TWI446984B

TWI446984B - 被加工物的加工方法、被加工物的分割方法及雷射加工裝置

Info

Publication number: TWI446984B
Application number: TW100111704A
Authority: TW
Inventors: Shohei Nagatomo; Ikuyoshi Nakatani; Mitsuru Sugata
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2014-08-01
Also published as: CN102294546B; CN102294546A; TW201210727A

Description

被加工物的加工方法、被加工物的分割方法及雷射加工裝置

本發明係關於一種照射雷射光來對被加工物進行加工之雷射加工方法。

作為照射脈衝雷射光來對被加工物進行加工之技術(以下，亦簡稱為雷射加工或雷射加工技術)，已知有各種技術(例如，參照專利文獻1至專利文獻4)。

專利文獻1中所揭示之方法係如下之方法：當分割作為被加工物之模具時，藉由雷射剝蝕沿著分割預定線形成剖面為V字形之槽(斷裂槽)，並以該槽為起點分割模具。另一方面，專利文獻2中所揭示方法之係如下之方法：沿著被加工物(被分割體)之分割預定線照射散焦狀態之雷射光，藉此於被照射區域中生成結晶狀態較周圍更崩潰之剖面為大致V字形之熔解改質區域(變質區域)，並以該熔解改質區域之最下點為起點分割被加工物。

當利用專利文獻1及專利文獻2中所揭示之技術形成分割起點時，為了良好地進行其後之分割，沿著作為雷射光之掃描方向之分割預定線方向形成形狀均勻之V字形剖面(槽剖面或變質區域剖面)均較重要。對應於此，例如以使每1個脈衝之雷射光之被照射區域(光束點)前後重複之方式控制雷射光之照射。

例如，當將作為雷射加工之最基本之參數的重複頻率(單位為kHz)設定為R，將掃描速度(單位為mm/sec)設定為V時，兩者之比V/R成為光束點之中心間隔，但於專利文獻1及專利文獻2中所揭示之技術中，為了使光束點彼此產生重疊，於V/R成為1 μm以下之條件下進行雷射光之照射及掃描。

又，於專利文獻3中揭示有如下之態樣：於表面具有積層部之基板之內部使聚光點一致來照射雷射光，藉此於基板內部形成改質區域，並以該改質區域為切斷之起點。

又，於專利文獻4中揭示有如下之態樣：對1條分離線反覆進行多次雷射光掃描，而於深度方向之上下形成於分離線方向上連續之槽部與改質部、及於分離線方向上不連續之內部改質部。

另一方面，於專利文獻5中揭示有如下之態樣：該態樣係使用脈衝寬度為psec級之超短脈衝之雷射光之加工技術，藉由調整脈衝雷射光之聚光點位置，形成自被加工物(板體)之表層部位至表面簇生有微小龜裂之微小之熔解痕，並形成該等熔解痕相連而成之線狀之分離容易化區域。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-9139號公報

[專利文獻2]國際公開第2006/062017號

[專利文獻3]日本專利特開2007-83309號公報

[專利文獻4]日本專利特開2008-98465號公報

[專利文獻5]日本專利特開2005-271563號公報

藉由雷射光形成分割起點，其後利用破碎機進行分割之方法與先前以來所進行之作為機械式切斷法之金剛石劃線相比，於自動性、高速性、穩定性、高精度性方面有利。

然而，當藉由先前之方法進行利用雷射光之分割起點之形成時，於照射有雷射光之部分不可避免地形成所謂的加工痕(雷射加工痕)。所謂加工痕，係指照射有雷射光之結果，材質或構造與照射前發生變化之變質區域。加工痕之形成通常會對被分割之各個被加工物(分割片段)之特性等造成不良影響，因此較佳為儘可能地抑制加工痕之形成。

例如，於藉由利用如專利文獻2中所揭示之先前之雷射加工，將於包含藍寶石等硬脆性且光學上為透明之材料之基板上形成有LED(Light Emitting Diode，發光二極體)構造等發光元件構造的被加工物分割成晶片單位所獲得之發光元件之邊緣部分(分割時受到雷射光之照射之部分)，連續地形成有寬度為數μm左右且深度為數μm~數十μm左右之加工痕。該加工痕存在吸收發光元件內部所產生之光，使來自元件之光之取出效率下降之問題。尤其，於使用折射率高之藍寶石基板之發光元件構造之情形時，該問題較顯著。

本發明之發明者反覆努力研究之結果，獲得了如下之見解：當對被加工物照射雷射光來形成分割起點時，利用該被加工物之裂理性或解理性，藉此較佳地抑制加工痕之形成。除此以外，獲得了於該加工中使用超短脈衝之雷射光較合適之見解。

於專利文獻1至專利文獻5中，關於利用被加工物之裂理性或解理性之分割起點之形成態樣，未進行任何揭示或暗示。

又，另一方面，當進行使用雷射光形成分割起點後，將被加工物分割成晶片單位之製程時，較佳為分割起點之前端部分到達被加工物之儘可能深之部位為止，其原因在於：分割之準確性提高。此點於使用超短脈衝之雷射光之情形時亦相同。

本發明係鑒於上述課題而完成之發明，其目的在於提供一種抑制加工痕之形成，並且可形成更確實地實現被加工物之分割之分割起點的被分割體之加工方法，以及實現該加工方法之雷射加工裝置。

為解決上述課題，技術方案1之發明係一種用以於被加工物上形成分割起點之加工方法，其特徵在於包括：載置步驟，將被加工物載置於平台上；透明物質配置步驟，將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之透明物質相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物的被加工面上；以及照射步驟，其以使上述脈衝雷射光透過上述透明物質，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。

技術方案2之發明如技術方案1之加工方法，其中上述脈衝雷射光係脈衝寬度為psec級之超短脈衝光。

技術方案3之發明如技術方案1或2之加工方法，其中上述透明物質配置步驟係將相對於被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光實質上為透明之固體的透明構件相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上之透明構件配置步驟，於上述照射步驟中，藉由以使上述脈衝雷射光透過上述透明構件，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。

技術方案4之發明如技術方案3之加工方法，其中於上述透明構件配置步驟中，使上述透明構件與上述被加工面接觸而配置。

技術方案5之發明如技術方案3之加工方法，其中於上述透明構件配置步驟中，將上述透明構件與上述被加工面以100 μm以下之距離分開配置。

技術方案6之發明如技術方案3之加工方法，其中於上述透明構件配置步驟中，將上述透明構件以相對於上述被加工面之中包含上述脈衝雷射光之上述被照射位置之一部分區域相鄰之方式配置，並且對應於上述被照射位置之遷移而使配置位置遷移。

技術方案7之發明如技術方案1或2之加工方法，其中上述透明物質配置步驟係於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上，藉由相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之液體而形成液層之液層形成步驟，於上述照射步驟中，藉由以使上述脈衝雷射光透過上述液層，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。

技術方案8之發明如技術方案7之加工方法，其中於上述液層形成步驟中，至少於進行上述照射步驟之期間內，在上述平台上所構成之儲存槽之內部使上述被加工物浸漬於上述液體中，藉此於上述被加工面上形成上述液層。

技術方案9之發明如技術方案7之加工方法，其中於上述液層形成步驟中，至少於進行上述照射步驟之期間內，使上述液體連續地或斷續地流動，藉此於上述被加工面上形成流液層。

技術方案10之發明係如技術方案1或2之加工方法，其中以於上述被加工物之易劈開或裂開方向上相鄰之方式形成由不同之上述單位脈衝光所形成之至少2個被照射區域。

技術方案11之發明如技術方案1或2之加工方法，其中使上述脈衝雷射光之出射源與上述被加工物相對移動，並使上述脈衝雷射光之出射方向在與該相對移動方向垂直之面內週期性地變化，藉此於上述被加工物上形成滿足鋸齒狀之配置關係之複數個上述被照射區域。

技術方案12之發明如技術方案1或2之加工方法，其中使上述脈衝雷射光之複數個出射源與上述被加工物相對移動，並使來自上述複數個出射源之各個之上述單位脈衝光的照射時序週期性地變化，藉此於上述被加工物上形成滿足鋸齒狀之配置關係之複數個上述被照射區域。

技術方案13之發明係一種分割被加工物之方法，其特徵在於包括：載置步驟，將被加工物載置於平台上；透明物質配置步驟，將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之透明物質相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物的被加工面上；照射步驟，其以使上述脈衝雷射光透過上述透明物質，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點；以及分割步驟，沿著上述分割起點分割藉由上述照射步驟而形成有分割起點之被加工物。

技術方案14之發明係一種雷射加工裝置，其特徵在於包括：光源，其發出脈衝雷射光；以及平台，其載置被加工物；且更包括將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光實質上為透明的透明物質相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上之透明物質配置機構，於將上述被加工物載置於上述平台上，且將上述透明物質相鄰配置於上述被加工面上之狀態下，藉由以於上述被加工面上離散地形成上述脈衝雷射光之每個單位脈衝光之被照射區域之方式使上述平台移動，並對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。

技術方案15之發明如技術方案14之雷射加工裝置，其中上述脈衝雷射光係脈衝寬度為psec級之超短脈衝光。

技術方案16之發明如技術方案14或15之雷射加工裝置，其中上述透明物質配置機構係將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光實質上為透明之固體的透明構件相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上之透明構件配置機構，於將上述被加工物載置於上述平台上，且將上述透明構件相鄰配置於上述被加工面上之狀態下，藉由以於上述被加工面上離散地形成上述脈衝雷射光之每個單位脈衝光之被照射區域之方式使上述平台移動，並對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。

技術方案17之發明如技術方案14或15之雷射加工裝置，其中上述透明物質配置機構係於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上，藉由相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之液體而形成液層之液層形成機構，於將上述被加工物載置於上述平台上，且於上述被加工面上形成有上述液層之狀態下，藉由以於上述被加工面上離散地形成上述脈衝雷射光之每個單位脈衝光之被照射區域之方式使上述平台移動，並對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。

技術方案18之發明如技術方案17之雷射加工裝置，其中上述液層形成機構包含筒狀構件，該筒狀構件構成配置於上述平台上而可儲存上述液體之儲存槽，於上述儲存槽之內部，將上述被加工物載置於上述平台上，且使其浸漬於上述液體中，藉此於上述被加工面上形成上述液層。

技術方案19之發明如技術方案17之雷射加工裝置，其中上述液層形成機構具有將上述平台作為底部之儲存槽，於上述儲存槽之內部，將上述被加工物載置於上述平台上，且使其浸漬於上述液體中，藉此於上述被加工面上形成上述液層。

技術方案20之發明如技術方案17之雷射加工裝置，其中上述液層形成機構包括噴出機構，該噴出機構可於上述被加工物被載置於上述平台上之狀態下，對上述被加工面噴出上述液體，於藉由自上述噴出機構噴出之上述液體而形成有流液層之狀態下照射上述脈衝雷射光，藉此於上述被加工物上形成用於上述分割之起點。

