JP2018149572A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー加工の品質の更なる向上が図られるレーザー加工装置を提供する。【解決手段】レーザー加工装置は、被加工物７０を保持する保持手段と、パルスレーザー光線ＬＢを照射するレーザー光線照射手段１０と、被加工物にレーザー光線を照射することによって生じる電子励起の時間よりも短いパルス幅のパルスレーザー光線を発振する発振器４４と、パルスレーザー光線を分岐して第一の光路４６に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を第二の光路４８に第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を導く第一のビームスプリッター５０と、第一の光路４６または第二の光路４８に配設され電子励起時間に満たない時間だけ第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線との一方に対して他方を相対的に遅延させる光遅延光学体５２と、第二のビームスプリッター５４によって合流したパルスレーザー光線を被加工物に照射する集光器とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、加工品質の向上が図られるレーザー加工装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割された各デバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

レーザー加工装置は下記（１）ないし（３）のタイプのものが存在し、被加工物の種類、加工条件を考慮して適正なレーザー加工装置が選択される。
（１）被加工物に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射してアブレーション加工を施し分割予定ラインに溝を形成して個々のデバイスに分割するタイプ（たとえば特許文献１参照。）
（２）被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を分割予定ラインの内部に位置づけてパルスレーザー光線をウエーハに照射して分割予定ラインの内部に改質層を形成して個々のデバイスに分割するタイプ（たとえば特許文献２参照。）
（３）被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を分割予定ラインに位置づけてパルスレーザー光線をウエーハに照射して分割予定ラインの表面から裏面に至る細孔と細孔を囲繞する非晶質を形成し個々のデバイスに分割するタイプ（たとえば特許文献３参照。）

特開平１０−３０５４２０号公報 特許第３４０８８０５号公報 特開２０１４−２２１４８３号公報

レーザー加工の品質は、発振器が発振するレーザー光線の出力、繰り返し周波数、パルス幅、スポット径、に加え被加工物の送り速度を含む各加工要素に依存しており、各加工要素が適宜調整され加工条件が設定される。しかし、レーザー加工の品質の更なる向上を図るためには、前記した加工要素の従来の調整では限界がある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、レーザー加工の品質の更なる向上が図られるレーザー加工装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下のレーザー加工装置である。すなわち、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を含むレーザー加工装置であって、該レーザー光線照射手段は、被加工物にレーザー光線を照射することによって生じる電子励起の時間よりも短いパルス幅を有するパルスレーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したパルスレーザー光線を分岐して第一の光路に第一のパルスレーザー光線を導くと共に第二の光路に第二のパルスレーザー光線を導く第一のビームスプリッターと、該第一の光路または該第二の光路に配設され該電子励起時間に満たない時間だけ第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線との一方に対して第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線との他方を相対的に遅延させる光遅延光学体と、該第一の光路と該第二の光路とを合流させる第二のビームスプリッターと、該第二のビームスプリッターによって合流した第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、を少なくとも備えたレーザー加工装置である。

好ましくは、該第一の光路を直角に曲げて該第二のビームスプリッターに第一のパルスレーザー光線を導く第一のミラーと、該第二の光路を直角に曲げて該第二のビームスプリッターに第二のパルスレーザー光線を導く第二のミラーと、を備える。該発振器と該第一のビームスプリッターとの間に、１／２波長板が配設され、第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線の光量が調整されるのが好適である。該発振器が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数は、該第一のパルスレーザー光線と該第二のパルスレーザー光線を照射した後に生じる熱が放出する時間で１秒を除した値以下に設定されるのが好都合である。

