TWI432279B - Laser processing method and laser processing device - Google Patents
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Description
本發明是關於沿著裁斷預定線裁斷板狀加工對象物用的雷射加工方法及雷射加工裝置。
沿著裁斷預定線裁斷板狀加工對象物的技術有稱為刀具切削法的技術(例如,參照日本專利文獻1)。刀具切削法中,在張貼於環形外框的可擴張薄片上黏貼板狀的加工對象物,將此固定在載放台上,藉高速旋轉的切削刀具沿著裁斷預定線裁斷加工對象物。此時,為了防止對於包圍加工對象物的外框造成損傷,僅在外框內側的區域,使切削刀具相對於加工對象物相對地移動。
另一方面,沿著裁斷預定線裁斷板狀加工對象物用的雷射加工方法是在張貼於環形外框的可擴張薄片上黏貼板狀加工對象物,將此固定在載放台上,以聚光用透鏡將聚光點對焦在加工對象物的內部照射加工用雷射光,藉此沿著裁斷預定線在加工對象物的內部形成構成為裁斷起點的改質區域(例如,參閱日本專利文獻2)。
以上的雷射加工方法中,與刀具切削法不同,包含外框外側的區域,有必須相對於加工對象物使聚光用透鏡相對移動的必要性。其理由是如下述。亦即,相對於加工對象物的聚光用透鏡的相對移動速度在形成等速狀態下,為了對加工對象物照射加工用雷射光,在對於加工對象物的
所光用透鏡的相對移動距離,必須加上相對移動距離行程等速為止的加速距離。另外,例如將可擴張薄片向著周圍擴張,具有可以改質區域作為裁斷的起點沿著裁斷預定線裁斷加工對象物的場合,但是為了實現確實的裁斷,則必須對於加工對象物盡可能減小其外框。
日本專利文獻1:特開2006-13312號公報
日本專利文獻2:特開2004-273895號公報
但是,如上述的雷射加工方法中,存在有以下的問題。例如,測定用雷射光以聚光用透鏡聚光,檢測測定用雷射光的反射光的光量,其光量超過預定臨界值時,為了在加工對象物的內部形成改值區域,加工用雷射光必須以聚光用透鏡聚光。此時,包含外框外側的區域,相對於加工對象物相對地移動聚光用透鏡,因此會使得具有與加工對象物相同高反射率的外框誤辨識為加工對象物,而對於外框照射加工用雷射造成外框的損傷,以至於會有對加工對象物造成損傷之虞。
因此,本發明是有鑒於上述問題所研創而成,提供在張貼於環形外框的可擴張薄片上所黏貼的板狀加工對象物的內部形成改質區域時,防止對於外框照射加工用雷射光造成損傷的雷射加工方法及雷射加工裝置為目的。
為了達成上述目的,本發明涉及的雷射加工方法,在張貼於環形外框的可擴張薄片上所黏貼的板狀加工對象物的內部,將聚光點以聚光用透鏡對焦照射加工用雷射光,藉此沿著加工對象物的裁斷預定線,在加工對象物的內部形成構成為裁斷起點的改質區域的雷射加工方法,其特徵為,包含:具有比上述加工對象物的外徑大且比上述外框的內徑小的外徑的加工區域,設定在加工對象物與外框之間具有外型的加工區域的步驟;及沿著含裁斷預定線的線上使聚光用透鏡及加工對象物的至少一方相對移動,聚光用透鏡位在加工區域時,以聚光用透鏡將測定用雷射光朝著加工區域聚光,檢測加工對象物的透鏡光照射面所反射的測定用雷射光的反射光,藉此將加工用雷射光的聚光點以雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,而一邊調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距離,一邊將加工用雷射光以聚光用透鏡朝著加工對象物聚光,在加工對象物的內部形成改質區域的步驟,在加工對象物的內部形成改質區域的步驟中,沿著橫切外框的上述線上使聚光用透鏡及加工對象物的至少一方相對地移動,聚光用透鏡從一方側到達線與加工區域外型一方的交點上為止,不進行根據調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距離用之測定用雷射光的反射光的光量的運算處理,在加工對象物的厚度方向將聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且對加工對象物之加工用雷射光的照射為停止的狀態,聚光用透鏡從線與加工區域外
型的一方交點上到達線與加工對象物外緣一方的交點上為止,根據來自可擴張薄片的測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,在加工對象物的厚度方向將聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且相對於加工對象物之加工用雷射光的照射為停止的狀態,聚光用透鏡從線與加工對象物的外緣一方的交點上到達線與加工對象物外緣的另一方的交點上為止,根據來自加工對象物的測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,一邊調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距離,並且實施對加工對象物之加工用雷射光的照射。
又,本發明涉及的雷射加工方法,在張貼於環形外框的可擴張薄片上所黏貼的板狀加工對象物的內部,將聚光點以聚光用透鏡對焦照射加工用雷射光,藉此沿著加工對象物的裁斷預定線,在加工對象物的內部形成構成為裁斷起點的改質區域的雷射加工方法,其特徵為,包含:具有比加工對象物的外徑大且比外框的內徑小的外徑的加工區域,設定在加工對象物與外框之間具有外型的加工區域的步驟;相對於加工對象物之加工用雷射光的照射為停止的狀態,沿著含裁斷預定線的線上使聚光用透鏡及加工對象物的至少一方相對移動,聚光用透鏡位在加工區域時,以聚光用透鏡將測定用雷射光朝著加工區域聚光,檢測加工對象物的雷射光照射面所反射的測定用雷射光的反射光,藉此將聚光用透鏡的聚光位置以雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,一邊調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距
離,取得並記錄其調整有關調整資訊的步驟;沿著含裁斷預定線的線上相對地移動聚光用透鏡及加工對象物的至少一方,聚光用透鏡位在加工區域上時,在對加工對象物照射加工用雷射光的狀態下,使已記錄的調整資訊重現,一邊調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距離,一邊將加工用雷射光以聚光用透鏡朝著加工對象物聚光,在加工對象物的內部形成改質區域的步驟。
另外,為了達成上述目的,本發明涉及的雷射加工裝置,將聚光點對焦於板狀加工對象物的內部,照射加工用雷射光,藉此沿著上述加工對象物的裁斷預定線,將形成裁斷起點的改質區域形成在上述加工對象物的內部,其特徵為,具備:載放台,載放有張貼於環形外框的可擴張薄片所黏貼的上述加工對象物;雷射單元,具有:射出上述加工用雷射光的加工用雷射光源,及射出測定用雷射光的測定用雷射光源;及聚光用透鏡,上述加工用雷射光及上述測定用雷射光的聚光用,具有比上述加工對象物的外徑大且比上述外框的內徑小的外徑的加工區域,設定在上述加工對象物與上述外框之間具有外型的加工區域,取得含上述裁斷預定線的線與上述加工區域之上述外型的一方交點及另一方交點的座標,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少其中一方相對地移動,在上述聚光用透鏡到達上述一方交點上之後到上述聚光用透鏡到達上述另一方交點上為止的期間,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,以上述聚光用透鏡將上述測定用雷射光朝