根據技術方案1至技術方案20之發明，將由被加工物之變質所引起之加工痕之形成或被加工物之飛散等限定於局部，另一方面，使被加工物之裂理或解理積極地產生，藉此與先前相比，可極其高速地對被加工物形成分割起點。而且，藉由配置相對於脈衝雷射光為透明之物質之透明物質，可使脈衝雷射光之能量更有效地對分割起點之形成做出貢獻，因此可使分割起點之前端部到達更深處。

尤其，根據技術方案3至技術方案6、以及技術方案16之發明，將由被加工物之變質所引起之加工痕之形成或被加工物之飛散等限定於局部，另一方面，使被加工物之裂理或解理積極地產生，藉此與先前相比，可極其高速地對被加工物形成分割起點。而且，藉由配置相對於脈衝雷射光為透明之固體之透明構件，可使脈衝雷射光之能量更有效地對分割起點之形成做出貢獻，因此可使分割起點之前端部到達更深處。

尤其，根據技術方案7至技術方案9、以及技術方案17至技術方案20之發明，將由被加工物之變質所引起之加工痕之形成或被加工物之飛散等限定於局部，另一方面，使被加工物之裂理或解理積極地產生，藉此與先前相比，可極其高速地對被加工物形成分割起點。而且，藉由配置包含相對於脈衝雷射光為透明之液體之液層，可使脈衝雷射光之能量更有效地對分割起點之形成做出貢獻，因此可使分割起點之前端部到達更深處。

尤其，根據技術方案9及技術方案20之發明，即便加工時產生由自被加工物上脫離等之物質所引起之渾濁等而導致液層之透明度下降，亦迅速地向被加工面上供給新的透明液體，因此於進行加工之期間內，加工精度得以較佳地維持。

尤其，根據技術方案11及技術方案12之發明，可於作為沿著所形成之分割起點分割被加工物時之分割剖面的被加工物之表面附近，以形成由相鄰之裂理或解理面彼此所產生之凹凸之方式，形成分割起點。當被加工物係於包含藍寶石等硬脆性且光學上為透明之材料之基板上形成有LED構造等發光元件構造之被加工物時，藉由於基板之分割剖面上形成此種凹凸形狀，可提昇發光元件之發光效率。

<加工之原理>

首先，對以下所示之本發明之實施形態中所實現之加工的原理進行說明。本發明中所進行之加工概言之係如下之加工：使脈衝雷射光(以下，亦簡稱為雷射光)一面掃描一面照射於被加工物之上表面(被加工面)上，藉此於每個脈衝之被照射區域之間依次產生被加工物之裂理或解理，而形成用於分割之起點(分割起點)作為各個被照射區域中所形成之裂理面或解理面之連續面。

再者，於本實施形態中，所謂解理，係指被加工物沿著裂理面以外之結晶面大致規則地***之現象，將該結晶面稱為解理面。再者，除作為完全沿著結晶面之微觀之現象的裂理或解理以外，亦存在作為宏觀之***之龜裂沿著大致固定之結晶方位產生的情形。根據物質，亦存在主要僅產生裂理、解理或龜裂之任一者之情形，但以下為了避免說明之煩雜，不對裂理、解理、及龜裂加以區分而總稱為裂理/解理等。進而，有時亦將如上所述之態樣之加工簡稱為裂理/解理加工等。

以下，以被加工物為六方晶之單晶物質，其a1軸、a2軸、及a3軸之各軸方向為易劈開/裂開方向之情形為例進行說明。例如，c面藍寶石基板等符合該要求。六方晶之a1軸、a2軸、a3軸於c面內相互形成各120°之角度而處於相互對稱之位置。於本發明之加工中，根據該等軸之方向與加工預定線之方向(加工預定方向)的關係，存在幾種類型。以下，對該等類型進行說明。再者，以下將於每個脈衝下所照射之雷射光稱為單位脈衝光。

<第1加工類型>

第1加工類型係a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向之任一者與加工預定線平行時之劈開/裂開加工的態樣。更一般地講，第1加工類型係易劈開/裂開方向與加工預定線之方向一致時之加工態樣。

圖1係示意性地表示利用第1加工類型之加工態樣之圖。於圖1中，例示a1軸方向與加工預定線L平行之情形。圖1(a)係表示該情形時之a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向與加工預定線L之方位關係之圖。圖1(b)表示雷射光之第1個脈衝之單位脈衝光照射於加工預定線L之端部之被照射區域RE1中的狀態。

一般而言，單位脈衝光之照射會對被加工物之極微小區域給予較高之能量，因此該照射使被照射面上與單位脈衝光之(雷射光之)被照射區域相當或較被照射區域更寬廣之範圍內產生物質之變質、熔融、蒸發去除等。

但是，若將單位脈衝光之照射時間即脈衝寬度設定得極短，則較雷射光之光點尺寸更狹小之存在於被照射區域RE1之大致中央區域的物質自所照射之雷射光中獲得動能，藉此朝與被照射面垂直之方向飛散、或者變質，另一方面，以伴隨該飛散而產生之反作用力為首之藉由單位脈衝光之照射所產生之衝擊或應力作用於該被照射區域的周圍，尤其作用於作為易劈開/裂開方向之a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向上。藉此，沿著該方向，外觀上一面保持接觸狀態一面部分地產生微小之裂理或解理，或者產生即便未達到裂理或解理，內部亦存在熱應變之狀態。換言之，亦可以說超短脈衝之單位脈衝光之照射係作為用於形成朝向易劈開/裂開方向之俯視下為大致直線狀之弱強度部分的驅動力而發揮作用。

於圖1(b)中，利用虛線箭頭示意性地表示上述各易劈開/裂開方向上所形成之弱強度部分之中，與加工預定線L之延伸方向一致之+a1方向上的弱強度部分W1。

繼而，如圖1(c)所示，若照射雷射光之第2個脈衝之單位脈衝光，而於加工預定線L上，於離被照射區域RE1僅特定距離之位置上形成被照射區域RE2，則與第1個脈衝相同，於該第2個脈衝下亦形成沿著易劈開/裂開方向之弱強度部分。例如，於-a1方向上形成弱強度部分W2a，於+a1方向上形成弱強度部分W2b。

但是，於該時序，藉由第1個脈衝之單位脈衝光之照射所形成的弱強度部分W1存在於弱強度部分W2a之延伸方向上。即，弱強度部分W2a之延伸方向成為可藉由較其他部位更小之能量產生裂理或解理的部位。因此，實際上，若進行第2個脈衝之單位脈衝光之照射，則此時所產生之衝擊或應力朝易劈開/裂開方向及先前所存在之弱強度部分傳播，大體上於照射之瞬間自弱強度部分W2a至弱強度部分W1產生完全之裂理或解理。藉此，形成圖1(d)所示之裂理/解理面C1。再者，裂理/解理面C1可於被加工物之圖式中之垂直方向上形成至數μm~數十μm左右的深度為止。而且，如後述般，於裂理/解理面C1上，作為受到較強之衝擊或應力之結果，產生結晶面之光滑性，且於深度方向上產生起伏。

而且，如圖1(e)所示，其後若藉由沿著加工預定線L掃描雷射光而依次對被照射區域RE1、RE2、RE3、RE4……照射單位脈衝光，則與此對應地依次形成裂理/解理面C2、C3……。藉由該態樣連續地形成裂理/解理面係第1加工類型中之劈開/裂開加工。

即，於第1加工類型中，沿著加工預定線L離散地存在之複數個被照射區域與形成於上述複數個被照射區域之間之裂理/解理面作為整體，成為沿著加工預定線L分割被加工物時之分割起點。於形成該分割起點後，進行使用特定之夾具或裝置之分割，藉此能夠以大致沿著加工預定線L之態樣分割被加工物。

再者，為實現此種劈開/裂開加工，必需照射脈衝寬度較短之短脈衝之雷射光。具體而言，必需使用脈衝寬度為100 psec以下之雷射光。例如，使用具有1 psec~50 psec左右之脈衝寬度之雷射光較合適。

另一方面，單位脈衝光之照射間距(被照射點之中心間隔)只要於4 μm~50 μm之範圍內設定即可。若照射間距大於該範圍，則會產生易劈開/裂開方向上之弱強度部分之形成不進展至可形成裂理/解理面之程度的情形，因此就確實地形成如上所述之包含裂理/解理面之分割起點之觀點而言不佳。再者，就掃描速度、加工效率、產品品質之觀點而言，照射間距越大越好，但為了更確實地形成裂理/解理面，較理想的是於4 μm~30 μm之範圍內設定，4 μm~15 μm左右更合適。

目前，當雷射光之重複頻率為R(kHz)時，每1/R(msec)自雷射光源中發出單位脈衝光。當相對於被加工物，雷射光相對地以速度V(mm/sec)移動時，照射間距Δ(μm)係由Δ=V/R決定。因此，以使Δ達到數μm左右之方式設定雷射光之掃描速度V與重複頻率。例如，掃描速度V為50 mm/sec~3000 mm/sec左右，重複頻率R為1 kHz~200 kHz，尤其為10 kHz~200 kHz左右較合適。V或R之具體值可考慮被加工物之材質或吸收率、導熱率、熔點等而適宜設定。

雷射光較佳為以約1 μm~10 μm左右之光束直徑照射。於此情形時，雷射光之照射中之峰值功率密度大概達到0.1 TW/cm² ~數10 TW/cm² 。

又，雷射光之照射能量(脈衝能量)可於0.1 μJ~50 μJ之範圍內適宜設定。

圖2係關於藉由第1加工類型中之劈開/裂開加工而形成有分割起點之被加工物之表面的光學顯微鏡像。具體而言，表示進行如下之加工之結果：將藍寶石c面基板作為被加工物，於其c面上將a1軸方向作為加工預定線L之延伸方向並以7 μm之間隔離散地形成被照射點。圖2所示之結果暗示藉由上述之機制對實際之被加工物進行了加工。

又，圖3係將藉由第1加工類型之加工而形成有分割起點之藍寶石c面基板沿著該分割起點加以分割後之自表面(c面)至剖面的SEM(Scanning Electron Microscope，掃描電子顯微鏡)像。再者，於圖3中，以虛線表示表面與剖面之邊界部分。

於圖3中所觀察到之自該表面起10 μm左右之範圍內大致等間隔地存在、且自被加工物之表面朝內部具有長度方向之細長的三角形狀或針狀之區域係藉由單位脈衝光之照射而直接地產生變質或飛散去除等現象之區域(以下，稱為直接變質區域)。而且，被觀察到存在於該等直接變質區域之間、且於圖式中之左右方向上具有長度方向之筋狀部分以次微米間距於圖式中之上下方向上連接有複數個的區域係裂理/解理面。較該等直接變質區域及裂理/解理面位於更下方者係藉由分割而形成之分割面。

