JP2007061855A - Laser irradiation device - Google Patents

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一成 梅津
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for irradiating a work with a plurality of laser beams in which each light intensity is regulatable. <P>SOLUTION: The laser irradiation device is provided with: a stage to be mounted with a work; a laser light source of injecting a first laser beam; a splitter of splitting the first laser beam into a second laser beam and a third laser beam both propagating to a first direction; two optical elements, in such a manner that multiple photon absorption is caused at two parts with respectively different depths in the work by the second laser beam and the third laser beam, which condense the second laser beam and the third laser beam on the two parts; and a scanning mechanism of relatively moving the work along a second direction vertical to the first direction to the second laser beam and the third laser beam. Then, the splitter changes the respective light intensity of a plurality of the laser beams. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ照射装置に関し、特にレーザ内部スクライブ法に好適なレーザ照射装置に関する。 The present invention relates to a laser irradiation apparatus, more particularly to a laser irradiation apparatus suitable for laser inside scribing.

基板またはウエハなどの加工対象物をあるラインに沿って切断する技術として、加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域の列を形成する技術が知られている。 As a technique for cutting along a line in a workpiece such as a substrate or wafer, a technique for forming a row of modified region due to multiphoton absorption within the object are known. ここで、加工対象物の内部における多光子吸収は、レーザ光の照射によって生じさせる。 Here, multiphoton absorption in the interior of the object is brought about by irradiation of a laser beam. この技術によれば、わずかな力を加えるだけで、改質領域を起点にして加工対象物を切断することができる。 According to this technique, simply by adding a slight force, it is possible to cut the object by starting from the modified regions. そしてこの技術は、切断屑が生じないので、微細な加工に適している。 And this technique, since the cutting chips does not occur, are suitable for fine processing.

さて、1本の切断予定ラインに対して、加工対象物の内部に複数本の改質領域の列を形成することが知られている(特許文献1)。 Now, with respect to one line to cut, it is known to form a row of a plurality of modified regions within the object (Patent Document 1). この技術によれば、加工対象物の厚さが改質領域に対して大きい場合にも、切断予定ラインに沿って、加工対象物を容易に切断できる。 According to this technique, when the thickness of the object is larger than the modified region along the line to cut, the workpiece can be easily cut. 具体的には、特許文献1によれば、1本のレーザ光を2本のレーザ光に分岐して、一方のレーザ光の広がり角を他方から異ならせる。 Specifically, according to Patent Document 1, by branching one laser beam into two laser beams, to vary the divergence angle of one of the laser beam from the other. そして、2本のレーザ光を互いに重畳して同じ集光レンズを介して加工対象物に照射する。 Then, by superimposing two laser beams from each other is irradiated to the processing object via the same condenser lens. そうすると、同じ集光レンズを介しても、2本のレーザ光は互いに異なる深さの位置にそれぞれ集光するので、それら異なる深さの位置に改質領域が生じる。 Then, same through a condenser lens, since two laser beams of each collecting light at different depths of the positions from each other, the modified region is generated in the position of their different depths.

特開2004―337902号公報 JP 2004-337902 JP

ただし、特許文献1が開示する装置によれば、一旦光学系がセットされてしまうと、2本のレーザ光のそれぞれのレーザパワーつまり光強度を、変更または調整することが困難である。 However, according to the apparatus of Patent Document 1 is disclosed, once the optical system from being set, the respective laser power, i.e. light intensity of the two laser beams, it is difficult to change or adjust.

本発明は上記課題を鑑みてなされ、その目的の一つは、それぞれの光強度が調整可能な複数のレーザビームを加工対象物に照射する装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is that each of the light intensity to provide an apparatus for irradiating the workpiece adjustable plurality of laser beams.

本発明のレーザ照射装置は、所定波長の光に対して透過性を有する加工対象物を載置するステージと、前記所定波長の成分を有する第1のレーザビームを射出するレーザ光源と、前記第1のレーザ光を、いずれも第1の方向に伝播する第2のレーザビームと第3のレーザビームとに分割する分割器と、前記第2のレーザビームおよび前記第3のレーザビームによって、前記加工対象物内の互いに異なる深さの2つの箇所で多光子吸収が生じるように、前記第2のレーザビームおよび前記第3のレーザビームを前記2つの箇所にそれぞれ集光させる2つの光学素子と、前記第2のレーザビームおよび前記第3のレーザビームに対して前記加工対象物が、前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿って相対移動するように、前記2つの光学素子およ The laser irradiation apparatus of the present invention includes: a stage for mounting a workpiece having a transparent to light of a predetermined wavelength, a laser light source for emitting a first laser beam having components of said predetermined wavelength, said first 1 of the laser beam, both the divider for dividing the second laser beam and a third laser beam propagating in a first direction, by the second laser beam and said third laser beams, wherein as multiphoton absorption at different depths two locations in the object occurs, the two optical elements for the second laser beam and the third respectively condensing a laser beam into the two parts of , wherein the processing object for the second laser beam and said third laser beams, wherein for relative movement along a second direction perpendicular to the first direction, you said two optical elements 前記ステージの少なくとも一方を他方に対して相対移動させる走査機構と、を備えている。 And a, a scanning mechanism for relatively moving with respect to the other at least one of the stage. そして、前記分割器は前記複数のレーザビームのそれぞれの光強度を変える。 Then, the divider changes the respective light intensities of the plurality of laser beams.

ある態様では、前記レーザ光源が射出する第1のレーザビームは直線偏光である。 In some embodiments, the first laser beam the laser light source is emitted is linearly polarized light. そして、前記分割器が、(a)前記第1のレーザビームを、互いに垂直な2つの偏光成分である前記第2のレーザビームと第4のレーザビームとに分割する第1の偏光ビームスプリッタと、(b)前記第1の偏光ビームスプリッタと前記レーザ光源との間の前記第1のレーザビームの光路に位置する第1の半波長板と、(c)前記第1の半波長板の光学軸と前記第1のレーザビームの偏光方向とがなす角が変わるように、前記第1の半波長板を回転させる第1の回転器と、(d)前記第4のレーザビームを、互いに垂直な2つの偏光成分である前記第3のレーザビームと第5のレーザビームとに分割する第2の偏光ビームスプリッタと、(e)前記第2の偏光ビームスプリッタと前記第1の偏光ビームスプリッタとの間の前記第4のレーザビ Then, the divider, a first polarizing beam splitter for splitting (a) the first laser beam, the second laser beam and the fourth laser beam and a perpendicular two polarization components from each other , (b) a first half-wave plate positioned in the optical path of the first laser beam between said first polarization beam splitter and the laser light source, (c) an optical of the first half-wave plate as the angle and the polarization direction of the a axis first laser beam is changed, the first rotator for rotating the first half-wave plate, (d) is the fourth laser beam, perpendicular to each other said third laser beam and the second polarization beam splitter for splitting into a fifth laser beam such that two polarization components, and (e) wherein the second polarization beam splitter first polarization beam splitter said fourth Rezabi between ムの光路に位置する第2の半波長板と、(f)前記第1の半波長板の光学軸と前記第4のレーザビームの偏光方向とがなす角が変わるように、前記第2の半波長板を回転させる第2の回転器と、を有している。 A second half-wave plate positioned in the optical path of the beam, (f) the first to the polarization direction of the optical axis and the fourth laser beam of the half-wave plate angle is changed, the second It has a second rotator for rotating the half-wave plate, a.

