JP5361916B2

JP5361916B2 - Laser scribing method

Info

Publication number: JP5361916B2
Application number: JP2011022661A
Authority: JP
Inventors: 恵輔八幡; 政二清水
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: JP2012164740A

Description

本発明は、レーザスクライブ方法、特に、パルスレーザ光を脆性材料基板に照射してスクライブするレーザスクライブ方法に関する。 The present invention relates to a laser scribing method, and more particularly to a laser scribing method in which a brittle material substrate is irradiated with a pulsed laser beam for scribing.

発光ダイオード等の発光素子は、サファイア基板上に窒化物半導体を積層することによって形成されている。このようなサファイア基板等から構成される半導体ウェハには、複数の発光ダイオード等の素子が、分断予定ラインにより区画されて形成されている。そして、半導体ウェハを分断予定ラインに沿って分断するために、レーザスクライブ方法が用いられている。 A light emitting element such as a light emitting diode is formed by stacking a nitride semiconductor on a sapphire substrate. On a semiconductor wafer composed of such a sapphire substrate or the like, a plurality of elements such as light emitting diodes are formed by being partitioned by a division planned line. A laser scribing method is used to divide the semiconductor wafer along the division line.

レーザスクライブ方法は、半導体等の基板にレーザ光を照射してスクライブする方法であり、例えば特許文献１に示されている。この特許文献１に示された方法では、レーザ光の集光点の位置が基板裏面に調整され、レーザ光が分断予定ラインに沿って走査される。その後、レーザ光の集光点を基板の厚み方向に移動させ、同様に分断予定ラインに沿ってレーザ光が走査される。 The laser scribing method is a method of scribing by irradiating a substrate such as a semiconductor with laser light, and is disclosed in Patent Document 1, for example. In the method disclosed in Patent Document 1, the position of the condensing point of the laser beam is adjusted to the back surface of the substrate, and the laser beam is scanned along the planned dividing line. Thereafter, the condensing point of the laser beam is moved in the thickness direction of the substrate, and similarly, the laser beam is scanned along the planned dividing line.

また、特許文献２には、シリコン基板やガラス基板等にパルスレーザ光を照射して、基板内部に改質領域を形成し、スクライブする方法が示されている。この特許文献２に示された方法では、パルスレーザ光の集光点が基板内部に位置するように調整される。そして、パルスレーザ光が基板に照射された後、集光点の位置を変えることなく横方向に走査され、次のパルスレーザ光が照射される。このようなレーザ照射を繰り返すことにより、基板の裏面側から表面側に向かって斜めに伸びる複数の改質領域が、分断予定ラインに沿って周期的に形成される。 Further, Patent Document 2 discloses a method in which a silicon substrate, a glass substrate, or the like is irradiated with pulsed laser light to form a modified region inside the substrate and scribe. In the method disclosed in Patent Document 2, the condensing point of the pulse laser beam is adjusted so as to be located inside the substrate. Then, after the pulse laser beam is irradiated onto the substrate, it is scanned in the horizontal direction without changing the position of the condensing point, and the next pulse laser beam is irradiated. By repeating such laser irradiation, a plurality of modified regions extending obliquely from the back surface side to the front surface side of the substrate are periodically formed along the planned dividing line.

特開２００７−２１５５７号公報JP 2007-21557 A 特開２００７−１６７８７５号公報JP 2007-167875 A

ここで、特にサファイア基板上に半導体を積層して発光ダイオードを形成する場合、最終製品としての発光ダイオードの品質を劣化させないためには、レーザ照射による改質領域（加工痕）は極力少ない方が好ましい。また、端面強度等の強度を損なわないためにも、改質領域は少ない方が好ましい。一方で、改質領域が少ない場合には、スクライブ後の分断工程において、より大きな分断力が必要となり、場合によっては分断できない場合が生じる。 Here, in particular, when a light emitting diode is formed by stacking semiconductors on a sapphire substrate, in order not to deteriorate the quality of the light emitting diode as a final product, the modified region (processing trace) by laser irradiation should be as small as possible preferable. Further, in order not to impair the strength such as the end face strength, it is preferable that the number of the modified regions is small. On the other hand, when the reforming region is small, a larger dividing force is required in the dividing process after scribing, and in some cases, the dividing cannot be performed.

そこで、レーザスクライブにおいては、後工程で分断が容易で、かつ少ない（狭い）改質領域を形成する必要がある。このような目的を達成するために、基板の厚み方向に延びる線状の複数の改質領域（以下、線状加工痕と記す）を、分断予定ラインに沿って周期的に形成することが考えられる。このような線状加工痕は、特許文献１及び２に示された方法で形成することができる。 Therefore, in laser scribing, it is necessary to form a small (narrow) modified region that can be easily divided in a subsequent process. In order to achieve such an object, it is considered that a plurality of linear modified regions (hereinafter referred to as linear processing marks) extending in the thickness direction of the substrate are periodically formed along the planned dividing line. It is done. Such a linear processing mark can be formed by the method shown in Patent Documents 1 and 2.

しかし、特許文献１に示されたレーザスクライブ方法で線状加工痕を形成する場合、レーザ光の集光点を、ある位置にセットして走査した後、その位置を変えて走査する、という処理を繰り返し行う必要がある。集光点の位置を複数の位置に変更するためには、処理が煩雑になるとともに、装置構成が複雑でかつ高価になる。 However, when forming a linear processing mark by the laser scribing method disclosed in Patent Document 1, after setting the laser beam condensing point at a certain position and scanning, then changing the position and scanning. Need to be repeated. In order to change the position of the condensing point to a plurality of positions, the processing becomes complicated and the apparatus configuration is complicated and expensive.

また、特許文献２に示された方法では、集光点の位置を変更する必要はないが、ビーム強度のしきい値等のレーザ照射条件が全く示されておらず、線状加工痕を安定して形成することができない。このため、基板の表面や裏面に、線状ではなく広い面積の面状の改質領域が形成されたり、また、逆に線状加工痕が少なくなって、分断工程で大きな分断力が必要になったりする場合がある。さらに、この特許文献２では、１パルスで300μmの加工痕が形成されるので、厚さが100μm程度の基板には線状加工痕を形成することができない。 In the method disclosed in Patent Document 2, it is not necessary to change the position of the condensing point, but the laser irradiation conditions such as the threshold value of the beam intensity are not shown at all, and the linear processing trace is stabilized. Cannot be formed. For this reason, a surface modified region with a large area instead of a linear shape is formed on the front and back surfaces of the substrate, and conversely, the linear processing traces are reduced and a large dividing force is required in the dividing step. It may become. Further, in Patent Document 2, since a processing mark of 300 μm is formed by one pulse, a linear processing mark cannot be formed on a substrate having a thickness of about 100 μm.

