割断用划线的形成方法和装置.pdf

本发明提供一种割断用划线的形成方法和装置。即使是能量吸收效率低的比较透明的衬底，也能够形成切断该衬底所需的充分深度的划线，而不会对嵌入其中的器件电路带来热损伤。所述方法包括：第1步骤，通过将所述衬底与对激光振荡器进行Q开关驱动而得到的脉冲状激光束相对地移动，从而仅对将所述衬底上的割断预定线上的衬底边缘设为一端的规定微小区间内照射所述脉冲状激光束；以及第2步骤，通过将所述衬底与对激光振荡器连续地驱动而得到的CW激光束相对地移动，从而在从在所述衬底上设定的割断预定线上的一个衬底边缘到另一个衬底边

权利要求书
1.  一种割断用划线的形成方法，对嵌入了器件电路的透明的衬底照射从激光振荡器生成的规定波长的激光束，同时将所述衬底和所述束相对地移动，从而在所述衬底上形成衬底割断用的划线的方法，其特征在于，包括：
第1步骤，通过将所述衬底与对所述激光振荡器进行Q开关驱动而得到的脉冲状激光束相对地移动，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的衬底边缘开始的规定微小区间内照射所述脉冲状激光束；以及
第2步骤，通过将所述衬底与对所述激光振荡器连续地驱动而得到的CW激光束相对地移动，从而对从在所述衬底上设定的割断预定线上的一个衬底边缘到另一个衬底边缘的全部区间照射所述CW激光束。

2.  如权利要求1所述的割断用划线的形成方法，其特征在于，
所述第1步骤的处理包括：沿着在所述衬底上设定的纵横的割断预定线，使激光束的光轴进行纵穿扫描或者横穿扫描，同时仅对从衬底外区域进入衬底内区域之后的规定微小区间内对衬底照射脉冲状激光束的处理，并且
所述第2步骤的处理包括：沿着在所述衬底上设定的纵横的割断预定线，使激光束的光轴进行纵穿扫描或者横穿扫描，同时对从衬底外区域进入衬底内区域之后从衬底内区域退出衬底外区域的全部区间内对衬底照射CW激光束的处理。

3.  如权利要求2所述的割断用划线的形成方法，其特征在于，
所述透明衬底是在通过纵横的割断预定线划分而成的各个矩形区域内嵌入了器件电路的蓝宝石衬底，并且，所述激光振荡器是YVO激光振荡器。

4.  一种割断用划线的形成装置，其特征在于，包括：
XY台面，用于载放并固定嵌入了器件电路的透明衬底；
激光束产生部件，通过对激光振荡器进行脉冲驱动或者连续驱动，从而能够择一地射出脉冲状激光束和CW激光束中的任一个；
束导入光学系统，用于将从所述激光束产生部件产生的激光束以规定的光轴对载放并固定在所述XY台面上的衬底进行照射；
路径设定部件，通过将所述XY台面与所述光轴相对地移动，从而设定在所述XY台面上使光轴沿着所述衬底上的割断预定线移动时的光轴的移动路径；
微小距离设定部件，沿着在所述衬底上设定的割断预定线，从相当于衬底边缘的一端到相当于衬底边缘的另一端设定应测量的规定的微小距离；
束移动控制部件，控制所述XY台面的移动，使得所述光轴沿着在所述路径设定部件中设定的光轴的移动路径移动；
第1束照射控制部件，在通过所述束移动控制部件使所述光轴沿着所述设定路径移动的第1次扫描中，通过在适当的定时从所述激光束产生部件射出脉冲状激光束，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的相当于衬底边缘的一端开始的由所述微小距离设定部件所设定的微小距离区间内，对所述衬底照射脉冲状激光束；以及
第2束照射控制部件，在通过所述束移动控制部件使所述光轴沿着所述设定路径移动的第2次扫描中，通过在适当的定时从所述激光束产生部件射出CW激光束，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的相当于衬底边缘的一端到相当于衬底边缘的另一端的全部区间内，对所述衬底照射CW激光束。

5.  如权利要求4所述的割断用划线的形成装置，其特征在于，
所述第1束照射控制部件，在所述光轴从衬底外区域移动到衬底内区域之前，开始照射所述脉冲状激光束，并等待所述光轴通过所述微小区间，停止照射所述脉冲状激光束，
所述第2束照射控制部件，在所述光轴从衬底外区域移动到衬底内区域之前，开始照射所述CW激光束，并在所述光轴从衬底内区域移动到衬底外区域之后，停止照射所述CW激光束。

6.  如权利要求5所述的割断用划线的形成装置，其特征在于，
所述透明衬底是在通过纵横的割断预定线划分而成的各个矩形区域内嵌入了器件电路的蓝宝石衬底，并且，所述激光振荡器是YVO激光振荡器。