他の態様では、前記レーザ光源は所定周期でパルス状の前記第1のレーザビームを射出するパルスレーザである。 In another embodiment, the laser light source is a pulsed laser that emits a pulsed first laser beam at a predetermined cycle. そして、前記走査機構は前記2つの光学素子および前記ステージの一方を他方に対して、前記第2の方向に所定速度で相対移動させるように設定されている。 Then, the scanning mechanism to the other one of the two optical elements and the stage is set so as to relatively move at a predetermined speed in the second direction. ここで、前記2つの箇所の間の前記第2の方向に沿った距離が、前記所定周期と前記所定速度との積のN倍(Nは0以上の整数)と、前記積の1/2倍と、の和にほぼ一致するように、前記分割器と、前記2つの光学素子と、が設置されている。 Here, the distance along said second direction between the two points is N times the product of the predetermined period and the predetermined speed (N is an integer of 0 or more), the product 1/2 fold and, so as to be substantially equal to the sum of, and the divider, and said two optical elements, is disposed.

上記特徴によれば、それぞれの光強度が調整可能な複数のレーザビームを加工対象物に照射するレーザ照射装置が得られる。 According to the above characteristic, the laser irradiation device is obtained in which each light intensity is irradiated to the processing object tunable plurality of laser beams.

(1.レーザ照射装置) (1. laser irradiation apparatus)
図1に示すレーザ照射装置100は、レーザビーム1を射出するレーザ光源10と、レーザビーム1を複数のレーザビーム2,3,4に分割する分割器12と、分割器12からの3つのレーザビーム2,3,4のそれぞれを集光する光学素子L1,L2,L3と、加工対象物Wを載置するステージ14と、ステージ14を光学素子L1,L2,L3に対してX軸方向およびY軸方向に相対移動させる走査機構16と、を備えている。 The laser irradiation apparatus 100 shown in FIG. 1, a laser light source 10 for emitting a laser beam 1, a divider 12 for dividing the laser beam 1 into plural laser beams 2, 3, 4, three laser from divider 12 an optical element L1, L2, L3 for converging the respective beams 2, 3, 4, a stage 14 for placing the workpiece W, X axis direction and the stage 14 with respect to the optical element L1, L2, L3 a scanning mechanism 16 for relatively moving the Y-axis direction, and a. なお、X軸方向およびY軸方向は、互いに垂直な方向である。 Incidentally, X-axis direction and the Y-axis direction is a direction perpendicular to each other.

レーザ光源10は、固体光源のフェムト秒パルスレーザを有している。 The laser light source 10 includes a femtosecond pulsed laser of solid state light sources. 本実施形態では、固体光源としてチタンサファイアが採用されている。 In this embodiment, a titanium sapphire is employed as a solid-state light source. ここで、フェムト秒パルスレーザとは、フェムト秒のオーダーのパルス幅を有するパルスレーザ光を射出するレーザである。 Here, the femtosecond pulsed laser is a laser that emits a pulsed laser beam having a pulse width on the order of femtoseconds. また、レーザ光源10が射出するレーザビーム1は、波長分散特性を有している。 The laser beam 1 laser light source 10 is emitted has a wavelength dispersion characteristic. 具体的には、レーザビーム1の中心波長は800nmであり、その半値幅はおよそ10nmである。 Specifically, the central wavelength of the laser beam 1 is 800 nm, a half-value width of approximately 10 nm. また、得られるレーザビーム1のパルス幅はおよそ300fs(フェムト秒)であり、パルス周波数は1kHzであり、そして、出力はおよそ700mWである。 The pulse width of the laser beam 1 obtained is about 300 fs (femtoseconds), the pulse frequency is 1 kHz, and the output is approximately 700 mW. さらに、レーザビーム1は直線偏光である。 Further, the laser beam 1 is linear polarized light.

後述するように、本実施形態の加工対象物Wは、石英ガラスからなる基板であり、このため、レーザビーム1の波長に対して透過性を有している。 As described below, the workpiece W of this embodiment is a substrate made of quartz glass, and therefore, has a transparent to the wavelength of the laser beam 1. そして、レーザ光源10の上記構成は、このような加工対象物Wの内部で多光子吸収を生じさせるのに十分である。 Then, the configuration of the laser light source 10 is sufficient to cause multiphoton absorption within such workpiece W. なお、加工対象物Wの厚さは、本実施形態では、ほぼ1.2mmである。 The thickness of the workpiece W, in this embodiment, is approximately 1.2 mm.

分割器12は、レーザビーム1を3つのレーザビーム2,3,4に分割する。 Divider 12 divides the laser beam 1 into three laser beams 2, 3 and 4. ここで、3つのレーザビーム2,3,4は、いずれも同一の仮想面上を、Z軸方向に平行に伝播するように、分割器12が構成されている。 Here, three laser beams 2, 3 and 4, both on the same virtual plane, so as to propagate parallel to the Z-axis direction, divider 12 is constituted. 本実施形態では、この仮想面は、Y軸方向にも平行である。 In the present embodiment, the virtual plane is parallel to the Y-axis direction. また、Z軸方向は、X軸方向にもY軸方向にも垂直な方向である。 Further, Z-axis direction, in the X-axis direction which is perpendicular to the Y-axis direction. なお、分割器12の構成についてのより詳細な説明は、後に述べる。 A more detailed description of the construction of the divider 12 is described later.

光学素子L1,L2,L3は、いずれも同じ集光レンズである。 Optical elements L1, L2, L3 are all the same condenser lens. 具体的には、これらはいずれも、倍率が100倍であり、開口数(NA)が0.8であり、そして、WD(Working Distance)が3mmである対物レンズである。 Specifically, any of which magnification is 100 times, the numerical aperture (NA) is 0.8, and, WD (Working Distance) is the objective lens is 3 mm. ただし、光学素子L1,L2,L3は、レーザ処理装置100において、加工対象物Wからそれぞれ異なる距離の位置に設置されている。 However, optical elements L1, L2, L3, in the laser processing apparatus 100 is installed at the position of the different distances from the workpiece W. このため、光学素子L1,L2,L3は、加工対象物W内の異なる深さの箇所にレーザビーム2,3,4のそれぞれを集光する。 Therefore, optical elements L1, L2, L3 focuses the respective laser beams 2, 3 and 4 positions of different depths within the object W. なお、レーザビーム2,3,4が集光する箇所(集光領域)に、後述する多光子吸収による改質領域が生じることになる。 Incidentally, the position (condensing region) where the laser beam 2, 3, 4 are focused, so that the modified region due to multiphoton absorption will be described later occurs.

ここで、多光子吸収による改質領域の形成について説明する。 Here, we describe the formation of a modified region due to multiphoton absorption. 加工対象物Wが所定波長の光に対して透過性を有する材料からなっていても、材料の吸収のバンドギャップEgよりも光子のエネルギーhνが非常に大きいと吸収が生じる。 Even workpiece W is not made of a material transparent to light of a predetermined wavelength, energy hν of a photon than the band gap Eg of the absorption of the material is absorbed very large occurs. この吸収を多光子吸収と言う。 Referred to as multi-photon absorption of this absorption. しかも、レーザ光のパルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物Wの内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、イオン価数変化、結晶化または分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。 Moreover, with a very short pulse width of the laser beam, the cause multiphoton absorption within the object W, the energy of the multiphoton absorption is not converted into thermal energy, ionic valence change, crystallization, or eternal structure change polarization orientation such refractive index change region is induced is formed. 本実施形態では、この屈折率変化領域を改質領域と呼ぶ。 In the present embodiment, it referred to as the refractive index changing region and the modified region.

