KR101349556B1 - 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치 - Google Patents

레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치 Download PDF

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Abstract

이 레이저 가공 방법에서는, 집광점 P에 있어서의 레이저 광 L의 단면형상을 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상으로 한다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 형성되는 개질 영역(7)의 형상은 레이저 광 L의 입사 방향으로부터 보면, 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상이 된다. 이와 같은 형상을 가지는 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 내부에 형성되면, 개질 영역(7)을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물(1)을 절단했을 때에 절단면에 트위스트 해클(twist hackle)이 나타나는 것을 억제할 수 있어 절단면의 평탄도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Description

레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치{LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING DEVICE}
본 발명은 가공 대상물을 절단 예정 라인에 따라서 절단하기 위해서 사용되는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
종래에 있어서의 이런 종류의 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물의 내부에 집광점(集光点)을 맞추어 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 절단의 기점(起点)이 되는 개질(改質) 영역을 절단 예정 라인에 따라서 가공 대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공 방법이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본국 특개2004-179302호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그렇지만, 상술한 바와 같은 레이저 가공 방법을 사용융, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물을 절단하면, 절단면에 트위스트 해클(twist hackle)이 나타나, 절단면에 물결이나 요철이 발생하는 등, 절단면의 평탄도(平坦度)가 손상될 우려가 있다.
그래서, 본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물을 절단했을 때의 절단면의 평탄도를 향상시킬 수 있는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 레이저 가공 방법은 가공 대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 가공 대상물의 절단 예정 라인에 따라서, 절단의 기점이 되는 개질 영역을 가공 대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공 방법으로서, 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 단면 형상을 집광점으로 가지는 소정의 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 소정의 개질 영역을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 레이저 가공 방법에서는 집광점에 있어서의 소정의 레이저 광의 단면 형상(광축에 수직 단면 형상)을 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상으로 한다. 그 때문에, 가공 대상물의 내부에 형성되는 소정의 개질 영역의 형상은 레이저 광의 입사 방향에서 보면, 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상이 된다. 이와 같은 형상을 가지는 소정의 개질 영역이 가공 대상물의 내부에 형성되면, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물을 절단했을 때에 절단면에 트위스트 해클이 나타나는 것을 억제할 수 있어, 절단면의 평탄도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 절단의 기점이 되는 개질 영역은 가공 대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하는 것으로, 다광자 흡수 그 외의 광 흡수를 가공 대상물의 내부에서 생기게 하는 것에 의해 형성된다.
본 발명에 관한 레이저 가공 방법에 있어서는, 소정의 개질 영역을 형성하는 것에 의해, 절단 예정 라인에 따른 갈라짐을 소정의 개질 영역으로부터 가공 대상물의 레이저 광 입사면에 생기게 하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 소정의 개질 영역의 형상은 레이저 광의 입사 방향에서 보면, 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상인 것에서부터, 소정의 개질 영역으로부터 가공 대상물의 레이저 광 입사면에 생기게 한 갈라짐에 있어서는, 트위스트 해클의 출현이 억제된다. 따라서, 갈라짐이 사행(蛇行)하거나 크랭크 상태로 진행하거나 하는 것을 억제하여, 갈라짐을 거의 직진시킬 수 있고, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물을 절단했을 때의 절단면의 평탄도를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 가공 대상물의 두께가 비교적 얇은 경우에는 절단 예정 라인에 따른 갈라짐이 소정의 개질 영역으로부터 가공 대상물의 레이저 광 입사면에 생기고 있으면, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물을 확실히 절단하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관한 레이저 가공 방법에 있어서는 개질 영역을 가공 대상물의 내부에 형성한 후에, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 절단 예정 라인에 따라서 가공 대상물을 절단하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 가공 대상물을 절단 예정 라인에 따라서 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관한 레이저 가공 방법에 있어서는, 가공 대상물은 반도체 기판을 구비하고, 개질 영역은 용융 처리 영역을 포함하는 경우가 있다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물을 절단했을 때의 절단면의 평탄도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 의한 레이저 가공 중의 가공 대상물의 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 가공 대상물의 II-II선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 따른 레이저 가공 후의 가공 대상물의 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 가공 대상물의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 가공 대상물의 V-V선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 의해 절단된 가공 대상물의 평면도이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 있어서의 전계(電界) 강도와 크랙 스폿의 크기와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법의 제1 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법의 제2 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.
도 10은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법의 제3 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법의 제4 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.
도 12는 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면의 사진을 나타낸 도이다.
도 13은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 있어서의 레이저 광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 실시 형태의 레이저 가공 방법에 있어서의 가공 대상물의 평면도이다.
도 15는 도 14에 나타내는 가공 대상물의 XV-XV선에 따른 부분 단면도이다.
도 16은 도 14에 나타내는 가공 대상물의 이면에 확장 테이프를 부착한 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 17은 도 14에 나타내는 가공 대상물에 레이저 광을 조사하고 있는 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 18은 집광점에 있어서의 레이저 광 상태를 나타내는 도로서, (a)는 집광점에 있어서의 레이저 광의 단면 형상, (b)는 집광점에 있어서의 레이저 광의 강도 분포이다.
