的照射圖案的說(shuō)明圖。如圖那樣同步于時(shí)鐘信號(hào)SI而生成脈沖激光束PLl。并且，通過(guò)同步于時(shí)鐘信號(hào)SI而控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，?lái)生成調(diào)制脈沖激光束PL2。并且，通過(guò)臺(tái)的橫向(X軸方向或Y軸方向)移動(dòng)，將調(diào)制脈沖激光束PL2的照射光脈沖作為照射光斑形成在晶片上。這樣，通過(guò)生成調(diào)制脈沖激光束PL2，在晶片上以光脈沖單位控制照射光斑而斷續(xù)地照射。在圖4的情況下，設(shè)照射光脈沖數(shù)(Pl) =2、不照射光脈沖數(shù)(P2)=l，設(shè)定照射光脈沖(高斯光)以光斑徑的間距反復(fù)進(jìn)行照射和不照射的條件。本實(shí)施方式中，這樣的脈沖激光束的照射，通過(guò)接近而平行地掃描激光束來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里，如果在光束光斑徑D (μ m)重復(fù)頻率F(KHz)的條件下進(jìn)行加工，則用于使照射光脈沖以光斑徑的間距反復(fù)進(jìn)行照射和不照射的臺(tái)移動(dòng)速度V(m/sec)為V=DX KT6XFX IO3。例如，如果在光束光斑徑D=2 μ m 重復(fù)頻率F=50KHz的加工條件下進(jìn)行，則為臺(tái)移動(dòng)速度V=100mm/sec。此外，如果設(shè)照射光的功率為P (瓦特)，則將每脈沖照射脈沖能量P/F的光脈沖照射在晶片上。脈沖激光束的照射能量(照射光的功率)、脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及脈沖激光束的照射不照射的間隔的參數(shù)被決定為，裂紋在被加工基板表面上連續(xù)地形成。圖5是表示照射在藍(lán)寶石基板上的照射圖案的俯視圖。本實(shí)施方式中，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)啵纱艘怨饷}沖單位切換脈沖激光束向藍(lán)寶石基板的照射和不照射，向第一直線LI上進(jìn)行脈沖激光束的第一照射。接著，在第一照射之后，與第一照射同樣地，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向藍(lán)寶石基板的照射和不照射，向與第一直線LI大致平行地相鄰的第二直線L2上以與第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行脈沖激光束的第二照射。另外，這里所謂相同的加工點(diǎn)深度，是允許加工控制上的誤差等導(dǎo)致的深度的偏差的概念。圖5中，以第一照射、第二照射均為從照射面上觀察，通過(guò)照射光脈沖數(shù)(Pl)=2、不照射光脈沖數(shù)(P2)=l、并以照射光斑徑的間距形成照射光斑的情況為例而示出。這樣，第二照射中的脈沖激光束的照射和不照射的圖案處于使第一照射中的脈沖激光束的照射和不照射的圖案在與第一直線垂直的方向上平行移動(dòng)了的關(guān)系，但從使直線性良好地形成裂紋、并在裂紋形成后切斷藍(lán)寶石基板所需要的外力(切斷力)降低的觀點(diǎn)出發(fā)，這是優(yōu)選的。即，優(yōu)選成為第一照射和第二照射光斑相對(duì)于掃描方向正橫地排列的照射圖案。將該關(guān)系稱(chēng)為列方向的照射圖案同相。如圖5所示，第一直線及第二直線是相同的切割道上的直線。這里，所謂切割道，例如，是在藍(lán)寶石基板的相反面上形成的多個(gè)LED元件間的邊界區(qū)域，是以將元件切斷為各個(gè)時(shí)切片不會(huì)影響LED元件的余量來(lái)設(shè)定的區(qū)域。切割道有時(shí)也稱(chēng)為切割線。圖6是圖5的AA剖視圖。如圖所示，在藍(lán)寶石基板內(nèi)部形成改性區(qū)域。而且，形成從該改性區(qū)域沿著光脈沖的掃描線上到達(dá)基板表面的裂紋(或槽)。而且，該裂紋在被加工基板表面上連續(xù)地形成。另外，本實(shí)施方式中，裂紋形成為僅露出基板表面?zhèn)?，而沒(méi)有到達(dá)基板背面?zhèn)取?br> 裂紋形成后，例如，通過(guò)切斷器施加外力，來(lái)切斷藍(lán)寶石基板。優(yōu)選控制第一和第二直線的間隔、脈沖激光束的照射能量、脈沖激光束的加工點(diǎn)深度、及脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，以使這時(shí)的外力大致最小。另外，藍(lán)寶石基板也可以在裂紋形成后不施加外力，而是自然切斷。圖7是說(shuō)明臺(tái)移動(dòng)與切片加工的關(guān)系的圖。在XYZ臺(tái)上，設(shè)有在X軸、Y軸方向上檢測(cè)移動(dòng)位置的位置傳感器。例如，將在臺(tái)向X軸或Y軸方向移動(dòng)開(kāi)始后、臺(tái)速度進(jìn)入到速度穩(wěn)定區(qū)域的位置預(yù)先設(shè)定為同步位置。并且，在位置傳感器中檢測(cè)到同步位置時(shí)，通過(guò)例如將移動(dòng)位置檢測(cè)信號(hào)S4(圖I)發(fā)送給脈沖選擇器控制部24而許可脈沖選擇器動(dòng)作，通過(guò)脈沖選擇器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3使脈沖選擇器動(dòng)作。