本発明の課題は、サファイア基板等の脆性材料基板をレーザ光によってスクライブする際に、簡単な装置構成で、適切な広さの改質領域を形成できるようにすることにある。 An object of the present invention is to enable formation of a modified region having an appropriate width with a simple apparatus configuration when a brittle material substrate such as a sapphire substrate is scribed by laser light.

第１発明に係るレーザスクライブ方法は、パルスレーザ光を脆性材料基板に照射して分断予定ラインに沿ってスクライブする方法であって、第１工程と第２工程とを備えている。第１工程は、パルスレーザ光を脆性材料基板に照射するとともに、分断予定ラインに沿って走査し、脆性材料基板の表面及び裏面から離れた内部に、分断予定ラインに沿った改質層を形成する工程である。第２工程は、ビーム強度の調整されたパルスレーザ光を脆性材料基板の表面側から照射するとともに、パルスレーザ光の照射条件を同じ条件に維持したまま焦点位置の高さを固定して分断予定ラインに沿って走査して、先に照射されたパルスレーザ光によって形成された加工痕に重なる位置に次のパルスレーザ光を繰り返し照射することにより、改質層を起点として脆性材料基板の表面に向かって斜めに、脆性材料基板の表面に到達しない深さまで進行する複数の線状加工痕を分断予定ラインに沿って周期的に形成する工程である。 A laser scribing method according to a first invention is a method of irradiating a brittle material substrate with a pulsed laser beam and scribing along a planned cutting line, and includes a first step and a second step. The first step is to irradiate the brittle material substrate with a pulsed laser beam and scan along the planned cutting line, and form a modified layer along the planned cutting line inside the front and back surfaces of the brittle material substrate. It is a process to do. The second step is to irradiate the pulse laser beam with adjusted beam intensity from the surface side of the brittle material substrate, and to divide the beam by fixing the height of the focal position while maintaining the same irradiation condition of the pulse laser beam. By scanning along the line and repeatedly irradiating the next pulsed laser beam to the position that overlaps the processing mark formed by the previously irradiated pulsed laser beam, the surface of the brittle material substrate starts from the modified layer. This is a step of periodically forming a plurality of linear processing traces that progress diagonally toward a depth that does not reach the surface of the brittle material substrate along the planned dividing line.

ここで、本願発明者は、簡単な装置構成で、適切な広さの改質領域を形成できるレーザスクライブ方法を開発し、既に出願している（特願2010-193220）。このレーザスクライブ方法では、脆性材料基板の裏面から表面に向かって所定長さの線状加工痕が形成され、さらに、この線状加工痕が分断予定ラインに沿って周期的に形成される。 Here, the inventor of the present application has developed a laser scribing method capable of forming a modified region having an appropriate width with a simple apparatus configuration and has already filed an application (Japanese Patent Application No. 2010-193220). In this laser scribing method, a linear processing trace having a predetermined length is formed from the back surface to the front surface of the brittle material substrate, and the linear processing trace is periodically formed along a line to be divided.

ところで、例えば発光ダイオードにおいては、サファイア基板上に半導体が積層されて素子が形成されている。そして、このような発光ダイオードに対して先願のレーザスクライブ方法を適用する場合は、素子にダメージを与えないために、素子が形成されていない面（表面）からレーザ光が照射されることになる。すると、先願の方法では、素子が形成された面（裏面）に、線状加工痕の起点となる改質領域が形成されることになる。この場合、基板の一面（裏面）に形成された素子が、ダメージを受ける可能性がある。 By the way, in a light emitting diode, for example, a semiconductor is stacked on a sapphire substrate to form an element. And when applying the laser scribing method of the prior application to such a light emitting diode, in order not to damage the element, the laser beam is irradiated from the surface (surface) where the element is not formed. Become. Then, in the method of the prior application, a modified region serving as a starting point of the linear processing trace is formed on the surface (back surface) on which the element is formed. In this case, an element formed on one surface (back surface) of the substrate may be damaged.

そこで、本発明では、脆性材料基板の表面及び裏面から離れた内部に改質層を形成し、この基板内部の改質層を起点として線状加工痕を形成するようにしている。 Therefore, in the present invention, a modified layer is formed inside the brittle material substrate away from the front and back surfaces, and a linear processing mark is formed starting from the modified layer inside the substrate.

ここでは、少ない改質領域でスクライブラインを形成できるので、最終的な製品の品質及び強度劣化を抑えることができる。また、後工程での分断において比較的容易に分断することができる。また、改質層は基板内部に形成され、線状加工痕はこの改質層を基点として進展するので、基板の一面に素子が形成されている場合でも、素子に与えるダメージを抑えることができる。 Here, since the scribe line can be formed with a small number of modified regions, the quality and strength deterioration of the final product can be suppressed. Moreover, it can divide comparatively easily in the division | segmentation in a post process. In addition, the modified layer is formed inside the substrate, and the linear processing traces progress from the modified layer as a base point. Therefore, even when the element is formed on one surface of the substrate, damage to the element can be suppressed. .

第２発明に係るレーザスクライブ方法は、第１発明のレーザスクライブ方法において、第２工程では、パルスレーザ光のビーム強度が、改質層で8.8×10¹²W/m²を越え、表面までの基板内部において8.8×10¹²W/m²を下回るように調節される。 The laser scribing method according to the second invention is the laser scribing method according to the first invention. In the second step, the beam intensity of the pulse laser beam exceeds 8.8 × 10 ¹² W / m ² in the modified layer, and reaches the surface. It is adjusted to be lower than 8.8 × 10 ¹² W / m ² inside the substrate.

ここでは、基板内部の改質層においてパルスレーザ光のビーム強度がしきい値（8.8×10¹²W/m²）を越えるので、パルスレーザ光を走査すると、レーザ加工痕は改質層を起点として表面に向かって斜め上方に進行する。そして、表面までの基板内部において、ビーム強度はしきい値（8.8×10¹²W/m²）を下回るので、しきい値を下回った時点で線状加工痕の上方への進行は止まり、再び改質層にレーザ加工痕が形成される。以上の繰り返しによって、改質層から表面に到達しない深さまで延びる線状加工痕が分断予定ラインに沿って周期的に形成される。 Here, since the beam intensity of the pulse laser beam exceeds the threshold value (8.8 × 10 ¹² W / m ² ) in the modified layer inside the substrate, when the pulse laser beam is scanned, the laser processing trace starts from the modified layer. It progresses diagonally upward toward the surface. And since the beam intensity is below the threshold value (8.8 × 10 ¹² W / m ² ) inside the substrate up to the surface, when the value falls below the threshold value, the upward progress of the linear processing trace stops, and again Laser processing marks are formed in the modified layer. By repeating the above, linear processing traces extending from the modified layer to a depth that does not reach the surface are periodically formed along the planned dividing line.

