JP6059059B2

JP6059059B2 - レーザ加工方法

Info

Publication number: JP6059059B2
Application number: JP2013069431A
Authority: JP
Inventors: 大祐河口
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: US9764421B2; KR20150133717A; KR102130746B1; WO2014156828A1; CN105189020A; CN105189020B; US20160039044A1; TW201509581A; DE112014001692T5; TWI652130B; JP2014188581A

Description

本発明は、互いに積層された一対の板状部材とそれらを互いに接合する接合層とを有する加工対象物を加工するためのレーザ加工方法に関する。

特許文献１には、レーザ光線を利用した被加工物分割方法が記載されている。この被加工物分割方法においては、被加工物の片面側から照射したレーザ光線を被加工物の他面の近傍で集光させた状態において、分割ラインに沿って被加工物とレーザ光線とを相対的に移動させることにより、分割ラインに沿って被加工物に変質領域を形成する。その後、この被加工物分割方法においては、分割ラインを中心として被加工物に曲げモーメントを加えることにより、分割ラインに沿って被加工物を破断させる。

特開２００４−３４３００８号公報

ところで、現在、一対の板状部材（第１及び第２の板状部材）を所定の接合層を介して互いに貼り合わせてなる加工対象物に対してレーザ加工を施すことが要求されている。そのような加工対象物に対してレーザ加工を施す場合には、例えば次のような方法が考えられる。すなわち、まず、第１の板状部材側から入射させたレーザ光を、第１の板状部材及び接合層を介して第２の板状部材に照射することによって、所望の加工予定ラインに沿って第２の板状部材に改質領域を形成する。その後、同様にして第１の板状部材側から入射させたレーザ光を第１の板状部材に照射することによって、加工予定ラインに沿って第１の板状部材に改質領域を形成する。

しかしながら、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合する接合層として、例えば金属や所定の樹脂等の光を透過し難い材料が用いられる場合がある。そのような接合層を有する加工対象物に対してレーザ加工を施す場合には、上述したように、第１の板状部材側から接合層を介して第２の板状部材にレーザ光を照射することが困難となる。したがって、そのような場合には、第１の板状部材側から第１の板状部材にレーザ光を照射して第１の板状部材に改質領域を形成した後に、加工対象物を反転させ、第２の板状部材側から第２の板状部材にレーザ光を照射して第２の板状部材に改質領域を形成すればよい。

しかしながら、その場合には、第２の板状部材に改質領域を形成すべく第２の板状部材側から第２の板状部材にレーザ光を照射する際に、先に第１の板状部材に形成された加工ライン（加工予定ラインに沿って形成された改質領域）に合わせてレーザ光の照射位置のアライメントを実施する必要があるが、第１の板状部材と第２の板状部材との間に光を透過し難い接合層が介在しているため、例えばＩＲカメラ等によってその第１の板状部材の加工ラインを認識することが困難である。その結果、第１の板状部材における加工ラインと第２の板状部材における加工ラインとが揃わず、加工品質が低下するおそれがある。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、加工品質の低下を抑制可能なレーザ加工方法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方法は、互いに積層された第１及び第２の板状部材と、第１の板状部材と第２の板状部材との間に配置され第１の板状部材と第２の板状部材とを互いに接合する接合層とを有し、加工予定ラインが設定された加工対象物を用意する第１の工程と、第１の板状部材における接合層と反対側の面である加工対象物の表面をレーザ光の入射面として、加工予定ラインに沿って第１の板状部材にレーザ光を照射することにより、加工予定ラインに沿って第１の板状部材に改質領域を形成する第２の工程と、加工対象物の表面をレーザ光の入射面として、加工予定ラインに沿って接合層にレーザ光を照射することにより、加工予定ラインに沿って接合層に加工痕を形成する第３の工程と、第１〜３の工程の後に、第２の板状部材における接合層と反対側の面である加工対象物の裏面をレーザ光の入射面として、加工予定ラインに沿って第２の板状部材にレーザ光を照射することにより、加工予定ラインに沿って第２の板状部材に改質領域を形成する第４の工程と、を備え、第４の工程においては、接合層に形成された加工痕を、第２の板状部材に対するレーザ光の照射位置のアライメントの基準として用いることにより、加工予定ラインに沿って第２の板状部材にレーザ光を照射する、ことを特徴とする。

