CN103521934B - 激光切片方法 - Google Patents

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Abstract

一种激光切片方法，是在表面上具备金属膜的被加工基板的激光切片方法，其特征在于，具有：第一金属膜剥离步骤，沿第一直线对金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将金属膜剥离；第二金属膜剥离步骤，沿与第一直线正交的第二直线对金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将金属膜剥离；以及裂纹形成步骤，对被加工基板的剥离了金属膜的区域照射脉冲激光束，在被加工基板上形成裂纹；在第一直线与第二直线交叉的区域中，在第一金属膜剥离步骤或第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断。

Description

激光切片方法
本申请基于2012年6月29日提出的日本专利申请(JPA)第2012-147728号并主张其优先权，将其全部内容援用于此。
技术领域
本发明涉及一种使用脉冲激光束的激光切片方法。
背景技术
日本专利第3867107号公报中公开了在半导体基板的切片中使用脉冲激光束的方法。该方法为，通过由脉冲激光束产生的光学损伤来在加工对象物的内部形成改性区域。然后，以该改性区域为起点而对加工对象物进行切断。
在以往的技术中，将脉冲激光束的能量、光斑径、脉冲激光束与加工对象物的相对移动速度等作为参数，来控制改性区域的形成。
而且，例如，如具备反射层的LED(LightEmittingDiode：发光二极管)那样，有时在被加工基板的表面上形成有铜等的金属膜。在使用激光对这种被加工基板进行切片的情况下，例如存在对金属膜和基底的半导体、绝缘体的基板同时进行消融加工的方法。但是，在消融加工中，存在产生飞溅物、或在切片后的切割面上LED的亮度损失变大等特性劣化的问题。
作为其他方法，在被加工基板具备金属膜的情况下，为了仅将该金属膜除去，而存在通过蚀刻等其他工序进行剥离，之后在加工对象物的内部形成改性区域而将加工对象物切断的方法。在这种情况下，存在用于切片的工序增多的问题。
发明内容
本发明的一个方案的激光切片方法是在表面上具备金属膜的被加工基板的激光切片方法，其特征在于具有：将上述被加工基板载放在台上的步骤；第一金属膜剥离步骤，沿第一直线对上述金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将上述金属膜剥离；第二金属膜剥离步骤，沿与上述第一直线正交的第二直线对上述金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将上述金属膜剥离；以及裂纹形成步骤，对上述被加工基板的剥离了上述金属膜的区域照射脉冲激光束，在上述被加工基板上形成裂纹；在上述第一直线与上述第二直线交叉的区域中，在上述第一金属膜剥离步骤或上述第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断。
在上述方案的方法中优选为，上述被加工基板为形成有LED的基板。
在上述方案的方法中优选为，在上述第一及第二金属膜剥离步骤中，产生时钟信号，射出与上述时钟信号同步的脉冲激光束，使上述被加工基板与上述脉冲激光束相对地移动，通过与上述时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制上述脉冲激光束的通过和截断，由此以光脉冲单位来切换上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和不照射，对上述金属膜进行剥离，在上述裂纹形成步骤中，将被加工基板载放在台上，产生时钟信号，射出与上述时钟信号同步的脉冲激光束，使上述被加工基板与上述脉冲激光束相对地移动，通过与上述时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制上述脉冲激光束的通过和截断，由此以光脉冲单位来切换上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和不照射，通过控制上述脉冲激光束的照射能量、上述脉冲激光束的加工点深度及上述脉冲激光束的照射区域及不照射区域的长度，由此以上述裂纹在上述被加工基板表面上连续的方式、在上述被加工基板上形成到达基板表面的裂纹。
在上述方案的方法中优选为，在上述第一或第二金属膜剥离步骤中，产生具备脉冲激光束的照射的中断部位的信息的照射控制信号，使用上述照射控制信号，使上述第一直线与上述第二直线交叉的区域的脉冲激光束的照射中断。
在上述方案的方法中优选为，上述裂纹在上述被加工基板表面上大致直线地形成。
在上述方案的方法中优选为，上述被加工基板的位置与上述脉冲选择器的动作开始位置同步。
在上述方案的方法中优选为，上述被加工基板包括蓝宝石基板、水晶基板或玻璃基板。
在上述方案的方法中优选为，上述第一及第二金属膜剥离步骤与上述裂纹形成步骤，通过相同的激光切片装置，在载放在相同的台上的状态下连续地执行。
本发明的一个方案的激光切片方法的特征在于，将被加工基板载放在台上，产生时钟信号，射出与上述时钟信号同步的脉冲激光束，使上述被加工基板与上述脉冲激光束相对地移动，通过与上述时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制上述脉冲激光束的通过和截断，由此以光脉冲单位来切换上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和不照射，通过控制上述脉冲激光束的照射能量、上述脉冲激光束的加工点深度及上述脉冲激光束的照射区域及不照射区域的长度，由此以上述裂纹在上述被加工基板表面上连续的方式、在上述被加工基板上形成到达基板表面的裂纹，在该激光切片方法中，具有：第一裂纹形成步骤，沿第一直线对上述被加工基板照射脉冲激光束；以及第二裂纹形成步骤，沿与上述第一直线正交的第二直线对上述被加工基板照射脉冲激光束；在上述第一直线与上述第二直线交叉的区域中，在上述第一裂纹形成步骤或上述第二裂纹形成步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断。
在上述方案的方法中优选为，上述被加工基板为形成有LED的基板。
在上述方案的方法中优选为，在上述第一或第二裂纹形成步骤中，产生具备脉冲激光束的照射的中断部位的信息的照射控制信号，使用上述照射控制信号，使上述第一直线与上述第二直线交叉的区域中的脉冲激光束的照射中断。
在上述方案的方法中优选为，上述裂纹在上述被加工基板表面上大致直线地形成。
在上述方案的方法中优选为，上述被加工基板的位置与上述脉冲选择器的动作开始位置同步。
在上述方案的方法中优选为，上述被加工基板包括蓝宝石基板、水晶基板或玻璃基板。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种激光切片方法，通过使脉冲激光束的照射条件最佳化，由此对于在表面上形成有金属膜的被加工基板实现优良的切割特性。
附图说明
图1是表示第一实施方式的激光切片方法所使用的激光切片装置的一例的概略构成图。
图2是表示第一实施方式的激光切片方法的工序流程图。
