JP5479925B2 - レーザ加工システム - Google Patents

Description

本発明は、加工対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工システムに関する。

従来のレーザ加工装置として、特許文献１には、レーザ光源から出射されたレーザ光をレーザ発散点移動手段によって発散し、発散したレーザ光を集光光学系によって加工対象物の内部における所定の位置に集光するものが記載されている。このレーザ加工装置によれば、加工対象物の内部における所定の位置で発生するレーザ光の収差を軽減することができる。

なお、特許文献２には、空間光変調器によってレーザ光を変調することでレーザ光の波面補償を行う波面補償装置が記載されている。また、特許文献３には、空間光変調器によってレーザ光を変調することで加工対象物の内部における複数の位置にレーザ光を集光するレーザ加工装置が記載されている。

国際公開第２００５／１０６５６４号パンフレット 特開２００５−２９２６６２号公報 特開２００６−６８７６２号公報

ところで、加工対象物にレーザ光を照射することにより、加工対象物に複数種の改質領域を形成する場合、改質領域の種類に応じて形成条件（例えば、加工対象物のレーザ光入射面からレーザ光の集光点までの距離等）が異なるため、全種について所望の改質領域を形成することが困難であった。

そこで、本発明は、所望の改質領域を効率良く形成することができるレーザ加工システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るレーザ加工システムは、空間光変調器で変調したレーザ光を加工対象物に照射することにより、加工対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置と、空間光変調器においてレーザ光に所定の変調を施すための変調パターンの要素となる複数種の要素パターンを記憶するパターン記憶手段と、加工対象物に対する改質領域の形成条件に応じて、改質領域に対し一種又は複数種の要素パターンをパターン記憶手段から取得し、一種の要素パターンを取得した場合には、対応する改質領域の形成のために当該一種の要素パターンを変調パターンとしてレーザ加工装置に付与し、複数種の要素パターンを取得した場合には、対応する改質領域の形成のために、当該複数種の要素パターンを合成した合成パターンを変調パターンとしてレーザ加工装置に付与するパターン作成手段と、を備えることを特徴とする。

このレーザ加工システムにおいては、変調パターンを作成するための要素パターンが複数種用意されており、加工対象物に対する改質領域の形成条件に応じて、対応する改質領域の形成のために要素パターンから変調パターンが作成される。そして、作成された変調パターンに基づいてレーザ光が変調され、変調されたレーザ光の照射によって加工対象物に改質領域が形成される。このように、加工対象物に対する改質領域の形成条件に応じて、予め用意されていた要素パターンから変調パターンが作成される。よって、このレーザ加工システムによれば、所望の改質領域を効率良く形成することができる。

そして、加工対象物に複数種の改質領域を形成する場合には、パターン作成手段は、全種の改質領域について改質領域ごとに変調パターンを作成した後に、当該変調パターンをレーザ加工装置に付与することが好ましい。この構成によれば、予め全種の改質領域について変調パターンが用意されるので、レーザ加工装置において、より効率良く複数種の改質領域を形成することができる。

また、加工対象物に対する改質領域の形成条件が付与された際に、当該形成条件に応じて、改質領域に対し一種又は複数種の要素パターンを選定し、当該要素パターンをパターン作成手段に指定するパターン指定手段を更に備えることが好ましい。この構成によれば、パターン作成手段に、適切な要素パターンを容易にかつ確実に取得させることができる。

ここで、パターン記憶手段は、レーザ加工装置に生じる個体差を補正するための個体差補正パターンを要素パターンとして記憶していることが好ましい。このような個体差補正パターンを用いてレーザ光を変調することで、レーザ加工装置の個体差に起因した改質領域の形成状態のばらつきを抑制することができる。

また、パターン記憶手段は、加工対象物の材料及び加工対象物のレーザ光入射面からレーザ光の集光点までの距離に応じて生じる球面収差を補正するための球面収差補正パターンを要素パターンとして記憶していることが好ましい。このような球面収差補正パターンを用いてレーザ光を変調することで、球面収差に起因した改質領域の形成状態のばらつきを抑制することができる。

更に、板状の加工対象物の一方の主面をレーザ光入射面として加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光の集光点を相対的に移動させ、加工対象物の他方の主面側の位置、一方の主面側の位置、及び他方の主面側の位置と一方の主面側の位置との間の中間位置に、切断の起点となる改質領域を形成する場合において、他方の主面側の位置に改質領域を形成した後かつ一方の主面側の位置に改質領域を形成する前に、中間位置に改質領域を形成するときのために、パターン記憶手段は、切断予定ラインと交差する方向に延在する第１の明度領域、及び切断予定ラインの延在方向において第１の明度領域の両側に位置する第２の明度領域を有する品質パターンを要素パターンとして記憶していることが好ましい。このような品質パターンを用いてレーザ光を変調し、中間位置に改質領域を形成することで、加工対象物の厚さ方向に改質領域を複数列形成する際に加工対象物の厚さ方向に亀裂が連続的に進行するのを防止することができる。そして、例えば加工対象物に応力を生じさせると、中間位置に改質領域が形成されていない場合に比べ、改質領域を起点として発生した亀裂が加工対象物の厚さ方向に容易に伸展するので、加工対象物を切断予定ラインに沿って精度良く切断することができる。

なお、他方の主面側の位置に改質領域を形成するとは、加工対象物の厚さ方向において、加工対象物の中心位置から加工対象物の他方の主面側に改質領域の中心位置が偏倚するように、改質領域を形成することを意味し、一方の主面側の位置に改質領域を形成するとは、加工対象物の厚さ方向において、加工対象物の中心位置から加工対象物の一方の主面側に改質領域の中心位置が偏倚するように、改質領域を形成することを意味する。そして、他方の主面側の位置と一方の主面側の位置との間の中間位置に改質領域を形成するとは、他方の主面側の位置に形成される改質領域と一方の主面側の位置に形成される改質領域との間に形質領域を形成することを意味する（すなわち、加工対象物の厚さ方向において、加工対象物の中心位置に改質領域の中心位置が一致するように、改質領域を形成するという意味ではない）。