著上述加工區域聚光,檢測上述加工對象物的雷射光照射面所反射的上述測定用雷射光的反射光,藉此將上述加工用雷射光的聚光點以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,而一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,一邊使上述加工用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工對象物聚光,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域時,沿著橫切上述外框的上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對地移動,上述聚光用透鏡從一方側到達上述線與上述加工區域外型一方的交點上為止,不進行根據調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離用之上述測定用雷射光的反射光的光量的運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且對上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工區域外型的一方交點上到達上述線與上述加工對象物外緣一方的交點上為止,根據來自上述可擴張薄片的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工對象物的外緣一方的交點上到達上述線與上述加工對象物外緣的另一方的交點上為止的期間,根據來自上述加工對象物的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處
理,調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,並且實施對上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射。
又,本發明涉及的雷射加工裝置,將聚光點對焦於板狀加工對象物的內部,照射加工用雷射光,藉此沿著上述加工對象物的裁斷預定線,將形成裁斷起點的改質區域形成在上述加工對象物的內部,其特徵為,具備:載放台,載放有張貼於環形外框的可擴張薄片所黏貼的上述加工對象物;雷射單元,具有:射出上述加工用雷射光的加工用雷射光源,及射出測定用雷射光的測定用雷射光源;及聚光用透鏡,上述加工用雷射光及上述測定用雷射光的聚光用,具有比上述加工對象物的外徑大且比上述外框的內徑小的外徑的加工區域,設定在上述加工對象物與上述外框之間具有外型的加工區域,取得含上述裁斷預定線的線與上述加工區域之上述外型的一方交點及另一方交點的座標,相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少其中一方相對地移動,在上述聚光用透鏡到達上述一方交點上之後到上述聚光用透鏡到達上述另一方交點上為止的期間,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,以上述聚光用透鏡將上述測定用雷射光朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工對象物的雷射光照射面所反射的上述測定用雷射光的反射光,藉此將聚光用透鏡的聚光位置以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,而一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,取得並
記錄其調整的相關調整資訊,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少其中一方相對地移動,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,在對上述加工對象物照射上述加工用雷射光的狀態下,使已記錄的上述調整資訊重現,一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,一邊使上述加工用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工對象物聚光,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域。
該等雷射加工方法及雷射加工裝置中,沿著含加工對象物的裁斷預定線的線上相對地移動聚光用透鏡及加工對象物的至少一方,聚光用透鏡位在加工對象物與外框之間具有外型的加工區域上時,以聚光用透鏡將測定用雷射光朝著加工區域聚光,檢測加工對象物的雷射光照射面所反射的測定用雷射光的反射光。並且,根據,測定用雷射光的反射光的檢測結果,加工用雷射光的聚光點以雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,一邊調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距離,一邊將加工用雷射光以聚光用透鏡朝著加工對象物聚光,在加工對象物的內部形成改質區域。如上述,該等雷射加工方法中,聚光用透鏡位在加工對象物與外框之間具有外型的加工區域上時,以聚光用透鏡將加工用雷射光朝著加工對象物聚光,在加工對象物的內部形成改質區域。因此,包含外框外側的區域,聚光用透鏡即使對於加工對象物相對地移動,仍可防止將外框誤辨識為加工對象物,對於外框照射加工對象物導致外框的損
傷。
再者,改質區域是將聚光點對焦在加工對象物的內部照射雷射光,藉此在加工對象物的內部產生多光子吸收之其他的光吸收所形成。
本發明所涉及的雷射加工方法及雷射加工裝置中,聚光用透鏡位在加工區域上時,將測定用雷射光以聚光用透鏡朝著加工區域聚光,檢測加工區域所反射測定用雷射光的反射光的光量,光量超過預定的臨界值時,以調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距離,使加工用雷射光的聚光點以雷射光照射面為基準對焦在預定的位置為佳。藉此可以雷射光照射面為基準在預定的位置精度良好地形成改質區域。
本發明所涉及的雷射加工方法及雷射加工裝置中,聚光用透鏡位在加工區域上時,將測定用雷射光以聚光用透鏡朝著加工區域聚光,檢測加工區域所反射的測定用雷射光之反射光的光量,光量超過預定的臨界值時,以調整雷射光照射面與聚光用透鏡的距離使附加有非點像差的測定用雷射光的反射光的聚光像形成一定為佳。藉此,加工對象物的雷射光照射面即使形成面震顫時,從雷射光照射面到一定距離的位置上仍可精度良好地形成改質區域。
本發明所涉及的雷射加工方法及雷射加工裝置中,是以改質區域作為裁斷的起點,沿著裁斷預定線裁斷加工對象物為佳。可藉此沿著裁斷預定線可精度良好地裁斷加工對象物。
本發明所涉及的雷射加工方法及雷射加工裝置中,加工對象物具備半導體基板,改質區域有包含融化處理區域的場合。
根據本發明,在張貼於環形外框的可擴張薄片上所黏貼的板狀加工對象物的內部形成改質區域時,可防止對於外框照射加工用雷射光造成損傷。
以下,針對本發明的較佳實施型態,參照圖示加以詳細說明。本實施型態的雷射加工方法是為了在加工對象物的內部形成改質區域而利用多光子吸收的現象。在此,最初藉著多光子吸收針對形成改質區域用的雷射加工方法加以說明。
光子的能源hν
小於材料吸收的帶隙EG
時形成光學透明。因此,材料上產生吸收的條件是hν
>EG
。但是,即使是光學透明雷射光的強度非常大時,在nhν
>EG
的條件(n=2,3,4,‥)下材料會產生吸收。此一現象稱為多光子吸收。脈衝波的場合,雷射光的強度是以雷射光聚光點的峰值功率密度(W/cm2
)來決定,例如峰值功率密度在1×108
(W/cm2
)以上的條件下產生多光子吸收。峰值功率密度是以(聚光點之雷射光的每1脈衝的能源)÷(雷射光的束斑剖面積×脈衝寬度)所求得。並且,連續波的場合,雷射光
的強度是以雷射光聚光點的電場強度(W/cm2
)來決定。