(2.分割器) (2. divider)
図2(a)、(b)および(c)と、図3(a)および(b)と、を参照しながら、分割器12の構成と機能とをより詳細に説明する。 FIG. 2 (a), the and (b) and (c), with reference to FIG. 3 (a) and 3 (b), and explaining the structure and function of divider 12 in more detail. 図2(a)に示すように、分割器12は、3つの半波長板K1,K2,K3と、それぞれが3つの半波長板K1,K2,K3のそれぞれを回転させる3つの回転器R1,R2,R3と、3つの偏光ビームスプリッタBS1,BS2,BS3と、ビームダンパ18と、を有している。 As shown in FIG. 2 (a), divider 12, three half-wave plate K1, K2, K3 and each three half-wave plate K1, K2, three rotator R1 to rotate the respective K3, R2, and R3, and three polarization beam splitters BS1, BS2, BS3, has a beam damper 18, the.

半波長板K1は、半波長板K1に入射した直線偏光の偏光方向を所定角度だけ回転する機能を有する。 Half-wave plate K1 has a function of rotating the polarization direction of linearly polarized light incident on the half wave plate K1 predetermined angle. この機能は、以下のように説明される。 This function is described as follows.

図3(a)および(b)に示すように、半波長板K1は、複屈折性を有した光学素子である。 As shown in FIG. 3 (a) and (b), the half-wave plate K1 is an optical element having birefringence. 複屈折性は、半波長板K1内の互いに垂直な遅相軸OPSおよび進相軸OPFによって表される。 Birefringence is represented by mutually perpendicular slow axis OPS and the fast axis OPF of the half-wave plate K1. このような半波長板K1へ、遅相軸OPSおよび進相軸OPFの双方に垂直な方向(厚さ方向)から直線偏光が入射すると、直線偏光は、遅相軸OPSの方向に震動しながら半波長板K1を伝播する偏光成分Oと、進相軸OPFの方向に震動しながら半波長板K1を伝播する偏光成分Eと、に分解される。 Such the half-wave plate K1, the linearly polarized light is incident from the direction perpendicular to both the slow axis OPS and the fast axis OPF (thickness direction), linearly polarized light, while vibration in the direction of the slow axis OPS a polarization component O propagating a half-wave plate K1, the polarization components E propagating a half-wave plate K1 while vibration in the direction of the fast axis OPF, is decomposed into. そして、偏光成分Oの速度は偏光成分Eの速度よりも遅いため、直線偏光が半波長板K1を射出する際には、これら2つの偏光成分O,Eの間に位相差が生じる。 Then, the speed of the polarization component O is slower than the speed of the polarization components E, when the linearly polarized light is emitted to the half-wave plate K1, these two polarization components O, the phase difference between E occurs. そして、その位相差の大きさは、半波長板K1の厚さに依存する。 The magnitude of the phase difference is dependent on the thickness of the half-wave plate K1. そこで、この位相差が半波長の奇数倍になるように、半波長板K1の厚さが設定されている。 Therefore, the phase difference is such that the odd multiple of the half wavelength, the thickness of the half-wave plate K1 is set. なお、進相軸OPFは光学軸とも呼ばれる。 Incidentally, fast axis OPF is also referred to as optical axis.

入射した直線偏光が半波長板K1を射出する際には、入射した直線偏光は、上記の2つの偏光成分O,Eが合成された直線偏光として射出される。 Incident linearly polarized light when emitted a half-wave plate K1 is linearly polarized light incident, the two polarization components O above, E is emitted as linearly polarized light combined. 上述のように、2つの偏光成分O,Eの位相差が半波長の奇数倍なので、入射時の偏光方向と進相軸OPFとがなす角度がθであれば、半波長板K1を射出する際にその偏光方向は、入射時の偏光方向から2θ(θの2倍)だけ回転する。 As described above, the two polarization components O, the phase difference E is an odd multiple of a half wavelength, polarization direction and an angle and forms the fast axis OPF during incident if theta, emits a half-wave plate K1 its polarization direction during rotates the polarization direction of the time of incidence (double theta) 2 [theta] only. 例えば、進相軸OPFに対して45°の偏光方向を有した直線偏光が入射すれば、90°だけ回転した直線偏光が半波長板K1から射出される。 For example, if the incident linearly polarized light having the polarization direction of 45 ° to the fast axis OPF, linearly polarized light rotated by 90 ° is emitted from the half-wave plate K1. なお、半波長板K2,K3のそれぞれも、半波長板K1と同じである。 Also each of the half-wave plate K2, K3, is the same as the half-wave plate K1.

再び図2(a)を参照すると、回転器R1は、半波長板K1に入射する直線偏光の偏光方向と、進相軸OPFと、の間の角度θが変わるように、直線偏光の光路に垂直な面内で半波長板K1を回転する。 Referring to FIGS. 2 (a) again, rotator R1 is the polarization direction of the linearly polarized light incident to the half wave plate K1, so that the fast axis OPF, the angle θ between the changes in the optical path of the linearly polarized light rotating the half-wave plate K1 in a plane perpendicular. 上述のように、この角度θに依存して、半波長板K1によって偏光方向が回転させられる角度が決まる。 As described above, depending on the angle theta, the angle which the polarization direction is rotated by the half-wave plate K1 is determined. つまり、回転器R1は、半波長板K1によって偏光方向が回転させられる角度を可変にする。 That is, the rotator R1 is the angle which the polarization direction is rotated by the half-wave plate K1 variable. なお、回転器R2,R3の構成と機能も、回転器R1の構成と機能と同じである。 Note that the configuration and function of rotator R2, R3 also the same as the configuration and function of rotator R1.

偏光ビームスプリッタBS1は、2つの三角柱プリズムと偏光反射膜とを有している。 Polarized beam splitter BS1 has a two triangular prisms and the polarization reflection film. ここで、これら2つの三角柱プリズムは偏光反射膜を介して接合されている。 Here, these two triangular prisms are bonded via the polarization reflecting film. このような偏光ビームスプリッタBS1へ直線偏光が入射すると、図3(a)に示すように、直線偏光のうちs偏光成分は、直線偏光の入射方向に対して90°の方向へ反射される。 When such linearly polarized light to the polarized beam splitter BS1 is incident, as shown in FIG. 3 (a), s-polarized light component of the linearly polarized light is reflected to the 90 ° relative to the direction of the linearly polarized light. 一方、直線偏光のうちp偏光成分は透過される。 On the other hand, p-polarized light component of the linearly polarized light is transmitted. このように、偏光ビームスプリッタBS1は、直線偏光をs偏光とp偏光とに分離する機能を有する。 Thus, the polarization beam splitter BS1 has a function of separating the linearly polarized light into s-polarized light and p-polarized light. なお、偏光ビームスプリッタBS2,BS3の構成と機能も、偏光ビームスプリッタBS1の構成と機能と同じである。 Note that the configuration and function of the polarization beam splitter BS2, BS3 is also the same as the configuration and function of the polarization beam splitter BS1.

再び図2(a)を参照して、ビームダンパ18は、レーザ光源10(図1)が射出するレーザビームを吸収する素材で構成されている。 Referring to FIGS. 2 (a) again, beam damper 18, the laser light source 10 (FIG. 1) is composed of a material which absorbs the laser beam to be emitted.

以上のような構成を備えた分割器12は、以下のように機能する。 Divider 12 having the structure described above functions as follows.

半波長板K1は、レーザ光源10と偏光ビームスプリッタBS1との間の光路上に位置している。 Half-wave plate K1 is positioned in the optical path between the laser light source 10 and the polarizing beam splitter BS1. このため、図2(a)に示すように、レーザ光源10を射出したレーザビーム1は、半波長板K1に入射する。 Therefore, as shown in FIG. 2 (a), the laser beam 1 emitted a laser light source 10 is incident on the half wave plate K1. 本実施形態では、半波長板K1に入射する前のレーザビーム1は、偏光ビームスプリッタBS1,BS2,BS3に対するp偏光からなる。 In the present embodiment, the laser beam 1 before entering the half-wave plate K1 is made of p-polarized light to the polarized beam splitter BS1, BS2, BS3.