도 19는 도 14에 나타내는 가공 대상물의 이면에 부착된 확장 테이프를 확장 시킨 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 20은 1개의 절단 예정 라인에 대해서 5열의 개질 영역이 형성된 가공 대상물의 부분 단면도로서, (a)는 가공 대상물의 이면으로부터 1열째 및 2열째의 개질 영역을 정형(整形) 레이저 광의 조사에 의해 형성하고, 나머지 개질 영역을 비정형 레이저 광의 조사에 의해 형성한 경우, (b)는 가공 대상물의 이면으로부터 2 열째의 개질 영역을 정형 레이저 광의 조사에 의해 형성하고, 나머지 개질 영역을 비정형 레이저 광의 조사에 의해 형성한 경우, (c)는 가공 대상물의 이면으로부터 1열째의 개질 영역을 정형 레이저 광의 조사에 의해 형성하고, 나머지 개질 영역을 비정형 레이저 광의 조사에 의해 형성한 경우이다.
<부호의 설명>
1 … 가공 대상물, 3 … 표면(레이저 광 입사면), 5 … 절단 예정 라인, 7 … 개질 영역, 11 … 실리콘 웨이퍼(반도체기판), 13 … 용융 처리 영역, 24 … 갈라짐 50 … 레이저 가공 장치, 52 … 레이저 헤드(레이저 광원), 55 … 나이프 에지(가변 수단), 56 … 대물 렌즈(집광용 렌즈), L … 레이저 광, P … 집광점.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태의 레이저 가공 방법에서는 가공 대상물의 내부에 개질 영역을 형성하기 위해서 다광자 흡수라고 하는 현상을 이용한다. 그래서, 최초로 다광자 흡수에 의해 개질 영역을 형성하기 위한 레이저 가공 방법에 대해 설명한다.
재료의 흡수의 밴드 갭 EG보다 광자의 에너지 hν가 작으면 광학적으로 투명하게 된다. 따라서, 재료에 흡수가 생기는 조건은 hν > EG이다. 그러나, 광학적으로 투명하여도, 레이저 광의 강도를 아주 크게 하면 nhν > EG의 조건(n = 2, 3, 4, …)에서 재료에 흡수가 생긴다. 이 현상을 다광자 흡수라고 한다. 펄스파의 경우, 레이저 광의 강도는 레이저 광의 집광점의 피크 파워 밀도(W/cm2)에서 결정되고, 예를 들면 피크 파워 밀도가 1 × 108(W/cm2) 이상의 조건에서 다광자 흡수가 생긴다. 피크 파워 밀도는 (집광점에 있어서의 레이저 광의 1펄스 당의 에너지) ÷ (레이저 광의 빔 스폿 단면 × 펄스 폭)에 의해 구해진다. 또, 연속파인 경우, 레이저 광의 강도는 레이저 광의 집광점의 전계 강도(W/cm2)로 정해진다.
이와 같은 다광자 흡수를 이용하는 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법의 원리에 대해서, 도 1 ~ 도 6을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 모양(평판 모양)의 가공 대상물(1)의 표면(3)에는 가공 대상물(1)을 절단하기 위한 절단 예정 라인(5)이 있다. 절단 예정 라인(5)은 직선 모양으로 연장한 가상선이다. 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다광자 흡수가 생기는 조건에서 가공 대상물(1)의 내부에 집광점 P를 맞추어 레이저 광 L을 조사하여 개질 영역(7)을 형성한다. 또한, 집광점 P는 레이저 광 L이 집광하는 개소이다. 또, 절단 예정 라인(5)은 직선 모양으로 한정하지 않고 곡선 모양으로 하여도 좋으며, 가상선으로 한정하지 않고 가공 대상물(1)에 실제로 그은 선으로 하여도 좋다.
그리고, 레이저 광 L을 절단 예정 라인(5)에 따라서(즉, 도 1의 화살표 A 방향으로) 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 집광점 P를 절단 예정 라인(5)에 따라서 이동시킨다. 이것에 의해, 도 3 ~ 도 5에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 절단 예정 라인(5)에 따라서 가공 대상물(1)의 내부에 형성되고, 이 개질 영역(7)이 절단 기점 영역(8)이 된다. 여기서, 절단 기점 영역(8)이란, 가공 대상물(1)이 절단될 때에 절단(갈라짐)의 기점이 되는 영역을 의미한다. 이 절단 기점 영역(8)은 개질 영역(7)이 연속적으로 형성되는 것으로 형성되는 경우도 있고, 개질 영역(7)이 단속적으로 형성되는 것으로 형성되는 경우도 있다.
본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법은 가공 대상물(1)이 레이저 광 L을 흡수하는 것에 의해 가공 대상물(1)을 발열시켜 개질 영역(7)을 형성하는 것은 아니다. 가공 대상물(1)에 레이저 광 L을 투과시키고 가공 대상물(1)의 내부에 다광자 흡수를 발생시켜 개질 영역(7)을 형성하고 있다. 따라서, 가공 대상물(1)의 표면(3)에서는 레이저 광 L이 거의 흡수되지 않기 때문에, 가공 대상물(1)의 표면(3)이 용융하지 않는다.
가공 대상물(1)의 내부에 절단 기점 영역(8)을 형성하면, 이 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 갈라짐이 발생하기 쉬워지기 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 비교적 작은 힘으로 가공 대상물(1)을 절단할 수 있다. 따라서, 가공 대상물(1)의 표면(3)에 불필요한 갈라짐을 발생시키지 않고, 가공 대상물(1)을 고정밀도로 절단하는 것이 가능하게 된다.
