JP2011098384A - レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工形状の精度が向上し、加工形状の自由度が向上するレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】被加工物である基板Ｗに凹部を形成する際に、基板Ｗの内部に第１のレーザ光である改質用レーザ光Ｌ１の集光点Ｌ_Ｓ１を走査して、レーザ加工領域Ｒ１の境界となる改質層Ｗｒを凹部の底部に対応する位置に形成する（改質層形成工程）。次いで、基板Ｗの表面Ｗａに第２のレーザ光である加工用レーザ光を集光照射して改質層Ｗｒにより区切られたレーザ加工領域Ｒ１を除去加工することで凹部を形成する（除去加工工程）。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ光を用いて被加工物の一部を除去するレーザ加工方法に関するものである。

従来、被加工物として半導体材料基板、ガラス基板、圧電材料基板などの基板に穴や溝等を形成する場合、基板にレーザ光を照射して除去加工するレーザ加工方法が一般的に知られている。この種のレーザ加工方法では、通常、基板のレーザ加工に必要なレーザ光の照射時間は、試し加工によって求められていた。しかしながら、試し加工によりレーザ光の適正な照射時間を求めたとしても、基板の厚さのバラツキや表面状態のバラツキなどにより、除去深さにバラツキが生じる場合がある。

そこで、このような問題点を解決する手段として、特許文献１に記載されているレーザ加工方法が考えられる。このレーザ加工方法では、基板を絶縁材料及び金属材料等の異なる材料で構成し、絶縁材料をレーザ加工しているときに、金属材料にてレーザ光の反射率が変化したのを検出した場合、レーザ光による加工を停止するものである。これにより、絶縁材料のみを穴あけ加工することができる。

特開平２−９２４８２号公報

しかしながら、上述した従来のレーザ加工方法では、被加工物が加工対象と非加工対象とで異なる材料で作製されているものを対象としており、被加工物が例えば単一の材料からなる場合には、上述したレーザ加工方法を適用することができなかった。また、上述した従来のレーザ加工方法では、非加工対象の形状で加工形状が規定されるため、加工の自由度が低かった。

そこで、本発明は、加工形状の精度が向上し、加工形状の自由度が向上するレーザ加工方法を提供することにある。

本発明のレーザ加工方法は、被加工物の内部に第１のレーザ光の集光点を走査して、レーザ加工領域の境界となる改質層を形成する改質層形成工程と、前記被加工物の表面に第２のレーザ光を集光照射して前記改質層により区切られた前記レーザ加工領域を除去加工する除去加工工程と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、改質層形成工程で被加工物に形成される改質層は、非改質部分よりもレーザ加工速度が低くなる。したがって、除去加工工程にて除去加工する際に改質層で加工形状を規定することができる。ゆえに、被加工物に第２のレーザ光により除去加工を施す際の加工精度が向上する。また、改質層の形成は、第１のレーザ光にて任意の形状に形成することができるので、加工形状の自由度が向上する。

本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置の制御装置による改質層形成工程の動作を示す説明図である。（ａ）は基板に改質用レーザ光を走査させている状態を示す図、（ｂ）は基板に改質層が形成されている状態を示す図、（ｃ）は基板の平面図である。 本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置の制御装置による除去加工工程の動作を示す説明図である。（ａ）は基板に加工用レーザ光を走査させている状態を示す図、（ｂ）は基板に加工用レーザ光を走査させて加工途中の状態を示す図、（ｃ）は基板に加工用レーザ光を走査させて加工終了の状態を示す図である。 レーザ加工方法により形成された凹部を示す説明図であり、（ａ）は、基板における凹部の断面図、（ｂ）は基板の平面図である。 本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置の制御装置による改質層形成工程の動作を示す説明図である。（ａ）は基板に改質用レーザ光を走査させている状態を示す図、（ｂ）は基板に改質層が形成されている状態を示す図、（ｃ）は基板の平面図である。 本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置の制御装置による除去加工工程の動作を示す説明図である。（ａ）は基板に加工用レーザ光を走査させている状態を示す図、（ｂ）は基板に加工用レーザ光を走査させて加工途中の状態を示す図である。 レーザ加工方法により形成された貫通部を示す説明図であり、（ａ）は、基板における貫通部の断面図、（ｂ）は基板の平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す説明図である。図１に示すレーザ加工装置１００は、被加工物である基板Ｗにレーザ光を照射してドット（穴）や直線状又は曲線状の溝等の凹部を基板Ｗに形成することができるよう構成されている。このレーザ加工装置１００は、レーザ発振器１と、集光レンズ２（１２）と、ＸＹステージ３と、制御装置４と、を備えている。レーザ発振器１には、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザ、固体レーザ、色素レーザ等が使用される。ＸＹステージ３には、被加工物である基板Ｗが載置される。集光レンズ２（１２）は、レーザ発振器１とＸＹステージ３（基板Ｗ）との間に配設されている。制御装置４は、レーザ発振器１のレーザ光の出射時間や出射タイミングを制御すると共に、ＸＹステージ３のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動を制御する。また、制御装置４は、集光レンズ２（１２）のＺ軸方向への移動を制御する。これにより、集光レンズ２（１２）によるレーザ光の集光点を、基板Ｗに対して相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動させることができる。なお、ＸＹステージ３の代わりにＸＹＺステージを用いて基板ＷをＺ軸方向へ移動させてもよい。ここで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、基板Ｗの表面に平行な方向であり、Ｚ軸方向は、基板Ｗの表面に垂直な方向である。