半波長板K1は、半波長板K1の進相軸OPFがレーザビーム1の偏光方向に対して角度θ1(図3)をなすように、回転器R1によってセットされている。 Half-wave plate K1 is at an angle θ1 with respect to the fast axis OPF polarization direction of the laser beam 1 of the half-wave plate K1 (Fig. 3), is set by the rotator R1. このため、半波長板K1は、角度θ1に応じた角度だけ、レーザビーム1の偏光方向を回転する。 Therefore, half-wave plate K1 is by an angle corresponding to the angle .theta.1, to rotate the polarization direction of the laser beam 1.

図2(a)に示すように、半波長板K1を射出したレーザビーム1は、偏光ビームスプリッタBS1に入射する。 As shown in FIG. 2 (a), the laser beam 1 emitted a half-wave plate K1 is incident on the polarization beam splitter BS1. 偏光ビームスプリッタBS1は、レーザビーム1のうち、s偏光成分を、レーザビーム1の入射方向に対して90°の方向に反射する。 Polarized beam splitter BS1 is of the laser beam 1, the s-polarized light component is reflected in the direction of 90 ° relative to the direction of the laser beam 1. 一方、偏光ビームスプリッタBS1は、レーザビーム1のうち、p偏光成分を透過する。 On the other hand, the polarization beam splitter BS1 is of the laser beam 1 is transmitted through the p-polarized light component. ここで、偏光ビームスプリッタBS1に反射されたs偏光成分が上述のレーザビーム2である。 Here, s-polarized light component reflected on the polarization beam splitter BS1 is a laser beam 2 above. また、偏光ビームスプリッタBS1を透過したp偏光成分を、便宜上、レーザビーム5と表記する。 Further, the p-polarized light component transmitted through the polarization beam splitter BS1, for convenience, referred to as laser beam 5.

レーザビーム2は光学素子L1に入射する。 The laser beam 2 is incident on the optical element L1. そして、レーザビーム2は、光学素子L1によって加工対象物W内の所定の深さに位置する集光領域B1に集光される。 The laser beam 2 is focused in the condensing region B1 located at a predetermined depth in the workpiece W by the optical element L1. 一方、偏光ビームスプリッタBS1を射出したレーザビーム5は、半波長板K2に入射する。 On the other hand, the laser beam 5 emitted the polarization beam splitter BS1 is incident on the half wave plate K2.

半波長板K2は、半波長板K2の進相軸OPFがレーザビーム5の偏光方向に対して角度θ2(図3)をなすように、回転器R2によってセットされている。 Half-wave plate K2 is at an angle θ2 with respect to the polarization direction of the fast axis OPF of the half-wave plate K2 laser beam 5 (FIG. 3), is set by the rotator R2. このため、半波長板K2は、角度θ2に応じた角度だけ、レーザビーム5の偏光方向を回転する。 Therefore, half-wave plate K2 is by an angle corresponding to the angle .theta.2, to rotate the polarization direction of the laser beam 5.

図2(a)に示すように、半波長板K2を射出したレーザビーム5は、偏光ビームスプリッタBS2に入射する。 As shown in FIG. 2 (a), a laser beam 5 emitted the half-wave plate K2 is incident on the polarization beam splitter BS2. 偏光ビームスプリッタBS2は、レーザビーム5のうち、s偏光成分を、レーザビーム5の入射方向に対して90°の方向に反射する。 Polarized beam splitter BS2, of the laser beam 5, the s-polarized light component is reflected in the direction of 90 ° relative to the direction of the laser beam 5. 一方、偏光ビームスプリッタBS2は、レーザビーム5のうち、p偏光成分を透過する。 Meanwhile, the polarizing beam splitter BS2, in the laser beam 5, which transmits p-polarized light component. ここで、偏光ビームスプリッタBS2に反射されたs偏光成分が上述のレーザビーム3である。 Here, s-polarized light component reflected on the polarization beam splitter BS2 is a laser beam 3 above. また、偏光ビームスプリッタBS2を透過したp偏光成分を、便宜上、レーザビーム6と表記する。 Further, the p-polarized light component transmitted through the polarization beam splitter BS2, for convenience, referred to as the laser beam 6.

レーザビーム3は光学素子L2に入射する。 The laser beam 3 is incident on the optical element L2. そして、レーザビーム3は、光学素子L2によって加工対象物W内に集光される。 The laser beam 3 is focused on the workpiece in the W by the optical element L2. ただし、図2(a)に示すように、光学素子L2と加工対象物Wの表面との間の距離が、光学素子L1と加工対象物Wの表面との間の距離よりも短いので、光学素子L2による集光領域B2は、光学素子L1による集光領域B1よりも深くに位置する。 However, as shown in FIG. 2 (a), the distance between the surface of the workpiece W and the optical element L2 is shorter than the distance between the optical element L1 workpiece W surface, the optical condensing region by the element L2 B2 is positioned deeper than the condensing region B1 by the optical element L1. 一方、偏光ビームスプリッタBS2を射出したレーザビーム6は、半波長板K3に入射する。 On the other hand, the laser beam 6 emerging from the polarizing beam splitter BS2 enters the half-wave plate K3.

半波長板K3は、半波長板K3の進相軸OPFがレーザビーム6の偏光方向に対して角度θ3(図3)をなすように、回転器R3によってセットされている。 Half-wave plate K3 is at an angle θ3 fast axis OPF of the half-wave plate K3 is with respect to the polarization direction of the laser beam 6 (FIG. 3), is set by the rotator R3. このため、半波長板K3は、角度θ3に応じた角度だけ、レーザビーム6の偏光方向を回転する。 Therefore, half-wave plate and K3, by an angle corresponding to the angle .theta.3, to rotate the polarization direction of the laser beam 6.

図2(a)に示すように、半波長板K3を射出したレーザビーム6は、偏光ビームスプリッタBS3に入射する。 As shown in FIG. 2 (a), the laser beam 6 emerging from the half-wave plate K3 is incident on the polarization beam splitter BS3. 偏光ビームスプリッタBS3は、レーザビーム6のうち、s偏光成分を、レーザビーム6の入射方向に対して90°の方向に反射する。 Polarized beam splitter BS3, out of the laser beam 6, the s-polarized light component is reflected in the direction of 90 ° to the incident direction of the laser beam 6. 一方、偏光ビームスプリッタBS3は、レーザビーム6のうち、p偏光成分を透過する。 On the other hand, the polarization beam splitter BS3, out of the laser beam 6, passes through the p-polarized light component. ここで、偏光ビームスプリッタBS3に反射されたs偏光成分が上述のレーザビーム4である。 Here, s-polarized light component reflected on the polarization beam splitter BS3 is a laser beam 4 above. また、偏光ビームスプリッタBS3を透過したp偏光成分を、便宜上、レーザビーム7と表記する。 Further, the p-polarized light component transmitted through the polarization beam splitter BS3, for convenience, referred to as laser beam 7.

