專利名稱：激光加工方法
技術領域：
本發明涉及激光加工方法，用來切斷半導體材料基板、壓電材料基板或者玻璃基板等的加工對象物。
背景技術：
公知的揭示這種技術的文獻可以以國際公開第02/22301號小冊子為例。在該文獻的說明書中，所記載的技術是通過照射激光而在加工對象物的內部，沿著切斷規定線而形成改質區域，以該改質區域作為起點來切斷加工對象物。

發明內容
因為上述文獻所記載的技術是可以沿著切斷規定線來以良好的精確度切斷加工對象物而成為有效的技術，所以最好的技術是以改質區域作為起點，以更進一層的精確度切斷加工對象物。
因此，本發明針對這種情況，其目的在于提供一種激光加工方法，可以沿著切斷規定線而以良好的精確度切斷加工對象物。
用以實現上述目的的本發明的激光加工方法，其特征是所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部來照射激光，利用多光子吸收在加工對象物的內部形成改質區域，通過該改質區域，沿著加工對象物的切斷規定線，在離開加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；和在形成切斷起點區域的工序之后，使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線，照射加工對象物，沿著切斷規定線在切斷加工對象物的位置產生應力。
當依照這種激光加工方法時，使聚光點對準在加工對象物的內部，對其照射激光和利用多光子吸收的現象，在加工對象物的內部形成改質區域。當在加工對象物的切斷位置有任何起點時，可以以比較小的力量切斷加工對象物。當依照該激光加工方法時，在形成改質區域之后，沿著切斷規定線，照射對加工對象物具有吸收性的激光，對加工對象物進行加熱，利用溫度差來產生熱應力等的應力。利用該應力，以改質區域作為起點，使裂縫在加工對象物的厚度方向成長，可以切斷加工對象物。因此，利用溫度差所產生的熱應力等的應力的比較小的力量，就可以切斷加工對象物，所以在加工對象物的表面，不會發生偏離切斷規定線的不必要的裂縫，可以實現加工對象物的高精確度的切斷。
此外，當依照這種激光加工方法時，在加工對象物的內部，局部地產生多光子吸收從而形成改質區域。因此，在加工對象物的表面，激光幾乎不被吸收，所以在形成改質區域的工序，加工對象物的表面不會進行熔融。此外，對加工對象物具有吸收性的激光的強度，因為對加工對象物加熱但是不到熔融的程度，所以即使在產生應力的工序，加工對象物的表面也不進行熔融。
此外，聚光點是使激光聚光的位置。切斷規定線可以是在加工對象物的表面或者內部的實際的引線，也可以是假想的線。此外，在產生應力的工序中，使對加工對象物具有吸收性的激光沿著切斷規定線，來照射加工對象物時，不只照射在切斷規定線上，而且也照射到切斷規定線的附近。
此外，本發明的激光加工方法的特征是，所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1μs以下的條件下照射激光，在加工對象物的內部形成包括裂縫區域的改質區域，通過該改質區域，沿著加工對象物的切斷規定線，在離開加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；在形成切斷起點區域的工序之后，使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線來照射加工對象物，沿著切斷規定線在切斷加工對象物的位置產生應力。
當依照這種激光加工方法時，使聚光點對準在加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1μs以下的條件下照射激光。因此，在加工對象物的內部由于多光子吸收而產生光學損失的現象。利用該光學損失在加工對象物的內部產生熱變形，來在加工對象物的內部形成裂縫區域。該裂縫區域是該改質區域的一個實例，而且因為產生應力的工序與上述相同，所以在依照這種激光加工方法時，在加工對象物的表面不會發生熔融、或者不會偏離切斷規定線的發生不必要的裂縫，可以以此方式進行激光加工。該激光加工方法的加工對象物例如使用包含玻璃的構件。此外，最大功率密度表示脈沖激光的聚光點的電場強度。
此外，本發明的激光加工方法的特征是，所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1μs以下的條件下，照射激光，在加工對象物的內部形成包括熔融處理區域的改質區域，通過該改質區域，沿著加工對象物的切斷規定線，在離開加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；在形成切斷起點區域的工序之后，使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線來照射加工對象物，沿著切斷規定線在切斷加工對象物的位置產生應力。
在依照這種激光加工方法時，使聚光點對準加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1μs以下的條件下照射激光。因此，在加工對象物的內部被多光子吸收局部地加熱。利用該加熱在加工對象物的內部形成熔融處理區域。該熔融處理區域是該改質區域的一個實例，而且因為產生應力的工序與上述相同，所以在依照這種激光加工方法時，在加工對象物的表面不會發生熔融、或者不會偏離切斷規定線的發生不必要的裂縫，可以以此方式進行激光加工。該激光加工方法的加工對象物例如使用包含半導體裝置的構件。
此外，本發明的激光加工方法的特征是，所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1ns以下的條件下，照射激光，在加工對象物的內部形成包括折射率被變化的區域的折射率變化區域的改質區域，利用該改質區域，沿著加工對象物的切斷規定線，在離開加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；在形成切斷起點區域的工序之后，使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線來照射加工對象物，沿著切斷規定線在切斷加工對象物的位置產生應力。