レーザ発振器１から出射されたレーザ光は、集光レンズ２（１２）により集光され、基板Ｗに照射される。本第１実施形態では、基板ＷをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることで基板Ｗにレーザ光を走査させる。なお、基板Ｗにレーザ光を走査させる際に、例えばミラー等を用いてレーザ光を基板Ｗに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させてもよい。基板Ｗは単一の材料からなる。例えばシリコンウェハ等の半導体材料基板、ＬｉＴａＯ_３からなる圧電材料基板、ガラス基板等が挙げられる。

本第１実施形態では、制御装置４により、基板Ｗに対するレーザ加工の制御が行われる。このレーザ加工方法は、大別して、基板Ｗの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、改質層で区切られたレーザ加工領域を除去加工する除去加工工程とからなる。

改質層形成工程では、第１のレーザ光としての改質用レーザ光を集光レンズ２で集光して基板Ｗに照射し、基板Ｗの内部に改質層を形成する。この改質用レーザ光としては、基板Ｗに対して透過性のあるものを用いている。具体的には、改質用レーザ光は、（基板Ｗでの透過率）＞（基板Ｗの入射面での吸収率）の性質を有しているのが望ましい。除去加工工程では、第２のレーザ光としての加工用レーザ光を基板Ｗに照射して基板Ｗに凹部を形成する。レーザ除去加工は加工用レーザ光を集光レンズ１２で集光して照射させ、基板Ｗの一部を溶融と気化若しくはアブレーションにより行われる。

なお、本第１実施形態では、改質用レーザ光と加工用レーザ光とは、共通のレーザ発振器１から出射される。改質層形成工程で使用される集光レンズ２は、除去加工工程にて集光レンズ１２に入れ換えられる。なお、改質層形成工程と除去加工工程とでレーザ発振器を別のレーザ発振器に入れ換えてもよい。また、改質用レーザ光と加工用レーザ光とを同一の性質のレーザ光としてもよい。

まず、改質層形成工程について、図２を参照して具体的に説明する。図２（ａ）に示すように、レーザ発振器１より出射された改質用レーザ光Ｌ１は、集光レンズ２により基板Ｗの内部に集光点Ｌ_Ｓ１が設定される。基板Ｗの内部の集光点Ｌ_Ｓ１及びその近傍の領域では、その領域以外の改質用レーザ光Ｌ１が透過する領域よりもエネルギー密度が高い状態となる。したがって、基板Ｗの内部の集光点Ｌ_Ｓ１及びその近傍の領域では、局所加熱による吸収係数変化や多光子吸収などの現象を誘起され、改質が行われる。この改質用レーザ光Ｌ１の集光点Ｌ_Ｓ１を図２（ａ）に示すように走査することで、図２（ｂ）に示すレーザ加工領域の境界となる改質層Ｗｒを形成する。本第１実施形態では、改質用レーザ光Ｌ１の集光点Ｌ_Ｓ１をＸ軸方向（又はＹ軸方向）に走査して、図２（ｃ）に示すように、穴又は溝等の凹部の底部となる改質層Ｗｒを形成する。つまり、本第１実施形態では、凹部の底部となる部分がレーザ加工領域Ｒ１の境界であり、その境界に改質層Ｗｒが形成される。