レーザビーム4は光学素子L3に入射する。 The laser beam 4 is incident on the optical element L3. そして、レーザビーム4は、光学素子L3によって加工対象物W内に集光される。 The laser beam 4 is focused into the workpiece W by the optical element L3. ただし、図2(a)に示すように、光学素子L3と加工対象物Wの表面との間の距離が、光学素子L2と加工対象物Wの表面との間の距離よりも短いので、光学素子L3による集光領域B3は、光学素子L2による集光領域B2よりも深くに位置する。 However, as shown in FIG. 2 (a), the distance between the surface of the workpiece W and the optical element L3 is shorter than the distance between the workpiece W surface of the optical element L2, optical condensing region by the element L3 B3 is positioned deeper than the condensing region B2 by the optical element L2. 一方、偏光ビームスプリッタBS3を射出したレーザビーム7は、ビームダンパ18に入射し、ビームダンパ18に吸収される。 On the other hand, the laser beam 7 emitted a polarized beam splitter BS3 is incident on a beam damper 18, it is absorbed by the beam damper 18.

ここで、再び図3(a)および(b)を参照しながら半波長板K1に着目して、上述の角度θ1が0(ゼロ)°の場合を考える。 Here, by paying attention to half-wave plate K1 with reference to FIG. 3 (a) and (b) again, consider the case where the angle θ1 described above is 0 (zero) °. この場合、進相軸OPFと、p偏光であるレーザビーム1の偏光方向と、が一致することになる。 In this case, the the fast axis OPF, the polarization direction of the laser beam 1 is a p-polarized light, match. そしてこの場合には、レーザビーム1が半波長板K1を射出しても、レーザビーム1の偏光方向は変化せず、レーザビーム1はp偏光のままである。 And in this case, even if the laser beam 1 emitted from the half-wave plate K1, the polarization direction of the laser beam 1 is not changed, the laser beam 1 remains p-polarized light. つまり、偏光ビームスプリッタBS1に入射するレーザビーム1の100%がp偏光である。 In other words, 100% of the laser beam 1 that is incident on the polarization beam splitter BS1 is p-polarized light. そして、偏光ビームスプリッタBS1に反射されるべきs偏光成分が0%なので、加工対象物Wにレーザビーム2は実質的に入射しない。 Then, since s-polarized light component is 0% should be reflected on the polarizing beam splitter BS1, the laser beam 2 to the workpiece W is not substantially incident.

一方、上述の角度θ1が22.5°の場合、レーザビーム1が半波長板K1を通過すると、レーザビーム1の偏光方向は45°だけ回転する。 On the other hand, if the angle θ1 is 22.5 ° described above, when the laser beam 1 passes through the half-wave plate K1, the polarization direction of the laser beam 1 is rotated by 45 °. そしてこの場合には、偏光ビームスプリッタBS1に入射するレーザビーム1のうち、p偏光成分の光強度とs偏光成分の光強度との比は、1:1になる。 And in this case, in the laser beam 1 that is incident on the polarization beam splitter BS1, the ratio between the light intensity of the light intensity and s-polarized light component of p-polarized light component is 1: 1. 上述のように、s偏光成分は偏光ビームスプリッタBS1に反射されてレーザビーム2として加工対象物Wに入射する。 As described above, s-polarized light component is incident on the workpiece W is reflected by the polarization beam splitter BS1 as the laser beam 2. したがって、加工対象物Wに入射するレーザビーム2の光強度は、レーザビーム1の光強度の50%となる。 Accordingly, the light intensity of the laser beam 2 incident on the workpiece W becomes 50% of the light intensity of the laser beam 1.

さらに、上述の角度θ1が45°の場合、レーザビーム1が半波長板K1を通過すると、レーザビーム1の偏光方向は90°だけ回転する。 Further, if the angle θ1 is 45 ° described above, when the laser beam 1 passes through the half-wave plate K1, the polarization direction of the laser beam 1 is rotated by 90 °. つまり、半波長板K1を通過したレーザビーム1は、s偏光になる。 That is, the laser beam 1 having passed through the half-wave plate K1 will s-polarized light. つまり、偏光ビームスプリッタBS1に入射するレーザビーム1の100%がs偏光になる。 In other words, 100% of the laser beam 1 that is incident on the polarization beam splitter BS1 is s-polarized light. このことから、加工対象物Wに入射するレーザビーム2の光強度は、レーザビーム1の光強度の実質的に100%である。 Therefore, the light intensity of the laser beam 2 incident on the workpiece W is substantially 100% of the light intensity of the laser beam 1.

このように、回転器R1は、レーザ光源10からのレーザビーム1の偏光方向に対して、少なくとも0°から45°の範囲で、半波長板K1を回転させる。 Thus, the rotator R1 is with respect to the polarization direction of the laser beam 1 from the laser light source 10, in the range of 45 ° from at least 0 °, rotating the half-wave plate K1. そうすると、半波長板K1が回転した角度に応じて、レーザビーム1の偏光方向が回転する角度が変わる。 Then, depending on the angle at which the half-wave plate K1 is rotated, the angle at which the polarization direction of the laser beam 1 is rotated vary. この結果、偏光ビームスプリッタBS1に入射するp偏光の成分の光強度とs偏光の成分の光強度との比が変わる。 As a result, it changes the ratio between the light intensity of the light intensity and s-polarized light component of the component of p-polarized light incident on the polarization beam splitter BS1. ここで、s偏光は、偏光ビームスプリッタBS1によって反射されるとレーザビーム2として加工対象物Wに入射するので、このような構成によって、加工対象物Wに入射するレーザビーム2の光強度を変えることができる。 Here, s polarized light is incident on the workpiece W when it is reflected by the polarizing beam splitter BS1 as the laser beam 2, such a configuration, changing the light intensity of the laser beam 2 incident on the workpiece W be able to.

そして、レーザビーム3の光強度も、レーザビーム2の光強度の場合と同様に、回転器R2と、半波長板K2と、偏光ビームスプリッタBS2とによって、可変である。 Then, the light intensity of the laser beam 3, as in the case of the light intensity of the laser beam 2, the rotator R2, a half wavelength plate K2, by a polarization beam splitter BS2, is variable. さらに、レーザビーム4の光強度も、レーザビーム2の光強度の場合と同様に、回転器R3と、半波長板K3と、偏光ビームスプリッタBS3とによって、可変である。 Further, the light intensity of the laser beam 4, as in the case of the light intensity of the laser beam 2, the rotator R3, a half wavelength plate K3, by a polarization beam splitter BS3, is variable.

(3.光学素子) (3. optical element)
さて、3つの光学素子L1,L2,L3は、同一の集光レンズである。 Now, three optical elements L1, L2, L3 is the same condensing lens. このため、本実施形態の光学素子L1,L2,L3のそれぞれの焦点距離はいずれも同じである。 Therefore, each of the focal length of the optical element L1, L2, L3 of this embodiment are the same. ただし、図2(a)および(b)に示すように、これら3つの光学素子L1,L2,L3は、ステージ14上の加工対象物Wの表面から、Z軸方向に異なる位置に位置している。 However, as shown in FIG. 2 (a) and (b), these three optical elements L1, L2, L3, from the surface of the workpiece W on the stage 14, located at different positions in the Z axis direction there. そして、このことで、光学素子L1,L2,L3は、加工対象物W内のそれぞれ異なる深さの集光領域B1,B2,B3に、レーザビーム2,3,4のそれぞれを集光させる。 Then, this optical element L1, L2, L3 is the condensing region B1, B2, B3 of the different depths within the object W, condenses the respective laser beams 2, 3 and 4. さらに、本実施形態では、集光領域B1,B2,B3をZ軸方向からXY平面に写像すると、XY平面に写像された集光領域B1,B2,B3の像はY軸方向に沿って一列に並ぶように見える。 Furthermore, in the present embodiment, when mapping a condensing region B1, B2, B3 from the Z-axis direction in the XY plane, condensing region mapped onto the XY plane B1, B2, B3 image of a line along the Y-axis direction It appears to be lined up in.