在依照這種激光加工方法時，使聚光點對準加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1ns以下的條件下照射激光。依照這種方式，使脈沖幅度成為極短，當在加工對象物內發生多光子吸收時，由于多光子吸收的能量不會轉化成熱能，在加工對象物內產生離子價數變化、結晶化、或者分極定向等的永續的構造變化，形成折射率變化區域。該折射率變化區域是該改質區域的一個實例，而且因為產生應力的工序與上述相同，所以在依照這種激光加工方法時，在加工對象物的表面不會發生熔融、或者不會偏離切斷規定線的發生不必要的裂縫，可以進行激光加工。該激光加工方法的加工對象物例如使用包含玻璃的構件。
此外，對該加工對象物具有吸收性的激光的聚光點，優選對準在該加工對象物的表面。利用這種方式以改質區域作為起點，可以以更進一層的良好精確度產生切斷，可以沿著切斷規定線，以更進一層的良好精確度切斷加工對象物。
此外，本發明的激光加工方法的特征是，所具備的工序包括使聚光點對準在被固定于可擴張保持構件的表面的晶片狀的加工對象物的內部來照射激光，用來在加工對象物的內部形成改質區域，通過該改質區域，沿著加工對象物的切斷規定線，在離開加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；在形成切斷起點區域的工序之后，使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線，照射加工對象物，從而沿著切斷規定線，切斷加工對象物；和在切斷加工對象物的工序之后，使保持構件擴張，來使被切斷的加工對象物的各個部分分離。
在依照這種激光加工方法時，利用多光子吸收所形成的改質區域，可以在加工對象物的內部，沿著欲切斷加工對象物的所希望的切斷規定線，形成切斷起點區域。然后使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線，照射加工對象物，來以切斷起點區域作為起點，在加工對象物產生裂縫，可以以良好的精確度，沿著切斷規定線切斷加工對象物。此外，經由使固定有加工對象物的保持構件擴張，用來使加工對象物的各個部分分離，所以可以更進一層的提高沿著切斷規定線的加工對象物的切斷的確實性。
此外，本發明的激光加工方法的特征是，所具備的工序包括使聚光點對準在被固定于可擴張保持構件的表面的晶片狀的加工對象物的內部來照射激光，用來在加工對象物的內部形成改質區域，通過該改質區域，沿著加工對象物的切斷規定線，在離開加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；在形成切斷起點區域的工序之后，使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線，照射加工對象物；和在照射加工對象物的工序之后，使保持構件擴張，來切斷加工對象物，和使被切斷的加工對象物的各個部分分離。
在依照這種激光加工方法時，與上述的激光加工方法同樣的，可以沿著切斷規定線，在加工對象物的內部形成切斷起點區域。使對加工對象物具有吸收性的激光，沿著切斷規定線，照射加工對象物，當與未進行這種照射的情況比較時，可以利用較小的力量，使以切斷起點區域作為起點的裂縫達到加工對象物的表面和背面。因此，可以以較小的力量使固定有加工對象物的保持構件擴張，可以以良好的精確度沿著切斷規定線切斷加工對象物。此外，因為經由使該保持構件擴張用來使加工對象物的各個部分分離，所以可以更進一層的提高沿著切斷規定線的加工對象物的切斷的確實性。
此外，切斷起點區域是指加工對象物被切斷時的成為切斷的起點的區域。因此，切斷起點區域是加工對象物中的規定切斷的切斷規定部。此外，切斷起點區域的形成可以經由改質區域的連續形成，也可以經由改質區域的斷續形成。此外，加工對象物也可以由半導體材料形成，改質區域成為熔融處理區域。


圖1是利用本實施方式的激光加工方法的激光加工中的加工對象物的平面圖。
圖2是沿著圖1所示的加工對象物的II-II線的截面圖。
圖3是利用本實施方式的激光加工方法的激光加工后的加工對象物的平面圖。
圖4是沿著圖3所示的加工對象物的IV-IV線的截面圖。
圖5是沿著圖3所示的加工對象物的V-V線的截面圖。
圖6是利用本實施方式的激光加工方法的切斷后的加工對象物的平面圖。
圖7的圖表是表示本實施方式的激光加工方法的電場強度和裂縫的大小的關系。
圖8是本實施方式的激光加工方法的第一工序的加工對象物的截面圖。
圖9是本實施方式的激光加工方法的第二工序的加工對象物的截面圖。
圖10是本實施方式的激光加工方法的第三工序的加工對象物的截面圖。
圖11是本實施方式的激光加工方法的第四工序的加工對象物的截面圖。
圖12表示利用本實施方式的激光加工方法的切斷后的硅晶片的一部分的截面的照片。
圖13的圖表是表示本實施方式的激光加工方法的激光的波長和硅基板的內部的透過率的關系。
圖14是第一實施方式的激光加工裝置的簡要構造圖。
圖15是流程圖，用來說明第一實施方式的激光加工方法。
圖16是在第一實施方式的改質區域形成工序中，激光加工中的包含裂縫區域的加工對象物的截面圖。
圖17是在第一實施方式的應力工序中，激光加工中的包含裂縫區域的加工對象物的截面圖。
圖18是加工對象物的平面圖，用來說明利用第一實施方式的激光加工方法可切斷的圖。
圖19是第二實施方式的加工對象物的平面圖。
圖20是截面圖，用來表示在第二實施方式的加工對象物形成切斷起點區域的方式。
圖21是截面圖，用來表示在第二實施方式的加工對象物照射具有吸收性的激光的方式。
圖22是截面圖，用來表示將第二實施方式的加工對象物設定在薄膜擴張裝置的方式。
圖23是截面圖，用來表示使固定有第二實施方式的加工對象物的擴張薄膜進行擴張的方式。
圖24是截面圖，用來表示在第三實施方式的加工對象物照射具有吸收性的激光的方式。
具體實施例方式
下面，將參照附圖用來詳細的說明本發明的優選實施方式。本實施方式的激光加工方法利用多光子吸收而形成改質區域，多光子吸收是激光的強度非常大時所產生的現象。首先，簡單對多光子吸收進行說明。