このレーザ加工方法においては、第１の板状部材にレーザ光を照射することにより第１の板状部材に切断予定ラインに沿って改質領域を形成する一方で、第１の板状部材と第２の板状部材とを互いに接合する接合層に対してレーザ光を照射することにより、加工予定ラインに沿って接合層に加工痕を形成する。そして、第２の板状部材に改質領域を形成する際には、その接合層に形成された加工痕をアライメントの基準として用いることによって、加工予定ラインに沿って第２の板状部材にレーザ光を照射し、加工予定ラインに沿って第２の板状部材に改質領域を形成する。このため、接合層が金属や所定の樹脂等の光を透過し難い材料からなる場合であっても、先に形成される第１の板状部材の加工ライン（加工予定ラインに沿った改質領域）と、後に形成される第２の板状部材の加工ラインとを正確に揃わせることが可能となる。よって、このレーザ加工方法によれば、加工品質の低下を抑制することができる。

本発明に係るレーザ加工方法においては、第３の工程を実施して接合層に加工痕を形成した後に、第２の工程を実施して第１の板状部材に改質領域を形成することができる。この場合には、第１の板状部材に対する改質領域の形成に先だって、第１の板状部材よりも加工対象物の内側に位置する接合層にレーザ光を照射して加工痕を形成する。そのため、第１の板状部材側からのレーザ光の照射によって第１の板状部材に改質領域を形成する際に、接合層の加工痕が悪影響を及ぼすことが避けられる。

本発明に係るレーザ加工方法においては、第２の工程を実施する際に、第１の板状部材に照射されるレーザ光の漏れ光を接合層に照射して接合層に加工痕を形成することにより、第３の工程を実施することができる。この場合には、第１の板状部材に改質領域を形成する第２の工程と、接合層に加工痕を形成する第３の工程とを同時に行うことができるので、全体の加工時間を短縮することができる。

本発明によれば、加工品質の低下を抑制可能なレーザ加工方法を提供することができる。

改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。レーザ加工後の加工対象物の平面図である。図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。第１実施形態に係るレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。レーザ加工方法の対象となる加工対象物を示す図である。接合層の加工を行う工程を説明するための図である。第１の板状部材の加工を行う工程を説明するための図である。加工対象物を転写する工程、及び、第２の板状部材の加工を行う工程を説明するための図である。第２の板状部材の加工を行う固定を説明するための図である。第２実施形態に係るレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。第１の板状部材及び接合層の加工を行う工程を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法は、切断予定ライン（加工予定ライン）に沿って加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する場合を含む。そこで、加工対象物の材料を限定せずに、改質領域の形成について、図１〜図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の駆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としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウエハ等）が用いられる。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Ｐを合わせた状態において、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）相対移動させる。これにより、図４〜図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、要は、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３、裏面４、若しくは外周面）に露出していてもよい。

ちなみに、ここでのレーザ光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Ｐ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４側に進行する。

ところで、本実施形態で形成される改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理特性が周囲と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。さらに、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、さらに、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との境界に亀裂（割れ、マイクロクラック等）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又はサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる基板やウエハ、又はそのような基板やウエハを含むものが挙げられる。

また、本実施形態においては、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。
［第１実施形態］

引き続いて、本発明の第１実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。本実施形態に係るレーザ加工方法においては、一対の板状部材を互いに貼り合わせてなる加工対象物の加工を行う。特に、以下の説明においては、そのような加工対象物を所望の切断予定ライン（加工予定ライン）に沿って切断する場合について説明する。図７は、第１実施形態に係るレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。図８は、レーザ加工方法の対象となる加工対象物を示す図である。なお、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）のVIII−VIII線に沿っての部分的な断面図である。

このレーザ加工方法においては、まず、図８に示されるように、加工対象物１を用意する（第１の工程）。加工対象物１は、例えば、所定の機能性デバイスのためのワークである。加工対象物１は、第１の板状部材１１、第２の板状部材１２、及び接合層１３を有している。第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とは互いに積層されている。接合層１３は、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２との間に配置されている。接合層１３は、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とを互いに接合している。

また、ここでは、第１の板状部材１１における接合層１３と反対側の面が加工対象物１の表面３であり、第２の板状部材１２における接合層１３と反対側の面が加工対象物１の裏面４である。そして、加工対象物１は、その表面３が集光用レンズ１０５側に向けられている（図１参照）。なお、加工対象物１には、その一端から他端にわたって延在するように直線状の切断予定ライン５が設定されている。