图3是第一实施方式的激光切片方法的说明图。
图4是表示第一实施方式的LED的一例的截面图。
图5是第一实施方式的激光切片方法的说明图。
图6A、图6B是第一实施方式的激光切片方法的说明图。
图7是说明第一实施方式的激光切片方法的定时控制的图。
图8是表示第一实施方式的激光切片方法的脉冲选择器动作与调制脉冲激光束PL2的定时的图。
图9是第一实施方式的激光切片方法的照射图案的说明图。
图10A-图10C是表示第一实施方式的激光切片方法的金属膜剥离步骤的效果的图。
图11是表示第一实施方式的裂纹形成步骤中的照射在蓝宝石基板上的照射图案的俯视图。
图12是图11的AA截面图。
图13A-图13D是第一实施方式的作用的说明图。
图14是说明第一实施方式的台移动与切片加工之间的关系的图。
图15A、图15B是使第一实施方式的不同加工点深度的脉冲激光束在基板的相同扫描线上扫描多次而形成裂纹的情况的说明图。
图16A、图16B是按照图15的条件进行了切割的情况下的切割面的光学照片。
图17A、图17B是第一实施方式的变形例的激光切片方法的说明图。
图18是表示实施例1的照射图案的图。
图19A-图19E是表示实施例1～4、比较例1的激光切片的结果的图。
图20是表示实施例1的与裂纹的方向垂直的基板的截面SEM照片。
图21A-图21F是表示实施例5～10的激光切片的结果的图。
图22A-图22E是表示实施例11～15的激光切片的结果的图。
图23A-图23F是表示实施例16～21的激光切片的结果的图。
图24A-图24C是表示实施例22～24的激光切片的结果的图。
图25A、图25B是表示实施例25的激光切片的结果的图。
图26是表示实施例26～28、比较例2、3的激光切片的结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在本说明书中，加工点是指，脉冲激光束在被加工基板内的聚光位置(焦点位置)附近的点，是被加工基板的改性程度在深度方向上成为最大的点。而且，加工点深度是指，脉冲激光束的加工点距离被加工基板表面的深度。
此外，在本说明书中，对于金属膜进行散焦(defocus)是指，使脉冲激光束的焦点位置不存在于金属膜中。
(第一实施方式)
本实施方式的激光切片方法是在表面上具备金属膜的被加工基板的激光切片方法。具备：将被加工基板载放在台上的步骤；以及第一金属膜剥离步骤，沿第一直线对金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将金属膜剥离。而且，具备：第二金属膜剥离步骤，沿与第一直线正交的第二直线对金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将金属膜剥离。进一步具备：裂纹形成步骤，对被加工基板的剥离了金属膜的区域照射脉冲激光束，在被加工基板上形成裂纹。而且，在第一直线与第二直线交叉的区域中，在第一金属膜剥离步骤或第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断。
通过上述构成，能够提供一种对于在表面上形成有金属膜的被加工基板实现优良的切割特性的激光切片方法。此处，优良的切割特性能够列举：(1)在包括金属膜剥离的切片时飞溅物少，(2)工序简单，(3)切割部被直线性良好地切割，(4)能够以较小的切割力进行切割，以便提高切片了的元件的收获率，(5)不会由于在金属膜剥离、裂纹形成时照射的激光的影响，而产生设置在被加工基板上的元件、例如由基板上的外延层形成的LED元件的劣化等。
而且，通过在被加工基板表面上形成连续的裂纹，由此尤其是如蓝宝石基板那样硬质的基板的切片变得容易。此外，能够实现切片宽度较窄的切片。
另外，在上述金属膜剥离步骤中优选为，产生时钟信号，射出与时钟信号同步的脉冲激光束，使被加工基板与脉冲激光束相对地移动，通过与时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制脉冲激光束的通过和截断，由此以光脉冲单位来切换脉冲激光束向被加工基板的照射和不照射，将金属膜剥离。由此，能够均匀、稳定、精度良好地进行金属膜的剥离。
实现上述激光切片方法的本实施方式的激光切片装置具备：台，能够载放被加工基板；基准时钟振荡电路，产生时钟信号；激光振荡器，射出脉冲激光束；激光振荡器控制部，使脉冲激光束与时钟信号同步；脉冲选择器，设置在激光振荡器与台之间的光路上，切换脉冲激光束向被加工基板的照射和不照射；以及脉冲选择器控制部，与时钟信号同步地以光脉冲单位来控制脉冲激光束在脉冲选择器中的通过和截断。
图1是表示本实施方式的激光切片装置的一例的概略构成图。如图1所示，本实施方式的激光切片装置10，作为其主要的构成而具备：激光振荡器12、脉冲选择器14、光束整形器16、聚光透镜18、XYZ台部20、激光振荡器控制部22、脉冲选择器控制部24、照射控制部25及加工控制部26。在加工控制部26中，具备产生所希望的时钟信号S1的基准时钟振荡电路28及加工表部30。
激光振荡器12构成为，射出与由基准时钟振荡电路28产生的时钟信号S1同步的、周期Tc的脉冲激光束PL1。照射脉冲光的强度示出高斯分布。时钟信号S1为在激光切片加工的控制中使用的加工控制用时钟信号。
此处，从激光振荡器12射出的激光波长使用对于被加工基板具有透射性的波长。作为激光，能够使用Nd：YAG激光、Nd：YVO4激光、Nd：YLF激光等。例如，在被加工基板为带金属膜的蓝宝石基板的情况下，优选使用波长532nm的Nd：YVO4激光。
脉冲选择器14设置在激光振荡器12与聚光透镜18之间的光路上。而且构成为，通过与时钟信号S1同步地切换脉冲激光束PL1的通过和截断(开/关)，由此以光脉冲数单位来切换脉冲激光束PL1向被加工基板的照射和不照射。如此，通过脉冲选择器14的动作，脉冲激光束PL1为了被加工基板的加工而被控制开/关，成为被调制了的调制脉冲激光束PL2。
脉冲选择器14例如优选由声光元件(AOM)构成。此外，例如也可以使用喇曼散射型的电光元件(EOM)。
光束整形器16使入射的脉冲激光束PL2成为被整形为所希望的形状的脉冲激光束PL3。例如，是将光束径以一定的倍率扩大的光束扩展器。此外，例如也可以具备使光束截面的光强度分布均匀的均化器那样的光学元件。此外，例如也可以具备使光束截面成为圆形的元件、使光束成为圆偏振光的光学元件。
聚光透镜18构成为，将由光束整形器16整形的脉冲激光束PL3聚光，对载放在XYZ台部20上的被加工基板W、例如形成有LED的蓝宝石基板照射脉冲激光束PL4。
XYZ台部20具备能够载放被加工基板W且能够沿XYZ方向自由移动的XYZ台(以后还仅称为台)、其驱动机构部、以及计测台的位置的例如具有激光干涉仪的位置传感器等。此处，XYZ台构成为，其定位精度及移动误差成为超微的范围的高精度。而且，通过在Z方向上移动，由此相对于被加工基板W调整脉冲激光束的焦点位置，能够控制加工点深度。
加工控制部26在整体上控制激光切片装置10的加工。基准时钟振荡电路28产生所希望的时钟信号S1。此外，在加工表部30中存储以脉冲激光束的光脉冲数来记述切片加工数据的加工表。
照射控制部25为，在金属膜加工或裂纹形成时脉冲激光束的照射可能重复的部位，为了将脉冲激光束的照射中断，而存储中断部位的信息。而且，具备如下功能，即根据所存储的信息来生成具备脉冲激光束的照射的中断部位的信息的照射控制信号(S6)，并向脉冲选择器控制部24传递。中断部位的信息例如是对切片线的交点、或包括交点的规定范围进行确定的XY坐标。