本発明によれば、所望の改質領域を効率良く形成することができる。

改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の構成図である。 改質領域の形成対象となる加工対象物の平面図である。 図２のIII−III線に沿っての断面図である。 改質領域の形成後の加工対象物の平面図である。 図４のV−V線に沿っての断面図である。 図４のVI−VI線に沿っての断面図である。 本発明に係るレーザ加工システムの一実施形態の加工対象物の平面図である。 本発明に係るレーザ加工システムの一実施形態のレーザ加工装置の構成図である。 図８の反射型空間光変調器の部分断面図である。 図８のレーザ加工装置を備えるレーザ加工システムの構成図である。 図１０のレーザ加工システムにおいて用いられる品質パターンを示す図である。 図１０のレーザ加工システムにおいて実施されるレーザ加工方法の一例を示すフローチャートである。 図１０のレーザ加工システムにおいて実施されるレーザ加工方法の他の例を示すフローチャートである。 改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第１の図である。 改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第２の図である。 改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第３の図である。 改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第４の図である。 改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第５の図である。 改質領域を形成するためのレーザ光の集光スポットの模式図である。 改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第６の図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本発明に係るレーザ加工システムの実施形態の説明に先立って、加工対象物に対する改質領域の形成について、図１〜６を参照して説明する。図１に示されるように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の移動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。

このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。

加工対象物１の材料としては、半導体材料や圧電材料等が用いられ、図２に示されるように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示されるように、加工対象物１の内部に集光点（集光位置）Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜６に示されるように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。

なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面若しくは外周面）に露出していてもよい。

ここで、レーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。

ところで、改質領域とは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。

また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えばシリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ_３若しくはサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）を含むもの、又はこれらからなるものが挙げられる。

また、ここでは、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することによって、改質領域７を形成している。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。

次に、本発明に係るレーザ加工システムの実施形態について説明する。図７は、本発明に係るレーザ加工システムの一実施形態の加工対象物の平面図である。図７に示されるように、板状の加工対象物１は、シリコン基板１１と、シリコン基板１１の表面１１ａ上に形成された機能素子層１６と、を備えている。

機能素子層１６は、シリコン基板１１のオリエンテーションフラット６に平行な方向及び垂直な方向にマトリックス状に複数形成された機能素子１５を含んでいる。機能素子１５は、例えば、結晶成長により形成された半導体動作層、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、或いは回路として形成された回路素子等である。

加工対象物１には、隣り合う機能素子１５，１５間を通るように切断予定ライン５が格子状に設定される。加工対象物１は、切断予定ライン５に沿って切断され、切断された個々のチップは、１個の機能素子１５を有する半導体装置となる。

図８は、本発明に係るレーザ加工システムの一実施形態のレーザ加工装置の構成図である。図８に示されるように、レーザ加工装置３００は、レーザ光源２０２、反射型空間光変調器２０３、４ｆ光学系２４１及び集光光学系２０４を備えている。反射型空間光変調器２０３、４ｆ光学系２４１及び集光光学系２０４は筐体２３４内に収容されており、レーザ光源２０２は、筐体２３４を含む筐体２３１内に収容されている。

レーザ光源２０２は、例えば波長１０８０ｎｍ以上のパルスレーザ光であるレーザ光Ｌを出射するものであり、例えばファイバレーザが用いられている。ここでのレーザ光源２０２は、水平方向にレーザ光Ｌを出射するように、筐体２３４の天板２３６にねじ等で固定されている。

反射型空間光変調器２０３は、レーザ光源２０２から出射されたレーザ光Ｌを変調するものであり、例えば反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）が用いられている。ここでの反射型空間光変調器２０３は、水平方向から入射するレーザ光Ｌを水平方向に対し斜め上方に反射しつつ変調する。

図９は、図８の反射型空間光変調器の部分断面図である。図９に示されるように、反射型空間光変調器２０３は、シリコン基板２１３、駆動回路層９１４、複数の画素電極２１４、誘電体多層膜ミラー等の反射膜２１５、配向膜９９９ａ、液晶層２１６、配向膜９９９ｂ、透明導電膜２１７、及びガラス基板等の透明基板２１８を備え、これらがこの順に積層されている。

透明基板２１８は、ＸＹ平面に沿った表面２１８ａを有しており、該表面２１８ａは反射型空間光変調器２０３の表面を構成する。透明基板２１８は、例えばガラス等の光透過性材料を主に含んでおり、反射型空間光変調器２０３の表面２１８ａから入射した所定波長のレーザ光Ｌを、反射型空間光変調器２０３の内部へ透過する。透明導電膜２１７は、透明基板２１８の裏面２１８ｂ上に形成されており、レーザ光Ｌを透過する導電性材料（例えばＩＴＯ）を主に含んで構成されている。

複数の画素電極２１４は、複数の画素の配列に従って二次元状に配列されており、透明導電膜２１７に沿ってシリコン基板２１３上に配列されている。各画素電極２１４は、例えばアルミニウム等の金属材料からなり、これらの表面２１４ａは、平坦かつ滑らかに加工されている。複数の画素電極２１４は、駆動回路層９１４に設けられたアクティブ・マトリクス回路によって駆動される。

アクティブ・マトリクス回路は、複数の画素電極２１４とシリコン基板２１３との間に設けられ、反射型空間光変調器２０３から出力しようとする光像に応じて各画素電極２１４への印加電圧を制御する。このようなアクティブ・マトリクス回路は、例えば図示しないＸ軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第１のドライバ回路と、Ｙ軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第２のドライバ回路とを有しており、制御部２５０によって双方のドライバ回路で指定された画素の画素電極２１４に所定電圧が印加されるよう構成されている。