針對利用如上述多光子吸收的本實施型態所涉及雷射加工方法的原理,參照第1圖~第6圖說明如下。如第1圖表示,晶圓狀(板狀)的加工對象物1的表面3具有裁斷加工對象物1用的裁斷預定線5。裁斷預定線5為呈直線型延伸的假設線。本實施型態所涉及雷射加工方法中,如第2圖表示,在產生多光子吸收的條件下將聚光點P對焦在加工對象物1的內部,照射雷射光L形成改質區域7。此外,聚光點P則是指雷射光L聚光的位置。又,裁斷預定線5不限於直線形也可以是曲線形,不限於假設線也可以在加工對象物1上繪出實際的線。
另外,雷射光沿著裁斷預定線5(即,第1圖的箭頭A方向)相對地移動,藉以使聚光點P沿著裁斷預定線5移動。藉此如第3圖~第5圖表示,使改質區域7沿著裁斷預定線5形成在加工對象物1的內部,使得該改質區域7形成裁斷起點區域8。在此,裁斷起點區域8是意味著裁斷加工對象物1時形成裁斷(裂縫)起點的區域。該裁斷起點區域8有因為連續形成改質區域7而形成的場合,也有因為斷續形成改質區域7而形成的場合。
本實施型態所涉及雷射加工方法中,由於加工對象物1的表面3幾乎不吸收雷射光L,因此加工對象物1的表面3不會融化。
加工對象物1的內部形成裁斷起點區域8時,由於以該裁斷起點區域8為起點容易產生裂縫,因此如第6圖表
示,可以比較小的力裁斷加工對象物1。因此,在加工對象物1的表面3不致產生不必要的裂縫,可以高精度裁斷加工對象物1。
進行以該裁斷起點區域8為起點的加工對象物1的裁斷,可考慮以下的2方式。其中之一是在裁斷起點區域8形成後,對於加工對象物1施加人為的力,藉此以裁斷起點區域8為起點使加工對象物1破裂,裁斷加工對象物1的場合。這是例如加工對象物1的厚度大的場合進行的裁斷。施加人為的力是例如沿著加工對象物1的裁斷起點區域8對於加工對象物1施以彎曲應力或剪應力,賦予加工對象物1溫差藉以產生熱應力。其他之一是藉著裁斷起點區域8的形成,以裁斷起點區域8為起點朝著加工對象物1的剖面方向(厚度方向)形成自然破裂,根據結果裁斷加工對象物1的場合。這是例如加工對象物1的厚度小的場合,可藉著1列改質區域7形成裁斷起點區域8,加工對象物8的厚度大的場合,可藉著在厚度方向形成複數列的改質區域7形成裁斷起點區域8。此外,該自然破裂的場合,同樣在裁斷處,不致在對應未形成裁斷起點區域8位置的部份的表面3上為止先行產生破裂,僅可以裁斷對應形成裁斷起點區域8位置的部份,因此可良好地控制切斷。近年來,由於矽晶圓等的加工對象物1的厚度有逐漸變薄的傾向,因此以上控制性良好的切斷方法極為有效。
接著,本實施型態所涉及雷射加工方法中,藉多光子吸收所形成的改質區域有以下的(1)~(3)的場合。
(1)改質區域包含1個或複數個裂縫的裂縫區域的場合
聚光點對焦在加工對象物(例如玻璃或LiTaO3
所構成的壓電材料)的內部,聚光點的電場強度為1×108
(W/cm2
)以上且脈衝寬度為1μs以下的條件下照射雷射光。該脈衝寬度的大小持續產生多光子吸收對於加工對象物的表面不致造成多餘的破壞,僅對於加工對象物的內部形成裂縫區域的條件。藉此,在加工對象物的內部發生因多光子吸收造成光學損傷的現象。根據該光學損傷在加工對象物的內部引起熱應變,因此在加工對象物的內部形成裂縫區域。電場強度的上限值例如為1×1012
(W/cm2
)。脈衝寬度例如以1ns~200ns為佳。再者,多光子吸收之裂縫區域的形成是例如第45次雷射熱加工研究會論文集(1998年,12月)的第23頁~第28頁的「固體雷射高頻的玻璃基板的內部標示」所記載。
本發明人藉著實驗求得電場強度與裂縫大小的關係。實驗條件如下。
(A)加工對象物:pyrex(商標登記)玻璃(厚度700μm)
(B)雷射
光源:半導體雷射激勵Nd:YAG雷射
波長:1064nm
雷射光束斑剖面積:3.14×10-8
cm2
振盪型態:Q開關脈衝
重複頻率:100kHz
脈衝寬度:30ns
輸出:輸出<1mJ/脈衝
雷射光品質:TEM00
偏光特性:直線偏光
(C)聚光用透鏡
對於雷射光波長的穿透率:60%
(D)載放加工對象物的載放台的移動速度:100mm/秒
再者,雷射光品質為TEM00
是意味著聚光性高可聚光至雷射光的波長程度為止。
第7圖是表示上述實驗結果的圖表。橫軸為峰值功率密度,雷射光為脈衝雷射光,電場強度是以峰值功率密度表示。縱軸是表示藉1脈衝的雷射光形成在加工對象物內部的裂縫部份(裂縫斑)的大小。形成裂縫斑聚集的裂縫區域。裂縫斑的大小是形成裂縫斑形狀中最大長度的部份的大小。圖表中的黑點表示的數據是聚光用透鏡(C)的倍率為100倍,開口數(NA)為0.80的場合。另一方面,圖表中的白點表示的數據是聚光用透鏡(C)的倍率為50倍、開口數(NA)為0.55的場合。從峰值功率密度1011
(W/cm2
)程度在加工對象物的內部產生裂縫斑,可得知隨著峰值功率密度的增大裂縫斑也隨之增大。
接著,針對根據加工區域形成之加工對象物裁斷的機制,參照第8~第11圖說明如下。如第8圖表示,在多光子吸收產生的條件下將聚光點P對焦在加工對象物1的內
部,照射雷射光L沿著裁斷預定線在內部形成裂縫區域9。裂縫區域9為包含1個或複數個裂縫的區域。以上所形成的裂縫區域9是形成裁斷起點區域。如第9圖表示,以裂縫區域9為起點(亦即,以裁斷起點區域為起點)使裂縫更為成長,如第10圖表示,裂縫到達加工對象物1的表面3與內面21,如第11圖表示,藉著加工對象物1的切斷將加工對象物1裁斷。到達加工對象物1的表面3與內面21的裂縫有自然成長的場合,也有力施加在加工對象物1使其成長的場合。
(2)改質區域為融化處理區域的場合
聚光點對焦在加工對象物(例如矽晶圓的半導體材料)的內部,聚光點的電場強度在1×108
(W/cm2
)以上且脈衝寬度為1μs以下的條件照射雷射光。藉此,加工對象物的內部藉著多光子吸收進行局部加熱。藉著此一加熱在加工對象物的內部形成融化處理區域。融化處理區域為一旦融化後再固化的區域,或確實的融化狀態區域,或從融化狀態再固化的狀態的區域,也有相變化的區域或結晶構造變化的區域。又,融化處理區域在單晶構造、非晶構造、多晶構造中,某構造也會變化為其他構造的區域。即,例如意味著從單晶構造變化為非晶構造的區域,從單晶構造變化為多晶構造的區域,從單精構造變化為含非晶構造及多晶構造的構造的區域。加工對象物為矽單晶構造的場合,融化處理區域為例如非晶矽構造。電場強度的上限值為例如1×1012
(W/cm2
)。脈衝寬度是例如以1ns~200ns為佳。
本發明人以實驗確認出在矽晶圓的內部形成有融化處理區域。實驗條件如下述。
(A)加工對象物:矽晶圓(厚度350μm、外徑4英吋)
(B)雷射
光源:半導體雷射激勵Nd:YAG雷射
波長:1064nm
雷射光斑剖面積:3.14×10-8
cm2
振盪型態:Q開關脈衝
重複頻率:100kHz
脈衝寬度:30ns
輸出:20μJ/脈衝
雷射光品質:TEM00
偏光特性:直線偏光
(C)聚光用透鏡
倍率:50倍
N.A.:0.55
相對於雷射光波長的穿透率:60%
(D)載放加工對象物的載放台的移動速度:100mm/秒
第12圖是表示藉上述條件的雷射加工所裁斷之矽晶圓一部分的剖面照片的圖。在矽晶圓11的內部形成有融化處理區域13。另外,藉上述條件所形成融化處理區域13厚度方向的大小為100μm左右。
說明利用多光子吸收形成融化處理區域13。第13圖是表示雷射光波長與矽基板內部的穿透率的關係圖表。但
是,除去矽基板的表面側與內面側的各個反射成份,僅顯示內部的穿透率。針對矽基板的厚度t分別為50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm顯示上述關係。
例如Nd:YAG雷射的波長為1064nm中,矽基板的厚度為500μm以下的場合,可得知雷射光80%以上可穿透矽基板的內部。第12圖表示的矽晶圓11的厚度為350μm,因此藉多光子吸收的融化處理區域13形成在矽晶圓11的中心附近,即從表面175μm的部份。此時的穿透率參考厚度200μm的矽晶圓時,形成90%以上,因此雷射光僅些微被矽晶圓11的內部所吸收,幾乎全部穿透。這是意味著矽晶圓11的內部吸收雷射光,融化處理區域13並非形成在矽晶圓11的內部(即以雷射光的通常加熱形成融化處理區域),而是藉著多光子吸收形成融化處理區域13。利用多光子吸收之融化處理區域的形成例如焊接會全國大會演講概要第66集(2000年4月)的第72頁~第73頁的「根據皮秒(picosecond)脈衝雷射之矽的加工特性評估」所記載。
