(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハの分割に最適なパルスレーザービームのレーザー加工条件を見出し、この条件でレーザー加工を実施するウェーハのレーザー加工方法を提供する。【解決手段】加工すべきウェーハの基板と同一の材質及び厚みを有する試験用基板の内部に、バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら、細孔とこの細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で形成するシールドトンネル形成工程と、このシールドトンネルに沿って破断する際の破断強度を測定する工程とを含む。破断強度が最小の時のパルスの時間間隔を算出し、このパルスの時間間隔を有するバーストパルスレーザービームをウェーハに照射して、ウェーハの分割予定ラインに対応するウェーハの内部に細孔とこの細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で形成するレーザー加工工程を実施する。【選択図】図１
2019098359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面にエピタキシャル層が積層され、該エピタキシャル層の表面に交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハのレーザー加工方法であって、
レーザー発振器から発振され、該ウェーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザービームのパルスを第１の間引き手段により第１の所定間隔で間引くパルス間引き工程と、
該パルス間引き工程実施後のパルスレーザービームを増幅する増幅工程と、
該増幅工程で増幅されたパルスレーザービームを第２の間引き手段により第２の所定間隔で連続して且つ間欠的に間引いてバーストパルスレーザービームを生成するバーストパルスレーザービーム生成工程と、
該ウェーハの前記基板と同一の材質及び厚みを有する試験用基板を準備する試験用基板準備工程と、
該試験用基板をレーザー加工装置のチャックテーブルで保持し、該バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら、該バーストパルスレーザービームの集光領域を該試験用基板の内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該試験用基板に照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で該試験用基板内部に形成するシールドトンネル形成工程と、
該シールドトンネル形成工程を実施した後、該試験用基板を該複数のシールドトンネルに沿って破断する際の破断強度を測定する破断強度測定工程と、
該破断強度測定工程を該バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら複数回実施した後、該試験用基板の破断強度が最小となるパルスの時間間隔を算出する最小値算出工程と、
該最小値算出工程を実施した後、該ウェーハをレーザー加工装置の該チャックテーブルで保持し、該最小値算出工程で算出されたパルスの時間間隔を有するバーストパルスレーザービームの集光領域を該ウェーハの該分割予定ラインに対応する内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該ウェーハに照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、該分割予定ラインに対応する該ウェーハの内部に細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で形成するレーザー加工工程と、
を備えたことを特徴とするウェーハのレーザー加工方法。
【請求項２】
基板の表面にエピタキシャル層が積層され、該エピタキシャル層の表面に交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハのレーザー加工方法であって、
レーザー発振器から発振され、該ウェーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを増幅する増幅工程と、
該増幅工程で増幅されたパルスレーザービームを間引き手段により所定間隔で連続して且つ間欠的に間引いてバーストパルスレーザービームを生成するバーストパルスレーザービーム生成工程と、
該ウェーハの前記基板と同一の材質及び厚みを有する試験用基板を準備する試験用基板準備工程と、
該試験用基板をレーザー加工装置のチャックテーブルで保持し、該バーストパルスレーザービームの集光領域を該試験用基板の内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該試験用基板に照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で該試験用基板内部に形成するシールドトンネル形成工程と、