ここで、改質層Ｗｒとは、基板Ｗの材料の一部が改質用レーザ光Ｌ１の照射により、非照射部と異なる特性・構造を有する領域となる部分をいう。具体的に改質層Ｗｒには、以下の（１）〜（３）の３つの状態が挙げられる。なお、以下の３つの改質作用のうち、複数の改質作用が同時に発生する場合もある。

（１）改質層が溶融処理領域の場合
溶融処理領域とは、基板Ｗの材料が一度溶融した後、再凝固することにより結晶構造の変化などが誘起された領域のことである。また、相変化した領域や結晶構造が変化した領域ということもできる。また、溶融処理領域とは単結晶構造、非晶質構造、多結晶構造において、ある構造から別の構造に変化した領域ということもできる。この場合、レーザ光Ｌ１を基板Ｗ（例えばシリコンウェハ等の半導体材料基板）の内部に集光点Ｌ_Ｓ１を合わせて、集光点Ｌ_Ｓ１における電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上でかつパルス幅が１μｓ以下の条件で照射する。これにより基板Ｗの内部で多光子吸収が起こり、局所的に加熱され、基板Ｗの内部に溶融処理領域が形成される。基板Ｗがシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶質シリコン構造である。電界強度の上限値としては、例えば１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。

（２）改質層がクラック領域の場合
クラック領域とは、基板Ｗにおける集光点Ｌ_Ｓ１の照射部の膨張により照射部及びその近傍領域に応力が発生したことによってクラックが発生した領域のことである。この場合、レーザ光Ｌ_Ｓ１を基板Ｗ（例えばガラスやＬｉＴａＯ_３からなる圧電材料）の内部に集光点Ｌ_Ｓ１を合わせて、集光点Ｌ_Ｓ１における電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上でかつパルス幅が１μｓ以下の条件で照射する。これにより基板Ｗの内部で多光子吸収が起こり、基板Ｗに余計な損傷を生じることなく、基板Ｗの内部にクラック領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。

（３）改質層が屈折率変化領域の場合
屈折率変化領域とは、局所的な高エネルギーに晒されていたことにより密度変化あるいは屈折率変化が誘起された領域である。この場合、レーザ光Ｌ１を基板Ｗ（例えばガラス）の内部に集光点Ｌ_Ｓ１を合わせて、集光点Ｌ_Ｓ１における電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上でかつパルス幅が１ｎｓ以下の条件で照射する。パルス幅を極めて短くして、多光子吸収を基板Ｗの内部に起こさせると、多光子吸収によるエネルギーが熱エネルギーに変化せず、基板Ｗの内部には結晶化、イオン価数の変化などの構造変化が起こる。これにより屈折率変化領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ以下が好ましく、１ｐｓ以下が更に好ましい。

以下、基板Ｗがシリコンウェハの場合について具体例を挙げて説明する。基板Ｗは、シリコンウェハであり厚さが６２５μｍ、外形６インチである。集光レンズ２は、倍率が５０倍、ＮＡが０．５５、改質用レーザ光Ｌ１の透過率が６０％である。改質層Ｗｒは、上述した溶融処理領域、クラック領域又は屈折変化領域である。レーザ発振器１は、ＹＡＧレーザであり、改質層形成工程では、波長１０６４ｎｍ、発振形態Ｑ−スイッチパルス、パルス幅３０ｎｍ、出力２０μＪ／パルス、レーザスポット断面積３．１×１０^−８ｃｍ^２、繰返し周波数８０ｋＨｚのレーザ光Ｌ１を出射する。集光レンズ２にて基板Ｗの内部に改質用レーザ光Ｌ１を集光したときに、基板Ｗの表面Ｗａで改質用レーザ光Ｌ１のエネルギー密度が１×１０^８Ｗ／ｃｍ^２未満で、集光点Ｌ_Ｓ１において改質用レーザ光Ｌ１のエネルギー密度が１×１０^８Ｗ／ｃｍ^２以上である。図２（ａ）に示す集光点Ｌ_Ｓ１を速度１００ｍｍ／ｓで走査する。これにより、図２（ｂ），（ｃ）に示すように改質層Ｗｒが集光点Ｌ_Ｓ１を走査した場所に形成される。