また、レーザビーム2,3,4のそれぞれは、いずれも同一の仮想面上を伝播する。 Further, each of the laser beams 2, 3 and 4, both propagating on the same virtual plane. しかも、この仮想面上で、レーザビーム2,3,4のそれぞれはZ軸方向に平行に進む。 Moreover, on this virtual plane, each of the laser beams 2, 3 and 4 proceeds in parallel with the Z-axis direction. なお、この仮想面は、Y軸方向およびZ軸方向の双方に平行な平面である。 Incidentally, the virtual plane is a plane parallel to both the Y-axis and Z-axis directions.

このような構成によって、レーザビーム2,3,4のそれぞれによって、複数の改質領域が生じる。 With this configuration, the respective laser beams 2, 3, 4, occurs more modified regions. ここで、レーザビーム2,3,4のそれぞれは、パルスレーザ光なので、例えばレーザビーム2による複数の改質領域A1は、レーザ光源10のパルス周期とステージ14の相対移動速度とで決まるピッチで、Y軸方向に沿って並ぶ。 Here, each of the laser beams 2, 3 and 4, since the pulse laser beam, for example, a laser beam 2 more modified regions A1 by is a pitch determined by the relative movement speed of the pulse period and the stage 14 of the laser light source 10 , aligned along the Y-axis direction. 同様に、レーザビーム3,4による複数の改質領域A2,A3も、上記ピッチでY軸方向にそれぞれ並ぶ。 Similarly, a plurality of modified regions A2, A3 also by the laser beam 3 and 4, arranged respectively in the Y-axis direction by the pitch.

そして、複数の改質領域A1の列と、複数の改質領域A2の列と、複数の改質領域A3の列とは、加工対象物Wの厚さ方向に並ぶ。 Then, a plurality of rows of modified regions A1, a plurality of rows of modified regions A2, the plurality of rows of modified regions A3, aligned in the thickness direction of the object W. なお、Y軸方向および加工対象物Wの厚さ方向の双方に平行な面が予定切断面であり、上記の仮想面でもある。 Note that both a plane parallel to the Y-axis direction and the thickness direction of the object W is plan cut surface is also the above virtual plane. また、本実施形態では、加工対象物Wの厚さ方向はZ軸方向に一致している。 Further, in the present embodiment, the thickness direction of the object W are matched to the Z-axis direction.

さて、加工対象物Wの屈折率は1より大きい。 Well, it is greater than one refractive index of the workpiece W. このため、光学素子L1によって集光されたレーザビーム2が加工対象物Wに入射すると、レーザビーム2の短波長成分の屈折角と長波長成分の屈折角との違いに起因して色収差が生じる。 Therefore, when the laser beam 2 focused by the optical element L1 is incident on the workpiece W, chromatic aberration caused by the difference between the refraction angle of the refraction angle and the long wavelength components of the short wavelength component of the laser beam 2 . そしてこのため、レーザビーム2の集光領域B1の形状は、実際には点状ではなく、レーザビーム2の入射方向に延びた形状になる。 Then Therefore, the shape of the condensing region B1 of the laser beam 2 is actually not a point-like has a shape extending in the direction of incidence of the laser beam 2.

一方、レーザビーム3の集光領域B2は、レーザビーム2の集光領域B1よりも深くに位置するので、集光領域B2に達するまでにレーザビーム3が伝播する距離は、集光領域B1に達するまでにレーザビーム2が伝播する距離よりも長い、したがって、レーザビーム3が受ける色収差の影響は、レーザビーム2が受ける色収差の影響よりも、大きい。 On the other hand, the condensing area B2 of the laser beam 3, so located deeper than condensing region B1 of the laser beam 2, the distance to reach the condensing region B2 laser beam 3 propagation, a condensing region B1 longer than the distance of the laser beam 2 propagates to reach, therefore, the influence of chromatic aberration laser beam 3 undergoes, rather than the influence of the chromatic aberration of the laser beam 2 is subjected, large. このため、集光領域B2の長さは、集光領域B1よりも長い。 Therefore, the length of the condensing region B2 is longer than the condensing region B1. そしてこの結果、集光領域B2のピークパワー密度が、集光領域B1のピークパワー密度よりも小さくなる。 The result, a peak power density of the condensing region B2 is smaller than the peak power density of the condensing region B1. このことから、集光領域B1で改質が生じても、集光領域B2では改質が生じない、ということが起こり得る。 Therefore, even if the reforming occurs in condensing region B1, no condensing region B2 in reforming may happen that. なお、レーザビーム4の集光領域B3のピークパワー密度は、同様な理由から、レーザビーム3の集光領域B2のピークパワー密度よりも小さい。 The peak power density of the condensing region B3 of the laser beam 4, for the same reasons, less than the peak power density of the condensing region B2 of the laser beam 3.

本実施形態では、上述の構成を有する分割器12の機能のおかげで、レーザビーム2,3,4のそれぞれの光強度を、個別に調整できる。 In the present embodiment, thanks to the function of the divider 12 having the above-described configuration, each of the light intensity of the laser beam 2, 3, 4, can be adjusted individually. そこで、集光領域B1,B2,B3のそれぞれのピークパワー密度がいずれも所定値以上のほぼ同じ値になるように、分割器12がレーザビーム2,3,4の光強度(レーザパワー)をこの順番で大きくする。 Therefore, both the respective peak power density of the condensing region B1, B2, B3 is to be approximately the same value of a predetermined value or more, the light intensity of the splitter 12 is a laser beam 2, 3 and 4 (laser power) to increase in this order.

(4.レーザビームの間隔) (Interval of 4. laser beam)
改質領域A1,A2,A3のそれぞれのピッチPtは、レーザ光源10のパルス周期とステージ14のY軸方向に沿った相対移動速度との積に等しい。 Each pitch Pt modified region A1, A2, A3 is equal to the product of the relative movement velocity along the Y-axis direction of the pulse period and the stage 14 of the laser light source 10. 上述のように、パルス周波数(パルス周期の逆数)は1kHzであり、Y軸方向に沿った相対移動速度が20mm/secなので、改質領域A1,A2,A3のそれぞれのピッチPtの値を「p」とすると、pは20μmである。 As described above, the pulse frequency (reciprocal of the pulse period) is 1 kHz, since the Y-axis direction in the relative movement speed is 20 mm / sec along the respective values ​​of the pitch Pt of the modified regions A1, A2, A3 " When p ", p is 20μm. ここで、図2(b)に示すように、改質領域A1,A2,A3が、互いに半ピッチずれて並ぶことが好ましい。 Here, as shown in FIG. 2 (b), modified regions A1, A2, A3 are preferably arranged offset by half a pitch from each other. そうすれば、予定切断面に沿って加工対象物Wを分割しやすいからである。 By doing so, because the easy to split the workpiece W along the planned cut surface. このような改質領域A1,A2,A3を実現するには、分割器12および光学素子L1,L2,L3を調整して、集光領域B1,B2,B3のY軸方向に沿った間隔が、N×p+(1/2)×pになるようにすればよい。 To realize such a modified region A1, A2, A3 adjusts the divider 12 and the optical elements L1, L2, L3, the distance along the Y-axis direction of the condensing region B1, B2, B3 may be such that the N × p + (1/2) × p. つまり、集光領域B1,B2,B3のY軸方向に沿った間隔が、ピッチPtのN倍と、ピッチPtの1/2倍と、の和にほぼ一致するようにすればよい。 That is, the spacing along the Y-axis direction of the condensing region B1, B2, B3 comprises a N multiple of the pitch Pt, may be such that substantially equal to the sum of half the pitch Pt,. ここで、Nは0以上の整数である。 Here, N is an integer of 0 or more.