说明书割断用划线的形成方法和装置
技术领域
本发明涉及对嵌入了器件(device)电路的透明衬底(基板)照射从激光振荡器生成的规定波长的激光束，同时将衬底与束相对地移动，从而在衬底上形成衬底割断用的划线(scribe)的方法和装置。
背景技术
以往，为了将纵横嵌入了多个器件电路的衬底(wafer：晶片)分割成各个电路片(chip)，采用了如下方法：在沿着衬底上的分割预定线而预先形成了划线之后，使用扩展器(expander)等的割断装置，沿着划线割断衬底。
此时，若在划线的形成上采用使用了刀具等的机械加工方法，则由于产生粒子(particle)从而对后续步骤带来障碍，所以以往采用了如下方法：照射从激光振荡器生成的规定波长的CW激光束，同时将衬底与束相对地移动，从而在衬底上形成衬底割断用的划线。
在使用了这样的CW激光束的割断用划线的形成方法中，没能尽量抑制对于嵌入衬底内部的器件电路的热性影响的同时可靠地形成割断所需的规定深度的划线。
在成为对象的衬底为硅片等的不透明的衬底的情况下，由于对于CW激光束的能量吸收效率比较高，所以即使没有那么提高激光束的功率，也能够容易形成割断所需的规定深度的划线。
但是，在成为对象的衬底为例如蓝宝石衬底等的透明度高的衬底的情况下，由于对于CW激光束的能量吸收效率低，所以若没有大幅提高激光束的功率，则不能形成割断所需的规定深度的划线。但是，若这样提高激光束的功率，则存在嵌入衬底内部的器件电路受到热性影响而受损的顾虑。
另一方面，已知如下技术：即使是透明度比较高的衬底，如果使用对激光振荡器进行Q开关驱动所得到的脉冲状激光束，也能够极力抑制对激光束照射点的周围产生的热性影响的同时形成划线(参照专利文献1)。
现有技术文献
【专利文献1】(日本)特开2004-114075号公报
但是，在使用上述的脉冲状激光束的割断用划线的形成方法中，虽然能够将热性影响极小化，但反过来，为了形成充分深的划线，仍需要将激光束的功率大幅提高，若考虑对于器件电路的热性影响，终究还是存在难以确保充分的深度的问题点。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于这样的以往的问题点而完成的，其目的在于，提供一种即使是透明度比较高的衬底，也能够将对于嵌入其中的器件电路的热性影响抑制到最小，同时可靠地形成割断所需的充分深度的划线的割断用划线的形成方法和装置。
此外，本发明的其他目的在于，提供一种不会对使用了激光束的以往的划线形成系统带来较大变更，且能够以低成本实现的割断用划线的形成方法和装置。
通过参照说明书的以下记载，本领域的技术人员应该容易理解本发明的其他目的以及作用效果。
用于解决课题的手段
可认为上述的“发明要解决的课题”能够通过具有以下结构的割断用划线的形成方法来解决。
即，该割断用划线的形成方法是对嵌入了器件电路的透明衬底照射从激光振荡器生成的规定波长的激光束，同时将衬底和束相对地移动，从而在衬底上形成衬底割断用的划线的方法，且包括第1步骤和第2步骤。
第1步骤是，通过将衬底与对激光振荡器进行Q开关驱动而得到的脉冲状激光束相对地移动，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的衬底边缘开始的规定微小区间内照射所述脉冲状激光束。
第2步骤是，通过将衬底与对激光振荡器连续地驱动而得到的CW激光束相对地移动，从而对从在所述衬底上设定的割断预定线上的相当于衬底边缘的一端到相当于衬底边缘的另一端的全部区间照射所述CW激光束。
其中，“器件电路”是指构成嵌入该衬底的器件的电路，一般由集成电路构成。此外，在液晶显示器上的玻璃衬底等的情况下，包括液晶器件电路的电极的各个电路图案(pattern)相当于此。即，本发明并不限定于将嵌入蓝宝石衬底等的透明度比较高的衬底上的多个器件电路分割为各个片的用途，还能够应用于在玻璃衬底上嵌入了便携电话用的多个液晶显示器图案(pattern)之后，将它们分割为各个显示器图案(pattern)的用途。
此外，“将衬底与束相对地移动”是指，包括对束本身进行摆探头扫描的情况、和通过XY台面(stage)使衬底侧移动的情况的双方和它们的组合。