再者,矽晶圓是以融化處理區域所形成裁斷起點區域為起點產生朝著剖面方向的裂縫,使其裂縫到達矽晶圓的表面與內面,其結果可得以裁斷。到達矽晶圓的表面與內面的該裂縫也有自然成長的場合,也有力施加在矽晶圓而成長的場合。並且,從裁斷起點區域到矽晶圓的表面與內面的裂縫為自然成長的場合,會有形成裁斷起點區域的融化處理區域從融化的狀態讓裂縫成長的場合,及形成裁斷
起點區域的融化處理區域從融化的狀態再固化時裂縫成長場合的其中之一。但是,任意的場合,融化處理區域僅形成在矽晶圓的內部,在裁斷後的裁斷面上如第12圖表示僅在內部形成融化處理區域。如上述,加工對象物的內部藉融化處理區域形成裁斷起點區域時,切斷時,由於不容易產生從裁斷起點區域線偏移的不必要裂縫,因此切斷控制容易。並且融化處理區域的形成不僅是多光子吸收為原因的場合,也有其他吸收為原因的場合。
(3)改質區域為折射率變化區域的場合
聚光點對焦在加工對象物(例如玻璃)的內部,聚光點的電場強度在1×108
(W/cm2
)以上且脈衝寬度為1ns以下的條件照射雷射光。使脈衝寬度縮得極短,在加工對象物的內部引起多光子吸收時,多光子吸收所產生的能源不能轉換成熱能,在加工對象物的內部感應離子價數變化、結晶化或分極配向等的持久構造變化而形成折射率變化區域。電場強度的上限值例如為1×1012
(W/cm2
)。脈衝寬度例如以1ns以下為佳,尤以1ps以下更佳。根據多光子吸收之折射率變化區域的形成是例如第42次雷射熱加工研究會論文集(1997年,11月)的第105頁~第111頁的「藉飛秒(femtosecond)雷射照射對玻璃內部的光感應構造形成」所記載。
以上,藉多光子吸收所形成的改質區域雖已說明(1)~(3)的場合,但是考慮晶圓狀加工對象物的結晶構造與其劈開性等如下述形成裁斷起點區域時,以其裁斷起點區
域作為起點,可以更小的力並更為高精度裁斷加工對象物。
亦即,矽等菱形構造的單晶半導體所構成的基板的場合,是在沿著(111)面(第1劈開面)或(110)面(第2劈開面)的方向形成裁斷起點區域為佳。又,GaAs等的閃鋅礦型構造的Ⅲ-V族化合物半導體所構成基板的場合是以沿著(110)面的方向形成裁斷起點區域為佳。並且,具有藍寶石(Al2
O3
)等六角晶系結晶構造的基板的場合,(0001)面(C面)為主面是以沿著(1120)面(A面)或(1100)面(M面)的方向形成裁斷起點區域為佳。
再者,沿著應形成上述裁斷起點區域的方向(例如,沿著單晶矽基板的(111)面的方向),或正交於應形成上述裁斷起點區域的方向,在基板上形成定向平面時,以其定向平面為基準,可容易且正確地將沿著應形成裁斷起點區域方向的裁斷起點區域形成在基板上。
接著,針對本發明的較佳實施型態說明如下。
如第14圖及第15圖表示,加工對象物1,具備:厚度100μm的矽晶圓(半導體基板)11,及包含複數個功能元件15形成在矽晶圓11的表面11a的功能元件層16。功能元件15是例如藉結晶成長所形成的半導體動作層、光電二極管等的受光元件、雷射二極管等的發光元件或者作為電路所形成的電路元件等,矽晶圓11的定向平面6的平行方向及垂直方向上多數形成為矩陣形。
如上述將以上所構成的加工對象物1依各個功能元件
15裁斷。首先,如第16圖表示,在張貼於圓環型外框22的擴張帶(可擴張薄片)23上黏貼加工對象物1的內面。並且,將加工對象物1的表面3朝著上側,將保持加工對象物1的外框22及擴張帶23固定在雷射加工裝置100的載放台101上。接著設定裁斷預定線5呈格子狀以通過相鄰的功能元件15、15間(參照第14圖)。並且,以加工對象物1的表面3作為雷射光入射面,將聚光點P隊交在矽晶圓11的內部照射加工用雷射光L1,藉此沿著各裁斷預定線5在矽晶圓11的內部形成溶化處理區域13。接著,將保持加工對象物1的外框22及擴張帶23安裝在擴張帶擴張裝置(未圖示)上,使擴張帶23朝著周圍擴張,藉此以溶化處理區域13作為裁斷的起點,沿著才段預定線5裁斷加工對象物1的同時,使裁斷所獲得多數的半導體晶片彼此分開。藉著上述,可以沿著裁斷預定線5精度良好地裁斷加工對象物1。再者,溶化處理區域13有混合裂縫的場合。
在此,針對雷射加工裝置100說明如下。如第16圖表示,雷射加工裝置100,具備:水平載放加工對象物1的載放台101;雷射單元102;及與載放台101及雷射單元102分別連接的移動控制部103。移動控制部103使載放台101在水平方向(X軸方向及Y軸方向)移動的同時,使雷射單元102在鉛直方向(Z軸方向)移動。
雷射單元102具有使得加工用雷射光L1脈衝振盪的加工用雷射光源104。從該加工用雷射光源104所射出的
加工用雷射光L1依序通過選擇性進行加工用雷射光L1的通過及截止的光閘105、擴大光束尺寸的光束擴張器106,穿透分光鏡107之後,藉著聚光用透鏡108聚光而照射在加工對象物1上。另外,聚光用透鏡108安裝有微調整其Z軸方向位置用的壓電元件109。
另外,雷射單元102具有射出照射在後述的加工區域30用之測定用雷射光L2的測定用雷射光源111。從測定用雷射光源111所射出的測定用雷射光L2被以鏡子112、半反射鏡113、分光鏡107依序反射,將加工用雷射光L1的光軸上朝著下方進行之後,藉著聚光用透鏡108聚光照射在加工區域30上。
照射在加工區域30的測定用雷射光L2被以加工區域30所反射,其測定用雷射光的反射光L2在再射入到聚光用透鏡108使得加工用雷射光L1的光軸上朝著下方進行之後,以分光鏡107反射後穿透半反射鏡113。穿透半反射鏡113的測定用雷射光的反射光L3是藉著柱面透鏡與平凸透鏡所構成的整形光學系114外加散光而聚光在將光電二極管四分段所形成的4分段光電二極管115的受光面上。如上述,4分段光電二極管115的受光面上由於形成外加散光的測定用雷射光之反射光L3的聚光像,因此該聚光像在相對於位在加工區域30內的加工對象物1的表面(雷射光照射面)3的測定用雷射光L2的聚光點位置變化。
4分段光電二極管115連接有與壓電元件109連接的
聚光用透鏡控制部116。聚光用透鏡控制部116檢測加工區域30所反射測定用雷射光的反射光L3的光量,其光量超過預定的臨界值時,取得以形成在4分段光電二極管115的受光面的聚光像作為電壓值,驅動壓電元件109使該電壓值形成一定(亦即,使聚光像形成一定),將加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離調整到大致一定的同時,具有紀錄此時壓電元件109的驅動訊號的功能。
針對以上所構成雷射加工裝置100的融化處理區域13的形成更詳細說明如下。
首先,如第17圖表示,在張貼於圓環形外框22的擴張帶23上黏貼加工對象物1的內面21。並且,加工對象物1的表面3朝著上側,將保持加工對象物1的外框22及擴張帶23固定在雷射加工裝置100的載放台101上。接著,如第18圖表示,設定呈格子狀使其通過相鄰的功能元件15、15間的裁斷預定線5,同時以加工對象物1及外框22的至少一方為基準,設定具有較加工對象物1的外徑大且小於外框22內徑之外徑的加工區域30。亦即,加工對象物30在加工對象物1與外框22之間具有外型。
接著,如第19圖表示,在定向平面6取得含平行裁斷預定線5的各線50與加工區域30的外型的交點座標。此外,在定向平面6沿著垂直的裁斷預定線5形成融化處理區域13的場合,由於與在定向平面6沿著平行的裁斷預定線5形成融化處理區域13的場合相同,因此以下省
略其說明。
