KR20040099323A

KR20040099323A - 레이저 가공 방법

Info

Publication number: KR20040099323A
Application number: KR10-2004-7014282A
Authority: KR
Inventors: 후쿠요후미츠구; 후쿠미츠겐시
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-11-26
Also published as: ES2356817T3; JP5689449B2; JPWO2003076120A1; EP2199009A3; EP2199009A2; US8802543B2; US20100015783A1; TWI296218B; JP5778239B2; US20130252402A1; ATE512751T1; US7749867B2; EP1498216A1; JP2011206851A; JP4970628B1; US8598015B2; CN1642688A; JP2014068031A; CN100448593C; CN101412154B

Abstract

여러 가지 적층 구조를 갖는 가공 대상물(1)을 고정밀도로 절단할 수 있는 레이저 가공 방법을 제공한다. 기판과 이 기판의 표면(3)에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물(1)의 적어도 기판의 내부에 집광점(P)을 맞춰서 레이저 광(L)을 조사함으로써, 적어도 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역(7)을 형성하고, 상기 개질 영역에 의해 절단 기점 영역(8)을 형성한다. 그리고, 이 절단 기점 영역(8)을 따라 가공 대상물을 절단함으로써, 가공 대상물(1)을 고정밀도로 절단할 수 있다.

Description

레이저 가공 방법 {LASER PROCESSING METHOD}

최근, 반도체 디바이스용으로서 Al₂O₃기판상에 GaN 등의 반도체 동작층을 결정 성장시킨 것이나, 액정 표시 장치용으로서 유리 기판상에 다른 유리 기판을 접합한 것 등, 여러 가지 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단하는 기술이 요구되고 있다.

종래, 이들 적층 구조를 갖는 가공 대상물의 절단에는, 블레이드 다이싱법이나 다이아몬드 스크라이브법이 사용되는 것이 일반적이다.

블레이드 다이싱법이란, 다이아몬드 블레이드 등에 의하여 가공 대상물을 절삭하여 절단하는 방법이다. 한편, 다이아몬드 스크라이브법이란, 다이아몬드 포인트 툴에 의해 가공 대상물의 표면에 스크라이브 라인을 설정하고, 이 스크라이브 라인을 따르도록 가공 대상물의 이면에 나이프 에지를 눌러대고, 가공 대상물을 분할하여 절단하는 방법이다.

본 발명은 기판의 표면에 적층부가 설치되어서 구성된 가공 대상물의 절단에 사용되는 레이저 가공 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 의한 레이저 가공 중의 가공 대상물의 평면도.

도 2는 도 1에 나타내는 가공 대상물의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도.

도 3은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 의한 레이저 가공후의 가공 대상물의 평면도.

도 4는 도 3에 나타내는 가공 대상물의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도.

도 5는 도 3에 나타내는 가공 대상물의 V-V 선에 따른 단면도.

도 6은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 의해 절단된 가공 대상물의 평면도.

도 7은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 있어서의 전계 강도와 크랙 스폿의 크기의 관계를 나타내는 그래프.

도 8은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법의 제 1 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도.

도 9는 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법의 제 2 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도.

도 10은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법의 제 3 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도.

도 11은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법의 제 4 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도.

도 12는 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면의 사진을 나타낸 도면.

도 13은 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 있어서의 레이저 광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프.

도 14는 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 장치의 개략 구성도.

도 15는 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 플로차트.

도 16a는 실시예1에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 이면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 16b는 실시예1에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 표면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 17a는 실시예2에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 이면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 17b는 실시예2에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 표면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 18a는 실시예3에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 표면 근방과 적층부에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 18b는 실시예3에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 이면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 18c는 실시예3에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 표면 근방에 개질영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 19는 실시예4에 관련된 가공 대상물을 나타내는 도면.

도 20a는 실시예5에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 표면 근방과 적층부의 표면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 20b는 실시예5에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 이면 근방과 적층부의 이면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 21a는 실시예5에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 표면 근방과 적층부의 이면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 21b는 실시예5에 관련된 가공 대상물에 있어서 기판의 이면 근방과 적층부의 표면 근방에 개질 영역을 형성한 경우를 나타내는 도면.

도 22는 실시예6에 관련된 가공 대상물의 주요부를 나타내는 확대 단면도.

하지만, 블레이드 다이싱법에 있어서는, 예를 들면 가공 대상물이 상술한 액정 표시 장치용인 경우, 유리 기판과 다른 유리 기판과의 사이에 간극이 설정되어 있기 때문에, 이 간극에 절삭 찌꺼기나 윤활 세정수가 들어가 버릴 우려가 있다.

또, 다이아몬드 스크라이브법에 있어서는, 가공 대상물이 Al₂O₃기판 등의 경도가 높은 기판을 갖고 있는 경우나, 또는 가공 대상물이 유리 기판 끼리를 접합한 것인 경우 등에, 가공 대상물의 표면뿐만 아니라 이면에도 스크라이브 라인을 설정하지 않으면 안되고, 이 표면과 이면에 설정된 스크라이브 라인의 위치 어긋남에 의하여 절단 불량이 생길 우려가 있다.

그래서, 본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 상술한 것과 같은 문제를 해결하고, 여러 가지 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있는 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판과 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 적어도 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의하여, 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물이 갖는 기판의 내부에, 다광자 흡수라고 하는 현상에 의해 형성되는 개질 영역에 의하여, 가공 대상물을 절단해야할 원하는 절단 예정 라인에 따른 절단 기점 영역을 형성할 수 있다. 더구나, 기판의 표면에 설치되어 있는 적층부의 두께나 재질 등을 고려하여, 기판의 표면으로부터 절단 기점 영역에 있어서의 개질 영역까지의 거리를, 레이저 광의 집광점을 맞추는 위치를 조절함으로써 제어할 수 있다. 따라서 기판의 내부에 형성된 절단 기점 영역을 기점으로 하여, 기판의 표면에 적층부가 설치되어 구성된 가공 대상물을 비교적 작은 힘으로 분할하여 절단할 수 있고, 각종의 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있게 된다.

여기서, 기판의 표면에 설치된 적층부란, 기판의 표면에 퇴적된 것, 기판의 표면에 접합된 것, 또는 기판의 표면에 장착된 것 등을 말하며, 기판에 대하여 이종 재료인지 동종 재료인지는 묻지 않는다. 그리고, 기판의 표면에 설치된 적층부에는 기판에 밀착하여 설치되는 것이나, 기판과 간극을 두고서 설치되는 것 등이 있다. 예로서는, 기판상에 결정 성장에 의하여 형성된 반도체 동작층이나, 유리 기판상에 접합된 다른 유리 기판 등이 있고, 적층부는 이종 재료를 복수 층 형성한 것도 포함한다. 또, 기판의 내부란, 적층부가 설치되어 있는 기판의 표면상도 포함하는 의미이다. 또, 집광점이란, 레이저 광이 집광한 개소를 말한다. 또한, 절단 기점 영역이란, 가공 대상물이 절단될 때에 절단의 기점으로 되는 영역을 의미한다. 따라서 절단 기점 영역은, 가공 대상물에 있어서 절단이 예정되는 절단 예정부이다. 그리고, 절단 기점 영역은, 개질 영역이 연속적으로 형성되는 것으로 형성되는 경우도 있고, 개질 영역이 단속적으로 형성되는 것으로 형성되는 경우도 있다.

또, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판과 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사하고, 적어도 기판의 내부에 크랙 영역을 포함하는 개질 영역을 형성하며, 이 개질 영역에 의해, 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 조건으로 레이저 광이 조사되면, 기판의 내부에서는 다광자 흡수에 의한 광학적 손상이라고 하는 현상이 발생한다. 이 광학적 손상에 의해 기판의 내부에 열 변형이 유기되어 기판의 내부에 크랙 영역이 형성된다. 크랙 영역은 상술한 개질 영역의 일례이다. 이 레이저 가공 방법의 대상으로 되는 기판으로서는, 예를 들면 유리를 포함하는 부재가 있다.

또, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판과 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사하여, 적어도 기판의 내부에 용융 처리 영역을 포함하는 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 조건으로 레이저 광이 조사되면, 기판의 내부는 다광자 흡수에 의하여 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 기판의 내부에 용융 처리 영역이 형성된다. 용융 처리 영역은 상술한 개질 영역의 일례이다. 이 레이저 가공 방법의 대상으로 되는 기판으로서는, 예를 들면 반도체 재료를 포함하는 부재가 있다.

또, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판과 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎱ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사하여, 적어도 기판의 내부에 굴절률이 변화한 영역인 굴절률 변화 영역을 포함하는 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 조건으로 레이저 광이 조사되면, 기판의 내부에서는 다광자 흡수가 발생하지만, 펄스폭이 극히 짧기 때문에, 다광자 흡수에 의한 에너지가 열에너지로 전화하지 않고, 기판의 내부에는 이온가 수 변화, 결정화 또는 분극 배향 등의 영속적인 구조 변화가 유기되어서 굴절률 변화 영역이 형성된다. 굴절률 변화 영역은 상술한 개질 영역의 일례이다. 이 레이저 가공 방법의 대상으로 되는 기판으로서는, 예를 들면 유리를 포함하는 부재가 있다.

또, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판과 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 적어도 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의하여, 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 개질 영역은, 기판의 내부에 있어서 크랙이 발생한 영역인 크랙 영역, 기판의 내부에 있어서 용융 처리한 영역인 용융 처리 영역, 및 기판의 내부에 있어서 굴절률이 변화한 영역인 굴절률 변화 영역 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 경우도 있다.

이 레이저 가공 방법에 의하면, 상술한 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법과 동일한 이유에 의해, 여러 가지의 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있게 된다. 단, 개질 영역의 형성은, 다광자 흡수가 원인으로 되는 경우도 있고, 다른 것이 원인으로 되는 경우도 있다.

또, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판과 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물에 대하여, 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하는 동시에, 적층부의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 기판의 내부와 적층부의 내부에 각각 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 개질 영역은, 기판의 내부에 있어서 크랙이 발생한 영역인 크랙 영역, 기판의 내부에 있어서 용융 처리한 영역인 용융 처리 영역, 및 기판의 내부에 있어서 굴절률이 변화한 영역인 굴절률 변화 영역 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 경우도 있다.

이 레이저 가공 방법에 의하면, 기판의 내부와 함께 적층부의 내부에도 절단 예정 라인에 따른 절단 기점 영역을 형성하기 때문에, 가공 대상물을 보다 작은 힘으로 분할하여 절단할 수 있고, 여러 가지의 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있게 된다. 또한, 기판의 내부에의 개질 영역의 형성과 적층부의 내부에의 개질 영역과의 형성은, 예를 들면 다른 레이저 광원을 사용하여 동시에 행해도 되고, 동일한 레이저 광원을 사용하여 따로따로 (순서 부동) 행해도 된다. 그리고, 개질 영역의 형성은, 다광자 흡수가 원인으로 되는 경우도 있고, 다른 것이 원인으로 되는 경우도 있다.

또, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판과 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 적어도 기판의 내부에 절단 예정 라인을 따라 개질 영역을 형성하는 것으로, 가공 대상물을 절단하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 개질 영역은, 기판의 내부에 있어서 크랙이 발생한 영역인 크랙 영역, 기판의 내부에 있어서 용융 처리한 영역인 용융 처리 영역, 및 기판의 내부에 있어서 굴절률이 변화한 영역인 굴절률 변화 영역 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 경우도 있다.

이 레이저 가공 방법에 의하면, 기판의 내부에 형성된 개질 영역을 기점으로 하여, 절단 예정 라인에 따른 균열이 자연적으로 기판 및 적층부에 성장하여 절단할 수 있다. 이 레이저 가공 방법은, 예를 들면, 기판에 비하여 적층부가 얇은 경우 등에 유효하다. 단, 개질 영역의 형성은, 다광자 흡수가 원인으로 되는 경우도 있고, 다른 것이 원인으로 되는 경우도 있다.

상술한 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법에 있어서는, 기판의 내부에 집광점이 맞춰져서 조사되는 레이저 광은, 기판의 이면측으로부터 조사되는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 기판의 표면에 설치된 적층부가 레이저 광의 차광성이나 흡수성을 갖는 경우라도, 가공 대상물의 기판의 내부에 개질 영역에 의해 절단 기점 영역을 형성할 수 있다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법은, 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의하여, 기판의 절단 예정 라인을 따라 기판의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정과, 절단 기점 영역을 형성하는 공정 후, 기판의 표면에 적층부를 설치하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 레이저 가공 방법에 의하면, 기판의 표면에 적층부를 설치하기 전에, 기판의 내부에 절단 기점 영역을 형성하지만, 다광자 흡수에 의한 개질 영역의 형성은 국소적인 것으로서, 기판의 표면에서는 레이저 광이 거의 흡수되지 않기 때문에, 기판의 표면이 용융하는 경우는 없다. 따라서, 기판의 내부에 개질 영역이 형성되어 있지 않는 경우와 동일하게, 기판의 표면에 적층부를 설치하여 가공 대상물을 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 형성된 가공 대상물은, 상기와 동일한 이유에 의해, 기판의 내부에 형성된 절단 기점 영역을 기점으로 하여 비교적 작은 힘으로 분할하여 절단할 수 있고, 따라서 여러 가지 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있게 된다.

이하, 도면과 함께 본 발명의 적절한 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에서는, 가공 대상물의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성한다. 그래서, 이 레이저 가공 방법, 특히 다광자 흡수에 대해 먼저 설명한다.

재료의 흡수의 밴드 갭(E_G)보다 광양자의 에너지(hv)가 작으면 광학적으로 투명해진다. 따라서, 재료에 흡수가 생기는 조건은 hv > E_G이다. 그러나, 광학적으로 투명해도, 레이저 광의 강도를 상당히 크게 하면 nhv > E_G의 조건(n = 2,3,4,···)으로 재료에 흡수가 생긴다. 이 현상을 다광자 흡수라 한다. 펄스파의 경우, 레이저 광의 강도는 레이저 광의 집광점의 피크 파워 밀도(W/㎠)로 결정되며, 예를 들면 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상의 조건에서 다광자 흡수가 생긴다. 피크 파워 밀도는, (집광점에 있어서의 레이저 광의 1펄스당의 에너지) ÷(레이저 광의 빔 스폿 단면적 ×펄스 폭)에 의해 구해진다. 또, 연속파의 경우, 레이저 광의 강도는 레이저 광의 집광점의 전계 강도(W/㎠)로 정해진다.