以上のように、本実施形態では、レーザビーム1が3つのレーザビーム2,3,4に分割される。 As described above, in the present embodiment, the laser beam 1 is divided into three laser beams 2, 3 and 4. しかしながら、分割されるレーザビームの数は3つに限定されず、少なくとも2つのレーザビームに分割されればよい。 However, the number of laser beams to be divided is not limited to three, only to be divided into at least two laser beams.

レーザ光源10におけるレーザが、非偏光レーザの場合には、レーザ光源10が、非偏光をp偏光に変換する公知の偏光変換素子を有していればよい。 Laser in the laser light source 10 is, in the case of unpolarized lasers, laser light source 10, it may have a known polarization conversion element which converts non-polarized light into p-polarized light. そうすれば、上述の構成を実質的に変えることなく、分割器12を用いることができる。 That way, without substantially changing the configuration described above, it is possible to use a divider 12.

また、上述のように本実施形態では、光学素子L1,L2,L3は、いずれも同じ集光レンズである。 Further, in the present embodiment as described above, the optical elements L1, L2, L3 are all the same condenser lens. しかしながら、このような構成に代えて、光学素子L1,L2,L3が、異なる焦点距離を有した集光レンズであってもよい。 However, instead of such a configuration, the optical element L1, L2, L3 may be a condenser lens having different focal lengths.

要するに、1つのレーザビーム1から分割されたレーザビーム2,3,4が、異なる深さの集光領域B1,B2,B3に集光できればよい。 In short, the laser beam 2, 3 and 4 which are divided from one laser beam 1, condensing region of different depth B1, B2, it is sufficient condenser to B3. そうすれば、経済的にレーザ光源が1つしか利用できなくても、加工対象物Wを少なくとも1回相対移動すれば、相対移動の方向に延びる改質領域A1,A2,A3の列を、厚さ方向に重ねることができる。 That way, even without only has one economically laser light source available, if at least one relative movement workpiece is W, the rows of modified regions A1, A2, A3 which extend in the direction of the relative movement, it can be overlapped in the thickness direction. このため、切断すべき加工対象物Wの厚さが改質領域A1,A2,A3のそれぞれのサイズに比べて十分に大きくても、実際的な加工時間内に切断のための前処理(レーザ照射)を完了できる。 Therefore, also the thickness of the workpiece W to be cut is sufficiently large compared to the size of each of the modified regions A1, A2, A3, pretreatment (lasers for practical processing time in the cutting can complete the irradiation).

しかも、本実施形態では、レーザビーム2,3,4が、分割されたままで加工対象物Wにそれぞれ入射する。 Moreover, in the present embodiment, the laser beam 2, 3 and 4, respectively incident on the workpiece W remain divided. このため、集光領域B1,B2,B3が位置する深さが、互いに独立な光学素子L1,L2,L3によって、設定され得る。 Therefore, the depth of condensing region B1, B2, B3 are located is, by the optical element L1, L2, L3 mutually independently, may be set. このことから、集光領域B1,B2,B3間のZ軸方向(厚さ方向)に沿った距離を設定する場合の自由度が高い。 Therefore, a high degree of freedom for setting the distance along the Z-axis direction between the condensing region B1, B2, B3 (thickness direction). なお、集光領域B1,B2,B3間の厚さ方向に沿った距離は、加工対象物Wを構成する材料に応じて、最適な値に決めればよい。 The distance in the thickness direction between the condensing region B1, B2, B3, depending on the material constituting the workpiece W, may be determined to an optimum value. ここで、本実施形態の加工対象物Wは石英ガラスから構成されているが、加工対象物Wは半導体から構成されてもよい。 Here, the workpiece W of this embodiment are constituted of quartz glass, the workpiece W may be composed of a semiconductor. さらに、加工対象物Wは、MEMS基板であってもよい。 Further, the workpiece W may be a MEMS substrate. 要するに、加工対象物W内で多光子吸収による改質領域A1,A2,A3が形成できる限り、本実施形態の材料または本実施形態のレーザ光源10の仕様に、本発明は限定されない。 In short, as far as possible modified region A1, A2, A3 by multiphoton absorption is formed within the workpiece W, the specifications of the laser light source 10 of the material or the embodiment of the present embodiment, the present invention is not limited.

本実施形態のレーザ照射装置の模式図。 Schematic diagram of a laser irradiation apparatus of the present embodiment. (a)、(b)および(c)は、加工対象物と、レーザ照射装置における分割器および光学素子と、を示す模式図である。 (A), (b) and (c) are schematic views showing a workpiece, and a divider and the optical element in the laser irradiation device. (a)は、半波長板と偏光ビームスプリッタとを通過するレーザビームの偏光方向を示す模式図であり、(b)は、半波長板の光学軸(進相軸)の方向と、半波長板に入射する直線偏光の偏光方向と、がなす角を示す模式図。 (A) is a schematic view showing a polarization direction of the laser beam passing through the half-wave plate and a polarization beam splitter, (b) is, the direction of the optical axis of the half-wave plate (fast axis), a half-wavelength schematic view showing the polarization direction of the linearly polarized light, but the angle of incidence to the plate.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

A1,A2,A3…改質領域、B1,B2,B3…集光領域、BS1,BS2,BS3…偏光ビームスプリッタ、K1,K2,K3…半波長板、1〜7…レーザビーム、R1,R2,R3…回転器、W…加工対象物、10…レーザ光源、12…分割器、14…ステージ、16…走査機構、18…ビームダンパ、100…レーザ照射装置。 A1, A2, A3 ... modified region, B1, B2, B3 ... condensing region, BS1, BS2, BS3 ... polarizing beam splitter, K1, K2, K3 ... half-wave plate, 1-7 ... laser beam, R1, R2 , R3 ... rotator, W ... workpiece, 10 ... laser light source, 12 ... divider, 14 ... stage, 16 ... scanning mechanism 18 ... beam damper, 100 ... laser irradiation apparatus.

Claims (3)