由於形成有裂理/解理面之區域並非受到雷射光之照射之區域，因此於該第1加工類型之加工中，僅離散地形成之直接變質區域成為加工痕。而且，直接變質區域於被加工面上之尺寸只不過為數百nm~1 μm左右。即，藉由進行第1加工類型中之加工，而實現與先前相比加工痕之形成被較佳地抑制之分割起點之形成。

再者，實際上，於SEM像中作為筋狀部分而被觀察到者係形成於裂理/解理面上之具有0.1 μm~1 μm左右之高低差之微小的凹凸。該凹凸係藉由如下方式而形成之凹凸：當以如藍寶石般之硬脆性之無機化合物為對象進行劈開/裂開加工時，藉由單位脈衝光之照射而使較強之衝擊或應力作用於被加工物，藉此於特定之結晶面產生光滑性。

雖然存在此種微細之凹凸，但根據圖3判斷表面與剖面以虛線部分為邊界而大致正交，因此可以說只要微細之凹凸作為加工誤差被容許，則藉由第1加工類型形成分割起點，並沿著該分割起點分割被加工物，藉此可將被加工物相對於其表面大致垂直地分割。

再者，如後述般，亦存在較佳為積極地形成該微細之凹凸之情形。例如，有時藉由利用第1加工類型之加工，亦可於某種程度上取得藉由利用下述之第2加工類型之加工而顯著地獲得之光取出效率之提昇的效果。

<第2加工類型>

第2加工類型係a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向之任一者與加工預定線垂直時之劈開/裂開加工的態樣。再者，第2加工類型中所使用之雷射光之條件與第1加工類型相同。更一般地講，第2加工類型係相對於不同之2個易劈開/裂開方向等效之方向(成為2個易劈開/裂開方向之對稱軸之方向)成為加工預定線之方向時的加工態樣。

圖4係示意性地表示利用第2加工類型之加工態樣之圖。於圖4中，例示a1軸方向與加工預定線L正交之情形。圖4(a)係表示該情形時之a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向與加工預定線L之方位關係之圖。圖4(b)表示雷射光之第1個脈衝之單位脈衝光照射於加工預定線L之端部之被照射區域RE11中的狀態。

與第1加工類型相同，第2加工類型之情形亦係藉由照射超短脈衝之單位脈衝光來形成弱強度部分。於圖4(b)中，以虛線箭頭示意性地表示上述各易劈開/裂開方向上所形成之弱強度部分之中，接近加工預定線L之延伸方向之-a2方向及+a3方向上的弱強度部分W11a、W12a。

而且，如圖4(c)所示，若照射雷射光之第2個脈衝之單位脈衝光，而於加工預定線L上，於離被照射區域RE11僅特定距離之位置上形成被照射區域RE12，則與第1個脈衝相同，於該第2個脈衝下亦形成沿著易劈開/裂開方向之弱強度部分。例如，於-a3方向上形成弱強度部分W11b，於+a2方向上形成弱強度部分W12b，於+a3方向上形成弱強度部分W12c，於-a2方向上形成弱強度部分W11c。

該情形亦與第1加工類型之情形相同，藉由第1個脈衝之單位脈衝光之照射所形成的弱強度部分W11a、W12a分別存在於弱強度部分W11b、W12b之延伸方向上，因此實際上，若進行第2個脈衝之單位脈衝光之照射，則此時所產生之衝擊或應力朝易劈開/裂開方向及先前所存在之弱強度部分傳播。即，如圖4(d)所示，形成裂理/解理面C11a、C11b。再者，於此情形時，裂理/解理面C11a、C11b亦可於被加工物之圖式中之垂直方向上形成至數μm~數十μm左右的深度為止。

繼而，如圖4(e)所示，若沿著加工預定線L掃描雷射光而依次對被照射區域RE11、RE12、RE13、RE14……照射單位脈衝光，則藉由進行該照射時所產生之衝擊或應力而沿著加工預定線L依次形成圖式中為直線狀之裂理/解理面C11a及C11b、C12a及C12b、C13a及C13b、C14a及C14b……。

其結果，實現裂理/解理面對稱地位於加工預定線L上之狀態。於第2加工類型中，沿著加工預定線L離散地存在之複數個被照射區域與上述成鋸齒狀地存在之裂理/解理面作為整體，成為沿著加工預定線L分割被加工物時之分割起點。

圖5係關於藉由第2加工類型中之劈開/裂開加工而形成有分割起點之被加工物之表面的光學顯微鏡像。具體而言，表示進行如下之加工之結果：將藍寶石C面基板作為被加工物，於其c面上，將與a1軸方向正交之方向作為加工預定線L之延伸方向並以7 μm之間隔離散地形成被照射點。根據圖5，與圖4(e)中示意性地表示者相同，於實際之被加工物中亦確認到表面觀察下為鋸齒狀之(Z字狀之)裂理/解理面。該結果暗示藉由上述之機制對實際之被加工物進行了加工。

又，圖6係將藉由第2加工類型之加工而形成有分割起點之藍寶石C面基板沿著該分割起點加以分割後之自表面(c面)至剖面的SEM像。再者，於圖6中，以虛線表示表面與剖面之邊界部分。

根據圖6，可確認於分割後之被加工物之剖面之自表面起10 μm左右的範圍內，被加工物之剖面具有與圖4(e)中示意性地表示之鋸齒狀之配置相對應的凹凸。形成有該凹凸者係裂理/解理面。再者，圖6中之凹凸之間距為5 μm左右。與利用第1加工類型之加工之情形相同，裂理/解理面並不平坦，因單位脈衝光之照射而於特定之結晶面產生光滑性，伴隨於此，產生次微米間距之凹凸。

又，對應於該凹凸之凸部之位置而自表面部分朝深度方向延伸者係直接變質區域之剖面。若與圖3所示之由利用第1加工類型之加工所形成的直接變質區域相比，則其形狀呈不均勻之形狀。而且，較該等直接變質區域及裂理/解理面位於更下方者係藉由分割而形成之分割面。

第2加工類型之情形於僅離散地形成之直接變質區域成為加工痕這一點上與第1加工類型相同。而且，直接變質區域於被加工面上之尺寸只不過為數百nm~2 μm左右。即，當進行第2加工類型中之加工時，亦實現與先前相比加工痕之形成有較佳之分割起點之形成。

於利用第2加工類型之加工之情形時，除裂理/解理面上所形成之次微米間距之凹凸以外，相鄰之裂理/解理面彼此以數μm左右之間距形成凹凸。形成具有此種凹凸形狀之剖面之態樣於如下之情形時有效：將於包含藍寶石等硬脆性且光學上為透明之材料之基板上形成有LED構造等發光元件構造的被加工物分割成晶片(分割片段)單位。於發光元件之情形時，若發光元件內部所產生之光於藉由雷射加工而形成於基板上之加工痕之部位受到吸收，則來自元件之光之取出效率下降，但當藉由進行利用第2加工類型之加工而於基板之加工剖面上有意地形成有如該圖6所示之凹凸時，該位置上之全反射率下降，於發光元件中實現更高之光取出效率。

<第3加工類型>

第3加工類型於使用超短脈衝之雷射光這一點，以及a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向之任一者與加工預定線垂直(相對於不同之2個易劈開/裂開方向等效之方向成為加工預定線的方向)這一點上與第2加工類型相同，但雷射光之照射態樣與第2加工類型不同。

圖7係示意性地表示利用第3加工類型之加工態樣之圖。於圖7中，例示a1軸方向與加工預定線L正交之情形。圖7(a)係表示該情形時之a1軸方向、a2軸方向、a3軸方向與加工預定線L之方位關係之圖。

於上述第2加工類型中，在與圖7(a)所示之方位關係相同之方位關係下，沿著作為加工預定線L之延伸方向之a2軸方向與a3軸方向之正中間的方向(相對於a2軸方向與a3軸方向等效之方向)直線式地掃描雷射光。於第3加工類型中，作為替代，如圖7(b)所示，以使各個被照射區域以交替地沿著夾持加工預定線L之2個易劈開/裂開方向之態樣形成為鋸齒狀(Z字)的方式，照射形成各個被照射區域之單位脈衝光。若為圖7之情形，則交替地沿著-a2方向與+a3方向而形成有被照射區域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25……。

藉由該態樣而照射有單位脈衝光之情形亦與第1及第2加工類型相同，伴隨各個單位脈衝光之照射而於被照射區域之間形成裂理/解理面。若為圖7(b)所示之情形，則依次形成被照射區域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25……，藉此依次形成裂理/解理面C21、C22、C23、C24……。

作為結果，於第3加工類型中，於以加工預定線L為軸之鋸齒狀之配置下離散地存在之複數個被照射區域、及形成於各個被照射區域之間之裂理/解理面作為整體，成為沿著加工預定線L分割被加工物時之分割起點。

而且，當沿著該分割起點實際地進行分割時，與第2加工類型相同，於分割後之被加工物之剖面之自表面起10 μm左右的範圍內，形成由裂理/解理面所產生之數μm間距之凹凸。而且，與第1及第2加工類型之情形相同，於各個裂理/解理面上，因單位脈衝光之照射而於特定之結晶面產生光滑性，伴隨於此，產生次微米間距之凹凸。又，直接變質區域之形成態樣亦與第2加工類型相同。即，於第3加工類型中，亦與第2加工類型相同程度地抑制加工痕之形成。

因此，利用此種第3加工類型之加工之情形亦與利用第2類型之加工相同，除裂理/解理面上所形成之次微米間距之凹凸以外，由裂理/解理面彼此形成數μm左右之間距之凹凸，因此於以發光元件為對象進行利用第3加工類型之加工之情形時，就如上所述之光之取出效率之提昇的觀點而言，所獲得之發光元件成為更合適之發光元件。

再者，根據被加工物之種類，為了更確實地產生裂理/解理，亦可於均為加工預定線L上之位置之圖7(b)的被照射區域RE21與被照射區域RE22之中間點、被照射區域RE22與被照射區域RE23之中間點、被照射區域RE23與被照射區域RE24之中間點、被照射區域RE24與被照射區域RE25之中間點……上形成被照射區域。

但是，第3加工類型中之被照射區域之配置位置部分地沿著易劈開/裂開方向。如上述般於加工預定線L上之中間點位置亦形成被照射區域之情形亦相同。即，於將至少2個被照射區域相鄰形成於被加工物之易劈開/裂開方向上這一點上，亦可以說第3加工類型與第1加工類型相同。因此，若改變看法，則可認為第3加工類型係週期性地改變掃描雷射光之方向並進行利用第1加工類型之加工之加工類型。

