KR20230038510A - 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법 - Google Patents

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법 Download PDF

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가츠히로 고레마츠
다카후미 오기와라
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

레이저 가공 장치는, 조사부 및 제어부를 구비한다. 조사부는, 공간 광변조기와, 공간 광변조기에서 변조된 레이저광을 대상물에 집광하는 집광부를 가진다. 제어부는, 레이저광이 복수의 가공광으로 분기하고, 또한, 복수의 가공광의 복수의 집광점이, 레이저광의 조사 방향에 수직인 방향에서 서로 다른 개소에 위치하도록, 공간 광변조기에 의해 레이저광을 변조시키는 제1 제어를 실행한다. 제1 제어에서는, 조사 방향에서, 복수의 가공광 각각의 집광점이 당해 가공광의 이상 집광점에 대해서 레이저광의 비변조광의 집광점과는 반대측에 위치하도록, 또는, 복수의 가공광 각각의 집광점이 비변조광의 집광점에 대해서 당해 가공광의 이상 집광점과는 반대측에 위치하도록, 레이저광을 변조시킨다.

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
본 개시는, 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 워크를 유지하는 유지 기구와, 유지 기구에 유지된 워크에 레이저광을 조사하는 레이저 조사 기구를 구비하는 레이저 가공 장치가 기재되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치에서는, 집광 렌즈를 가지는 레이저 조사 기구가 기대(基臺)에 대해서 고정되어 있고, 집광 렌즈의 광축에 수직인 방향을 따른 워크의 이동이 유지 기구에 의해서 실시된다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 제5456510호 공보
앞서 설명한 것과 같은 레이저 가공 장치에서는, 대상물에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 대상물의 내부에서 가상면을 따라서 개질 영역을 형성하는 경우가 있다. 이 경우, 가상면에 걸치는 개질 영역 및 개질 영역으로부터 연장되는 균열을 경계로 하여 대상물의 일부가 박리된다. 이러한 박리 가공에서는, 레이저광을 복수의 가공광으로 분기하도록 변조시켜 가공하는, 이른바 다초점 레이저 가공이 실시되는 경우가 있다. 그러나, 다초점 레이저 가공을 실시하는 박리 가공에서는, 대상물에서의 레이저광 입사측과 반대측(예를 들면 기능 소자층)이 레이저광의 비변조광에 의해 손상되어 버린다고 하는 문제가 현저하게 될 우려가 있다.
그래서, 본 개시는, 대상물에서의 레이저광 입사측과 반대측의 손상을 억제할 수 있는 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 장치는, 대상물에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 대상물의 내부에서 가상면을 따라서 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 장치로서, 대상물을 지지하는 지지부와, 지지부에 의해서 지지된 대상물에 레이저광을 조사하는 조사부와, 지지부 및 조사부 중 적어도 일방을 이동시키는 이동 기구와, 조사부 및 이동 기구를 제어하는 제어부를 구비하고, 조사부는, 레이저광을 변조하는 공간 광변조기와, 공간 광변조기에 의해서 변조된 레이저광을 대상물에 집광하는 집광부를 가지며, 제어부는, 레이저광이 복수의 가공광으로 분기하고, 또한, 복수의 가공광의 복수의 집광점이, 레이저광의 조사 방향에 수직인 방향서 서로 다른 개소에 위치하도록, 공간 광변조기에 의해 레이저광을 변조시키는 제1 제어를 실행하고, 제1 제어에서는, 조사 방향에서, 복수의 가공광 각각의 집광점이 당해 가공광의 이상(理想) 집광점에 대해서 레이저광의 비변조광의 집광점과는 반대측에 위치하도록, 또는, 복수의 가공광 각각의 집광점이 비변조광의 집광점에 대해서 당해 가공광의 이상 집광점과는 반대측에 위치하도록, 레이저광을 변조시킨다.