이와 같은 다광자 흡수를 이용하는 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공의 원리에 대하여, 도 1∼도 6을 참조하여 설명한다. 도 1은 레이저 가공 중의 가공 대상물(1)의 평면도이고, 도 2는 도 1에 나타내는 가공 대상물(1)의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이며, 도 3은 레이저 가공 후의 가공 대상물(1)의 평면도이고, 도 4는 도 3에 나타내는 가공 대상물(1)의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 3에 나타내는 가공 대상물(1)의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이고, 도 6은 절단된 가공 대상물(1)의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)의 표면(3)에는, 가공 대상물(1)을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인(5)이 있다. 절단 예정 라인(5)은 직선 형상으로 뻗은 가상선이다(가공 대상물(1)에 실제로 선을 그어서 절단 예정 라인(5)으로 해도 된다). 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공은, 다광자 흡수가 생기는 조건으로 가공 대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞춰서 레이저 광(L)을 가공 대상물(1)에 조사하여 개질 영역(7)을 형성한다. 또한, 집광점이란 레이저 광(L)이집광한 개소인 것이다.

레이저 광(L)을 절단 예정 라인(5)을 따라(즉, 화살표 A 방향을 따라) 상대적으로 이동시킴으로써, 집광점(P)을 절단 예정 라인(5)을 따라 이동시킨다. 이것에 의해, 도 3∼도 5에 나타내는 바와 같이 개질 영역(7)이 절단 예정 라인(5)을 따라 가공 대상물(1)의 내부에만 형성되며, 이 개질 영역(7)에 의하여 절단 기점 영역(절단 예정부: 8)이 형성된다. 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법은, 가공 대상물(1)이 레이저 광(L)을 흡수함으로써 가공 대상물(1)을 발열시켜 개질 영역(7)을 형성하는 것은 아니다. 가공 대상물(1)에 레이저 광(L)을 투과시켜 가공 대상물(1)의 내부에 다광자 흡수를 발생시켜서 개질 영역(7)을 형성하고 있다. 따라서, 가공 대상물(1)의 표면(3)에서는 레이저 광(L)이 거의 흡수되지 않기 때문에, 가공 대상물(1)의 표면(3)이 용융되는 일은 없다.

가공 대상물(1)의 절단에 있어서, 절단한 개소에 기점이 있으면 가공 대상물(1)은 그 기점으로부터 깨어지므로, 도 6에 나타내는 바와 같이 비교적 작은 힘으로 가공 대상물(1)을 절단할 수 있다. 따라서, 가공 대상물(1)의 표면(3)에 불필요한 균열을 발생시키는 일 없이 가공 대상물(1)의 절단이 가능해진다.

또한, 절단 기점 영역을 기점으로 한 가공 대상물의 절단에는, 다음의 2가지를 고려할 수 있다. 하나는, 절단 기점 영역 형성 후, 가공 대상물에 인위적인 힘이 인가되는 것에 의해, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물이 균열되어 가공 대상물이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들면 가공 대상물의 두께가 큰 경우의 절단이다. 인위적인 힘이 인가된다는 것은, 예를 들면, 가공 대상물의 절단기점 영역을 따라 가공 대상물에 굽힘 응력이나 전단 응력을 가하거나, 가공 대상물에 온도차를 줌으로써 열 응력을 발생시키거나 하는 것이다. 다른 하나는, 절단 기점 영역을 형성하는 것에 의해, 절단 기점 영역을 기점으로 하여 가공 대상물의 단면 방향(두께 방향)을 향하여 자연적으로 균열되어, 결과적으로 가공 대상물이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들면 가공 대상물의 두께가 작은 경우에는, 1열의 개질 영역에 의해 절단 기점 영역이 형성되는 것으로 가능해지고, 가공 대상물의 두께가 큰 경우에는, 두께 방향으로 복수 열 형성된 개질 영역에 의하여 절단 기점 영역이 형성되는 것으로 가능해진다. 또한, 이 자연적으로 균열되는 경우도, 절단한 개소에 있어서, 절단 기점 영역이 형성되어 있지 않는 부위에 대응하는 부분의 표면상에까지 균열이 앞서는 일이 없고, 절단 기점 영역을 형성한 부위에 대응하는 부분만을 분할 절단할 수 있기 때문에, 분할 절단의 제어를 잘 할 수 있다. 근래, 실리콘 웨이퍼 등의 가공 대상물의 두께는 얇아지는 경향이 있으므로, 이와 같은 제어성이 좋은 분할 절단 방법은 대단히 유효하다.

그런데, 본 실시 형태에 있어서 다광자 흡수에 의하여 형성된 개질 영역으로서는, 다음의 (1)∼(3)이 있다.

(1) 개질 영역이 하나 또는 복수의 크랙을 포함하는 크랙 영역의 경우

가공 대상물(예를 들면, 유리나 LiTaO₃로 이루어지는 압전 재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서 전계 강도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사한다. 이 펄스폭의 크기는, 다광자 흡수를 발생시키면서 가공 대상물의 표면에 쓸데없는 손상을 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 열 변형이 유기되며, 이것에 의해 가공 대상물의 내부에 크랙 영역이 형성된다. 전계 강도의 상한치로서는, 예를 들면 1×10¹²(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면 1㎱∼200㎱가 바람직하다. 또한, 다광자 흡수에 의한 크랙 영역의 형성은, 예를 들면 제45회 레이저 열 가공 연구회 논문집(1998년 12월)의 제23쪽 ∼제28쪽의 「고체 레이저 고조파에 의한 유리 기판의 내부 마킹」에 기재되어 있다.

본 발명자는 전계 강도와 크랙의 크기와의 관계를 실험에 의하여 구하였다. 실험 조건은 다음과 같다.

(A) 가공 대상물: 파이렉스(등록 상표) 유리(두께 700㎛)

(B) 레이저

광원 : 반도체 레이저 여기 Nd: YAG 레이저

파장 : 1064㎚

레이저 광 스폿 단면적 : 3.14×10^-8㎠

발진 형태 : Q 스위치 펄스

반복 주파수 : 100kHz

펄스 폭 : 30㎱

출력 : 출력<1mJ/펄스

레이저 광 품질: TEM₀₀

편광 특성 : 직선 편광

(C) 집광용 렌즈

레이저 광 파장에 대한 투과율 : 60 퍼센트

(D) 가공 대상물이 재치되는 재치대의 이동 속도 : 100㎜/초

또한, 레이저 광 품질이 TEM₀₀란, 집광성이 높고 레이저 광의 파장 정도까지 집광 가능을 의미한다.