又，於第1及第2加工類型之情形時，由於被照射區域位於一直線上，因此只要使雷射光之出射源沿著加工預定線於一直線上移動，每次到達特定之形成對象位置時照射單位脈衝光來形成被照射區域即可，該形成態樣最有效。但是，於第3加工類型之情形時，由於將被照射區域形成為鋸齒狀(Z字)而非形成於一直線上，因此不僅可藉由使雷射光之出射源實際上成鋸齒狀(Z字)地移動之方法形成被照射區域，而且可藉由各種方法形成被照射區域。再者，於本實施形態中，所謂出射源之移動，係指被加工物與出射源之相對移動，不僅包括被加工物被固定而出射源移動之情形，而且亦包括出射源被固定而被加工物移動(實際上，載置被加工物之平台移動)之態樣。

例如，藉由使出射源與平台於加工預定線上平行且等速地相對移動，並使雷射光之出射方向在與加工預定線垂直之面內週期性地變化等，亦能夠以滿足如上所述之鋸齒狀之配置關係之態樣形成被照射區域。

或者，藉由使複數個出射源平行且等速地相對移動，並使來自各個出射源之單位脈衝光之照射時序週期性地變化，亦能夠以滿足如上所述之鋸齒狀之配置關係之態樣形成被照射區域。

圖8係表示上述2個情形之加工預定線與被照射區域之形成預定位置之關係的圖。如圖8所示，任一情形均可認為係如下之情形：將被照射區域RE21、RE22、RE23、RE24、RE25……之形成預定位置P21、P22、P23、P24、P25……交替地設定於正好與加工預定線L平行之直線Lα、Lβ上，且同時並行地進行沿著直線Lα之形成預定位置P21、P23、P25……上之被照射區域之形成，及沿著直線Lβ之形成預定位置P22、P24……上之被照射區域之形成。

再者，當使出射源成鋸齒狀(Z字)地移動時，不論是使雷射光之出射源直接移動，還是藉由使載置被加工物之平台移動而使雷射光相對地掃描，出射源或平台之移動均為雙軸同時動作。相對於此，僅使出射源或平台於加工預定線上平行地移動之動作係單軸動作。因此，於實現出射源之高速移動即加工效率之提昇方面，可以說後者更適合。

如以上之各加工類型所示，本實施形態中所進行之劈開/裂開加工係如下之加工態樣：將單位脈衝光之離散式之照射主要作為賦予用以於被加工物中產生連續之裂理/解理之衝擊或應力之方法而使用。被照射區域中之被加工物之變質(即加工痕之形成)或飛散等始終只不過是作為附隨物而局部性地產生者。具有此種特徵之本實施形態之劈開/裂開加工的機制於本質上與藉由使單位脈衝光之照射區域重疊、並連續地或斷續地產生變質、熔融、蒸發去除而進行加工之先前之加工方法不同。

而且，只要瞬間性地對各個被照射區域施加較強之衝擊或應力即可，因此可高速地掃描並照射雷射光。具體而言，可實現最大為1000 mm/sec之極其高速之掃描，即高速加工。鑒於先前之加工方法中之加工速度最多為200 mm/sec左右，其差異顯著。當然，可以說本實施形態中所實現之加工方法與先前之加工方法相比，格外地提昇生產性。

再者，本實施形態中之劈開/裂開加工如上述之各加工類型般，於被加工物之結晶方位(易劈開/裂開方向之方位)與加工預定線處於特定之關係的情形時特別有效，但應用對象並不限定於此，原理上，亦可應用於兩者處於任意之關係之情形或被加工物為多晶體之情形。於該等情形時，由於相對於加工預定線產生裂理/解理之方向未必固定，因此於分割起點可能會產生不規則之凹凸，但藉由適宜地設定被照射區域之間隔、及以脈衝寬度為首之雷射光之照射條件等，可進行使上述凹凸落在加工誤差之容許範圍內之實用上無問題的加工。

<雷射加工裝置之概要>

其次，對可實現利用上述之各種加工類型之加工的雷射加工裝置進行說明。

圖9係概略性地表示本實施形態之雷射加工裝置50之構成之示意圖。雷射加工裝置50主要包括：雷射光照射部50A；觀察部50B；平台7，其包含例如石英等透明之構件，且於其上方載置被加工物10；以及控制器1，其控制雷射加工裝置50之各種動作(觀察動作、對準動作、加工動作等)。雷射光照射部50A具備雷射光源SL與光學系統5，其係對載置於平台7上之被加工物10照射雷射光之部位，相當於上述之雷射光之出射源。觀察部50B係進行自照射雷射光之側(將其稱為表面)直接觀測該被加工物10之表面觀察、以及自載置於平台7之側(將其稱為背面)經由該平台7觀察被加工物10之背面觀察的部位。

平台7可藉由移動機構7m而於雷射光照射部50A與觀察部50B之間在水平方向上移動。移動機構7m藉由未圖示之驅動機構之作用而使平台7於水平面內在特定之XY2軸方向上移動。藉此，實現雷射光照射部50A內之雷射光照射位置之移動、或者觀察部50B內之觀察位置之移動、或者雷射光照射部50A與觀察部50B之間之平台7之移動等。再者，關於移動機構7m，亦可進行獨立於水平驅動之以特定之旋轉軸為中心之水平面內的旋轉(θ旋轉)動作。

又，於雷射加工裝置50中，能夠適宜地且可切換地進行表面觀察與背面觀察。藉此，可靈活且迅速地進行對應於被加工物10之材質或狀態之最佳之觀察。

平台7係由石英等透明之構件形成，但於其內部，設置有成為用於吸附固定被加工物10之吸氣通道之未圖示的抽吸用配管。抽吸用配管例如藉由利用機械加工對平台7之特定位置進行削孔來設置。

於將被加工物10載置於平台7上之狀態下，利用例如抽吸泵等抽吸機構11對抽吸用配管進行抽吸，而對抽吸用配管之平台7載置面側前端所設置之抽吸孔施加負壓，藉此將被加工物10(以及固定片4)固定於平台7上。再者，於圖9中，例示將作為加工對象之被加工物10貼附於固定片4上之情形，但較佳為於固定片4之外緣部配置用於固定該固定片4之未圖示的固定環(參照圖12)。

<照明系統及觀察系統>

觀察部50B係以如下方式構成：自平台7之上方對載置於平台7上之被加工物10重疊地進行來自落射照明光源S1之落射照明光L1的照射、及來自斜光照明光源S2之斜光透過照明光L2之照射，並可進行來自平台7之上方側之利用表面觀察機構6的表面觀察、及來自平台7之下方側之利用背面觀察機構16的背面觀察。

具體而言，自落射照明光源S1所發出之落射照明光L1被省略圖示之鏡筒內所設置之半反射鏡9反射而照射於被加工物10上。又，觀察部50B具備包含設置於半反射鏡9之上方(鏡筒之上方)之CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件)相機6a、及連接於該CCD相機6a上之監視器6b的表面觀察機構6，且可於照射落射照明光L1之狀態下實時地進行被加工物10之明視場圖像之觀察。

又，於觀察部50B中具備背面觀察機構16，該背面觀察機構16包含設置於平台7之下方，更較佳為設置於後述之半反射鏡19之下方(鏡筒之下方)的CCD相機16a，及連接於該CCD相機16a上之監視器16b。再者，監視器16b與表面觀察機構6中所具備之監視器6b可為相同之監視器。

又，自平台7之下方所具備之同軸照明光源S3發出之同軸照明光L3可於被省略圖示之鏡筒內所設置的半反射鏡19反射，並藉由聚光透鏡18而聚光後，經由平台7而照射於被加工物10上。更較佳為於平台7之下方具備斜光照明光源S4，且可經由平台7對被加工物10照射斜光照明光L4。該等同軸照明光源S3或斜光照明光源S4可當於例如被加工物10之表面側存在不透明之金屬層等、且自表面側之觀察因產生來自該金屬層之反射而較困難的情形等下，自背面側觀察被加工物10時較佳地使用。

<雷射光源>

作為雷射光源SL，使用波長為500 nm~1600 nm之雷射光源。又，為了實現上述之加工類型中之加工，雷射光LB之脈衝寬度必需為1 psec~50 psec左右。又，重複頻率R為10 kHz~200 kHz左右，雷射光之照射能量(脈衝能量)為0.1 μJ~50 μJ左右較合適。

再者，自雷射光源SL出射之雷射光LB之偏光狀態可為圓偏光，亦可為直線偏光。但是，於直線偏光之情形時，就結晶性被加工材料中之加工剖面之彎曲與能量吸收率之觀點而言，較佳為使偏光方向與掃描方向處於大致平行，例如使兩者所形成之角處於±1°以內。

<光學系統>

光學系統5係設定將雷射光照射於被加工物10上時之光路之部位。根據由光學系統5所設定之光路，將雷射光照射於被加工物之特定之照射位置(被照射區域之形成預定位置)上。

圖10係例示光學系統5之構成之示意圖。光學系統5主要包括擴束器51與物鏡系統52。又，於光學系統5中，為了轉換雷射光LB之光路之方向，亦可於適宜之位置設置個數適宜之鏡子5a。於圖10中，例示設置有2個鏡子5a之情形。

又，於出射光為直線偏光之情形時，較佳為光學系統5具備衰減器5b。衰減器5b係配置於雷射光LB之光路上之適宜的位置上，承擔調整所出射之雷射光LB之強度的作用。

再者，於圖10所例示之光學系統5中，於加工處理之期間內，將自雷射光源SL所發出之雷射光LB設定成於固定其光路之狀態下照射於被加工物10上。除此以外，亦可構成為實際地或假設性地設定複數個對被加工物10照射自雷射光源SL所發出之雷射光LB時之雷射光LB的光路，並且可藉由光路設定機構5c(圖11)，於所設定之複數條光路中依次切換對被加工物照射雷射光LB之各個單位脈衝光時的光路。於後者之情形時，實現於被加工物10之上表面之複數個部位同時進行並行之掃描之狀態、或者假設性地如此認為之狀態。換言之，可以說將雷射光LB之光路多重化。

再者，於圖9中，例示藉由3個雷射光LB0、LB1、LB2於3個部位進行掃描之情形，但利用光學系統5之光路之多重化之態樣未必限定於此。光學系統5之具體之構成例將後述。

<控制器>

控制器1更包括：控制部2，其控制上述各部之動作，實現後述之各種態樣中之被加工物10的加工處理；以及儲存部3，其儲存控制雷射加工裝置50之動作之程式3p或加工處理時所參照之各種資料。

控制部2係藉由例如個人電腦或微型電腦等通用之電腦而實現，將儲存部3中所儲存之程式3p讀入至該電腦中並加以執行，藉此各種構成要素作為控制部2之功能性之構成要素而實現。

具體而言，控制部2主要包括：驅動控制部21，其控制利用移動機構7m之平台7之驅動或聚光透鏡18之聚焦動作等與加工處理相關之各種驅動部分的動作；攝像控制部22，其控制利用CCD相機6a及16a之攝像；照射控制部23，其控制來自雷射光源SL之雷射光LB之照射及光學系統5中之光路之設定態樣；吸附控制部24，其控制利用抽吸機構11之朝向平台7之被加工物10的吸附固定動作；以及加工處理部25，其根據所提供之加工位置資料D1(後述)及加工模式設定資料D2(後述)，執行對於加工對象位置之加工處理。