本発明が提供するレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を含むレーザー加工装置であって、該レーザー光線照射手段は、被加工物にレーザー光線を照射することによって生じる電子励起の時間よりも短いパルス幅を有するパルスレーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したパルスレーザー光線を分岐して第一の光路に第一のパルスレーザー光線を導くと共に第二の光路に第二のパルスレーザー光線を導く第一のビームスプリッターと、該第一の光路または該第二の光路に配設され該電子励起時間に満たない時間だけ第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線との一方に対して第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線との他方を相対的に遅延させる光遅延光学体と、該第一の光路と該第二の光路とを合流させる第二のビームスプリッターと、該第二のビームスプリッターによって合流した第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、を少なくとも備えて構成されるので、被加工物を構成する原子を取り巻く電子が第一のパルスレーザー光線で活性化された状態で次の第二のパルスレーザー光線が照射され加工が促進してレーザー加工の品質の向上が図られる。

本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。 第一の実施形態に係るレーザー光線照射手段のブロック図。 ウエーハの斜視図。 第二の実施形態に係るレーザー光線照射手段のブロック図。

まず、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の第一の実施形態について図１ないし図３を参照しつつ説明する。

図１に示すレーザー加工装置２は、基台４と、被加工物を保持する保持手段６と、保持手段６を移動させる移動手段８と、保持手段６に保持された被加工物にパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１０と、保持手段６に保持された被加工物を撮像する撮像手段１２とを備える。

図１に示すとおり、保持手段６は、Ｘ方向において移動自在に基台４に搭載された矩形状のＸ方向可動板１４と、Ｙ方向において移動自在にＸ方向可動板１４に搭載された矩形状のＹ方向可動板１６と、Ｙ方向可動板１６の上面に固定された円筒状の支柱１８と、支柱１８の上端に固定された矩形状のカバー板２０とを含む。カバー板２０にはＹ方向に延びる長穴２０ａが形成され、長穴２０ａを通って上方に延びる円形状のチャックテーブル２２が支柱１８の上端に回転自在に搭載されている。チャックテーブル２２の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック２４が配置され、吸着チャック２４は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして、チャックテーブル２２においては、吸引手段によって吸着チャック２４の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック２４の上面に載置された被加工物を吸着して保持することができる。また、チャックテーブル２２の周縁には、周方向に間隔をおいて複数個のクランプ２６が配置されている。なお、Ｘ方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図１に矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向及びＹ方向が規定する平面は実質上水平である。

移動手段８は、チャックテーブル２２をＸ方向に移動させるＸ方向移動手段２８と、チャックテーブル２２をＹ方向に移動させるＹ方向移動手段３０と、上下方向に延びる軸線を中心としてチャックテーブル２２を回転させる回転手段（図示していない。）とを含む。Ｘ方向移動手段２８は、基台４上においてＸ方向に延びるボールねじ３２と、ボールねじ３２の片端部に連結されたモータ３４とを有する。ボールねじ３２のナット部（図示していない。）は、Ｘ方向可動板１４の下面に固定されている。そしてＸ方向移動手段２８は、ボールねじ３２によりモータ３４の回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板１４に伝達し、基台４上の案内レール４ａに沿ってＸ方向可動板１４をＸ方向に進退させ、これによってチャックテーブル２２をＸ方向に進退させる。Ｙ方向移動手段３０は、Ｘ方向可動板１４上においてＹ方向に延びるボールねじ３６と、ボールねじ３６の片端部に連結されたモータ３８とを有する。ボールねじ３６のナット部（図示していない。）は、Ｙ方向可動板１６の下面に固定されている。そしてＹ方向移動手段３０は、ボールねじ３６によりモータ３８の回転運動を直線運動に変換してＹ方向可動板１６に伝達し、Ｘ方向可動板１４上の案内レール１４ａに沿ってＹ方向可動板１６をＹ方向に進退させ、これによってチャックテーブル２２をＹ方向に進退させる。回転手段は、支柱１８に内蔵されたモータ（図示していない。）を有し、上下方向に延びる軸線を中心として支柱１８に対してチャックテーブル２２を回転させる。