也可以是將同步位置例如設(shè)為被加工基板的端面、并用位置傳感器檢測(cè)該端面的結(jié)構(gòu)。這樣，管理Sl :從同步位置到基板的距離 Wl :加工長(zhǎng)度W1 :從基板端到照射開(kāi)始位置的距離W2 :加工范圍W3 :從照射結(jié)束位置到基板端的距離。這樣，臺(tái)的位置及載置在其上的被加工基板的位置與脈沖選擇器的動(dòng)作開(kāi)始位置同步。即，取得脈沖激光束的照射和不照射、與臺(tái)的位置的同步。因此，在脈沖激光束的照射和不照射時(shí)，確保臺(tái)以一定速度移動(dòng)(處于速度穩(wěn)定區(qū)域)。因而，能夠確保照射光斑位置的規(guī)則性，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的裂紋的形成。圖8A、8B是說(shuō)明本實(shí)施方式的激光切片方法的作用的圖。圖8A是本實(shí)施方式的情況下的圖，圖8B是使不同的加工點(diǎn)深度的脈沖激光束在基板的相同掃描線上掃描兩次來(lái)形成裂紋的情況下的圖。如圖8A所示，本實(shí)施方式中，以相同的深度對(duì)藍(lán)寶石基板50平行地照射接近的脈沖激光束。圖8B是在相同的直線上以不同的深度對(duì)藍(lán)寶石基板50照射脈沖激光束。根據(jù)圖8B的方法，通過(guò)以不同的深度照射兩次，可降低切斷藍(lán)寶石基板50時(shí)的切斷力。本實(shí)施方式中，通過(guò)以相同的深度照射接近的脈沖激光束，能夠以小的切斷力切斷藍(lán)寶石基板50。因而，切斷時(shí)切斷部的直線性提高，并且切斷時(shí)的被加工基板的崩碎或碎片的產(chǎn)生也得到改善，切片合格率提高。并且，在藍(lán)寶石基板50的一個(gè)面、即相對(duì)于照射面相反側(cè)的面的外延層52上設(shè)有LED等元件的情況下，在本實(shí)施方式中，與以不同的深度照射兩次的方法相比較，能夠使從由照射形成的改性區(qū)域54到外延層的距離拉開(kāi)。因而，能夠抑制由激光切片時(shí)的激光束的影響所引起的元件的特性劣化。因此，從該觀點(diǎn)出發(fā)，切片合格率也會(huì)提高。圖9是表不本實(shí)施方式的激光切片方法中的照射列間隔S、脈沖激光束的光束直徑d與切斷力之間的關(guān)系的圖。這里所謂照射列間隔，是圖5中的第一直線LI和第二直線L2之間的間隔，即第一直線LI和第二直線L2之間的距離。此外，所謂光束直徑d，是脈沖激光束的焦點(diǎn)位置上的理論上的光束直徑，是如果確定激光的照射條件就能通過(guò)計(jì)算求出的值。切斷力是在由脈沖激光束的照射引起的裂紋形成之后、切斷被加工基板所需要的外力的值。另外，圖9是使用了藍(lán)寶石基板作為被加工基板的情況下的測(cè)定結(jié)果。如圖9所示，存在切斷力相對(duì)于S/d取極小值的區(qū)域。這樣，優(yōu)選在切斷力取極小值的s/d的條件下進(jìn)行激光切片。因而，根據(jù)圖9，在設(shè)第一直線和第二直線的間隔為S、脈沖激光束的焦點(diǎn)位置上的理論上的光束直徑為d的情況下，優(yōu)選3. 2 ^ S/d ^ 4. 8，更優(yōu)選
3.5 彡 S/d ( 4. 5。本實(shí)施方式中，能夠以比較小的切斷力切斷基板，這被認(rèn)為是因?yàn)?，通過(guò)由第一照射和第二照射而平行排列地形成的兩列改性區(qū)域，使改性區(qū)域間的基板上產(chǎn)生的應(yīng)力相互作用，能夠有效地在基板表面上形成直線的裂紋。如上所述，切斷力相對(duì)于s/d取極小值，這被認(rèn)為是因?yàn)椋?dāng)照射列間隔S相對(duì)于光束直徑d變得過(guò)大時(shí)，由于距離而使應(yīng)力的相互作用降低，當(dāng)照射列間隔S變得過(guò)小時(shí)，改性區(qū)域間的距離變短，或通過(guò)重合而使應(yīng)力的相互作用降低。
另外，即便使被加工基板為藍(lán)寶石以外的材料、例如石英玻璃、水晶、硅、碳化硅(SiC)等的情況下，也具有與藍(lán)寶石基板同樣的關(guān)系。此外，本實(shí)施方式中，以第一照射和第二照射的加工點(diǎn)深度相同的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明。不過(guò)，例如為了微調(diào)通過(guò)切片在被加工基板表面上形成的裂紋的位置或形狀，也能夠積極地使第一照射和第二照射的加工點(diǎn)深度不同。而且，在加工厚的基板的情況下，也考慮通過(guò)在第一照射和第二照射之后，進(jìn)一步使不同的加工點(diǎn)深度的脈沖激光束反復(fù)掃描而形成裂紋，來(lái)提高切斷特性的方法。