接着，参照附图对使用了上述激光切片装置10的激光切片方法进行说明。图2是本实施方式的激光切片方法的工序流程图。图3是本实施方式的激光切片方法的说明图。
首先，进行将被加工基板W载放到激光切片装置10的XYZ台部20上的步骤(步骤1)。被加工基板W例如是使用蓝宝石基板上的外延半导体层来形成多个LED100的晶片。
如图3所示，在被加工基板W上形成有多个LED100。LED100之间成为为了将LED100的每个进行分割而具备规定宽度的区域、即所谓的切片线。
图4是表示LED100的一例的截面图。如图4所示，LED100例如具备蓝宝石基板101、以及在蓝宝石基板101上例如通过外延生长而形成的GaN系的半导体层102。半导体层102具备发光层102a。此外，具备用于对半导体层102通电的第一电极103及第二电极104。而且，具备反射由发光层102a发出的光的金属膜的反射层105。金属膜例如由铜、金形成。
在步骤1中，以使LED100的金属膜的反射层105成为上面的方式将被加工基板W载放到XYZ台部20上。此处，设LED100的配置的X方向的间距为“a”、Y方向的间距为“b”。
接着，进行沿第一直线(L1)对金属膜照射被散焦的脉冲激光束、将金属膜剥离的第一金属膜剥离步骤(步骤2)。此处，第一直线(L1)是指，沿着被加工基板的与X方向垂直的切片线的直线。即，在XY坐标上，为由X=x0+(n-1)a表示的直线。另外，在图3中n=1～7。
接着，进行沿与第一直线(L1)正交的第二直线(L2)对金属膜照射被散焦的脉冲激光束、将金属膜剥离的第二金属膜剥离步骤(步骤3)。此处，第二直线(L2)是指，沿着被加工基板的与Y方向垂直的切片线的直线。即，在XY坐标上，为由Y=y0+(k-1)b表示的直线。另外，在图3中k=1～6。
此处，在第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域中，在第一金属膜剥离步骤或第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，以将脉冲激光束的照射中断的方式控制脉冲激光束的照射。
图5及图6A、图6B是本实施方式的激光切片方法的说明图。图5是图3中的由虚线的圆包围的区域的放大图。示出由X=x0+2a表示的第一直线(L1)与由Y=y0+(k-1)b表示的第二直线(L2)交叉的区域。
在图5中，各圆表示被散焦的脉冲激光束照射在金属膜表面(被加工基板W表面)上的范围。如图5所示，在第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的位置上，在用斜线施加了影线的圆的部分，可能被重复照射脉冲激光束。
假设当重复照射脉冲激光束时，由于通过第一次照射金属膜已被剥离，因此第二次照射的脉冲激光束的能量不会被金属膜吸收，而全部被下层的蓝宝石基板101、半导体层102吸收。因此，担心对半导体层102赋予的损坏增大、LED100的发光特性劣化。
在本实施方式中，在第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域中，在第一金属膜剥离步骤或第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，以将脉冲激光束的照射中断的方式控制脉冲激光束的照射。即，抑制脉冲激光束的重复。
例如，如图6A所示，在第一金属膜剥离步骤中，在第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域、即切片线的交点上，也不中断脉冲激光束的照射，而以相同的图案照射脉冲激光束。相对于此，如图6B所示，在第二金属膜剥离步骤中，在第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域中，以脉冲激光束的照射不重叠的方式将脉冲激光束的照射中断。由此，降低脉冲激光束对半导体层102赋予的损坏。因此，能够抑制LED100的发光特性的劣化。
此后，进行对被加工基板W的剥离了金属膜的区域照射脉冲激光束、在被加工基板W上形成裂纹的裂纹形成步骤(步骤4)。在该步骤之后，例如通过对被加工基板W施加外力、对被加工基板W进行切割，由此将LED100单个化。
接着，对第一及第二金属膜剥离步骤(步骤2、3)及裂纹形成步骤(步骤4)的详细进行说明。第一及第二金属膜剥离步骤(步骤2、3)及裂纹形成步骤(步骤4)，除了分别对于金属膜剥离和裂纹形成而将照射条件等最佳化以外，能够使用同样的激光切片装置、通过同样的控制方法来执行。
首先，将被加工基板W、例如在带铜膜的蓝宝石基板上形成有LED100的基板载放到XYZ台部20上。该被加工基板W例如是在蓝宝石基板的下面具有外延生长的GaN层、并在该GaN层上图案形成有多个LED的晶片。以形成在晶片上的槽口或定位平面为基准进行晶片相对于XYZ台的对位。
图7是说明本实施方式的激光切片方法的定时控制的图。在加工控制部26内的基准时钟振荡电路28中，生成周期Tc的时钟信号S1。激光振荡器控制部22进行控制，以使激光振荡器12射出与时钟信号S1同步的周期Tc的脉冲激光束PL1。此时，在时钟信号S1的上升和脉冲激光束的上升之间产生延迟时间t1。
激光使用对于被加工基板具有透射性的波长的激光。在裂纹形成步骤中，优选使用照射的激光的光子的能量hν比被加工基板材料的吸收的带隙Eg大的激光。当能量hν与带隙Eg相比非常大时，产生激光的吸收。将该情况称为多光子吸收，当使激光的脉冲宽度极小、而使多光子吸收在被加工基板的内部产生时，多光子吸收的能量不转化为热能，而引起离子价数变化、结晶化、非晶质化、极化取向或微小裂纹形成等永久的构造变化，从而形成色心。
该激光(脉冲激光束)的照射能量(照射功率)优选为，在第一及第二金属膜剥离步骤中，选择对于剥离金属膜来说最佳的条件，在裂纹形成步骤中，选择对于在被加工基板表面上形成连续的裂纹来说最佳的条件。
而且，在裂纹形成步骤中，当使用对于被加工基板材料具有透射性的波长时，能够将激光导光、聚光到基板内部的焦点附近。因此，能够局部地制作色心。以后，也将该色心称为改性区域。
脉冲选择器控制部24参照从加工控制部26输出的加工图案信号S2，生成与时钟信号S1同步的脉冲选择器驱动信号S3。加工图案信号S2存储在加工表部30中，参照以光脉冲单位、用光脉冲数来记述照射图案的信息的加工表而生成。脉冲选择器14基于脉冲选择器驱动信号S3，进行与时钟信号S1同步地切换脉冲激光束PL1的通过和截断(开/关)的动作。
通过该脉冲选择器14的动作，生成调制脉冲激光束PL2。另外，在时钟信号S1的上升与脉冲激光束的上升、下降之间，产生延迟时间t2、t3。此外，在脉冲激光束的上升、下降与脉冲选择器动作之间，产生延迟时间t4、t5。
在被加工基板的加工时，考虑延迟时间t1～t5，来决定脉冲选择器驱动信号S3等的生成定时、被加工基板与脉冲激光束的相对移动定时。
图8是表示本实施方式的激光切片方法的脉冲选择器动作和调制脉冲激光束PL2的定时的图。脉冲选择器动作与时钟信号S1同步而以光脉冲单位被切换。如此，通过使脉冲激光束的振荡和脉冲选择器的动作与相同的时钟信号S1同步，由此能够实现光脉冲单位的照射图案。