該シールドトンネル形成工程を実施した後、該試験用基板を該複数のシールドトンネルに沿って破断する際の破断強度を測定する破断強度測定工程と、
該破断強度測定工程を該バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら複数回実施した後、該試験用基板の破断強度が最小となるパルスの時間間隔を算出する最小値算出工程と、
該最小値算出工程を実施した後、該ウェーハをレーザー加工装置の該チャックテーブルで保持し、該最小値算出工程で算出された時間間隔を有するパルスを発振するレーザー発振器を使用して、該バーストパルスレーザービームの集光領域を該ウェーハの該分割予定ラインに対応する内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該ウェーハに照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、該分割予定ラインに対応する該ウェーハの内部に細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で形成するレーザー加工工程と、
を備えたことを特徴とするウェーハのレーザー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスウェーハ等のウェーハのレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハを個々のデバイスチップに分割するには、従来はダイシングソーと呼ばれる切削装置が使用されてきたが、光デバイスウェーハ等の結晶成長用基板（エピタキシー基板）となるサファイア、ＳｉＣ等の硬質脆性材料の切削はダイシングソーでは困難であるため、近年になりレーザー加工装置によるレーザー加工によりウェーハを複数のデバイスチップに分割する技術が注目されている。
【０００３】
このレーザー加工装置を使用したレーザー加工方法の一つに、ウェーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを使用してウェーハの内部に改質層を形成し、強度が低下した改質層に沿ってエキスパンド装置等でウェーハに外力を付与することにより、ウェーハを複数のデバイスチップへと分割する技術が例えば特開２００５−１２９６０７号広報に開示されている。
【０００４】
しかし、ウェーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを照射してウェーハ内部に改質層を形成するＳＤ（Stealth Dicing）加工方法では、１本の分割ラインに対して複数回パルスレーザービームを照射しなければならず、更なる生産性の向上が要望されている。
【０００５】
そこで、特許第６１５１５５７号広報では、比較的開口数の小さい集光レンズを使用してサファイア基板、ＳｉＣ基板等の単結晶基板からなるウェーハに基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを照射して、基板の内部に細孔とこの細孔をシールドする非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に間欠的に形成した後、ウェーハに外力を付与することにより、ウェーハを個々のデバイスチップに分割する加工方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２９６０７号公報
【特許文献２】特許第６１５１５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２に記載されたレーザー加工方法では、ウェーハの内部に分割予定ラインに沿って細孔とこの細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルを直線的に間欠的に複数形成するため、照射するパルスレーザービームとしては、所定の休止時間をおいて複数のパルスを間欠的に照射するバーストパルスレーザービームを使用するのが好ましい。
【０００８】