根据这样的割断用划线的形成方法，通过执行第1步骤，在从衬底上设定的割断预定线上的衬底边缘开始的规定微小区间，受到具有瞬间性的高峰值能量的脉冲状激光束，从而其表面被瞬间破坏成为粗面，比较浅的一定区域成为容易产生多路反射的能量吸收的变性区域。接着，执行第2步骤，则在上述的变性区域上照射CW激光束，从而衬底高效率地吸收该CW激光束的能量而成为高温化，因此，随着激光束的移动，上述的微小区间进行衬底材料的熔化。接着，从上述的微小区间靠近没有变性的衬底区域，则由于从相邻区域传来的热，与微小区间相邻的没有变性的衬底材料部分也会引起高温化和熔化，之后相邻的区域如打出雪崩似的依次被熔化，从而即使是比较低功率的CW激光束，也能够在割断预定线的全部区间熔化衬底，形成用于构成划线的充分深的槽。
因此，由于除了脉冲状激光束其本身对嵌入衬底内部的器件电路难以产生热性影响之外，还能够使用比较低能量的CW激光束，因此，即使成为对象的衬底是透明度比较高的衬底，也能够将对于嵌入内部的器件电路的热性影响抑制到最小，同时可靠地形成割断所需的规定深度的划线。
除此之外，根据该割断用划线的形成方法，虽然使用具有两种照射方式的激光束，但各个方式的激光束仅是驱动方法不同，振荡器其本身的基本结构相同，因此，无需大幅变更以往的系统结构，能够以低成本实现该方法。
在上述的割断用划线的形成方法中，如果第1步骤的处理包括：沿着在衬底上设定的纵横的割断预定线，使激光束的光轴进行纵穿扫描或者横穿扫描，同时仅对从衬底外区域进入衬底内区域之后的规定微小区间内对衬底照射激光束的处理，并且，第2步骤的处理包括：沿着在衬底上设定的纵横的割断预定线，使激光束的光轴进行纵穿扫描或者横穿扫描，同时对从衬底外区域进入衬底内区域之后从衬底内区域退出衬底外区域的全部区间内对衬底照射CW激光束的处理，则能够将在透明度比较高的晶片上纵横嵌入的多个器件电路分割成各个电路片的用途中，将束与XY台面的扫描进行组合，从而能够高效率地形成划线。
此外，在上述的电路片分割时，根据本发明人等的实验，确认了如下事实：若透明衬底是在纵横地划分的各个矩形区域内嵌入了器件电路的蓝宝石衬底时，激光振荡器为YVO激光振荡器，则完全不会对嵌入内部的器件电路带来热性影响，能够可靠地形成割断所需深度的划线。
可认为上述的“发明要解决的课题”能够通过具有以下结构的割断用划线的形成装置来解决。
即，该割断用划线的形成装置，包括：XY台面，用于载放并固定嵌入了器件电路的透明衬底；激光束产生部件，通过对激光振荡器进行脉冲驱动或者连续驱动，从而能够择一地射出脉冲状激光束和CW激光束中的任一个；束导入光学系统，用于将从所述激光束产生部件产生的激光束以规定的光轴对载放并固定在所述XY台面上的衬底进行照射；路径设定部件，通过将所述XY台面与所述光轴相对地移动，从而设定在所述XY台面上使光轴沿着所述衬底上的割断预定线移动时的光轴的移动路径；微小距离设定部件，沿着在所述衬底上设定的割断预定线，从相当于衬底边缘的一端向相当于衬底边缘的另一端设定应测量的规定的微小距离；束移动控制部件，控制所述XY台面的移动，使得所述光轴沿着在所述路径设定部件中设定的光轴的移动路径移动；第1束照射控制部件，在通过所述束移动控制部件使所述光轴沿着所述设定路径移动的第1次扫描中，通过在适当的定时从所述激光束产生部件射出脉冲状激光束，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的相当于衬底边缘的一端开始的由所述微小距离设定部件所设定的微小距离区间内，对所述衬底照射脉冲状激光束；以及第2束照射控制部件，在通过所述束移动控制部件使所述光轴沿着所述设定路径移动的第2次扫描中，通过在适当的定时从所述激光束产生部件射出CW激光束，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的相当于衬底边缘的一端到相当于衬底边缘的另一端的全部区间内，对所述衬底照射CW激光束。
根据这样的结构，只要预先设定光轴的移动路径和离衬底边缘的微小距离，就能够通过束移动控制部件、第1束照射控制部件、以及第2束照射控制部件的作用，在衬底上自动地形成割断所需的规定深度的划线。
在上述的割断用划线的形成装置中，所述第1束照射控制部件，也可以在所述光轴从衬底外区域移动到衬底内区域之前，开始照射所述脉冲状激光束，并等待所述光轴通过所述微小区间，停止照射所述脉冲状激光束，所述第2束照射控制部件，也可以在所述光轴从衬底外区域移动到衬底内区域之前，开始照射所述CW激光束，并在所述光轴从衬底内区域移动到衬底外区域之后，停止照射所述CW激光束。