具体地，基于由光脉冲数规定的规定条件、来进行脉冲激光束的照射和不照射。即，基于照射光脉冲数(P1)和不照射光脉冲数(P2)来执行脉冲选择器动作，切换向被加工基板的照射和不照射。规定脉冲激光束的照射图案的P1值、P2值，例如在加工表中被规定为照射区域寄存器设定、不照射区域寄存器设定。P1值、P2值根据金属膜、被加工基板的材质、激光束的条件等，被设定为使金属膜剥离步骤的金属膜剥离、裂纹形成步骤的裂纹形成最佳化的规定条件。
调制脉冲激光束PL2成为由光束整形器16整形为所希望的形状的脉冲激光束PL3。并且，整形后的脉冲激光束PL3被聚光透镜18聚光、成为具有所希望的光束径的脉冲激光束PL4，并被照射在作为被加工基板的晶片上。
在将晶片沿X轴方向及Y轴方向进行切片的情况下，首先，例如使XYZ台沿Y轴方向以一定速度移动，而由脉冲激光束PL4进行扫描。此后，在所希望的Y轴方向的切片结束之后，使XYZ台沿X轴方向以一定速度移动，而由脉冲激光束PL4进行扫描。由此，进行X轴方向的切片。
通过上述照射光脉冲数(P1)、不照射光脉冲数(P2)及台的速度，来控制脉冲激光束的照射不照射的间隔。
对于Z轴方向(高度方向)，以使聚光透镜的聚光位置(焦点位置)位于晶片内外的规定深度的方式进行调整。该规定深度在金属膜剥离步骤、裂纹形成步骤时分别被设定为，金属膜被剥离成所希望的状态、裂纹在被加工基板表面上形成为所希望的形状。
此时，当设为：
被加工基板的向性率(tropismrate)：n
距离被加工基板表面的加工位置：L
Z轴移动距离：Lz
则成为：
Lz=L/n。
即，在使聚光透镜的聚光位置在被加工基板的表面上成为Z轴初始位置时，在加工到距离基板表面为深度“L”的位置的情况下，只要使Z轴移动“Lz”即可。
图9是本实施方式的激光切片方法的照射图案的说明图。如图所示，与时钟信号S1同步地生成脉冲激光束PL1。此后，通过与时钟信号S1同步地控制脉冲激光束的通过和截断，由此生成调制脉冲激光束PL2。
此后，通过台的横向(X轴方向或Y轴方向)移动，使调制脉冲激光束PL2的照射光脉冲在晶片上形成为照射光斑。如此，通过生成调制脉冲激光束PL2，由此在晶片上以光脉冲单位来控制照射光斑并断续地照射。在图9的情况下设定的条件为，设照射光脉冲数(P1)=2、不照射光脉冲数(P2)=1，照射光脉冲(高斯光)以光斑径的间距反复进行照射和不照射。
此处，当在以下的条件下进行加工时：
光束光斑径：D(μm)
重复频率：F(kHz)
则用于使照射光脉冲以光斑径的间距反复进行照射和不照射的台移动速度V(m/sec)成为：
V=D×10-6×F×103。
例如，当在以下的条件下进行加工时：
光束光斑径：D=2μm
重复频率：F=50kHz
则成为：
台移动速度：V=100mm/sec。
此外，当设照射光的功率为P(瓦特)时，将每个脉冲的照射脉冲能量为P/F的光脉冲照射在晶片上。
脉冲激光束的照射能量(照射光的功率)、脉冲激光束的加工点深度及脉冲激光束的照射不照射的间隔的参数被决定为，在金属膜剥离步骤中金属膜被剥离、在裂纹形成步骤中裂纹在被加工基板表面上连续地形成。
如上述那样，本实施方式的激光切片方法为，通过第一及第二金属膜剥离步骤和裂纹形成步骤这三个步骤，在带金属膜的被加工基板上形成裂纹，对被加工基板进行切割。此时，第一及第二金属膜剥离步骤和裂纹形成步骤，通过相同的激光切片装置，在载放在相同的台上的状态下连续地执行，这从切片工序简化的观点出发是优选的。
在第一及第二金属膜剥离步骤中，使用上述的激光切片装置，将被加工基板载放在台上，例如对铜、金等的金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将金属膜剥离。
图10A-图10C是表示本实施方式的激光切片方法的金属膜剥离步骤的效果的图。图10A是激光照射后的被加工基板上面的光学照片，图10B是表示脉冲激光束的焦点位置和金属膜的剥离宽度的表，图10C是将图10B曲线化了的图。
图10A-图10C所示的金属膜剥离在以下的激光加工条件下进行。
被加工基板：带金属膜(铜)的蓝宝石基板
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：100mW
激光频率：100kHz
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：1
台速度：5mm/sec
焦点位置：-5μm～55μm(5μm刻度)
另外，焦点位置为，设金属膜与基底的蓝宝石的界面为0，负值为被加工基板内部方向，正值为从被加工基板离开的方向。
根据图10A-图10C可知，特别地通过使脉冲激光束对于金属膜散焦地照射，而将金属膜剥离。在图10中，通过将焦点位置设定在从金属膜与蓝宝石的界面向与蓝宝石相反的方向离开25μm的位置上，由此宽度最大地将金属膜剥离。
在本实施方式中，利用金属膜与蓝宝石等基底基板之间的能量吸收率的差，能够将对于基底基板的损伤抑制在最小限，仅将金属膜剥离。
从防止由于脉冲激光束的焦点位置来到基底基板上而导致的基底基板的损伤的观点出发，优选以焦点位置来到被加工基板外的方式进行散焦。
另外，在第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域中，例如能够通过以下的方法将脉冲激光束的照射中断。
预先在照射控制部25中存储由XY坐标指定了在第一或第二金属膜剥离工序中将脉冲激光束的照射中断的范围的信息。该信息例如为第一直线(L1)与第二直线(L2)的交点的XY坐标、或包括交点的XY坐标范围。该信息作为照射控制信号(S6)而被传递到脉冲选择器控制部24。
在脉冲选择器控制部24中，根据加工图案信号(S2)与照射控制信号(S6)双方来控制脉冲激光束的照射。而且，在第一或第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，在第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域中，将脉冲激光束的照射中断。
在剥离了金属膜之后，进行对被加工基板的剥离了金属膜的区域照射脉冲激光束、在被加工基板上形成裂纹的裂纹形成步骤。
图11是表示在裂纹形成步骤中照射在蓝宝石基板上的照射图案的俯视图。从照射面上观察，照射光脉冲数(P1)=2、不照射光脉冲数(P2)=1，以照射光斑径的间距形成照射光斑。
图12是图11的AA截面图。如图所示，在蓝宝石基板内部形成改性区域。此后，形成从该改性区域沿光脉冲的扫描线上到达基板表面的裂纹(或槽)。而且，该裂纹在被加工基板表面上连续地形成。另外，在本实施方式中，裂纹形成为仅在基板表面侧露出，而没有到达基板背面侧。
图13A-图13D是本实施方式的作用的说明图。例如，由图13A的虚线圆来表示以能够设定的最大的脉冲激光束的激光频率、且以能够设定的最快的台速度来照射脉冲激光的情况下的脉冲能够照射位置。图13B是照射/不照射=1/2的情况下的照射图案。实线圆为照射位置，虚线圆为不照射位置。
此处，假定为，使照射光斑的间隔(不照射区域的长度)更短时，切割性更好。在这种情况下，如图13C所示，能够通过不变更台速度而使照射/不照射=1/1来对应。假设如果不如本实施方式那样使用脉冲选择器，则为了形成同样的条件而需要使台速度降低，会产生切片加工的生产量降低这种问题。