なお、配向膜９９９ａ，９９９ｂは、液晶層２１６の両端面に配置されており、液晶分子群を一定方向に配列させる。配向膜９９９ａ，９９９ｂは、例えばポリイミドといった高分子材料からなり、液晶層２１６との接触面にラビング処理等が施されたものが適用される。

液晶層２１６は、複数の画素電極２１４と透明導電膜２１７との間に配置されており、各画素電極２１４と透明導電膜２１７とにより形成される電界に応じてレーザ光Ｌを変調する。すなわち、アクティブ・マトリクス回路によって或る画素電極２１４に電圧が印加されると、透明導電膜２１７と該画素電極２１４との間に電界が形成される。

この電界は、反射膜２１５及び液晶層２１６のそれぞれに対し、各々の厚さに応じた割合で印加される。そして、液晶層２１６に印加された電界の大きさに応じて液晶分子２１６ａの配列方向が変化する。レーザ光Ｌが透明基板２１８及び透明導電膜２１７を透過して液晶層２１６に入射すると、このレーザ光Ｌは液晶層２１６を通過する間に液晶分子２１６ａによって変調され、反射膜２１５において反射した後、再び液晶層２１６により変調されてから取り出されることとなる。

これにより、変調パターン（変調用画像）に入射し透過するレーザ光Ｌにあっては、その波面が調整され、該レーザ光Ｌを構成する各光線において進行方向に直交する所定方向の成分の位相にずれが生じる。

図８に戻り、４ｆ光学系２４１は、反射型空間光変調器２０３によって変調されたレーザ光Ｌの波面形状を調整するものである。この４ｆ光学系２４１は、第１レンズ２４１ａ及び第２レンズ２４１ｂを有している。

レンズ２４１ａ，２４１ｂは、反射型空間光変調器２０３と第１レンズ２４１ａとの距離（光路長）が第１レンズ２４１ａの焦点距離ｆ１となり、集光光学系２０４とレンズ２４１ｂとの距離（光路長）がレンズ２４１ｂの焦点距離ｆ２となり、第１レンズ２４１ａと第２レンズ２４１ｂとの距離（光路長）がｆ１＋ｆ２となり、かつ第１レンズ２４１ａと第２レンズ２４１ｂとが両側テレセントリック光学系となるように、反射型空間光変調器２０３と集光光学系２０４との間に配置されている。この４ｆ光学系２４１によれば、反射型空間光変調器２０３で変調されたレーザ光Ｌの波面形状が空間伝播によって変化し収差が増大するのを抑制することができる。

集光光学系２０４は、４ｆ光学系２４１によって変調されたレーザ光Ｌを加工対象物１の内部に集光するものである。この集光光学系２０４は、複数のレンズを含んで構成されており、圧電素子等を含んで構成された駆動ユニット２３２を介して筐体２３４の底板２３３に設置されている。

また、レーザ加工装置３００は、加工対象物１の表面３を観察するための表面観察ユニット２１１と、集光光学系２０４と加工対象物１との距離を微調整するためのＡＦ（AutoFocus）ユニット２１２と、を筐体２３１内に備えている。

表面観察ユニット２１１は、可視光ＶＬ１を出射する観察用光源２１１ａと、加工対象物１の表面３で反射された可視光ＶＬ１の反射光ＶＬ２を受光して検出する検出器２１１ｂと、を有している。表面観察ユニット２１１では、観察用光源２１１ａから出射された可視光ＶＬ１が、ミラー２０８及びダイクロイックミラー２０９，２１０，２３８で反射・透過され、集光光学系２０４で加工対象物に向けて集光される。そして、加工対象物１の表面３で反射された反射光ＶＬ２が、集光光学系２０４で集光されてダイクロイックミラー２３８，２１０で透過・反射された後、ダイクロイックミラー２０９を透過して検出器２１１ｂにて受光される。

ＡＦユニット２１２は、ＡＦ用レーザ光ＬＢ１を出射し、加工対象物１の表面３で反射されたＡＦ用レーザ光ＬＢ１の反射光ＬＢ２を受光し検出することで、切断予定ライン５に沿った表面３の変位データ（加工対象物１の厚さ方向おける表面３の位置（高さ）データ）を取得する。そして、ＡＦユニット２１２は、改質領域７を形成する際、取得した変位データに基づいて駆動ユニット２３２を駆動させ、加工対象物１の表面３のうねりに沿うように集光光学系２０４をその光軸方向に往復移動させる。

更に、レーザ加工装置３００は、該レーザ加工装置３００を制御するためのものとして、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる制御部２５０を備えている。この制御部２５０は、レーザ光源２０２を制御し、レーザ光源２０２から出射されるレーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節する。また、制御部２５０は、改質領域７を形成する際、レーザ光Ｌの同時集光位置が加工対象物１の表面３から所定距離に位置しかつ切断予定ライン５に沿って相対的に移動するように、筐体２３１やステージ１１１の位置、及び駆動ユニット２３２の駆動を制御する。

また、制御部２５０は、改質領域７を形成する際、反射型空間光変調器２０３における各画素電極２１４と透明導電膜２１７との間に所定電圧を印加し、液晶層２１６に所定の変調パターンを表示させる。これにより、レーザ光Ｌを反射型空間光変調器２０３で所望に変調することができる。

ここで、レーザ加工装置３００を用いて加工対象物１を加工する場合について説明する。一例として、板状の加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射することにより、切断予定ライン５に沿って、切断の起点となる改質領域７を加工対象物１の内部に形成する場合について説明する。

まず、加工対象物１の裏面２１にエキスパンドテープを貼り付け、該加工対象物１をステージ１１１上に載置する。続いて、加工対象物１の表面３をレーザ光照射面として加工対象物１にレーザ光Ｌをパルス照射しながら、加工対象物１とレーザ光Ｌとを切断予定ライン５に沿って相対移動（スキャン）させ、改質領域７を形成する。