根据这样的结构，由于除了割断用划线的形成所需的期间以外，脉冲状激光束和CW激光束维持停止照射，因此，能够以最小的耗能来生成必要的割断用划线。
此外，在上述的电路片分割时，根据本发明人等的实验，确认了如下事实：若透明衬底是在纵横地划分的各个矩形区域内嵌入了器件电路的蓝宝石衬底时，激光振荡器为YVO激光振荡器，则完全不会对嵌入内部的器件电路带来热性影响，能够可靠地形成割断所需深度的划线。
发明效果
根据本发明的割断用划线的形成方法和装置，即使在成为对象的衬底是透明度比较高的衬底，也能够将对于嵌入其中的器件电路的热性影响抑制到最小，同时可靠地形成具有割断所需的深度的划线，并且，只是对以往系统加以稍微的变化，能够以低成本实现。
附图说明
图1是以光学系统为中心表示用于实施本发明方法的系统整体的结构图。
图2是Q开关振荡脉冲激光的扫描轨迹的说明图。
图3是CW激光的扫描轨迹的说明图。
图4(a)～(b)是用于说明本发明方法的步骤图。
图5是以电气系统为中心表示用于实施本发明方法的系统整体的结构图。
图6是在控制用PC中的设定用画面的说明图。
图7是表示本发明的装置的每个衬底的一连串的动作的流程图。
图8是表示在加工处理中的控制用PC的处理内容的流程图。
标号说明
1XY台面机构
2 置物台
3 导入光学系统
4 衰减器(attenuator)
5 激光振荡器
6 脉冲产生器
7 振荡器控制单元
8 蓝宝石衬底
8a 衬底内区域
8b 衬底外区域
8c 矩形区域
8d 衬底边缘
9 光轴移动路径
9a 纵向的割断预定线
9b 横向的割断预定线
10 脉冲激光照射线
11 CW激光照射线
12 定向平面(orientation plane)部分
31 脉冲状激光束
32 CW激光束
81 变性区域
82 槽区域
101 XY台面机构
101a X轴致动器(actuator)
101b Y轴致动器
101c θ轴致动器
103 导入光学系统
104 衰减器(attenuator)
105 激光振荡器
106 脉冲振荡器
107 控制单元
108 衬底
109 激光电源
110 控制用PC辅助部分(support)
111 控制用PC
112 伺服驱动单元
113 罩开关驱动机构
L 微小区间
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的割断用划线的形成方法的一优选的实施方式。另外，以下说明的一实施方式只不过是包含在本发明的实施方式的一个例子，本发明所涉及的范围是由权利要求范围的结构所确定是理所当然的。
图1是以光学系统为中心表示用于实施本发明方法的系统整体的结构图。如图1所示那样，该系统包括以下而构成：XY台面机构1、置物台2、导入光学系统3、衰减器(attenuator)4、激光振荡器5、脉冲产生器6、以及振荡器控制单元7。
在图中示意性地表示了XY台面1，但如本领域技术人员所熟知地那样，XY台面1具有X方向驱动机构1a和Y方向驱动机构1b，可通过这些驱动机构，将置物台2移动到XY方向的任意位置。另外，在该例子中，在置物台2上的规定位置，载放并固定了成为划线形成的对象的蓝宝石衬底8。如本领域技术人员所熟知地那样，在衬底的固定上可利用真空吸附装置等。在该例子中，激光振荡器5采用发出非可见红外光(波长1.064μm)的YVO激光。该激光振荡器5根据从脉冲产生器6提供的脉冲串的方式，以由第1模式和第2模式构成的两个驱动模式进行激光振荡。来自脉冲产生器6的脉冲产生方式的切换是由来自振荡器控制单元7的控制来进行。
即，若通过来自振荡器控制单元7的控制，从脉冲产生器6对激光振荡器5发送第1方式的脉冲串信号，则从激光振荡器5射出进行Q开关驱动所得到的脉冲状激光束。该脉冲状激光束的脉冲间隔是由从脉冲产生器6提供的脉冲串所控制。另一方面，若通过来自振荡器控制单元7的控制，从脉冲产生器6对激光振荡器5提供第2方式的脉冲串，则从激光振荡器5射出通过连续驱动所得到的CW激光束。
另外，由于本领域的技术人员已知通过Q开关驱动而得到的脉冲状激光束和通过连续驱动而得到的CW激光束，因此对于其细节交给各种已知文献。
从激光振荡器5射出的脉冲状激光束或者CW激光束在通过衰减器(attenuator)4进行强度调整之后，经过由反射镜或透镜等的各种光学元件构成的导入光学系统3，作为脉冲状激光束31或者CW激光束32照射到蓝宝石衬底8上。
图2表示Q开关振荡脉冲激光的扫描轨迹的说明图，图3表示CW激光的扫描轨迹的说明图。