儲存部3係藉由ROM(Read-Only Memory，唯讀記憶體)或RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)及硬碟等儲存媒體而實現。再者，儲存部3亦可為藉由實現控制部2之電腦之構成要素而實現之態樣，於其為硬碟之情形等時，亦可為獨立於該電腦而設置之態樣。

自外部將記述有針對被加工物10所設定之加工預定線之位置的加工位置資料D1提供並儲存於儲存部3中。又，於儲存部3中預先儲存有如下之加工模式設定資料D2，該加工模式設定資料D2係於每個加工模式中記述有關於雷射光之各個參數之條件、或光學系統5中之光路之設定條件、或平台7之驅動條件(或者該等之可設定之範圍)等之加工模式設定資料。

再者，操作者對雷射加工裝置50所給予之各種輸入指示較佳為利用於控制器1中所實現之GUI(Graphical User Interface，圖形使用者介面)來進行。例如，藉由加工處理部25之作用而由GU1提供加工處理用菜單。操作者根據該加工處理用菜單，進行後述之加工模式之選擇、或者加工條件之輸入等。

<對準動作>

於雷射加工裝置50中，可於加工處理之前，於觀察部50B中進行對被加工物10之配置位置加以微調整之對準動作。對準動作係用於使被加工物10中所設定之XY座標軸與平台7之座標軸一致而進行之處理。當進行上述之加工類型中之加工時，該對準處理於被加工物之結晶方位與加工預定線及雷射光之掃描方向滿足各加工類型中所要求之特定的關係方面較重要。

對準動作可應用公知之技術來執行，且只要對應於加工類型以適宜之態樣進行即可。例如，若為將使用1個母基板所製作之複數個元件晶片切出之情形等於被加工物10之表面形成有重複圖案之類的情形，則藉由使用圖案匹配等方法而實現適當之對準動作。於此情形時，概言之，CCD相機6a或16a取得形成於被加工物10上之複數個對準用標記之攝像圖像，加工處理部25根據該等攝像圖像之攝像位置之相對關係確定對準量，驅動控制部21對應於該對準量而藉由移動機構7m使平台7移動，藉此實現對準。

藉由進行該對準動作，而準確地確定加工處理中之加工位置。再者，對準動作結束後，載置有被加工物10之平台7朝雷射光照射部50A移動，繼而進行藉由照射雷射光LB之加工處理。再者，以使對準動作時所設想之加工預定位置與實際之加工位置不發生偏差的方式，保證平台7之自觀察部50B向雷射光照射部50A之移動。

<加工處理之概略>

其次，對本實施形態之雷射加工裝置50中之加工處理進行說明。於雷射加工裝置50中，將自雷射光源SL發出並經過光學系統5之雷射光LB之照射與載置固定有被加工物10之平台7之移動加以組合，藉此使經過光學系統5之雷射光對被加工物10相對地掃描，並可進行被加工物10之加工。

雷射加工裝置50之特徵在於：可擇一地選擇基本模式與多模式作為藉由(相對地)掃描雷射光LB之加工處理之模式(加工模式)。該等加工模式係對應於上述光學系統5中之光路之設定態樣而設定。

基本模式係固定地設定自雷射光源SL所發出之雷射光LB之光路的模式。於基本模式中，雷射光LB始終穿過1條光路，並使載置有被加工物10之平台7以特定之速度移動，藉此實現雷射光於一方向上掃描被加工物10之態樣下之加工。於圖10所例示之光學系統5之情形時，僅可進行該基本模式下之加工。

基本模式適合用於進行上述之第1及第2加工類型中之加工的情形。即，針對加工預定線L被設定成與易劈開/裂開方向平行之被加工物10，以使該易劈開/裂開方向與平台7之移動方向一致之方式將被加工物10對準後，進行基本模式下之加工，藉此可進行第1加工類型之加工。另一方面，針對加工預定線L被設定成與易劈開/裂開方向垂直之被加工物10，以使該易劈開/裂開方向與平台7之移動方向正交之方式將被加工物10對準後，進行基本模式下之加工，藉此可進行第2加工類型之加工。

又，原理上，藉由適宜變更平台7之移動方向，亦可應用於第3加工類型中之加工。

另一方面，多模式係實質性地或假設性地將雷射光LB之光路多重化而設定複數條光路之模式。其為如下之模式：藉由例如沿著如圖8所示之與加工預定線L平行之直線Lα、Lβ，或者進而沿著加工預定線L本身，使複數個雷射光實質性地或假設性地掃描，結果實現與利用與加工預定線L重複交叉之態樣掃描雷射光之情形相同之加工。再者，所謂使複數個雷射光假設性地掃描，係指使實際上與基本模式同樣地以1條光路照射雷射光者之光路隨時間而變化，藉此實現與以複數條光路照射雷射光之情形相同之掃描態樣。

多模式適合用於進行第3加工類型中之加工之情形。即，與第2加工類型之情形相同，針對加工預定線L被設定成與易劈開/裂開方向垂直之被加工物10，以使該易劈開/裂開方向與平台7之移動方向正交之方式將被加工物10對準後，進行多模式下之加工，藉此可進行第3加工類型之加工。

加工模式較佳為例如藉由加工處理部25之作用，於控制器1中可根據以可利用之方式提供給操作者之加工處理菜單而進行選擇。加工處理部25取得加工位置資料D1，並且自加工模式設定資料D2取得與所選擇之加工類型相對應之條件，且以執行對應於該條件之動作之方式，藉由驅動控制部21或照射控制部23等控制對應之各部之動作。

例如，藉由控制器1之照射控制部23而實現自雷射光源SL所發出之雷射光LB之波長或輸出功率、脈衝之重複頻率、脈衝寬度之調整等。若自加工處理部25對照射控制部23發出根據加工模式設定資料D2之特定之設定信號，則照射控制部23根據該設定信號，設定雷射光LB之照射條件。

又，尤其於以多模式進行加工之情形時，照射控制部23使來自雷射光源SL之單位脈衝光之出射時序與利用光路設定機構5c之光路之切換時序同步。藉此，針對各個被照射區域之形成預定位置，藉由光路設定機構5c所設定之複數條光路中之與該形成預定位置相對應的光路照射單位脈衝光。

再者，於雷射加工裝置50中，當進行加工處理時，視需要亦可於有意地使聚焦位置偏離被加工物10之表面之散焦狀態下，照射雷射光LB。此可藉由例如調整平台7與光學系統5之相對距離而實現。

<光路設定機構之構成例與其動作>

其次，針對光路設定機構5c之具體構成與其動作之例子，主要以多模式下之動作為對象進行說明。

再者，以下之說明中，設定成於加工處理時，一面使載置有被加工物10之平台7沿著與加工預定線L之延伸方向一致的移動方向D移動，一面進行加工。

又，於多模式下之動作中，設定成於加工預定L上形成被照射區域RE時所照射者係雷射光LB0，在與加工預定線L平行之直線Lα上形成被照射區域RE時所照射者係雷射光LB1，在同樣與加工預定線L平行，且處於針對加工預定線L對稱之位置之直線Lβ上形成被照射區域RE時所照射者係雷射光LB2。

又，多模式下之第3加工類型之加工藉由使依次或同時形成之複數個被照射區域位於沿著易劈開/裂開方向的位置而實現。

圖11係示意性地表示光路設定機構5c之構成之圖。光路設定機構5c係作為光學系統5之一構成要素而設置。光路設定機構5c包括：複數個半反射鏡53、鏡子54、以及光路選擇機構55。

半反射鏡53與鏡子54係為了使自雷射光源SL所出射之雷射光LB之光路在與平台7之移動方向D垂直的面內方向分支來形成複數條光路(雷射光LB0、LB1、LB2之光路)而設置。再者，半反射鏡53之數量根據光路之數量而定。於圖11中，為了獲得3條光路而設置有2個半反射鏡53。藉由具備該等半反射鏡53及鏡子54，使雷射光LB出射並使平台7移動，藉此實現複數個雷射光掃描被加工物10之狀態。

光路選擇機構55係為了控制複數條光路中之朝向被加工物10之雷射光之出射時序而具備。更具體而言，光路選擇機構55於藉由半反射鏡53及鏡子54而分支之各個雷射光之光路之中途具備光學開關SW。光學開關SW由例如AOM(Acousto-Optic Modulator，聲光調變器)或EOM(Electro-Optical Modulator，電光調變器)等構成，具有於ON狀態時使所射入之雷射光通過，於OFF狀態時阻斷所射入之雷射光或使其衰減(成為非通過狀態)之功能。藉此，於光路選擇機構55中，僅使通過成為ON狀態之光學開關SW之雷射光照射於被加工物10上。

具備具有此種構成之光路設定機構5c之雷射加工裝置50之多模式下的動作係藉由如下方式而實現：照射控制部23以使雷射光LB0、LB1、LB2之光路上之光學開關SW對應於根據重複頻率R之雷射光LB之單位脈衝光之出射時序依次且週期性地成為ON狀態的方式，控制各個光學開關SW之ON/OFF動作。藉由該控制，僅於到達各雷射光LB0、LB1、LB2形成被照射區域之時序時，使各個雷射光LB0、LB1、LB2通過光路選擇機構55而照射於被加工物10上。

即，實際上設置複數條對被加工物10進行照射之雷射光之光路，使各個單位脈衝光之照射時序不同，並使上述複數個雷射光同時並行地掃描，藉此進行多模式下之動作。

再者，基本模式下之動作例如可藉由僅將雷射光LB0、LB1、LB2之任一者之光路上之光學開關SW始終設定為ON狀態而出射雷射光LB，並使平台7移動而實現。

<劈開/裂開加工之高效率化>

上述之劈開/裂開加工係利用由單位脈衝光之照射所產生之衝擊或應力，於被加工物上產生裂理/解理之方法。因此，於各個單位脈衝光之照射時作用於被加工物之衝擊或應力越大，越直至被加工物之更深處為止產生裂理/解理，且分割起點之前端部分越到達被加工物之更深之部分為止。為了實現此種加工，較理想的是儘可能使每次照射單位脈衝光時對被加工物所給予之能量不逸失，而使其對裂理/解理面之形成做出貢獻。

例如，藉由照射脈衝雷射光，被照射區域中所存在之物質之一部分獲得動能而高速地朝外部飛散。只要抑制此種物質之飛散，並使應該會於該飛散時被消耗之能量亦對被加工物中之裂理/解理面之形成做出貢獻，便可更有效地形成裂理/解理面。