即，是如下的激光切片方法將被加工基板載置在臺(tái)上，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，射出與時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束，使被加工基板和脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射，向第一直線上進(jìn)行脈沖激光束的第一照射，在第一照射之后，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射，向與第一直線大致平行地相鄰的第二直線上以與第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行脈沖激光束的第二照射，在第二照射之后，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射，向與第一直線相同或大致平行的第三直線上以與第一照射不同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行脈沖激光束的第三照射，在第三照射之后，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射，向與第三直線大致平行地相鄰的第四直線上以與第三照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行脈沖激光束的第四照射，通過(guò)第一照射、第二照射、第三照射和第四照射，在被加工基板上形成到達(dá)被加工基板表面的裂紋。而且，控制脈沖激光束的照射能量、脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度。這樣，能夠提供一種激光切片方法，通過(guò)遍及多層而進(jìn)行大致平行的相同的加工點(diǎn)深度的脈沖激光束的照射，即使是厚的基板，也能夠降低切斷力，通過(guò)使脈沖激光束的照射條件最優(yōu)化來(lái)控制裂紋的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的切斷特性。這樣的多層的加工的情況下，通過(guò)使臺(tái)位置和脈沖選擇器的動(dòng)作開(kāi)始位置同步，在不同深度的掃描中，能夠任意地精度良好地控制脈沖照射位置的關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)切片條件的最優(yōu)化。
另外，例如，使第一照射和第三照射或第四照射在相同直線上(相同掃描線上)、使第二照射和第四照射或第三照射在相同直線上(相同掃描線上)，從例如不將切片寬度擴(kuò)寬為需要以上的觀點(diǎn)出發(fā)，這是優(yōu)選的。(第二實(shí)施方式)本實(shí)施方式的激光切片方法，除了在被加工基板的主面中的一個(gè)面上形成LED (Light Emitting Diode),在主面中的另一個(gè)面上形成金屬膜,并通過(guò)脈沖激光束的第一照射和第二照射除去金屬膜以外，與第一實(shí)施方式相同。因而，對(duì)于與第一實(shí)施方式重復(fù)的內(nèi)容省略記述。本實(shí)施方式的激光切片方法為如下激光切片方法將表面上具有金屬膜的被加工基板載置在臺(tái)上，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，射出與時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束，使被加工基板和脈沖 激光束相對(duì)移動(dòng)，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射，從金屬膜側(cè)向第一直線 上進(jìn)行脈沖激光束的第一照射，在第一照射之后，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射，從金屬膜側(cè)向與第一直線大致平行地相鄰的第二直線上進(jìn)行脈沖激光束的第二照射，通過(guò)第一照射和第二照射，在除去金屬膜的同時(shí)在被加工基板上形成到達(dá)被加工基板表面的裂紋。而且，通過(guò)控制脈沖激光束的照射能量、脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，與除去金屬膜同時(shí)，裂紋在被加工基板表面上連續(xù)地形成。在設(shè)在藍(lán)寶石基板的主面中的一個(gè)面上的外延層上形成LED，在藍(lán)寶石基板的另一個(gè)面上具有發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置設(shè)有將由LED發(fā)出的光反射的金屬膜。金屬膜也被稱(chēng)為反射層。在使用激光將這樣的發(fā)光裝置切片的情況下，有在激光切片前預(yù)先通過(guò)蝕刻處理等其它工序?qū)⑶懈畹郎系慕饘倌冸x的方法。在這樣的方法中，有用于切片的工序增加的問(wèn)題。圖10及圖11是本實(shí)施方式的激光切片方法的說(shuō)明圖。圖10是俯視圖，圖11是圖10的BB剖視圖。如圖11所示，例如，在作為被加工基板的藍(lán)寶石基板50的主面中的一個(gè)面(背面)上形成外延層52。而且，在該外延層52上，例如形成LED。此外，在主面中的另一個(gè)面(照射面)上形成成為反射層的金屬膜60。金屬膜60例如是金(Au)或鋁(Al)。如圖10所示，例如，沿著平行的第一直線LI、第二直線L2、第三直線L3，以相同的加工點(diǎn)深度照射脈沖激光束。沿著各條直線的照射是第一照射、第二照射、第三照射。這時(shí)，圖中虛線所示的照射面、即反射層表面上的激光束的照射區(qū)域(照射光斑)，在第一至第三直線方向上，在與第一至第三直線垂直的方向上都相互重合。另外，圖10中示出了，對(duì)于第一至第三照射的每一個(gè)，設(shè)照射光脈沖數(shù)(Pl)=3、不照射光脈沖數(shù)(P2)=3的情況，即、照射三個(gè)脈沖數(shù)的量、且不照射三個(gè)脈沖數(shù)的量的照射圖案，但是，本實(shí)施方式并不限于該照射圖案。根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)在照射面上作成使相鄰的脈沖激光束的照射區(qū)域重合那樣的照射圖案，能夠有效剝離金屬膜60。同時(shí)，在藍(lán)寶石基板50內(nèi)以相同的深度排列地形成三列改性區(qū)域54，形成到達(dá)基板表面的裂紋。通過(guò)該裂紋的形成，能夠以小的切斷力切斷被