すなわち、レーザ加工装置３００においては、レーザ光源２０２から出射されたレーザ光Ｌは、筐体２３１内において水平方向に進行した後、ミラー２０５ａによって下方に反射され、アッテネータ２０７によって光強度が調整される。このレーザ光Ｌは、ミラー２０５ｂによって水平方向に反射され、ビームホモジナイザ２６０によって強度分布が均一化されて反射型空間光変調器２０３に入射する。

反射型空間光変調器２０３に入射したレーザ光Ｌは、液晶層２１６に表示された変調パターンを透過し該変調パターンに応じて変調された後、水平方向に対し斜め上方に出射される。続いて、レーザ光Ｌは、ミラー２０６ａによって上方に反射された後、λ／２波長板２２８によって偏光方向が切断予定ライン５に沿う方向となるよう変更され、ミラー２０６ｂによって水平方向に反射されて４ｆ光学系２４１に入射される。

続いて、集光光学系２０４に入射するレーザ光Ｌが平行光となるように波面形状が調整される。具体的には、レーザ光Ｌは、第１レンズ２４１ａを透過し収束され、ミラー２１９によって下方へ反射され、共焦点Ｏを経て発散する。発散したレーザ光Ｌは、第２レンズ２４１ｂを透過し、平行光となるように再び収束される。

続いて、レーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー２１０，２１８を順次透過して集光光学系２０４に入射し、ステージ１１１上に載置された加工対象物１の内部に集光光学系２０４によって集光される。その結果、加工対象物１内の厚さ方向の所定深さに、改質スポットが形成される。

そして、レーザ光Ｌの集光点Ｐを切断予定ライン５に沿って相対移動させ、複数の改質スポットによって改質領域７を形成する。その後、エキスパンドテープを拡張することで、改質領域７を切断の起点として加工対象物１を切断予定ライン５に沿って切断し、切断された複数のチップを半導体装置（例えばメモリ、ＩＣ、発光素子、受光素子等）として得る。

次に、上述したレーザ加工装置３００を備えるレーザ加工システム４００について説明する。図１０に示されるように、レーザ加工システム４００は、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）４０１，４０２、コントローラ４０３及びレーザ加工装置３００を備えている。レーザ加工装置３００は、上述したように、反射型空間光変調器２０３で変調したレーザ光Ｌを加工対象物１に照射することにより、加工対象物１に改質領域７を形成するものである。

ＰＣ４０１の記憶部（メモリやハードディスク等）４０１ａには、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件がデータベースとして記憶されている。ユーザがＰＣ４０１を操作して所望の形成条件を入力すると、当該形成条件はＬＡＮ（Local Area Network）を介してコントローラ４０３に入力される。

コントローラ（パターン指定手段）４０３は、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件が入力された際に、当該形成条件に応じて、改質領域７に対し一種又は複数種の要素パターンを選定し、ＬＡＮを介して当該要素パターンをＰＣ４０２に指定する。ここで、要素パターンとは、レーザ加工装置３００の反射型空間光変調器２０３においてレーザ光Ｌに所定の変調を施すための変調パターンの要素となるパターンであり、複数種の要素パターンがＰＣ４０２の記憶部（メモリやハードディスク等）４０２ａにデータベースとして記憶されている。

記憶部（パターン記憶手段）４０２ａは、レーザ加工装置３００に生じる個体差（例えば、反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６に生じる歪）を補正するための個体差補正パターン（Ｄ−０１）を要素パターンとして記憶している。また、記憶部４０２ａは、レーザ光Ｌの集光点Ｐで生じる球面収差を補正するための球面収差補正パターン（Ｓ−０００１〜Ｓ−１０００）を要素パターンとして記憶している。レーザ光Ｌの集光点Ｐで生じる球面収差は、加工対象物１の材料や、加工対象物１のレーザ光入射面からレーザ光Ｌの集光点Ｐまでの距離に応じて変化するので、球面収差補正パターンは、当該材料や当該距離をパラーメータとして設定され、記憶部４０２ａに記憶されている。

更に、記憶部４０２ａは、品質パターン（Ｊ−０１〜Ｊ−１０）を要素パターンとして記憶している。図１１に示されるように、品質パターンは、切断予定ライン５と略直交する方向に延在する第１の明度領域Ｒ１、及び切断予定ライン５の延在方向において第１の明度領域Ｒ１の両側に位置する第２の明度領域Ｒ２を有している。

品質パターンは、加工対象物１の裏面２１側の位置、加工対象物１の表面３側の位置、及び裏面２１側の位置と表面３側の位置との間の中間位置に、裏面２１側の位置、中間位置、表面３側の位置の順序で（或いは、表面３側の位置、中間位置、裏面２１側の位置の順序で）改質領域７を形成する場合において、中間位置に改質領域７を形成するときに用いられる。つまり、品質パターンは、裏面２１側の位置に改質領域７を形成した後かつ表面３側の位置に改質領域７を形成する前に（或いは、表面３側の位置に改質領域７を形成した後かつ裏面２１側の位置に改質領域７を形成する前に）、中間位置に改質領域７を形成するときに用いられる。

図１０に戻り、ＰＣ（パターン作成手段）４０２は、コントローラ４０３による要素パターンの指定に基づいて、改質領域７に対し一種又は複数種の要素パターンを記憶部４０２ａから読み出す。つまり、ＰＣ４０２は、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件に応じて、改質領域７に対し一種又は複数種の要素パターンを記憶部４０２ａから取得する。

そして、ＰＣ４０２は、一種の要素パターンを取得した場合には、対応する改質領域７の形成のために当該一種の要素パターンを変調パターンとする。また、ＰＣ４０２は、複数種の要素パターンを取得した場合には、対応する改質領域７の形成のために、当該複数種の要素パターンを合成した合成パターンを変調パターンとする。ＰＣ４０２は、このようにして変調パターンを作成した後、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）を介して当該変調パターンを改質領域７に対応付けてレーザ加工装置３００に出力する。

