KR20130081202A - 레이저 가공 방법 - Google Patents

Abstract

요구되는 품질에 따라 분할력(分割力)을 높일 수 있는 레이저 가공 방법을 제공한다. 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 펄스 파형을 가지는 레이저 광(L)을 가공 대상물에 조사함으로써, 절단 예정 라인을 따라서 개질 스포트를 가공 대상물 내에 복수 형성하고, 복수의 개질 스포트에 의해서 개질 영역을 형성한다. 여기서, 레이저 광원(101)은, 레이저 광원 제어부(102)에 의해서 구동 전원(51)을 제어하고, 레이저 광(L)의 PE값에 따라 펄스 파형을 제1 ~ 제3 펄스 파형의 사이에서 전환한다. 저 PE값인 경우, 그 전반(前半)측에 피크값이 위치하고 또한 톱날 모양이 되도록 구성된 제1 펄스 파형을 펄스 파형으로서 설정함과 아울러, 고 PE값인 경우, 그 후반(後半)측에 피크값이 위치하고 또한 톱날 모양이 되도록 구성된 제2 펄스 파형을 펄스 파형으로서 설정한다.

Description

레이저 가공 방법 {LASER PROCESSING METHOD}

본 발명은, 가공 대상물을 절단하기 위한 레이저 가공 방법에 관한 것이다.

종래의 레이저 가공 방법으로서는, 가공 대상물에 레이저 광을 집광시켜, 가공 대상물에 개질 영역을 절단 예정 라인을 따라서 형성하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이와 같은 레이저 가공 방법에서는, 절단 예정 라인을 따라서 개질 스포트(spot)를 복수 형성하고, 이들 복수의 개질 스포트에 의해서 개질 영역을 형성하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 2006－108459호 공보

여기서, 최근의 레이저 가공 방법에서는, 예를 들면 요구되는 품질에 따라 레이저 광의 펄스 에너지를 변화시키는 경우가 있다. 그러나, 이 경우, 상술한 레이저 가공 방법에서는, 개질 영역으로부터 발생하는 균열이 쉽게 연장하는 분할력(分割力)이 저하해 버리고, 생산성(택트)이 악화될 우려가 있다.

이에, 본 발명은, 요구되는 품질에 따라 분할력을 높일 수 있는 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의(銳意) 검토를 거듭한 결과, 반값폭과 상승으로부터 하강까지의 시간폭(이른바 , 밑단폭)이 서로 동일한 펄스 파형의 레이저 광을 가공 대상물에 조사하여 개질 영역을 형성하면, 분할력을 높일 수 있다고 하는 지견(知見)을 얻었다. 그리고, 본 발명자들은 예의 검토를 더 거듭하여, 레이저 광의 펄스 에너지가 변화하는 경우에서는, 레이저 광의 펄스 파형에 의해서 분할력이 다른 것을 더 찾아냈다. 이에, 본 발명자들은, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 펄스 파형을 펄스 에너지에 따라 최적화하면, 요구되는 품질에 따라 높은 분할력을 얻는 것이 가능해지는 것에 생각이 이르러, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 관한 레이저 가공 방법은, 가공 대상물에 레이저 광을 집광시켜, 가공 대상물에 개질 영역을 절단 예정 라인을 따라서 형성하는 레이저 가공 방법으로서, 반값폭과 상승으로부터 하강까지의 시간폭이 서로 동일한 펄스 파형을 가지는 레이저 광을 가공 대상물에 조사함으로써, 절단 예정 라인을 따라서 개질 스포트를 복수 형성하고, 복수의 개질 스포트에 의해서 개질 영역을 형성하는 개질 영역 형성 공정을 포함하며, 개질 영역 형성 공정에서는, 레이저 광의 펄스 에너지가 소정값 보다도 낮은 제1 값인 경우, 그 전반(前半)측에 피크값이 위치하고 또한 톱날 모양이 되도록 구성된 제1 펄스 파형을 펄스 파형으로서 설정함과 아울러, 펄스 에너지가 소정값 보다도 높은 제2 값인 경우, 그 후반(後半)측에 피크값이 위치하고 또한 톱날 모양이 되도록 구성된 제2 펄스 파형을 펄스 파형으로서 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 레이저 가공 방법에서는, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 펄스 파형의 레이저 광이 가공 대상물에 조사된다. 그리고 이 때, 예를 들면 요구되는 품질에 따라 펄스 에너지가 제1 값 또는 제2 값이 되는 경우, 제1 펄스 파형 또는 제2 펄스 파형이 펄스 파형으로서 각각 설정되기 때문에, 분할력이 높아지도록 펄스 파형이 펄스 에너지에 따라 최적화되게 된다. 이것은, 그 전반측에 피크값이 위치하는 톱날 모양의 제1 펄스 파형에서는, 펄스 에너지가 제1 값인 경우에 높은 분할력을 가지고, 그 후반측에 피크값이 위치하는 톱날 모양의 제2 펄스 파형에서는, 펄스 에너지가 제2 값인 경우에 높은 분할력을 가지는 것을 발견할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에 의하면, 요구되는 품질에 따라 분할력을 높이는 것이 가능해진다.

여기서, 제1 펄스 파형은, 급준(急峻, 가파르게)하게 상승하여 피크값에 도달한 후에 서서히 하강하고, 그 후 급준하게 하강하는 파형이며, 제2 펄스 파형은, 급준하게 상승한 후에 서서히 상승하여 피크값에 도달하고, 그 후 급준하게 하강하는 파형인 경우가 있다. 또, 개질 영역 형성 공정에서는, 펄스 에너지가 소정값인 경우, 직사각형 모양이 되도록 구성된 제3 펄스 파형을 펄스 파형으로서 설정하는 경우가 있다.