이 절단 기점 영역(8)을 기점으로 한 가공 대상물(1)의 절단에는 다음의 2 방법을 고려할 수 있다. 하나는, 절단 기점 영역(8) 형성 후, 가공 대상물(1)에 인위적인 힘이 인가되는 것에 의해, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 가공 대상물(1)이 갈라져, 가공 대상물(1)이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들면 가공 대상물(1)의 두께가 큰 경우의 절단이다. 인위적인 힘이 인가된다는 것은, 예를 들면, 가공 대상물(1)의 절단 기점 영역(8)에 따라서 가공 대상물(1)에 굽힘 응력이나 전단 응력을 더하거나, 가공 대상물(1)에 온도차를 주는 것에 의해 열 응력을 발생시키거나 하는 것이다. 다른 하나는, 절단 기점 영역(8)을 형성하는 것에 의해, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 가공 대상물(1)의 단면 방향(두께 방향)을 향하여 자연히 갈라져, 결과적으로 가공 대상물(1)이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들면 가공 대상물(1)의 두께가 작은 경우에는 1열의 개질 영역(7)에 의해 절단 기점 영역(8)이 형성되는 것으로 가능하게 되고, 가공 대상물(1)의 두께가 큰 경우에는 두께 방향에 복수 열 형성된 개질 영역(7)에 의해 절단 기점 영역(8)이 형성되는 것으로 가능하게 된다. 또한, 이 자연히 갈라지는 경우도, 절단하는 개소에 있어서, 절단 기점 영역(8)이 형성되어 있지 않은 부위에 대응하는 부분의 표면(3) 위에까지 갈라짐이 앞지르지 않고, 절단 기점 영역(8)을 형성한 부위에 대응하는 부분만을 할단할 수 있으므로, 할단을 잘 제어할 수 있다. 최근, 실리콘 웨이퍼등의 가공 대상물(1)의 두께는 얇아지는 경향에 있으므로, 이와 같은 제어성이 좋은 할단 방법은 몹시 유효하다.
그런데, 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 있어서, 다광자 흡수에 의 해 형성되는 개질 영역으로서는, 다음의 (1) ~ (3)의 경우가 있다.
(1) 개질 영역이 1개 또는 복수의 크랙을 포함하는 크랙 영역인 경우
가공 대상물(예를 들면 유리나 LiTaO3로 이루어지는 압전재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전계 강도가 1 × 108(W/cm2) 이상인 한편 펄스 폭이 1㎲이하의 조건에서 레이저 광을 조사한다. 이 펄스 폭의 크기는 다광자 흡수를 생기게 하면서 가공 대상물의 표면에 불필요한 데미지를 주지 않고, 가공 대상물의 내부에만 크랙 영역을 형성할 수 있는 조건이다. 이것에 의해, 가공 대상물의 내부에는 다광자 흡수에 의한 광학적 손상이라고 하는 현상이 발생한다. 이 광학적 손상에 의해 가공 대상물의 내부에 열변형이 야기되고, 이것에 의해 가공 대상물의 내부에 크랙 영역이 형성된다. 전계 강도의 상한값로서는, 예를 들면 1 × 1012(W/cm2)이다. 펄스 폭은 예를 들면 1ns ~ 200ns가 바람직하다. 또한, 다광자 흡수에 의한 크랙 영역의 형성은, 예를 들면, 제45회 레이저 열 가공 연구회 논문집(1998년.12월)의 제23 페이지 ~ 제28 페이지의 「고체 레이저-고주파에 의한 유리 기판의 내부 마킹」에 기재되어 있다.
본 발명자는 전계 강도와 크랙의 크기와의 관계를 실험에 의해 구했다. 실험 조건은 다음과 같다.
(A) 가공 대상물 : 파이렉스(Pyrex)(등록상표) 유리(두께 700㎛)
(B) 레이저
광원 : 반도체 레이저 여기(勵起) Nd : YAG 레이저
파장 : 1064nm
레이저 광 스폿 단면 : 3.14 × 10-8cm2
발진(發振) 형태 : Q 스위치 펄스
반복 주파수 : 100kHz
펄스 폭 : 30ns
출력 : 출력 < 1mJ/펄스
레이저 광 품질 : TEM00
편광 특성 : 직선 편광
(C) 집광용 렌즈
레이저 광의 파장에 대한 투과율 : 60퍼센트
(D) 가공 대상물이 실어놓이는 재치대(載置臺)의 이동속도 : 100mm/초
또한, 레이저 광 품질이 TEM00란 집광성이 높고 레이저 광의 파장 정도까지 집광이능을 의미한다.
도 7은 상기 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 피크 파워 밀도이고, 레이저 광이 펄스 레이저 광이므로 전계 강도는 피크 파워 밀도로 나타낸다. 세로축은 1펄스의 레이저 광에 의해 가공 대상물의 내부에 형성된 크랙 부분(크랙 스폿)의 크기를 나타내고 있다. 크랙 스폿이 모여 크랙 영역이 된다. 크랙 스폿의 크기는 크랙 스폿의 형상 중 최대 길이가 되는 부분의 크기이다. 그래프 중의 검은점으로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 100배, 개구수(NA)가 0.80인 경우이다. 한편, 그래프 중의 흰점으로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 50배, 개구수(NA)가 0.55인 경우이다. 피크 파워 밀도가 1011(W/cm2) 정도로부터 가공 대상물의 내부에 크랙 스폿이 발생해, 피크 파워 밀도가 커짐에 따라 크랙 스폿도 커지는 것을 알 수 있다.