레이저 가공 장치에서는, 레이저광이 복수의 가공광으로 분기하고, 또한, 복수의 가공광의 복수의 집광점이 조사 방향에 수직인 방향에서 서로 다른 개소에 위치한다. 이 때, 조사 방향에서, 복수의 가공광 각각의 집광점은, 당해 가공광의 이상 집광점에 대해서 레이저광의 비변조광의 집광점과는 반대측에 위치하거나, 또는, 비변조광의 집광점에 대해서 당해 가공광의 이상 집광점과는 반대측에 위치한다. 이것에 의해, 결과적으로, 레이저광의 비변조광의 집광점을, 대상물에서의 레이저광 입사측과 반대측으로부터 멀어지게 할 수 있다. 따라서, 레이저광의 비변조광의 집광에 의해 대상물의 당해 반대측에 데미지가 발생하여 버리는 것을 억제할 수 있다. 즉, 대상물에서의 레이저광 입사측과 반대측의 손상을 억제하는 것이 가능하게 된다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 장치에서, 제1 제어에서는, 조사 방향에서, 레이저광의 비변조광의 집광점이 대상물의 내부에서의 레이저광 입사측에 위치하도록, 공간 광변조기에 의해 레이저광을 변조시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 레이저광의 비변조광의 집광점을, 대상물의 당해 반대측으로부터 효과적으로 멀어지게 할 수 있다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 장치에서, 제1 제어에서는, 조사 방향에서, 레이저광의 비변조광의 집광점이 대상물의 외부로서 대상물보다도 집광부측에 위치하도록, 공간 광변조기에 의해 레이저광을 변조시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 레이저광의 비변조광의 집광점을, 대상물의 당해 반대측으로부터 효과적으로 멀어지게 할 수 있다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 장치에서, 제1 제어에서는, 조사 방향에서, 레이저광의 비변조광의 집광점이 대상물의 외부로서 대상물보다도 집광부측과는 반대측에 위치하도록, 공간 광변조기에 의해 레이저광을 변조시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 레이저광의 비변조광의 집광점을, 대상물의 당해 반대측으로부터 효과적으로 멀어지게 할 수 있다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 장치에서, 대상물은, 기판과, 기판의 레이저광 입사측과 반대측에 마련된 기능 소자층을 포함하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 대상물의 당해 반대측에는 기능 소자층이 마련되기 때문에, 대상물의 당해 반대측의 손상을 억제하는 상기 효과는 특히 유효하다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 장치는, 가상면의 위치에 관한 제1 데이터, 및 복수의 가공광 각각의 집광점과 당해 가공광의 이상 집광점과의 거리에 관한 제2 데이터 중 적어도 어느 것인가의 입력을 접수하는 입력 접수부를 가지고, 제1 제어에서는, 제1 데이터 및 제2 데이터에 근거하여, 복수의 가공광 각각의 집광점을 당해 가공광의 이상 집광점으로부터 시프트시켜도 괜찮다. 이 경우, 오퍼레이터는, 가상면의 위치, 및 집광점과 이상 집광점과의 거리 중 적어도 어느 것인가에 대해서 원하는 대로 설정할 수 있다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 장치에서, 제어부는, 복수의 가공광의 집광점의 위치가 가상면을 따라서 이동하도록, 이동 기구에 의해 지지부 및 조사부 중 적어도 일방을 이동시키는 제2 제어를 실행해도 괜찮다. 이와 같이 복수의 가공광의 집광점의 위치를 가상면을 따라서 이동시킴으로써, 가상면을 따른 개질 영역의 형성을 구체적으로 실현할 수 있다.