도 7은 상기 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 피크 파워 밀도이고, 레이저 광이 펄스 레이저 광이므로 전계 강도는 피크 파워 밀도로 표시된다. 세로축은 1펄스의 레이저 광에 의해 가공 대상물의 내부에 형성된 크랙 부분(크랙 스폿)의 크기를 나타내고 있다. 크랙 스폿이 모여서 크랙 영역이 된다. 크랙 스폿의 크기는, 크랙 스폿의 형상 중 최대의 길이로 되는 부분의 크기이다. 그래프 중의 검정색 동그라미로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 100 배, 개구수(NA)가 0.80인 경우이다. 한편, 그래프 중 흰색 동그라미로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 50배, 개구수(NA)가 0.55인 경우이다. 피크 파워 밀도가 10¹¹(W/㎠) 정도로부터 가공 대상물의 내부에 크랙 스폿이 발생하고, 피크 파워 밀도가 커짐에 따라 크랙 스폿도 커지는 것을 알 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공에 있어서, 크랙 영역 형성에 의한 가공 대상물의 절단의 메커니즘에 대하여 도 8∼도 11을 사용하여 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 다광자 흡수가 생기는 조건으로 가공 대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞춰서 레이저 광(L)을 가공 대상물(1)에 조사하여 절단 예정 라인을 따라 내부에 크랙 영역(9)을 형성한다. 크랙 영역(9)은 하나 또는 복수의 크랙을 포함하는 영역이다. 이 크랙 영역(9)에 의하여 절단 기점 영역이 형성된다. 도 9에 나타내는 바와 같이 크랙 영역(9)을 기점으로 하여(즉, 절단 기점 영역을 기점으로 하여) 크랙이 더욱 성장하고, 도 10에 나타내는 바와 같이 크랙이 가공 대상물(1)의 표면(3)과 이면(21)에 도달하며, 도 11에 나타내는 바와 같이 가공 대상물(1)이 균열됨으로써 가공 대상물(1)이 절단된다. 가공 대상물의 표면과 이면에 도달하는 크랙은 자연적으로 성장하는 경우도 있고, 가공 대상물에 힘이 인가되는 것에 의하여 성장하는 경우도 있다.

(2) 개질 영역이 용융 처리 영역의 경우

가공 대상물(예를 들면, 실리콘과 같은 반도체 재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전계 강도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사한다. 이것에 의해 가공 대상물의 내부는 다광자 흡수에 의하여 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 가공 대상물의 내부에 용융 처리 영역이 형성된다. 용융 처리 영역이란 일단 용융 후 재 고화된 영역이나, 바로 용융 상태의 영역이나, 용융 상태로부터 재 고화되는 상태의 영역이며, 상변화한 영역이나 결정 구조가 변화한 영역이라고도 할 수 있다. 또, 용융 처리 영역이란 단결정 구조, 비정질 구조, 다결정 구조에 있어서, 어떤 구조가 다른 구조로 변화한 영역이라고도 할 수 있다. 즉, 예를 들면 단결정 구조로부터 비정질 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 다결정 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 비정질 구조 및 다결정 구조를 포함하는 구조로 변화한 영역을 의미한다. 가공 대상물이 실리콘 단결정 구조인 경우, 용융 처리 영역은 예를 들면 비정질 실리콘 구조이다. 전계 강도의 상한치로서는, 예를 들면 1×10¹²(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면 1㎱∼200㎱가 바람직하다.

본 발명자는 실리콘 웨이퍼의 내부에서 용융 처리 영역이 형성되는 것을 실험에 의하여 확인하였다. 실험 조건은 다음과 같다.

(A) 가공 대상물 : 실리콘 웨이퍼(두께 350㎛, 외경 4인치)

(B) 레이저

광원 : 반도체 레이저 여기 Nd : YAG 레이저

파장 : 1064㎚

레이저 광 스폿 단면적 : 3.14×10^-8㎠

발진 형태 : Q 스위치 펄스

반복 주파수 : 100kHz

펄스폭 : 30㎱

출력 : 20μJ/펄스

레이저 광 품질: TEM₀₀

편광 특성 : 직선 편광

(C) 집광용 렌즈

배율 : 50배

N. A. : 0.55

레이저 광 파장에 대한 투과율 : 60 퍼센트

(D) 가공 대상물이 재치되는 재치대의 이동 속도: 100㎜/초

도 12는, 상기 조건에서의 레이저 가공에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면의 사진을 나타낸 도면이다. 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 용융 처리 영역(13)이 형성되어 있다. 또한, 상기 조건에 의하여 형성된 용융 처리 영역(13)의 두께 방향의 크기는 100㎛ 정도이다.

용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의하여 형성된 것을 설명한다. 도 13은, 레이저 광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율과의 관계를 나타내는 그래프이다. 단, 실리콘 기판의 표면측과 이면측 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 1064㎚에 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 웨이퍼의 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 근소하며 대부분이 투과한다. 이 사실은, 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 것은 아니고, 용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의하여 형성된 것을 의미한다. 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역의 형성은, 예를 들면 용접 학회 전국 대회 강연 개요 제66집(2000년 4월)의 제72쪽 ∼제73쪽의 「피코 초 펄스 레이저에 의한 실리콘의 가공 특성 평가」에 기재되어 있다.

또한, 실리콘 웨이퍼는, 용융 처리 영역에 의해 형성되는 절단 기점 영역을 기점으로 하여 단면 방향을 향하여 균열을 발생시키며, 그 균열이 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달함으로써 결과적으로 절단된다. 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달하는 이 균열은 자연적으로 성장하는 경우도 있고, 실리콘 웨이퍼에 힘이 인가되는 것에 의하여 성장하는 경우도 있다. 또한, 절단 기점 영역으로부터 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 균열이 자연적으로 성장하는 경우에는, 절단 기점 영역을 형성하는 용융 처리 영역이 용융하고 있는 상태에서 균열이 성장하는 경우와, 절단 기점 영역을 형성하는 용융 처리 영역이 용융하고 있는 상태로부터 재 고화될 때에 균열이 성장하는 경우의 다른 쪽도 있다. 단, 어느 쪽의 경우도 용융 처리 영역은 실리콘 웨이퍼의 내부에만 형성되고, 절단후의 절단면에는, 도 12와 같이 내부에만 용융 처리 영역이 형성되어 있다. 가공 대상물의 내부에 용융 처리 영역에 의하여 절단 기점 영역을 형성하면, 분할 절단시, 절단 기점 영역 라인으로부터 벗어난 불필요한 균열이 생기기 어렵기 때문에, 분할 절단 제어가 용이해진다.

(3) 개질 영역이 굴절률 변화 영역의 경우

가공 대상물(예를 들면, 유리)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서 전계 강도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎱ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사한다. 펄스폭을 극히 짧게 하여, 다광자 흡수를 가공 대상물의 내부에 발생시키면, 다광자 흡수에 의한 에너지가 열에너지로 전화하지 않고, 가공 대상물의 내부에는 이온가 수 변화, 결정화 또는 분극 배향 등의 영속적인 구조 변화가 유기되어 굴절률 변화 영역이 형성된다. 전계 강도의 상한치로서는, 예를 들면 1×10¹²(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들면 1㎱ 이하가 바람직하고, 1ps 이하가 더욱 바람직하다. 다광자 흡수에 의한 굴절률 변화 영역의 형성은, 예를 들면 제42회 레이저 열 가공 연구회 논문집(1997년, 11월)의 제105쪽 ∼제111쪽의 「펨토 초 레이저 조사에 의한 유리 내부에의 광유기 구조 형성」에 기재되어 있다.

이상, 다광자 흡수에 의하여 형성된 개질 영역으로서 (1)∼(3)의 경우를 설명하였으나, 웨이퍼 형상의 가공 대상물의 결정 구조나 그 벽개성 등을 고려하여 절단 기점 영역을 다음과 같이 형성하면, 그 절단 기점 영역을 기점으로 하여, 한층 작은 힘으로, 더구나 정밀도 좋게 가공 대상물을 절단하는 것이 가능해진다.