또, 개질 영역 형성 공정에서는, 가공 대상물에서의 레이저 광 조사면의 반대면측에 개질 스포트를 형성하는 경우, 펄스 에너지를 제1 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 레이저 광의 조사에 의해서 가공 대상물에서의 레이저 광 조사면의 반대면에 손상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또, 개질 영역 형성 공정에서는, 가공 대상물에서의 레이저 광 조사면의 반대면측에 개질 스포트를 형성하는 경우, 펄스 에너지를 제2 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 가공 대상물에서의 레이저 광 조사면의 반대면에 균열을 확실히 노출시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 의하면, 요구되는 품질에 따라 분할력을 높이는 것이 가능해진다.

도 1은 개질 영역의 형성에 이용되는 레이저 가공 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 개질 영역의 형성의 대상이 되는 가공 대상물의 평면도이다.
도 3은 도 2의 가공 대상물의 Ⅲ－Ⅲ선을 따르는 단면도이다.
도 4는 레이저 가공 후의 가공 대상물의 평면도이다.
도 5는 도 4의 가공 대상물의 V－V선을 따르는 단면도이다.
도 6은 도 4의 가공 대상물의 Ⅵ－Ⅵ선을 따르는 단면도이다.
도 7은 본 실시 형태의 레이저 광원을 나타내는 블럭도이다.
도 8은 본 실시 형태의 제1 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 실시 형태의 제2 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 실시 형태의 제3 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
도 11은 비교예 1에 관한 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
도 12는 비교예 2에 관한 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
도 13은 펄스 파형과 분할력과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 14의 (a)는 비교예 1에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도, (b)는 비교예 2에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도이다.
도 15의 (a)는 실시예 1에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도, (b)는 실시예 2에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도, (c)는 실시예 3에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도이다.
도 16은 펄스 에너지가 저 PE값인 때의 펄스 파형과 분할력과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 17의 (a)은 펄스 에너지가 저 PE값인 때의 실시예 1에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도, (b)는 펄스 에너지가 저 PE값인 때의 실시예 2에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도, (c)는 펄스 에너지가 저 PE값인 때의 실시예 3에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도이다.
도 18은 펄스 에너지가 고 PE값인 때의 펄스 파형과 분할력과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 19의 (a)는 펄스 에너지가 고 PE값인 때의 실시예 1에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도, (b)는 펄스 에너지가 고 PE값인 때의 실시예 2에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도, (c)는 펄스 에너지가 고 PE값인 때의 실시예 3에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 사진도이다.
도 20은 통상의 MOPA 파이버 레이저(fiber laser)의 출력 펄스 파형을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에서는, 가공 대상물에 레이저 광을 집광시켜, 가공 대상물의 내부에 개질 스포트를 절단 예정 라인을 따라서 복수 형성하고, 이들 복수의 개질 스포트에 의해서, 절단의 기점(起点)이 되는 개질 영역을 형성한다. 이에, 우선, 개질 영역의 형성에 대해서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(100)는, 레이저 광(L)을 펄스 발진하는 레이저 광원(101)과, 레이저 광(L)의 광축(광로)의 방향을 90°바꾸도록 배치된 다이크로익 미러(103)와, 레이저 광(L)을 집광하기 위한 집광용 렌즈(105)를 구비하고 있다. 또, 레이저 가공 장치(100)는, 집광용 렌즈(105)에서 집광된 레이저 광(L)이 조사되는 가공 대상물(1)을 지지하기 위한 지지대(107)와, 지지대(107)를 이동시키기 위한 스테이지(111)와, 레이저 광(L)의 출력이나 펄스폭, 펄스 파형 등을 조절하기 위해서 레이저 광원(101)을 제어하는 레이저 광원 제어부(102)와, 스테이지(111)의 이동을 제어하는 스테이지 제어부(115)를 구비하고 있다.

이 레이저 가공 장치(100)에서는, 레이저 광원(101)으로부터 출사된 레이저 광(L)은, 다이크로익 미러(103)에 의해서 그 광축의 방향을 90°바꿀 수 있고, 지지대(107) 상에 재치(載置)된 가공 대상물(1)의 내부에 집광용 렌즈(105)에 의해서 집광 된다. 이것과 함께, 스테이지(111)가 이동시켜지고, 가공 대상물(1)이 레이저 광(L)에 대해서 절단 예정 라인(5)을 따라서 상대 이동시켜진다. 이것에 의해, 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역이 가공 대상물(1)에 형성되게 된다.

가공 대상물(1)로서는, 반도체 재료나 압전 재료 등이 이용되고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)에는, 가공 대상물(1)을 절단하기 위한 절단 예정 라인(5)이 설정되어 있다. 절단 예정 라인(5)은, 직선 모양으로 연장한 가상선이다. 가공 대상물(1)의 내부에 개질 영역을 형성하는 경우, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)의 내부에 집광점(집광 위치, P)을 맞춘 상태에서, 레이저 광(L)을 절단 예정 라인(5)을 따라서(즉, 도 2의 화살표 A 방향으로) 상대적으로 이동시킨다. 이것에 의해, 도 4 내지 도 6에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 절단 예정 라인(5)을 따라서 가공 대상물(1)의 내부에 형성되고, 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성된 개질 영역(7)이 절단 기점 영역(8)이 된다.

또한, 집광점(P)이란, 레이저 광(L)이 집광하는 개소이다. 또, 절단 예정 라인(5)은, 직선 모양에 한정하지 않고 곡선 모양이라도 괜찮고, 가상선에 한정하지 않고 가공 대상물(1)의 표면(3)에 실제로 그어진 선이라도 괜찮다. 또, 개질 영역(7)은, 연속적으로 형성되는 경우도 있고, 단속적으로 형성되는 경우도 있다. 또, 개질 영역(7)은 열(列) 모양으로도 점(点) 모양으로도 되며, 요점은, 개질 영역(7)은 적어도 가공 대상물(1)의 내부에 형성되어 있으면 된다. 또, 개질 영역(7)을 기점(起点)으로 균열이 형성되는 경우가 있고, 균열 및 개질 영역(7)은, 가공 대상물(1)의 외표면(표면(3), 이면(裏面, 21), 혹은 외주면)에 노출하고 있어도 괜찮다. 또, 개질 영역(7)을 형성할 때의 레이저 광 입사면은, 가공 대상물(1)의 표면(3)에 한정되는 것은 아니고, 가공 대상물(1)의 이면(21)이라도 괜찮다.