第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２は、例えば、ガラスやシリコンからなる。第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とは、互いに同一の材料からなるものであってもよいし、互いに異なる材料からなるものであってもよい。第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２を構成する材料及び形状は、所望する機能デバイスに応じて適宜選択される。ここでは、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２は、略矩形の板状を呈している。したがって、加工対象物１も、全体として略矩形の板状を呈している。

接合層１３を構成する材料としては、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とを互いに貼り合わせて接合することが可能な任意の材料を用いることができる。より具体的には、接合層１３を構成する材料としては、例えば、金属（例えばＡｕ）や樹脂（例えばポリイミド）等を用いることができる。特に、接合層１３は、加工用のレーザ光やＩＲカメラ等における観察用の光を透過し難い材料から構成される場合（例えば、上述したようにＡｕ等の金属からなる場合や、厚く塗布されたポリイミド等の樹脂からなる場合）がある。

続いて、図７及び図９に示されるように、接合層１３の加工を行う（工程Ｓ１０１：第３の工程）。図９は、接合層の加工を行う工程を説明するための図である。特に、図９の（ｂ）は、図９の（ａ）のIX−IX線に沿っての部分的な断面図である。この工程Ｓ１０１においては、第１の板状部材１１側から第１の板状部材１１を介して接合層１３にレーザ光Ｌ１を照射することにより、接合層１３に加工痕（ダメージ痕：変質部分）１７を形成する。変質としては、例えば、レーザ光照射の加熱による軟化とその後の冷却による固化が考えられる。

より具体的には、この工程Ｓ１０１においては、まず、加工対象物１の表面（第１の板状部材１１における接合層１３と反対側の面）３をレーザ光Ｌ１の入射面として、レーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を接合層１３の内部に合わせた状態とする。その状態において、レーザ光Ｌ１に対して加工対象物１を相対的に移動させることにより、切断予定ライン５に沿って接合層１３にレーザ光Ｌ１を照射（走査）する。

これにより、例えばレーザ光Ｌ１のパルスピッチ（（レーザ光Ｌ１に対する加工対象物１の相対移動速度）／（レーザ光Ｌ１のパルス発振の周波数））に応じた間隔で、切断予定ライン５に沿って接合層１３の内部に加工痕１７が形成される。この工程Ｓ１０１においては、加工対象物１の一端から他端にわたってレーザ光Ｌ１を照射することにより、接合層１３の略全長にわたって加工痕１７を形成する。このとき、レーザ光Ｌ１の照射条件を調節することにより、接合層１３の内部のみならず、接合層１３と第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２（特に第２の板状部材１２）との接合界面に加工痕１７が達するようにしたり、加工痕１７同士が互いに連続するようにしたりすることができる。

なお、このように切断予定ライン５に沿って接合層１３に加工痕１７を形成すると、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って切断した際に、その切断により形成される各チップの端面（切断面）に加工痕１７が露出することとなる。しかしながら、各チップにおける第１の板状部材１１と第２の板状部材１２との接合は、接合層１３の面全体によってなされているので、各チップの端面における加工痕１７によって、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２との接合強度が低下することはない。また、加工痕１７は、レーザ光Ｌ１の照射による接合層１３の変質により形成されているに過ぎないため、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って切断した際に、接合層１３からダストが発生して接合層１３が部分的に欠落したり剥がれたりすることもない。

続いて、図７及び図１０に示されるように、第１の板状部材１１の加工を行う（工程Ｓ１０２：第２の工程）。図１０は、第１の板状部材の加工を行う工程を説明するための図である。特に、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）のX−X線に沿っての部分的な断面図である。この工程Ｓ１０２においては、第１の板状部材１１側から第１の板状部材１１にレーザ光Ｌ２を照射することにより、第１の板状部材１１に改質領域７を形成する。

より具体的には、この工程Ｓ１０２においては、まず、加工対象物１の表面３をレーザ光Ｌ２の入射面として、レーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２を第１の板状部材１１の内部に合わせた状態とする。その状態において、レーザ光Ｌ２に対して加工対象物１を相対的に移動させることにより、切断予定ライン５に沿って第１の板状部材１１にレーザ光Ｌ２を照射（走査）する。これにより、第１の板状部材１１の内部に切断予定ライン５に沿った改質領域７が形成される。この工程Ｓ１０２においては、加工対象物１の一端から他端にわたってレーザ光Ｌ２を照射することにより、第１の板状部材１１の略全長にわたって改質領域７を形成する。なお、この工程Ｓ１０２においては、第１の板状部材１１を含む加工対象物１の材質や厚さ、所望する切断の精度等に応じて、第１の板状部材１１の厚さ方向における改質領域７の形成位置を調整したり、第１の板状部材１１に複数列の改質領域７を形成したりすることができる。

