激光切片方法技术

本发明专利技术涉及激光切片方法，将被加工基板放置于载物台；发生时钟信号；射出与时钟信号同步的脉冲激光束；使被加工基板和脉冲激光束相对地移动；与时钟信号同步，使用脉冲选择器来控制脉冲激光束的通过和遮断，从而以光脉冲为单位对脉冲激光束向被加工基板的照射和非照射进行切换；在被加工基板中形成到达基板表面的裂缝，其中，通过控制脉冲激光束的照射能量、脉冲激光束的加工点深度、以及脉冲激光束的照射非照射的间隔，从而于被加工基板表面连续地形成裂缝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用脉冲激光束的。
技术介绍
半导体基板的切片时使用脉冲激光束的方法公开于日本专利第3867107号公报。该方法利用由脉冲激光束而产生的光学损伤而在加工对象物的内部形成改质区域。然后，将该改质区域作为起点来切断加工对象物。·在现有技术中，将脉冲激光束的能量、点直径、脉冲激光束和加工对象物的相对移动速度等作为参数来控制改质区域的形成。
技术实现思路
本专利技术的一种形式，其特征在于将被加工基板放置于载物台；发生时钟信号；射出与上述时钟信号同步的脉冲激光束；使上述被加工基板和上述脉冲激光束相对地移动；通过与上述时钟信号同步地使用脉冲选择器来控制上述脉冲激光束的通过和遮断，从而以光脉冲为单位对上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和非照射进行切换；在上述被加工基板中形成内部改质区域和到达基板表面的裂缝，其中，通过控制上述脉冲激光束的照射能量、上述脉冲激光束的加工点深度、以及上述脉冲激光束的照射区域和非照射区域的长度，而于上述被加工基板表面连续地形成上述裂缝。在上述形式的方法中，优选于上述被加工基板表面大致呈直线地形成上述裂缝。在上述形式的方法中，优选上述被加工基板的位置和上述脉冲选择器的动作开始位置同步。在上述形式的方法中，优选上述被加工基板是蓝宝石基板、水晶基板、或玻璃基板。在上述形式的方法中，优选通过使上述载物台与上述时钟信号同步地移动，而使上述被加工基板和上述脉冲激光束相对地移动。附图说明图I是示出实施方式的中所使用的激光切片装置的一个例子的概要构成图。图2是说明实施方式的的定时控制的图。图3是示出实施方式的的脉冲选择器动作和调制脉冲激光束的定时的图。图4是实施方式的的照射图形(pattern，也可称作模式)的说明图。图5是示出蓝宝石基板上所照射的照射图形的顶视图。图6是图5的AA剖面图。图7是说明载物台移动和切片加工之间的关系的图。图8是示出实施例I的照射图形的图。图9A —图9E是示出实施例I 4、比较例I的激光切片的结果的图。图10是示出实施例I的激光切片的结果的剖面图。 图IlA —图IlF是示出实施例5 10的激光切片的结果的图。图12A —图12E是示出实施例11 15的激光切片的结果的图。图13A —图13F是示出实施例16 21的激光切片的结果的图。图14A、图14B是对不同的加工点深度的脉冲激光束在基板的同一扫描线上多次进行扫描来形成裂缝的情况的说明图。图15A、图15B是图14A、图14B的条件下切断后的情况的切剖面的光学照片。图16A —图16C是示出实施例22 24的激光切片的结果的图。图17A —图17D是实施方式的作用的说明图。图18A、图18B是示出实施例25的激光切片的结果的图。图19是示出实施例26 28、比较例2、3的激光切片的结果的图。具体实施例方式以下，对本专利技术的实施方式，参照附图进行说明。而且，本说明书中，所谓“加工点”是脉冲激光束在被加工基板内的聚光位置(焦点位置)附近的点，意味着被加工基板的改质程度在深度方向上为最大的点。另外，所谓“加工点深度”意味着脉冲激光束的加工点的距离被加工基板表面的深度。本实施方式的是如下的方法将被加工基板放置于载物台；发生时钟信号；射出与该时钟信号同步的脉冲激光束；使被加工基板和脉冲激光束相对地移动；通过与时钟信号同步来控制脉冲激光束的通过和遮断，而以光脉冲为单位对脉冲激光束向被加工基板的照射和非照射进行切换；在被加工基板形成内部改质区域(内部改质层)，形成到达基板表面的裂缝。另外，通过控制脉冲激光束的照射能量、脉冲激光束的加工点深度、以及脉冲激光束的照射非照射的间隔，而在被加工基板表面上大致呈直线状地连续形成裂缝。通过上述构成能够提供实现更优的切断特性的。