レーザー光線照射手段１０は、基台４の上面から上方に延び次いで実質上水平に延びる枠体４０と、枠体４０の先端下面に配置された集光器４２と、集光点位置調整手段（図示していない。）とを含む。集光器４２には、保持手段６のチャックテーブル２２に保持された被加工物にレーザー光線を集光して照射するための集光レンズ４２ａが内蔵されている。また、撮像手段１２は、集光器４２とＸ方向に間隔をおいて枠体４０の先端下面に付設されている。

図２を参照して説明すると、レーザー光線照射手段１０は、ウエーハ等の被加工物にレーザー光線を照射することによって生じる電子励起の時間（以下「電子励起時間」という。）よりも短いパルス幅を有するパルスレーザー光線ＬＢを発振する発振器４４と、発振器４４が発振したパルスレーザー光線ＬＢを分岐して第一の光路４６に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を導くと共に第二の光路４８に第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を導く第一のビームスプリッター５０と、第二の光路４８に配設され、電子励起時間に満たない時間だけ第一のパルスレーザー光線ＬＢ１に対して第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を遅延させる光遅延光学体５２と、第一の光路４６と第二の光路４８とを合流させる第二のビームスプリッター５４とを含む。第一の実施形態では図２に示すとおり、レーザー光線照射手段１０は、更に、発振器４４が発振したパルスレーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネーター５６と、発振器４４と第一のビームスプリッター５０との間（図示の実施形態ではアッテネーター５６と第一のビームスプリッター５０との間）に配設された１／２波長板５８と、第一の光路４６を直角に曲げて第二のビームスプリッター５４に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を導く第一のミラー６０と、第二の光路４８を直角に曲げて第二のビームスプリッター５４に第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を導く第二のミラー６２とを含む。

発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢのパルス幅は、電子励起時間より短く、たとえば、電子励起時間が約８ｐｓ（８×１０^−１２秒）であるサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）が被加工物である場合には約１ｐｓに設定されるのが好ましい。発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢの波長は、３５５ｎｍ、１０６４ｎｍ等、加工の種類に応じて適宜決定される。発振器４４が発振したパルスレーザー光線ＬＢは、加工の種類に応じた適宜の出力にアッテネーター５６によって調整されて１／２波長板５８に入射する。１／２波長板５８に入射したパルスレーザー光線ＬＢは、第一のビームスプリッター５０に対して偏光面がＰ偏光であるＰ偏光成分の光量と、第一のビームスプリッター５０に対して偏光面がＳ偏光であるＳ偏光成分の光量とが１／２波長板５８により適宜（たとえば均等に）調整される。第一のビームスプリッター５０は、入射したパルスレーザー光線ＬＢのうちＰ偏光成分を透過させて第一の光路４６に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を導き、入射したパルスレーザー光線ＬＢのうちＳ偏光成分を反射して第二の光路４８に第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を導くようになっている。第一の光路４６に導かれた第一のパルスレーザー光線ＬＢ１は、第一のミラー６０で反射して第二のビームスプリッター５４に入射する。一方、第二の光路４８に導かれた第二のパルスレーザー光線ＬＢ２は、第二のミラー６２で反射して光遅延光学体５２に入射する。光遅延光学体５２は、たとえば、第二の光路４８の進行方向において所定長さを有するガラス片から構成され得る。第二の光路４８の進行方向における光遅延光学体５２の長さは、電子励起時間に満たない時間だけ第一のパルスレーザー光線ＬＢ１に対して第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を光遅延光学体５２が遅延させる遅延時間と、光遅延光学体５２の屈折率とから決定される。たとえば、電子励起時間が約８ｐｓであるサファイアが被加工物であるとき遅延時間は約４ｐｓに設定されるのが好適であり、屈折率１．５のガラス片から光遅延光学体５２が形成される場合に４ｐｓの遅延時間を生じさせるためには、第二の光路４８の進行方向における光遅延光学体５２の長さは約２．５ｍｍとなる。そして、光遅延光学体５２を透過した第二のパルスレーザー光線ＬＢ２は、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１に対して電子励起時間に満たない所定遅延時間だけ遅延して第二のビームスプリッター５４に入射する。なお、光遅延光学体５２は、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１と第二のパルスレーザー光線ＬＢ２との一方に対して、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１と第二のパルスレーザー光線ＬＢ２との他方を相対的に遅延させればよいので、第一の経路４６に配設され、電子励起時間に満たない所定遅延時間だけ第二のパルスレーザー光線ＬＢ２に対して第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を遅延させるようにしてもよい。