즉, 실리콘 등의 다이아몬드 구조의 단결정 반도체로 이루어지는 기판의 경우는, (111)면(제1벽개면)이나 (110)면(제2벽개면)을 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또, GaAs 등의 섬아연광형 구조의 Ⅲ-V족 화합물반도체로 이루어지는 기판의 경우는, (110)면에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 사파이어(Al₂O₃) 등의 육방정계의 결정 구조를 갖는 기판의 경우는,(0001)면(C면)을 주면으로 하여 (1120)면(A면) 또는(1100)면(M면)에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상술한 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향(예를 들면, 단결정 실리콘 기판에 있어서의 (111)면에 따른 방향), 또는 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향에 직교하는 방향을 따라 기판에 오리엔테이션 플랫을 형성하면, 그 오리엔테이션 플랫을 기준으로 하는 것으로, 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향에 따른 절단 기점 영역을 용이하고 또한 정확하게 기판에 형성하는 것이 가능해진다.

다음에, 상술한 레이저 가공 방법에 사용되는 레이저 가공 장치에 대하여, 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는 레이저 가공 장치(100)의 개략 구성도이다.

레이저 가공 장치(100)는, 레이저 광(L)을 발생하는 레이저 광원(101)과, 레이저 광(L)의 출력이나 펄스폭 등을 조절하기 위해 레이저 광원(101)을 제어하는 레이저 광원 제어부(102)와, 레이저 광(L)의 반사 기능을 가지며 또한 레이저 광(L)의 광축 방향을 90°변경시키도록 배치된 다이크로익 미러(103)와, 다이크로익 미러(103)로 반사된 레이저 광(L)을 집광하는 집광용 렌즈(105)와, 집광용 렌즈(105)로 집광된 레이저 광(L)이 조사되는 가공 대상물(1)이 재치되는 재치대(107)와, 재치대(107)를 X축 방향으로 이동시키기 위한 X축 스테이지(109)와, 재치대(107)를 X축 방향에 직교하는 Y축 방향으로 이동시키기 위한 Y축 스테이지(111)와,재치대(107)를 X축 및 Y축 방향에 직교하는 Z축 방향으로 이동시키기 위한 Z축 스테이지(113)와, 이들 3개의 스테이지(109, 111, 113)의 이동을 제어하는 스테이지 제어부(115)를 구비한다.

이 집광점(P)의 X(Y)축 방향의 이동은, 가공 대상물(1)을 X(Y)축 스테이지(109)(111)에 의해 X(Y)축 방향으로 이동시킴으로써 행한다. Z축 방향은, 가공 대상물(1)의 표면(3)과 직교하는 방향이므로, 가공 대상물(1)에 입사하는 레이저 광(L)의 초점 심도의 방향으로 된다. 따라서, Z축 스테이지(113)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 가공 대상물(1)의 내부에 레이저 광(L)의 집광점(P)을 맞출 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 가공 대상물(1)이 다층 구조를 갖고 있는 것과 같은 경우에, 가공 대상물(1)의 기판이나 또는 이 기판상의 적층부 등, 원하는 위치에 집광점(P)을 맞출 수 있다.

레이저 광원(101)은 펄스 레이저 광을 발생하는 Nd : YAG 레이저이다. 레이저 광원(101)에 사용할 수 있는 레이저로서, 이 밖에 Nd : YVO₄레이저, Nd : YLF 레이저나 티타늄 사파이어 레이저가 있다. 본 실시 형태에서는, 가공 대상물(1)의 가공에 펄스 레이저 광을 이용하고 있으나, 다광자 흡수를 일으킬 수 있다면 연속파 레이저 광이라도 무방하다.

레이저 가공 장치(100)는 또한, 재치대(107)에 재치된 가공 대상물(1)을 가시 광선에 의해 조명하기 위해서 가시 광선을 발생하는 관찰용 광원(117)과, 다이크로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)와 동일한 광축 상에 배치된 가시광용의 빔스플리터(119)를 구비한다. 빔 스플리터(119)와 집광용 렌즈(105)의 사이에 다이크로익 미러(103)가 배치되어 있다. 빔 스플리터(119)는, 가시 광선의 대략 절반을 반사하고 나머지 절반을 투과하는 기능을 가지며 또한 가시 광선의 광축 방향을 90°변경시키도록 배치되어 있다. 관찰용 광원(117)으로부터 발생한 가시 광선은 빔 스플리터(119)로 대략 절반이 반사되며, 이 반사된 가시 광선이 다이크로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)를 투과하고, 가공 대상물(1)의 절단 예정 라인(5) 등을 포함하는 표면(3)을 조명한다. 또한, 가공 대상물(1)의 이면이 집광용 렌즈(105) 측으로 되도록 가공 대상물(1)이 재치대(107)에 재치된 경우는, 여기서 말한「표면」이 「이면」으로 되는 것은 물론이다.

레이저 가공 장치(100)는 또한, 빔 스플리터(119), 다이크로익 미러(103) 및 집광용 렌즈(105)와 동일한 와 배치된 촬상 소자(121) 및 결상 렌즈(123)를 구비한다. 촬상 소자(121)로서는, 예를 들면 CCD 카메라가 있다. 절단 예정 라인(5) 등을 포함하는 표면(3)을 조명한 가시 광선의 반사광은, 집광용 렌즈(105), 다이크로익 미러(103), 빔 스플리터(119)를 투과하여, 결상 렌즈(123)로 결상되고 촬상 소자(121)로 촬상되어, 촬상 데이터가 된다.

레이저 가공 장치(100)는 또한, 촬상 소자(121)로부터 출력된 촬상 데이터가 입력되는 촬상 데이터 처리부(125)와, 레이저 가공 장치(100) 전체를 제어하는 전체 제어부(127)와, 모니터(129)를 구비한다. 촬상 데이터 처리부(125)는, 촬상 데이터를 기초로 하여 관찰용 광원(117)에서 발생한 가시광의 초점을 가공 대상물(1)의 표면(3) 상에 맞추기 위한 초점 데이터를 연산한다. 이 초점 데이터를 기초로하여 스테이지 제어부(115)가 Z축 스테이지(113)를 이동 제어함으로써, 가시광의 초점이 가공 대상물의 표면(3)에 맞추도록 한다. 따라서, 촬상 데이터 처리부(125)는 오토 포커스 유닛으로서 기능한다. 또, 촬상 데이터 처리부(125)는, 촬상 데이터를 기초로 하여 표면(3)의 확대 화상 등의 화상 데이터를 연산한다. 이 화상 데이터는 전체 제어부(127)에 보내어지고, 전체 제어부에서 각종 처리가 이루어져서, 모니터(129)에 보내진다. 이것에 의해, 모니터(129)에 확대 화상 등이 표시된다.

전체 제어부(127)에는, 스테이지 제어부(115)로부터의 데이터, 촬상 데이터 처리부(125)로부터의 화상 데이터 등이 입력되고, 이들 데이터를 기초로 하여 레이저 광원 제어부(102), 관찰용 광원(117) 및 스테이지 제어부(115)를 제어함으로써, 레이저 가공 장치(100) 전체를 제어한다. 따라서, 전체 제어부(127)는 컴퓨터 유닛으로서 기능한다.