集光レンズ２と基板Ｗとを相対移動させることにより順次改質層Ｗｒを形成していく。改質層Ｗｒの厚みは、集光点Ｌ_Ｓ１の深さ位置を変えて走査することにより、改質部分を複数層に重ねることで変えることができる。集光レンズ２と基板Ｗの相対移動軌跡を設計するに当たり、これから改質しようとする領域と集光レンズ２の間に、既に改質した領域が位置しないようにしなくてはならない。これは、既に改質した領域にレーザ光Ｌ１が入射することによるレーザ光Ｌ１の散乱を防止するためである。したがって、表面Ｗａから遠い部分より改質させている。

以上により形成される改質層Ｗｒは、除去加工工程におけるレーザ加工速度が、非改質部分に比して低くなる。したがって、改質層Ｗｒは、後に除去加工工程にて行われる除去加工をストップさせたい部分、すなわち、少なくとも除去したいレーザ加工領域Ｒ１の境界に形成する。つまり、本第１実施形態では、レーザ光による除去加工前に、除去加工する凹部の底部を改質層Ｗｒによって規定する。なお、改質層Ｗｒは、図２（ｃ）に示されるような一辺が直線状の形状ではなく、曲線の形状であってもよい。また、改質層Ｗｒは基板Ｗのどこに配置されていてもよく、基板Ｗの表面Ｗａに達していてもよい。また、改質層Ｗｒは除去加工をストップさせたい部分以外にも形成されていてもよい。すなわち、改質層Ｗｒは除去加工をストップさせたい部分よりも広い領域に形成されていてもよい。

次に、図３を用いて、本第１実施形態の除去加工工程について詳細に説明する。制御装置４は、基板Ｗの表面Ｗａに加工用レーザ光Ｌ２を集光照射して改質層Ｗｒにより区切られたレーザ加工領域Ｒ１を除去加工するよう制御する。

なお、集光レンズ２と加工用レーザ光Ｌ２は、基板Ｗの一部を除去加工するための性質を得ることが出来ればよく、特に限定されない。加工用レーザ光Ｌ２として、例えば固体レーザ、エキシマレーザ、色素レーザ等のいずれを用いてもよく、本第１実施形態では、上述したように、共通のレーザ発振器１にて出射される。集光レンズ１２は、加工用レーザ光Ｌ２により破壊されることなく、また加工用レーザ光Ｌ２に対して２０％以上の透過率であることが好ましく、加工用レーザ光Ｌ２を集光点Ｌ_Ｓ２に集光できればよい。集光レンズ１２は、倍率５０倍、ＮＡ０．５５、加工用レーザ光Ｌ２の透過率６０％である。この除去加工工程では、レーザ発振器１は、波長５３２ｎｍ、発振形態Ｑ−スイッチパルス、パルス幅３０ｎｍ、出力２０μＪ／パルス、レーザスポット断面積３．１×１０^−８ｃｍ^２、繰返し周波数８０ｋＨｚの加工用レーザ光Ｌ２を出射する。このとき集光点Ｌ_Ｓ２における電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上でかつパルス幅１μｓ以下が好ましい。

集光点Ｌ_Ｓ２は加工用レーザ光Ｌ２が集光レンズ１２によって集光され、最も加工用レーザ光Ｌ２のエネルギー密度が高くなる点である。図３（ａ）に示すように、集光点Ｌ_Ｓ２を基板Ｗの表面Ｗａを走査させることにより、集光点Ｌ_Ｓ２を走査した場所で除去加工が行われる。この集光点Ｌ_Ｓ２の走査速度は、１００ｍｍ／ｓである。

図３（ｂ）は、除去加工途中を示しており、この図３（ｂ）には、加工用レーザ光Ｌ２によって除去された部分Ｖの底部Ｖｂを図示している。加工用レーザ光Ｌ２によって除去された部分Ｖは、除去加工によって排出される加工ゴミや加工用レーザ光Ｌ２の強度バラツキ等によって、除去量にバラツキが生じるため、底部Ｖｂの形状にバラツキが生じる。この加工バラツキによって除去部分Ｖの底部Ｖｂのうち改質層Ｗｒに早く達成した部分があっても、改質層Ｗｒではレーザ加工速度が非改質部分よりも低くなる。したがって、改質層Ｗｒではレーザ光Ｌ２による除去加工がされにくいため、図３（ｃ）に示すように、最終的に除去された除去部分Ｖの底部Ｖｂの形状のバラツキ、つまり除去深さのバラツキが軽減される。すなわち、改質層Ｗｒによって加工形状を規定することができる。