なお、加工対象物１に複数種の改質領域７を形成する場合（例えば、１本の切断予定ライン５に対して、加工対象物１の厚さ方向に並ぶように複数列の改質領域７を形成する場合）には、ＰＣ４０２は、全種の改質領域７について改質領域７ごとに変調パターンを作成した後に、当該変調パターンを改質領域７ごとに対応付けてレーザ加工装置３００に出力する。

ここで、上述した品質パターンについて、より詳細に説明する。図１１に示されるように、切断予定ライン５の延在方向において、第１の明度領域Ｒ１の幅は、変調パターンのうちレーザ光Ｌを変調するための有効領域Ｒの幅に対して２０％〜５０％の割合となっている。ただし、切断予定ライン５の延在方向において、第１の明度領域Ｒ１の幅は、第２の明度領域Ｒ２のそれぞれの幅よりも狭くなっていてもよいし（例えば、図１０のＪ−０１を参照）、或いは第２の明度領域Ｒ２のそれぞれの幅よりも広くなっていてもよい（例えば、図１０のＪ−１０を参照）。なお、品質パターンの有効領域Ｒは、レーザ光Ｌのうち集光光学系２０４に入射する分（集光光学系２０４の入射瞳に入射する分）に相当する領域である。

そして、第１の明度領域Ｒ１の平均明度と第２の明度領域Ｒ２の平均明度とは、互いに異なっていれば、どちらが明るくてもよい。ただし、第１の明度領域Ｒ１と第２の明度領域Ｒ２との明度差を大きくする観点からは、品質パターンを構成する各画素の明度を２５６階調で表した場合、第１の明度領域Ｒ１の平均明度と第２の明度領域Ｒ２の平均明度とが１２８階調ずれていることが好ましい。

次に、上述したレーザ加工システム４００において実施されるレーザ加工方法の一例について、図１２を参照しつつ説明する。まず、ユーザがＰＣ４０１を操作して、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件を入力する（ステップＳ０１）。ここでは、加工対象物１の厚さが２００μｍに設定され、加工対象物１の材料がシリコンに設定されている。また、１本の切断予定ライン５に対して、加工対象物１の厚さ方向に並ぶように形成される複数列の改質領域７として、２列の改質領域ＳＤ１，ＳＤ２が設定されている。そして、改質領域ＳＤ１の形成については、加工対象物１のレーザ光入射面からレーザ光Ｌの集光点Ｐまでの距離（深さ）が１８０μｍに設定され、レーザ光Ｌの出力が０．６Ｗに設定されている。また、改質領域ＳＤ２の形成については、当該距離が７０μｍに設定され、当該出力が０．６Ｗに設定されている。

続いて、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件がコントローラ４０３に入力されると、コントローラ４０３が、当該形成条件に応じて改質領域ＳＤ１，ＳＤ２ごとに一種又は複数種の要素パターンを選定し、当該要素パターンを改質領域ＳＤ１，ＳＤ２ごとに対応付けてＰＣ４０２に指定する（ステップＳ０２）。これにより、ＰＣ４０２に、適切な要素パターンを容易にかつ確実に取得させることができる。

続いて、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２ごとに要素パターンが指定されると、ＰＣ４０２が、当該要素パターンを改質領域ＳＤ１，ＳＤ２ごとに対応付けて記憶部４０２ａから選択する（ステップＳ０３）。ここでは、改質領域ＳＤ２に対応付けて個体差補正パターンＤ−０１及び球面収差補正パターンＳ−００２５が要素パターンとして選択され、改質領域ＳＤ１に対応付けて個体差補正パターンＤ−０１及び球面収差補正パターンＳ−００６０が要素パターンとして選択される。

続いて、ＰＣ４０２が、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２の形成のために、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２ごとに対応付けられた複数種の要素パターンを合成し、その合成パターンを変調パターンとする（ステップＳ０４）。ここでは、改質領域ＳＤ２の形成のために、個体差補正パターンＤ−０１と球面収差補正パターンＳ−００２５とが合成されて、変調パターンＳＤ−００２が作成され、改質領域ＳＤ１の形成のために、個体差補正パターンＤ−０１と球面収差補正パターンＳ−００６０とが合成されて、変調パターンＳＤ−００１が作成される。

続いて、ＰＣ４０２が、作成した変調パターンＳＤ−００１，ＳＤ−００２を改質領域ＳＤ１，ＳＤ２ごとに対応付けてレーザ加工装置３００に出力する（ステップＳ０５）。そして、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２ごとに対応付けられて変調パターンＳＤ−００１，ＳＤ−００２が入力されると、レーザ加工装置３００がレーザ加工を実施する（ステップＳ０６）。

より具体的には、レーザ加工装置３００においては、改質領域ＳＤ１を形成するときには、制御部２５０を介して変調パターンＳＤ−００１が反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６に表示させられ、変調パターンＳＤ−００１によってレーザ光Ｌが変調される。続いて、改質領域ＳＤ２を形成するときには、制御部２５０を介して変調パターンＳＤ−００２が反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６に表示させられ、変調パターンＳＤ−００２によってレーザ光Ｌが変調される。

このように、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２を形成するときに、変調パターンが個体差補正パターン及び球面収差補正パターンを含んでいるので、レーザ加工装置３００に生じる個体差やレーザ光Ｌの集光点Ｐで生じる球面収差に起因した改質領域の形成状態のばらつきを抑制することができる。なお、加工対象物１のレーザ光入射面から遠い位置の改質領域ＳＤ１を形成した後に、加工対象物１のレーザ光入射面から近い位置の改質領域ＳＤ２を形成することが望ましい。