図示の実施形態における第二のビームスプリッター５４は、入射したパルスレーザー光線ＬＢのうちＰ偏光成分を透過させると共に、入射したパルスレーザー光線ＬＢのうちＳ偏光成分を反射して光路を変換するようになっている。第二のビームスプリッター５４に対しても偏光面がＰ偏光である第一のパルスレーザー光線ＬＢ１は第二のビームスプリッター５４を透過し、第二のビームスプリッター５４に対しても偏光面がＳ偏光である第二のパルスレーザー光線ＬＢ２は第二のビームスプリッター５４で反射して光路が変換され、したがって第二のビームスプリッター５４によって第一の光路４６と第二の光路４８とが合流される。そして、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１が集光レンズ４２ａで集光されて被加工物に照射されると共に、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１に対して電子励起時間に満たない所定遅延時間だけ遅延して第二のパルスレーザー光線ＬＢ２が集光レンズ４２ａで集光されて被加工物に照射される。すなわち、レーザー光線照射手段１０は、被加工物に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を照射して発生する電子励起の時間内に次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を被加工物に照射可能になっている。

発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢの繰り返し周波数は、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１と第二のパルスレーザー光線ＬＢ２とを被加工物に照射した後に被加工物に生じる熱が放出する時間で１秒を除した値以下に設定されるのが好都合である。たとえば、レーザー光線の照射によって被加工物に生じる熱が放出する時間（以下「熱放出時間」という。）が約１μｓ（１×１０^−６秒）であるサファイアが被加工物である場合、サファイアの熱放出時間１μｓで１秒を除した値は１×１０^６となるため、発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢの繰り返し周波数は１ＭＨｚ（１×１０^６Ｈｚ）以下に設定されるのが好ましい。このように繰り返し周波数が設定されることで、レーザー光線照射手段１０は、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１と第二のパルスレーザー光線ＬＢ２とを被加工物に照射した後、熱放出時間以上の時間を空けて次の第一のパルスレーザー光線ＬＢ１と第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を被加工物に照射することになる。これによって、レーザー加工による熱影響を被加工物に与えることが抑制され、レーザー加工の品質の向上が図られる。

図３に示す円盤状のウエーハ７０の表面７０ａは、格子状の分割予定ライン７２によって複数の矩形領域に区画され、複数の矩形領域のそれぞれにはＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス７４が形成されている。図示の実施形態では、周縁が環状フレーム７６に固定された粘着テープ７８にウエーハ７０の裏面が貼り付けられている。なお、ウエーハ７０の表面７０ａが粘着テープ７８に貼り付けられていてもよい。

レーザー加工装置２を用いてウエーハ７０にレーザー加工を施す際は、まず、ウエーハ７０の表面７０ａを上に向けてチャックテーブル２２の上面にウエーハ７０を保持させると共に、環状フレーム７６の外周縁部を複数のクランプ２６で固定するウエーハ保持工程を実施する。次いで、撮像手段１２で上方からウエーハ７０を撮像し、撮像手段１２で撮像したウエーハ７０の画像に基づいて、移動手段８でチャックテーブル２２を移動及び回転させることにより格子状の分割予定ライン７２をＸ方向及びＹ方向に整合させるアライメント工程を実施する。次いで、Ｘ方向に整合させた分割予定ライン７２の片端部の上方に集光器４２を位置づけ、集光点位置調整手段で集光器４２を昇降させることにより集光点の上下方向位置を調整する集光点位置調整工程を実施する。なお、集光点の直径は、φ１〜２０μｍ等、加工の種類に応じて適宜決定される。