図４には、上述したレーザ加工方法により加工形成された凹部Ｗｃを示している。この凹部Ｗｃの底部Ｗｂは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、改質層Ｗｒとなっており、この改質層Ｗｒを形成することで、基板Ｗに加工用レーザ光Ｌ２により除去加工を施す際の加工精度が向上する。

以上、本第１実施形態によれば、改質層Ｗｒは除去加工工程におけるレーザ加工速度が非改質部分よりも低いため、非改質部分が加工されやすくなる。したがって、加工用レーザ光Ｌ２の空間強度分布やパルスエネルギーの時間変化があっても、改質層Ｗｒで加工量のバラツキが軽減され、凹部Ｗｃの底部Ｗｂの平坦度を高めることができる。ゆえに基板Ｗの加工精度が向上する。また、改質層Ｗｒの形成は、改質層形成工程で改質用レーザ光Ｌ１にて任意の形状に形成することができるので、加工形状の自由度が向上する。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、基板に凹部を形成する場合について説明したが、本第２実施形態では、基板に貫通部を形成する場合について説明する。なお、レーザ加工装置は、上記第１実施形態と同様であり、装置については図１を参照して説明する。

本第２実施形態においても、制御装置４は、改質層形成工程と、除去加工工程とを実行する。まず、改質層形成工程について、図５を参照して具体的に説明する。この改質層形成工程では、被加工物である基板Ｗの内部に第１のレーザ光である改質用レーザ光Ｌ１の集光点Ｌ_Ｓ１を走査して、レーザ加工領域Ｒ２の境界となる改質層Ｗｒａを形成する。なお、改質用レーザ光Ｌ１の条件は、上記第１実施形態と同様である。

以下、詳述すると、図５（ａ）に示すように、レーザ発振器１より出射された改質用レーザ光Ｌ１は、集光レンズ２により基板Ｗの内部に集光点Ｌ_Ｓ１が設定される。基板Ｗの内部の集光点Ｌ_Ｓ１及びその近傍の領域では、その領域以外の改質用レーザ光Ｌ１が透過する領域よりもエネルギー密度が高い状態となる。したがって、基板Ｗの内部の集光点Ｌ_Ｓ１及びその近傍の領域では、局所加熱による吸収係数変化や多光子吸収などの現象を誘起され、改質が行われる。この改質用レーザ光Ｌ１の集光点Ｌ_Ｓ１を図５（ａ）に示すように走査することで、図５（ｂ）に示すレーザ加工領域Ｒ２の境界となる改質層Ｗｒａを形成する。本第２実施形態では、改質用レーザ光Ｌ１の集光点Ｌ_Ｓ１をＸ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向に走査して、図５（ｃ）に示すように、貫通部の側壁となる改質層Ｗｒａを形成する。つまり、本第２実施形態では、貫通部の側壁となる部分がレーザ加工領域Ｒ２の境界であり、その境界に改質層Ｗｒａが形成される。このように形成される改質層Ｗｒａは、溶融処理領域、クラック領域又は屈折率変化領域である。改質層Ｗｒａは、集光点Ｌ_Ｓ１の深さ位置を変えてＺ軸方向に走査することにより、改質部分を複数層に重ねることで形成している。集光レンズ２と基板Ｗの相対移動軌跡を設計するに当たり、これから改質しようとする領域と集光レンズ２の間に、既に改質した領域が位置しないようにしなくてはならない。これは、既に改質した領域にレーザ光Ｌ１が入射することによるレーザ光Ｌ１の散乱を防止するためである。したがって、表面Ｗａから遠い部分より順次改質させている。

以上により形成される改質層Ｗｒａは、除去加工工程におけるレーザ加工速度が、非改質部分に比して低くなる。したがって、本第２実施形態では、レーザ加工領域Ｒ２を囲むように改質層Ｗｒａを形成している。つまり、本第２実施形態では、レーザ光による除去加工前に、除去加工する貫通部の側壁を改質層Ｗｒａによって規定する。なお、改質層Ｗｒａは、図５（ｂ）に示されるような一辺が直線状の形状ではなく曲線状の形状であってもよい。また、改質層Ｗｒａは基板Ｗのどこに配置されていてもよく、基板Ｗの表面Ｗａに達していてもよい。また、改質層Ｗｒａは除去加工を規定したい部分以外にも形成されていてもよい。すなわち、改質層Ｗｒａは除去加工を規定したい部分よりも広い領域に形成されていてもよい。