接著,如第20圖表示,在定向平面6延伸有平行的裁斷預定線5的方向上移動載放台101,藉此對於加工對象物1使聚光用透鏡108朝著箭頭B方向相對地移動。此時,根據以下的理由,包含外框22外側的區域,使聚光用透鏡108對於加工對象物1相對地移動。亦即,在相對於加工對象物1的聚光用透鏡108的相對移動速度形成等速的狀態下,為了對加工對象物1照射加工用雷射光L1,有針對於加工對象物1的聚光用透鏡108的相對移動距離加上相對的移動速度形成等速為止的加速距離的必要。另外,藉著擴張帶23朝著周圍的擴張,為了以融化處理區域13作為裁斷的起點而沿著裁斷預定線5確實地裁斷加工對象物1,有對於加工對象物1儘可能縮小外框22的必要。
藉著對於加工對象物1的聚光用透鏡108的相對移動,聚光用透鏡108一旦到達含裁斷預定線5的線50與加工區域30的一方交點α 1上時,如第20(a)圖表示,測定用雷射光源111的控制訊號從「OFF」形成為「ON」,從測定用雷射光源111射出測定用雷射光L2以聚光用透鏡108加以聚光。此時,測定用反射光L2雖然為擴張帶23所反射,但是擴張帶23與加工對象物1的表面3比較為低反射率,因此如第20(b)圖表示,測定用雷射光的反射光L3的光量不會達到臨界值T。再者,此時如第20(c)圖表示,壓電元件109的驅動訊號為「OFF」,聚光用透
鏡108被保持在預定的位置上。
接著,聚光用透鏡108一旦到達含裁斷預定線5的線50與加工對象物1外緣的一方交點α 1上時,測定用雷射光L2為加工對象物1的表面3所反射,因此如第20(b)圖表示,測定用雷射光的反射光L3的光量超過臨界值T。藉此,如第20(c)圖表示,壓電元件109的驅動訊號從「OFF」形成為「ON」,測定用雷射光的反射光L3為壓電元件109所驅動使根據形成在4分段光電二極管115的受光面的聚光像的電壓執形成一定,將加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離調整為大致一定。
同時,如第20(d)圖表示,光閘105的控制訊號從「OFF」形成為「ON」,從加工用雷射光源104所射出的加工用雷射光L1通過光閘105以聚光用透鏡108聚光。藉此,即使加工對象物1的表面3具有面震顫,仍可沿著裁斷預定線5,從加工對象物1的表面3到一定距離的位置(矽晶圓11的內部)精度良好地形成融化處理區域13。再者,光閘105的控制訊號是從「OFF」形成為「ON」將加工用雷射光L1照射在加工對象物1的時機可以是與壓電元件109的驅動訊號從「OFF」形成「ON」的時機大致同時,或較其時機稍微延遲。
接著,聚光用透鏡108到達含裁斷預定線5的線50與加工對象物1外緣的其他交點β 2上時,測定用雷射光L2為擴張帶23所反射,因此如第20(b)圖表示,測定用雷射光的反射光L3的光量低於臨界值T。藉此,如第
20(c)圖表示,壓電元件109的驅動訊號從「ON」形成為「OFF」,將聚光用透鏡108保持在預定的位置。同時,如第20(d)圖表示,光閘105的控制訊號從「ON」形成為「OFF」,截斷從加工用雷射光104所射出加工用雷射光L1的通過。
接著,聚光用透鏡108一旦到達含裁斷預定線5的線50與加工區域30的外型的另一方交點α 2時,如第20(a)圖表示,測定用雷射光源111的控制訊號從「ON」形成為「OFF」,停止來自測定用雷射光111的測定用光L2的射出。
如以上說明,本實施型態的雷射加工方法中,沿著含加工對象物1的裁斷預定線5的線50上使聚光用透鏡108相對於加工對象物1相對地移動,加工對象物1與外框22之間,聚光用透鏡108位在具有外型的加工區域30上時,以聚光用透鏡108將測定用雷射光L2朝著加工區域30聚光,檢測加工對象物1的表面3所反射的測定用雷射光的反射光L3。藉著該測定用雷射光的反射光L3的檢測,將加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離調整為大致一定使加工用雷射光L1的聚光點P從加工對象物1的表面3對焦在一定距離的位置上,以聚光用透鏡108將加工用雷射光L1朝著加工對象物1聚光,在加工對象物1的內部形成融化處理區域13。如上述,本實施型態的雷射加工方法中,聚光用透鏡108位在加工對象物1與外框22之間具有外型的加工區域30上時,將加工用
雷射光L1以聚光用透鏡108朝著加工對象物1聚光,在加工對象物1的內部形成融化處理區域13。因此,包含外框22外側的區域,即使聚光用透鏡108相對於加工對象物1相對地移動,仍可以防止將外框22誤辨識為加工對象物,朝著外框22照射加工用雷射光L1而造成外框22的損傷。
本發明不僅限於上述實施型態。
例如,也可以在沿著橫切外框22的線50上使聚光用透鏡108及加工對象物1的至少一方相對地移動時,實施測定用雷射光L2的照射狀態下,實施如下述之加工裝置100的控制。亦即,聚光用透鏡108從一方側到達線50與加工區域30外型一方的交點α 1上為止,停止根據調整加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離用之測定用雷射光的反射光L3的光量的運算處理(以下,稱為「自動對焦運算處理」),在加工對象物1的厚度方向將聚光用透鏡108固定在一定的位置。並且停止加工用雷射光L1的照射。此外聚光用透鏡108從一方的交點α 1上到達線50與加工對象物1外緣一方的交點β 1上為止,實施自動對焦運算處理,在加工對象物1的厚度方向將聚光用透鏡108固定在一定的位置,並且停止加工用雷射光L1的照射。在此,即使實施自動對焦運算處理,在加工對象物1的厚度方向將聚光用透鏡108固定在一定的位置是由於測定用雷射光的反射光L3的光量不超過預定的臨界值。並且,聚光用透鏡108從一方的交點β 1上到達線
50與加工對象物1外緣的另一方的交點β 2上為止,實施自動對焦運算處理,調整加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離,並且實施加工用雷射光L1的照射。
另外,也可以在設定加工對象物1與外框22之間具有外型的加工區域30之後,如下述,在加工對象物1的內部形成融化處理區域13。
亦即,首先,沿著含裁斷預定線5的線50上使聚光用透鏡108相對於加工對象物1相對地移動,聚光用透鏡108位在加工區域30上時,以聚光用透鏡108將測定用雷射光L2朝著加工區域30聚光,檢測加工對象物1的表面3所反射的測定用雷射光的反射光L3,藉此驅動壓電元件109,使加工用雷射光L1的聚光點P從加工對象物1的表面3對焦在一定距離的位置上,將加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離調整為大致一定的同時,紀錄此時之壓電元件109的驅動訊號(調整資訊)。
接著,沿著含裁斷預定線5的線50上使聚光用透鏡108相對於加工對象物1相對地移動,聚光用透鏡108位在加工區域30上時,使紀錄後的驅動訊號重現驅動壓電元件109,一邊將加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離調整為大致一定,一邊以聚光用透鏡108使加工用雷射光L1朝著加工對象物1聚光,在加工對象物1的內部形成融化處理區域13。再者,光閘105的控制訊號從「OFF」形成為「ON」加工用雷射光L1照射在加工對象物1的時機也可以和壓電元件109的驅動訊號從
「OFF」形成為「ON」的時機大致同時,也可以較其時機略早。
以上融化處理區域13的形成可有效運用在加工對象物1比較厚,相對於一條裁斷預定線形成將複數列的融化處理區域13排列在加工對象物1厚度方向的場合。
又,上述實施型態中,雖是調整加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離使得加工用雷射光L1的聚光點P從加工對象物1的表面3對焦在一定距離的位置上,但是也可以調整加工對象物1的表面3與聚光用透鏡108的距離使加工用雷射光L1的聚光點P以加工對象物1的表面3為基準對焦在預定的位置上。此時,可以加工對象物1的表面3為基準在預定的位置形成精度良好的融化處理區域13,可以沿著裁斷預定線5形成從加工對象物1的表面3的距離在途中變更之融化處理區域13或波線形融化處理區域13等。