次いで、ウエーハ７０にレーザー光線を照射することによって生じる電子励起の時間より短いパルス幅を有する第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を照射する第一の照射工程と、ウエーハ７０の電子励起時間内に次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を照射する第二の照射工程とを実施する。上述のとおりレーザー加工装置２においては、発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢのパルス幅が被加工物の電子励起時間よりも短く設定されていると共に、被加工物に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を照射して発生する電子励起の時間内に次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を被加工物に照射可能になっているので、レーザー加工装置２を用いることにより第一の照射工程と第二の照射工程とを実施することができる。第一の照射工程と第二の照射工程とを実施することで、ウエーハ７０を構成する原子を取り巻く電子が第一のパルスレーザー光線ＬＢ１で活性化された状態で次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２が照射され加工が促進してレーザー加工の品質の向上が図られる。たとえば、ウエーハ７０に対して透過性を有するレーザー光線を照射して分割予定ライン７２の内部に改質層を形成する改質層形成加工を行う場合において、第一の照射工程と第二の照射工程とを実施することによりレーザー光線の入射方向において分割予定ライン７２の内部に比較的長い改質層を形成することができる。最初の第一の照射工程と第二の照射工程とを実施した後は、図３に示すとおり、集光点に対してチャックテーブル２２を所定の加工送り速度（たとえば５００ｍｍ／ｓでよいが、繰り返し周波数を考慮して適宜決定される。）でＸ方向移動手段２８によってＸ方向に加工送りしながら、第一の照射工程と第二の照射工程とを交互に繰り返す分割加工を分割予定ライン７２に沿って実施する。分割加工は、分割予定ライン７２の間隔の分だけ集光点に対してチャックテーブル２２をＹ方向移動手段３０によってＹ方向にインデックス送りしつつ、Ｘ方向に整合させた分割予定ライン７２のすべてに施す。また、回転手段によってチャックテーブル２２を９０度回転させた上で、インデックス送りしつつ分割加工を行い、先に分割加工を施した分割予定ライン７２と直交する分割予定ライン７２のすべてにも分割加工を施す。これによって、加工品質が向上したレーザー加工によってウエーハ７０を個々のデバイス７４に分割することができる。

分割加工を施す際は、発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢの繰り返し周波数を、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１と第二のパルスレーザー光線ＬＢ２とをウエーハ７０に照射した後にウエーハ７０に生じる熱が放出する時間で１秒を除した値以下に設定することによって、第一の照射工程と第二の照射工程とを実施した後、ウエーハ７０に生じる熱が放出する時間以上の時間を空けて次の第一の照射工程と第二の照射工程とを実施するのが好都合である。これによって、レーザー加工による熱影響をウエーハ７０に与えることが抑制され、レーザー加工の品質の向上が図られる。

次に、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の第二の実施形態について図３及び図４を参照しつつ説明する。なお、第二の実施形態では、第一の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付しその説明を省略する。