次に、上述したレーザ加工システム４００において実施されるレーザ加工方法の他の例について、図１３を参照しつつ説明する。まず、ユーザがＰＣ４０１を操作して、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件を入力する（ステップＳ１１）。ここでは、加工対象物１の厚さが３００μｍに設定され、加工対象物１の材料がシリコンに設定されている。また、１本の切断予定ライン５に対して、加工対象物１の厚さ方向に並ぶように形成される複数列の改質領域７として、３列の改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３が設定されている。そして、改質領域ＳＤ１の形成については、加工対象物１のレーザ光入射面からレーザ光Ｌの集光点Ｐまでの距離（深さ）が２６０μｍに設定され、レーザ光Ｌの出力が０．６Ｗに設定されている。また、改質領域ＳＤ２の形成については、当該距離が１８０μｍに設定され、当該出力が０．６Ｗに設定されている。更に、改質領域ＳＤ３の形成については、当該距離が７０μｍに設定され、当該出力が０．６Ｗに設定されている。なお、改質領域ＳＤ２の形成については、品質パターンが「あり」に設定されている。

続いて、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件がコントローラ４０３に入力されると、コントローラ４０３が、当該形成条件に応じて改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ごとに一種又は複数種の要素パターンを選定し、当該要素パターンを改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ごとに対応付けてＰＣ４０２に指定する（ステップＳ１２）。これにより、ＰＣ４０２に、適切な要素パターンを容易にかつ確実に取得させることができる。

続いて、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ごとに要素パターンが指定されると、ＰＣ４０２が、当該要素パターンを改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ごとに対応付けて記憶部４０２ａから選択する（ステップＳ１３）。ここでは、改質領域ＳＤ３に対応付けて個体差補正パターンＤ−０１及び球面収差補正パターンＳ−００２５が要素パターンとして選択される。また、改質領域ＳＤ２に対応付けて個体差補正パターンＤ−０１、球面収差補正パターンＳ−００６０及び品質パターンＪ−０３が要素パターンとして選択される。更に、改質領域ＳＤ１に対応付けて個体差補正パターンＤ−０１及び球面収差補正パターンＳ−０１００が要素パターンとして選択される。

続いて、ＰＣ４０２が、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３の形成のために、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ごとに対応付けられた複数種の要素パターンを合成し、その合成パターンを変調パターンとする（ステップＳ１４）。ここでは、改質領域ＳＤ３の形成のために、個体差補正パターンＤ−０１と球面収差補正パターンＳ−００２５とが合成されて、変調パターンＳＤ−００３が作成される。また、改質領域ＳＤ２の形成のために、個体差補正パターンＤ−０１と球面収差補正パターンＳ−００６０と品質パターンＪ−０３とが合成されて、変調パターンＳＤ−００２が作成される。更に、改質領域ＳＤ１の形成のために、個体差補正パターンＤ−０１と球面収差補正パターンＳ−０１００とが合成されて、変調パターンＳＤ−００１が作成される。

続いて、ＰＣ４０２が、作成した変調パターンＳＤ−００１，ＳＤ−００２，ＳＤ−００３を改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ごとに対応付けてレーザ加工装置３００に出力する（ステップＳ１５）。そして、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ごとに対応付けられて変調パターンＳＤ−００１，ＳＤ−００２，ＳＤ−００３が入力されると、レーザ加工装置３００がレーザ加工を実施する（ステップＳ１６）。

より具体的には、レーザ加工装置３００においては、改質領域ＳＤ１を形成するときには、制御部２５０を介して変調パターンＳＤ−００１が反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６に表示させられ、変調パターンＳＤ−００１によってレーザ光Ｌが変調される。続いて、改質領域ＳＤ２を形成するときには、制御部２５０を介して変調パターンＳＤ−００２が反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６に表示させられ、変調パターンＳＤ−００２によってレーザ光Ｌが変調される。続いて、改質領域ＳＤ３を形成するときには、制御部２５０を介して変調パターンＳＤ−００３が反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６に表示させられ、変調パターンＳＤ−００３によってレーザ光Ｌが変調される。

このように、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３を形成するときに、変調パターンが個体差補正パターン及び球面収差補正パターンを含んでいるので、レーザ加工装置３００に生じる個体差やレーザ光Ｌの集光点Ｐで生じる球面収差に起因した改質領域の形成状態のばらつきを抑制することができる。なお、加工対象物１のレーザ光入射面から遠い位置の改質領域ＳＤ１、中間に位置する改質領域ＳＤ２、加工対象物１のレーザ光入射面から近い位置の改質領域ＳＤ３と順次形成することが望ましい。

また、改質領域ＳＤ１、改質領域ＳＤ２、改質領域ＳＤ３の順序で改質領域を形成する場合において、中間位置に改質領域ＳＤ２を形成するときには、変調パターンが、個体差補正パターン及び球面収差補正パターンに加えて品質パターンを含んでいる。このように、品質パターンを用いてレーザ光Ｌを変調し、中間位置に改質領域ＳＤ２を形成することで、加工対象物１の厚さ方向に改質領域ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３を形成する際に加工対象物１の厚さ方向に亀裂が連続的に進行するのを防止することができる。そして、加工対象物１に応力を生じさせると、中間位置に改質領域ＳＤ２が形成されていない場合に比べ、改質領域を起点として発生した亀裂が加工対象物１の厚さ方向に容易に伸展するので、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って精度良く切断することができる。なお、加工対象物１のレーザ光入射面から近い位置の改質領域ＳＤ３、中間に位置する改質領域ＳＤ２、加工対象物１のレーザ光入射面から遠い位置の改質領域ＳＤ１と順次形成してもよい。

次に、変調パターン（個体差補正パターン、球面収差補正パターン及び品質パターン）について説明する。図１４は、改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第１の図である。ここでは、シリコンからなる厚さ６２５μｍの加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、表面３から遠い順に、改質領域ＳＤ１〜ＳＤ７を形成した。各改質領域ＳＤ１〜ＳＤ７の形成に際しては、レーザ光入射面である表面３に最も近い改質領域ＳＤ７を形成する際にレーザ光Ｌの集光点Ｐで球面収差を補正し得る球面収差補正パターンを用い、個体差補正パターンに加えてその球面収差補正パターンを含む変調パターンでレーザ光Ｌを変調した。その結果、図１４中の右側の矢印で示されるように、各改質領域ＳＤ１〜ＳＤ７を形成した時点で発生した亀裂は、特に改質領域ＳＤ１〜ＳＤ５については、加工対象物１の厚さ方向に伸展し難いことが分かった。