當光子的能量hv小于材料的吸收的帶隙EG時，就成為光學式的透明。因此，在材料產生吸收的條件是hv＞EG。但是，即使是光學式透明，當激光的強度非常大時，在nhv＞EG的條件下(n＝2、3、4、…)，也在材料產生吸收。這種現象稱為多光子吸收。在脈沖的情況，激光的強度由激光的聚光點的最大功率密度(W/cm2)所決定，例如在最大密度為1×108(W/cm2)以上的條件下，產生多光子吸收。最大功率密度的求得是利用(聚光點的激光的每1個脈沖的能量)÷(激光的射束點截面積×脈沖幅度)而實現的。此外，在連續波的情況時，激光的強度由激光的聚光點的電場強度(W/cm2)所決定。
下面，參照圖1～圖6來說明利用這種多光子吸收的本實施方式的激光加工的原理。圖1是激光加工中的加工對象物1的平面圖，圖2是沿著圖1所示的加工對象物1的II-II線的截面圖，圖3是激光加工后的加工對象物1的平面圖，圖4是沿著圖3所示的加工對象物1的IV-IV線的截面圖，圖5是沿著圖3所示的加工對象物1的V-V線的截面圖，圖6是被切斷的加工對象物1的平面圖。
如圖1和圖2所示，在加工對象物1的表面3形成切斷規定線5。切斷規定線5是直線狀延伸的假想線。本實施方式的激光加工是在產生多光子吸收的條件下，使聚光點P對準在加工對象物1的內部，將激光L照射在加工對象物1上來形成改質區域7。此外，聚光點是指激光L聚光的位置。
使激光沿著切斷規定線5(也即沿著箭頭A方向)進行相對的移動，來使聚光點P沿著切斷規定線5移動。利用這種方式，如圖3～圖5所示，只在沿著切斷規定線5的加工對象物1的內部，形成改質區域7。本實施方式的激光加工方法不是由加工對象物1吸收激光L來使加工對象物1發熱而形成改質區域7。而是使激光L透過加工對象物1，在內部產生多光子吸收用來形成改質區域7。因此，在加工對象物1的表面3大致不吸收激光L，所以加工對象物1的表面3不會熔融。
在加工對象物1的切斷時，假如在切斷的位置為起點時，因為加工對象物1從該起點切割，所以如圖6所示，可以以比較小的力量將加工對象物1切斷。因此，加工對象物1的表面3不會產生不必要的裂縫，可以簡單的進行加工對象物1的切斷。
其中，要以切斷起點區域作為起點進行加工對象物的切斷時，可以使用下列的兩種方法。其中之一是在切斷起點區域形成后，對加工對象物施加人為的力量，以切斷起點區域作為起點，切割加工對象物，從而切斷加工對象物。這種適于用在例如加工對象物的厚度很大的情況的切斷。當施加人為的力量時，例如，會沿著加工對象物的切斷起點區域，對加工對象物施加彎曲應力和剪切應力，和由于加工對象物具有溫度差而產生熱應力。另外一種方法是形成切斷起點區域，以該切斷起點區域作為起點，朝向加工對象物的截面方向(厚度方向)自然切割，其結果是將加工對象物切斷。例如，在加工對象物的厚度很小的情況時，可以利用一個改質區域，在加工對象物的厚度很大的情況時，經由在厚度方向形成多個改質區域。此外，在該自然切割的情況時，在進行切斷的位置，因為不會切割到未形成有改質區域的部分上的表面，可以只割斷形成有改質區域的部分上的表面，所以可以良好的控制其割斷。近年來，硅晶片等的加工對象物的厚度有變薄的傾向，所以這種控制效率良好的割斷方法非常有效。
此外，利用本實施方式的多光子吸收所形成的改質區域有下列的(1)～(3)。
(1)在改質區域是包括一個或者多個裂縫點的裂縫區域的情況使激光的聚光點對準加工對象物(例如由玻璃或者LiTaO3構成的壓電材料)的內部，在聚光點的電場強度為1×108(W/cm2)以上，而且脈沖幅度為1μs以下的條件下，照射激光。該脈沖幅度的大小的條件是可以產生多光子吸收，但是不會給加工對象物的表面帶來多余的損壞，而僅在加工對象物的內部形成裂縫區域。利用這種方式，在加工對象物的內部，利用多光子吸收產生光學式損傷的現象。利用該光學式損傷在加工對象物的內部引起熱變形，用來在加工對象物的內部形成裂縫區域。電場強度的上限值為例如1×1012(W/cm2)。脈沖幅度優選為例如1ns～200ns。其中，利用多光子吸收的裂縫區域的形成，被記載在例如第45次激光熱加工研究會論文集(1998年，12月)的第23頁～第28頁的“利用固體激光高諧波的玻璃基板的內部標號”。
本發明人利用實驗求得電場強度和裂縫的大小的關系，實驗的條件如下所示。
(A)加工對象物派勒克斯(注冊商標)玻璃(厚度700μm，外徑4英寸)(B)激光光源半導體激光激勵NdYAG激光波長1064nm激光點截面積3.14×10-8cm2振蕩形態Q開關脈沖重復頻率100kHz脈沖幅度；30ns輸出輸出＜1mJ/脈沖激光品質TEM00偏光特性直線偏光(C)聚光用透鏡對激光波長的透過率60％(D)裝載有加工對象物的裝載臺的移動速度100mm/秒此外，激光品質為TEM00是指可聚光到高集光性的激光的波長程度。
圖7的圖表是表示該實驗的結果。橫軸是最大功率密度，因為激光是脈沖激光，所以電場強度以最大功率密度表示。縱軸表示利用一個脈沖的激光在加工對象物的內部形成的裂縫部分(裂縫點)的大小。裂縫點的大小是裂縫點的形狀中的形成最大長度的部分的大小。圖表中的黑圓所示的數據是聚光用透鏡(C)的倍率為100倍，開口數(NA)為0.80的情況。另一方面，圖表中的白圓所示的數據是聚光用透鏡(C)的倍率為50倍、開口數(NA)為0.55的情況。最大功率密度從1011(W/cm2)程度開始，可知在加工對象物的內部產生裂縫點，隨著功率密度的變大，裂縫點也變大。
下面，使用圖8～圖11來說明在本實施方式的激光加工時，利用裂縫區域切斷加工對象物的機構。如圖8所示，利用產生多光子吸收的條件，使聚光點P對準在加工對象物1的內部，對加工對象物1照射激光L，沿著規定切斷線，在內部形成裂縫區域9。該裂縫區域9是包括一個或者多個裂縫點的區域。如圖9所示，以裂縫區域9作為起點，使裂縫更進一步的成長，如圖10所示，使裂縫達到加工對象物1的表面3和背面21，如圖11所示，經由切割加工對象物1，來切斷加工對象物1。達到加工對象物的表面和背面的裂縫也可以自然成長，也可以經由對加工對象物施加力量使其進行成長。