又,上述實施型態中,雖然檢測加工對象物1的表面3所反射的測定用雷射光的反射光L3,但是也可以檢測加工對象物1的內面21等,其他雷射光照射面所反射的測定用雷射光的反射光L3。
又,上述實施型態中,加工對象物1的矽晶圓11的內部雖然形成融化處理區域13,但是也可以在玻璃或壓電材料等,其他材料所構成的晶圓內部,形成裂縫區域或折射率變化區域等,其他的改質區域。
〔產業上的可利用性〕
根據本發明,可防止在張貼於環形外框之可擴張薄片所黏貼的板狀加工對象物的內部形成改質區域時,對於外框照射加工用雷射光造成外框的損傷。
1‧‧‧加工用對象物
3‧‧‧表面(雷射光射入面)
5‧‧‧裁斷預定線
11‧‧‧矽晶圓(半導體基板)
13‧‧‧融化處理區域(改質區域)
22‧‧‧外框
23‧‧‧擴張帶(可擴張薄片)
50‧‧‧線
108‧‧‧聚光用透鏡
L1‧‧‧加工用雷射光
L2‧‧‧測定用雷射光
L3‧‧‧測定用雷射光的反射光
P‧‧‧聚光點
第1圖為本實施型態所涉及雷射加工裝置之雷射加工中的加工對象物的上視圖。
第2圖為沿著第1圖表示加工對象物的Ⅱ-Ⅱ線的剖視圖。
第3圖為本實施型態所涉及雷射加工方法之雷射加工後的加工對象物的上視圖。
第4圖為沿著第3圖表示加工對象物的Ⅳ-Ⅳ線的剖視圖。
第5圖為沿著第3圖表示加工對象物的V-V線的剖視圖。
第6圖是藉本實施型態所涉及雷射加工裝置所裁斷之加工對象物的上視圖。
第7圖為本實施型態所涉及雷射加工方法之峰值功率密度與裂縫大小的關係圖表。
第8圖為本實施型態所涉及雷射加工方法之第1步驟的加工對象物的剖視圖。
第9圖為本實施型態所涉及雷射加工方法之第2步驟的加工對象物的剖視圖。
第10圖為本實施型態所涉及雷射加工方法之第3步驟的加工對象物的剖視圖。
第11圖為本實施型態所涉及雷射加工方法之第4步驟的加工對象物的剖視圖。
第12圖是表示藉本實施型態所涉及雷射加工方法所裁斷之矽晶圓部份剖面的照片的圖。
第13圖是表示本實施型態所涉及雷射加工方法之雷射光的波長與矽基板內部穿透率的關係圖表。
第14圖是表示構成本實施型態之雷射加工方法的對象之加工對象物的上視圖。
第15圖是沿著第14圖中XV-XV線的部分剖視圖。
第16圖為本實施型態之雷射加工方法所實施的雷射加工裝置的構成圖。
第17圖為本實施型態的雷射加工方法的說明圖。
第18圖為連續第17圖之本實施型態的雷射加工方法的說明圖。
第19圖為連續第18圖之本實施型態的雷射加工方法的說明圖。
第20圖為連續第19圖之本實施型態的雷射加工方法的說明圖。
1‧‧‧加工用對象物
3‧‧‧表面(雷射光射入面)
5‧‧‧裁斷預定線
6‧‧‧定向平面
13‧‧‧融化處理區域(改質區域)
21‧‧‧內面
22‧‧‧外框
23‧‧‧擴張帶(可擴張薄片)
30‧‧‧加工區域
50‧‧‧線
108‧‧‧聚光用透鏡
109‧‧‧壓電元件
L1‧‧‧加工用雷射光
L2‧‧‧測定用雷射光
α 1、α 2‧‧‧焦點
β 1、β 2‧‧‧焦點
T‧‧‧臨界值
Claims (24)
- 一種雷射加工方法,係以聚光用透鏡將聚光點對焦在張貼於環形外框的可擴張薄片所黏貼的板狀加工對象物的內部,照射加工用雷射光,藉此沿著上述加工對象物的裁斷預定線,將形成裁斷起點的改質區域形成在上述加工對象物的內部,其特徵為,包含:具有比上述加工對象物的外徑大且比上述外框的內徑小的外徑的加工區域,設定上述加工對象物與上述外框之間具有外型的加工區域的步驟;沿著含上述裁斷預定線的線上,使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對地移動,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,以上述聚光用透鏡將測定用雷射光朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工對象物的雷射光照射面所反射的上述測定用雷射光的反射光,藉此將上述加工用雷射光的聚光點以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,而一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,一邊使上述加工用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工對象物聚光,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域的步驟,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域的步驟中,沿著橫切上述外框的上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對地移動,上述聚光用透鏡從一方側到達上述線與上述加工區域 外型一方的交點上為止,不進行根據調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離用之上述測定用雷射光的反射光的光量的運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且對上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工區域外型的一方交點上到達上述線與上述加工對象物外緣一方的交點上為止,根據來自上述可擴張薄片的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工對象物的外緣一方的交點上到達上述線與上述加工對象物外緣的另一方的交點上為止,根據來自上述加工對象物的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,並且實施對上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射。
- 如申請專利範圍第1項記載的雷射加工方法,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,將上述測定用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光的反射光的光量,上述光量超過預定的臨界值時,以調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,使上述加工用雷射光的聚光點以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置。
- 如申請專利範圍第1項記載的雷射加工方法,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,將上述測定用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光之反射光的光量,上述光量超過預定的臨界值時,以調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離使附加有上述非點像差的上述測定用雷射光的反射光的聚光像形成一定。
- 如申請專利範圍第1項記載的雷射加工方法,其中,以上述改質區域作為裁斷的起點,沿著上述裁斷預定線裁斷上述加工對象物。
- 如申請專利範圍第1項記載的雷射加工方法,其中,上述加工對象物具備半導體基板,上述改質區域包含融化處理區域。