於本實施形態中，立足於以上之觀點進行劈開/裂開加工之效率化。具體而言，以於被加工物之被加工面上，使相對於劈開/裂開加工中所使用之脈衝雷射光為透明之物質(透明物質)相鄰之狀態，利用上述之各加工類型進行劈開1裂開加工。所謂相對於脈衝雷射光為透明，係指實質上不吸收所照射之脈衝雷射光。作為透明物質，有透明之固體構件(以下，稱為透明構件)或透明之液體(以下，稱為透明液體)。以下，對各個情形進行詳細說明。

<使用透明構件之高效率化>

圖12係使用透明構件實現劈開/裂開加工之高效率化之方法之概要圖。於劈開/裂開加工時，將被加工物101貼附於固定片102上後，將其連同該固定片102一起載置於平台(圖12中省略圖示)上。然後，利用固定環103將固定片102之周緣部加以固定。至此為止與通常之一般性之雷射加工相同。

於本實施形態中，以與如上述般載置於平台上之被加工物101之被加工面101a相鄰的方式，配置相對於劈開/裂開加工中所使用之脈衝雷射光為透明之構件之透明構件104。例如，可將包含藍寶石或石英等之透明板、或者包含PET(Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)等之膜等用作透明構件104。具體之透明構件104之選擇可對應於所使用之脈衝雷射光之波長等必要條件而適宜選擇。

於將透明構件104配置成與被加工面101a相鄰之態樣中，包括使透明構件與被加工面101a接觸而配置之情形。此情形例如藉由將透明構件104載置於經水平地固定之被加工物101上、或者將透明構件104接著於被加工面101a上等而實現。

當於如上述般配置透明構件104之狀態下，利用上述之各加工類型進行劈開/裂開加工時，來自被照射區域之物質之飛散被該透明構件104抑制而事實上不產生該飛散，因此由單位脈衝光所給予之能量對於裂理/解理面之形成之貢獻較不設置透明構件104之情形更高。其結果，形成與不設置透明構件104之情形相比，前端部到達更深之位置為止之分割起點。

又，於將透明構件104配置成與被加工面101a相鄰之態樣中，包括將透明構件與被加工面101a分開配置之情形。具體而言，若兩者之距離為100 μm以下之範圍，則即便於使兩者分開配置之情形時，亦可獲得與使兩者接觸而配置之情形相同之效果。

<透明構件之配置之具體態樣>

以下，依次對實現如上所述之透明構件104之配置之各種態樣進行說明。

(第1配置態樣)

圖13係例示透明構件104之第1配置態樣之側剖面圖。於圖13中，與圖12中所示之例子相同，將貼附有被加工物101之固定片102載置於平台7上，且將固定環103載置於固定片102之外緣部。而且，將板狀之透明構件104載置於被加工物101上。再者，於圖13中，例示被加工物101包含藍寶石基板1011與藉由111族氮化物等而形成於其上之LED構造1012之情形(以下之各圖中亦相同)。

於透明構件104之外側，配置有用於固定透明構件104之固定構件111。固定構件111係其一端部具有朝向內側之突出部111a之剖面觀察下為L字型的大致筒型之構件。

固定構件111係以如下之狀態來配置：將與突出部111a為相反側之端部即腳部111b載置於固定片102之空白部分102a(貼附有被加工物101之部分與載置有固定環103之部分之間)上，使突出部111a於透明構件104之端緣部104e處抵接於透明構件104之上表面104a，且使內面111c大致抵接於透明構件104之側周面104b。再者，突出部111a只要以如下方式設置即可：當進行雷射加工時，於相對於雷射光LB不阻擋被加工面101a上之加工對象區域之範圍內與透明構件104抵接。

藉由如上述般配置固定構件111，透明構件104之上下左右方向之移動受到限制，因此防止於進行雷射加工時，載置於被加工面101a上之透明構件104產生位置偏移。即，使用固定構件111固定透明構件104，藉此實現提高了脈衝雷射光之能量之利用效率之良好之劈開/裂開加工。

又，固定構件111之材質只要係穩定地載置於固定片102上，且較佳地達成防止透明構件104之位置偏移這一功能之材質，則並無特別限定。

再者，將透明構件104及固定構件111分別作為於加工之前配置並於加工後拆除之可相對於雷射加工裝置50自如地配置的獨立物來準備係較合適之一例，但亦可設定成藉由螺絲固定或接著等將兩者一體化而成之一體物，並使其相對於雷射加工裝置50裝卸自如。又，固定構件111亦可構成為能夠分解及組裝。

又，上述之大致筒型之固定構件111與透明構件104之側周面104b的整體抵接，但該態樣並非必需。將具有相同之L字型剖面之複數個固定構件111沿著透明構件104之外周以適宜之間隔分開配置，並使各個固定構件111部分地抵接於側周面104b，藉此亦可固定透明構件104。

(第2配置態樣)

圖14係例示透明構件104之第2配置態樣之側剖面圖。於第2配置態樣中，如圖14所示，使用類似於圖13中所示之固定構件111之固定構件112來配置透明構件104。

與固定構件111相同，固定構件112具有大致筒型之形狀，但於如下方面與固定構件111不同：形成為不僅其一端部具有與突出部111a相同之突出部112a，而且內面112c之中間部分具備支撐部112d之剖面F字型。

與第1態樣相同，固定構件112係以如下之狀態來配置：於將被加工物101連同固定片102一起載置於平台7上之狀態下，將腳部112b載置於固定片102之空白部分102a，藉由支撐部112d自下表面104c側支撐透明構件104之端緣部104e，且使內面112c大致抵接於透明構件104之側周面104b。進而，突出部112a係以接近或相鄰於透明構件104之上表面104a之方式構成。再者，支撐部112d只要於進行雷射加工時，在不與被加工物101發生干擾之範圍內設置即可，突出部112a同樣地只要於進行雷射加工時，在相對於雷射光LB不阻擋被加工面101a上之加工對象區域之範圍內設置即可。又，固定構件112之材質可與固定構件111相同。

又，於圖14中，以與被加工面101a分開之態樣配置透明構件104，但亦可根據支撐部112d之形成位置，而以兩者接觸之態樣配置透明構件104。

於任一情形時，藉由如上述般配置固定構件112，透明構件104之上下左右方向之移動均受到限制，因此防止於進行雷射加工時，載置於被加工面101a上之透明構件104產生位置偏移。因此，使用固定構件112使透明構件104以離被加工面101a為100 μm以下之距離分開配置、或者使透明構件104與被加工面101a接觸，藉此實現提高了脈衝雷射光之能量之利用效率之良好的劈開/裂開加工。

再者，將透明構件104及固定構件112分別作為於加工之前配置並於加工後拆除之可相對於雷射加工裝置50自如地配置的獨立物來準備係較合適之一例，但亦可設定成藉由螺絲固定或接著等將兩者一體化而成之一體物，並使其相對於雷射加工裝置50裝卸自如。於前者之情形時，適宜地具備相對於固定構件112之支撐部112d可裝卸透明構件104之構成。又，固定構件112亦可構成為能夠分解及組裝。

又，上述之大致筒型之固定構件112與透明構件104之側周面104b之整體抵接，但該態樣並非必需。將具有相同之F字型剖面之複數個固定構件112沿著透明構件104之外周以適宜之間隔分開配置，並使各個固定構件112部分地抵接於側周面104b，藉此亦可固定透明構件104。

或者，作為設置支撐部112d來自下方支撐透明構件104之代替態樣，可為於透明構件104之端緣部104e，藉由螺絲固定或接著等將上表面104a固定於突出部112a上之態樣，亦可為藉由使透明構件104之側周面104b抵接於內面112c，而以作用於內面112c與側周面104b之間之摩擦力(阻力)支撐透明構件104的態樣。

(第3配置態樣)

圖15及圖16係表示透明構件104之第3配置態樣之側視圖。圖15表示進行加工前之狀態，圖16表示進行加工時之狀態。再者，雖然於圖15及圖16中省略了圖示，但被加工物101之對於平台7之載置之態樣與第1及第2配置態樣的情形相同。

於第3配置態樣中，如圖15及圖16所示，將透明構件104之端緣部104e固設於雷射加工裝置50中所具備之升降機構121上。而且，於將被加工物101載置固定於平台7上之狀態下，升降機構121於驅動控制部21之控制下，使透明構件104於垂直方向上升降，藉此實現透明構件104之朝特定位置之配置。即，升降機構121係可藉由使透明構件104相對於被加工面101a進退自如地移動，而將透明構件104配置於任意之位置上之配置位置調整機構。

於該第3配置態樣中，透明構件104較佳為於利用升降機構121之升降動作之期間內，可保持大致水平之程度之硬質之板狀體。例如，使用藍寶石或石英等較合適。又，於升降機構121上固設透明構件104只要藉由螺絲固定或接著等可穩定地固設透明構件104之適宜之方法來進行即可。

於圖16中，於透明構件104與被加工物101之被加工面101a接觸之狀態下照射雷射光LB來進行加工，但於該第3配置態樣中，亦可於使透明構件104與被加工面101a以100 μm以下之距離分開配置之狀態下進行加工。於任一情形時，均實現提高了脈衝雷射光之能量之利用效率之良好之劈開/裂開加工。再者，當不進行加工時，升降機構121使透明構件104朝上方退避至可將被加工物101載置於平台7上之程度。

又，於圖15及圖16中，僅將透明構件104之一端緣部104e固設於升降機構121上，但亦可為將另一端緣部104e亦同時固設於升降機構121上而成之態樣，或者亦可為將端緣部104e整體固設於升降機構121上而成之態樣。

又，於圖15及圖16中，例示遍及被加工面101a之圖式中之左右方向之整體配置透明構件104的態樣，但其並非必需之態樣。亦可為亦包括與紙面垂直之方向，僅於雷射光LB之被照射區域之附近配置透明構件104之態樣。

又，於圖15及圖16中，例示升降機構121與光學系統5被一個基部122支撐之態樣，但兩者之實際之配置態樣並不限定於此。

(第4配置態樣)

圖17至圖19係表示透明構件104之第4配置態樣之側視圖。圖17表示進行加工前之狀態，圖18表示進行加工時之狀態。圖19表示加工前後之透明構件104之移動態樣。再者，雖然於圖17至圖19中省略了圖示，但被加工物101之對於平台7之載置之態樣與第1及第2配置態樣的情形相同。

於第4配置態樣中，如圖17及圖18所示，兩端部(端部104p及端部104q)分別捲繞於雷射加工裝置50中所具備之第1捲繞機構131、及第2捲繞機構132上而成之帶狀的透明構件104水平地張設保持於第1捲繞機構131與第2捲繞機構132之間。而且，於將被加工物101載置固定於平台7上之狀態下，未圖示之升降機構於驅動控制部21之控制下，使第1捲繞機構131與第2捲繞機構132以同步之時序於垂直方向上升降，藉此實現透明構件104之朝特定位置之配置。即，與第3配置態樣相同，於第4配置態樣中，亦可藉由使透明構件104相對於被加工面101a進退自如地移動，而將透明構件104配置於任意之位置上。