(2)改質區域為熔融處理區域的情況使聚光點對準在加工對象物(例如硅的半導體材料)的內部，利用聚光點的電場強度為1×108(W/cm2)以上而且脈沖幅度為1μs以下的條件，照射激光。依照這種方式，加工對象物的內部由于多光子吸收而被局部加熱。利用該加熱在加工對象物的內部形成熔融處理區域。熔融處理區域是暫時熔融后再固化的區域，或者熔融狀態的區域，或者從熔融狀態再固化的狀態的區域，也可以稱為相變化后的區域，或者結晶構造變化后的區域。此外，熔融處理區域在單結晶構造、非晶質構造、多結晶構造中，也可以是某一構造變化成為另一構造的區域。即，例如表示從單結晶構造變化成為非晶質構造的區域、從單結晶構造變化成多結晶構造的區域、或者從單結晶構造變化成為包括非晶質構造和多結晶構造的區域。在加工對象物為硅單結晶構造的情況時，熔融處理區域例如成為非晶質硅構造。電場強度的上限值例如成為1×1012(W/cm2)。脈沖幅度例如優選成為1ns～200ns。
本發明人經由實驗確認在硅晶片的內部形成熔融處理區域。實驗條件如下列所示。
(A)加工對象物硅晶片(厚度350μm，外徑4英寸)
(B)激光光源半導體激光激勵NdYAG激光波長1064nm激光點截面積3.14×10-8cm2振蕩形態Q開關脈沖重復頻率100kHz脈沖幅度；30ns輸出20μJ/脈沖激光品質TEM00偏光特性直線偏光(C)聚光用透鏡倍率50倍N.A.0.55對激光波長的透過率60％(D)裝載有加工對象物的裝載臺的移動速度100mm/秒圖12表示的是利用該條件的激光加工所切斷的硅晶片的一部分的截面的照片。在硅晶片11的內部形成有熔融處理區域13。此外，利用該條件所形成的熔融處理區域13的厚度方向的大小為100μm程度。
下面，將說明利用多光子吸收而形成熔融處理區域13。圖13的圖表為表示激光的波長和硅基板的內部的透過率的關系。但是，將硅基板的表面側和背面側的各個反射部分除去，只顯示內部的透過率。對于硅基板的厚度t分別為50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm，來顯示上述的關系。
例如，當NdYAG激光的波長為1064nm，硅基板的厚度為500μm以下的情況時，可以得知在硅基板的內部，激光有80％以上透過。因為圖12所示的硅晶片11的厚度為350μm，所以由于多光子吸收產生的熔融處理區域13形成在硅晶片的中心附近，也即是離開表面175μm的部分。這種情況的透過率，當以厚度200μm的硅晶片作為基準時，成為90％以上，所以激光在硅晶片11的內部只有微少量被吸收，大部分均透過。因此，不是在硅晶片11的內部吸收激光來在硅晶片11的內部形成熔融處理區域13(即利用激光的通常的加熱來形成熔融處理區域)，而是利用多光子吸收來形成熔融區域13。利用多光子吸收的熔融處理區域的形成被記載在例如熔接學會全國人會演講概要第66集(2000年4月)的第72頁～第73頁的“利用微微秒脈沖激光的硅的加工特性評估”。
此外，硅晶片以利用熔融處理區域形成的切斷起點區域作為起點，朝向截面方向產生裂縫，經由使該裂縫達到硅晶片的表面和背面，來產生切斷的結果。達到硅晶片的表面和背面的該裂縫也可以經由自然成長產生。此外，從切斷起點區域到硅晶片的表面和背面的裂縫是由自然成長產生的情況時，可以是使形成切斷起點區域的熔融處理區域熔融，從這種狀態使裂縫成長，或者是使形成切斷起點區域的熔融處理區域熔融，從這種狀態在再固化時使裂縫成長。但是，在任何一種情況均是使熔融處理區域只形成在硅晶片的內部，在切斷后的切斷面，如圖12所示，只在內部形成熔融處理區域。當在加工對象物的內部，利用熔融處理區域形成切斷起點區域時，在切斷時難以產生從切斷起點區域線向外延伸的不必要的裂縫，所以切斷控制變為容易。
(3)改質區域為折射率變化區域的情況使聚光點對準在加工對象物(例如玻璃)的內部，利用聚光點的電場強度為1×108(W/cm2)以上，而且脈沖幅度為1ns以下的條件，照射激光。使脈沖幅度成為極短，當在加工對象物的內部產生多光子吸收時，多光子吸收的能量不會轉化成熱能，在加工對象物的內部引起離子價數變化、結晶化或者分極定向等的永續的構造變化，因而形成折射率變化區域。電場強度的上限值例如成為1×1012(W/cm2)。脈沖幅度例如優選為1ns以下，更好為1ps以下。利用多光子吸收的折射率變化區域的形成，例如被記載在第42次激光熱加工研究會論文集(1997年11月)的第105頁～第111頁的“毫微微秒激光照射玻璃內部的光感應構造的形成”。
以上所說明的是利用多光子吸收形成的改質區域的(1)～(3)的情況，但是，假如考慮到晶片狀的加工對象物的結晶構造或者其劈開性等，以下面所述的方式形成切斷起點區域時，以該切斷起點區域作為起點，可以以更小的力量和良好的精確度切斷該加工對象物。
即，在由硅等的鉆石構造的單結晶半導體構成的基板的情況時，最好沿著(111)面(第一劈開面)或者(110)面(第二劈開面)的方向形成切斷起點區域。此外，在由GaAs等的閃鋅礦型構造的III-V族化合物半導體構成的基板的情況時，優選沿著(110)面的方向形成切斷起點區域。此外，在具有藍寶石(Al2O3)等的六方晶系的結晶構造的基板的情況時，優選以(0001)面的(C面)作為主面，沿著(1120)面(A面)或者(1100)面(M面)的方向形成切斷起點區域。
此外，假如沿著要形成上述的切斷起點區域的方向(例如沿著在單結晶硅基板中的(111)面的方向)，或者要形成切斷起點區域的方向的正交方向，在基板形成定向平坦部時，經由以該定向平坦部作為基準，可以容易而且正確的在基板形成沿著要形成切斷起點區域的方向的切斷起點區域。
下面，利用實施例更具體地說明本發明。
(第一實施例)下面說明本發明的第一實施例。第一實施例的激光加工方法所具備的工序包括改質區域形成工序，利用多光子吸收在加工對象物的內部形成改質區域；和應力工序，在加工對象物被切斷的位置產生應力。
下面說明第一實施例的激光加工裝置。圖14是改質區域形成工序所使用的激光加工裝置100的簡要構造圖。如圖所示，激光加工裝置100包括激光光源101，用來產生激光L；激光光源控制部102，用來控制激光光源101從而調節激光L的輸出和脈沖幅度等；雙向色鏡103，被配置成具有激光L的反射功能和使激光L的光軸的方向變化90°；聚光用透鏡105，用來對被雙向色鏡103反射的激光L進行聚光；裝載臺107，用來裝載被聚光用透鏡105所聚光的激光L照射的加工對象物；X軸載物臺109，用來使裝載臺107依照X軸方向移動；Y軸載物臺111，用來使裝載臺107依照與X軸方向正交的Y軸方向移動；Z軸載物臺113，用來使裝載臺107依照與X軸方向和Y軸方向正交的Z軸方向移動；和載物臺控制部115，用來控制該三個載物臺109、111、113的移動。此外，在第一實施方式中，加工對象物1是派勒克斯(注冊商標)玻璃晶片。