第３発明に係るレーザスクライブ方法は、第２発明のレーザスクライブ方法において、第２工程では、脆性材料基板において、単位体積当たりに吸収されるエネルギが1.5×10¹⁰ J/m³以下になるようにレーザ照射及び走査条件が調節される。 A laser scribing method according to a third invention is the laser scribing method according to the second invention, wherein in the second step, the energy absorbed per unit volume in the brittle material substrate is 1.5 × 10 ¹⁰ J / m ³ or less. The laser irradiation and scanning conditions are adjusted.

レーザ照射及び走査において、第２発明の条件でかつ単位体積当たりに吸収されるエネルギが2.0×10¹⁰ J/m³を越えると、隣接する線状加工痕がつながったような面状の加工痕が形成され、改質領域を小さくすることができない。そこで、ここでは、レーザ照射及び走査条件が、単位体積当たりに吸収されるエネルギが2.0×10¹⁰ J/m³以下になるように調節される。 In laser irradiation and scanning, if the energy absorbed per unit volume under the conditions of the second invention exceeds 2.0 × 10 ¹⁰ J / m ³ , surface processing traces that are connected by adjacent linear processing traces Thus, the modified region cannot be reduced. Therefore, here, the laser irradiation and scanning conditions are adjusted so that the energy absorbed per unit volume is 2.0 × 10 ¹⁰ J / m ³ or less.

第４発明に係るレーザスクライブ方法は、第１から第３発明のレーザスクライブ方法において、脆性材料はサファイアである。 A laser scribing method according to a fourth invention is the laser scribing method of the first to third inventions, wherein the brittle material is sapphire.

第５発明に係るレーザスクライブ方法は、第１発明のレーザスクライブ方法において、第２工程では、繰り返し照射されるパルスレーザ光がオーバラップするようにレーザ照射及び走査条件が調節される。 The laser scribing method according to a fifth aspect of the present invention is the laser scribing method of the first aspect, wherein in the second step, the laser irradiation and scanning conditions are adjusted so that the pulsed laser beams repeatedly irradiated overlap.

以上のような本発明では、サファイア基板等の脆性材料基板をスクライブする際に、簡単な装置構成で、適切な広さの改質領域を形成することができる。また、基板に素子が形成されている場合に、素子へのダメージを抑えることができる。 In the present invention as described above, when a brittle material substrate such as a sapphire substrate is scribed, a modified region having an appropriate width can be formed with a simple apparatus configuration. Further, when an element is formed on the substrate, damage to the element can be suppressed.

本発明の一実施形態による加工方法によって分断される半導体ウェハの外観斜視図。1 is an external perspective view of a semiconductor wafer divided by a processing method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による加工方法を実施するためのレーザ加工装置の概略構成図。The schematic block diagram of the laser processing apparatus for enforcing the processing method by one Embodiment of this invention. 基板内部に形成された改質層の顕微鏡写真を示す図。The figure which shows the microscope picture of the modified layer formed in the inside of a board | substrate. 基板内部に形成された線状加工痕の顕微鏡写真を示す図。The figure which shows the microscope picture of the linear process trace formed in the inside of a board | substrate. 線状加工痕の形成メカニズムを説明するための図。The figure for demonstrating the formation mechanism of a linear process trace. 線状加工痕が形成されるしきい値を検討するための装置構成図。The apparatus block diagram for examining the threshold value in which a linear process trace is formed. 厚みが150μmのサファイア基板におけるビーム半径と焦点位置との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the beam radius and focus position in a 150-micrometer-thick sapphire substrate. 表面のみに加工痕が形成された基板内部の顕微鏡写真を示す図。The figure which shows the microscope picture inside the board | substrate with which the process trace was formed only in the surface. 図７のシミュレーション結果から予測される結果と実験結果との比較を示す図。The figure which shows the comparison with the result estimated from the simulation result of FIG. 7, and an experimental result. 厚みが200μmのサファイア基板におけるビーム半径と焦点位置との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the beam radius and focus position in a 200-micrometer-thick sapphire substrate. 裏面に加工痕が形成された基板内部の顕微鏡写真を示す図。The figure which shows the microscope picture inside the board | substrate with which the process trace was formed in the back surface. 図１０のシミュレーション結果から予測される結果と実験結果との比較を示す図。The figure which shows the comparison with the result estimated from the simulation result of FIG. 10, and an experimental result. 裏面加工と線状加工との境界を説明するための基板内部の顕微鏡写真を示す図。The figure which shows the microscope picture inside a board | substrate for demonstrating the boundary of back surface processing and linear processing. 単位体積当たりに吸収されるエネルギと加工状態との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the energy absorbed per unit volume, and a processing state.

［加工対象］
図１は、本発明の一実施形態によるレーザスクライブ方法が適用される半導体ウェハの一例である。この図１に示す半導体ウェハ１は、サファイア基板２上に窒化物半導体が積層されて形成されたものであり、複数の発光ダイオード等の発光素子３が分割予定ライン４によって区画されて形成されている。 [Processing target]
FIG. 1 is an example of a semiconductor wafer to which a laser scribing method according to an embodiment of the present invention is applied. A semiconductor wafer 1 shown in FIG. 1 is formed by laminating nitride semiconductors on a sapphire substrate 2, and is formed by dividing a plurality of light emitting elements 3 such as light emitting diodes by dividing lines 4. Yes.

［レーザ加工装置］
図２は、本発明の一実施形態による加工方法を実施するためのレーザ加工装置５の概略構成を示したものである。レーザ加工装置５は、レーザ光線発振器や制御部を含むレーザ光線発振ユニット６と、レーザ光を所定の方向に導くための複数のミラーを含む伝送光学系７と、伝送光学系７からのレーザ光を集光させるための集光レンズ８と、を有している。なお、ウェハ１はテーブル９に載置されており、レーザ光とウェハ１が載置されるテーブル９とは、相対的に上下方向に移動が可能であるとともに、水平面内で相対移動が可能となっている。 [Laser processing equipment]
FIG. 2 shows a schematic configuration of a laser processing apparatus 5 for performing a processing method according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 5 includes a laser beam oscillation unit 6 including a laser beam oscillator and a control unit, a transmission optical system 7 including a plurality of mirrors for guiding the laser beam in a predetermined direction, and a laser beam from the transmission optical system 7. And a condensing lens 8 for condensing the light. The wafer 1 is placed on the table 9, and the laser beam and the table 9 on which the wafer 1 is placed can move relatively in the vertical direction and can move relatively in the horizontal plane. It has become.