加工基板。根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)脈沖激光束的照射，能夠同時(shí)進(jìn)行金屬膜60的除去和對(duì)被加工基板的裂紋的形成。因而，不需要為了除去金屬膜而設(shè)置追加的工序，能夠在短時(shí)間內(nèi)以低成本實(shí)現(xiàn)設(shè)置金屬膜的發(fā)光裝置的切片。以上，參照具體例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不限定于這些具體例。在實(shí)施方式中，在激光切片方法、激光切片裝置等中，對(duì)于在本發(fā)明的說(shuō)明中不直接需要的部分省略了記載，但能夠適當(dāng)選擇使用需要的關(guān)于激光切片方法、激光切片裝置
等的要素。此外，具備本發(fā)明的要素、本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠適當(dāng)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更的所有激光 切片方法都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)及其等同物的范圍來(lái)定義。例如，在實(shí)施方式中，作為被加工基板，以形成有LED的藍(lán)寶石基板為例進(jìn)行了說(shuō)明。本發(fā)明對(duì)于藍(lán)寶石基板那樣因硬質(zhì)而缺乏劈開(kāi)性的且難以切斷的基板是有用的，但被加工基板除此以外也可以是石英玻璃等玻璃基板、水晶等絕緣物基板、SiC(碳化硅)基板等半導(dǎo)體材料基板、壓電材料基板等。此外，在實(shí)施方式中，以通過(guò)使臺(tái)移動(dòng)來(lái)使被加工基板和脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，也可以是例如通過(guò)由使用激光束掃描器等掃描脈沖激光束，來(lái)使被加工基板和脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)的方法。此外，在實(shí)施方式中，以使照射光脈沖數(shù)(Pl) = 2、不照射光脈沖數(shù)(P2) = I的情況、使照射光脈沖數(shù)(Pl) =3、不照射光脈沖數(shù)(P2)=3的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但Pl和P2的值為了設(shè)為最優(yōu)條件而能夠取任意的值。此外，在實(shí)施方式中，以照射光脈沖以光斑徑的間距重復(fù)照射和不照射的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以通過(guò)改變脈沖頻率或者臺(tái)移動(dòng)速度來(lái)改變照射和不照射的間距而找到最優(yōu)條件。例如，也可以將照射和不照射的間距設(shè)為光斑徑的l/η或η倍。此外，關(guān)于切片加工的圖案，例如通過(guò)設(shè)置多個(gè)照射區(qū)域寄存器、不照射區(qū)域寄存器，或者通過(guò)實(shí)時(shí)地將照射區(qū)域寄存器、不照射區(qū)域寄存器值以希望的定時(shí)變更為希望的值，能夠?qū)崿F(xiàn)向各種切片加工圖案的對(duì)應(yīng)。此外，作為激光切片裝置，以具備存儲(chǔ)以脈沖激光束的光脈沖數(shù)記述了切片加工數(shù)據(jù)的加工表的加工表部的裝置為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，未必要具備這樣的加工表部，只要是具有以光脈沖單位控制脈沖激光束在脈沖選擇器中的通過(guò)和截?cái)嗟慕Y(jié)構(gòu)的裝置即可。此外，還能夠構(gòu)成為，為了進(jìn)一步提高切斷特性，在基板表面上形成連續(xù)的裂紋之后，進(jìn)一步通過(guò)例如照射激光來(lái)對(duì)表面追加熔融加工或消融加工。此外，在本實(shí)施方式中，也可以通過(guò)反復(fù)照射多層的大致平行的兩列脈沖激光束，來(lái)降低切斷力。圖12Α、12Β是使不同的加工點(diǎn)深度的脈沖激光束在基板的相同掃描線上掃描多次來(lái)形成裂紋的情況的說(shuō)明圖。是基板截面中的照射圖案的示意圖。ON(著色)為照射區(qū)域，OFF (白色)為不照射區(qū)域。圖12Α是照射的掃描的第一層和第二層同相的情況，SP是在第一層和第二層上照射脈沖位置的上下關(guān)系一致的情況。圖12Β是照射的掃描的第一層和第二層異相的情況，即是在第一層和第二層上照射脈沖位置的上下關(guān)系偏離的情況。