Z軸方向因為是與加工對象物1的表面3正交的方向，所以成為射入到加工對象物1的激光L的焦點深度的方向。因此，經由使Z軸載物臺113在Z軸方向移動，而可以使激光L的聚光點P對準在加工對象物1的內部。此外，該聚光點P的X(Y)軸方向的移動的進行是利用X(Y)軸載物臺109(111)使加工對象物1在X(Y)軸方向移動。
激光光源101是用來產生脈沖激光的NdYAG激光。可使用在激光光源101的激光，也可以使用其它的NdYVO4激光，或者NdYLF激光。當形成裂縫區域、熔融處理區域時，激光光源優選使用上述的激光光源，當形成折射率變化區域時，優選使用鈦藍寶石激光。在本第一實施方式中，加工對象物1的加工是使用脈沖激光，但是假如可以產生多光子吸收時，也可以使用連續波激光。
激光加工裝置100還包括觀察用光源117，用來產生可視光線，從而通過可視光線照明被裝載在裝載臺107的加工對象物1；和可視光用的射束分裂器119，被配置在與雙向色鏡103和聚光用透鏡105相同的光軸上。在射束分裂器119和聚光用透鏡105之間，配置有雙向色鏡103。射束分裂器119被配置成具有使可視光線的大約一半進行反射，和其余的一半進行透過的功能，和使可視光線的光軸的方向變化90°。從觀察用光源117產生的可視光線大約有一半被射束分裂器119所反射，該被反射的可視光線透過雙向色鏡103和聚光用透鏡105，照明包含加工對象物1的切斷規定線5等的表面3。
激光加工裝置100還包括攝像組件121和成像透鏡123，被配置在與射束分裂器119、雙向色鏡103和聚光用透鏡105相同的光軸上。攝像組件121使用例如CCD(charge-coupled device)攝像機。照明包含切斷規定線5等的表面3的可視光線的反射光，透過聚光用透鏡105、雙向色鏡103、射束分裂器119，被成像透鏡123成像，成為攝像組件121所攝像到的攝像資料。
激光加工裝置100還包括攝像數據處理部125，被輸入有從攝像組件121輸出的攝像資料；整體控制部127，用來控制激光加工裝置100的整體；和監視器129。攝像數據處理部125根據攝像資料進行焦點資料演算，用來使觀察用光源117所產生的焦點對準加工的表面3上。根據該焦點資料，115對Z軸載物臺113進行移動控制，用來使可視光焦點對準加工的表面3。因此，攝像數據處理部125具有作為自動聚焦單位的功能。其中，可視光的焦點與激光L的聚光點一致。此外，攝像數據處理部125根據攝像資料，演算表面3的擴大圖像等的圖像數據。該圖像數據發送到整體控制部127，在整體控制部接受各種處理，然后被發送到監視器129。利用這種方式，在監視器129顯示擴大圖像等。
在整體控制部127被輸入有來自載物臺控制部115的數據和來自攝像數據處理部125的圖像數據等，根據該數據來控制激光光源控制部102、觀察用光源117和載物臺控制部115，從而控制激光加工裝置100全體。因此，整體控制部127具有作為計算機單元的功能。
此外，在應力工序使用的吸收性激光照射裝置，所采用的構造與上述的激光加工裝置100的不同在于激光光源和雙向色鏡。吸收性激光照射裝置的激光光源使用波長10.6μm的CO2激光，用來產生連續波激光。對于派勒克斯(注冊商標)玻璃晶片的加工對象物1具有吸收性。下面以該激光光源所產生的激光作為“吸收性激光”。此外，射束品質為TEM00，偏光特性為直線偏光。因為其強度是使加工對象物1被加熱和不會熔融的程度，所以該激光光源的輸出成為10W以下。吸收性激光照射裝置的雙向色鏡被配置成具有吸收性激光的反射功能和使吸收性激光的光軸的方向變化90°。
下面，參照圖14和圖15來說明第一實施方式的激光加工方法。圖15是流程圖，用來說明激光加工方法。
首先，利用圖中未顯示的分光光度計等來測定加工對象物1的光吸收特性。根據其測定結果，選定激光光源101，來產生對加工對象物1為透明的波長或者吸收很少的波長的激光L，和選定激光光源，來產生對加工對象物1為吸收性波長的吸收性激光，然后設定各個激光加工裝置100和吸收性激光照射裝置(S101)。其次，測定加工對象物1的厚度。根據厚度的測定結果和加工對象物1的折射率，來決定激光加工裝置100的加工對象物1的Z軸方向的移動量(S103)。即，因為使激光L的聚光點P位于加工對象物1的內部，所以成為以位于加工對象物1的表面3的激光L的聚光點作為基準的加工對象物1的Z軸方向的移動量。該移動量被輸入到改質區域形成工序所使用的激光加工裝置100的整體控制部127。
將加工對象物1裝載在激光加工裝置100的裝載臺107(S104)。然后利用從觀察用光源117產生的可視光，照明加工對象物1(S105)。利用攝像組件121，對包含被照明的切斷規定線5的加工對象物1的表面3進行攝像。將該攝像數據發送到攝像數據處理部125。根據該攝像資料，攝像數據處理部125演算焦點數據，來使觀察用光源117的可視光的焦點位于表面3(S107)。
該焦點資料被發送到載物臺控制部115。載物臺控制部115根據該焦點資料，使Z軸載物臺113進行Z軸方向的移動(S109)。利用這種方式使觀察用光源117的可視光的焦點位于表面3。然后，攝像數據處理部125根據攝像資料，對包含切斷規定線5的加工對象物1的表面3的擴大圖像數據進行演算。該擴大圖像數據經由整體控制部127被發送到監視器129，在監視器129顯示切斷規定線5附近的擴大圖像。
在整體控制部127被輸入有在工序S103預先決定的移動量資料，將該移動量資料發送到載物臺控制部115。載物臺控制部115根據該移動量資料，利用Z軸載物臺113使加工對象物1在Z軸方向，移動到使激光L的聚光點P在加工對象物1的內部的位置(S111)。
其次，從激光光源101產生激光L，使激光L照射在加工對象物1的表面3的切斷規定線5。圖16是改質區域形成工序的激光加工中的包含裂縫區域9的加工對象物1的截面圖。如圖所示，因為激光L的聚光點P位于加工對象物1的內部，所以裂縫區域9只形成在加工對象物1的內部。然后，使X軸載物臺109或者Y軸載物臺111沿著切斷規定線5移動，使裂縫區域9沿著切斷規定線5形成在加工對象物1的內部(S113)。