다음에, 크랙 영역 형성에 의한 가공 대상물의 절단의 메커니즘에 대해서, 도 8 ~ 도 11을 참조하여 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 다광자 흡수가 생기는 조건에서 가공 대상물(1)의 내부에 집광점 P를 맞추어 레이저 광 L을 조사하여 절단 예정 라인에 따라서 내부에 크랙 영역(9)을 형성한다. 크랙 영역(9)은 1개 또는 복수의 크랙을 포함한 영역이다. 이와 같이 형성된 크랙 영역(9)이 절단 기점 영역이 된다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 크랙 영역(9)을 기점으로 하여(즉, 절단 기점 영역을 기점으로 하여) 크랙이 더욱 성장해, 도 10에 나타내는 바와 같이, 크랙이 가공 대상물(1)의 표면(3)과 이면(21)에 도달하고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)이 갈라지는 것에 의해 가공 대상물(1)이 절단된다. 가공 대상물(1)의 표면(3)과 이면(21)에 도달하는 크랙은 자연히 성장하는 경우도 있고, 가공 대상물(1)에 힘이 인가되는 것에 의해 성장하는 경우도 있다.
(2) 개질 영역이 용융 처리 영역인 경우
가공 대상물(예를 들면 실리콘과 같은 반도체 재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전계 강도가 1 × 108(W/cm2) 이상인 한편 펄스 폭이 1㎲이하의 조건에서 레이저 광을 조사한다. 이것에 의해 가공 대상물의 내부는 다광자 흡수에 의해서 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 가공 대상물의 내부에 용융 처리 영역이 형성된다. 용융 처리 영역이란 일단 용융 후 재고화한 영역이나, 확실히 용융 상태의 영역이나, 용융 상태로부터 재고화하는 상태의 영역이며, 상변화한 영역이나 결정구조가 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 또, 용융 처리 영역이란 단결정 구조, 비정질 구조, 다결정 구조에 있어서, 어느 구조가 다른 구조로 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 즉, 예를 들면, 단결정 구조로부터 비정질 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 다결정 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 비정질 구조 및 다결정 구조를 포함한 구조로 변화한 영역을 의미한다. 가공 대상물이 실리콘 단결정 구조인 경우, 용융 처리 영역은 예를 들면 비정질 실리콘 구조이다. 전계 강도의 상한값로서는, 예를 들면 1 × 1012(W/cm2)이다. 펄스 폭은 예를 들면 1ns ~ 200ns가 바람직하다.
본 발명자는 실리콘 웨이퍼의 내부에서 용융 처리 영역이 형성되는 것을 실험에 의해 확인했다. 실험 조건은 다음과 같다.
(A) 가공 대상물 : 실리콘 웨이퍼(두께 350㎛, 외경 4인치)
(B) 레이저
광원 : 반도체레이저 여기 Nd : YAG 레이저
파장 : 1064nm
레이저 광 스폿 단면 : 3.14 × 10-8cm2
발진 형태 : Q 스위치 펄스
반복 주파수 : 100kHz
펄스 폭 : 30ns
출력 : 20uJ/펄스
레이저 광 품질 : TEM00
편광 특성 : 직선 편광
(C) 집광용 렌즈
배율 : 50배
N.A. : 0.55
레이저 광의 파장에 대한 투과율 : 60퍼센트
(D) 가공 대상물이 실어놓이는 재치대의 이동속도 : 100mm/초
도 12는 상기 조건에서의 레이저 가공에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면의 사진을 나타낸 도이다. 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 용융 처리 영역(13)이 형성되어 있다. 또한, 상기 조건에 의해 형성된 용융 처리 영역(13)의 두께 방향의 크기는 100㎛정도이다.
용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성된 것을 설명한다. 도 13은 레이저 광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프이다. 다만, 실리콘 기판의 표면 측과 이면 측 각각의 반사 성분을 제거하고, 내부만의 투과율을 나타내고 있다. 실리콘 기판의 두께 t가 50㎛, 100㎛, 200㎛, 500㎛, 1000㎛의 각각에 대해 상기 관계를 나타냈다.
예를 들면, Nd : YAG 레이저의 파장인 1064nm에 있어서, 실리콘 기판의 두께가 500㎛ 이하인 경우, 실리콘 기판의 내부에서는 레이저 광이 80％이상 투과하는 것을 알 수 있다. 도 12에 나타내는 실리콘 웨이퍼(11)의 두께는 350㎛이므로, 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역(13)은 실리콘 웨이퍼(11)의 중심 부근, 즉 표면으로부터 175㎛의 부분에 형성된다. 이 경우의 투과율은, 두께 200㎛의 실리콘 웨이퍼를 참고로 하면, 90％이상이므로, 레이저 광이 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 흡수되는 것은 거의 없고, 대부분이 투과한다. 이것은 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 레이저 광이 흡수되어, 용융 처리 영역(13)이 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 형성(즉 레이저 광에 의한 통상의 가열로 용융 처리 영역이 형성)된 것이 아니고, 용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성된 것을 의미한다. 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역의 형성은, 예를 들면, 용접 학회 전국 대회 강연 개요 제66집(2000년 4월)의 제72 페이지 ~ 제73 페이지의 「피코초 펄스 레이저에 의한 실리콘의 가공 특성 평가」에 기재되어 있다.