덧붙여서 말하면, 여기서의 레이저 광(L)은, 가공 대상물(1)을 투과함과 아울러 가공 대상물(1)의 내부의 집광점 근방에서 특히 흡수되고, 이것에 의해, 가공 대상물(1)에 개질 영역(7)이 형성된다(즉, 내부 흡수형 레이저 가공). 따라서, 가공 대상물(1)의 표면(3)에서는 레이저 광(L)이 대부분 흡수되지 않기 때문에, 가공 대상물(1)의 표면(3)이 용융하는 것은 아니다. 일반적으로, 표면(3)으로부터 용융되어 제거되어 구멍이나 홈 등의 제거부가 형성되는(표면 흡수형 레이저 가공) 경우, 가공 영역은 표면(3)측으로부터 서서히 이면측으로 진행한다.

그런데, 본 실시 형태에서 형성되는 개질 영역은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 외의 물리적 특성이 주위와는 다른 상태가 된 영역을 말한다. 개질 영역으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등이 있고, 이들이 혼재한 영역도 있다. 게다가, 개질 영역으로서는, 가공 대상물의 재료에서 개질 영역의 밀도가 비개질 영역의 밀도와 비교하여 변화한 영역이나, 격자 결함이 형성된 영역이 있다(이들을 종합하여 '고밀도 전이 영역'이라고도 말한다).

또, 용융 처리 영역이나 굴절률 변화 영역, 개질 영역의 밀도가 비개질 영역의 밀도와 비교하여 변화한 영역, 격자 결함이 형성된 영역은, 또한 그들 영역의 내부나 개질 영역과 비개질 영역과의 계면에 균열(금, 마이크로 크랙)을 내포하고 있는 경우가 있다. 내포되는 균열은 개질 영역의 전면(全面)에 걸치는 경우나 일부분만이나 복수 부분에 형성되는 경우가 있다. 가공 대상물(1)로서는, 예를 들면 실리콘, 유리, LiTaO₃ 또는 사파이어(Al₂O₃)를 포함하는, 또는 이들로 이루어진 것을 들 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 절단 예정 라인(5)을 따라서 개질 스포트(가공 흔적)를 복수 형성함에 의해서, 개질 영역(7)을 형성하고 있다. 개질 스포트란, 펄스 레이저 광의 1 펄스의 숏(shot, 즉 1 펄스의 레이저 조사：레이저 숏)으로 형성되는 개질 부분이며, 개질 스포트가 모이는 것에 의해 개질 영역(7)이 된다. 개질 스포트로서는, 크랙 스포트, 용융 처리 스포트 혹은 굴절률 변화 스포트, 또는 이들의 적어도 1개가 혼재하는 것 등을 들 수 있다.

이 개질 스포트에 대해서는, 요구되는 절단 정밀도, 요구되는 절단면의 평탄성, 가공 대상물의 두께, 종류, 결정 방위 등을 고려하여, 그 크기나 발생하는 균열의 길이를 적절히 제어하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명에 관한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.

도 7은, 본 실시 형태의 레이저 광원을 나타내는 블럭도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 레이저 광원(101)으로서는, MOPA(Master Oscillator Power Amplifier) 방식의 펄스 파이버 레이저가 이용되고 있다. 이 레이저 광원(101)은, 구동 전원(51), 시드(seed) 레이저 발진기(52), 및 앰프(53, 54)를 포함하여 구성되어 있다.

구동 전원(51)은, 시드 레이저 발진기(52)를 구동하기 위한 것이며, 해당 시드 레이저 발진기(52)에 소정의 입력 펄스 파형을 가지는 구동 전류를 입력한다. 이 구동 전원(51)은, 레이저 광원 제어부(102)에 접속되어 있으며, 입력 펄스 파형의 형상이 가변으로 되어 있다.

시드 레이저 발진기(52)는, 다이오드 레이저(LD)이며, 입력된 구동 전류의 입력 펄스 파형과 동일한 펄스 파형의 시드 레이저 광을 펄스 발진한다. 앰프(53, 54)는, 시드 레이저 발진기(52)에서 발진된 시드 레이저 광을 이 순으로 증폭하여, 레이저 광(L)으로서 출사한다. 앰프(53, 54)는, 시드 레이저 발진기(52)와는 다른 복수의 LD로 시드 레이저 광을 증폭하고 있다. 또, 이들 앰프(53, 54)에서는, 그 증폭 과정에서 시드 레이저 발진기(52)로부터의 시드 레이저 광의 펄스 파형이 변형되고, 입력 펄스 파형과는 다른 펄스 파형을 가지는 레이저 광(L)이 출사된다.

이와 같은 레이저 광원(101)에 있어서는, 레이저 광원 제어부(102)에 의해서 구동 전원(51)을 제어하고, 시드 레이저 발진기(52)에 입력되는 구동 전류의 입력 펄스 파형을 레이저 광(L)의 펄스 에너지에 근거하여 전환함(제어함)으로써, 서로 다른 제1 ~ 제3 펄스 파형을 가지는 레이저 광(L)을 해당 레이저 광(L)의 펄스 에너지에 따라 설정하여 출사한다. 또한, 펄스 에너지는, 어테뉴에이터(attenuator) 등의 에너지 조정용 광학 부품(도시하지 않음)을 이용하여 조정할 수 있다.

구체적으로는, 레이저 광원(101)은, 펄스 에너지값(Pulse Energy：이하 「PE값」이라고 함)을 통상 레이저 가공시의 통상 PE값(소정값) 보다도 낮은 저 PE값(제1 값)으로 하는 경우, 예를 들면 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 제1 펄스 파형(O1)을 설정하고, 이 제1 펄스 파형(O1)을 가지는 레이저 광(L)을 출사한다. 또한, 본 발명에서는, 「반값폭」은, 펄스 파형에서 피크값(T1)의 1/2 이상의 값이 되는 때의 시간폭을 의미하고, 또, 「밑단폭」은, 펄스폭에 해당하며, 상승 개시시 t1으로부터 하강 완료시 t2까지의 시간폭을 의미한다.