［レーザスクライブ方法］
以上のようなレーザ加工装置５を用いたレーザスクライブ方法は以下の通りである。 [Laser scribing method]
The laser scribing method using the laser processing apparatus 5 as described above is as follows.

＜第１工程＞
まず、レーザ光線発振ユニット６において、パルスレーザ光の出力パワー等の加工条件を制御する。そして、このパルスレーザ光をサファイア基板２に照射して、サファイア基板２の表面及び裏面から離れた内部に、改質領域を形成する。なお、パルスレーザ光は基板を透過する透過型のレーザである。さらに、このパルスレーザ光を分断予定ラインに沿って走査する。これにより、基板内部に、分断予定ラインに沿った改質層が形成される。 <First step>
First, the laser beam oscillation unit 6 controls processing conditions such as the output power of the pulse laser beam. Then, this pulsed laser beam is irradiated onto the sapphire substrate 2 to form a modified region inside the sapphire substrate 2 away from the front and back surfaces. Note that the pulse laser beam is a transmissive laser that passes through the substrate. Further, this pulsed laser beam is scanned along the planned dividing line. As a result, a modified layer is formed in the substrate along the planned dividing line.

図３（ａ）（ｂ）に、基板内部に形成された改質層の具体例を示している。いずれの例も、試料として、厚みが330μm のサファイア基板を用いている。 3A and 3B show specific examples of the modified layer formed inside the substrate. In each example, a sapphire substrate having a thickness of 330 μm is used as a sample.

−例１−
図３（ａ）のレーザ照射条件は、以下の通りである。
波長：1064 nm
パルス幅：20 ps
パルスエネルギー：1.4μJ
走査速度：500 mm/s
レーザ照射方向：表面から
焦点位置：z=−100 μm
この例１では、基板の厚み方向のほぼ中間部に改質層Ｍ１が形成されている。 -Example 1-
The laser irradiation conditions in FIG. 3 (a) are as follows.
Wavelength: 1064 nm
Pulse width: 20 ps
Pulse energy: 1.4μJ
Scanning speed: 500 mm / s
Laser irradiation direction: Focus position from the surface: z = -100 μm
In this example 1, the modified layer M1 is formed in the almost middle part in the thickness direction of the substrate.

−例２−
図３（ｂ）のレーザ照射条件は、以下の通りである。
波長：1064 nm
パルス幅：20 ps
パルスエネルギー：1.0μJ
走査速度：50 mm/s
レーザ照射方向：表面から
焦点位置：z=−140 μm
この例２では、基板内部で裏面に近い領域に改質層Ｍ２が形成されている。 -Example 2-
The laser irradiation conditions in FIG. 3 (b) are as follows.
Wavelength: 1064 nm
Pulse width: 20 ps
Pulse energy: 1.0μJ
Scanning speed: 50 mm / s
Laser irradiation direction: Focus position from surface: z = −140 μm
In Example 2, the modified layer M2 is formed in a region near the back surface inside the substrate.

なお、例１及び２では、焦点位置以外に、繰り返し周波数、出力、及び走査速度を変更しているが、焦点位置のみを変更することによって改質層が形成される位置（深さ）を変更することが可能である。 In Examples 1 and 2, the repetition frequency, output, and scanning speed are changed in addition to the focal position, but the position (depth) at which the modified layer is formed is changed by changing only the focal position. Is possible.

＜第２工程＞
次に、パルスレーザ光の出力パワー等の加工条件を制御し（詳細は後述）、このパルスレーザ光をサファイア基板２に照射する。その後、レーザ光の焦点（ここでは「集光点」と同様）の位置を固定したまま、レーザ光を分断予定ラインに沿って相対的に移動させて走査する。これにより、基板内部の顕微鏡写真である図４に示すように、改質領域としての複数の線状のレーザ加工痕１０が分断予定ラインに沿って周期的に形成される。このようにして、ウェハ１は分断予定ラインに沿ってスクライブされる。なお、図４では基板裏面を起点として線状加工痕が形成された例を示しているが、本発明では、基板裏面ではなく、第１工程で形成された改質層を起点として線状加工痕が形成される。 <Second step>
Next, processing conditions such as the output power of the pulse laser beam are controlled (details will be described later), and the sapphire substrate 2 is irradiated with this pulse laser beam. Thereafter, the laser beam is moved relatively along the planned dividing line while the position of the focus of the laser beam (similar to the “condensing point” here) is fixed, and scanning is performed. As a result, as shown in FIG. 4 which is a micrograph of the inside of the substrate, a plurality of linear laser processing marks 10 as the modified regions are periodically formed along the planned dividing line. In this way, the wafer 1 is scribed along the planned cutting line. FIG. 4 shows an example in which linear processing marks are formed starting from the back surface of the substrate. However, in the present invention, linear processing is performed starting from the modified layer formed in the first step, not the back surface of the substrate. A scar is formed.

以上のようにして、基板内部に周期的な線状加工痕１０が形成された後は、この線状加工痕１０が形成された部分に曲げ応力を加えることによって、スクライブラインに沿って容易にウェハ１を分断することができる。 As described above, after the periodic linear processing marks 10 are formed inside the substrate, bending stress is applied to the portion where the linear processing marks 10 are formed, so that it can be easily performed along the scribe line. The wafer 1 can be divided.

［線状加工痕の形成メカニズム］
第２工程における線状加工痕の形成メカニズムを、図５を用いて説明する。図５（ａ）で示すように、焦点位置が基板内部の改質層Ｍ付近になるようにレーザ照射条件を設定し、レーザ光を照射する。なお、レーザ光の条件については、後述する。レーザ光が照射されると、同図（ｂ）で示すように、あるレーザパルス（以下、単に「パルス」と記載することもある）によって改質層Ｍに加工痕１０ａが形成される。 [Mechanism of formation of linear processing marks]
The formation mechanism of the linear processing marks in the second step will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, the laser irradiation conditions are set so that the focal position is in the vicinity of the modified layer M inside the substrate, and the laser beam is irradiated. The laser light conditions will be described later. When the laser beam is irradiated, a processing mark 10a is formed in the modified layer M by a certain laser pulse (hereinafter also simply referred to as “pulse”) as shown in FIG.