또한, 실리콘 웨이퍼는 용융 처리 영역에 의해서 형성되는 절단 기점 영역을 기점으로 하여 단면 방향으로 향하여 갈라짐을 발생시키고, 그 갈라짐이 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달하는 것에 의해, 결과적으로 절단된다. 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달하는 이 갈라짐은 자연히 성장하는 경우도 있고, 실리콘 웨이퍼에 힘이 인가되는 것에 의해 성장하는 경우도 있다. 그리고, 절단 기점 영역으로부터 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 갈라짐이 자연히 성장하는 경우에는, 절단 기점 영역을 형성하는 용융 처리 영역이 용융하고 있는 상태로부터 갈라짐이 성장하는 경우와, 절단 기점 영역을 형성하는 용융 처리 영역이 용융하고 있는 상태로부터 재고화할 때에 갈라짐이 성장하는 경우 중 어느 하나이다. 다만, 어느 쪽의 경우도 용융 처리 영역은 실리콘 웨이퍼의 내부에만 형성되고, 절단 후의 절단면에는, 도 12와 같이 내부에만 용융 처리 영역이 형성되어 있다. 이와 같이, 가공 대상물의 내부에 용융 처리 영역에 의해서 절단 기점 영역을 형성하면, 할단시, 절단 기점 영역 라인으로부터 어긋난 불필요한 갈라짐이 생기기 어렵기 때문에, 할단 제어가 용이하게 된다.
(3) 개질 영역이 굴절율 변화 영역의 경우
가공 대상물(예를 들면 유리)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전계 강도가 1 × 108(W/cm2) 이상인 한편 펄스 폭이 1ns이하인 조건에서 레이저 광을 조사한다. 펄스 폭을 지극히 짧게 하여, 다광자 흡수를 가공 대상물의 내부에 일으키게 하면, 다광자 흡수에 의한 에너지가 열에너지에 전화(轉化)하지 않고, 가공 대상물의 내부에는 이온가수 변화, 단결정화 또는 분극 배향 등의 영속적인 구조 변화가 야기되어 굴절율 변화 영역이 형성된다. 전계 강도의 상한값으로서는 예를 들면 1 × 1012(W/cm2)이다. 펄스 폭은 예를 들면 1ns 이하가 바람직하고, 1ps 이하가 더욱 바람직하다. 다광자 흡수에 의한 굴절율 변화 영역의 형성은, 예를 들면, 제42회 레이저 열 가공 연구회 논문집(1997년.11월)의 제105페이지 ~ 제111페이지의 「펨토초 레이저-조사에 의한 유리 내부에의 광 야기 구조 형성」에 기재되어 있다.
이상, 다광자 흡수에 의해 형성되는 개질 영역으로서 (1) ~ (3)의 경우를 설명하였으나, 웨이퍼 모양의 가공 대상물의 결정 구조나 그 벽개성(劈開性) 등을 고려하여 절단 기점 영역을 다음과 같이 형성하면, 그 절단 기점 영역을 기점으로 하여 보다 한층 작은 힘으로, 게다가 정밀도 좋게 가공 대상물을 절단하는 것이 가능하게 된다.
즉, 실리콘 등의 다이아몬드 구조의 단결정 반도체로 이루어지는 기판의 경우는 (111)면(제1 벽개면)이나 (110)면(제2 벽개면)에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또, GaAs 등의 섬(閃)아연광형 구조의 Ⅲ-V족 화합물 반도체로 이루어지는 기판의 경우는, (110)면에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 사파이어(Al2O3) 등의 육방정계의 결정구조를 가지는 기판의 경우는, (0001)면(C면)을 주면으로 하여 (1120)면(A면) 혹은 (1100)면(M면)에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 절단 기점 영역을 형성해야 하는 방향(예를 들면, 단결정 실리콘 기판에 있어서의 (111)면에 따른 방향), 혹은 절단 기점 영역을 형성해야 하는 방향에 직교하는 방향에 따라서 기판에 오리엔테이션 평면을 형성하면, 그 오리엔테이션 평면을 기준으로 하는 것으로, 절단 기점 영역을 형성해야 하는 방향에 따른 절단 기점 영역을 용이하고 또한 정확하게 기판에 형성하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 도 14는 본 실시 형태의 레이저 가공 방법에 있어서의 가공 대상물의 평면도이고, 도 15는 도 14에 나타내는 가공 대상물의 XV-XV선에 따른 부분 단면도이다.
도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)은 두께 50㎛의 실리콘 웨이퍼(반도체 기판)(11)과 복수의 기능소자(15)를 포함하고 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(11a)에 형성된 기능소자층(16)을 구비하고 있다. 기능소자(15)는, 예를 들면, 단결정 성장에 의해 형성된 반도체 동작층, 포토 다이오드 등의 수광 소자, 레이저 다이오드 등의 발광 소자, 혹은 회로로서 형성된 회로요소 등이며, 실리콘 웨이퍼(11)의 오리엔테이션 평면(6)에 평행한 방향 및 수직한 방향에 매트릭스 모양으로 다수 형성되어 있다.