於該第4配置態樣中，透明構件104較佳為形成為可藉由第1捲繞機構131及第2捲繞機構132捲繞之材料及厚度。例如，使用PET膜等較合適。

於圖18中，於透明構件104與被加工物101之被加工面101a接觸之狀態下照射雷射光LB來進行加工，但於該第4配置態樣中，亦可於使透明構件104與被加工面101a以100 μm以下之距離分開配置之狀態下進行加工。於任一情形時，均實現提高了脈衝雷射光之能量之利用效率之良好之劈開/裂開加工。

再者，於圖17及圖18中，例示遍及被加工面101a之圖式中之左右方向之整體張設透明構件104的態樣，但其並非必需之態樣。亦可為亦包括與紙面垂直之方向(即與透明構件104之張設方向垂直之方向)，僅於雷射光LB之被照射區域之附近配置透明構件104的態樣。

例如，圖19例示在與透明構件104之張設方向垂直之方向上，將透明構件104僅配置於被加工面101a之上方之一部分上的態樣。於此情形時，於使透明構件104如由箭頭AR1所示般下降之狀態下進行針對其張設方向(圖19中與紙面垂直之方向)之加工，即進行以沿著該方向之加工預定線為對象之脈衝雷射光之掃描，當對該位置之脈衝雷射光之掃描結束時，則透明構件104如箭頭AR2所示般朝與透明構件104之張設方向垂直之方向僅移位特定之距離並上升。即，對應於脈衝雷射光之被照射位置之遷移，使透明構件104之配置位置遷移。藉由重複此種透明構件104之下降、脈衝雷射光之掃描、及透明構件104之上升，而實現對被加工物101之雷射加工。再者，當不進行加工時，使透明構件104可朝側方或上方退避至可將被加工物101載置於平台7上之程度。

(第5配置態樣)

圖20係例示透明構件104之第5配置態樣之側剖面圖。於第5配置態樣中，將透明構件104接著固定於被加工物101上，藉此實現使透明構件104與被加工面101a接觸之狀態。

具體而言，如圖20所示，於將透明構件104載置於被加工面101a上之狀態下，利用接著材料141將被加工物101之側面101b與透明構件104之端緣部104e接著。若考慮操作之容易性，則較佳為預先進行該接著後將被加工物101固定於平台7上，但未必限定於此。又，由於必需於加工後將透明構件104自被加工物101上剝離，因此作為接著材料141，較佳為使用可藉由特定之溶劑等而容易地去除者。

藉由如上述般接著固定透明構件104，使透明構件104之上下左右方向之移動受到限制，因此於雷射加工時，能防止載置於被加工面101a上之透明構件104產生位置偏移。因此實現提高脈衝雷射光之能量之利用效率之良好之劈開/裂開加工。

再者，將透明構件104接著固定於被加工物101上之態樣並不限定於上述之態樣。例如，亦可使用相對於脈衝雷射光實質上為透明之接著材料，將透明構件104與被加工面101a接著。於此情形時，藉由透明構件104與接著材料固化而形成之透明層整體性地作為一個透明構件發揮功能。惟於此情形時，亦必需於加工後使透明構件104與被加工物101分離，因此接著材料較佳為使用可藉由特定之溶劑等而容易地去除者。

<由液層形成所帶來之高效率化>

其次，對使用相對於脈衝雷射光為透明之液體之透明液體之劈開/裂開加工之效率化進行說明。概言之，於以下所示之態樣中，於藉由液層形成機構而於被加工物之被加工面上形成有由透明液體所形成之液層之狀態下，利用上述之各加工類型進行劈開/裂開加工。再者，於本實施形態中，作為液體本身之材質，雖可吸收脈衝雷射光，但透明液體亦包含因液層之厚度較薄而不產生實質之吸收之情形。例如，當脈衝雷射光為可見光或UV(Ultraviolet，紫外線)光時，可使用水作為透明液體。具體之透明液體之種類的選擇可對應於所使用之脈衝雷射光之波長等必要條件而適宜選擇。

當於如上述般形成有包含透明液體之液層之狀態下，利用上述之各加工類型進行劈開/裂開加工時，來自被照射區域之物質之飛散被液層抑制而事實上不產生該飛散，因此由單位脈衝光所給予之能量對於裂理/解理面之形成之貢獻較不設置液層之情形更高。其結果，形成與不設置液層之情形相比，前端部到達更深之位置為止之分割起點。

<液層之形成之具體態樣>

以下，依次對實現如上所述之液層之形成之各種態樣進行說明。

(第1形成態樣)

圖21係例示液層之第1形成態樣之側剖面圖。於圖21中，將貼附有被加工物101之固定片102載置於平台7上，且將固定環103載置於固定片102之外緣部。再者，於圖21中，例示被加工物101包含藍寶石基板1011與藉由III族氮化物等而形成於其上之LED構造1012之情形(以下之各圖中亦相同)。

進而，於平台7上之外周部分配置有筒狀構件71。筒狀構件71具有與平台7之輪廓形狀相對應之外形形狀，且與平台7成為一體而構成儲存透明液體106之儲存槽72。相對於平台7，藉由接著、旋接等確保對於透明液體之密閉性之態樣來固定筒狀構件71。換言之，儲存槽72係將平台7作為底部，將筒狀構件71作為側壁部而構成。再者，筒狀構件71亦可相對於平台7裝卸自如。

又，於作為儲存槽72之側壁部之筒狀構件71中，設置有用於自未圖示之特定之供給源供給透明液體106之供給口73、以及用於將透明液體106自儲存槽72中排出之排出口74。於使用固定片102與固定環103將被加工物101固定於平台7上之狀態下，如箭頭AR11所示般自外部將透明液體106供給至儲存槽72中，藉此將透明液體106儲存在儲存槽72中，並使被加工物101浸漬於透明液體106中。藉此，以相鄰於被加工面101a之態樣形成包含透明液體106之液層107。即，於本實施形態之雷射加工裝置50中，藉由包含平台7之儲存槽72、供給口73、以及排出口74而構成液層形成機構70。

當於藉由該態樣而形成有液層107之狀態下照射脈衝雷射光LB，並利用上述之各加工類型進行劈開/裂開加工時，來自被加工面101a上之脈衝雷射光LB之被照射區域之物質的飛散被相鄰於被加工面101a之該液層107抑制。即，藉由形成液層107，而實現提高了脈衝雷射光LB之能量之利用效率之良好的劈開/裂開加工。

較佳為至少於照射脈衝雷射光LB來進行劈開/裂開加工之期間內，連續地或斷續地進行由箭頭AR11所示之透明液體106自供給口73之供給、以及由箭頭AR12所示之透明液體106自排出口74之排出。於此情形時，於被加工面101a上形成如箭頭AR13所示之透明液體106之流動，即形成流液層。當於形成有該流液層之狀態下進行劈開/裂開加工時，即便加工時產生由自被加工物101上脫離等之物質所引起之渾濁等而導致液層107之透明度下降，亦迅速地向被加工面101a上供給新的透明液體106，因此於進行加工之期間內，加工精度得以較佳地維持。

但是，於液層形成機構70中，供給口73及排出口74未必為必需之構成要素，即便係於加工前後分別自筒狀構件71之上方供給或排出透明液體10之態樣，亦可獲得設置液層107之效果。

又，較佳為液層形成機構70於作為儲存槽72之上部之筒狀構件71之上部，具備包含相對於脈衝雷射光LB透明之板狀構件之窗部75。至少於照射脈衝雷射光LB來進行劈開/裂開加工之期間內，於儲存槽72中，以與窗部75接觸之態樣儲存透明液體106。即，於儲存槽72之內部完全地填充透明液體106。再者，構成窗部75之板狀構件係藉由沿著筒狀構件71而配置之O型環76來確保與筒狀構件71之間的密閉性。藉由以該態樣設置窗部75，而防止透明液體106之液面之波動，因此所照射之脈衝雷射光之能量的利用效率進一步提高。

(第2形成態樣)

圖22係例示液層之第2形成態樣之側剖面圖。與圖21所示之第1形成態樣相同，於圖22所示之第2形成態樣中，亦將貼附有被加工物101之固定片102載置於平台7上，且將固定環103載置於固定片102之外緣部。

又，構成有包含筒狀構件71之液層形成機構70這一點亦與第1形成態樣相同，但第2形成態樣與第1形成態樣之不同點在於：將該筒狀構件71配置於貼附有被加工物101之固定片102上。即，於第2形成態樣中，於平台7上設置將固定片102作為底部，將筒狀構件71作為側壁部之儲存槽72。筒狀構件71必需於加工前以相對於固定片102確保密閉性之態樣固定，於加工結束後較佳地自該固定片102上分離。此可藉由例如於夾持固定片102之狀態下將筒狀構件71與平台7旋接等態樣而實現。

於液層形成機構70中，以下兩點與第1形成態樣相同：筒狀構件71具備用於自未圖示之特定之供給源如箭頭AR11般供給透明液體106之供給口73、及用於將透明液體106自儲存槽72中如箭頭AR12般排出之排出口74；以及較佳為於加工之中途連續地或斷續地供給及排出透明液體106，而如箭頭AR13般於被加工面101a上形成流液層。除此以外，較佳為液層形成機構70具備窗部75這一點亦與第1形成態樣相同。

當於藉由該第2形成態樣而形成有液層107之狀態下照射脈衝雷射光LB，並利用上述之各加工類型進行劈開/裂開加工時，來自被加工面101a上之脈衝雷射光LB之被照射區域之物質的飛散亦被相鄰於被加工面101a之該液層107抑制。即，當藉由該第2形成態樣而形成液層107時，亦實現提高了脈衝雷射光LB之能量之利用效率之良好的劈開/裂開加工。

(第3形成態樣)

圖23係例示液層之第3形成態樣之側剖面圖。於第3形成態樣中，針對載置固定於平台7(圖23中省略圖示)上之被加工物101之被加工面101a，自連接於未圖示之供給源之噴出機構80如箭頭AR14所示般直接噴出透明液體106，藉此於被加工面101a上形成液層107。更具體而言，噴出機構80噴出透明液體106，以於被加工面101a中之至少成為脈衝雷射光LB之被照射區域之部分形成液層107。即，噴出機構80係作為形成液層107之液層形成機構而發揮功能。於此情形時，液層107係作為流液層而形成。再者，於平台7之下方適宜地設置用於回收所流出之透明液體106之未圖示的排出部。

當於藉由該第3形成態樣而形成有液層107之狀態下照射脈衝雷射光LB，並利用上述之各加工類型進行劈開/裂開加工時，來自被加工面101a上之脈衝雷射光LB之被照射區域之物質的飛散亦被相鄰於被加工面101a之該液層107抑制。即，當藉由該第3形成態樣而形成液層107時，亦實現提高了脈衝雷射光LB之能量之利用效率之良好的劈開/裂開加工。