焦点位置も含めてレーザ照射条件を同じ条件に維持したまま、レーザ光を走査する（同図（ｃ））。すると、レーザパルスがオーバラップし、先の加工痕１０ａ上に次のパルスが照射され、これにより、同図（ｄ）で示すように、先の加工痕１０ａに接して新しい加工痕１０ｂが形成される。以上の加工が繰り返されることによって、同図（ｅ）〜（ｇ）で示すように、線状の加工痕１０が形成される。 The laser beam is scanned while maintaining the same laser irradiation condition including the focal position ((c) in the figure). Then, the laser pulses overlap, and the next processing mark 10a is irradiated with the next pulse, thereby forming a new processing mark 10b in contact with the previous processing mark 10a as shown in FIG. Is done. By repeating the above processing, a linear processing mark 10 is formed as shown in FIGS.

レーザ光は、常に焦点位置が基板内部の改質層Ｍ付近に設定されているので、基板内部において、レーザビームの径は上方に行くにしたがって広くなり、このため単位面積当たりのビーム強度は弱くなる。そして、次々と形成される加工痕１０が基板表面に到達する前に、所定の深さ位置でビーム強度がある値を下回ると、それ以上加工痕１０は上昇しなくなり、再び改質層Ｍに加工痕１０ｃが形成される。この様子を、図５（ｈ）（ｉ）に示している。 Since the focal position of the laser beam is always set in the vicinity of the modified layer M inside the substrate, the diameter of the laser beam becomes wider in the substrate as it goes upward, so that the beam intensity per unit area is weak. Become. Then, before the processing marks 10 that are formed one after another reach the substrate surface, if the beam intensity falls below a certain value at a predetermined depth position, the processing marks 10 will not rise any further, and again become the modified layer M. A machining mark 10c is formed. This state is shown in FIGS. 5 (h) and (i).

以上のような加工の繰り返しによって、図５（ｊ）に示すように、複数の線状加工痕１０が分断予定ラインに沿って周期的に形成される。 By repeating the processing as described above, as shown in FIG. 5 (j), a plurality of linear processing marks 10 are periodically formed along the planned cutting line.

［線状加工痕が形成されるしきい値］
次に、前述のような線状加工痕が形成されるビーム強度のしきい値について説明する。ここで、以下のような計算条件で、サファイア基板の内部におけるビーム径を計算した結果を、図７以降に示している。なお、基板内部におけるビーム径は、図６に示すｄである。また、図７以降では、説明の便宜上、線状加工痕の起点を基板裏面としているが、本発明では、線状加工痕の起点は、基板裏面ではなく、第１工程で基板内部に形成された改質層Ｍである。このため、以下の説明における「基板裏面」は、本件発明の「基板内部の改質層」に対応するものである。 [Threshold for forming linear processing marks]
Next, a description will be given of the threshold value of the beam intensity at which the linear processing trace as described above is formed. Here, the results of calculating the beam diameter inside the sapphire substrate under the following calculation conditions are shown in FIG. The beam diameter inside the substrate is d shown in FIG. In FIG. 7 and subsequent figures, for convenience of explanation, the starting point of the linear processing trace is the back surface of the substrate. However, in the present invention, the starting point of the linear processing trace is formed inside the substrate in the first step, not the back surface of the substrate. The modified layer M. Therefore, the “substrate back surface” in the following description corresponds to the “modified layer inside the substrate” of the present invention.

＜計算条件＞
レーザ波長：355nm
入射ビーム径（図６のＤo）：5mm
エムスクエア：1.2
集光レンズ８の焦点：20mm
サファイア屈折率：1.76
＜計算結果１：基板厚み150μm＞
図７に、厚みが150μmの試料（サファイア基板）において、焦点位置を、基板表面位置を「0」として＋50μmから−250μmまで７段階で変化させた場合のビーム半径と高さ（基板表面を「0」とした）との計算結果を示している。なお、図７はビームの片側のみを示しており、実際のレーザ光のビーム形状は、ビーム半径「0」を挟んで対称となる。また、例えば焦点位置「−50μm」では、−100μmの位置でビームが集光しているが、これは、レーザ光がサファイア基板内部では屈折するからであり、各焦点位置はレーザ光が空気中を進行した場合の値を示すものである。 <Calculation conditions>
Laser wavelength: 355nm
Incident beam diameter (Do in FIG. 6): 5 mm
M Square: 1.2
Focus point of condenser lens 8: 20mm
Sapphire refractive index: 1.76
<Calculation result 1: Substrate thickness 150 μm>
FIG. 7 shows the beam radius and height when the focus position is changed from +50 μm to −250 μm in seven steps with the substrate surface position set to “0” in a sample (sapphire substrate) having a thickness of 150 μm (the substrate surface is “ The calculation result is “0”. FIG. 7 shows only one side of the beam, and the actual beam shape of the laser beam is symmetric with respect to the beam radius “0”. For example, at the focal position “−50 μm”, the beam is focused at a position of −100 μm because the laser light is refracted inside the sapphire substrate, and the laser light is in the air at each focal position. It shows the value when progressing.

この図７の条件において、以下のことを仮定する。 Under the conditions of FIG. 7, the following is assumed.

仮定１：ビーム半径8μm以下でのビーム強度で加工痕の形成が可能である。 Assumption 1: A processing mark can be formed with a beam intensity with a beam radius of 8 μm or less.

仮定２：基板内部や表面の加工痕未形成領域では、しきい値以上の強度でも加工痕は形成されない。ビーム半径8μm以下でのビーム強度であっても基板内部からは線状加工痕が形成されないが、基板の裏面（「基板内部の改質層」に相当）からは線状加工痕が形成される。 Assumption 2: No processing trace is formed in the substrate or on the surface where the processing trace is not formed, even if the strength is higher than the threshold value. Even if the beam intensity is 8 μm or less, no linear processing marks are formed from the inside of the substrate, but linear processing marks are formed from the back surface of the substrate (corresponding to “modified layer inside the substrate”). .

以上のような仮定の下では、図７の基板内部のビーム半径から、焦点位置と加工痕の関係は以下のようになると推測される（計算結果から予測される状態）。 Under the assumptions as described above, it is presumed that the relationship between the focal position and the processing mark is as follows from the beam radius inside the substrate in FIG. 7 (state predicted from the calculation result).