続いて、図７及び図１１に示されるように、加工対象物１の転写を行う（工程Ｓ１０３）。すなわち、この工程Ｓ１０３においては、加工対象物１を反転させることにより、加工対象物１の裏面（第２の板状部材１２における接合層１３と反対側の面）４を集光用レンズ１０５側に向けた状態とする。なお、図１１は、加工対象物の転写を行う工程、及び、第２の板状部材の加工を行う工程を説明するための図である。特に、図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）のXI−XI線に沿った断面図である。

続いて、図７、図１１、及び図１２に示されるように、第２の板状部材１２の加工を行う（工程Ｓ１０４：第４の工程）。図１２は、第２の板状部材の加工を行う工程を説明するための図である。特に、図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）のXII−XII線に沿っての部分的な断面図である。この工程Ｓ１０４においては、第２の板状部材１２側から第２の板状部材１２にレーザ光Ｌ３を照射することにより、第２の板状部材１２に改質領域７を形成する。

そのために、まず、この工程Ｓ１０４においては、図１１に示されるように、第２の板状部材１２の厚さ方向及び切断予定ライン５の延在方向に交差する方向について（すなわち、図中の矢印方向について）、第２の板状部材１２に対するレーザ光Ｌ３の照射位置（レーザ光Ｌ３の集光点Ｐ３の位置）のアライメントを行う。より具体的には、先の工程Ｓ１０３で形成した第１の板状部材１１の加工ライン６（切断予定ライン５に沿って第１の板状部材１１に形成された改質領域７）と、この工程１０４で第２の板状部材１２に形成する加工ライン（切断予定ライン５に沿って第２の板状部材１２に形成する改質領域）とを揃えるために、第２の板状部材１２に対するレーザ光Ｌ３の照射位置を第１の板状部材１１の加工ライン６に合わせる。なお、図１１においては、便宜上、第１の板状部材１１の加工ライン６を加工対象物１の裏面４上に示している。

ここで、このレーザ加工方法においては、第１の板状部材１１よりも第２の板状部材１２側に位置する接合層１３に対して切断予定ライン５に沿った加工痕１７が形成されている。このため、例えばＩＲカメラ等を用いて第２の板状部材１２側からその加工痕１７を認識し、その加工痕１７に対してレーザ光Ｌ３の照射位置を合わせれば、第１の板状部材１１の加工ライン６（改質領域７）が第２の板状部材１２側から直接認識できない場合であっても、レーザ光Ｌ３の照射位置を第１の板状部材１１の加工ライン６に位置合わせすることができる。つまり、この工程Ｓ１０４においては、接合層１３の加工痕１７をアライメントの基準として用いることにより、加工ライン６（すなわち切断予定ライン５）に沿って第２の板状部材１２にレーザ光Ｌ３を照射することができる。

その後、この工程Ｓ１０４においては、図１２に示されるように、加工対象物１の裏面４をレーザ光Ｌ３の入射面として、レーザ光Ｌ３の集光点Ｐ３を第２の板状部材１２の内部に合わせた状態とする。その状態において、レーザ光Ｌ３に対して加工対象物１を相対的に移動させることにより、切断予定ライン５（及び加工ライン６）に沿って第１の板状部材１１にレーザ光Ｌ３を照射（走査）する。これにより、第２の板状部材１２の内部に切断予定ライン５（及び加工ライン６）に沿った改質領域７が形成される。

なお、この工程Ｓ１０４においては、加工対象物１の一端から他端にわたってレーザ光Ｌ３を照射することにより、第２の板状部材１２の略全長にわたって改質領域７を形成する。また、この工程Ｓ１０４においても、第２の板状部材１２を含む加工対象物１の材質や厚さ、所望する切断の精度等に応じて、第２の板状部材１２の厚さ方向における改質領域７の形成位置を調整したり、第２の板状部材１２に複数列の改質領域７を形成したりすることができる。