1．．．控制器

2．．．控制部

3．．．儲存部

3p．．．程式

4、102．．．固定片

5．．．光學系統

5a．．．鏡子

5b．．．衰減器

5c．．．光路設定機構

6．．．表面觀察機構

6a、16a．．．CCD相機

6b、16b．．．監視器

7．．．平台

7m．．．移動機構

9、19、53．．．半反射鏡

10、101．．．被加工物

11．．．抽吸機構

16．．．背面觀察機構

18．．．聚光透鏡

21．．．驅動控制部

22．．．攝像控制部

23．．．照射控制部

24．．．吸附控制部

25．．．加工處理部

50．．．雷射加工裝置

50A．．．雷射光照射部

50B．．．觀察部

51．．．擴束器

52．．．物鏡系統

54．．．鏡子

55．．．光路選擇機構

70．．．液層形成機構

71．．．筒狀構件

72．．．儲存槽

73．．．供給口

74．．．排出口

75．．．窗部

76．．．O型環

80．．．噴出機構

101a．．．(被加工物之)被加工面

102．．．固定片

102a．．．空白部分

103．．．固定環

104．．．透明構件

104a．．．上表面

104b．．．側周面

104e．．．端緣部

104p、104q．．．端部

106．．．透明液體

107．．．液層

111、112．．．固定構件

111a、112a．．．突出部

111b、112b．．．腳部

111c、112c．．．內面

112d．．．支撐部

121．．．升降機構

122．．．基部

131．．．第1捲繞機構

132．．．第2捲繞機構

141．．．接著材料

1011．．．藍寶石基板

1012．．．LED構造

+a1、-a1、+a2、-a2、+a3、-a3．．．方向

AR1、AR2、AR11、AR12、AR13、AR14．．．箭頭

C1~C3、C11a、C11b、C12a、C12b、C13a、C13b、C14a、C14b、C21~C24．．．裂理/解理面

D．．．(平台之)移動方向

D1．．．加工位置資料

D2．．．加工模式設定資料

L．．．加工預定線

L1．．．落射照明光

L2．．．斜光透過照明光

L3．．．同軸照明光

L4．．．斜光照明光

LB、LB0、LB1、LB2．．．雷射光

Lα、Lβ．．．與加工預定線L平行之直線

P21、P22、P23、P24、P25．．．形成預定位置

RE、RE1~RE4、RE11~RE15、RE21~RE25．．．被照射區域

S1．．．落射照明光源

S2．．．斜光照明光源

S3．．．同軸照明光源

S4．．．斜光照明光源

SL．．．雷射光源

SW．．．光學開關

W1、W2、W2a、W2b、W11a、W11b、W11c、W12a、W12b、W12c．．．弱強度部分

圖1(a)~(e)係用於對利用第1加工類型之加工進行說明之圖。

圖2係關於藉由第1加工類型中之劈開/裂開加工而形成有分割起點之被加工物之表面的光學顯微鏡像。

圖3係將藉由第1加工類型之加工而形成有分割起點之藍寶石C面基板沿著該分割起點加以分割後之自表面(c面)至剖面的SEM像。

圖4(a)~(e)係示意性地表示利用第2加工類型之加工態樣之圖。

圖5係關於藉由第2加工類型中之劈開/裂開加工而形成有分割起點之被加工物之表面的光學顯微鏡像。

圖6係將藉由第2加工類型之加工而形成有分割起點之藍寶石c面基板沿著該分割起點加以分割後之自表面(c面)至剖面的SEM像。

圖7(a)、(b)係示意性地表示利用第3加工類型之加工態樣之圖。

圖8係表示第3加工類型中之加工預定線與被照射區域之形成預定位置之關係的圖。

圖9係概略性地表示本發明之實施形態之雷射加工裝置50之構成的示意圖。

圖10係例示光學系統5之構成之示意圖。

圖11係示意性地表示光路設定機構5c之構成之圖。

圖12係使用透明構件實現劈開/裂開加工之高效率化之方法之概要圖。

圖13係例示透明構件104之第1配置態樣之側剖面圖。

圖14係例示透明構件104之第2配置態樣之側剖面圖。

圖15係表示透明構件104之第3配置態樣之側視圖。

圖16係表示透明構件104之第3配置態樣之側視圖。

圖17係表示透明構件104之第4配置態樣之側視圖。

圖18係表示透明構件104之第4配置態樣之側視圖。

圖19係表示透明構件104之第4配置態樣之側視圖。

圖20係例示透明構件104之第5配置態樣之側剖面圖。

圖21係例示液層之第1形成態樣之側剖面圖。

圖22係例示液層之第2形成態樣之側剖面圖。

圖23係例示液層之第3形成態樣之側剖面圖。

+a1、-a1、+a2、-a2、+a3、-a3．．．方向

C1、C2、C3．．．裂理/解理面

L．．．加工預定線

RE1、RE2、RE3、RE4．．．被照射區域

W1、W2、W2a、W2b．．．弱強度部分

Claims

一種被加工物之加工方法，其係用以於被加工物上形成分割起點之加工方法，其特徵在於具備：載置步驟，其將被加工物載置於平台上；透明物質配置步驟，其將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之透明物質相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物的被加工面上；以及照射步驟，其一面使上述平台與上述脈衝雷射光的光源連續地相對移動，一面以使上述脈衝雷射光透過上述透明物質，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。
如請求項1之被加工物之加工方法，其中上述脈衝雷射光係脈衝寬度為psec級之超短脈衝光。
如請求項1或2之被加工物之加工方法，其中上述透明物質配置步驟係將相對於被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光實質上為透明之固體的透明構件相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上之透明構件配置步驟，於上述照射步驟中，以使上述脈衝雷射光透過上述透明構件，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。
如請求項3之被加工物之加工方法，其中於上述透明構件配置步驟中，使上述透明構件與上述被加工面接觸而配置。
如請求項3之被加工物之加工方法，其中於上述透明構件配置步驟中，將上述透明構件與上述被加工面以100μm以下之距離分開配置。
如請求項3之被加工物之加工方法，其中於上述透明構件配置步驟中，將上述透明構件以相對於上述被加工面之中包含上述脈衝雷射光之上述被照射位置之一部分區域相鄰之方式配置，並且對應於上述被照射位置之遷移而使配置位置遷移。
如請求項1或2之被加工物之加工方法，其中上述透明物質配置步驟係於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上，藉由相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之液體而形成液層之液層形成步驟，於上述照射步驟中，藉由以使上述脈衝雷射光透過上述液層，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。
如請求項7之被加工物之加工方法，其中於上述液層形成步驟中，至少於進行上述照射步驟之期間內，在上述平台上所構成之儲存槽之內部使上述被加工物浸漬於上述液體中，藉此於上述被加工面上形成上述液層。
如請求項7之被加工物之加工方法，其中於上述液層形成步驟中，至少於進行上述照射步驟之期間內，使上述液體連續地或斷續地流動，藉此於上述被加工面上形成流液層。
如請求項1或2之被加工物之加工方法，其中以於上述被加工物之易劈開或裂開方向上相鄰之方式形成由不同之上述單位脈衝光所形成之至少2個被照射區域。
如請求項1或2之被加工物之加工方法，其中使上述脈衝雷射光之出射源與上述被加工物相對移動，並使上述脈衝雷射光之出射方向在與該相對移動方向垂直之面內週期性地變化，藉此於上述被加工物上形成滿足鋸齒狀之配置關係之複數個上述被照射區域。
如請求項1或2之被加工物之加工方法，其中使上述脈衝雷射光之複數個出射源與上述被加工物相對移動，並使來自上述複數個出射源之各個之上述單位脈衝光的照射時序週期性地變化，藉此於上述被加工物上形成滿足鋸齒狀之配置關係之複數個上述被照射區域。
一種被加工物之分割方法，其係分割被加工物之方法，其特徵在於具備：載置步驟，其將被加工物載置於平台上；透明物質配置步驟，其將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之透明物質相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物的被加工面上；照射步驟，其一面使上述平台與上述脈衝雷射光的光源連續地相對移動，一面以使上述脈衝雷射光透過上述透明物質，且於上述被加工面上離散地形成每個單位脈衝光之被照射區域之方式對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生上述被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點；以及分割步驟，其沿著上述分割起點分割藉由上述照射步驟而形成有分割起點之被加工物。
一種雷射加工裝置，其特徵在於具備：光源，其發出脈衝雷射光；以及平台，其載置被加工物；且更具備將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光實質上為透明的透明物質相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上之透明物質配置機構，於將上述被加工物載置於上述平台上，且一面使上述平台與上述脈衝雷射光的光源連續地相對移動，一面將上述透明物質相鄰配置於上述被加工面上之狀態下，藉由以於上述被加工面上離散地形成上述脈衝雷射光之每個單位脈衝光之被照射區域之方式使上述平台移動，並對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。
如請求項14之雷射加工裝置，其中上述脈衝雷射光係脈衝寬度為psec級之超短脈衝光。
如請求項14或15之雷射加工裝置，其中上述透明物質配置機構係將相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光實質上為透明之固體的透明構件相鄰配置於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上之透明構件配置機構，於將上述被加工物載置於上述平台上，且將上述透明構件相鄰配置於上述被加工面上之狀態下，藉由以於上述被加工面上離散地形成上述脈衝雷射光之每個單位脈衝光之被照射區域之方式使上述平台移動，並對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。
如請求項14或15之雷射加工裝置，其中上述透明物質配置機構係於上述平台上所載置之上述被加工物之被加工面上，藉由相對於上述被加工物之加工中所使用之脈衝雷射光為透明之液體而形成液層之液層形成機構，於將上述被加工物載置於上述平台上，且於上述被加工面上形成有上述液層之狀態下，藉由以於上述被加工面上離散地形成上述脈衝雷射光之每個單位脈衝光之被照射區域之方式使上述平台移動，並對上述被加工物照射上述脈衝雷射光，而於上述被照射區域彼此之間依次產生被加工物之裂理或解理，藉此於上述被加工物上形成用於分割之起點。
如請求項17之雷射加工裝置，其中上述液層形成機構包含筒狀構件，該筒狀構件構成配置於上述平台上而可儲存上述液體之儲存槽，於上述儲存槽之內部，將上述被加工物載置於上述平台上，且使其浸漬於上述液體中，藉此於上述被加工面上形成上述液層。
如請求項17之雷射加工裝置，其中上述液層形成機構具有將上述平台作為底部之儲存槽，於上述儲存槽之內部，將上述被加工物載置於上述平台上，且使其浸漬於上述液體中，藉此於上述被加工面上形成上述液層。
如請求項17之雷射加工裝置，其中上述液層形成機構具備噴出機構，該噴出機構可於上述被加工物被載置於上述平台上之狀態下，對上述被加工面噴出上述液體，於藉由自上述噴出機構噴出之上述液體而形成有流液層之狀態下照射上述脈衝雷射光，藉此於上述被加工物上形成用於上述分割之起點。