＋50μm ： ×（加工不可）
0 ： ×（加工不可）
−50μm ： ○（表面加工）
−100μm ： ◎（線状加工）
−150μm ： ×（加工不可）
−200μm ： ×（加工不可）
−250μm −
ここで、「表面加工」とは、図５に示した加工痕の形成メカニズムにおいて、レーザのビーム強度が基板内部の全域（全厚み）において強く、加工痕が基板表面にまで到達する加工である。具体的には、図７の焦点位置「−50μm」のビーム形状を見ると、試料(基板)内部の全厚みにおいてビーム半径8μm以下である。このため、基板内部の全域においてビーム強度は高く、加工痕は表面まで到達する。 + 50μm: × (Cannot be processed)
0: × (cannot be processed)
-50μm: ○ (Surface processing)
−100μm: ◎ (Linear processing)
-150μm: × (Cannot be processed)
-200μm: × (Cannot be processed)
−250μm −
Here, the “surface processing” is processing in which the laser beam intensity is strong in the entire area (total thickness) inside the substrate and the processing trace reaches the substrate surface in the mechanism for forming the processing marks shown in FIG. . Specifically, looking at the beam shape at the focal position “−50 μm” in FIG. 7, the beam radius is 8 μm or less in the entire thickness inside the sample (substrate). For this reason, the beam intensity is high throughout the substrate, and the processing trace reaches the surface.

このように、加工痕が基板表面まで達する表面加工では、基板表面の浅い範囲ですべてのエネルギが吸収される。そして、単位体積当たりに吸収されるエネルギが、あるしきい値を超えると、図８に示されるように、基板表面において均一な深さの改質領域の層１２が形成される。このような表面加工では、目的とする線状加工痕は形成されない。 As described above, in the surface processing in which the processing trace reaches the substrate surface, all energy is absorbed in a shallow range of the substrate surface. When the energy absorbed per unit volume exceeds a certain threshold value, a modified region layer 12 having a uniform depth is formed on the substrate surface as shown in FIG. In such surface processing, the intended linear processing trace is not formed.

また、「加工不可」とは、基板内部の全域（全厚み）においてレーザのビーム強度が低く、線状加工痕は形成されず、表面や裏面等に不均一に加工痕が形成されるような加工である。 In addition, “unprocessable” means that the laser beam intensity is low in the entire area (total thickness) inside the substrate, linear processing traces are not formed, and processing traces are formed unevenly on the front surface or the back surface. It is processing.

そして、図７の焦点位置「−100μm」では、基板裏面からほぼ基板厚みの中間位置（約−75μm）までビーム半径が8μm以下である。したがって、基板裏面からほぼ半分の深さまで線状加工痕が形成されると推測される。 At the focal position “−100 μm” in FIG. 7, the beam radius is 8 μm or less from the back surface of the substrate to the middle position of the substrate thickness (about −75 μm). Accordingly, it is presumed that a linear processing mark is formed from the back surface of the substrate to almost half the depth.

図９に、以上のようなシミュレーションから推測される結果と実験結果（レーザ出力3.2W）を示す。この図９から明らかなように、焦点位置「−100μm」においては、走査速度を変えても線状加工痕（表において、「◎」は線状加工痕が形成されたことを示している）が形成されている。したがって、前述のようなレーザ照射条件で「ビーム半径8μm」をしきい値とした仮定が正しかったことがわかる。 FIG. 9 shows the results inferred from the above simulation and the experimental results (laser output 3.2 W). As can be seen from FIG. 9, at the focal position “−100 μm”, even if the scanning speed is changed, a linear processing mark (in the table, “◎” indicates that a linear processing mark was formed). Is formed. Therefore, it can be seen that the assumption that the “beam radius of 8 μm” is the threshold value under the laser irradiation conditions as described above was correct.

＜計算結果２：基板厚み200μm＞
図１０に、厚みが200μmのサファイア基板において、焦点位置を、基板表面位置を「0」として＋50μmから−250μmまで７段階で変化させた場合のビーム半径と高さ（基板表面を「0」とした）との計算結果を示している。なお、この図１０の条件においても、前述と同様に、仮定１及び２を仮定する。 <Calculation result 2: Substrate thickness 200 μm>
FIG. 10 shows the beam radius and height when the focus position is changed from +50 μm to −250 μm in seven steps with the substrate surface position set to “0” in a sapphire substrate having a thickness of 200 μm (the substrate surface is set to “0”). The calculation result is shown. Note that assumptions 1 and 2 are also assumed under the conditions of FIG.

この場合は、図１０の基板内部のビーム半径から、焦点位置と加工痕の関係は以下のようになると推測される（計算結果から予測される状態）。 In this case, it is estimated from the beam radius inside the substrate in FIG. 10 that the relationship between the focal position and the processing mark is as follows (state predicted from the calculation result).

＋50μm ： ×（加工不可）
0 ： ×（加工不可）
−50μm ： ○（表面加工）
−100μm ： ◎（線状加工）
−150μm ： △（裏面加工）
−200μm ： ×（加工不可）
−250μm −
ここで、「裏面加工」とは、図５に示した加工痕の形成メカニズムにおいて、加工痕の上昇する高さが低く、裏面の狭い範囲ですべてのエネルギが吸収されて、基板裏面（「基板内部の改質層」に相当）近傍に均一な深さの改質領域の層が形成される加工である。なお、前述のように、本発明では、線状加工痕の起点を、基板裏面ではなく、基板内部に形成された改質層Ｍとしている。このため、「裏面加工」とは、正確には、第１工程で形成された改質層の近傍に面状に加工痕が形成される加工である。 + 50μm: × (Cannot be processed)
0: × (cannot be processed)
-50μm: ○ (Surface processing)
−100μm: ◎ (Linear processing)
-150μm: △ (Back side processing)
-200μm: × (Cannot be processed)
−250μm −
Here, the “back surface processing” means that the processing mark formation mechanism shown in FIG. 5 has a low rising height of the processing marks, and all energy is absorbed in a narrow range of the back surface, and the substrate back surface (“substrate This is a process in which a layer of a modified region having a uniform depth is formed in the vicinity. As described above, in the present invention, the starting point of the linear processing trace is the modified layer M formed inside the substrate, not the back surface of the substrate. For this reason, the “back surface processing” is precisely processing in which a processing mark is formed in a planar shape in the vicinity of the modified layer formed in the first step.