しかし、ウェーハ内部に複数のシールドトンネルを形成する従来のレーザー加工方法では、バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔については十分な検証がなされておらず、過去の経験からバーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を最良の時間間隔と思える時間間隔に設定し、この時間間隔を有するバーストパルスレーザービームを照射してウェーハのレーザー加工を実施していたため、ウェーハを個々のデバイスチップに分割する際の割断性に課題を有していた。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェーハのレーザー加工に先立って分割に最適なパルスレーザービームのレーザー加工条件を見出し、このレーザー加工条件でウェーハにレーザー加工を実施するウェーハのレーザー加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明によると、基板の表面にエピタキシャル層が積層され、該エピタキシャル層の表面に交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハのレーザー加工方法であって、レーザー発振器から発振され、該ウェーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザービームのパルスを第１の間引き手段により第１の所定間隔で間引くパルス間引き工程と、該パルス間引き工程実施後のパルスレーザービームを増幅する増幅工程と、該増幅工程で増幅されたパルスレーザービームを第２の間引き手段により第２の所定間隔で連続して且つ間欠的に間引いてバーストパルスレーザービームを生成するバーストパルスレーザービーム生成工程と、該ウェーハの前記基板と同一の材質及び厚みを有する試験用基板を準備する試験用基板準備工程と、該試験用基板をレーザー加工装置のチャックテーブルで保持し、該バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら、該バーストパルスレーザービームの集光領域を該試験用基板の内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該試験用基板に照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で該試験用基板内部に形成するシールドトンネル形成工程と、該シールドトンネル形成工程を実施した後、該試験用基板を該複数のシールドトンネルに沿って破断する際の破断強度を測定する破断強度測定工程と、該破断強度測定工程を該バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら複数回実施した後、該試験用基板の破断強度が最小となるパルスの時間間隔を算出する最小値算出工程と、該最小値算出工程を実施した後、該ウェーハをレーザー加工装置の該チャックテーブルで保持し、該最小値算出工程で算出されたパルスの時間間隔を有するバーストパルスレーザービームの集光領域を該ウェーハの該分割予定ラインに対応する内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該ウェーハに照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、該分割予定ラインに対応する該ウェーハの内部に細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で形成するレーザー加工工程と、を備えたことを特徴とするウェーハのレーザー加工方法が提供される。
【００１１】
請求項２記載の発明によると、基板の表面にエピタキシャル層が積層され、該エピタキシャル層の表面に交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハのレーザー加工方法であって、レーザー発振器から発振され、該ウェーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを増幅する増幅工程と、該増幅工程で増幅されたパルスレーザービームを間引き手段により所定間隔で連続して且つ間欠的に間引いてバーストパルスレーザービームを生成するバーストパルスレーザービーム生成工程と、該ウェーハの前記基板と同一の材質及び厚みを有する試験用基板を準備する試験用基板準備工程と、該試験用基板をレーザー加工装置のチャックテーブルで保持し、該バーストパルスレーザービームの集光領域を該試験用基板の内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該試験用基板に照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で該試験用基板内部に形成するシールドトンネル形成工程と、該シールドトンネル形成工程を実施した後、該試験用基板を該複数のシールドトンネルに沿って破断する際の破断強度を測定する破断強度測定工程と、該破断強度測定工程を該バーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら複数回実施した後、該試験用基板の破断強度が最小となるパルスの時間間隔を算出する最小値算出工程と、該最小値算出工程を実施した後、該ウェーハをレーザー加工装置の該チャックテーブルで保持し、該最小値算出工程で算出された時間間隔を有するパルスを発振するレーザー発振器を使