図１５は、改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第２の図である。ここでは、シリコンからなる厚さ６２５μｍの加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、表面３から遠い順に、改質領域ＳＤ１〜ＳＤ７を形成した。各改質領域ＳＤ１〜ＳＤ７の形成に際しては、レーザ光入射面である表面３から最も遠い改質領域ＳＤ１を形成する際にレーザ光Ｌの集光点Ｐで球面収差を補正し得る球面収差補正パターンを用い、個体差補正パターンに加えてその球面収差補正パターンを含む変調パターンでレーザ光Ｌを変調した。その結果、図１５中の右側の矢印で示されるように、各改質領域ＳＤ１〜ＳＤ７を形成した時点で発生した亀裂は、特に改質領域ＳＤ３〜ＳＤ７については、加工対象物１の厚さ方向に伸展し難いことが分かった。

図１４，１５の結果から、それぞれの改質領域を形成する際にレーザ光Ｌの集光点Ｐで球面収差を補正し得る球面収差補正パターンを用いた（つまり、それぞれの改質領域に応じて球面収差補正パターンを変化させた）。図１６は、改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第３の図である。ここでは、シリコンからなる厚さ４００μｍの加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、表面３から遠い順に、改質領域ＳＤ１〜ＳＤ４を形成した。各改質領域ＳＤ１〜ＳＤ４の形成に際しては、それぞれ、レーザ光Ｌの集光点Ｐで球面収差を補正し得る球面収差補正パターンを用い、個体差補正パターンに加えてその球面収差補正パターンを含む変調パターンでレーザ光Ｌを変調した。その結果、図１６中の右側の矢印で示されるように、各改質領域ＳＤ１〜ＳＤ４を形成した時点で発生した亀裂は、各改質領域ＳＤ１〜ＳＤ４において同等の長さとなり、図１４，１５の場合に比べ、加工対象物１の厚さ方向に伸展し易いことが分かった。ただし、切断面の一部に、次のような問題が発生する場合があった。

図１７は、改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第４の図である。ここでは、図１６の場合と同等の形成条件で改質領域ＳＤ１〜ＳＤ４を形成したが、図１７中の右側の矢印で示されるように、改質領域ＳＤ１〜ＳＤ４を順次に形成していく最中に加工対象物１の厚さ方向に亀裂が連続的に進行してしまった。その結果、加工対象物１の切断面にツイストハックルＴが発生するなど、特に表面３側において切断面が蛇行してしまった。

そこで、中間位置に改質領域を形成する際に、個体差補正パターン及び球面収差補正パターンに加えて品質パターンを用いた。図１８は、改質領域を起点として加工対象物を切断したときの切断面を示す第５の図である。ここでは、シリコンからなる厚さ４００μｍの加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、表面３から遠い順に、改質領域ＳＤ１〜ＳＤ５を形成した。裏面２１側の位置の各改質領域ＳＤ１，ＳＤ２の形成、及び表面３側の位置の各改質領域ＳＤ４，ＳＤ５の形成に際しては、それぞれ、レーザ光Ｌの集光点Ｐで球面収差を補正し得る球面収差補正パターンＳを用い、個体差補正パターンＤに加えてその球面収差補正パターンＳを含む変調パターンでレーザ光Ｌを変調した。更に、裏面２１側の位置と表面３側の位置との間の中間位置の改質領域ＳＤ３の形成に際しては、個体差補正パターンＤ及び球面収差補正パターンＳに加えて品質パターンＪを含む変調パターンでレーザ光Ｌを変調した。

その結果、改質領域ＳＤ１，ＳＤ２を形成した時点で発生した亀裂は、加工対象物１の裏面２１に到達する一方で、改質領域ＳＤ３を形成した時点で発生した亀裂と繋がらなかった。また、改質領域ＳＤ４，ＳＤ５を形成した時点で発生した亀裂は、加工対象物１の表面３に到達する一方で、改質領域ＳＤ３を形成した時点で発生した亀裂と繋がらなかった。これにより、加工対象物１の切断精度の低下を防止しつつ、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の厚さ方向に形成する改質領域７の列数を減少させることが可能となった。

図１９は、改質領域を形成するためのレーザ光の集光スポットの模式図である。個体差補正パターン及び球面収差補正パターンを含む変調パターンでレーザ光Ｌを変調すると、図１９（ａ）に示されるように、レーザ光Ｌの集光スポットＣＳ１は、円形状の領域になった。一方、個体差補正パターン及び球面収差補正パターンに加えて品質パターンを含む変調パターンでレーザ光Ｌを変調すると、図１９（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌの集光スポットＣＳ２は、複数の点状の領域が切断予定ライン５の延在方向（すなわち、レーザ光Ｌの相対移動方向）Ａに沿って並設された形状となった。なお、隣り合う点状の領域は、一部分が重なり合っている場合と、隙間をもって離れている場合とがあった。

これは、切断予定ライン５と略直交する方向に延在する第１の明度領域Ｒ１、及び切断予定ライン５の延在方向において第１の明度領域Ｒ１の両側に位置する第２の明度領域Ｒ２を有する品質パターンによって、反射型空間光変調器２０３においてレーザ光Ｌが回折されているからと想定される。このような集光スポットＣＳ２を有するレーザ光Ｌを照射すれば、加工対象物１の厚さ方向に改質領域７を複数列形成する際に加工対象物１の厚さ方向に亀裂が連続的に進行するのを防止し得る改質領域７を加工対象物１に形成することができる。