另外，這里，將照射/不照射的脈沖數(shù)以在第一層和第二層中相同的情況為例示出，但是，也可以在第一層和第二層中作為不同的照射/不照射的脈沖數(shù)找出最優(yōu)的條件。此外，例如，為了進(jìn)一步提高照射光斑位置的精度，優(yōu)選的是使臺(tái)的移動(dòng)與時(shí)鐘信號(hào)同步。這能夠通過(guò)例如使從加工控制部26發(fā)送到XYZ臺(tái)部20的臺(tái)移動(dòng)信號(hào)S5(圖I)與時(shí)鐘信號(hào)SI同步來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，對(duì)于相同的切割道內(nèi)以直線狀照射的脈沖激光束的列數(shù)，可以是兩列以上，也可以是二列以上。[實(shí)施例]以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。(實(shí)施例I) 通過(guò)第一實(shí)施方式所記載的方法，以下述條件進(jìn)行激光切片。被加工基板藍(lán)寶石基板，基板厚150 μ m，沒(méi)有外延層，沒(méi)有金屬膜激光光源Nd =YVO4激光波長(zhǎng)532nm照射能量2. 5 μ J/脈沖激光頻率100kHz照射光脈沖數(shù)(Pl) 3不照射光脈沖數(shù)(P2) 3照射列數(shù)兩列照射列間隔⑶4μπι相位在列方向上同相脈沖間隔1.25 μ m臺(tái)速度5mm/sec焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面16 μ m圖13是表示實(shí)施例I的照射圖案的圖。如圖所示，在照射三次光脈沖之后，以光脈沖單位不照射三脈沖的量。以后，以照射/不照射=3/3的形式記述該條件。另外，在平行地接近的兩條直線上進(jìn)行這樣的照射圖案下的照射。即，以平行的兩列照射脈沖激光束。圖14示出激光切片的結(jié)果。圖14A是基板表面的光學(xué)照片，圖14B是改性區(qū)域的光學(xué)照片。圖14A的光學(xué)照片是使焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)基板表面的裂紋而攝影的。圖14B的光學(xué)照片是使焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)基板內(nèi)部的改性區(qū)域而攝影的，此外，圖15是與裂紋的方向平行的基板的截面光學(xué)照片。被加工基板是寬度約5mm的長(zhǎng)條形，與長(zhǎng)條的伸長(zhǎng)方向垂直地照射脈沖激光束，而形成裂紋。在形成裂紋之后，評(píng)價(jià)使用切斷器進(jìn)行切斷所需的切斷力。此外，根據(jù)圖15所示的截面光學(xué)照片測(cè)量改性區(qū)域的下端和藍(lán)寶石基板下表面的距離(改性區(qū)域-下表面距離)。圖16示出結(jié)果?？瞻讏D表表示切斷力，陰影線圖表表示改性區(qū)域-下表面距離。(實(shí)施例2)除了使焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面20 μ m以外，通過(guò)與實(shí)施例I同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖16示出激光切片的結(jié)果。(實(shí)施例3)
除了使焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面25 μ m以外，通過(guò)與實(shí)施例I同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖16示出激光切片的結(jié)果。(實(shí)施例4)除了使焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面30 μ m以外，通過(guò)與實(shí)施例I同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖16示出激光切片的結(jié)果。(比較例I)如圖8(a)所示，實(shí)施例廣4中照射列數(shù)為兩列，相對(duì)于此，如圖8(b)所示，除了使照射列數(shù)為一列、并在相同直線上以不同的兩個(gè)深度照射脈沖激光束以外，通過(guò)與實(shí)施例I同樣的方法進(jìn)行激光切片。使焦點(diǎn)位置為距離被加工基板表面14 μ m、39 μ m的兩層。使相位在深度方向上同相。圖16示出激光切片的結(jié)果。
在實(shí)施例廣4、比較例I的任意一個(gè)中，在被加工基板表面上都形成了連續(xù)的裂紋。在實(shí)施例廣4的條件下，相對(duì)于比較例1，可以將改性區(qū)域的下端和藍(lán)寶石基板下表面之間的距離(改性區(qū)域-下表面距離)保持得較長(zhǎng)，即使在藍(lán)寶石基板上形成了 LED等的情況下，也能夠抑制由激光切片導(dǎo)致的LED等元件的特性劣化。此外，尤其是在實(shí)施例2^4中，切斷力與比較例I相比降低約30%。(實(shí)施例5)通過(guò)第一實(shí)施方式所記載的方法，以下述條件進(jìn)行激光切片。被加工基板藍(lán)寶石基板，基板厚200 μ m，沒(méi)有外延層，沒(méi)有金屬膜激光光源Nd =YVO4激光波長(zhǎng)532nm照射能量2. 