図４に示すとおり、レーザー加工装置８０のレーザー光線照射手段８２は、発振器４４と、第一のビームスプリッター５０と、第二のビームスプリッター５４とを含み、発振器４４から発振されたパルスレーザー光線ＬＢが第一のビームスプリッター５０によって分岐されて第一のパルスレーザー光線ＬＢ１が導かれる第一の光路８４と、発振器４４から発振されたパルスレーザー光線ＬＢが第一のビームスプリッター５０によって分岐されて第二のパルスレーザー光線ＬＢ２が導かれる第二の光路８６とが同材質の光ファイバーから形成されている。レーザー光線照射手段８２では、第二の光路８６の光路長が第一の光路８４の光路長よりも所定長さだけ長く形成されており、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１が第一の光路８４を通過すると共に第二のパルスレーザー光線ＬＢ２が第二の光路８６を通過すると、電子励起時間に満たない所定遅延時間だけ第一のパルスレーザー光線ＬＢ１に対して第二のパルスレーザー光線ＬＢ２が遅延するようになっている。したがって第二の実施形態では、第一の光路８４よりも所定長さだけ長く形成された第二の光路８６により光遅延光学体が構成されている。第一の光路８４と第二の光路８６との光路長差は遅延時間により決定される。たとえば、電子励起時間が約８ｐｓであるサファイアが被加工物であるとき遅延時間は約４ｐｓに設定されるのが好適であり、４ｐｓの遅延時間を生じさせるためには、光ファイバーの屈折率が１．５の場合、第一の光路８４と第二の光路８６との光路長差は約２．５ｍｍとなる。なお、電子励起時間に満たない所定遅延時間だけ第二のパルスレーザー光線ＬＢ２に対して第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を遅延させるように、第一の光路８４が第二の光路８６よりも所定長さだけ長く形成されていてもよい。また、第二の実施形態では図４に示すとおり、レーザー光線照射手段８２は、更に、アッテネーター５６と、１／２波長板５８と、コリメートレンズ８８と、ミラー９０とを含む。

第一のパルスレーザー光線ＬＢ１は、第一の光路８４及び第二のビームスプリッター５４を通過した後、コリメートレンズ８８で平行光に変換され、次いでミラー９０で光路が変換され、そして集光レンズ４２ａで集光されて被加工物に照射される。また、第二のパルスレーザー光線ＬＢ２は、第二の光路８６を通過し、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１に対して電子励起時間に満たない所定遅延時間だけ遅延して第二のビームスプリッター５４を通過した後、コリメートレンズ８８で平行光に変換され、次いでミラー９０で光路が変換され、そして集光レンズ４２ａで集光されて被加工物に照射される。すなわち、レーザー光線照射手段８２は、被加工物に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を照射して発生する電子励起の時間内に次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を被加工物に照射可能になっている。

レーザー加工装置８０を用いてウエーハ７０にレーザー加工を施す際は、第一の実施形態と同様に、まずウエーハ保持工程を実施し、次いでアライメント工程を実施した後、集光点位置調整工程を実施する。次いで、ウエーハ７０にレーザー光線を照射することによって生じる電子励起の時間より短いパルス幅を有する第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を照射する第一の照射工程と、ウエーハ７０の電子励起時間内に次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を照射する第二の照射工程とを実施する。上述のとおりレーザー加工装置８０においては、発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢのパルス幅が被加工物の電子励起時間よりも短く設定されていると共に、被加工物に第一のパルスレーザー光線ＬＢ１を照射して発生する電子励起の時間内に次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２を被加工物に照射可能になっているので、レーザー加工装置８０を用いることにより第一の照射工程と第二の照射工程とを実施することができる。第一の照射工程と第二の照射工程とを実施することで、ウエーハ７０を構成する原子を取り巻く電子が第一のパルスレーザー光線ＬＢ１で活性化された状態で次の第二のパルスレーザー光線ＬＢ２が照射され加工が促進してレーザー加工の品質の向上が図られる。最初の第一の照射工程と第二の照射工程とを実施した後は、図３に示すとおり、集光点に対してチャックテーブル２２を所定の加工送り速度（たとえば５００ｍｍ／ｓでよいが、繰り返し周波数を考慮して適宜決定される。）でＸ方向移動手段２８によってＸ方向に加工送りしながら、第一の照射工程と第二の照射工程とを交互に繰り返す分割加工を分割予定ライン７２に沿って実施する。分割加工は、分割予定ライン７２の間隔の分だけ集光点に対してチャックテーブル２２をＹ方向移動手段３０によってＹ方向にインデックス送りしつつ、Ｘ方向に整合させた分割予定ライン７２のすべてに施す。また、回転手段によってチャックテーブル２２を９０度回転させた上で、インデックス送りしつつ分割加工を行い、先に分割加工を施した分割予定ライン７２と直交する分割予定ライン７２のすべてにも分割加工を施す。これによって、加工品質が向上したレーザー加工によってウエーハ７０を個々のデバイス７４に分割することができる。