이상과 같이 구성된 가공 대상물(1)을 이하와 같이 하여 기능 소자(15)마다 절단한다. 우선, 도 16에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)의 이면(21)에 확장 테이프(23)를 부착한다. 이어서, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기능소자층(16)을 위쪽으로 하여 가공 대상물(1)을 레이저 가공 장치(50)의 재치대(51) 위에 고정한다. 그리고, 가공 대상물(1)의 표면(3)을 레이저 광 입사면으로 하여 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 집광점 P를 맞추어 레이저 광 L을 다광자 흡수가 생기는 조건에서 조사하고, 재치대의 이동에 의해서, 서로 인접한 기능소자(15, 15) 사이를 통과하도록 격자 모양으로 설정된 절단 예정 라인(5)(도 14의 파선 참조)의 각각 따라 집광점 P를 스캔한다.
이것에 의해, 1개의 절단 예정 라인(5)에 대해서, 절단 예정 라인(5)에 따른 1열의 개질 영역(7)을 형성함과 동시에, 절단 예정 라인(5)에 따른 갈라짐(24)을 개질 영역(7)으로부터 가공 대상물(1)의 표면(3)에 생기게 한다. 또한, 개질 영역(7)은 용융 처리 영역이지만, 크랙이 혼재하는 경우도 있다.
여기서, 레이저 가공 장치(50)에 대해 설명한다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(50)는 레이저 광 L을 출사하는 레이저 헤드(레이저 광원)(52)와 출사된 레이저 광 L의 빔 지름을 확장하는 레이저 정형(整形) 광학계(53)와, 확장된 레이저 광 L의 광축 위에 위치하는 한편 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향으로 연장해 있는 슬릿(54)을 형성하는 결합의 나이프 에지(가변 수단)(55)를 구비하고 있다. 또한, 레이저 가공 장치(50)는 슬릿(54)을 통과한 레이저 광 L을 집광하는 대물 렌즈(집광용 렌즈)(56)와, 가공 대상물(1)의 표면(3)으로부터의 깊이가 일정한 위치에 집광점을 맞추기 위해서 대물 렌즈(56)를 상하 이동시키는 피에조 소자(57)를 구비하고 있다. 또한, 예를 들면, 레이저 정형 광학계(53)에 의해 확장된 레이저 광 L의 빔 지름은 5mm이고, 슬릿(54)의 폭은 1mm이며, 대물 렌즈(56)의 입사동(瞳)의 동경(瞳徑)은 2.7mm이다.
이것에 의해, 집광점 P에 있어서의 레이저 광 L의 단면형상(광축에 수직한 단면형상)은, 도 18(a)에 나타내는 바와 같이, 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상이 된다. 또, 집광점 P에 있어서의 레이저 광 L의 강도 분포는, 도 18(b)에 나타내는 바와 같이, 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향에 있어서 정규 분포(Gaussian distribution)의 양측의 아랫부분이 절단된 분포가 된다. 또한, 나이프 에지(55)는 레이저 광 L의 광축에 대해서 수평 방향으로 진퇴 가능하게 되어 있기 때문에, 슬 릿(54)의 폭을 바꾸는 것으로, 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이를 바꿀 수 있다.
개질 영역(7)을 형성함과 동시에 갈라짐(24)을 일으키게 한 후, 도 19에 나타내는 바와 같이, 확장 테이프(23)를 확장시켜, 개질 영역(7)을 기점으로 하여 갈라짐(24)을 가공 대상물(1)의 이면(21)에도 도달시키고, 실리콘 웨이퍼(11) 및 기능소자층(16)을 절단 예정 라인(5)에 따라서 절단함과 동시에, 절단되어 얻을 수 있던 각 반도체칩(25)을 서로 이간시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 레이저 가공 방법에서는 집광점 P에 있어서의 레이저 광 L의 단면형상을 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상으로 한다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 형성되는 개질 영역(7)의 형상은, 레이저 광 L의 입사 방향에서 보면, 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상이 된다. 이와 같은 형상을 가지는 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 내부에 형성되면, 개질 영역(7)을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물(1)을 절단했을 때에 절단면에 트위스트 해클이 나타나는 것을 억제할 수 있어, 절단면의 평탄도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또, 상술한 바와 같이, 개질 영역(7)의 형상은 레이저 광 L의 입사 방향에서 보면, 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상이기 때문에, 개질 영역(7)으로부터 가공 대상물(1)의 표면(3)에 생기게 한 갈라짐(24)에 있어서는 트위스트 해클의 출현이 억제 된다. 따라서, 갈라짐(24)이 사행하거나 크랭크 상태로 진행하거나 하는 것을 억제하여, 갈라짐(24)을 대략 직진시킬 수 있으며, 이것도 개질 영역(7)을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물(1)을 절단했을 때의 절단면의 평탄도의 향상에 기여하게 된다.