如图2所示那样，从导入光学系统3射出的脉冲状激光束31沿着在图中用虚线表示的纵向和横向的光轴移动路径轨迹9进行扫描。另外，在图中用虚线表示的光轴移动路径9只是表示光轴的移动路径，并不表示是否射出激光束其本身。如后所述那样，射出激光束的区域由在表示光轴移动路径9的虚线上用粗实线或细实线来图示。
蓝宝石衬底8除了定向平面部分12之外具有正圆形轮廓。其内部区域8a通过割断预定线(在图3中，用衬底内的细实线9a、9b表示)被纵横划分，在各个矩形区域(划分区域)8c中嵌入了作为目的的器件电路(未图示)。即，在图示的例子中，例如蓝宝石衬底8的外径为6英寸(150mm)，其内部通过9条纵向割断预定线9a和9条横向割断预定线9b而划分了多个矩形区域8c，在这些划分中嵌入了作为目的的器件电路。而且，在相邻的器件电路和器件电路之间，设置了割断用的割断损耗部分(未图示)，沿着该割断损耗部分的中心线进行后述的划线的形成。
然后，在本发明的第1步骤中，沿着在图中用虚线表示的光轴移动路径9，在左右端部旋转方向的同时沿着横向的割断用预定线9b移动光轴，并仅对从衬底外区域8b进入衬底内区域8a之后的规定微小区间L，进行如在图中用实线表示的脉冲激光照射线10那样的、脉冲状激光31b的照射。
若对横向的割断预定线9b的全部完成脉冲状激光束31的限定性照射，则将方向从横向旋转为纵向，并沿着纵向的割断预定线9a移动光轴的同时仅对从衬底外区域8b进入衬底内区域8a之后的规定微小区间L，照射脉冲状激光束31，从而形成在图中用粗实线所示的脉冲激光照射线10。
于是，如图4(a)所示那样，在蓝宝石衬底8上，通过在导入脉冲(pulse-on)时的急速加热所引起的熔化和通过在切断脉冲(pulse-off)时的急速冷却所引起的固化，照射了脉冲状激光束31的微小区间L的表面被破坏而成为粗面，且其比较浅的表层也成为容易产生激光束的多路反射的变性区域81。另外，在图中，P1是在衬底外区域8b的光轴位置，P2是在衬底内区域8a的光轴位置。
再回到图3，在第2步骤中，沿着在图中用虚线表示的预定的光轴移动路径9，与第1步骤相同地沿着横向和纵向移动光轴，同时在从衬底外区域8b进入衬底内区域8a之后再次脱离到衬底外区域8b的范围内的横向的割断预定线9b以及纵向的割断预定线9a的全部区间内，如图中用细实线表示那样进行CW激光束32的照射。
此时，假设在脉冲激光照射线10不存在的情况下，由于蓝宝石衬底8的透明度高，所以通过单独照射不能充分地吸收能量，因此，CW激光束32的强度成为不能形成割断所需充分的深度的划线程度的比较低的强度。
即，在以前，通过这样的低强度的功率的CW激光束，能够避免对嵌入到内部的器件电路的影响，但不能得到割断所需充分的深度的划线，但是在该第2步骤中，由于在从衬底外区域8b进入衬底内区域8a之后，这样的比较低强度的CW激光束被照射到脉冲激光照射线10上，因此，激光束的能量被衬底高效率地吸收，从而将其部分升温到熔化所需的高温。
于是，如图4(b)所示那样，在微小区间L中存在的变性区域81被升温到充分的高温，并且与位于其下层的没有变性的区域一同熔化和收缩，从而形成成为割断用的划线的槽区域82。
进而，除了该变性区域81之外，与其相邻的蓝宝石衬底8，根据变性区域81成为高温而传来其热从而如打出雪崩似的熔化，其结果，即使是不存在变性区域81的蓝宝石衬底8的表面，也沿着割断预定线推进槽区域82。
并且，在光轴每次从衬底外区域8b进入衬底内区域8a时，将变性区域81作为基点而连续地形成槽区域82，从而能够在衬底上设置的纵向的割断预定线9a和横向的割断预定线9b的全域范围内，可靠地形成具有割断所需充分的深度的划线，而不会对嵌入衬底8的器件电路带来热性损伤。
这样，根据该实施方式，由于沿着在衬底8上设定的纵横的割断预定线9a、9b，使激光束的光轴进行纵穿或者横穿，同时仅对从衬底外区域8b进入衬底内区域8a之后的规定微小区间L内，对衬底8照射脉冲状激光束31，并且，沿着同样的割断预定线，使激光束的光轴进行纵穿或者横穿，同时对从衬底外区域8b进入衬底内区域8a之后退出到衬底外区域8b的纵向的割断预定线9a或者横向的割断预定线9b的全部区间内，对衬底8照射CW激光束，因此，在使用YVO激光振荡器对被纵横划分的各个矩形区域8c内嵌入了器件电路的蓝宝石衬底8形成割断用的划线的情况下，能够在比较短的时间且低成本来实现该划线的形成。
接着，参照图5～图8说明用于实施本发明方法的装置的一例。