第二の実施形態においても、分割加工を施す際は、発振器４４が発振するパルスレーザー光線ＬＢの繰り返し周波数を、第一のパルスレーザー光線ＬＢ１と第二のパルスレーザー光線ＬＢ２とをウエーハ７０に照射した後にウエーハ７０に生じる熱が放出する時間で１秒を除した値以下に設定することによって、第一の照射工程と第二の照射工程とを実施した後、ウエーハ７０に生じる熱が放出する時間以上の時間を空けて次の第一の照射工程と第二の照射工程とを実施するのが好都合である。これによって、レーザー加工による熱影響をウエーハ７０に与えることが抑制され、レーザー加工の品質の向上が図られる。

なお、電子励起時間及び熱放出時間は被加工物によって異なり、たとえば、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリコン（Ｓｉ）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ_３）及び銅（Ｃｕ）のそれぞれの電子励起時間及び熱放出時間は以下のとおりである。
被加工物 電子励起時間 熱放出時間
サファイア ８ｐｓ １μｓ
シリコン ２０ｐｓ ５μｓ
リチウムタンタレート ５０ｐｓ ５０μｓ
リチウムナイオベート ５０ｐｓ ５０μｓ
銅 ２０ｐｓ ５μｓ

２：レーザー加工装置
６：保持手段
１０：レーザー光線照射手段（第一の実施形態）
４２：集光器
４２ａ：集光レンズ
４４：発振器
４６：第一の光路
４８：第二の光路
５０：第一のビームスプリッター
５２：光遅延光学体
５４：第二のビームスプリッター
５８：１／２波長板
６０：第一のミラー
６２：第二のミラー
ＬＢ：パルスレーザー光線
ＬＢ１：第一のパルスレーザー光線
ＬＢ２：第二のパルスレーザー光線
８０：レーザー加工装置（第二の実施形態）
８２：レーザー光線照射手段
８４：第一の光路（光ファイバー）
８６：第二の光路（光ファイバー）

Claims (4)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物にパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を含むレーザー加工装置であって、
   該レーザー光線照射手段は、
   被加工物にレーザー光線を照射することによって生じる電子励起の時間よりも短いパルス幅を有するパルスレーザー光線を発振する発振器と、
   該発振器が発振したパルスレーザー光線を分岐して第一の光路に第一のパルスレーザー光線を導くと共に第二の光路に第二のパルスレーザー光線を導く第一のビームスプリッターと、
   該第一の光路または該第二の光路に配設され該電子励起時間に満たない時間だけ第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線との一方に対して第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線との他方を相対的に遅延させる光遅延光学体と、
   該第一の光路と該第二の光路とを合流させる第二のビームスプリッターと、
   該第二のビームスプリッターによって合流した第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線を該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、
   を少なくとも備えたレーザー加工装置。
2. 該第一の光路を直角に曲げて該第二のビームスプリッターに第一のパルスレーザー光線を導く第一のミラーと、
   該第二の光路を直角に曲げて該第二のビームスプリッターに第二のパルスレーザー光線を導く第二のミラーと、を備える請求項１記載のレーザー加工装置。
3. 該発振器と該第一のビームスプリッターとの間に、１／２波長板が配設され、第一のパルスレーザー光線と第二のパルスレーザー光線の光量が調整される請求項１記載のレーザー加工装置。
4. 該発振器が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数は、該第一のパルスレーザー光線と該第二のパルスレーザー光線を照射した後に生じる熱が放出する時間で１秒を除した値以下に設定される請求項１記載のレーザー加工装置。