다음에, 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 대하여, 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 도 15는, 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 가공 대상물(1)은, 기판과 이 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖고 있다. 또, 가공 대상물(1)은, 도 14에 나타내는 레이저 가공 장치(100)의 재치대(107)에, 기판의 이면이 집광용 렌즈(105) 측으로 되도록 재치된다. 즉, 레이저 광(L)은, 가공 대상물(1)이 갖고 있는 기판의 이면측으로부터 조사된다.

먼저, 가공 대상물(1)의 기판의 광흡수 특성을 도시하지 않은 분광 광도계 등에 의하여 측정한다. 이 측정 결과에 기초하여, 가공 대상물(1)의 기판에 대하여투명한 파장 또는 흡수가 적은 파장의 레이저 광(L)을 발생하는 레이저 광원(101)을 선정한다(S101). 또한, 이 레이저 광(L)은 기판의 이면측으로부터 조사되는 것이 되기 때문에, 기판의 표면에 설치된 적층부가 이 레이저 광에 대하여 차광성이나 흡수성을 갖고 있는 경우라도, 레이저 가공의 방해로 되는 일은 없다.

계속해서, 가공 대상물(1)의 기판의 두께나 굴절률 및 기판의 표면에 형성되어 있는 적층부의 두께나 재질 등을 고려하여, 가공 대상물(1)의 Z축 방향의 이동량을 결정한다(S103). 이것은, 가공 대상물(1)이 갖고 있는 기판 내부의 원하는 위치에 레이저 광(L)의 집광점(P)을 맞추기 위해, 가공 대상물(1)의 기판의 이면에 위치하는 레이저 광(L)의 집광점(P)을 기준으로 한 가공 대상물(1)의 Z축 방향의 이동량이다. 이 이동량은 전체 제어부(127)에 입력된다.

가공 대상물(1)을 레이저 가공 장치(100)의 재치대(107)에 기판의 이면이 집광용 렌즈(105)측으로 되도록 재치한다. 그리고, 관찰용 광원(117)으로부터 가시광을 발생시켜서 가공 대상물(1)의 기판의 이면을 조명한다(S105). 조명된 절단 예정 라인(5)을 포함하는 이면을 촬상 소자(121)에 의하여 촬상한다. 절단 예정 라인(5)은, 가공 대상물(1)을 절단해야 할 원하는 가상선이다. 촬상 소자(121)에 의해 촬상된 촬상 데이터는 촬상 데이터 처리부(125)에 보내어진다. 이 촬상 데이터에 기초하여 촬상 데이터 처리부(125)는, 관찰용 광원(117)의 가시광의 초점이 가공 대상물(1)의 기판의 이면에 위치하는 것과 같은 초점 데이터를 연산한다(S107).

이 초점 데이터는 스테이지 제어부(115)에 보내어진다. 스테이지 제어부(115)는, 이 초점 데이터를 기초로 하여 Z축 스테이지(113)를 Z축 방향으로 이동시킨다(S109). 이것에 의해, 관찰용 광원(117)의 가시광의 초점이 가공 대상물(1)의 기판의 이면에 위치한다. 또한, 촬상 데이터 처리부(125)는 촬상 데이터에 기초하여, 절단 예정 라인(5)을 포함하는 가공 대상물(1)의 기판 이면의 확대 화상 데이터를 연산한다. 이 확대 화상 데이터는 전체 제어부(127)를 통해 모니터(129)에 보내어지고, 이것에 의해 모니터(129)에 절단 예정 라인(5) 부근의 확대 화상이 표시된다.

전체 제어부(127)에는 미리 스텝 S103에서 결정된 이동량 데이터가 입력되어 있고, 이 이동량 데이터가 스테이지 제어부(115)에 보내어진다. 스테이지 제어부(115)는 이 이동량 데이터에 기초하여, 레이저 광(L)의 집광점(P)이 가공 대상물(1)의 기판의 내부로 되는 위치에, Z축 스테이지(113)에 의하여 가공 대상물(1)을 Z축 방향으로 이동시킨다(S111).

계속해서, 레이저 광원(101)으로부터 레이저 광(L)을 발생시켜서, 레이저 광(L)을 가공 대상물(1)의 기판 이면의 절단 예정 라인(5)에 조사한다. 레이저 광(L)의 집광점(P)은 가공 대상물(1)의 기판의 내부에 위치하고 있으므로, 개질 영역은 가공 대상물(1)의 기판의 내부에만 형성된다. 그리고, 절단 예정 라인(5)을 따르도록 X축 스테이지(109)나 Y축 스테이지(111)를 이동시켜서, 절단 예정 라인(5)을 따르도록 형성된 개질 영역에 의해 절단 예정 라인(5)에 따르는 절단 기점 영역을 가공 대상물(1)의 내부에 형성한다(S113).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물(1)이 갖는 기판의 이면측으로부터 레이저 광(L)을 조사하고, 이 기판의 내부에, 다광자 흡수에 의해 형성되는 개질 영역에 의해, 가공 대상물(1)을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인(5)에 따른 절단 기점 영역을 형성할 수 있다. 그리고, 기판의 내부에 형성된 개질 영역의 위치는, 기판의 표면에 설치되어 있는 적층부의 두께나 재질 등을 고려하여, 레이저 광(L)의 집광점(P)을 맞추는 위치를 조절함으로써 제어되고 있다. 따라서 기판의 내부에 형성된 절단 기점 영역을 기점으로 하여, 기판의 표면에 적층부가 설치되어 구성된 가공 대상물(1)을 비교적 작은 힘으로 분할하여 절단할 수 있다.

또한, 가공 대상물(1)의 적층부에 대하여 투명한 파장 또는 흡수가 적은 파장의 레이저 광(L)에 의해, 적층부의 내부에 집광점(P)을 맞춰서 레이저 광(L)을 조사하여, 적층부의 내부에도 절단 예정 라인(5)에 따른 절단 기점 영역을 형성해도 되며, 이 경우 가공 대상물(1)을 보다 작은 힘으로 분할하여 절단할 수 있다.

본 실시 형태에 관련된 레이저 가공 방법의 실시예에 대해, 도 16∼도 21을 참조하여 설명한다.

[실시예1]

도 16a는, 실시예1에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 이면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이고, 도 16b는, 실시예1에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 표면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이다. 도 16a 및 도 16b에 나타내는 가공 대상물(1)로서는, 차세대 고속·저소비 전력 디바이스용의 것이나 차세대 디바이스용의 것이 있다.

차세대 고속. 저소비 전력 디바이스용에 있어서의 기판(15)/제1의 적층부(17a)/제2의 적층부(17b)는, 각각 Si(500㎛)/SiO₂(1㎛)/Si(3㎛)이다. 한편, 차세대 디바이스용에 있어서의 기판(15)/제1의 적층부(17a)/제2의 적층부(17b)는, 각각 Si(500㎛)/SrTiO₃(수백 ㎚)/GaAs(수백 ㎚)이다(괄호내의 수치는 두께를 나타낸다).

도 16a에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 이면(21) 근방에 위치하는 경우에는, 개질 영역(7)을 가지고 형성된 절단 기점 영역에 따르도록 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서, 가공 대상물(1)을 분할 절단한다. 이것은, 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 생기는 굽힘 응력 중 큰 인장 응력이 개질 영역(7)에 작용하기 때문에, 비교적 작은 힘으로 가공 대상물(1)을 절단할 수 있기 때문이다. 한편, 도 16b에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 표면(3) 근방에 위치하는 경우에는, 동일한 이유로부터 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다.