- 一種雷射加工方法,在張貼於環形外框的可擴張薄片上所黏貼的板狀加工對象物的內部,將聚光點以聚光用透鏡對焦照射加工用雷射光,藉此沿著上述加工對象物的裁斷預定線,在上述加工對象物的內部形成構成為裁斷起點的改質區域的雷射加工方法,其特徵為,包含:具有比上述加工對象物的外徑大且比上述外框的內徑小的外徑的加工區域,設定在上述加工對象物與上述外框之間具有外型的上述加工區域的步驟;相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,沿著含上述裁斷預定線的線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動,上述聚光用 透鏡位在上述加工區域上時,以上述聚光用透鏡將測定用雷射光朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工對象物的雷射光照射面所反射的上述測定用雷射光的反射光,藉此將上述聚光用透鏡的聚光位置以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,取得並記錄其調整有關調整資訊的步驟;沿著含上述裁斷預定線的線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,在對上述加工對象物照射上述加工用雷射光的狀態下,使已記錄的上述調整資訊重現,一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,一邊將上述加工用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工對象物聚光,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域的步驟。
- 如申請專利範圍第6項記載的雷射加工方法,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,以上述聚光用透鏡將上述測定用雷射光朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光的反射光的光量,上述光量超過預定的臨界值時,以調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,使上述加工用雷射光的聚光點以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置。
- 如申請專利範圍第6項記載的雷射加工方法,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,將上述測定用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光之反射光的光 量,上述光量超過預定的臨界值時,以調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離使附加有非點像差的上述測定用雷射光的反射光的聚光像形成一定。
- 如申請專利範圍第6項記載的雷射加工方法,其中,以上述改質區域作為裁斷的起點,沿著上述裁斷預定線裁斷上述加工對象物。
- 如申請專利範圍第6項記載的雷射加工方法,其中,上述加工對象物具備半導體基板,上述改質區域包含融化處理區域。
- 如申請專利範圍第6~8項中任一項記載的雷射加工方法,其中,沿著橫切上述外框的上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對地移動,上述聚光用透鏡從一方側到達上述線與上述加工區域外型一方的交點上為止,不進行根據調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離用之上述測定用雷射光的反射光的光量的運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工區域外型的一方交點上到達上述線與上述加工對象物外緣一方的交點上為止,根據來自上述可擴張薄片的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態, 從上述聚光用透鏡到達上述線與上述加工對象物的外緣一方的交點上之後至上述聚光用透鏡到達上述線與上述加工對象物外緣的另一方的交點上為止的期間,使已記錄的上述調整資訊重現,一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離成預定的距離,並且實施對上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射。
- 一種雷射加工裝置,係將聚光點對焦於板狀加工對象物的內部,照射加工用雷射光,藉此沿著上述加工對象物的裁斷預定線,將形成裁斷起點的改質區域形成在上述加工對象物的內部,其特徵為,具備:載放台,載放有張貼於環形外框的可擴張薄片所黏貼的上述加工對象物;雷射單元,具有:射出上述加工用雷射光的加工用雷射光源,及射出測定用雷射光的測定用雷射光源;及聚光用透鏡,上述加工用雷射光及上述測定用雷射光的聚光用,具有比上述加工對象物的外徑大且比上述外框的內徑小的外徑的加工區域,設定在上述加工對象物與上述外框之間具有外型的上述加工區域,取得含上述裁斷預定線的線與上述加工區域之上述外型的一方交點及另一方交點的座標,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少其中一方相對地移動,在上述聚光用透鏡到達上述一方交點上之後到上述聚光用透鏡到達上述另一方交點上為 止的期間,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,以上述聚光用透鏡將上述測定用雷射光朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工對象物的雷射光照射面所反射的上述測定用雷射光的反射光,藉此將上述加工用雷射光的聚光點以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,而一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,一邊使上述加工用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工對象物聚光,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域時,沿著橫切上述外框的上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對地移動,上述聚光用透鏡從一方側到達上述線與上述加工區域外型一方的交點上為止,不進行根據調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離用之上述測定用雷射光的反射光的光量的運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且對上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工區域外型的一方交點上到達上述線與上述加工對象物外緣一方的交點上為止,根據來自上述可擴張薄片的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工對象物的外緣一 方的交點上到達上述線與上述加工對象物外緣的另一方的交點上為止的期間,根據來自上述加工對象物的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,並且實施對上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射。
- 如申請專利範圍第12項記載的雷射加工裝置,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,將上述測定用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光的反射光的光量,上述光量超過預定的臨界值時,調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,使上述加工用雷射光的聚光點以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置。