본 개시의 일측면에 관한 레이저 가공 방법은, 대상물에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 대상물의 내부에서 가상면을 따라서 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 방법으로서, 레이저광을 복수의 가공광으로 분기하고, 또한, 복수의 가공광의 복수의 집광점을, 레이저광의 조사 방향에 수직인 방향에서 서로 다른 개소에 위치시키는 공정을 포함하며, 당해 공정에서는, 조사 방향을 따르는 방향에서, 복수의 가공광 각각의 집광점을 당해 가공광의 이상 집광점에 대해서 레이저광의 비변조광의 집광점과는 반대측에 위치시키거나, 또는, 복수의 가공광 각각의 집광점을 비변조광의 집광점에 대해서 당해 가공광의 이상 집광점과는 반대측에 위치시킨다.
레이저 가공 방법에서는, 상기 레이저 가공 장치와 마찬가지로, 레이저광의 비변조광의 집광점을, 대상물에서의 레이저광 입사측과 반대측으로부터 멀어지게 할 수 있다. 따라서, 레이저광의 비변조광의 집광에 의해 대상물의 당해 반대측에 데미지가 발생하여 버리는 것을 억제할 수 있다. 즉, 대상물에서의 레이저광 입사측과 반대측의 손상을 억제하는 것이 가능하게 된다.
본 개시에 의하면, 대상물에서의 레이저광 입사측과 반대측의 손상을 억제할 수 있는 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은, 제1 실시 형태의 레이저 가공 장치의 구성도이다.
도 2는, 도 1에 도시되는 공간 광변조기의 일부분의 단면도이다.
도 3의 (a)는, 대상물의 평면도이다. 도 3의 (b)는, 대상물의 단면도이다.
도 4는, 레이저광의 분기를 설명하는 모식도이다.
도 5는, 제1 실시 형태에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이다.
도 6은, 일반적인 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이다.
도 7은, 제1 실시 형태의 박리 가공을 평가하는 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은, 제1 실시 형태의 입력 접수부의 표시예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 제1 실시 형태의 변형예에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이다.
도 10은, 제2 실시 형태에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이다.
도 11은, 제2 실시 형태에 관한 박리 가공을 평가하는 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는, 제2 실시 형태의 변형예에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이다.
도 13은, 제2 실시 형태의 다른 변형예에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이다.
도 14는, 제3 실시 형태에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이다.
도 15는, 제3 실시 형태의 균열을 설명하기 위한 대상물의 평단면도이다.
도 16은, 제3 실시 형태에 관한 박리 가공을 평가하는 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명을 생략한다.
[제1 실시 형태]
제1 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 레이저 가공 장치(1)는, 지지부(2)와, 광원(3)과, 광축 조정부(4)와, 공간 광변조기(5)와, 집광부(6)와, 광축 모니터부(7)와, 가시 촬상부(8A)와, 적외 촬상부(8B)와, 이동 기구(9)와, 제어부(10)를 구비하고 있다. 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(11)에 레이저광(L)을 조사함으로써 대상물(11)에 개질 영역(12)을 형성하는 장치이다. 이하의 설명에서는, 서로 직교하는 3 방향을, 각각, X방향, Y방향 및 Z방향이라고 한다. 본 실시 형태에서는, X방향은 제1 수평 방향이고, Y방향은 제1 수평 방향에 수직인 제2 수평 방향이며, Z방향은 연직 방향이다.
지지부(2)는, 예를 들면 대상물(11)에 첩부(貼付)된 필름(도시 생략)을 흡착함으로써, 대상물(11)의 표면(11a) 및 이면(11b)이 Z방향과 직교하도록 대상물(11)을 지지한다. 지지부(2)는, X방향 및 Y방향 각각의 방향을 따라서 이동 가능하다. 본 실시 형태의 지지부(2)에는, 대상물(11)의 이면(11b)을 레이저광 입사면측인 상측으로 한 상태(표면(11a)을 지지부(2)측인 하측으로 한 상태)에서, 대상물(11)이 재치된다. 지지부(2)는, Z방향을 따라서 연장되는 회전축(2R)을 가진다. 지지부(2)는, 회전축(2R)을 중심으로 회전 가능하다.