具体的には、図１０の焦点位置「−150μm」のビーム形状を見ると、試料（基板）内部の裏面近傍のみがビーム半径8μm以下である。このため、加工痕は線状加工のように上昇せず、図１１に示すように、基板裏面において均一な深さ（厚み）の改質領域の層（面状の加工痕）１３が形成される。この場合も、目的とする線状加工痕は形成されない。 Specifically, when the beam shape at the focal position “−150 μm” in FIG. 10 is viewed, only the vicinity of the back surface inside the sample (substrate) has a beam radius of 8 μm or less. For this reason, the processing trace does not rise like the linear processing, and as shown in FIG. 11, a layer (planar processing trace) 13 of a modified region having a uniform depth (thickness) is formed on the back surface of the substrate. The Also in this case, the intended linear machining trace is not formed.

そして、図１０の焦点位置「−100μm」では、基板裏面から約−75μmの高さまでビーム半径が8μm以下であり、この範囲にわたって線状加工痕が形成されると推測される。 Then, at the focal position “−100 μm” in FIG. 10, the beam radius is 8 μm or less from the back surface of the substrate to a height of about −75 μm, and it is estimated that a linear processing mark is formed over this range.

図１２に、以上のようなシミュレーションから推測される結果と実験結果（レーザ出力3.2W）を示す。この図１２から明らかなように、焦点位置「−100μm」においては、走査速度を変えても線状加工痕が形成されている。したがって、前述のようなレーザビーム条件で「ビーム半径8μm」をしきい値とした仮定が正しかったことがわかる。 FIG. 12 shows the results inferred from the above simulation and the experimental results (laser output 3.2 W). As is apparent from FIG. 12, at the focal position “−100 μm”, a linear processing mark is formed even if the scanning speed is changed. Therefore, it can be seen that the assumption that the threshold of “beam radius 8 μm” was used under the laser beam conditions as described above was correct.

＜まとめ＞
以上から、加工痕にレーザパルスがオーバラップして照射されたとき、先の加工痕に接して新しい加工痕が形成されるレーザ光のビーム強度は、出力3.2W、周波数120MHz、パルス幅15ps、ビーム半径8μmであることから、8.8×10¹² W/m²であることがわかる。 <Summary>
From the above, when laser pulses overlap and irradiate the processing trace, the beam intensity of the laser beam that forms a new processing trace in contact with the previous processing trace is output 3.2 W, frequency 120 MHz, pulse width 15 ps, Since the beam radius is 8 μm, it can be seen that it is 8.8 × 10 ¹² W / m ² .

すなわち、ビーム強度が、線状加工痕の起点となる改質層Mの部分でしきい値を超えると、加工痕が上昇する。そして、線状加工痕が基板表面に到達するまでにビーム強度がしきい値を下回ると、その位置で加工痕の上昇が止まり、再び改質層Ｍから加工痕が形成され、結果的に、周期的な線状加工痕が、改質層Ｍを起点として形成されることになる。 That is, when the beam intensity exceeds the threshold value in the portion of the modified layer M that is the starting point of the linear processing trace, the processing trace rises. When the beam intensity falls below the threshold before the linear processing trace reaches the substrate surface, the processing trace stops rising at that position, and the processing trace is formed again from the modified layer M. As a result, Periodic linear processing marks are formed starting from the modified layer M.

［線状加工痕と面状加工痕との間のしきい値］
ここで、前述のように、「裏面加工」では、線状加工痕が周期的に形成されるのではなく、基板内部の改質層の近傍において、走査方向に隣接する線状加工痕がつながったような面状の加工痕が形成される。このような面状の加工痕が形成される「面状加工」と、線状加工痕が形成される「線状加工」と、の境界について以下に検討する。 [Threshold between linear machining trace and planar machining trace]
Here, as described above, in “back surface processing”, linear processing marks are not periodically formed, but linear processing marks adjacent in the scanning direction are connected in the vicinity of the modified layer inside the substrate. A planar processing trace is formed. The boundary between “planar processing” in which such planar processing traces are formed and “linear processing” in which linear processing traces are formed will be discussed below.

図１３は、厚み200μmのサファイア基板に対して、集光点の位置を−150μmに設定し、走査速度を200mm/sでレーザを照射し、走査した場合の基板内部の顕微鏡写真である。なお、他のレーザ照射条件は前述の条件と同様である。 FIG. 13 is a micrograph of the inside of the substrate when the sapphire substrate having a thickness of 200 μm is scanned by irradiating a laser at a scanning speed of 200 mm / s with the focal point position set to −150 μm. Other laser irradiation conditions are the same as those described above.

この図１３では、裏面加工（面状加工）痕の中に、部分的に線状加工痕が形成されているのが観察される。すなわち、この図１３に示された加工における条件が、面状加工と線状加工の境界の条件であると推測される。図１３における加工の、単位体積当たりに吸収されるエネルギは、以下の式で求めることができる。 In FIG. 13, it is observed that a linear processing mark is partially formed in the back surface processing (planar processing) mark. That is, it is presumed that the conditions in the machining shown in FIG. 13 are the boundary conditions between the planar machining and the linear machining. The energy absorbed per unit volume of the processing in FIG. 13 can be obtained by the following equation.

出力(J/s)÷（走査速度（m/s）×改質層サイズ(m)×ビーム直径(m)）
具体的には、図１２の例では、単位体積当たりに吸収されるエネルギは、
3.2(J/s)／（200（mm/s）×72(μm)×14.6(μm)）＝1.5×10¹⁰（J/m³）
となる。図１４に、様々な加工結果について、単位体積当たりに吸収されるエネルギを計算した結果を示す。この図１４から、面状加工になる場合は、単位体積当たりに吸収されるエネルギが2.0×10¹⁰（J/m³）以上であることがわかる。以上より、単位体積当たりに吸収されるエネルギ2.0×10¹⁰（J/m³）をしきい値として加工状態が変化し、しきい値以下では線状加工痕が形成され、しきい値を越えると隣接する線状加工痕がつながったような面状の加工痕が形成されると考えられる。 Output (J / s) ÷ (scanning speed (m / s) x modified layer size (m) x beam diameter (m))
Specifically, in the example of FIG. 12, the energy absorbed per unit volume is
3.2 (J / s) / (200 (mm / s) x 72 (μm) x 14.6 (μm)) = 1.5 x 10 ¹⁰ (J / m ³ )
It becomes. FIG. 14 shows the results of calculating the energy absorbed per unit volume for various processing results. From FIG. 14, it can be seen that in the case of surface processing, the energy absorbed per unit volume is 2.0 × 10 ¹⁰ (J / m ³ ) or more. As described above, the machining state changes with the energy absorbed per unit volume of 2.0 × 10 ¹⁰ (J / m ³ ) as a threshold, and linear machining traces are formed below the threshold, exceeding the threshold. It is considered that a planar processing trace is formed in which linear processing traces adjacent to each other are connected.