此处，假定为，使照射光斑连续而使照射区域的长度更长时，切割性更好。在这种情况下，如图13D所示，能够通过不变更台速度而使照射/不照射=2/1来对应。假设如果不如本实施方式那样使用脉冲选择器，则为了形成同样的条件而需要使台速度降低、且使台速度变动，会产生切片加工的生产量降低、并且控制变得极困难这种问题。
或者，在不使用脉冲选择器的情况下，还可以考虑通过按照图13B的照射图案来提高照射能量，由此成为接近图13D的条件，但在这种情况下，集中到1点的激光功率变大，担心裂纹宽度的增大、裂纹的直线性的劣化。此外，在对在蓝宝石基板上形成有LED元件那样的被加工基板进行加工的那种情况下，到达与裂纹相反侧的LED区域的激光量增大，还担心产生LED元件的劣化。
如此，根据本实施方式，例如，不使脉冲激光束的条件、台速度条件变化就能够实现多种切割条件，不会使生产性、元件特性劣化而能够找出最佳的切割条件。
另外，在本说明书中，“照射区域的长度”、“不照射区域的长度”为图13D所示的长度。
图14是说明台移动与切片加工之间的关系的图。在XYZ台上设置有在X轴、Y轴方向上检测移动位置的位置传感器。例如，将在台向X轴或Y轴方向的移动开始后、台速度进入到速度稳定区域的位置，预先设定为同步位置。而且，在位置传感器中检测到同步位置时，例如通过将移动位置检测信号S4(图1)发送到脉冲选择器控制部24，由此许可脉冲选择器动作，并通过脉冲选择器驱动信号S3使脉冲选择器动作。也可以构成为，将同步位置例如设为被加工基板的端面，而用位置传感器检测该端面。
如此，能够管理：
SL：从同步位置到基板的距离
WL：加工长度
W1：从基板端到照射开始位置的距离
W2：加工范围
W3：从照射结束位置到基板端的距离。
如此，台的位置及载放在其上的被加工基板的位置、与脉冲选择器的动作开始位置同步。即，取得脉冲激光束的照射和不照射、与台的位置之间的同步。因此，在脉冲激光束的照射和不照射时，能够确保台以一定速度移动(处于速度稳定区域)。因此，能够确保照射光斑位置的规则性，实现稳定的裂纹的形成。
此处，在加工较厚的基板的情况下，可以考虑通过使不同加工点深度的脉冲激光束在(多层)基板的相同扫描线上扫描多次而形成裂纹，由此使切割特性提高。在这种情况下，通过台位置与脉冲选择器的动作开始位置同步，由此在不同深度的扫描中，能够任意地精度良好地控制脉冲照射位置的关系，能够实现切片条件的最佳化。
图15A、图15B是使不同加工点深度的脉冲激光束在基板的相同扫描线上扫描多次而形成裂纹的情况下的说明图，是基板截面上的照射图案的模式图。ON(涂色)为照射区域，OFF(白色)为不照射区域。图15A是照射的扫描的第一层与第二层同相的情况，即在第一层与第二层中照射脉冲位置的上下关系一致的情况。图15B是照射的扫描的第一层与第二层异相的情况，即在第一层与第二层中照射脉冲位置的上下关系错开的情况。
图16A、图16B是按照图15的条件进行了切割的情况下的切割面的光学照片。图16A为同相的情况，图16B为异相的情况。上侧的照片成为低倍率，下侧的照片成为高倍率。如此，通过台位置与脉冲选择器的动作开始位置同步，由此能够精度良好地控制照射的扫描的第一层与第二层的关系。
另外，图16A、图16B所示的被加工基板为厚度150μm的蓝宝石基板。在这种情况下，切割所需的切割力，在同相的情况下为0.31N，在异相的情况下为0.38N，同相时的切割特性优良。
另外，此处例示了使照射/不照射的脉冲数在第一层与第二层中相同的情况，但还能够在第一层与第二层中成为不同的照射/不照射的脉冲数而找出最佳的条件。
此外，例如，为了进一步提高照射光斑位置的精度，而优选使台的移动与时钟信号同步。该情况例如能够通过使从加工控制部26送到XYZ台部20的台移动信号S5(图1)与时钟信号S1同步来实现。
如本实施方式的激光切片方法那样，由于形成到达基板表面、且在被加工基板表面上连续的裂纹，因此之后的基板的切割变得容易。例如，即使是如蓝宝石基板那样硬质的基板，通过将到达基板表面的裂纹作为切割或切断的起点而人为地施加力，也能够使切割变得容易，能够实现优良的切割特性。因此，切片的生产率提高。
在裂纹形成步骤中，在将脉冲激光束连续地照射在基板上的方法中，例如即使将台移动速度、聚光透镜的数值孔径、照射光功率等最佳化，也难以将在基板表面上连续地形成的裂纹控制为所希望的形状。如本实施方式那样，通过以光脉冲单位来断续地切换脉冲激光束的照射和不照射而将照射图案最佳化，由此能够控制到达基板表面的裂纹的产生，能够实现具备优良的切割特性的激光切片方法。
即，例如能够在基板表面上形成沿着激光的扫描线的大致直线的连续的宽度较窄的裂纹。通过形成这种大致直线的连续的裂纹，在切片时，能够使裂纹对形成在基板上的LED等器件产生的影响最小化。此外，例如能够形成直线的裂纹，因此能够使在基板表面上形成裂纹的区域的宽度变窄。因此，能够使设计上的切片宽度变窄。因此，能够增大形成在相同基板或晶片上的器件的芯片数，还有助于器件的制造成本削减。
另外，第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域中的脉冲激光束的照射中断，在第一金属膜剥离步骤或第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中进行即可。
此外，脉冲激光束的照射的中断的方法为，如果如上述那样使用照射控制部25，则能够与加工表部30中存储的加工表独立地控制照射图案。因此，有如下优点，例如即使在LED100的配置间距“a”、“b”变化了的情况下，也能够容易地变更照射图案。
不过，例如为了简化激光切片装置的构成，也可以通过预先在加工表部30中存储的加工表中记述脉冲激光束的照射的中断部位，由此进行照射的中断。
图17A、图17B是本实施方式的变形例的激光切片方法的说明图。对于第一及第二金属膜剥离步骤，以通过1列的脉冲激光束的照射来进行各个照射的情况为例进行了说明，但为了提高金属膜的剥离特性，也可以如图17A、图17B所示，沿第一直线(L1)或第二直线(L2)，进行平行的多列、在图17A、图17B中例示出3列的情况的脉冲激光束的照射。此时，将第一直线(L1)与第二直线(L2)交叉的区域中的脉冲激光束的照射中断。在图17A、图17B中，在进行沿着第二直线(L2)的脉冲激光束的照射的第二金属膜剥离步骤中，例示了将脉冲激光束的照射中断的情况。
此外，对于裂纹形成步骤，为了提高裂纹形成特性，也可以沿第一直线(L1)或第二直线(L2)进行平行的多列的脉冲激光束的照射。
(第二实施方式)
本实施方式的激光切片方法为如下激光切片方法，将被加工基板载放在台上，产生时钟信号，射出与时钟信号同步的脉冲激光束，使被加工基板与脉冲激光束相对地移动，通过与时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制脉冲激光束的通过和截断，由此以光脉冲单位来切换脉冲激光束向被加工基板的照射和不照射，通过控制脉冲激光束的照射能量、脉冲激光束的加工点深度、及脉冲激光束的照射区域及不照射区域的长度，由此以裂纹在被加工基板表面上连续的方式，在被加工基板上形成到达基板表面的裂纹。而且，具有：第一裂纹形成步骤，沿第一直线对被加工基板照射脉冲激光束；以及第二裂纹形成步骤，沿与第一直线正交的第二直线对被加工基板照射脉冲激光束。在第一直线与第二直线交叉的区域中，在第一裂纹形成步骤或第二裂纹形成步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断。