광원(3)은, 예를 들면 펄스 발진 방식에 의해서, 레이저광(L)을 출사한다. 레이저광(L)은, 대상물(11)에 대해서 투과성을 가지고 있다. 광축 조정부(4)는, 광원(3)으로부터 출사된 레이저광(L)의 광축을 조정한다. 본 실시 형태에서는, 광축 조정부(4)는, 광원(3)으로부터 출사된 레이저광(L)의 진행 방향을 Z방향을 따르도록 변경하면서, 레이저광(L)의 광축을 조정한다. 광축 조정부(4)는, 예를 들면, 위치 및 각도의 조정이 가능한 복수의 반사 미러에 의해서 구성되어 있다.
공간 광변조기(5)는, 레이저 가공 헤드(H) 내에 배치되어 있다. 공간 광변조기(5)는, 광원(3)으로부터 출사된 레이저광(L)을 변조한다. 본 실시 형태에서는, 광축 조정부(4)로부터 Z방향을 따라서 하측으로 진행한 레이저광(L)이 레이저 가공 헤드(H) 내에 입사하고, 레이저 가공 헤드(H) 내에 입사한 레이저광(L)이 미러(H1)에 의해서 Y방향에 대해서 각도를 이루도록 수평으로 반사되며, 미러(H1)에 의해서 반사된 레이저광(L)이 공간 광변조기(5)에 입사한다. 공간 광변조기(5)는, 그와 같이 입사한 레이저광(L)을 Y방향을 따라서 수평으로 반사하면서 변조한다.
집광부(6)는, 레이저 가공 헤드(H)의 저벽에 장착되어 있다. 집광부(6)는, 공간 광변조기(5)에 의해서 변조된 레이저광(L)을, 지지부(2)에 의해서 지지된 대상물(11)에 집광한다. 본 실시 형태에서는, 공간 광변조기(5)에 의해서 Y방향을 따라서 수평으로 반사된 레이저광(L)이 다이클로익 미러(H2)에 의해서 Z방향을 따라서 하측으로 반사되고, 다이클로익 미러(H2)에 의해서 반사된 레이저광(L)이 집광부(6)에 입사한다. 집광부(6)는, 그와 같이 입사한 레이저광(L)을 대상물(11)에 집광한다. 집광부(6)는, 집광 렌즈 유닛(61)이 구동 기구(62)를 매개로 하여 레이저 가공 헤드(H)의 저벽에 장착됨으로써 구성되어 있다. 구동 기구(62)는, 예를 들면 압전 소자의 구동력에 의해서, 집광 렌즈 유닛(61)을 Z방향을 따라서 이동시킨다.
또한, 레이저 가공 헤드(H) 내에서, 공간 광변조기(5)와 집광부(6)와의 사이에는, 결상 광학계(도시 생략)가 배치되어 있다. 결상 광학계는, 공간 광변조기(5)의 반사면과 집광부(6)의 입사 동면이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하고 있다. 이것에 의해, 공간 광변조기(5)의 반사면에서의 레이저광(L)의 상(像)(공간 광변조기(5)에 의해서 변조된 레이저광(L)의 상)이 집광부(6)의 입사 동면에 전상(결상)된다. 레이저 가공 헤드(H)의 저벽에는, X방향에서 집광 렌즈 유닛(61)의 양측에 위치하도록 한쌍의 측거 센서(S1, S2)가 장착되어 있다. 각 측거 센서(S1, S2)는, 대상물(11)의 이면(11b)에 대해서 측거용의 광(예를 들면, 레이저광)을 출사하고, 이면(11b)에서 반사된 측거용의 광을 검출함으로써, 이면(11b)의 변위 데이터를 취득한다. 레이저 가공 헤드(H)는, 조사부를 구성한다.