在利用激光加工裝置100形成改質區域之后，將加工對象物1裝載在吸收性激光照射裝置的裝載臺107并進行搬運(S115)。改質區域形成工序的裂縫區域9因為只形成在加工對象物1的內部，所以加工對象物1不會有不規則性，因此可以很容易地搬運加工對象物。
然后，在工序117照明加工對象物1，在工序119演算焦點數據使觀察用光源的可視光的焦點位于加工對象物1的表面3，在工序121使加工對象物1依照Z軸方向移動，使該焦點位于加工對象物1的表面3，利用這種方式使吸收性激光的聚光點對準在加工對象物1的表面3。此外，該等的工序117、工序119、工序121的動作的詳細部分，分別與上述的激光加工裝置100的工序105、工序107、工序109相同。
其次，從吸收性激光照射裝置的激光光源產生吸收性激光，使吸收性激光照射在加工對象物1的表面3的切斷規定線5。此外，該照射也可以照射到切斷規定線5的附近。然后，使吸收性激光照射裝置的X軸載物臺或者Y軸載物臺沿著切斷規定線5移動，沿著切斷規定線5對加工對象物1進行加熱，用來沿著切斷規定線5，在要切斷加工對象物1的位置，利用溫度差產生熱應力等的應力(S123)。這時，因為吸收性激光的強度是對加工對象物1進行加熱但不會熔融的程度，所以加工對象物的表面不會熔融。
圖17是應力工序中的激光加工中的包含裂縫9的加工對象物1的截面圖。如圖所示，利用吸收性激光的照射，以裂縫區域9作為起點的使裂縫進一步成長的裂縫，達到加工對象物1的表面3和背面21，用來切斷在加工對象物1形成有切斷面10的加工對象物1(S125)。利用這種方式可以將加工對象物1分割成為硅芯片。
此外，在第一實施方式中，所說明的情況是形成裂縫區域作為改質區域，但是也可以形成上述方式的熔融處理區域或者折射率變化區域作為改質區域，利用吸收性激光的照射產生應力，以熔融處理區域或者折射率變化區域作為起點，用來使裂縫產生和成長，可以切斷加工對象物。
此外，在加工對象物的厚度很大的情況等，也可以利用應力工序以改質區域作為起點，使成長的裂縫不達到加工對象物的表面和背面，經由施加彎曲應力或者剪切應力等的人為的力量，來切斷加工對象物。因為該人為的力量只要較小力即可，所以可以防止在加工對象物的表面發生偏離切斷規定線的不必要的裂縫。
下面說明第一實施例的效果。當依照這種方式時，在改質區域形成工序，在產生多光子吸收的條件下，使聚光點P對準在加工對象物1的內部，使脈沖激光L照射在切斷規定線5。然后，使X軸載物臺109或者Y軸載物臺111移動，使聚光點P沿著切斷規定線5移動。利用這種方式，沿著切斷規定線5，在加工對象物1的內部，形成改質區域(例如裂縫區域、熔融處理區域、折射率變化區域)。當在加工對象物的切斷位置有任何的起點時，可以以比較小的力量切斷加工對象物。在依照第一實施方式時，在應力工序中，沿著切斷規定線5使吸收性激光照射在加工對象物1，利用溫度差產生熱應力等的應力。因此，利用溫度差產生的熱應力等的應力比較小的力量，可以切斷加工對象物1。利用這種方式，在加工對象物1的表面3不會產生偏離切斷規定線5的不必要的裂縫，可以切斷加工對象物1。
此外，在依照第一實施例時，在改質區域形成工序，因為利用在加工對象物1發生多光子吸收的條件，使聚光點P對準在加工對象物1的內部而照射激光L，所以脈沖激光L透過加工對象物1，在加工對象物1的表面3，脈沖激光L幾乎不被吸收。此外，在應力工序中，吸收性激光的強度是加工對象物1加熱但是不到熔融的程度。因此，不會由于激光的照射而使表面3受到熔融等的損壞。
當依照以上所說明的第一實施例時，在加工對象物1的表面3，不會產生偏離切斷規定線5的不必要的裂縫或者熔融，就可以切斷規定線加工對象物1。因此，當加工對象物1例如為半導體晶片的情況時，半導體芯片不會產生偏離切斷規定線的不必要的裂縫或者熔融，可以從半導體晶片切出半導體芯片。對于在表面形成有電極圖案的加工對象物，或者如同形成有壓電組件晶片或者液晶等的顯示裝置的玻璃基板，在表面形成有電子裝置的加工對象物也相同。因此，在依照第一實施方式時，可以提高經由切斷加工對象物所制成的制品(例如半導體芯片、壓電裝置芯片、液晶等的顯示裝置)的效率。
此外，在依照第一實施例時，因為加工對象物1的表面3的切斷規定線5不會熔融，所以切斷規定線5的幅度(例如在半導體晶片的情況，該幅度是指成為半導體芯片的區域間的間隔)可以變小。利用這種方式，可以增加由一片的加工對象物1所制成的制品的數目，可以提高制品的生產效率。
此外，當依照第一實施方式時，因為加工對象物1的切斷加工使用激光，所以當與使用鉆石切割器的切片比較時，可以進行更復雜的加工。例如，如圖18所示，即使切斷規定線5為復雜的形狀時，也可以進行切斷加工。
(第二實施例)下面，說明本發明的第二實施例。此外，圖20～圖23是沿著圖19所示的加工對象物1的XX-XX線的部分截面圖。
如圖19和圖20所示，在加工對象物1的背面21粘貼有可擴張的擴張薄膜(保持構件)19，在該擴張薄膜19的表面19a上固定加工對象物1。擴張薄膜19以外周部分貼著在環狀的薄膜固定框架20，而被固定在該薄膜固定框架20。此外，該加工對象物1是厚度100μm的硅晶片。
依照這種方式，將由加工對象物1、擴張薄膜19和薄膜固定框架20構成的單位U，裝載在例如上述激光加工裝置100的裝載臺107上，使加工對象物1的表面3側面對聚光用透鏡105。然后，利用按壓構件107a將薄膜固定框架20固定在裝載臺107，和將擴張薄膜19真空吸附在裝載臺107。
然后，如圖19所示，將依照加工對象物1的定向平坦部16的平行方向和垂直方向延伸的切斷規定線5，設定成為格子狀。該切斷規定線被設定在形成于晶片上的電路組件或者受光面等的功能組件所構成的裝置形成面700之間。此外，在附圖中為了簡化，只顯示裝置形成面700的一部分。
此外，如圖20所示，使聚光點P1對準在加工對象物1的內部，照射激光L1，使該聚光點P1沿著切斷規定線5移動，來在加工對象物1的內部形成改質區域7。利用該改質區域7，在離開加工對象物1的表面(激光射入面)3規定距離的內側，沿著切斷規定線5形成切斷起點區域8。此外，因為加工對象物1是硅晶片，所以形成熔融處理區域作為改質區域7。