第一实施方式的方法为，在照射脉冲激光束而除去金属膜时，在第一直线与第二直线交叉的区域中，在第一金属膜剥离步骤或第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断。本实施方式在照射脉冲激光束而形成裂纹时，采取与第一实施方式同样的方法。即，在第一直线与第二直线交叉的区域中，在第一裂纹形成步骤或第二裂纹形成步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断。因此，通过将第一实施方式的第一及第二金属膜剥离步骤置换为第一及第二裂纹形成步骤，而成为本实施方式的激光切片方法。因此，对于与第一实施方式重复的内容，省略记述。
另外，在本实施方式的情况下，被加工基板W也可以不具备金属膜。
通过上述构成，在切片线的交点，能够避免用于裂纹形成的脉冲激光束的重复照射。因此，例如，能够抑制对半导体层102(图4)赋予过度的损坏，并能够抑制LED100的发光特性劣化。
此外，在具备金属膜的被加工基板W的切片中，通过进行采用了第一实施方式和本实施方式的双方的激光切片方法，能够进一步抑制对半导体层102的损坏，并能够进一步抑制LED100的发光特性的劣化。
以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并非限定于这些具体例。在实施方式中，在激光切片方法、激光切片装置等中，对于在本发明的说明中不直接需要的部分省略了记载，但能够适宜选择使用需要的与激光切片方法、激光切片装置等有关的要素。
此外，具备本发明的要素、本领域技术人员能够适宜地进行设计变更的所有激光切片方法都包含在本发明的范围内。本发明的范围由专利请求的范围及其等同的范围来定义。
例如，在实施方式中，作为被加工基板，以在蓝宝石基板上形成LED的基板为例进行了说明。在包括蓝宝石基板那样硬质、缺乏裂开性且难以切割的基板的情况下，本发明是有用的，但被加工基板除此以外也可以是包括SiC(碳化硅)基板等半导体材料基板、压电材料基板、水晶基板、石英玻璃等玻璃基板的基板。
此外，在实施方式中，以通过使台移动而使被加工基板与脉冲激光束相对地移动的情况为例进行了说明。但是，例如也可以是如下方法：通过使用激光束扫描器等来使脉冲激光束扫描，由此使被加工基板与脉冲激光束相对地移动。
此外，在实施方式中，在裂纹形成步骤中，以使照射光脉冲数(P1)=2、不照射光脉冲数(P2)=1的情况为例进行了说明，但P1和P2的值能够为了成为最佳条件而取任意的值。此外，在实施方式中，以照射光脉冲按照光斑径的间距来反复进行照射和不照射的情况为例进行了说明，但也能够通过改变脉冲频率或台移动速度、来改变照射和不照射的间距而找出最佳条件。例如，也能够使照射和不照射的间距为光斑径的1/n或n倍。
尤其，在被加工基板为蓝宝石基板的情况下，通过使照射能量为30mW以上150mW以下、使脉冲激光束的通过为1～4光脉冲单位、使截断为1～4光脉冲单位，来使照射的间隔为1～6μm，由此能够在被加工基板表面上形成连续性及直线性良好的裂纹。
此外，对于金属膜剥离、切片加工的图案，例如能够通过设置多个照射区域寄存器、不照射区域寄存器，或者通过实时地将照射区域寄存器、不照射区域寄存器值在所希望的定时变更为所希望的值，由此实现对各种切片加工图案的对应。
此外，作为激光切片装置，以具备存储以脉冲激光束的光脉冲数来记述了金属膜剥离数据、切片加工数据的加工表的加工表部的装置为例进行了说明。但是，即使不具备这种加工表部，只要是具有以光脉冲单位来控制脉冲激光束在脉冲选择器中的通过和截断的构成的装置即可。
此外，为了进一步提高切割特性，还能够构成为，在基板表面上形成了连续的裂纹之后，进一步例如通过照射激光来对表面追加溶融加工或消融加工。
[实施例]
以下，说明关于本发明的裂纹形成步骤的实施例。
(实施例1)
通过实施方式所记载的方法，以下述条件进行了激光切片。
被加工基板：蓝宝石基板，基板厚100μm
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：50mW
激光频率：20kHz
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：2
台速度：25mm/sec
加工点深度：距离被加工基板表面约25.2μm
图18是表示实施例1的照射图案的图。如图所示，在照射一次光脉冲之后，按照光脉冲单位使不照射为2个脉冲量。以后，以照射/不照射=1/2的形式来记述该条件。另外此处，照射、不照射的间距等于光斑径。
在实施例1的情况下，光斑径为约1.2μm。因此，照射的间隔成为约3.6μm。
图19A表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。上侧的光学照片是使焦点对准基板内部的改性区域而摄影的。下侧的光学照片是使焦点对准基板表面的裂纹而摄影的。此外，图20是与裂纹的方向垂直的基板的截面SEM照片。
被加工基板为宽度约5mm的长方形，与长方形的伸长方向垂直地照射脉冲激光束，而形成了裂纹。评价了在形成了裂纹之后、使用切割器来切割所需的切割力。
(实施例2)
除了使照射/不照射=1/1以外，通过与实施例1同样的方法进行了激光切片。图19B表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
(实施例3)
除了使照射/不照射=2/2以外，通过与实施例1同样的方法进行了激光切片。图19C表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
(实施例4)
除了使照射/不照射=2/3以外，通过与实施例1同样的方法进行了激光切片。图19E表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
(比较例1)
除了使照射/不照射=1/3以外，通过与实施例1同样的方法进行了激光切片。图19D表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
在实施例1～4中，通过如上述那样地设定脉冲激光束的照射能量、加工点深度及照射不照射的间隔，由此如图19A-图19E及图20所示那样，在被加工基板表面上形成连续的裂纹。
尤其是，在实施例1的条件下，在被加工基板表面上形成有极其直线的裂纹。因此，切割后的切割部的直线性也优良。而且，实施例1的条件能够以最小的切割力来切割基板。因此，在被加工基板为蓝宝石基板的情况下，当还考虑各条件的控制性时，优选为，通过使照射能量为50±5mW、使加工点深度为25.0±2.5μm、使脉冲激光束的通过为1光脉冲单位、使截断为2光脉冲单位，由此使照射的间隔为3.6±0.4μm。
另一方面，如实施例3那样，当改性区域接近、在改性区域间的基板内部形成裂纹时，表面的裂纹蛇行，观察到产生裂纹的区域的宽度变宽的倾向。其原因可以认为是，集中在较窄的区域中的激光的功率过大。
在比较例1中，条件未被最佳化，在基板表面上未形成连续的裂纹。因此，也不能进行切割力的评价。
(实施例5)
通过实施方式所记载的方法，以下述条件进行了激光切片。
被加工基板：蓝宝石基板，基板厚100μm
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：90mW
激光频率：20kHz