图5是以电气系统为中心表示用于实施本发明方法的系统整体的结构图。如图5所示那样，该系统包括以下而构成：XY台面机构(相当于图1的XY台面机构1)101、导入光学系统(相当于图1的导入光学系统3)103、衰减器(attenuator)(相当于图1的衰减器4)104、激光振荡器(相当于图1的激光振荡器5)105、脉冲振荡器(相当于图1的脉冲振荡器6)106、控制单元107、伺服驱动单元112以及控制用PC111。
虽然未图示，但与图1的XY台面机构1相同地，XY台面机构101包括X方向驱动机构、Y方向驱动机构以及置物台(包含θ驱动机构)，各个机构通过由电动机、汽缸(cylinder)等构成的X轴致动器(actuator)101a、Y轴致动器101b以及θ轴致动器101c而驱动。
整个系统通过控制用个人计算机(PC)111统一控制。即，分别可进行XY台面的X方向移动、Y方向移动的X轴致动器101a、Y轴致动器101b的动作是通过伺服驱动单元112而由控制用PC111控制。
用于决定激光振荡器105的驱动模式(脉冲驱动或者连续驱动)的脉冲振荡器106的动作是通过控制单元107和控制用PC辅助部分110而由控制用PC111控制。同样地，成为脉冲振荡器106的电源的激光电源109是通过控制单元107和控制用PC辅助部分110而由控制用PC111控制。
可通过在第1操作台107a上设置的操作按钮(“CENTER”、“ALIGN”等)的操作，也可以手动控制XY台面的X方向、Y方向以及θ方向的移动。此外，如后所述那样，可通过在第2操作台107b上设置的操作按钮(“CLOSE”)的操作，也可以手动来开关控制用于管理覆盖置物台的保护罩(未图示)的开关动作的罩开关驱动机构113。另外，如后所述那样，在第1操作台107a上，设置了用于指示加工处理的启动的操作按钮(“START”)。
图6表示在系统的运行开始之前的准备阶段中，在控制用PC111中显示的设定用画面的说明图。如图6所示那样，作为运行准备来设定的信息，在这个例子中包含以下信息：与成为加工对象的衬底的形状或尺寸有关的信息(“晶片的直径X轴”、“晶片的直径Y轴”、“定向平面长度”)、与光轴的移动路径或速度有关的信息(“片尺寸(加工间距)X轴”、“片尺寸(加工间距)Y轴”、“加工速度(Q-SW脉冲)”、“加工速度(CW脉冲)”、“晶片加工原点X轴”、“晶片加工原点Y轴”、“加工超过(overrun)量X轴”、“加工超过量Y轴”)、以及与沿着在衬底上设定的割断预定线，应从相当于衬底边缘的一端到相当于衬底边缘的另一端测量的规定的微小距离有关的信息(“切口量”)。
接着，在图7表示本发明的装置的每个衬底的一连串的动作的流程图。
如图7所示那样，在对一个衬底进行规定的割断用的划线加工的情况下，首先，将工件(work)(衬底)108设置在置物台之后(步骤201)，按下第2操作台107b的“CLOSE”按钮，从而通过罩开关驱动机构113的作用，关上覆盖置物台的保护罩(步骤202)。
接着，按下第1操作台107a的“CENTER”按钮，从而通过X轴致动器101a、Y轴致动器101b以及伺服驱动单元112的作用，将台面移动到工件中心(步骤203)。在向工件中心移动台面时，参照预先设定的信息(“晶片加工原点X轴”、“晶片加工原点Y轴”)。
接着，按下第1操作台107a的“ALIGN”按钮，从而通过X轴致动器101a的作用，向X方向往返数次台面(步骤204)，同时通过第1操作台107a的开关操作，通过θ轴致动器101c的作用来调整θ轴角度，从而进行对准(alignment)操作，使得划线不会上下移动(步骤205)。
这样，若对准(调整)操作完成，则按下在第1操作台107a的“START”按钮，从而转移到割断用划线的加工处理(步骤206)。该加工处理是本发明的主要部分，且如后所述那样，包含作为第1次加工来进行的通过Q-SW激光的切口加工(在衬底边缘的微小距离加工)和作为第2次加工来进行的通过CW激光的划线加工(从一个衬底边缘到另一个衬底边缘的全长加工)。
这里，详细说明作为本发明的主要部分的加工处理。在图8表示在加工处理中的控制用PC111的处理内容的流程图。