然后，如圖21所示，使聚光點P2對準在加工對象物1的表面3，對加工對象物1照射具有吸收性的激光L2，使該聚光點P2沿著切斷規定線5移動。利用該激光L2的照射，以切斷起點區域8作為起點，產生裂縫24，使該裂縫24達到加工對象物1的表面3和背面21。利用這種方式，沿著切斷規定線5將加工對象物1分割成多個芯片25。
這種裂縫24的主要的發生原因是因為利用激光L2的照射，沿著切斷規定線5，對加工對象物1加熱，在加工對象物1產生熱應力。其一實例是利用激光L2的照射，在改質區域7和加工對象物1的非改質區域(加工對象物1的改質區域7以外的部分)的界面，產生微細的龜裂或者變形，以該龜裂或者變形作為起點，施加拉伸應力，使裂縫朝向作為加熱源的激光L2的照射部位擴展，從改質區域7朝向表面3或者背面21產生裂縫24。
其中，在第二實施例中，使用波長808nm，輸出14W的激光作為激光L2，使用激光二極管作為其光源。此外，聚光點P2的射束直徑大約為200μm。當依照這種激光L2的照射時，可以防止加工對象物1的表面3的熔融，來對加工對象物1進行加熱。此外，隨著聚光點P2的射束直徑的縮小，可以以更良好的精確度沿著切斷規定線5分割加工對象物1。此外，經由縮小射束直徑，可以只對形成于晶片表面的裝置形成面間，照射激光，所以在裝置形成面不會照射無用的激光L2，可以保護裝置面。
在將加工對象物1切斷成多個芯片25之后，將單元U搬運到薄膜擴張裝置200。如圖22所示，單元U的薄膜固定框架20被環狀的承接構件201和環狀的按壓構件202所包夾，從而被固定在薄膜擴張裝置200。然后，將被配置在承接構件201的內側的圓柱狀的按壓構件203，從單元U的下側按壓到擴張薄膜19的背面19b，然后，如圖23所示的使按壓構件203上升。利用這種方式，使擴張薄膜19的各個芯片25的接觸部分擴張到外方，用來使各個芯片25互相分離，可以容易且可靠地拾取各個芯片25。
在以上的第二實施例的激光加工方法中，利用多光子吸收所形成的改質區域7，可以沿著切斷規定線5，在加工對象物1的內部形成切斷起點區域8。然后，使對加工對象物1具有吸收性的激光L2，沿著切斷規定線5照射加工對象物1，以切斷起點區域8作為起點，在加工對象物1產生裂縫24，可以以良好的精確度沿著切斷規定線5切斷加工對象物1。此外，使固定有加工對象物1的擴張薄膜19擴張，用來使各個芯片25分離，所以可以更進一步地提高沿著切斷規定線5的加工對象物1的切斷的確實性。
(第三實施例)下面，說明本發明的第三實施例。第三實施例的與第二實施例的不同部分是當照射激光L2時所產生的裂縫24達到加工對象物1的表面3和背面21。下面將以與第二實施例不同的部分作為重點進行說明。此外，圖24是沿著圖19所示的加工對象物1的XX-XX線的部分截面圖。
與第二實施例先公，準備由加工對象物1、擴張薄膜19和薄膜固定框架20所構成的單元21，例如使用上述的激光加工裝置100，在加工對象物1的內部，形成改質區域7，利用該改質區域7，沿著切斷規定線5，在離開加工對象物1的表面3規定距離的內側，形成切斷起點區域8。此外，加工對象物1是厚度為300μm的硅晶片。
然后，如圖24所示，使聚光點P2對準在加工對象物1的表面3，照射對加工對象物1具有吸收性的激光L2，使該聚光點P2沿著切斷規定線5移動。利用該激光L2的照射，以切斷起點區域8作為起點，產生裂縫24。但是，因為第三實施例的加工對象物1的厚度(300μm)比第二實施方式的加工對象物1的厚度(100μm)厚，所以裂縫24不會達到加工對象物1的表面3和背面21，只停留在加工對象物1的內部。此外，激光L2的照射條件與第二實施例相同。
然后，與第二實施例相同，將單元U搬運到薄膜擴張裝置200。然后，在薄膜擴張裝置200，從單元U的下側將按壓構件203按壓到擴張薄膜19的背面19b，然后使按壓構件203上升。由此，擴張薄膜19的加工對象物1的接觸部分的外側擴張。隨著該擴張薄膜19的擴張，使加工對象物1內的裂縫24的前端到達加工對象物1的表面3和背面21，沿著切斷規定線5將加工對象物1分割成多個芯片25，使各個芯片25互相分離。
此外，利用激光L2的照射條件，也可以在激光L2的照射時不會發生裂縫24。在這種情況下，當與不照射激光L2的情況比較時，利用擴張薄膜19的擴張，可以沿著切斷規定線5，更容易和更高精確度地分割加工對象物1。
在以上的第三實施例的激光加工方法中，與上述的第二實施例的激光加工方法相同，可以沿著切斷規定線5在加工對象物1的內部，形成切斷起點區域8。然后，沿著切斷規定線5對加工對象物1照射激光L2，該激光L2對加工對象物1具有吸收性，當與未進行這種照射的情況比較時，可以以較小的力量，使以切斷起點區域8作為起點的裂縫24，達到加工對象物I的表面3和背面21。因此，可以以較小的力量使固定有加工對象物1的擴張薄膜19擴張，可以沿著切斷規定線5以良好的精確度切斷加工對象物1。此外，因為利用該擴張薄膜19的擴張使各個芯片24分離，所以可以更進一步地提高沿著切斷規定線5的加工對象物1的切斷的可靠性。
本發明并不只限于上述第一實施例～第三實施例。
例如，加工對象物1的材料，和對加工對象物1具有吸收性的激光L2的種類，優選使用下面所述的。即，在加工對象物1為硅晶片或者GaAs系晶片的情況時，激光L2優選使用波長為500nm～1100nm的激光。具體地說，使用YAG激光的兩倍波(波長532nm)，GaAs系的半導體激光(波長780nm或者波長808nm)，Nd摻雜的光纖激光(波長1060nm)等。此外，在加工對象物1為玻璃的情況時，激光L2優選使用波長為2μm以上的激光。具體地說，使用CO2激光(波長10.6μm)、CO激光(波長約5.5μm)、氟化氫激光(波長約2.9μm)等。
此外，由于激光L2的照射所產生的裂縫24也可以達到加工對象物1表面3或者背面21的任何一方。這種控制可以形成改質區域7使其從加工對象物1的厚度方向的中心位置偏向表面3或者背面21的任何一方。特別是激光L2的照射所產生的裂縫24，當達到加工對象物1的擴張薄膜19側的面時，利用擴張薄膜19的擴張的加工對象物1的切斷精確度可以更進一層地提高。
此外，“形成改質區域7使其從加工對象物1的厚度方向的中心位置偏向加工對象物1的表面3側”是指構成切斷起點區域8的改質區域7形成從加工對象物1的厚度方向的厚度一半的位置，偏向表面3側。即，加工對象物1的厚度方向的改質區域7的寬度的中心位置，位于從加工對象物1的厚度方向的中心位置偏向表面3側的位置，不只限于改質區域7的全部的部分相對加工對象物1的厚度方向的中心位置，成為位于表面3側。對于使改質區域7形成偏向加工對象物1的背面21側的情況也相同。