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：1
台速度：25mm/sec
图21A表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。上侧的光学照片是使焦点对准基板内部的改性区域而摄影的。下侧的光学照片是使焦点对准基板表面的裂纹而摄影的。
(实施例6)
除了使照射/不照射=1/2以外，通过与实施例5同样的方法进行了激光切片。图21B表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
(实施例7)
除了使照射/不照射=2/2以外，通过与实施例5同样的方法进行了激光切片。图21C表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
(实施例8)
除了使照射/不照射=1/3以外，通过与实施例5同样的方法进行了激光切片。图21D表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
(实施例9)
除了使照射/不照射=2/3以外，通过与实施例5同样的方法进行了激光切片。图21E表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
(实施例10)
除了使照射/不照射=3/3以外，通过与实施例5同样的方法进行了激光切片。图21F表示激光切片的结果。上侧为基板上面的光学照片，下侧为比上侧低倍率的基板上面的光学照片。
在实施例5～10中，通过如上述那样设定脉冲激光束的照射能量、加工点深度及照射不照射的间隔，由此如图21A-图21F所示那样，在被加工基板表面上形成连续的裂纹。
尤其是，在实施例8的条件下，在被加工基板表面上形成有比较直线的裂纹。此外，实施例8的条件下的切割力也较小。不过，与实施例1～4的照射能量为50mW的情况相比，表面的裂纹蛇行，观察到产生裂纹的区域的宽度变宽的倾向。因此，切割部的直线性也是在50mW的情况下更优良。其原因可以认为是，在90mW的情况下，与50mW相比集中在较窄的区域中的激光的功率过大。
(实施例11)
通过实施方式所记载的方法，以下述条件进行了激光切片。
被加工基板：蓝宝石基板，基板厚100μm
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：50mW
激光频率：20kHz
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：2
台速度：25mm/sec
加工点深度：距离被加工基板表面约15.2μm
以与实施例1相比加工点深度浅10μm的条件、即与实施例1相比脉冲激光束的聚光位置更接近被加工基板表面的条件，进行了切片加工。
图22A表示激光切片的结果。使焦点对准基板内部的改性区域而摄影。照片中，右侧的线(+10μm)为实施例11的条件。为了比较，在左侧示出了仅加工点深度不同的实施例1的条件(0)。
(实施例12)
除了使照射/不照射=1/1以外，通过与实施例11同样的方法进行了激光切片。图22B表示激光切片的结果。
(实施例13)
除了使照射/不照射=2/2以外，通过与实施例11同样的方法进行了激光切片。图22C表示激光切片的结果。
(实施例14)
除了使照射/不照射=1/3以外，通过与实施例11同样的方法进行了激光切片。图22D表示激光切片的结果。
(实施例15)
除了使照射/不照射=2/3以外，通过与实施例11同样的方法进行了激光切片。图22E表示激光切片的结果。
在实施例11～15中，通过如上述那样设定脉冲激光束的照射能量、加工点深度及照射不照射的间隔，由此如图22A-图22E所示那样，在被加工基板表面上形成连续的裂纹。
不过，与实施例1～4的情况相比，在表面上露出了改性区域的较大龟裂。而且，表面的裂纹蛇行，观察到产生裂纹的区域的宽度变宽的倾向。
(实施例16)
通过实施方式所记载的方法，以下述条件进行了激光切片。
被加工基板：蓝宝石基板
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：90mW
激光频率：20kHz
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：1
台速度：25mm/sec
以与实施例5相比加工点深度浅10μm的条件、即与实施例5相比脉冲激光束的聚光位置更接近被加工基板表面的条件进行了切片加工。
图23A表示激光切片的结果。使焦点对准基板内部的改性区域而摄影。在照片中，右侧的线(+10μm)为实施例16的条件。为了比较，在左侧示出了仅加工点深度不同的实施例5的条件(0)。
(实施例17)
除了使照射/不照射=1/2以外，通过与实施例16同样的方法进行了激光切片。图23B表示激光切片的结果。
(实施例18)
除了使照射/不照射=2/2以外，通过与实施例16同样的方法进行了激光切片。图23C表示激光切片的结果。
(实施例19)
除了使照射/不照射=1/3以外，通过与实施例16同样的方法进行了激光切片。图23D表示激光切片的结果。
(实施例20)
除了使照射/不照射=2/3以外，通过与实施例16同样的方法进行了激光切片。图23E表示激光切片的结果。
(实施例21)
除了使照射/不照射=1/4以外，通过与实施例16同样的方法进行了激光切片。图23F表示激光切片的结果。
在实施例16～21中，通过如上述那样设定脉冲激光束的照射能量、加工点深度及照射不照射的间隔，由此如图23所示那样，在被加工基板表面上形成连续的裂纹。
不过，与实施例5～10的情况相比，在表面上露出了改性区域的较大龟裂。而且，表面的裂纹蛇行，观察到产生裂纹的区域的宽度变宽的倾向。因此，观察到切割后的切割部也蛇行。
以上，根据实施例1～21、比较例1的评价可知，在被加工基板的厚度为100μm的情况下，裂纹的直线性优良、因此切割部的直线性也优良、切割力也较小的实施例1的条件为最佳。
(实施例22)
通过实施方式所记载的方法，以下述条件进行了激光切片。
被加工基板：蓝宝石基板，基板厚150μm
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：200mW
激光频率：200kHz
照射光脉冲数(P1)：1
不照射光脉冲数(P2)：2
台速度：5mm/sec
加工点深度：距离被加工基板表面约23.4μm
实施例1～21为被加工基板厚为100μm的蓝宝石基板，相对于此，本实施例为被加工基板厚为150μm的蓝宝石基板。图24A表示激光切片的结果。上侧为基板的切割面的光学照片，下侧为基板截面上的照射图案的模式图。ON(涂色)为照射区域，OFF(白色)为不照射区域。
被加工基板为宽度约5mm的长方形，与长方形的伸长方向垂直地照射脉冲激光束、而形成了裂纹。评价了在形成了裂纹之后、使用切割器来进行切割所需的切割力。
(实施例23)
除了使照射/不照射=2/4以外，通过与实施例22同样的方法进行了激光切片。图24B表示激光切片的结果。
(实施例24)
除了使照射/不照射=3/5以外，通过与实施例22同样的方法进行了激光切片。图24C表示激光切片的结果。