5 μ J/脈沖激光頻率100kHz照射光脈沖數(shù)(Pl) 3不照射光脈沖數(shù)(P2) 3照射列數(shù)兩列照射列間隔(S) 4μ m相位在列方向上同相脈沖間隔1.25μ m臺(tái)速度5mm/sec焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面25 μ m與實(shí)施例f 4不同，使藍(lán)寶石基板的厚度為200 μ m。進(jìn)行與實(shí)施例f實(shí)施例4、比較例I同樣的評(píng)價(jià)。圖17示出激光切片的結(jié)果。空白圖表表示切斷力，陰影線圖表表示改性區(qū)域-下表面距離。(實(shí)施例6)如圖18所示，相對(duì)于實(shí)施例5，除了是在兩列之間的位置上在深度方向上追加一層的照射圖案以外，通過(guò)與實(shí)施例5同樣的方法進(jìn)行激光切片。追加的一層的焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面65 μ m。追加的一層在深度方向上與上層同相。圖17不出激光切片的結(jié)
果O
(實(shí)施例7)除了使追加的一層的焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面70 μ m以外，通過(guò)與實(shí)施例6同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖17示出激光切片的結(jié)果。(實(shí)施例8)除了使追加的一層的焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面75 μ m以外，通過(guò)與實(shí)施例6同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖17示出激光切片的結(jié)果。(比較例2)除了在相同直線上以不同的三個(gè)深度僅照射一列脈沖激光束以外，通過(guò)與實(shí)施例 5同樣的方法進(jìn)行激光切片。使焦點(diǎn)位置成為距離被加工基板表面14 μ m、49 μ m、74 μ m的三層。使相位在深度方向上同相。圖17示出激光切片的結(jié)果。在實(shí)施例5 8、比較例2的任意一個(gè)中，在被加工基板表面上都形成了連續(xù)的裂紋。在實(shí)施例5 7的條件下，相對(duì)于比較例2，可以將改性區(qū)域的下端和藍(lán)寶石基板下表面的距離(改性區(qū)域-下表面距離)保持得較長(zhǎng)，即使在形成了 LED等的情況下，也能夠抑制由激光切片導(dǎo)致的特性劣化。此外，在實(shí)施例7、8中，切斷力與比較例2相比降低。尤其是，在實(shí)施例7中，相對(duì)于比較例2，將改性區(qū)域-下表面距離保持得較長(zhǎng)，并且降低了切斷力。(實(shí)施例9)通過(guò)第一實(shí)施方式所記載的方法，以下述條件進(jìn)行激光切片。被加工基板藍(lán)寶石基板，基板厚300 μ m，沒(méi)有外延層，沒(méi)有金屬膜
激光光源Nd =YVO4激光波長(zhǎng)532nm照射能量2. 5 μ J/脈沖激光頻率100kHz照射光脈沖數(shù)(Pl) 3不照射光脈沖數(shù)(P2) 3照射列數(shù)兩列照射列間隔(S) :4 μ m深度方向?qū)訑?shù)三層相位在列方向、深度方向上都同相脈沖間隔1.25 μ m臺(tái)速度5mm/sec焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面25μπι、70μπι、125μπι與實(shí)施例廣4、5 8不同，使藍(lán)寶石基板的厚度為300μπι。此外，使深度方向的層數(shù)為三層。而且，進(jìn)行與實(shí)施例廣實(shí)施例4、比較例I同樣的評(píng)價(jià)。圖19示出激光切片的結(jié)果?？瞻讏D表表示切斷力，陰影線圖表表示改性區(qū)域-下表面距離。(比較例3)除了在相同直線上以不同的四個(gè)深度僅照射一列脈沖激光束以外，通過(guò)與實(shí)施例9同樣的方法進(jìn)行激光切片。使焦點(diǎn)位置成為距離被加工基板表面14μπι、49μπι、84μπι、119μπι的四層。使相位在深度方向上同相。圖19示出激光切片的結(jié)果。(比較例4)除了在相同直線上以不同的五個(gè)深度僅照射一列脈沖激光束以外，通過(guò)與實(shí)施例9同樣的方法進(jìn)行激光切片。使焦點(diǎn)位置成為距離被加工基板表面14μπι、44μπι、74μπι、104μπι、134μπι的五層。使相位在深度方向上同相。圖19示出激光切片的結(jié)果。在實(shí)施例9、比較例3、4的任意一個(gè)中，在被加工基板表面上都形成了連續(xù)的裂紋。在實(shí)施例9的條件下，相對(duì)于比較例3，可以將改性區(qū)域的下端和藍(lán)寶石基板下表面的距離(改性區(qū)域-下表面距離)保持得較長(zhǎng)，即使在形成了 LED等的情況下，也能夠抑制由激光切片導(dǎo)致的特性劣化。此外，在實(shí)施例9中，切斷力與比較例3、4相比降低。因而，相對(duì)于比較例4，將改性區(qū)域-下表面距離保持得較長(zhǎng)，并且降低了切斷力。 (實(shí)施例10)通過(guò)第二實(shí)施方式所記載的方法，以下述條件進(jìn)行激光切片。