如图8所示那样，若通过按下“START”按钮而判定为接通(ON)了加工开始指令(步骤301、302“是”)，则执行对设定路径的光轴跟踪扫描处理，即通过X轴致动器101a、Y轴致动器101b以及伺服驱动单元112来控制XY台面的移动的相当于束移动控制部件的处理(步骤S303)，使得光轴沿着由之前在控制用PC111中设定的与成为加工对象的衬底的形状或尺寸有关的信息(“晶片的直径X轴”、“晶片的直径Y轴”、“定向平面长度”)以及与光轴的移动路径或速度有关的信息(“片尺寸(加工间距)X轴”、“片尺寸(加工间距)Y轴”、“加工速度(Q-SW脉冲)”、“加工速度(CW脉冲)”、“晶片加工原点X轴”、“晶片加工原点Y轴”、“加工超过量X轴”、“加工超过量Y轴”)所确定的光轴的移动路径(例如，在图2中用虚线所示的光轴移动路径9)移动。
同时，循环地执行上述的对设定路径的光轴跟踪扫描处理(步骤303)，并且在此期间判定光轴位置是否达到了从衬底外区域8b向衬底内区域8a的移动之前(步骤304)，光轴位置是否通过了由先前设定的信息(“切口量”)所确定的微小区间(步骤308)，光轴位置是否达到了从衬底内区域8a向衬底外区域8b的移动之后(步骤311)，以及光轴位置是否通过了路径9的全部(步骤314)。
另外，以上的判定处理是，基于先前在控制用PC111中设定的以下信息，比较当前的光轴位置和衬底位置来进行，所述信息是与成为加工对象的衬底的形状或尺寸有关的信息(“晶片的直径X轴”、“晶片的直径Y轴”、“定向平面长度”)、与光轴的移动路径或速度有关的信息(“片尺寸(加工间距)X轴”、“片尺寸(加工间距)Y轴”、“加工速度(Q-SW脉冲)”、“加工速度(CW脉冲)”、“晶片加工原点X轴”、“晶片加工原点Y轴”、“加工超过量X轴”、“加工超过量Y轴”)、以及与沿着在衬底上设定的割断预定线，应从相当于衬底边缘的一端到相当于衬底边缘的另一端测量的规定的微小距离有关的信息(“切口量”)
在这个状态下，若判定为光轴位置达到了从衬底外区域8b向衬底内区域8a的移动之前(步骤304“是”)，则将此时的路径扫描次数为第1次作为条件(步骤305，第1次)，开始脉冲激光的照射(步骤306)。如已叙述那样，该脉冲激光的照射开始是在控制用PC111的控制下，通过控制单元107使激光电源109和脉冲产生器106以规定的模式动作来进行。
接着，若判定为光轴位置通过了由先前设定的信息(“切口量”)所确定的微小区间(步骤308“是”)，则将此时的路径扫描次数为第1次作为条件(步骤309，第1次)，停止脉冲激光的照射(步骤310)。这样，如先前参照图2说明地那样，在衬底8上设定的割断预定线9上的衬底边缘8d的附近，形成具有微小距离L的脉冲状激光照射线(切口线)10。
以后，在每次判定为光轴位置达到了从衬底外区域8b向衬底内区域8a的移动之前时(步骤304“是”)，将此时的路径扫描次数为第1次作为条件(步骤305，第1次)，开始脉冲激光的照射(步骤306)，并且，在每次判定为光轴位置通过了由先前设定的信息(“切口量”)所确定的微小区间时(步骤308“是”)，停止脉冲激光的照射(步骤310)。其结果，如在图2中用粗实线表示那样，在成为加工对象的衬底8上，与衬底边缘8d相邻地形成具有微小距离L的脉冲状激光照射线(切入线)10。
若在重复以上的期间，判定为通过了预定的全部移动路径9(步骤314“是”)，则将此时的移动路径的扫描次数为第1次作为条件(步骤315，第1次)，将扫描次数从第1次切换为第2次之后，返回到(步骤303)，开始第2次的光轴跟踪扫描。
在第2次的光轴跟踪扫描中，也与第1次相同地判定光轴位置是否达到了从衬底外区域8b向衬底内区域8a的移动之前(步骤304)，光轴位置是否通过了由之前设定的信息(“切口量”)所确定的微小区间(步骤308)，光轴位置是否达到了从衬底内区域8a向衬底外区域8b的移动之后(步骤311)，以及光轴位置是否通过了路径9的全部(步骤314)。
若在这个状态下，判定为光轴位置达到了从衬底外区域8b向衬底内区域8a的移动之前(步骤304“是”)，将此时的路径扫描次数为第2次作为条件(步骤305，第2次)，开始CW激光的照射(步骤307)。如已叙述那样，该CW激光的照射开始是在控制用PC111的控制下，通过控制单元107使激光电源109和脉冲产生器106以规定的模式动作来进行。
在该第2次的光轴跟踪扫描中，相对于即使光轴通过了微小区间(步骤308“是”)也继续照射CW激光(步骤309，第2次)，若判定为光轴位置从衬底内区域8a向衬底外区域8b的移动之后(步骤311“是”)，则将此时的路径扫描次数为第2次作为条件(步骤305，第2次)，停止CW激光的照射(步骤313)。