이 제1 펄스 파형(O1)은, 해당 제1 펄스 파형(O1)의 전반측(즉, 밑단폭에서 상승 개시시 t1 근처)에 피크값(T1)이 위치하고, 또한 톱날 모양이 되도록 뾰족해져 구성되어 있다. 구체적으로는, 제1 펄스 파형(O1)은, 급준하게 상승하여 피크값(T1)에 도달한 후에 서서히 하강하고, 피크값(T1)의 1/2값이 된 후, 급준하게 하강하고 있다. 여기서의 제1 펄스 파형(O1)은, 반값폭이 500nsec인 경우, 피크값(T1)의 10％에서 90％가 될 때까지의 상승 시간이 40nsec 정도가 되며, 피크값(T1)의 50％에서 10％가 될 때까지의 하강 시간이 30nsec 정도가 되고 있다.

이 제1 펄스 파형(O1)의 레이저 광(L)은, 제1 입력 펄스 파형(I1, 도 8의 (a) 참조)을 가지는 구동 전류를 시드 레이저 발진기(52)에 입력함으로써 생성되고 있다. 제1 입력 펄스 파형(I1)은, 도 8의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 펄스 파형(O1)의 형상에 대해 좌우 반전된 것처럼 구성되어 있다.

또, 제1 입력 펄스 파형(I1)과 제1 펄스 파형(O1)과의 관계는, 단지 형상만으로 설정되는 것은 아니고, 상승 부분의 파고(波高)값의 영향이 크다는 것을 발견할 수 있다. 즉, 제1 입력 펄스 파형(I1)에서의 상승 부분의 파고값이 높고, 제1 펄스 파형(O1)에서의 상승 부분의 파고값도 높게 되어 있다. 그리고, 제1 펄스 파형(O1)에서는, 여기(勵起)된 에너지가 전반측에서 대부분 소비되기 때문에, 후반측(즉, 밑단폭에서 하강 완료시 t2 근처)에서는 파고값이 서서히 낮게 되어 가는 것을 알 수 있다.

또한, 상승 부분의 파고값은, 앰프(53, 54)를 여기하고 있는 LD의 출력을 올림으로써, 높일 수 있다. 또, 앰프(53, 54)의 LD의 출력을 내리면, 평균 출력이 낮게 되지만, 비교적 직사각형에 가까운 펄스 파형의 레이저 광(L)을 얻는 것도 가능하다.

한편, 레이저 광원(101)은, 레이저 광(L)의 펄스 에너지를 통상 PE값으로 하는 경우, 예를 들면 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 제2 펄스 파형(O2)을 설정하고, 이 제2 펄스 파형(O2)을 가지는 레이저 광(L)을 출사한다. 이 제2 펄스 파형(O2)은, 직사각형 모양이 되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제2 펄스 파형(O2)은, 급준하게 상승하여 피크값 T2에 도달한 후, 대략 그대로의 값을 유지하고, 그 후 급준하게 하강하고 있다. 여기서의 제2 펄스 파형(O2)은, 반값폭이 500nsec인 경우, 피크값(T1)의 10％에서 90％가 될 때까지의 상승 시간이 50nsec 정도가 되고, 피크값(T1)의 90％에서 10％가 될 때까지의 하강 시간이 70nsec 정도가 되고 있다.

이 제2 펄스 파형(O2)을 가지는 레이저 광(L)은, 제2 입력 펄스 파형(I2, 도 9의 (a) 참조)을 가지는 구동 전류를 시드 레이저 발진기(52)에 입력함으로써 생성되고 있다.

한편, 레이저 광원(101)은, 레이저 광(L)의 펄스 에너지를 통상 PE값 보다 도 높은 고 PE값(제2 값)으로 하는 경우, 예를 들면 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 제3 펄스 파형(O3)을 설정하고, 이 제3 펄스 파형(O3)을 가지는 레이저 광(L)을 출사한다.

이 제3 펄스 파형(O3)은, 해당 제3 펄스 파형(O3)의 후반측에 피크값 T3가 위치하고, 또한 톱날 모양이 되도록 뾰족해져 구성되어 있다. 구체적으로는, 제3 펄스 파형(O1)은, 급준하게 상승하여 피크값(T1)의 1/2값에 도달한 후, 서서히 상승하여 피크값(T3)에 도달하고, 그 후 급준하게 하강하고 있다. 여기서의 제3 펄스 파형(O3)은, 반값폭이 500nsec인 경우, 피크값(T1)의 10％에서 50％가 될 때까지의 상승 시간이 40nsec 정도가 되고, 피크값(T1)의 90％에서 10％가 될 때까지의 하강 시간이 50nsec 정도가 되고 있다.

이 제3 펄스 파형(O3)을 가지는 레이저 광(L)은, 제3 입력 펄스 파형(I3, 도 10의 (a) 참조)을 가지는 구동 전류를 시드 레이저 발진기(52)에 입력함으로써 생성되고 있다. 제3 입력 펄스 파형(I3)은, 도 10의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 제3 펄스 파형(O1)의 형상에 대해 동일한(상사적(相似的)인) 형상이 되도록 구성되어 있다.

또, 제3 입력 펄스 파형(I3)과 제3 펄스 파형(O3)과의 관계에 대해서도, 단지 형상만으로 설정되는 것은 아니고, 상승 부분의 파고값의 영향이 크다는 것을 발견할 수 있다. 즉, 제3 입력 펄스 파형(I3)에서의 상승 부분의 파고값이 낮고, 제3 펄스 파형(O3)에서의 상승 부분의 파고값도 낮게 되어 있는 것을 알 수 있다.