裂纹的直线性与实施例22～23为相同程度，切割后的切割部的直线性也为相同程度。此外，实施例22的切割所需的切割力为2.39N～2.51N，实施例23为2.13N～2.80N，实施例24为1.09N～1.51N。结果可知，切割所需的切割力在使照射/不照射=3/5的实施例24的条件下最小。因此，可知在被加工基板的厚度为150μm的情况下，实施例24的条件最佳。
以上，根据实施例可知，即使在被加工基板的厚度变化了的情况下，除了脉冲激光束的照射能量、脉冲激光束的加工点深度等以外，通过与脉冲激光束所同步的相同的加工控制用的时钟信号同步地进行控制，而以光脉冲单位来切换脉冲激光束的照射和不照射，由此能够实现最佳的切割特性。
另外，在实施例中，例示了被加工基板为100μm和150μm的情况，但即使更厚的200μm、250μm的被加工基板，也能够实现最佳的切割特性。
(实施例25)
通过实施方式所记载的方法，以下述条件进行了激光切片。
被加工基板：水晶基板，基板厚100μm
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：250mW
激光频率：100kHz
照射光脉冲数(P1)：3
不照射光脉冲数(P2)：3
台速度：5mm/sec
加工点深度：距离被加工基板表面约10μm
被加工基板为宽度约5mm的长方形，与长方形的伸长方向垂直地照射脉冲激光束、而形成了裂纹。在形成了裂纹之后，使用切割器进行了切割。
图25表示激光切片的结果。图25A为基板上面的光学照片，图25B为基板截面的光学照片。如图25A、图25B所示，即使在使被加工基板为水晶基板的情况下，也在内部形成改性层，并在被加工基板表面上形成连续的裂纹。因此，能够通过切割器进行直线的切割。
(实施例26)
通过实施方式所记载的方法，以下述条件进行了激光切片。
被加工基板：石英玻璃基板，基板厚500μm
激光源：Nd：YVO4激光
波长：532nm
照射能量：150mW
激光频率：100kHz
照射光脉冲数(P1)：3
不照射光脉冲数(P2)：3
台速度：5mm/sec
加工点深度：距离被加工基板表面约12μm
被加工基板为宽度约5mm的长方形，与长方形的伸长方向垂直地照射脉冲激光束、而形成了裂纹。在形成了裂纹之后，使用切割器进行了切割。
图26表示激光切片的结果。图26为基板上面的光学照片。
(实施例27)
除了使加工点深度成为距离被加工基板表面约14μm以外，通过与实施例26同样的方法进行了激光切片。图26表示激光切片的结果。
(实施例28)
除了使加工点深度成为距离被加工基板表面约16μm以外，通过与实施例26同样的方法进行了激光切片。图26表示激光切片的结果。
(比较例2)
除了使加工点深度成为距离被加工基板表面约18μm以外，通过与实施例26同样的方法进行了激光切片。图26表示激光切片的结果。
(比较例3)
除了使加工点深度成为距离被加工基板表面约20μm以外，通过与实施例26同样的方法进行了激光切片。图26表示激光切片的结果。
如图26所示，即使在使被加工基板为石英玻璃基板的情况下，在实施例26～实施例28的条件下，也在被加工基板表面上形成连续的裂纹。因此，能够通过切割器进行直线的切割。尤其是，在实施例27中，能够形成直线性最高的裂纹，能够进行直线性较高的切割。在比较例2、3中，条件未被最佳化，在基板表面上未形成连续的裂纹。
以上，根据实施例25～28控制，即使在被加工基板从蓝宝石基板变成了水晶基板或石英玻璃基板的情况下，除了脉冲激光束的照射能量、脉冲激光束的加工点深度等以外，通过与脉冲激光束所同步的相同的加工控制用的时钟信号同步地进行控制，而以光脉冲单位来切换脉冲激光束的照射和不照射，由此能够实现最佳的切割特性。

Claims (9)

1.一种激光切片方法，是形成有LED且在表面上具备金属膜的被加工基板的激光切片方法，其特征在于，
具有：
将上述被加工基板载放在台上的步骤；
第一金属膜剥离步骤，沿第一直线对上述金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将上述金属膜剥离；
第二金属膜剥离步骤，沿与上述第一直线正交的第二直线对上述金属膜照射被散焦的脉冲激光束，将上述金属膜剥离；以及
裂纹形成步骤，对上述被加工基板的剥离了上述金属膜的区域照射脉冲激光束，在上述被加工基板上形成裂纹，
在上述第一直线与上述第二直线交叉的区域中，在上述第一金属膜剥离步骤或上述第二金属膜剥离步骤中任一方的步骤中，将脉冲激光束的照射中断，
在上述第一及第二金属膜剥离步骤中，
产生时钟信号，
射出与上述时钟信号同步的脉冲激光束，
使上述被加工基板与上述脉冲激光束相对地移动，
通过与上述时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制上述脉冲激光束的通过和截断，由此以光脉冲单位来切换上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和不照射，
将上述金属膜剥离，
在上述裂纹形成步骤中，
将被加工基板载放在台上，
产生时钟信号，
射出与上述时钟信号同步的脉冲激光束，
使上述被加工基板与上述脉冲激光束相对地移动，
通过与上述时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制上述脉冲激光束的通过和截断，由此以光脉冲单位来切换上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和不照射，
通过控制上述脉冲激光束的照射能量、上述脉冲激光束的加工点深度及上述脉冲激光束的照射区域及不照射区域的长度，由此以上述裂纹在上述被加工基板表面上连续的方式，在上述被加工基板上形成到达基板表面的裂纹。
2.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
在上述第一或第二金属膜剥离步骤中，产生具备脉冲激光束的照射的中断部位的信息的照射控制信号，使用上述照射控制信号，将上述第一直线与上述第二直线交叉的区域中的脉冲激光束的照射中断。
3.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
上述裂纹在上述被加工基板表面上大致直线地形成。
4.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
上述被加工基板的位置与上述脉冲选择器的动作开始位置同步。
5.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
上述被加工基板包括蓝宝石基板、水晶基板或玻璃基板。
6.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
上述第一及第二金属膜剥离步骤与上述裂纹形成步骤，通过相同的激光切片装置，在载放在相同的台上的状态下连续地执行。
7.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
以上述脉冲激光束的焦点位置来到上述被加工基板外的方式进行散焦。
8.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
在上述第一金属膜剥离步骤及第二金属膜剥离步骤中，进行平行的多列脉冲激光束的照射。
9.如权利要求1所述的激光切片方法，其特征在于，
上述金属膜为铜或金。
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