用して、該バーストパルスレーザービームの集光領域を該ウェーハの該分割予定ラインに対応する内部に位置付けて該バーストパルスレーザービームを該ウェーハに照射し、該チャックテーブルを加工送りすることにより、該分割予定ラインに対応する該ウェーハの内部に細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で形成するレーザー加工工程と、を備えたことを特徴とするウェーハのレーザー加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のレーザー加工方法によると、加工すべきウェーハの基板と同一の材料及び厚みを有する試験用基板を使用して、試験用基板に照射するバーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながらシールドトンネル形成工程を実施した後、試験用基板の破断強度が最小となるパルスの時間間隔を算出し、この算出されたパルスの時間間隔を有するバーストパルスレーザービームを加工用ウェーハに照射して、加工用ウェーハの分割予定ラインに対応するウェーハの内部に細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを形成するレーザー加工工程を実施するようにしたため、従来割断性が悪く歩留まりが低かったウェーハを効率的に個々のチップに分割することができ、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】バーストパルスレーザービームを生成するレーザービーム発生ユニットのブロック図である。
【図２】図２（Ａ）はレーザー発振器から発振されたパルスレーザービームを模式的に示す図、図２（Ｂ）は第１の間引き手段通過後のパルスレーザービームを模式的に示す図、図２（Ｃ）は増幅器で増幅された後のパルスレーザービームを模式的に示す図、図２（Ｄ）は第２の間引き手段により生成されたバーストパルスレーザービームを模式的に示す図である。
【図３】図３（Ａ）はバーストパルスを構成する複数のパルスの時間間隔が小さいバーストパルスレーザービームを模式的に示す図、図３（Ｂ）はバーストパルスを構成する複数のパルスの時間間隔が中程度のバーストパルスレーザービームを模式的に示す図、図３（Ｃ）はバーストパルスを構成する複数のパルスの時間間隔が大きいバーストパルスレーザービームを模式的に示す図である。
【図４】図４（Ａ）は本発明実施形態のシールドトンネル形成工程を示す模式的側面図、図４（Ｂ）は試験用基板内部に複数のシールドトンネルが形成された状態の試験用基板の模式的断面図、図４（Ｃ）は内部に複数のシールドトンネルが形成された状態の試験用基板の模式的拡大断面図である。
【図５】図５（Ａ）は細孔及び非晶質とからなるシールドトンネルを模式的に示す試験用基板の一部破断拡大断面図、図５（Ｂ）は細孔及び細孔を囲繞する非晶質とからなる１個のシールドトンネルの模式的斜視図である。
【図６】破断強度測定工程を示す一部断面側面図である。
【図７】試験用基板としてサファイア基板を採用した際のバーストパルスのパルス間隔と破断強度との関係を示すグラフである。
【図８】試験用基板として合成シリカを採用した際のバーストパルスのパルス間隔と破断強度との関係を示すグラフである。
【図９】光デバイスウェーハの斜視図である。
【図１０】本発明実施形態のレーザー加工工程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係るバーストパルスレーザービーム発生ユニットのブロック図が示されている。バーストパルスレーザービーム発生ユニット２は、ＹＡＧ又はＹＶＯ４等のパルスレーザー発振器４を含んでおり、パルスレーザー発振器４からは例えば１０６４ｎｍ等の波長を有するパルスレーザーが発振される。
【００１５】
このパルスレーザーの繰り返し周波数は、例えば数十メガヘルツ（ＭＨｚ）等の非常に高周波であり、レーザー発振器４から出射されるパルスレーザービームＬＢ１は、図２（Ａ）に示されるように、非常に高い繰り返し周波数を有している。
【００１６】
パルスレーザービームＬＢ１は第１の間引き手段６に入射され、第１の間引き手段６により所定間隔で間引かれて、図２（Ｂ）に示すような、数ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの繰り返し周波数に変換される。第１の間引き手段６は、例えば音響光学変調器（ＡＯＭ）によるシャッタリングにより構成される。
【００１７】
第１の間引き手段６から出射されたパルスレーザービームＬＢ２は増幅器８に入射され、増幅器８により増幅されて、図２（Ｃ）に示すような、増幅されたパルスレーザービームＬＢ２´が増幅器８から出射され第２の間引き手段１０に入射される。この第２の間引き手段１０も、例えば音響光学変調器（ＡＯＭ）のシャッタリングにより構成される。
【００１８】