［まとめ］
以上をまとめると、サファイア基板の内部に、周期的な線状加工痕を形成するためには、以下の条件で加工することが必要である。 [Summary]
In summary, in order to form periodic linear processing marks inside the sapphire substrate, it is necessary to perform processing under the following conditions.

(1) 透過性のパルスレーザを基板に照射すること。 (1) Irradiate the substrate with a transmissive pulse laser.

(2) レーザパルスをオーバラップさせること。 (2) To overlap laser pulses.

(3) 基板裏面で、ビーム強度が8.8×10¹² W/m²以上であること。 (3) On the back side of the substrate, the beam intensity must be 8.8 × 10 ¹² W / m ² or more.

(4) 基板表面までの間に、ビーム強度が8.8×10¹² W/m²を下回ること。 (4) The beam intensity must be less than 8.8 × 10 ¹² W / m ² between the substrate surface.

(5) 単位体積当たりに吸収されるエネルギが、2.0×10¹⁰（J/m³）以下であること。 (5) The energy absorbed per unit volume is 2.0 × 10 ¹⁰ (J / m ³ ) or less.

以上のような条件でサファイア基板を加工することによって、分断予定ラインに沿って周期的な線状加工痕を形成することができる。そして、このような線状加工痕を形成することによって、基板の強度を著しく劣化させることなく、後工程での分断を容易に行うことができる。また、サファイア基板の品質の劣化を抑えることができ加工痕面積を小さく抑えることができ、最終製品として例えば発光ダイオードを形成した場合には、発光効率の良い素子を形成することができる。 By processing the sapphire substrate under the conditions as described above, periodic linear processing marks can be formed along the planned dividing line. By forming such a linear processing mark, it is possible to easily perform division in a subsequent process without significantly deteriorating the strength of the substrate. In addition, deterioration of the quality of the sapphire substrate can be suppressed, and the area of the processing trace can be reduced. For example, when a light emitting diode is formed as the final product, an element with high light emission efficiency can be formed.

特に、基板内部に改質層を形成し、この改質層を起点として線状加工痕を形成しているので、基板の表面又は裏面に形成された素子へのダメージを抑えることができる。 In particular, since the modified layer is formed inside the substrate and the linear processing marks are formed starting from the modified layer, damage to the elements formed on the front surface or the back surface of the substrate can be suppressed.

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。 [Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

前記の第１工程及び第２工程の具体例では、各工程でレーザ光の波長を変えているが、両工程で同じ波長にするのが好ましいことはもちろんである。 In the specific examples of the first step and the second step, the wavelength of the laser beam is changed in each step, but it is needless to say that the same wavelength is preferable in both steps.

前記実施形態では、ウェハを構成する基板として、サファイア基板を例にとって説明したが、他の脆性材料基板においても本発明を同様に適用することができる。ただし、しきい値は基板材質によって異なる。 In the embodiment, the sapphire substrate has been described as an example of the substrate constituting the wafer. However, the present invention can be similarly applied to other brittle material substrates. However, the threshold value varies depending on the substrate material.

２サファイア基板
４分断予定ライン
１０レーザ加工痕
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ３改質層
2 Sapphire substrate 4 Line to be cut 10 Laser processing mark M, M1 to M3 Modified layer

Claims

パルスレーザ光を脆性材料基板に照射して分断予定ラインに沿ってスクライブするレーザスクライブ方法であって、
パルスレーザ光を脆性材料基板に照射するとともに、前記分断予定ラインに沿って走査し、前記脆性材料基板の表面及び裏面から離れた内部に、前記分断予定ラインに沿った改質層を形成する第１工程と、
ビーム強度の調整されたパルスレーザ光を前記脆性材料基板の表面側から照射するとともに、前記パルスレーザ光の照射条件を同じ条件に維持したまま焦点位置の高さを固定して分断予定ラインに沿って走査して、先に照射されたパルスレーザ光によって形成された加工痕に重なる位置に次のパルスレーザ光を繰り返し照射することにより、前記改質層を起点として前記脆性材料基板の表面に向かって斜めに、前記脆性材料基板の表面に到達しない深さまで進行する複数の線状加工痕を分断予定ラインに沿って周期的に形成する第２工程と、
を備えたレーザスクライブ方法。 A laser scribing method of irradiating a brittle material substrate with a pulsed laser beam and scribing along a planned cutting line,
A pulse laser beam is irradiated onto the brittle material substrate and scanned along the planned cutting line, and a modified layer is formed along the planned cutting line inside the brittle material substrate away from the front and back surfaces. 1 process,
A pulse laser beam with adjusted beam intensity is emitted from the surface side of the brittle material substrate , and the height of the focal position is fixed while keeping the pulse laser beam irradiation condition at the same condition , along the line to be divided. Scanning , and repeatedly irradiating the next pulsed laser beam to a position overlapping the processing mark formed by the previously irradiated pulsed laser beam , starting from the modified layer toward the surface of the brittle material substrate. And a second step of periodically forming a plurality of linear processing traces that proceed to a depth that does not reach the surface of the brittle material substrate along a line to be divided,
A laser scribing method comprising:

前記第２工程では、パルスレーザ光のビーム強度が、前記改質層で8.8×10¹²W/m²を越え、表面までの基板内部において8.8×10¹² W/m²を下回るように調節される、請求項１に記載のレーザスクライブ方法。 In the second step, the beam intensity of the pulsed laser beam, wherein in the reforming layer exceed 8.8 × 10 ¹² W / m ^2, is adjusted to the substrate interior to the surface below 8.8 × 10 ¹² W / m ² The laser scribing method according to claim 1.

前記第２工程では、脆性材料基板において、単位体積当たりに吸収されるエネルギが2.0×10¹⁰ J/m³以下になるようにレーザ照射及び走査条件が調節される、請求項２に記載のレーザスクライブ方法。 ^{3. The} laser according to claim 2, wherein in the second step, laser irradiation and scanning conditions are adjusted so that energy absorbed per unit volume is 2.0 × 10 ¹⁰ J / m ³ or less in the brittle material substrate. Scribe method.

前記脆性材料はサファイアである、請求項１から３のいずれかに記載のレーザスクライブ方法。 The laser scribing method according to claim 1, wherein the brittle material is sapphire.

前記第２工程では、繰り返し照射されるパルスレーザ光がオーバラップするようにレーザ照射及び走査条件が調節される、請求項１に記載のレーザスクライブ方法。 In the second step, the pulsed laser beam is repeatedly irradiated is adjusted laser irradiation and scanning conditions such overlap, Les Zasukuraibu method according to Claim 1.