以上説明したように、レーザ加工システム４００においては、変調パターンを作成するための要素パターンが複数種用意されており、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件に応じて、対応する改質領域７の形成のために要素パターンから変調パターンが作成される。そして、作成された変調パターンに基づいてレーザ光Ｌが変調され、変調されたレーザ光Ｌの照射によって加工対象物１に改質領域７が形成される。このように、加工対象物１に対する改質領域７の形成条件に応じて、予め用意されていた要素パターンから変調パターンが作成される。よって、レーザ加工システム４００によれば、所望の改質領域７を効率良く形成することができる。

そして、加工対象物１に複数種の改質領域７を形成する場合には、ＰＣ４０２は、全種の改質領域７について改質領域７ごとに変調パターンを作成した後に、当該変調パターンをレーザ加工装置３００に付与する。これにより、予め全種の改質領域７について変調パターンが用意されるので、レーザ加工装置３００において、より効率良く複数種の改質領域７を形成することができる。

また、レーザ光Ｌの波長は１０８０ｎｍ以上であることが好ましい。この場合、加工対象物１に対するレーザ光Ｌの透過率が高くなり、中間位置、裏面２１側の位置及び表面３側の位置に形成された改質領域７が亀裂を発生させ易いものとなるため、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の厚さ方向に形成する改質領域７の列数をより確実に減少させることができる。

更に、上述した改質領域７を起点として切断予定ライン５に沿って加工対象物１を切断することで、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って精度良く切断することができる。そして、加工対象物１を切断することにより半導体装置を製造することで、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。

例えば、図２０に示されるように、加工対象物１において、裏面２１側の位置に形成される改質領域７の列数、表面３側の位置に形成される改質領域７の列数、及び中間位置に形成される改質領域７の列数は、加工対象物１の厚さや材料に応じて変化させることができる。裏面２１側の位置に形成される改質領域７の列数は、当該改質領域７から裏面２１に亀裂が生じ得るように決定することができ、表面３側の位置に形成される改質領域７の列数は、当該改質領域７から表面３に亀裂が生じ得るように決定することができる。また、中間位置に形成される改質領域７の列数は、加工対象物１の厚さ方向に改質領域７を複数列形成する際に加工対象物１の厚さ方向に亀裂が連続的に進行するのを防止し得るように決定することができる。

また、変調パターンの要素となる要素パターンとして、品質パターン、個体差補正パターン及び球面収差補正パターンの他に、レーザ光Ｌの集光点Ｐでの非点収差を補正するための非点収差補正パターン等を用いてもよい。

また、空間光変調器は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭに限定されず、ＭＥＭＳ（メムス）−ＳＬＭやＤＭＤ(デフォーマブルミラーデバイス)等であってもよい。更に、空間光変調器は、反射型に限定されず、透過型であってもよい。空間光変調器としては、液晶セルタイプやＬＣＤタイプ等が挙げられる。また、反射型空間光変調器２０３においては、誘電体多層膜ミラーに代えて、シリコン基板の画素電極の反射を利用してもよい。

１…加工対象物、３…表面、５…切断予定ライン、７…改質領域、２１…裏面、２０３…反射型空間光変調器、３００…レーザ加工装置、４０２…ＰＣ（パターン作成手段）、４０２ａ…記憶部（パターン記憶手段）、４０３…コントローラ（パターン指定手段）、Ｒ１…第１の明度領域、Ｒ２…第２の明度領域、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点。

Claims (6)

1. 空間光変調器で変調したレーザ光を加工対象物に照射することにより、前記加工対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置と、
   前記空間光変調器において前記レーザ光に所定の変調を施すための変調パターンの要素となる複数種の要素パターンを記憶するパターン記憶手段と、
   前記加工対象物に対する前記改質領域の形成条件に応じて、前記改質領域に対し一種又は複数種の前記要素パターンを前記パターン記憶手段から取得し、一種の前記要素パターンを取得した場合には、対応する前記改質領域の形成のために当該一種の前記要素パターンを前記変調パターンとして前記レーザ加工装置に付与し、複数種の前記要素パターンを取得した場合には、対応する前記改質領域の形成のために、当該複数種の前記要素パターンを合成した合成パターンを前記変調パターンとして前記レーザ加工装置に付与するパターン作成手段と、を備えることを特徴とするレーザ加工システム。
2. 前記加工対象物に複数種の前記改質領域を形成する場合には、
   前記パターン作成手段は、全種の前記改質領域について前記改質領域ごとに前記変調パターンを作成した後に、当該変調パターンを前記レーザ加工装置に付与することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工システム。
3. 前記加工対象物に対する前記改質領域の前記形成条件が付与された際に、当該形成条件に応じて、前記改質領域に対し一種又は複数種の前記要素パターンを選定し、当該要素パターンを前記パターン作成手段に指定するパターン指定手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工システム。
4. 前記パターン記憶手段は、前記レーザ加工装置に生じる個体差を補正するための個体差補正パターンを前記要素パターンとして記憶していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のレーザ加工システム。
5. 前記パターン記憶手段は、前記加工対象物の材料及び前記加工対象物のレーザ光入射面から前記レーザ光の集光点までの距離に応じて生じる球面収差を補正するための球面収差補正パターンを前記要素パターンとして記憶していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のレーザ加工システム。
6. 板状の前記加工対象物の一方の主面をレーザ光入射面として前記加工対象物の切断予定ラインに沿って前記レーザ光の集光点を相対的に移動させ、前記加工対象物の他方の主面側の位置、前記一方の主面側の位置、及び前記他方の主面側の位置と前記一方の主面側の位置との間の中間位置に、切断の起点となる前記改質領域を形成する場合において、前記他方の主面側の位置に前記改質領域を形成した後かつ前記一方の主面側の位置に前記改質領域を形成する前に、前記中間位置に前記改質領域を形成するときのために、
   前記パターン記憶手段は、前記切断予定ラインと交差する方向に延在する第１の明度領域、及び前記切断予定ラインの延在方向において前記第１の明度領域の両側に位置する第２の明度領域を有する品質パターンを前記要素パターンとして記憶していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のレーザ加工システム。