또한, 「개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 이면(21) 근방에 위치한다」는 것은, 절단 기점 영역을 구성하는 개질 영역(7)이, 가공 대상물(1)의 두께 방향에 있어서의 중심 위치(두께의 반의 위치)로부터 이면(21)측으로 치우쳐서 형성되어 있는 것을 의미한다. 즉, 가공 대상물(1)의 두께 방향에 있어서의 개질 영역(7)의 폭의 중심 위치가, 가공 대상물(1)의 두께 방향에 있어서의 중심 위치로부터 이면(21)측으로 치우쳐서 위치되어 있는 경우를 의미하고, 개질 영역(7)의 모든 부분이 가공 대상물(1)의 두께 방향에 있어서의 중심 위치에 대하여 이면(21)측에 위치하고 있는 경우로만 한정하는 의미는 아니다. 동일하게, 「개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 표면(3) 근방에 위치한다」는 것은, 절단 기점 영역을 구성하는 개질 영역(7)이, 가공 대상물(1)의 두께 방향에 있어서의 중심 위치로부터 표면(3)측으로 치우쳐서 형성되어 있는 것을 의미한다. 이상의 사실은, 기판(15)에 대한 개질 영역(7)의 형성 위치에 대해서도 동일하다.

[실시예2]

도 17a는 실시예2에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 이면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이고, 도 17b는 실시예2에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 표면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이다. 도17a 및 도 17b에 나타내는 가공 대상물(1)은 청색 LD · LED용의 것이며, 기판(15)/적층부(17)로서는, Al₂O₃(500㎛)/GaN 등의 반도체 결정을 복수층 형성한 적층 기능막(수백 ㎚)이나, Al₂O₃(500㎛)/ZnO 등의 층을 복수층 형성한 적층 기능막(수백 ㎚)의 경우가 있다(괄호내의 수치는 두께를 나타낸다).

실시예1에 관련된 가공 대상물(1)의 경우와 동일한 이유로부터, 도 17a에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 이면(21) 근방에 위치하는 경우에는, 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다. 한편, 도 17b에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 표면(3) 근방에 위치하는 경우에는, 가공 대상물(1)의 이면(21)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다.

[실시예3]

도 18a는, 실시예3에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 표면 근방과 적층부(17)에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이고, 도 18b는, 실시예3에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 이면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이며, 도 18c는, 실시예3에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 표면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이다. 도 18a∼도 18c에 나타내는 가공 대상물(1)은 적외광 검출 디바이스용의 것이며, 기판(15)/적층부(17)로서는, Al₂O₃(500㎛)/PbSe(10㎛)나, Al₂O₃(500㎛)/HgCdTe(10㎛)의 경우가 있다(괄호내의 수치는 두께를 나타낸다).

실시예1에 관련된 가공 대상물(1)의 경우와 동일한 이유로부터, 도 18a 및 도 18c에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 표면(3) 근방에 위치하는 경우에는, 가공 대상물(1)의 이면(21)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다. 한편, 도 18b에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 가공 대상물(1)의 이면(21) 근방에 위치하는 경우에는, 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다.

[실시예4]

도 19는, 실시예4에 관련된 가공 대상물(1)을 나타내는 도면이다. 도 19에 나타내는 가공 대상물(1)은 다층 유리이며, 기판(15)으로서의 유리 기판상에 제1의 적층부(17a) 및 제2의 적층부(17b)로서의 유리 기판 2장을 접합하여 적층시킨 것이다. 각 유리 기판에 있어서의 개질 영역(7)은, 가공 대상물(1)의 이면(21)측에 형성되어 있다. 이 경우도, 실시예1에 관련된 가공 대상물(1)의 경우와 동일한 이유로부터, 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다. 이와 같이 적층부의 두께가 두꺼운 경우나 적층부의 경도가 높은 경우에는, 적층부의 내부에도 절단 기점 영역을 형성하면, 가공 대상물(1)을 보다 작은 힘으로 분할 절단할 수 있다.

[실시예5]

도 20a∼도 21b는, 실시예5에 관련된 가공 대상물(1)을 나타내는 도면이다. 도 20a는 실시예5에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 표면 근방과 적층부(17)의 표면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이고, 도 20b는 실시예5에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 이면 근방과 적층부(17)의 이면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이다. 또, 도 21a는 실시예5에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 표면 근방과 적층부(17)의 이면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이고, 도 21b는 실시예5에 관련된 가공 대상물(1)에 있어서 기판(15)의 이면 근방과 적층부(17)의 표면 근방에 개질 영역(7)을 형성한 경우를 나타내는 도면이다.

도 20a∼도 21b에 나타내는 가공 대상물(1)은 반사형의 액정 표시 장치용의 것이다. 기판(15)은, 공통 전극이 형성된 유리 기판(두께 1.8㎜, 외경 8인치)이며, 적층부(17)는 TFT가 형성된 Si 기판(두께 500㎛, 외경 8인치)이다. 기판(15)과 적층부(17)는 액정이 들어가는 간극을 설정하여 접착제(25)에 의해 서로 부착되어 있다.

도 20a 및 도 20b의 경우는, 가공 대상물(1)의 이면(21)측으로부터 레이저 광을 조사하여, 적층부(17)의 내부에 개질 영역(7)을 형성하고, 그 후, 가공 대상물(1)의 이면(21)측으로부터 레이저 광을 조사하여, 기판(15)의 내부에 개질 영역(7)을 형성하고 있다. 이것은, 레이저 광이 기판(15) 및 적층부(17)의 양자에 대하여 투명한 파장 또는 흡수가 적은 파장을 갖고 있기 때문이다. 그리고, 실시예1에 관련된 가공 대상물(1)의 경우와 동일한 이유로부터, 도 20a의 경우에는 가공 대상물(1)의 이면(21)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다. 한편, 도 20b의 경우에는 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 가공 대상물(1)을 분할 절단한다.

이와 같이, 기판(15) 및 적층부(17)의 양자에 대하여 투명한 파장 또는 흡수가 적은 파장을 갖는 레이저 광을 사용하여 기판(15)과 적층부(17)에 절단 기점 영역을 형성하면, 종래의 다이아몬드 스크라이브법으로 행해지는 가공 대상물(1)의 반전 작업을 생략할 수 있고, 반전 작업시의 가공 대상물(1)의 파괴 등을 방지할 수 있다. 또, 기판(15)과 적층부(17)에 형성되는 절단 기점 영역에 위치 어긋남이 생기는 것도 방지할 수 있고, 이것에 의해 정밀도가 높은 가공 대상물(1)의 절단이 가능해진다. 또한, 종래의 블레이드 다이싱법에서는 필수인 윤활 세정수가 불필요하기 때문에, 기판(15)과 적층부(17) 사이의 간극에 윤활 세정수가 들어가 버린다고 하는 문제도 없다.