또, 가공 대상물(1)의 두께가 50㎛와 같이 비교적 얇은 경우에는, 절단 예정 라인(5)에 따른 갈라짐(24)을 개질 영역(7)으로부터 가공 대상물(1)의 표면(3)에 생기게 하는 것으로, 개질 영역(7)을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물(1)을 확실히(즉, 갈라짐이 남지 않고) 반도체칩(25)으로 절단하는 것이 가능하게 된다.
또한, 레이저 광 L은 가공 대상물(1)의 표면(3)에 있어서도, 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 형상을 가지고 있다. 그 때문에, 기능소자(15)가 열에 약한 것 같은 경우에 있어서도 서로 인접하는 기능소자(15, 15) 사이의 간격을 좁게 할 수 있어, 1매의 가공 대상물(1)로부터 보다 많은 반도체칩(25)을 얻는 것이 가능하게 된다.
본 발명은, 상술한 실시 형태로 한정되지 않는다.
예를 들면, 1개의 절단 예정 라인(5)에 대해서 가공 대상물(1)의 내부에 형성되는 개질 영역(7)의 열수는 가공 대상물(1)의 두께 등에 따라 변화하는 것으로, 1열로 한정되는 것은 아니다. 또, 절단 예정 라인(5)에 따른 갈라짐(24)을 개질 영역(7)으로부터 가공 대상물(1)의 표면(3)에 생기게 하지 않도록, 개질 영역(7)을 형성해도 좋다.
1개의 절단 예정 라인(5)에 대해서 복수 열의 개질 영역(7)을 형성하는 경우 에는 절단 예정 라인(5)에 수직한 방향의 최대 길이(이하, 「수직 방향 길이」라고 한다)가 절단 예정 라인(5)에 평행한 방향의 최대 길이(이하, 「평행 방향 길이」라고 한다)보다 짧은 단면형상을 집광점 P에서 가지는 레이저 광 L을 조사하는 것에 의해, 모든 개질 영역(7)을 형성해도 좋다. 다만, 가공 대상물(1)의 레이저 광 입사면으로부터 깊은 위치에 형성되는 개질 영역(7)은 얕은 위치에 형성되는 개질 영역(7)에 비해, 가공 대상물(1) 내에서의 레이저 광 L의 집광율의 영향에 의해 레이저 광 L의 에너지가 저하하기 때문에, 적정한 분단 동작을 가지지 않는 경우가 있다. 그래서, 가공 대상물(1)의 레이저 광 입사면으로부터 얕은 위치에 개질 영역(7)을 형성할 때, 수직 방향 길이가 평행 방향 길이보다 짧은 단면형상을 가지는 레이저 광 L을 조사해, 가공 대상물(1)의 레이저 광 입사면으로부터 깊은 위치에 개질 영역(7)을 형성할 때, 얕은 위치에 개질 영역(7)을 형성할 때에 비해, 수직 방향 길이가 긴 단면형상을 가지는 레이저 광 L을 조사하는 것이 바람직하다.
또, 1개의 절단 예정 라인(5)에 대해서 복수 열의 개질 영역(7)을 형성하는 경우에는 수직 방향 길이가 평행 방향 길이보다 짧은 단면형상을 가지는 레이저 광(이하, 「정형 레이저 광」라고 한다)를 조사하는 것에 의해, 가공 대상물(1)의 레이저 광 입사면으로부터 1열째 및 2열째의 개질 영역(7) 중 적어도 한쪽을 형성하고, 수직 방향 길이와 평행 방향 길이가 대충 같은 단면형상을 가지는 레이저 광(이하, 「비정형 레이저 광」라고 한다)를 조사하는 것에 의해, 나머지 개질 영역(7)을 형성해도 좋다. 이와 같이, 가공 대상물(1)의 레이저 광 입사면으로부터 1열째 및 2열째의 개질 영역(7) 중 적어도 한쪽을 정형 레이저 광에 의해 형성하는 것으로, 개질 영역(7)을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물(1)을 절단했을 때에 레이저 광 입사면의 절단 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 정형 레이저 광과 비정형 레이저 광의 전환은 상술한 레이저 가공 장치(50)에 있어서는, 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 레이저 광 L의 광축에 대해서 나이프 에지(55)를 전진시켜, 슬릿(54)의 폭을 좁게 하는 것으로, 정형 레이저 광을 얻을 수 있다. 한편, 레이저 광 L의 광축에 대해서 나이프 에지(55)를 후퇴시켜, 슬릿(54)의 폭을 넓게 하는 것으로, 비정형 레이저 광을 얻을 수 있다.
도 20은, 1개의 절단 예정 라인(5)에 대해서 5열의 개질 영역(71 ~ 75)이 형성된 가공 대상물(1)의 부분 단면도로서, (a)는 가공 대상물(1)의 이면(21)에서 1열째 및 2열째의 개질 영역(74, 75)을 정형 레이저 광의 조사에 의해 형성하고, 나머지 개질 영역(71 ~ 73)을 비정형 레이저 광의 조사에 의해 형성한 경우, (b)는 가공 대상물(1)의 이면(21)에서 2열째의 개질 영역(74)을 정형 레이저 광의 조사에 의해 형성하고, 나머지 개질 영역(71 ~ 73, 75)을 비정형 레이저 광의 조사에 의해 형성한 경우, (c)는 가공 대상물(1)의 이면(21)에서 1열째의 개질 영역(75)을 정형 레이저 광의 조사에 의해 형성하고, 나머지 개질 영역(71 ~ 74)을 비정형 레이저 광의 조사에 의해 형성한 경우이다. 또한, 도 20(a)의 경우는 절단 예정 라인(5)에 따른 깊은 갈라짐을 이면(21)에 생기게 하는데 유효하고, 도 20(b)의 경우는 절단 예정 라인(5)에 따른 얕은 갈라짐을 이면(21)에 생기게 하는데 유효하지만, 반드시 갈라짐을 일으키게 하는 것을 목적으로 하는 것은 아니다.