次に、図６を用いて、本第２実施形態の除去加工工程について詳細に説明する。制御装置４は、基板Ｗの表面Ｗａに加工用レーザ光Ｌ２を集光照射して改質層Ｗｒａにより区切られたレーザ加工領域Ｒ２を除去加工するよう制御する。なお、加工用レーザ光Ｌ２の条件は、上記第１実施形態と同様である。

集光点Ｌ_Ｓ２は加工用レーザ光Ｌ２が集光レンズ１２によって集光され、最も加工用レーザ光Ｌ２のエネルギー密度が高くなる点である。図６（ａ）に示すように、集光点Ｌ_Ｓ２を基板Ｗの表面Ｗａを走査させることにより、集光点Ｌ_Ｓ２を走査した場所で除去加工が行われる。この集光点Ｌ_Ｓ２の走査速度は、１００ｍｍ／ｓである。

図６（ｂ）は、除去加工途中を示しており、この図６（ｂ）には、加工用レーザ光Ｌ２によって除去された部分Ｖの底部Ｖｂを図示している。加工用レーザ光Ｌ２によって除去された部分Ｖは、除去加工によって排出される加工ゴミや加工用レーザ光Ｌ２の強度バラツキ等によって、除去量にバラツキが生じるため、底部Ｖｂの形状にバラツキが生じる。これに対し、改質層Ｗｒａではレーザ加工速度が非改質部分よりも低くいので、レーザ光Ｌ２による除去加工がされにくく、非改質部分が除去加工される。したがって、改質層Ｗｒａによって加工形状を規定することができる。

図７には、上述したレーザ加工方法により加工形成された貫通部Ｗｔを示している。この貫通部Ｗｔの側壁Ｗｓは、図７（ａ），（ｂ）に示すように、改質層Ｗｒａとなっており、この改質層Ｗｒａを形成することで、基板Ｗに加工用レーザ光Ｌ２により除去加工を施す際の加工精度が向上する。

以上、本第２実施形態によれば、改質層Ｗｒａは除去加工工程におけるレーザ加工速度が非改質部分よりも低いため、非改質部分が加工されやすくなる。したがって、加工用レーザ光Ｌ２の空間強度分布やパルスエネルギーの時間変化があっても、改質層Ｗｒａで加工量のバラツキが軽減され、貫通部Ｗｔの側壁Ｗｓの平坦度を高めることができる。ゆえに基板Ｗの加工精度が向上する。また、改質層Ｗｒａの形成は、改質層形成工程で改質用レーザ光Ｌ１にて任意の形状に形成することができるので、加工形状の自由度が向上する。

なお、上記実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記第１実施形態では、凹部の底部にのみ改質層を形成したが、上記第２実施形態と同様に、凹部の側壁にも改質層を形成してもよく、改質層の形成は、加工する形状に合わせて自由に設定することができる。

１ レーザ発振器
２，１２ 集光レンズ
４ 制御装置
１００ レーザ加工装置
Ｌ１ 改質用レーザ光（第１のレーザ光）
Ｌ２ 加工用レーザ光（第２のレーザ光）
Ｒ１，Ｒ２ レーザ加工領域
Ｗ 基板（被加工物）
Ｗｒ，Ｗｒａ 改質層

Claims (6)

1. 被加工物の内部に第１のレーザ光の集光点を走査して、レーザ加工領域の境界となる改質層を形成する改質層形成工程と、
   前記被加工物の表面に第２のレーザ光を集光照射して前記改質層により区切られた前記レーザ加工領域を除去加工する除去加工工程と、を備えたことを特徴とするレーザ加工方法。
2. 前記改質層形成工程では、前記除去加工工程にて前記被加工物に凹部を加工する際に、前記凹部の底部として前記改質層を形成することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
3. 前記改質層形成工程では、前記除去加工工程にて前記被加工物に貫通部を加工する際に、前記貫通部の側壁として前記改質層を形成することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
4. 前記改質層は、溶融処理領域を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
5. 前記改質層は、クラック領域を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
6. 前記改質層は、屈折率変化領域を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。

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