そして、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２に切断予定ライン５に沿った改質領域７が形成された加工対象物１に対して、例えば、切断予定ライン５に沿って応力を加えることにより、改質領域７を起点として加工対象物１を切断する。

以上説明したように、第１実施形態に係るレーザ加工方法においては、第１の板状部材１１にレーザ光Ｌ２を照射することにより第１の板状部材１１に切断予定ライン５に沿って改質領域７を形成する一方で、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とを互いに接合する接合層１３に対してレーザ光Ｌ１を照射することにより、切断予定ライン５に沿って接合層１３に加工痕１７を形成する。そして、第２の板状部材１２に改質領域７を加工する際には、その接合層１３に形成された加工痕１７をアライメントの基準として用いることによって、切断予定ライン５（すなわち加工ライン６）に沿って第２の板状部材１２にレーザ光Ｌ３を照射し、切断予定ライン５（すなわち加工ライン６）に沿って第２の板状部材１２に改質領域７を形成する。

このため、接合層１３が金属や所定の樹脂等の光を透過し難い材料からなる場合であっても、先に形成される第１の板状部材１１の加工ライン６と、後に形成される第２の板状部材１２の加工ラインとを正確に揃わせることが可能となる。よって、このレーザ加工方法によれば、加工品質の低下を抑制することができる。

特に、第１実施形態に係るレーザ加工方法においては、第１の板状部材１１に対する改質領域７の形成に先だって、第１の板状部材１１よりも加工対象物１の内側に位置する接合層１３にレーザ光Ｌ１を照射して加工痕１７を形成する。そのため、第１の板状部材１１側からのレーザ光Ｌ２の照射によって第１の板状部材１１に改質領域７を形成する際に、接合層１３の加工痕１７が悪影響を及ぼすことが避けられる。

また、第１実施形態に係るレーザ加工方法においては、加工対象物１の切断に先だって、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とを互いに接合する接合層１３に対して、切断予定ライン５に沿ったダメージ痕（加工痕１７）が形成される。このため、加工対象物１の切断に際し、接合層１３自体が切断予定ライン５に沿って切断されやすくなるので、加工品質を向上させることができる。
［第２実施形態］

引き続いて、本発明の第２実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。本実施形態に係るレーザ加工方法においても、第１実施形態に係るレーザ加工方法と同様に、一対の板状部材を互いに貼り合わせてなる加工対象物の切断を行う。図１３は、第２実施形態に係るレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。このレーザ加工方法においても、図８に示されるように、まず、加工対象物１を用意する（第１の工程）。

続いて、図１３及び図１４に示されるように、第１の板状部材１１及び接合層１３の加工を同時に行う（工程Ｓ２０１：第２の工程及び第３の工程）。図１４は、第１の板状部材及び接合層の加工を行う工程を説明するための図である。特に、図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）のXIV−XIV線に沿っての部分的な断面図である。この工程Ｓ２０１においては、第１の板状部材１１側から第１の板状部材１１及び接合層１３にレーザ光Ｌ４を照射することにより、第１の板状部材１１に改質領域７を形成すると共に接合層１３に加工痕１７を形成する。

より具体的には、この工程Ｓ２０１においては、まず、加工対象物１の表面３をレーザ光Ｌ４の入射面として、レーザ光Ｌ４の集光点Ｐ４を第１の板状部材１１の内部に合わせると共に、レーザ光Ｌ４の漏れ光（レーザ光）Ｌ５が接合層１３に照射される状態とする。その状態において、レーザ光Ｌ４に対して加工対象物１を相対的に移動させることにより、切断予定ライン５に沿って、第１の板状部材１１にレーザ光Ｌ４を照射（走査）する共に、接合層１３にレーザ光Ｌ４の漏れ光Ｌ５を照射（走査）する。

これにより、第１の板状部材１１の内部に切断予定ライン５に沿った改質領域７が形成されると共に、接合層１３の内部に切断予定ライン５に沿った加工痕１７が形成される。この工程Ｓ２０１においては、加工対象物１の一端から他端にわたってレーザ光Ｌ４を照射することにより、第１の板状部材１１及び接合層１３の略全長にわたって改質領域７及び加工痕１７を形成する。なお、この工程Ｓ２０１においても、第１の板状部材１１を含む加工対象物１の材質や厚さ、所望する切断の精度等に応じて、第１の板状部材１１の厚さ方向における改質領域７の形成位置を調整したり、第１の板状部材１１に複数列の改質領域７を形成したりすることができる。