  1. 所定波長の光に対して透過性を有する加工対象物を載置するステージと、 A stage for mounting a workpiece having a transparent to light of a predetermined wavelength,
    前記所定波長の成分を有する第1のレーザビームを射出するレーザ光源と、 A laser light source that emits first laser beam having components of said predetermined wavelength,
    前記第1のレーザ光を、いずれも第1の方向に伝播する第2のレーザビームと第3のレーザビームとに分割する分割器と、 Said first laser beam, and any divider which divides into a second laser beam and a third laser beam propagating in a first direction,
    前記第2のレーザビームおよび前記第3のレーザビームによって、前記加工対象物内の互いに異なる深さの2つの箇所で多光子吸収が生じるように、前記第2のレーザビームおよび前記第3のレーザビームを前記2つの箇所にそれぞれ集光させる2つの光学素子と、 By the second laser beam and said third laser beams, wherein as multi-photon absorption at two points having different depths within the object occurs, the second laser beam and said third laser and two optical elements which respectively condensing the beam in the two locations,
    前記第2のレーザビームおよび前記第3のレーザビームに対して前記加工対象物が、前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿って相対移動するように、前記2つの光学素子および前記ステージの少なくとも一方を他方に対して相対移動させる走査機構と、 Wherein the workpiece relative to the second laser beam and said third laser beam, the first for relative movement along a second direction perpendicular to the direction, the two optical elements and the a scanning mechanism for relatively moving with respect to the other at least one of the stages,
    を備えたレーザ照射装置であって、 A laser irradiation apparatus equipped with,
    前記分割器は前記複数のレーザビームのそれぞれの光強度を変える、 The divider changes the respective light intensities of the plurality of laser beams,
    レーザ照射装置。 Laser irradiation apparatus.
  2. 請求項1記載のレーザ照射装置であって、 A laser irradiation apparatus according to claim 1,
    前記レーザ光源が射出する第1のレーザビームは直線偏光であり、 First laser beam the laser light source is emitted is linearly polarized light,
    前記分割器が、 Said divider,
    (a)前記第1のレーザビームを、互いに垂直な2つの偏光成分である前記第2のレーザビームと第4のレーザビームとに分割する第1の偏光ビームスプリッタと、 : (A) the first laser beam, a first polarizing beam splitter for splitting said second laser beam and the fourth laser beam and a perpendicular two polarization components from each other,
    (b)前記第1の偏光ビームスプリッタと前記レーザ光源との間の前記第1のレーザビームの光路に位置する第1の半波長板と、 (B) a first half-wave plate positioned in the optical path of the first laser beam between said first polarization beam splitter and the laser light source,
    (c)前記第1の半波長板の光学軸と前記第1のレーザビームの偏光方向とがなす角が変わるように、前記第1の半波長板を回転させる第1の回転器と、 (C) so that the polarization direction and the angle between the first optical axis of the half-wave plate first laser beam is changed, the first rotator for rotating the first half-wave plate,
    (d)前記第4のレーザビームを、互いに垂直な2つの偏光成分である前記第3のレーザビームと第5のレーザビームとに分割する第2の偏光ビームスプリッタと、 (D) is the fourth laser beam, and the third laser beam and the second polarization beam splitter for splitting into a fifth laser beam is perpendicular to the two polarization components from each other,
    (e)前記第2の偏光ビームスプリッタと前記第1の偏光ビームスプリッタとの間の前記第4のレーザビームの光路に位置する第2の半波長板と、 (E) a second half-wave plate positioned in the optical path of the fourth laser beam between the second polarizing beam splitter and the first polarization beam splitter,
    (f)前記第1の半波長板の光学軸と前記第4のレーザビームの偏光方向とがなす角が変わるように、前記第2の半波長板を回転させる第2の回転器と、を有している、 (F) As the angle and the polarization direction of the first optical axis of the half-wave plate wherein the fourth laser beam is changed, a second rotator for rotating the second half-wave plate, the has,
    レーザ照射装置。 Laser irradiation apparatus.
  3. 請求項1または2記載のレーザ照射装置であって、 A laser irradiation apparatus according to claim 1 or 2, wherein,
    前記レーザ光源は所定周期でパルス状の前記第1のレーザビームを射出するパルスレーザであり、 The laser light source is a pulsed laser that emits a pulsed first laser beam at a predetermined cycle,
    前記走査機構は、前記2つの光学素子および前記ステージの一方を他方に対して、前記第2の方向に所定速度で相対移動させるように設定されており、 The scanning mechanism to the other one of the two optical elements and the stage is set so as to relatively move in the second predetermined speed in the direction of,
    前記2つの箇所の間の前記第2の方向に沿った距離が、前記所定周期と前記所定速度との積のN倍(Nは0以上の整数)と、前記積の1/2倍と、の和にほぼ一致するように、前記分割器と、前記2つの光学素子と、が設置されている、 Distance along said second direction between said two positions is, N times the product of the predetermined period and the predetermined speed (N is an integer of 0 or more), a half of the product, so as to be substantially equal to the sum of, and the divider, and said two optical elements, are installed,
    レーザ照射装置。 Laser irradiation apparatus.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008290086A (en) * 2007-05-22 2008-12-04 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining device
JP2010284669A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus
JP2010284670A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus
CN102151986A (en) * 2010-01-29 2011-08-17 株式会社迪思科 Laser processing device
JP2011245553A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 General Electric Co <Ge> System and method for heat treating weld joint
WO2012014724A1 (en) * 2010-07-26 2012-02-02 浜松ホトニクス株式会社 Substrate processing method
WO2012014722A1 (en) * 2010-07-26 2012-02-02 浜松ホトニクス株式会社 Substrate processing method
WO2012099151A1 (en) * 2011-01-18 2012-07-26 オリンパス株式会社 Optical scanning device and scanning inspection device
JP2013248659A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Micronics Japan Co Ltd Irradiation apparatus and irradiation method
KR101425492B1 (en) * 2012-11-15 2014-08-04 주식회사 이오테크닉스 Laser machining apparatus and method thereof
JP2014213334A (en) * 2013-04-23 2014-11-17 株式会社豊田中央研究所 Method of generating crack, method of cutting by laser, and device of generating crack
WO2015152156A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-08 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing device and laser processing method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002178323A (en) * 2000-12-12 2002-06-26 Taiyo Yuden Co Ltd Ceramic green sheet processing apparatus
JP2004337902A (en) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk Laser beam machining device and laser beam machining method
JP2005109323A (en) * 2003-10-01 2005-04-21 Tokyo Seimitsu Co Ltd Laser beam dicing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002178323A (en) * 2000-12-12 2002-06-26 Taiyo Yuden Co Ltd Ceramic green sheet processing apparatus
JP2004337902A (en) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk Laser beam machining device and laser beam machining method
JP2005109323A (en) * 2003-10-01 2005-04-21 Tokyo Seimitsu Co Ltd Laser beam dicing device

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008290086A (en) * 2007-05-22 2008-12-04 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining device
JP2010284669A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus
JP2010284670A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus
CN102151986A (en) * 2010-01-29 2011-08-17 株式会社迪思科 Laser processing device
JP2011156551A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining device
JP2011245553A (en) * 2010-05-21 2011-12-08 General Electric Co <Ge> System and method for heat treating weld joint
US8828260B2 (en) 2010-07-26 2014-09-09 Hamamatsu Photonics K.K. Substrate processing method
WO2012014722A1 (en) * 2010-07-26 2012-02-02 浜松ホトニクス株式会社 Substrate processing method
US8741777B2 (en) 2010-07-26 2014-06-03 Hamamatsu Photonics K.K. Substrate processing method
CN103025478A (en) * 2010-07-26 2013-04-03 浜松光子学株式会社 Substrate processing method
WO2012014724A1 (en) * 2010-07-26 2012-02-02 浜松ホトニクス株式会社 Substrate processing method
JP5389265B2 (en) * 2010-07-26 2014-01-15 浜松ホトニクス株式会社 Substrate processing method
JP5389266B2 (en) * 2010-07-26 2014-01-15 浜松ホトニクス株式会社 Substrate processing method
WO2012099151A1 (en) * 2011-01-18 2012-07-26 オリンパス株式会社 Optical scanning device and scanning inspection device
US9354442B2 (en) 2011-01-18 2016-05-31 Olympus Corporation Optical scanning device and scanning inspection apparatus
JP2013248659A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Micronics Japan Co Ltd Irradiation apparatus and irradiation method
KR101425492B1 (en) * 2012-11-15 2014-08-04 주식회사 이오테크닉스 Laser machining apparatus and method thereof
JP2014213334A (en) * 2013-04-23 2014-11-17 株式会社豊田中央研究所 Method of generating crack, method of cutting by laser, and device of generating crack
WO2015152156A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-08 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing device and laser processing method
JP2015199071A (en) * 2014-04-04 2015-11-12 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method
CN106163724A (en) * 2014-04-04 2016-11-23 浜松光子学株式会社 The laser processing apparatus and laser processing method

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