以后，在每次判定为光轴位置达到了从衬底外区域8b向衬底内区域8a的移动之前时(步骤304“是”)，将此时的路径扫描次数为第2次作为条件(步骤305，第2次)，开始CW激光的照射(步骤307)，并且，在判定为光轴位置达到了从衬底内区域8a向衬底外区域8b的移动之后(步骤311“是”)，将此时的路径扫描次数为第2次作为条件(步骤312，第2次)，停止CW激光的照射(步骤313)，其结果，如在图2中用细实线表示那样，在成为加工对象的衬底8上，在一个衬底边缘8d和另一个衬底边缘8d之间全长地形成CW激光照射线11。
若在重复以上的期间，判定为通过了预定的全部移动路径9(步骤314“是”)，则将此时的移动路径的扫描次数为第2次作为条件(步骤315，第2次)，将扫描次数从第2次切换为第1次之后，结束处理。
如上所述那样，用于实施本发明方法的装置包括：XY台面(由XY台面机构101、X轴致动器101a、Y轴致动器101b等构成)，用于载放并固定嵌入了器件电路的透明衬底；激光束产生部件(由衰减器104、激光振荡器105、脉冲振荡器106、控制单元107、激光电源109等构成)，通过对激光振荡器进行脉冲驱动或者连续驱动，从而能够择一地射出脉冲状激光束和CW激光束中的任一个；束导入光学系统(由导入光学系统103等构成)，用于将从所述激光束产生部件产生的激光束以规定的光轴对载放并固定在所述XY台面上的衬底进行照射；路径设定部件(由控制用PC111等构成)，通过将所述XY台面与所述光轴相对地移动，从而设定在所述XY台面上使光轴沿着所述衬底上的割断固定线移动时的光轴的移动路径；微小距离设定部件(由控制用PC111等构成)，沿着在所述衬底上设定的割断预定线，从相当于衬底边缘的一端向相当于衬底边缘的另一端设定应测量的规定的微小距离；束移动控制部件(由步骤303、X轴致动器101a、Y轴致动器101b等构成)，控制所述XY台面的移动，使得所述光轴沿着在所述路径设定部件中设定的光轴的移动路径移动；第1束照射控制部件(由步骤304～306、步骤308～310等构成)，在通过所述束移动控制部件使所述光轴沿着所述设定路径移动的第1次扫描中，通过在适当的定时从所述激光束产生部件射出脉冲状激光束，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的相当于衬底边缘的一端开始的由所述微小距离设定部件所设定的微小距离区间内，对所述衬底照射脉冲状激光束；以及第2束照射控制部件(由步骤304、305、307、步骤311～313等构成)，在通过所述束移动控制部件使所述光轴沿着所述设定路径移动的第2次扫描中，通过在适当的定时从所述激光束产生部件射出CW激光束，从而仅对从在所述衬底上设定的割断预定线上的相当于衬底边缘的一端到相当于衬底边缘的另一端的全部区间内，对所述衬底照射CW激光束。
并且，根据这样的结构，只要预先设定光轴的移动路径和离衬底边缘的微小距离，就能够通过束移动控制部件、第1束照射控制部件、以及第2束照射控制部件的作用，在衬底上自动地形成割断所需的规定深度的划线。
并且，由于在上述的割断用划线的形成装置中，所述第1束照射控制部件是，在所述光轴从衬底外区域移动到衬底内区域之前，开始照射所述脉冲状激光束，并等待所述光轴通过所述微小区间，停止照射所述脉冲状激光束，所述第2束照射控制部件是，在所述光轴从衬底外区域移动到衬底内区域之前，开始照射所述CW激光束，并在所述光轴从衬底内区域移动到衬底外区域之后，停止照射所述CW激光束，所以脉冲状激光束和CW激光束在除了割断用划线的形成所需的期间以外维持停止照射，因此，具有能够以最小的耗能来生成必要的割断用划线的优点。
实施例
根据本发明人等的实验，在将第1步骤(形成脉冲状激光照射线10)中的通过XY台面机构的光轴的移动速度设为100mm/s、脉冲状激光束31的输出设为20W(重复频率50kHz)、第2步骤(形成CW激光照射线11)中的通过XY台面机构的光轴的移动速度设为40mm/s、CW激光的输出设为20W时，能够得到具有240～260μm的深度的划线。若考虑到通过以往的仅使用了单一振荡方法的激光(CW激光)的方法所得到的划线的深度为50μm前后，确认了在本发明中能够获得与以往相比4～5倍的划线深度。
产业上的可利用性
根据本发明的割断用划线的形成方法，对嵌入了器件电路的透明的衬底(例如，蓝宝石衬底、液晶玻璃衬底)等，能够将对于那些器件电路的热性影响抑制到最小的同时形成割断衬底所需的充分深度的划线，并且，能够以低成本来实现而无需大幅变更以往的系统。