第２の間引き手段１０では、所定間隔で連続して且つ間欠的にパルスレーザービームＬＢ２´を間引いて、図２（Ｄ）に示すような、バーストパルス２０を有するパルスレーザービームＬＢ３が第２の間引き手段１０から出射される。
【００１９】
図２（Ｄ）に示す互いに隣接するバーストパルス２０の間の間隔ｔは例えば５０〜１００μｓである。本発明のレーザー加工方法では、細孔とこの細孔を囲繞する非晶質とからなるシールドトンネルを所定間隔で形成する必要があるため、被加工物には図２（Ｄ）に示すようなバーストパルスレーザービームＬＢ３を照射する必要がある。
【００２０】
第２の間引き手段１０により生成されたバーストパルスレーザービームＬＢ３は集光器１２のミラー１４により反射され、集光レンズ１６を介してチャックテーブル１８に保持された基板１１に照射される。
【００２１】
本発明のレーザー加工方法は、サファイア等のエピタキシー基板の表面にエピタキシャル層が積層され、このエピタキシャル層の表面に交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれ光デバイス等のデバイスが形成されたウェーハのレーザー加工方法であり、本発明では分割に最適なバーストパルスレーザービームを構成する複数のパルスの時間間隔を設定するために実験を行った。
【００２２】
この実験では、まずレーザー加工をすべきウェーハのエピタキシー基板と同一の材質及び厚みを有する試験用基板１１を準備し、この試験用基板１１を図１及び図４に示すように、レーザー加工装置のチャックテーブル１８で吸引保持する。本実施形態では、エピタキシー基板としてサファイア基板を使用したため、試験用基板１１もサファイア基板から構成される。
【００２３】
本発明実施形態のレーザー加工方法では、まず、試験用基板１１をレーザー加工装置のチャックテーブル１８で保持し、第１の間引き手段６によりバーストパルスレーザービームＬＢ３を構成する複数のパルスの時間間隔を変更しながら、バーストパルスレーザービームＬＢ３の集光領域を試験用基板１１の内部に位置付けてバーストパルスレーザービームＬＢ３を試験用基板１１に照射し、チャックテーブル１８を直線的に加工送りすることにより、細孔とこの細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを直線的に所定間隔で試験用基板１１の内部に形成する（シールドトンネル形成工程）。
【００２４】
ここで、バーストパルスレーザービームＬＢ３の集光領域という用語を使用しているのは、集光レンズ１６が球面収差を有するため、集光レンズ１６を通過するバーストパルスレーザービームＬＢ３の半径方向位置によりバーストパルスレーザービームＬＢ３の集光される位置が集光レンズ１６の光軸方向に異なるためであり、集光領域はウェーハ１１の厚み方向に延在する。
【００２５】
このシールドトンネル形成工程では、第１の試験用基板１１をチャックテーブル１８で吸引保持し、図３（Ａ）に示すような、パルス間隔ｔ１の狭いバーストパルス２０を有するバーストパルスレーザービームＬＢ３を第１の基板１１に照射して、第１の基板１１の内部に１列のシールドトンネルを形成する。
【００２６】
次いで、第１の試験用基板１１と同一材質及び同一の厚みを有する第２の試験用基板１１をチャックテーブル１８で吸引保持し、図３（Ｂ）に示すような、パルス間隔ｔ２のバーストパルス２０ａを有するバーストパルスレーザービームＬＢ３を第２の試験用基板１１に照射して、第２の試験用基板１１の内部に１列にシールドトンネルを形成する。
【００２７】
次いで、第１の試験用基板１１と同一材質及び同一の厚みを有する第３の試験用基板１１をチャックテーブル１８で吸引保持し、図３（Ｃ）に示すような、比較的広いパルス間隔ｔ３のバーストパルス２０ｂを有するバーストパルスレーザービームＬＢ３を第３の試験用基板１１に照射して、第３の試験用基板１１の内部に１列のシールドトンネルを形成する。
【００２８】
このようにシールドトンネル形成工程では、試験用基板１１及び照射するバーストパルスレーザービームＬＢ３のパルスの時間間隔を変更しながら、１つの試験用基板１１に１列のシールドトンネルを形成する。
【００２９】
上述した実施形態に替えて、一つの試験用基板１１を用いて、この試験用基板１１に照射するバーストパルスレーザービームＬＢ３のパルスの時間間隔を変更しながら互いに離間した複数列のシールドトンネルを形成するようにしてもよい。
【００３０】
シールドトンネル形成工程について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。好ましくは、試験用基板１１の内部に良好なシールドトンネルを形成するためには、集光器１２の集光レンズ１６の開口数（ＮＡ）を試験用基板１１の屈折率で除した値を０・０５〜０．３５の範囲内に設定する。
【００３１】