被加工基板藍(lán)寶石基板，基板厚150 μ m，有外延層，有金屬膜激光光源Nd =YVO4激光波長(zhǎng)532nm照射能量3. O μ J/脈沖激光頻率100kHz照射光脈沖數(shù)(Pl) 3不照射光脈沖數(shù)(P2) 3照射列數(shù)兩列照射列間隔(S) 4μ m相位在列方向上同相脈沖間隔1.25 μ m臺(tái)速度5mm/sec焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面18 μ m將帶有金屬膜的藍(lán)寶石基板作為被加工基板進(jìn)行切片。被加工基板是寬度約5mm的長(zhǎng)條形，與長(zhǎng)條的伸長(zhǎng)方向垂直地照射脈沖激光束，而形成裂紋。在形成裂紋之后，評(píng)價(jià)使用切斷器進(jìn)行切斷所需的切斷力。此外，根據(jù)截面光學(xué)照片測(cè)量改性區(qū)域的下端和藍(lán)寶石基板下表面之間的距離(改性區(qū)域-下表面距離)。圖20示出結(jié)果?？瞻讏D表表示切斷力，陰影線圖表表示改性區(qū)域-下表面距離。圖21A11E是激光切片的金屬膜除去結(jié)果的光學(xué)照片。圖21A相當(dāng)于實(shí)施例10。(實(shí)施例11)除了使焦點(diǎn)位置距離被加工基板表面20 μ m以外，通過(guò)與實(shí)施例I同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖20、圖21B示出激光切片的結(jié)果。(實(shí)施例I2)除了使照射列數(shù)為三列以外，通過(guò)與實(shí)施例11同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖20、圖21C示出激光切片的結(jié)果。(實(shí)施例13)
除了使兩列重合、即以列間隔O照射兩列，并以相對(duì)于該列4μπι的間隔照射另一列以外，通過(guò)與實(shí)施例12同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖20、圖21D示出激光切片的結(jié)果。(實(shí)施例14)除了使列間隔為2 μ m以外，通過(guò)與實(shí)施例12同樣的方法進(jìn)行激光切片。圖20、圖21E示出激光切片的結(jié)果。在實(shí)施例1(Γ14的任意一個(gè)中，在被加工基板表面上都形成了連續(xù)的裂紋。此外，在實(shí)施例1(Γ14的任意一個(gè)中，如圖21Α11Ε所示，金屬膜的除去都與裂紋的形成同時(shí)實(shí) 現(xiàn)。尤其是，金屬膜的除去，在實(shí)施例12 14的條件下殘留較少，是良好的。尤其是，在實(shí)施例12的條件下，切斷力變得最小。
權(quán)利要求
1.一種激光切片方法,其特征在于， 將被加工基板載置到臺(tái)上； 產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)； 射出與上述時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束； 使上述被加工基板和上述脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)； 與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向第一直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第一照射； 在上述第一照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向與上述第一直線大致平行地相鄰的第二直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第二照射； 通過(guò)上述第一照射和上述第二照射，在上述被加工基板上形成到達(dá)上述被加工基板表面的裂紋； 在該激光切片方法中， 通過(guò)控制上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，上述裂紋在上述被加工基板表面上連續(xù)地形成。
2.如權(quán)利要求I所述的激光切片方法，其特征在于， 以與上述第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述第二照射。
3.如權(quán)利要求I所述的激光切片方法，其特征在于， 控制上述第一和第二直線之間的間隔、上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，以使在上述裂紋形成后，切斷上述被加工基板所需要的外力大致最小。
4.如權(quán)利要求I所述的激光切片方法，其特征在于， 上述第二照射中的上述脈沖激光束的照射和不照射的圖案，處于使上述第一照射中的上述脈沖激光束的照射和不照射的圖案在與上述第一直線垂直的方向上平行移動(dòng)了的關(guān)系O
5.如權(quán)利要求I所述的激光切片方法，其特征在于， 在設(shè)上述第一直線和上述第二直線之間的間隔為S、上述脈沖激光束在焦點(diǎn)位置處的理論上的光束直徑為d的情況下，3.2 ^ S/d ^ 4. S0
6.如權(quán)利要求I、中任一項(xiàng)所述的激光切片方法,其特征在于， 上述被加工基板是藍(lán)寶石基板。