다음에, 본 실시 형태의 레이저 가공 방법에 의해 가공 대상물(1)을 가공하는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 여기에서는, 가공 대상물(1)의 두께 방향으로 개질 영역(7)을 복수열 형성하는 경우를 예시한다.

우선, 가공 대상물(1)의 이면(21)에 예를 들면 확장 테이프를 붙이고, 해당 가공 대상물(1)을 스테이지(111) 상에 재치한다. 이어서, 가공 대상물(1) 내부에서 이면(21)측에 집광점을 맞춤과 아울러, 표면(3)을 레이저 광 조사면으로 하여 가공 대상물(1)에 레이저 광(L)을 펄스 조사하면서, 레이저 광(L)을 절단 예정 라인(5)을 따라서 상대 이동(스캔)한다. 이것에 의해, 가공 대상물(1) 내의 이면(21)측에 복수의 개질 스포트(S, 도 14 등 참조)가 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성되며, 이들의 개질 스포트(S)에 의해서 개질 영역(7)이 형성된다(개질 영역 형성 공정).

여기서, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 펄스 파형의 레이저 광(L)을 가공 대상물(1)에 조사하여 개질 영역(7)을 형성하면, 분할력을 높일 수 있는 것을 발견할 수 있다. 이에 더하여, 제1 펄스 파형(O1)의 레이저 광(L)은, 펄스 에너지가 저 PE값인 경우에 높은 분할력을 가지고, 제2 펄스 파형(O2)의 레이저 광(L)은, 펄스 에너지가 통상 PE값인 경우에 높은 분할력을 가지며, 제3 펄스 파형(O3)의 레이저 광(L)은, 펄스 에너지가 고 PE값인 경우에 높은 분할력을 가지는 것을 발견할 수 있다. 특히, 제3 펄스 파형(O3)의 레이저 광(L)은, 레이저 광 조사면측(표면(3)) 보다도 그 반대면측(이면(21)측)으로 균열이 쉽게 연장하는 경향을 가지고 있다.

이에, 상술한 바와 같이 가공 대상물(1) 내의 이면(21)측에 개질 영역(7)을 형성할 때, 레이저 광원 제어부(102)에 의해 구동 전원(51)을 제어하고, 조사하는 레이저 광(L)의 펄스 에너지를 고 PE값으로 함과 아울러, 펄스 파형을 제3 펄스 파형(O3)으로 설정한다. 이것에 의해, 분할력을 높이면서, 개질 영역(7)으로부터 이면(21)측으로 균열이 쉽게 연장하고, 이면(21)에 노출한 균열(이른바 BHC)을 확실히 얻는 것이 가능해진다.

혹은, 상술한 바와 같이 가공 대상물(1) 내의 이면(21)측에 개질 영역(7)을 형성할 때, 레이저 광원 제어부(102)에 의해 구동 전원(51)을 제어하고, 조사하는 레이저 광(L)의 펄스 에너지를 저 PE값으로 함과 아울러, 펄스 파형을 제1 펄스 파형(O1)으로 설정한다. 이것에 의해, 분할력을 높이면서, 펄스 에너지가 낮게 되기 때문에 이면(21)에 이르는 레이저 광(L)의 영향을 작게 하고, 이면(21)의 데미지를 억제하는 것이 가능해진다.

이어서, 레이저 광(L)의 상기 스캔을, 가공 대상물(1)의 두께 방향에서의 집광점 위치를 바꾸어 반복하고, 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역(7)을 이면(21)으로부터 표면(3)을 향하는 순으로 복수열 형성한다. 이 때, 조사하는 레이저 광(L)의 펄스 에너지를 통상 PE값으로 함과 아울러, 펄스 파형을 제2 펄스 파형(O2)으로 설정한다. 이것에 의해, 분할력을 높이는 것이 가능해진다.

혹은, 조사하는 레이저 광(L)의 펄스 에너지를 고 PE값으로 함과 아울러, 펄스 파형을 제3 펄스 파형(O3)으로 설정한다. 이것에 의해, 분할력을 높이면서, 펄스 에너지가 높게 되기 때문에 개질 영역(7)으로부터 연장하는 균열의 직진성을 높일 수 있고, 절단면의 품질을 높이는 것이 가능해진다. 또한, 레이저 광(L)의 펄스 에너지를 고 PE값으로 하면, 트위스트 해클(twist hackle)을 억제하는 일도 가능해진다.

그리고 마지막으로, 확장 테이프를 확장하고, 개질 영역(7)을 절단의 기점으로 하여 가공 대상물(1)을 절단 예정 라인(5)을 따라서 절단한다. 그 결과, 가공 대상물(1)이 복수의 칩(예를 들면 메모리, IC, 발광 소자, 수광 소자 등)으로서 서로 이간(離間)된다.

이상, 본 실시 형태에서는, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일한 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)의 레이저 광이 가공 대상물(1)에 조사된다. 이 때, 요구되는 품질(가공 목적 및 가공 상황을 포함함)에 따라 펄스 에너지가 저 PE값, 통상 PE값 및 고 PE값으로 되는 경우, 이것에 따라 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)이 전환된다. 즉, 분할력이 높아지도록 레이저 광(L)의 펄스 파형이 펄스 에너지에 따라 최적화되게 된다.