このレーザ加工方法の以下の工程は、第１実施形態に係るレーザ加工方法と同様である。すなわち、このレーザ加工方法においても、図８及び図１１に示されるように、加工対象物１の転写（反転）を行った（工程Ｓ２０２）後に、図８、図１１、及び図１２に示されるように、第２の板状部材１２側から第２の板状部材１２にレーザ光Ｌ３を照射することにより、第２の板状部材１２に改質領域７を形成する（工程Ｓ２０３：第４の工程）。そして、加工対象物１に対して切断予定ライン５に沿って応力を加えることにより、その改質領域７を起点として加工対象物１を切断する。

以上のような第２実施形態に係るレーザ加工方法によれば、第１実施形態に係るレーザ加工方法と同様の理由から、接合層１３が光を透過し難い材料からなる場合であっても、第１の板状部材１１の加工ライン６と第２の板状部材１２の加工ラインとを正確に揃わせることが可能となるので、加工品質の低下を抑制することができる。

特に、第２実施形態に係るレーザ加工方法においては、第１の板状部材１１に改質領域７を形成する工程と、接合層１３に加工痕１７を形成する工程とを同時に行うことができるので、全体の加工時間を短縮することができる。

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ加工方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係るレーザ加工方法は、上述した第１及び第２実施形態に係るレーザ加工方法に限定されない。本発明に係るレーザ加工方法は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した第１及び第２実施形態に係るレーザ加工方法を任意変更したものとすることができる。

例えば、第１及び第２実施形態に係るレーザ加工方法においては、工程Ｓ１０１，Ｓ２０１において、接合層１３の全長にわたって加工痕１７を形成するものとしたが、接合層１３の加工痕１７は、後の工程において第２の板状部材１２を加工する際にレーザ光Ｌ３のアライメントの基準として用いることができればよいことから、切断予定ライン５に沿って接合層１３の一部分のみに形成されてもよい。

また、第１及び第２実施形態に係るレーザ加工方法は、加工対象物１の一端から他端にわたって延びる切断予定ライン５を設定し、その切断予定ライン５に沿って加工対象物１を切断するためのものであるが、本発明に係るレーザ加工方法はこの場合に限定されない。本発明に係るレーザ加工方法は、例えば、加工対象物１を所望の形状に刳り貫く等、加工対象物１の一部分を加工対象物１から切除するためのレーザ加工に適用することができる。その場合には、切除する所望の位置及び形状に応じて加工対象物１に加工予定ラインを設定すればよい。

１…加工対象物、３…表面、４…裏面、５…切断予定ライン（加工予定ライン）、７…改質領域、１１…第１の板状部材、１２…第２の板状部材、１３…接合層、１７…加工痕、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…レーザ光、Ｌ５…漏れ光。

Claims

互いに積層された第１及び第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に配置され前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを互いに接合する接合層とを有し、加工予定ラインが設定された加工対象物を用意する第１の工程と、
前記第１の板状部材における前記接合層と反対側の面である前記加工対象物の表面をレーザ光の入射面として、前記加工予定ラインに沿って前記第１の板状部材にレーザ光を照射することにより、前記加工予定ラインに沿って前記第１の板状部材に改質領域を形成する第２の工程と、
前記加工対象物の前記表面をレーザ光の入射面として、前記加工予定ラインに沿って前記接合層にレーザ光を照射することにより、前記加工予定ラインに沿って前記接合層に加工痕を形成する第３の工程と、
前記第１〜３の工程の後に、前記第２の板状部材における前記接合層と反対側の面である前記加工対象物の裏面をレーザ光の入射面として、前記加工予定ラインに沿って前記第２の板状部材にレーザ光を照射することにより、前記加工予定ラインに沿って前記第２の板状部材に改質領域を形成する第４の工程と、を備え、
前記第４の工程においては、前記接合層に形成された前記加工痕を、前記第２の板状部材に対するレーザ光の照射位置のアライメントの基準として用いることにより、前記加工予定ラインに沿って前記第２の板状部材にレーザ光を照射する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。
前記第３の工程を実施して前記接合層に前記加工痕を形成した後に、前記第２の工程を実施して前記第１の板状部材に改質領域を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
前記第２の工程を実施する際に、前記第１の板状部材に照射されるレーザ光の漏れ光を前記接合層に照射して前記接合層に前記加工痕を形成することにより、前記第３の工程を実施する、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。