- 如申請專利範圍第12項記載的雷射加工裝置,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,將上述測定用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光之反射光的光量,上述光量超過預定的臨界值時,以調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,使附加有非點像差的上述測定用雷射光的反射光的聚光像形成一定。
- 如申請專利範圍第12~14項中任一項記載的雷射加工裝置,其中,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動時,在上述聚光用透鏡到達上述一方的交點上時開始上述測量用雷射光的射出,在上述聚光用透鏡到達上述另一方的交點上時停止上述測量 用雷射光的射出。
- 一種雷射加工裝置,係將聚光點對焦於板狀加工對象物的內部,照射加工用雷射光,藉此沿著上述加工對象物的裁斷預定線,將形成裁斷起點的改質區域形成在上述加工對象物的內部,其特徵為,具備:載放台,載放有張貼於環形外框的可擴張薄片所黏貼的上述加工對象物;雷射單元,具有:射出上述加工用雷射光的加工用雷射光源,及射出測定用雷射光的測定用雷射光源;及聚光用透鏡,上述加工用雷射光及上述測定用雷射光的聚光用,具有比上述加工對象物的外徑大且比上述外框的內徑小的外徑的加工區域,設定在上述加工對象物與上述外框之間具有外型的加工區域,取得含上述裁斷預定線的線與上述加工區域之上述外型的一方交點及另一方交點的座標,相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少其中一方相對地移動,在上述聚光用透鏡到達上述一方交點上之後到上述聚光用透鏡到達上述另一方交點上為止的期間,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,以上述聚光用透鏡將上述測定用雷射光朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工對象物的雷射光照射面所反射的上述測定用雷射光的反射光,藉此將聚光用透鏡的聚光位 置以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置,而一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,取得並記錄其調整的相關調整資訊,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少其中一方相對地移動,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,在對上述加工對象物照射上述加工用雷射光的狀態下,使已記錄的上述調整資訊重現,一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,一邊使上述加工用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工對象物聚光,在上述加工對象物的內部形成上述改質區域。
- 如申請專利範圍第16項記載的雷射加工裝置,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,將上述測定用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光的反射光的光量,上述光量超過預定的臨界值時,調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,使上述加工用雷射光的聚光點以上述雷射光照射面為基準對焦在預定的位置。
- 如申請專利範圍第16項記載的雷射加工裝置,其中,上述聚光用透鏡位在上述加工區域上時,將上述測定用雷射光以上述聚光用透鏡朝著上述加工區域聚光,檢測上述加工區域所反射的上述測定用雷射光之反射光的光量,上述光量超過預定的臨界值時,以調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離,使附加有非點像差的上述測定用雷射光的反射光的聚光像形成一定。
- 如申請專利範圍第16~18項中任一項記載的雷射加工裝置,其中,沿著橫切上述外框的上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對地移動,上述聚光用透鏡從一方側到達上述線與上述加工區域外型一方的交點上為止,不進行根據調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離用之上述測定用雷射光的反射光的光量的運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定位置的狀態,並且相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,上述聚光用透鏡從上述線與上述加工區域外型的一方交點上到達上述線與上述加工對象物外緣一方的交點上為止,根據來自上述可擴張薄片的上述測定用雷射光的反射光的光量實施運算處理,在上述加工對象物的厚度方向將上述聚光用透鏡固定在預定的位置的狀態,並且相對於上述加工對象物之上述加工用雷射光的照射為停止的狀態,從上述聚光用透鏡到達上述線與上述加工對象物的外緣一方的交點上之後至上述聚光用透鏡到達上述線與上述加工對象物外緣的另一方的交點上為止的期間,使已記錄的上述調整資訊重現,一邊調整上述雷射光照射面與上述聚光用透鏡的距離成預定的距離,並且相對於上述加工對象物實施上述加工用雷射光的照射。
- 如申請專利範圍第16~18項中任一項記載的雷射加工裝置,其中,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動時,在上述聚光用透鏡到 達上述一方的交點上時開始上述測量用雷射光的射出,在上述聚光用透鏡到達上述另一方的交點上時停止上述測量用雷射光的射出。
- 如申請專利範圍第6~10項中任一項記載的雷射加工方法,其中,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動時,在上述聚光用透鏡到達上述一方的交點上時開始上述測量用雷射光的射出,在上述聚光用透鏡到達上述另一方的交點上時停止上述測量用雷射光的射出。
- 如申請專利範圍第11項記載的雷射加工方法,其中,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動時,在上述聚光用透鏡到達上述一方的交點上時開始上述測量用雷射光的射出,在上述聚光用透鏡到達上述另一方的交點上時停止上述測量用雷射光的射出。
- 如申請專利範圍第12項記載的雷射加工裝置,其中,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動時,在上述聚光用透鏡到達上述一方的交點上時開始上述測量用雷射光的射出,在上述聚光用透鏡到達上述另一方的交點上時停止上述測量用雷射光的射出。
- 如申請專利範圍第19項記載的雷射加工裝置,其中,沿著上述線上使上述聚光用透鏡及上述加工對象物的至少一方相對移動時,在上述聚光用透鏡到達上述一方的 交點上時開始上述測量用雷射光的射出,在上述聚光用透鏡到達上述另一方的交點上時停止上述測量用雷射光的射出。
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