따라서, 본 실시 형태에 의하면, 품질에 근거하여 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)을 가려 쓸 수 있고, 품질에 따른 높은 분할력으로 가공 대상물(1)을 절단할 수 있다. 환언하면, 의도적으로 레이저 광(L)의 펄스 파형을 제어하고, PE값에 따라 펄스 파형을 최적화하여 분할력을 향상할 수 있다. 그 결과, 택트 업 및 스캔 개수를 삭감하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 가공 대상물(1)에서의 이면(21) 측에 개질 스포트(S)를 형성할 때, 펄스 에너지가 저 PE값이 되고, 또한 펄스 파형이 제1 펄스 파형(O1)이 된다. 이 경우, 레이저 광(L)의 조사에 의해서 이면(21)에 손상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

혹은, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 가공 대상물(1)에서의 이면(21)측에 개질 스포트(S)를 형성할 때, 펄스 에너지가 고 PE값이 되고, 또한 펄스 파형이 제3 펄스 파형(O3)이 된다. 이 경우, 이면(21)에 균열을 확실히 노출시키는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명에 관한 레이저 가공 방법은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서 변형하고, 또는 다른 것에 적용한 것이라도 괜찮다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, LD인 시드 레이저 발진기(52)를 가지는 레이저 광원(101)을 이용했지만, CW(Continuous Wave)의 파이버 레이저의 출력을 AOM(AcoustoOptic Modulator：음향 광학 변조기)으로 변조하여 펄스화하는 레이저 광원을 이용해도 괜찮다. 이 경우, AOM의 투과율을 적절히 바꿈으로써, 상기 펄스 파형(O1 ~ O3)을 얻을 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 레이저 광원(101)이 2개의 앰프(53, 54)를 가지고 있지만, 이 앰프의 수는, 레이저 광이 최종적으로 필요한 출력에 따라 바꾸어도 좋고, 1개라도 좋고, 3개 이상이라도 좋다. 또, 가공 대상물(1)에 대해 복수회 스캔하는 경우, 각 스캔마다 레이저 광(L)의 PE값 및 펄스 파형을 바꾸어 레이저 가공을 실시해도 물론 좋다.

또한, 상기에서의 「동일하다」는, 「대략 동일하다」를 포함하는 광의의 것으로, 예를 들면 그 성질, 상태 또는 정도 등이 서로 공통하여(같아) 서로의 차이가 적은 것을 의도한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

(실시예 A)

두께 300μm의 실리콘 기판을 가공 대상물로서 준비하며, 이 가공 대상물에 대해 레이저 광을 표면측으로부터 조사하고, 절단 예정 라인을 따라서 개질 영역을 두께 방향으로 3열 형성했다. 이것을, 레이저 광의 펄스 파형 및 펄스 피치를 바꾸어 복수회 실시했다. 그리고, 개질 영역 형성 후의 복수의 가공 대상물에 대해서, 분할력을 평가했다. 또한, 펄스 피치는, 절단 예정 라인을 따라서 인접하는 한 쌍의 개질 스포트 사이 거리를 의미한다.

가공 조건으로서는, 레이저 광의 반복 주파수는 100kHz로 하고, 레이저 광의 밑단폭(펄스폭)은 500nsec로 했다. 또, 펄스 에너지는, 통상 PE값인 16μJ／pulse로 했다.

여기서, 비교예 1에 관한 펄스 파형은, 통상의 고체 레이저 광원으로부터 출사되는 레이저 광이 가지는 펄스 파형과 동등한 펄스 파형(O4, 도 11의 (b) 참조)으로 했다. 또, 비교예 2에 관한 펄스 파형은, MOPA 파이버 레이저 광원으로부터 출사되는 레이저 광이 가지는 펄스 파형에 대해, 하강 시간을 조정하여 1/2 피크값 부근에서의 1/2 피크값 보다도 작은 값에서의 시간폭이 대략 직사각형 모양이 되는 펄스 파형(O5, 도 12의 (b) 참조)으로 했다. 또, 실시예 1에 관한 펄스 파형은 상기 제1 펄스 파형(O1)으로 하고, 실시예 2에 관한 레이저 광의 펄스 파형은 상기 제2 펄스 파형(O2)으로 하며, 실시예 3에 관한 레이저 광의 펄스 파형은 상기 제 3 펄스 파형(O3)으로 했다.

또한, 펄스 파형(O4)은, 반값폭이 500nsec(밑단폭이 900ms)이며, 펄스 파형(O5)는, 반값폭이 250nsec이다. 펄스 파형(O4)을 가지는 레이저 광은, 입력 펄스 파형(I4, 도 11의 (a) 참조)의 구동 전류를 시드 레이저 발진기(52)에 입력함으로써 얻어진다. 펄스 파형(O5)을 가지는 레이저 광은, 입력 펄스 파형(I5, 도 12의 (a) 참조)의 구동 전류(직사각형파의 후반부(後半部)를 시작한 형상)를 시드 레이저 발진기(52)에 입력함으로써 얻어진다. 또한, 도 20에 나타내는 바와 같이, 통상의 MOPA 파이버 레이저의 출력 펄스 파형(O)은, 급준하게 상승한 피크값으로부터 연속적으로 경사하여 하강하는 형상이 된다.

또, 분할력의 평가로서는, 「가공 대상물의 표리면(表裏面)에 균열이 노출」, 「가공 대상물의 표리면에 균열이 노출하지 않고 또한 확장 테이프의 확장으로 절단 가능」, 「확장 테이프의 확장으로 절단 불능」의 순으로 분할력이 낮다고 하는 평가를 실시했다. 그 결과를 도 13에 나타낸다.

도 13은, 펄스 파형과 분할력과의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중에서는, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출했을 때를 「FC」로 하여 나타내고, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출하지 않고 또한 확장 테이프의 확장으로 절단 가능한 때를 「ST」로 하여 나타내며, 확장 테이프의 확장으로 절단 불능인 때를 「×」로 하여 나타내고 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 및 실시예 1 ~ 3에 관한 펄스 파형(O1 ~ O4)에서는, 펄스 피치에 의하지 않고 절단에 바람직한 분할력을 얻을 수 있던 것에 대해, 비교예 2에 관한 펄스 파형(O5)에서는, 충분한 분할력을 얻고 있지 못하고 있는 것을 알 수 있었다. 특히, 실시예 1 ~ 3에서는, 높은 분할력을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. 또, 펄스 피치를 넓히는 만큼, 분할력이 저하하는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.