7.如權(quán)利要求I所述的激光切片方法，其特征在于， 在上述被加工基板的主面中的一個(gè)面上形成發(fā)光元件，從另一個(gè)面?zhèn)日丈渖鲜雒}沖激光束。
8.如權(quán)利要求7所述的激光切片方法，其特征在于， 在上述另一個(gè)面上形成金屬膜，通過(guò)上述第一照射和第二照射除去上述金屬膜。
9.一種激光切片方法，其特征在于， 將被加工基板載置到臺(tái)上； 產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；射出與上述時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束； 使上述被加工基板和上述脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)； 與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向第一直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第一照射； 在上述第一照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向與上述第一直線大致平行地相鄰的第二直線上以與上述第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述脈沖激光束的第二照射； 在上述第二照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向與第一直線相同或大致平行的第三直線上以與上述第一照射不同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述脈沖激光束的第三照射； 在上述第三照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，向與上述第三直線大致平行地相鄰的第四直線上以與上述第三照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述脈沖激光束的第四照射； 通過(guò)上述第一照射、上述第二照射、上述第三照射和上述第四照射，在上述被加工基板上形成到達(dá)上述被加工基板表面的裂紋； 在該激光切片方法中， 通過(guò)控制上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，上述裂紋在上述被加工基板表面上連續(xù)地形成。
10.一種激光切片方法,其特征在于， 將表面上具有金屬膜的被加工基板載置到臺(tái)上； 產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)； 射出與上述時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束； 使上述被加工基板和上述脈沖激光束相對(duì)移動(dòng)； 與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，從上述金屬膜側(cè)向第一直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第一照射； 在上述第一照射之后，與上述時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制上述脈沖激光束的通過(guò)和截?cái)?，由此以光脈沖單位切換上述脈沖激光束向上述被加工基板的照射和不照射，從上述金屬膜側(cè)向與上述第一直線大致平行地相鄰的第二直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第二照射； 通過(guò)上述第一照射和上述第二照射，與除去上述金屬膜同時(shí)，在上述被加工基板上形成到達(dá)上述被加工基板表面的裂紋； 在該激光切片方法中， 通過(guò)控制上述脈沖激光束的照射能量、上述脈沖激光束的加工點(diǎn)深度及上述脈沖激光束的照射區(qū)域和不照射區(qū)域的長(zhǎng)度，與除去上述金屬膜同時(shí)，上述裂紋在上述被加工基板表面上連續(xù)地形成。
11.如權(quán)利要求10所述的激光切片方法，其特征在于，以與上述第一照射相同的加工點(diǎn)深度進(jìn)行上述第二照射。
12.如權(quán)利要求10所述的激光切片方法，其特征在于，在與上述金屬膜相反的上述被加工基板的面上形成LED。
全文摘要
一種激光切片方法，將被加工基板載置到臺(tái)上，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，射出與時(shí)鐘信號(hào)同步的脈沖激光束，通過(guò)與時(shí)鐘信號(hào)同步而使用脈沖選擇器控制脈沖激光束，由此以光脈沖單位切換脈沖激光束向被加工基板的照射和不照射，向第一直線上進(jìn)行脈沖激光束的第一照射，在第一照射之后，向與第一直線大致平行地相鄰的第二直線上進(jìn)行上述脈沖激光束的第二照射，通過(guò)第一照射和第二照射，在被加工基板上形成到達(dá)被加工基板表面的裂紋。
文檔編號(hào)B23K26/38GK102896426SQ201210265079
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者佐藤莊一 申請(qǐng)人:東芝機(jī)械株式會(huì)社