此外，上述的激光L2的照射是照射在切斷規定線5上，但是也可以照射在切斷規定線5的附近。此外，激光L2的聚光點P2的位置也可以不在加工對象物1的表面3上。
當依照以上所說明的本發明的激光加工方法時，可以沿著切斷規定線，以良好的精確度切斷加工對象物。
權利要求
1.一種激光加工方法，其特征在于，所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部來照射激光，利用多光子吸收在所述加工對象物的內部形成改質區域，通過該改質區域，沿著所述加工對象物的切斷規定線，在離開所述加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；和在形成所述切斷起點區域的工序之后，使對所述加工對象物具有吸收性的激光，沿著所述切斷規定線而照射所述加工對象物，沿著所述切斷規定線在切斷所述加工對象物的位置產生應力。
2.一種激光加工方法，其特征在于，所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1μs以下的條件下照射激光，在所述加工對象物的內部形成包括裂縫區域的改質區域，通過該改質區域，沿著所述加工對象物的切斷規定線，在離開所述加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；和在形成所述切斷起點區域的工序之后，使對所述加工對象物具有吸收性的激光，沿著所述切斷規定線而照射該加工對象物，沿著所述切斷規定線在切斷所述加工對象物的位置產生應力。
3.一種激光加工方法，其特征在于，所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1μs以下的條件下照射激光，在所述加工對象物的內部形成包括熔融處理區域的改質區域，通過該改質區域，沿著所述加工對象物的切斷規定線，在離開所述加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；和在形成所述切斷起點區域的工序之后，使對所述加工對象物具有吸收性的激光，沿著所述切斷規定線而照射該加工對象物，沿著所述切斷規定線在切斷所述加工對象物的位置產生應力。
4.一種激光加工方法，其特征在于，所具備的工序包括使聚光點對準在晶片狀的加工對象物的內部，在聚光點的最大密度為1×108(W/cm2)以上且脈沖幅度為1ns以下的條件下，照射激光，在所述加工對象物的內部形成包括作為折射率變化了的區域的折射率變化區域的改質區域，通過該改質區域，沿著所述加工對象物的切斷規定線，在離開所述加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；和在形成所述切斷起點區域的工序之后，使對所述加工對象物具有吸收性的激光，沿著所述切斷規定線而照射所述加工對象物，沿著所述切斷規定線在切斷所述加工對象物的位置產生應力。
5.如權利要求1至4中的任意一項所述的激光加工方法，其特征在于對所述加工對象物具有吸收性的激光的聚光點，對準在所述加工對象物的表面。
6.一種激光加工方法，其特征在于，所具備的工序包括使聚光點對準在被固定于可擴張保持構件的表面的晶片狀的加工對象物的內部來照射激光，從而在所述加工對象物的內部形成改質區域，通過該改質區域，沿著所述加工對象物的切斷規定線，在離開所述加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；在形成所述切斷起點區域的工序之后，使對所述加工對象物具有吸收性的激光，沿著所述切斷規定線而照射所述加工對象物，從而沿著所述切斷規定線，切斷所述加工對象物；和在切斷所述加工對象物的工序之后，通過使該保持構件擴張，來使被切斷的所述加工對象物的各個部分分離。
7.一種激光加工方法，其特征在于，所具備的工序包括使聚光點對準在被固定于可擴張保持構件的表面的晶片狀的加工對象物的內部來照射激光，從而在所述加工對象物的內部形成改質區域，通過該改質區域，沿著所述加工對象物的切斷規定線，在離開所述加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；在形成所述切斷起點區域的工序之后，使對所述加工對象物具有吸收性的激光，沿著所述切斷規定線，照射所述加工對象物；和在照射所述加工對象物的工序之后，通過使所述保持構件擴張，來切斷所述加工對象物，并使被切斷的該加工對象物的各個部分分離。
8.如權利要求6或者7所述的激光加工方法，其特征在于所述加工對象物由半導體材料形成，所述改質區域是熔融處理區域。
9.一種激光加工方法，其特征在于，所具備的工序包括使聚光點對準在由半導體材料構成的晶片狀的加工對象物的內部來照射激光，在所述加工對象物的內部形成熔融處理區域，通過該熔融處理區域，在離開所述加工對象物的激光射入面規定距離的內側，形成切斷起點區域；和在形成所述切斷起點區域的工序之后，使對所述加工對象物具有吸收性的激光，沿著所述切斷規定線，照射所述加工對象物。
全文摘要
本發明提供一種激光加工方法，可以沿著切斷規定線以良好的精確度切斷加工對象物。利用多光子吸收所形成的改質區域(7)，沿著切斷規定線(5)，在加工對象物(1)的內部形成切斷起點區域(8)。然后，使對加工對象物(1)具有吸收性的激光(L2)，沿著切斷規定線(5)照射加工對象物(1)，以切斷起點區域(8)作為起點，在加工對象物(1)產生裂縫(24)，可以以良好的精確度沿著切斷規定線(5)切斷加工對象物(1)。此外，使固定有加工對象物(1)的擴張薄膜(19)擴張來使各個芯片(25)分離，所以沿著切斷規定線(5)的加工對象物(1)的切斷的可靠性可以更進一步地得到提高。
文檔編號B28D5/00GK1758985SQ03826130
公開日2006年4月12日 申請日期2003年3月12日 優先權日2003年3月12日
發明者福世文嗣, 福滿憲志, 內山直己, 和久田敏光, 渥美一弘, 村松憲一 申請人:浜松光子學株式會社