在此，所谓更优的切断特性，例举了(I)切断部被直线性良好地切断，(2)能用小的切断力进行切断，以便提高被切片的元件的收获率，(3)因内部改质区域及裂缝形成时照射的激光的影响而设置在基板上的元件，例如，在基板上的外延层所形成的LED元件的劣化等不发生。另外，通过在被加工基板表面上形成连续的裂缝，特别是蓝宝石基板这样的硬质的基板的切片变得容易。并且，实现了使用窄的切片宽度的切片。实现上述的本实施方式的激光切片装置具备能放置被加工基板的载物台；发生时钟信号的基准时钟振荡电路；射出脉冲激光束的激光振荡器；使脉冲激光束与时钟信号同步的激光振荡器控制部；设置于在激光振荡器和载物台之间的光路上、且对脉冲激光束向被加工基板的照射和非照射进行切换的脉冲选择器(pulse picker);以及与时钟信号同步，以光脉冲为单位对脉冲激光束的脉冲选择器中的通过和遮断进行控制的脉冲选择器控制部。图I是示出本实施方式的激光切片装置的一个例子的概要构成图。如图I所示，本实施方式的激光切片装置10具备激光振荡器12、脉冲选择器14、光束整形器16、聚光透镜18、XYZ载物台部20、激光振荡器控制部22、脉冲选择器控制部24及加工控制部26，作为其主要的构成。在加工控制部26中，具备发生所期望的时钟信号SI的 基准时钟振荡电路28及加工表部30。激光振荡器12构成为射出与由基准时钟振荡电路28发生的时钟信号SI同步的周期Tc的脉冲激光束PL1。照射脉冲光的强度表现出高斯分布(Gaussian distribution)。时钟信号SI是激光切片加工的控制所使用的加工控制用时钟信号。在此，从激光振荡器12射出的激光波长，使用对被加工基板具有透射性的波长。作为激光，可以使用Nd =YAG激光，Nd =YVO4激光，Nd =YLF激光等。例如，在被加工基板是蓝宝石基板的情况下，优选使用波长532nm的、Nd =YVO4激光。脉冲选择器14设置在激光振荡器12和聚光透镜18之间的光路上。另外，构成为通过与时钟信号SI同步地切换脉冲激光束PLl的通过和遮断(0N/0FF)，对脉冲激光束PLl向被加工基板的照射和非照射，以光脉冲数为单位进行切换。如上所述，通过脉冲选择器14的动作，脉冲激光束PLl的0N/0FF为了被加工基板的加工而被控制，成为被调制的调制脉冲激光束PL2。脉冲选择器14优选例如由音响光学元件(AOM)构成。并且，也可以使用例如喇曼(Raman)衍射型的电气光学元件(Ε0Μ)。光束整形器16使射入的脉冲激光束PL2形成为被整形为所期望的形状的脉冲激光束PL3。例如，是将光束直径以一定的放大率进行扩大的光束扩大器。并且，例如，也可以具备使光束剖面的光强度分布均匀的均质器那样的光学元件。并且，也可以具备例如使光束剖面为圆形的元件，或使光束为圆偏光的光学元件。聚光透镜18构成为，将通过光束整形器16而被整形的脉冲激光束PL3聚光，对放置在XYZ载物台部20上的被加工基板W，例如在下表面形成了 LED的蓝宝石基板，照射脉冲激光束PL4。XYZ载物台部20具备能放置被加工基板W，可在XYZ方向上自如移动的XYZ载物台(以后简称作“载物台”)；其驱动机构部；具有对载物台的位置进行计测的例如激光干涉计的位置传感器等。在此，XYZ载物台构成为，其定位精度及移动误差为亚微米的范围的高精度。另外，通过使其在Z方向上移动，能相对于被加工基板W来调整脉冲激光束的焦点位置，控制加工点深度。加工控制部26整体性地控制基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光切片方法，其特征在于，将被加工基板放置于载物台；发生时钟信号；射出与上述时钟信号同步的脉冲激光束；使上述被加工基板和上述脉冲激光束相对地移动；与上述时钟信号同步，使用脉冲选择器控制上述脉冲激光束的通过和遮断，从而以光脉冲为单位对上述脉冲激光束向上述被加工基板的照射和非照射进行切换；在上述被加工基板中形成到达基板表面的裂缝；其中，通过控制上述脉冲激光束的照射能量、上述脉冲激光束的加工点深度、以及上述脉冲激光束的照射区域和非照射区域的长度，而于上述被加工基板表面连续地形成上述裂缝。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井出光广，林诚，
申请(专利权)人：东芝机械株式会社，
类型：发明
国别省市：