이상에 의해, 분할력을 향상시키기 위해서는, 반값폭과 밑단폭이 서로 동일하게 될(반값폭≒밑단폭이 될) 것 같은 펄스 파형의 레이저 광이 유효하다는 것이 확인되었다. 또, 레이저 광이 가지는 펄스 파형과 분할력과의 관계는, 구체적으로는, 「직사각형에 가까운 펄스 파형(실시예 1 ~ 3) ＞ 가우시안 펄스 파형(비교예 1) ＞ 밑단폭에 대해 반값폭이 짧은 파형(비교예 2)」가 되는 것이 확인되었다.

도 14의 (a), (b)는 비교예 1, 2에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 각 사진도, 도 15의 (a) ~ (c)는, 실시예 1 ~ 3에 관한 가공 대상물의 절단면을 나타내는 각 사진도이다. 각 도면 중의 가공 대상물(1)에서는, 펄스 피치를 5.0μm로하여 복수의 개질 스포트(S)가 형성되어 있다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 비교예 1, 2에 관한 가공 대상물(1)에서는, 균열이 중단된(연장하고 있지 않음) 부분(도면 중의 검은 횡선)이 존재하고, 또, 절단면의 평활성이나 품질이 낮은 것을 알 수 있었다. 이것에 대해, 도 15에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ~ 3에 관한 가공 대상물(1)에서는, 개질 영역(7)으로부터의 균열이 중단된 부분이 적고, 표면(3)으로부터 이면(21)에 걸쳐 두께 방향으로 균열이 정밀도 좋게 연장하고 있다. 또, 절단면의 평활성이나 품질이 높은 것으로 되어 있다. 따라서, 실시예 1 ~ 3에서는, 높은 분할력이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예 1 ~ 3에 관한 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)에서는, 그 분할력의 차이는 작게 되어 있으며, 따라서, 예를 들면 분할력만을 중시하여 펄스 에너지를 통상 PE값으로 했을 때에는, 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)의 사이에서의 분할력의 차이는 작은 것을 알 수 있었다.

(실시예 B)

다음에, 레이저 광의 펄스 파형을, 상기 실시예 A에서 기재한 실시예 1 ~ 3에 관한 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)의 사이에서 바꿈과 아울러, 펄스 에너지를 저 PE값인 12μJ／pulse로 한 이외는 상기 실시예 A와 동일하게 하고, 개질 영역 형성 후의 복수의 가공 대상물에 대해서 분할력을 평가했다.

분할력의 평가로서는, 「가공 대상물의 이면에 균열이 노출, 또는, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출」, 「가공 대상물의 표리면에 균열이 노출하지 않고 또한 확장 테이프의 확장으로 절단 가능」, 「확장 테이프의 확장으로 절단 불능」의 순으로 분할력이 낮다고 하는 평가를 행했다. 그 결과를 도 16에 나타낸다.

도 16은, 펄스 에너지가 저 PE값인 때의 펄스 파형과 분할력과의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중에서는, 가공 대상물의 이면에 균열이 노출했을 때를 「BHC」로 하여 나타내고, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출했을 때를 「FC」로 하여 나타내고, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출하지 않고 또한 확장 테이프의 확장으로 절단 가능한 때를 「ST」로 하여 나타내며, 확장 테이프의 확장으로 절단 불능인 때를 「×」로 하여 나타내고 있다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에 관한 제1 펄스 파형(O1)에서는, 펄스 에너지가 저 PE값으로도 충분한 분할력을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. 또, 펄스 에너지가 저 PE값인 때에서는, 실시예 1 ~ 3에 관한 제1~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3) 사이에서 분할력의 차이가 생기고, 펄스 파형과 분할력과의 관계가, 「제1 펄스 파형(O1) ＞ 제2 펄스 파형(O2) ＞ 제3 펄스 파형(O3)」이 되는 것을 알 수 있었다. 덧붙여서 말하면, 도 13, 16에 나타내는 바와 같이, 펄스 에너지가 저 PE값인 때, 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3) 모두에서, 통상 PE값에서의 레이저 가공에 비해 분할력이 저하하는 것을 알 수 있었다.

도 17의 (a) ~ (c)는, 펄스 에너지가 저 PE값인 때의 실시예 1 ~ 3에 관한 가공 대상물에서의 절단면을 나타내는 각 사진도이다. 도면 중의 가공 대상물(1)에서는, 펄스 피치를 3.4μm로 하여 복수의 개질 스포트(S)가 형성되어 있다.

도 17의 (b), (c)에 나타내는 바와 같이, 실시예 2, 3에 관한 가공 대상물(1)에서는, 균열이 중단된(연장하고 있지 않은) 부분(도면 중의 검은 횡선)이 존재하고, 또, 절단면의 평활성이나 품질이 낮은 것을 알 수 있었다. 이것에 대해, 도 17의 (a)에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에 관한 가공 대상물(1)에서는, 개질 영역(7)으로부터의 균열이 중단된 부분이 적고, 표면(3)으로부터 이면(21)에 걸쳐 두께 방향으로 균열이 정밀도 좋게 연장하고 있으며, 또, 절단면의 평활성이나 품질이 높은 것으로 되어 있다. 따라서, 실시예 1에서는, 충분한 분할력이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.

(실시예 C)

다음에, 레이저 광의 펄스 파형을, 상기 실시예 A에서 기재한 실시예 1 ~ 3에 관한 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)의 사이에서 바꿈과 아울러, 펄스 에너지를 고 PE값인 36μJ／pulse로 한 이외는 상기 실시예 A와 동일하게 하고, 개질 영역 형성 후의 복수의 가공 대상물에 대해서 분할력을 평가했다.

분할력의 평가로서는, 「가공 대상물의 이면에 균열이 노출, 또는, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출」, 「가공 대상물의 표리면에 균열이 노출하지 않고 또한 확장 테이프의 확장으로 절단 가능」, 「확장 테이프의 확장으로 절단 불능」의 순으로 분할력이 낮다고 하는 평가를 행했다. 그 결과를 도 18에 나타낸다.