도 21a 및 도 21b의 경우는, 가공 대상물(1)의 이면(21)측으로부터 레이저광을 조사하여 기판(15)의 내부에 개질 영역(7)을 형성하고, 그 후, 가공 대상물(1)의 표면(3)측으로부터 레이저 광을 조사하여 적층부(17)의 내부에 개질 영역(7)을 형성하고 있다. 그리고, 실시예1에 관련된 가공 대상물(1)의 경우와 동일한 이유로부터, 도 21a의 경우에는, 최초로 가공 대상물(1)의 이면(21)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 기판(15)을 분할 절단하고, 다음에 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 적층부(17)를 분할 절단한다. 한편, 도 21b의 경우에는, 최초에 가공 대상물(1)의 표면(3)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 기판(15)을 분할 절단하고, 다음에 가공 대상물(1)의 이면(21)에 나이프 에지(23)를 눌러 대어서 적층부(17)를 분할 절단한다.

[실시예6]

도 22는 실시예6에 관련된 가공 대상물(1)의 주요 부분을 나타내는 확대 단면도이다. 이 가공 대상물(1)은, 실리콘 웨이퍼인 기판(15)상에 다수의 칩 형성 영역(F)을 설정하고, 인접하는 칩 형성 영역(F, F) 사이를 다이싱 라인 영역(D)으로고 한 것이며, 도 22는, 칩 형성 영역(F)과 다이싱 라인 영역(D)이 연속하는 부분의 단면을 나타내고 있다. 또한, 절단 예정 라인은 이 다이싱 라인 영역(D)을 따라 설정된다.

상기 도면에 나타내는 바와 같이, 기판(15) 상에는 층간 절연막(적층부)(31)이 형성되어 있고, 기판(15)의 칩 형성 영역(F)에 있어서는, 층간 절연막(31) 상에 금속 배선층(32)이 설치되어 있다. 또한, 기판(15) 상에는, 층간 절연막(31) 및 금속 배선층(32)을 덮도록 층간 절연막(적층부)(33)이 형성되며, 기판(15)의 칩 형성영역(F)에 있어서는 층간 절연막(33) 상에 금속 배선층(34)이 설치되어 있다. 그리고, 기판(15)과 금속 배선층(32)은 층간 절연막(31)을 관통하는 플러그(35)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또, 금속 배선층(32)과 금속 배선층(34)은 층간 절연막(33)을 관통하는 플러그(36)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 가공 대상물(1)에 대하여 기판(15)의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 다이싱 라인 영역(D)을 따라(즉, 절단 예정 라인을 따라) 기판(15)의 내부에 개질 영역(7)을 형성하고, 이 개질 영역(7)에 의하여 절단 기점 영역을 형성한다. 그리고, 절단 기점 영역을 따라 가공 대상물(1)의 표면(3) 또는 이면(21)에 나이프 에지(23)를 눌러대는 것으로, 가공 대상물(1)을 고정밀도로 절단할 수 있다.

이상의 실시예6에 관련된 가공 대상물(1)과 같이, 기판(15)의 절단 예정 라인 상에, Si0₂나 SiN 등으로 이루어지는 절연막(31, 32)이 적층부로서 형성되어 있는 경우에도, 가공 대상물(1)을 고정밀도로 절단할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않음은 말할 것도 없다.

상기 실시 형태에서는, 기판과 이 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물에 대하여 레이저 광을 조사하여 절단 기점 영역을 형성하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명에서는 기판에 대하여 레이저 광을 조사하여 절단 기점 영역을 형성한 후에, 기판의 표면에 적층부를 설치하여 가공 대상물을 형성해도 된다.

이 레이저 가공 방법에 의하면, 기판의 표면에 적층부를 설치하기 전에, 기판의 내부에 절단 기점 영역을 형성하지만, 다광자 흡수에 의한 개질 영역의 형성은 국소적인 것으로서, 기판의 표면에서는 레이저 광이 거의 흡수되지 않기 때문에, 기판의 표면이 용융되는 일은 없다. 따라서, 기판의 내부에 개질 영역이 형성되어 있지 않은 경우와 동일하게, 기판의 표면에 적층부를 설치하여 가공 대상물을 형성할 수 있다. 이렇게 하여 형성된 가공 대상물은 상기 실시 형태와 동일한 이유에 의해, 기판의 내부에 형성된 절단 기점 영역을 기점으로 하여 비교적 작은 힘으로 분할 절단할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 레이저 가공 방법에 의하면, 가공 대상물이 갖는 기판의 내부에 다광자 흡수라고 하는 현상에 의하여 형성된 개질 영역을 가지고, 가공 대상물을 절단해야 할 원하는 절단 예정 라인에 따른 절단 기점 영역을 형성할 수 있다. 게다가, 기판의 표면에 설치되어 있는 적층부의 두께나 재질 등을 고려하여, 기판의 표면으로부터 절단 기점 영역에 있어서의 개질 영역까지의 거리를, 레이저 광의 집광점을 맞추는 위치를 조절함으로써 제어할 수 있다. 따라서 기판의 내부에 형성된 절단 기점 영역을 기점으로 하고, 기판의 표면에 적층부가 설치되어 구성된 가공 대상물을 비교적 작은 힘으로 분할하여 절단할 수 있다. 또한, 적층부의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 적층부의 내부에도 상기 절단 예정 라인에 따른 절단 기점 영역을 형성해도 되며, 이 경우, 가공 대상물을 보다 작은 힘으로 분할하여 절단할 수 있다. 이상에 의해, 여러 가지 적층 구조를 갖는 가공 대상물을 고정밀도로 절단할 수 있게 된다.

Claims

기판과 상기 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 상기 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 적어도 상기 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판과 상기 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 상기 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사하여, 적어도 상기 기판의 내부에 크랙 영역을 포함하는 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한 레이저 가공 방법.
기판과 상기 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 상기 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎲ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사하여, 적어도 상기 기판의 내부에 용융 처리 영역을 포함하는 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판과 상기 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 상기 기판의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 피크 파워 밀도가 1×10⁸(W/㎠) 이상이고 또한 펄스폭이 1㎱ 이하의 조건으로 레이저 광을 조사하여, 적어도 상기 기판의 내부에 굴절률이 변화한 영역인 굴절률 변화 영역을 포함하는 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판과 상기 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 상기 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 적어도 상기 기판의 내부에 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판과 상기 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물에 대하여, 상기 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하는 동시에, 상기 적층부의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 상기 기판의 내부와 상기 적층부의 내부에 각각 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 상기 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라 상기 가공 대상물의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판과 상기 기판의 표면에 설치된 적층부를 갖는 가공 대상물의 적어도 상기 기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 적어도 상기 기판의 내부에 절단 예정 라인을 따라 개질 영역을 형성함으로써, 상기 가공 대상물을 절단하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개질 영역은 상기 기판의 내부에 있어서 크랙이 발생한 영역인 크랙 영역, 상기 기판의 내부에 있어서 용융 처리한 영역인 용융 처리 영역, 및 상기 기판의 내부에 있어서 굴절률이 변화한 영역인 굴절률 변화 영역 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판의 내부에 집광점이 맞춰져서 조사되는 레이저 광은, 상기 기판의 이면측으로부터 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기판의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 광을 조사하여, 상기 기판의 내부에 다광자 흡수에 의한 개질 영역을 형성하고, 이 개질 영역에 의해, 상기 기판의 절단 예정 라인을 따라 상기 기판의 레이저 광 입사면으로부터 소정 거리 내측에 절단 기점 영역을 형성하는 공정과,

상기 절단 기점 영역을 형성하는 공정 후, 상기 기판의 표면에 적층부를 설치하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.