또, 상기 실시 형태는 가공 대상물(1)의 표면(3)을 레이저 광 입사면으로 하 는 경우였지만, 가공 대상물(1)의 이면(21)을 레이저 광 입사면으로 하여도 좋다. 또한, 상기 실시 형태는 절단 예정 라인(5) 위에 기능소자층(16)이 존재하는 경우였지만, 절단 예정 라인(5) 위에 기능소자층(16)이 존재하지 않고, 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(11a)이 노출하고 있는 상태로, 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(11a)을 레이저 광 입사면이라고 하여도 좋다.
본 발명에 의하면, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물을 절단했을 때의 절단면의 평탄도를 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 가공 대상물의 내부에 집광점(集光点)을 맞추어 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인에 따라서, 절단의 기점(起点)이 되는 개질(改質) 영역을 상기 가공 대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공 방법으로서,
    상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 상기 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 단면형상을 집광점으로 가지는 소정의 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 소정의 개질 영역을 형성하며,
    1개의 상기 절단 예정 라인에 대해서 복수 열의 상기 개질 영역을 형성하는 경우에 있어서, 상기 소정의 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 얕은 위치에 상기 소정의 개질 영역을 형성할 때에는, 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 상기 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 단면형상을 상기 집광점으로 가지는 상기 소정의 레이저 광을 조사하고, 상기 레이저 광 입사면으로부터 깊은 위치에 상기 소정의 개질 영역을 형성할 때에는, 얕은 위치에 상기 소정의 개질 영역을 형성할 때에 비해, 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 긴 단면형상을 상기 집광점으로 가지는 상기 소정의 레이저 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정의 개질 영역을 형성하는 것에 의해, 상기 절단 예정 라인에 따른 갈라짐을 상기 소정의 개질 영역으로부터 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면에 발생시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가공 대상물은 반도체 기판을 구비하고, 상기 개질 영역은 용융 처리 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 집광점에서의 상기 소정의 레이저 광의 강도 분포는 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향에 있어서 정규 분포(Gaussian distribution)의 양측의 아랫부분이 절단된 분포로 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질 영역을 상기 가공 대상물의 내부에 형성한 후에, 상기 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 상기 절단 예정 라인에 따라서 상기 가공 대상물을 절단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  6. 가공 대상물의 내부에 집광점(集光点)을 맞추어 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인에 따라서, 절단의 기점(起点)이 되는 개질(改質) 영역을 상기 가공 대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공 방법으로서,
    상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 상기 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 단면형상을 집광점으로 가지는 소정의 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 소정의 개질 영역을 형성하며,
    1개의 상기 절단 예정 라인에 대해서 복수 열의 상기 개질 영역을 형성하는 경우에 있어서, 상기 소정의 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 상기 레이저 광 입사면으로부터 1열째 및 2열째의 상기 개질 영역 중 적어도 한쪽을 상기 소정의 개질 영역으로 하고, 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이와 상기 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이가 같은 단면형상을 상기 집광점으로 가지는 상기 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 상기 소정의 개질 영역 이외의 상기 개질 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 소정의 개질 영역을 형성하는 것에 의해, 상기 절단 예정 라인에 따른 갈라짐을 상기 소정의 개질 영역으로부터 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면에 발생시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 가공 대상물은 반도체 기판을 구비하고, 상기 개질 영역은 용융 처리 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 집광점에서의 상기 소정의 레이저 광의 강도 분포는 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향에 있어서 정규 분포(Gaussian distribution)의 양측의 아랫부분이 절단된 분포로 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  10. 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질 영역을 상기 가공 대상물의 내부에 형성한 후에, 상기 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 상기 절단 예정 라인에 따라서 상기 가공 대상물을 절단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
  11. 가공 대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인에 따라서, 절단의 기점이 되는 개질 영역을 상기 가공 대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공 장치로서,
    상기 레이저 광을 출사(出射)하는 레이저 광원과,
    상기 레이저 광원으로부터 출사된 상기 레이저 광을 상기 가공 대상물의 내부에 집광하는 집광용 렌즈와,
    상기 집광점에 있어서의 상기 레이저 광의 단면형상에 있어서, 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이를 가변하는 가변 수단을 구비하며,
    상기 가공대상물의 레이저 광의 입사면으로부터의 깊이에 따라서, 상기 레이저 광은 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이가 상기 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이보다 짧은 단면형상을 상기 집광점으로 가지는 상기 레이저 광과, 상기 절단 예정 라인에 수직한 방향의 최대 길이와 상기 절단 예정 라인에 평행한 방향의 최대 길이가 같은 단면형상을 상기 집광점으로 가지는 상기 레이저 광으로, 상기 가변수단에 의해서 전환되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
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