도 18은, 펄스 에너지가 고 PE값인 때의 펄스 파형과 분할력과의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중에서는, 가공 대상물의 이면에 균열이 노출했을 때를 「BHC」로 하여 나타내고, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출했을 때를 「FC」로 하여 나타내고, 가공 대상물의 표리면에 균열이 노출하지 않고 또한 확장 테이프의 확장으로 절단 가능한 때를 「ST」로 하여 나타내며, 확장 테이프의 확장으로 절단 불능인 때를 「×」로 하여 나타내고 있다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 실시예 3에 관한 제3 펄스 파형(O3)에서는, 펄스 에너지가 고 PE값이어도 충분한 분할력이 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또, 펄스 에너지가 고 PE값인 때에는, 실시예 1 ~ 3에 관한 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3) 사이에서 분할력의 차이가 생기고, 펄스 파형과 분할력과의 관계가,「제3 펄스 파형(O3) ＞ 제1 펄스 파형(O1) ≒ 제2 펄스 파형(O2)」가 되는 것을 알 수 있었다.

또, 펄스 에너지가 고 PE값인 경우, 제3 펄스 파형(O3)에서는, 균열이 이면측(레이저 조사면의 반대면측)으로 쉽게 연장하는 경향이 있는 한편, 제1 및 제2 펄스 파형(O1, O2)에서는, 이면측의 분할력이 저하하는 것을 알 수 있었다. 따라서, 가공 대상물에서 BHC를 생기게 하기 위해서는, 펄스 에너지가 고 PE값이며, 또한 제3 펄스 파형(O3)의 레이저 광에 의해서 레이저 가공을 행하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

덧붙여서 말하면, 도 13, 18에 나타내는 바와 같이, 펄스 에너지가 고 PE값인 때, 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3) 모두에서, 통상 PE값에서의 레이저 가공에 비해 분할력이 저하하는 것을 알 수 있었다. 또, 도 13, 16, 18에 나타내는 바와 같이, 펄스 에너지를 바꾸는 것에 의해서, 제1 ~ 제3 펄스 파형(O1 ~ O3)의 사이에서 분할력이나 품질에 차이가 생기기 때문에, 요구되는 품질(샘플이나 스캔 깊이, 품질상 중요시하는 포인트)에 의해서 최적인 펄스 파형을 선택하여 사용하는 것이, 분할력과 품질을 양립하는데 있어서 중요하다는 것을 알 수 있었다.

도 19의 (a) ~ (c)는, 펄스 에너지가 고 PE값인 때의 실시예 1 ~ 3에 관한 가공 대상물에서의 절단면을 나타내는 각 사진도이다. 도면 중의 가공 대상물(1)에서는, 펄스 피치를 1.8μm로 하여 복수의 개질 스포트(S)가 형성되어 있다.

도 19의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 실시예 1, 2에 관한 가공 대상물(1)에서는, 절단면 상에서 균열이 중단된(연장하고 있지 않은) 부분(도면 중의 검은 횡선)이 존재하고, 또, 절단면의 평활성이나 품질이 낮은 것을 알 수 있었다. 이것에 대해, 도 19의 (c)에 나타내는 바와 같이, 실시예 3에 관한 가공 대상물(1)에서는, 개질 영역(7)으로부터의 균열이 중단된 부분이 적고, 표면(3)으로부터 이면(21)에 걸쳐 두께 방향으로 균열이 정밀도 좋게 연장하고 있으며, 또, 절단면의 평활성이나 품질이 높은 것으로 되어 있다. 따라서, 실시예 3에서는, 충분한 분할력이 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 의하면, 요구되는 품질에 따라 분할력을 높이는 것이 가능해진다.

1 … 가공 대상물 3 … 표면
5 … 절단 예정 라인 7 … 개질 영역
21 … 이면(裏面) L … 레이저 광
O1 … 제1 펄스 파형 O2 … 제2 펄스 파형
O3 … 제3 펄스 파형 S … 개질 스포트
T1 ~ T3 … 피크값

Claims (5)

1. 가공 대상물에 레이저 광을 집광시켜, 상기 가공 대상물에 개질 영역을 절단 예정 라인을 따라서 형성하는 레이저 가공 방법으로서,
   반값폭과 상승으로부터 하강까지의 시간폭이 서로 동일한 펄스 파형을 가지는 상기 레이저 광을 상기 가공 대상물에 조사함으로써, 상기 절단 예정 라인을 따라서 개질 스포트를 복수 형성하고, 복수의 상기 개질 스포트에 의해서 상기 개질 영역을 형성하는 개질 영역 형성 공정을 포함하며,
   상기 개질 영역 형성 공정에서는,
   상기 레이저 광의 펄스 에너지가 소정값 보다도 낮은 제1 값인 경우, 그 전반(前半)측에 피크값이 위치하고 또한 톱날 모양이 되도록 구성된 제1 펄스 파형을 상기 펄스 파형으로서 설정함과 아울러,
   상기 펄스 에너지가 상기 소정값 보다도 높은 제2 값인 경우, 그 후반(後半)측에 피크값이 위치하고 또한 톱날 모양이 되도록 구성된 제2 펄스 파형을 상기 펄스 파형으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 펄스 파형은, 급준(急峻)하게 상승하여 피크값에 도달한 후에 서서히 하강하고, 그 후 급준하게 하강하는 파형이며,
   상기 제2 펄스 파형은, 급준하게 상승한 후에 서서히 상승하여 피크값에 도달하고, 그 후 급준하게 하강하는 파형인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 개질 영역 형성 공정에서는,
   상기 펄스 에너지가 상기 소정값인 경우, 직사각형 모양이 되도록 구성된 제3 펄스 파형을 상기 펄스 파형으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 개질 영역 형성 공정에서는,
   상기 가공 대상물에서의 레이저 광 조사면의 반대면측에 상기 개질 스포트를 형성하는 경우, 상기 펄스 에너지를 상기 제1 값으로 하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 개질 영역 형성 공정에서는,
   상기 가공 대상물에서의 레이저 광 조사면의 반대면측에 상기 개질 스포트를 형성하는 경우, 상기 펄스 에너지를 상기 제2 값으로 하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.

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