サファイアの屈折率は１．７であるから、集光レンズ１６の開口数（ＮＡ）を０．１〜０．３５に設定するのが好ましい。そして、集光レンズ１６として球面収差を有する集光レンズを使用する。従って、集光レンズ１６で集光されたバーストパルスレーザービームＬＢ３に縦収差が生じた状態で試験用基板１１にバーストパルスレーザービームＬＢ３が照射される。
【００３２】
シールドトンネル形成工程では、図４（Ａ）に示すように、集光器１２から出射されたバーストパルスレーザービームＬＢ３の集光領域を試験用基板１１の内部に位置付けてバーストパルスレーザービームＬＢ３を試験用基板１１に照射し、チャックテーブル１８を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、試験用基板１１の内部に試験用基板１１の表面１１ａから１１ｂにわたり複数のシールドトンネル２２を直線的に（１列に）形成する。
【００３３】
シールドトンネル２２は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に模式的に示すように、試験用基板１１の表面１１ａから裏面１１ｂにわたり形成された細孔２４と、この細孔２４を囲繞する非晶質２６とから構成される。
【００３４】
細孔２４の直径は約１μｍであり、照射するバーストパルスレーザービームＬＢ３の繰り返し周波数を１０ｋＨｚに設定し、加工送り速度を１００ｍｍ／ｓに設定すると、図５（Ｂ）に示すように、約１０μｍの間隔でシールドトンネル２２が形成され、隣接する細孔２４には一部クラックが生じた状態となる。
【００３５】
上述した実施形態では、第１の間引き手段６によりバーストパルスレーザービームＬＢ３を構成する複数のパルスの時間間隔を変更しているが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
代替実施形態としては、第１の間引き手段６を省略して、レーザー発振器４が発振するパルスレーザーの時間間隔を変更するようにしてもよい。この場合には、発振するパルスの時間間隔が異なる複数台のレーザー発振器４を使用して、レーザー発振器４から出射されるパルスレーザービームＬＢ１を直接増幅器８に入射してパルスレーザービームＬＢ１を増幅する。
【００３７】
シールドトンネル形成工程を実施した後、試験用基板１１を直線的に形成された複数のシールドトンネル２２に沿って破断する際の破断強度を測定する破断強度測定工程を実施する。
【００３８】
この破断強度測定工程は、例えば図６に示すような分割冶具２８を使用して実施する。分割冶具２８の一対の支持台３０でシールドトンネル２２が支持台３０の真ん中に来るように試験用基板１１を支持しながら、鋭角的な先端３２ａを有する楔部材３２を試験用基板１１に押し付ける。
【００３９】
これにより、１列のシールドトンネル２２の部分に曲げ応力が集中して発生し、この曲げ応力で試験用基板１１が複数のシールドトンネル２２に沿って破断される。この時の破断強度は破断強度測定器３４で測定されてメモリに格納される。
【００４０】
バーストパルスレーザービームＬＢ３のバーストパルスの時間間隔を変更しながら複数の試験用基板１１にそれぞれ１列のシールドトンネル２２を形成し、各試験用基板について上述した破断強度測定工程を実施し、破断強度を破断強度測定器３４のメモリに格納する。
【００４１】
そして、破断強度測定器３４のコントローラでメモリに格納されている破断強度データをプロットし、図７に示すようなパルス間隔（ｎｓ）と破断強度（Ｎ）との関係を示す近似曲線を作成する。
【００４２】
図７は試験用基板１１がサファイア基板から構成される場合であり、図７からサファイア基板１１の破断強度の最小値は、パルス間隔（ｎｓ）が２０ｎｓの場合であると算出できる。図９は試験用基板１１として合成シリカを採用した場合であり、この場合の破断強度が最小となるパルス時間間隔（ｎｓ）は１２５ｎｓであると算出できる。
【００４３】
上述したシールドトンネル形成工程、破断強度測定工程及び最小値算出工程を実施することにより、ウェーハをレーザー加工する際の最適なレーザー加工条件が算出されたことになる。
【００４４】
即ち、試験用基板１１としてサファイア基板を採用する場合には、バーストパルスレーザービームＬＢ３の各パルスの時間間隔は２０ｎｓとするのが好ましい。このバーストパルスの時間間隔は、第１の間引き手段６により設定される。
【００４５】
シールドトンネル形成工程のレーザー加工条件は、例えば次のように設定されている。
【００４６】
レーザー発振器                  ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：フェムト秒ＹＡＧレーザー又はピコ秒ＹＡＧレーザー
波長                            ：１０６４ｎｍ
平均出力                        ：０．３Ｗ
バーストパルスの繰り返し周波数  ：１０ｋＨｚ
集光スポット径                  ：φ１μｍ
加工送り速度                    ：１００ｍｍ／ｓ
バーストパルス数                ：３
【００４７】
このような最適なレーザー加工条件を設定してから、例えば、図９に示すような光デバイスウェーハ２１のレーザー加工を実施する。光デバイスウェーハ２１は、サファイア基板２３上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等のエピタキシャル層２５が積層されて構成されている。
【００４８】
サファイア基板２３は例えば２００μｍの厚みを有しており、エピタキシャル層２５は例えば５μｍの厚みを有している。エピタキシャル層２５にはＬＥＤ等の複数の光デバイス２９が格子状に形成された分割予定ライン２７によって区画されて形成されている。
【００４９】
次に、図１０を参照して、上述した最適なレーザー加工条件により光デバイスウェーハ２１をレーザー加工するレーザー加工工程について説明する。光デバイスウェーハ２１の表面に形成された光デバイス２９を保護するために、光デバイスウェーハ２１の表面２１ａに保護テープ４８を貼着し、この保護テープ４８側をレーザー加工装置４０のチャックテーブル１８で保持する。
【００５０】
図１０でバーストパルスレーザービーム照射ユニット４２は、略円筒形状のケーシング４４中に収容された図１に示すバーストパルスレーザービーム発生ユニット２と、ケーシング４４の先端に取り付けられた集光器１２とから構成される。
【００５１】
ケーシング４４にはアライメントを実施するための撮像ユニット４６が取り付けられている。撮像ユニット４６は通常の撮像素子と赤外線撮像素子を有している。本実施形態のレーザー加工工程では、バーストパルスレーザービームＬＢ３を光デバイスウェーハ２１の裏面２１ｂ側から照射するため、撮像ユニット４６の赤外線撮像素子により光デバイスウェーハ２１を裏面２１ｂ側から撮像して分割予定ライン２７を検出し、分割予定ライン２７と集光器１２とをＸ軸方向に整列させるアライメントを実施する。
【００５２】
アライメント実施後、最小値算出工程で算出されたパルスの時間間隔を有するバーストパルスレーザービームＬＢ３の集光領域を光デバイスウェーハ２１の分割予定ライン２７に対応する内部に位置付けて、バーストパルスレーザービームＬＢ３を光デバイスウェーハ２１に照射し、チャックテーブル１８をＸ軸方向に加工送りすることにより、分割予定ライン２７に対応する光デバイスウェーハ２１の内部に細孔とこの細孔を囲繞する非晶質とからなる複数のシールドトンネルを形成する。
【００５３】
チャックテーブル１８をＹ軸方向に分割予定ライン２７のピッチずつ割り出し送りしながら第１の方向に伸長する分割予定ライン２７に沿ってシールドトンネルを形成するレーザー加工工程を実施する。次いで、チャックテーブル１８を９０°回転してから、第２の方向に伸長する分割予定ライン２７に沿って同様なシールドトンネルを形成するレーザー加工工程を実施する。
【００５４】
全ての分割予定ライン２７に沿ってレーザー加工工程を実施した後、例えば図６に示すような、分割装置２８を使用して光デバイスウェーハ２１を分割予定ライン２７に沿って割断し、全ての分割予定ライン２７を割断することにより、光デバイスウェーハ２１を個々のデバイスチップに分割する。
【００５５】
この分割工程を実施する装置は、図６に示すような分割装置２８に限定されるものではなく、例えば特許第６１５１５５７号広報に開示された拡張ドラムを有する分割装置を使用するようにしてもよい。
【００５６】
上述した実施形態では、被加工物として光デバイスウェーハを採用した例について説明したが、本発明のレーザー加工方法はこれに限定されることはなく、シリコンウェーハ、ガリウムヒ素ウェーハ等の他の被加工物にも同様に適用できる。
【００５７】
被加工物がシリコンウェーハの場合には、試験用基板１１がシリコン基板から構成され、被加工物がガリウムヒ素ウェーハの場合には、試験用基板１１がガリウムヒ素基板から構成される。
【符号の説明】
【００５８】
２    バーストパルスレーザービーム発生ユニット
４    レーザー発振器
６    第１の間引き手段
８    増幅器
１０    第２の間引き手段
１１    試験用基板
１２    集光器
１４    ミラー
１６    集光レンズ
２０，２０ａ，２０ｂ    バーストパルス
２１    光デバイスウェーハ
２２    シールドトンネル
２３    サファイア基板
２４    細孔
２５    エピタキシャル層
２６    非晶質
２７    分割予定ライン
２８    分割装置
２９    光デバイス
３０    支持台
３２    楔
３４    破断強度測定器
４２    バーストパルスレーザービーム照射ユニット
４６    撮像ユニット
４８    保護テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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