광축 모니터부(7)는, 레이저 가공 헤드(H) 내에 배치되어 있다. 광축 모니터부(7)는, 다이클로익 미러(H2)를 투과한 레이저광(L)의 일부를 검출한다. 광축 모니터부(7)에 의한 검출 결과는, 예를 들면, 집광 렌즈 유닛(61)에 입사하는 레이저광(L)의 광축과 집광 렌즈 유닛(61)의 광축과의 관계를 나타낸다. 가시 촬상부(8A)는, 레이저 가공 헤드(H) 내에 배치되어 있다. 가시 촬상부(8A)는, 가시광(V)을 출사하고, 가시광(V)에 의한 대상물(11)의 상을 화상으로서 취득한다. 본 실시 형태에서는, 가시 촬상부(8A)로부터 출사된 가시광(V)이 다이클로익 미러(H2) 및 집광부(6)를 거쳐 대상물(11)의 이면(11b)에 조사되고, 이면(11b)에서 반사된 가시광(V)이 집광부(6) 및 다이클로익 미러(H2)를 거쳐 가시 촬상부(8A)에서 검출된다. 적외 촬상부(8B)는, 레이저 가공 헤드(H)의 측벽에 장착되어 있다. 적외 촬상부(8B)는, 적외광을 출사하고, 적외광에 의한 대상물(11)의 상을 적외선 화상으로서 취득한다.
이동 기구(9)는, 레이저 가공 헤드(H)를 X방향, Y방향 및 Z방향으로 이동시키는 기구를 포함한다. 이동 기구(9)는, 레이저광(L)의 집광점(C)이 X방향, Y방향 및 Z방향으로 이동하도록, 모터 등의 공지의 구동 장치의 구동력에 의해 레이저 가공 헤드(H)를 구동한다. 또, 이동 기구(9)는, 회전축(2R)을 중심으로 지지부(2)를 회전시키는 기구를 포함한다. 이동 기구(9)는, 레이저광(L)의 집광점(C)이 회전축(2R) 둘레의 θ방향으로 이동하도록, 모터 등의 공지의 구동 장치의 구동력에 의해 지지부(2)를 회전 구동한다.
제어부(10)는, 레이저 가공 장치(1)의 각부의 동작을 제어한다. 제어부(10)는, 적어도 공간 광변조기(5) 및 이동 기구(9)를 제어한다. 제어부(10)는, 처리부(101)와, 기억부(102)와, 입력 접수부(103)를 가지고 있다. 처리부(101)는, 프로세서, 메모리, 스토리지 및 통신 디바이스 등을 포함하는 컴퓨터 장치로서 구성되어 있다. 처리부(101)에서는, 프로세서가, 메모리 등에 읽혀 넣어진 소프트 웨어(프로그램)를 실행하고, 메모리 및 스토리지에서의 데이터의 읽어내기 및 써넣기, 그리고 통신 디바이스에 의한 통신을 제어한다.
기억부(102)는, 예를 들면 하드 디스크 등이고, 각종 데이터를 기억한다. 입력 접수부(103)는, 오퍼레이터로부터 각종 데이터의 입력을 접수하는 인터페이스부이다. 본 실시 형태에서는, 입력 접수부(103)는, GUI(Graphical　User　Interface)를 구성한다. 입력 접수부(103)는, 후술하는 것과 같이, 슬라이싱 위치 및 Z방향 시프트량의 입력을 접수한다.
이상과 같이 구성된 레이저 가공 장치(1)에서는, 대상물(11)의 내부에 레이저광(L)이 집광되면, 레이저광(L)의 집광점(C)에 대응하는 부분에서 레이저광(L)이 흡수되어, 대상물(11)의 내부에 개질 영역(12)이 형성된다. 개질 영역(12)은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도, 그 외의 물리적 특성이 주위의 비개질 영역과는 다른 영역이다. 개질 영역(12)으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등이 있다. 개질 영역(12)은, 복수의 개질 스폿(12s) 및 복수의 개질 스폿(12s)으로부터 연장되는 균열을 포함한다.
공간 광변조기(5)에 대해서 구체적으로 설명한다. 공간 광변조기(5)는, 반사형 액정(LCOS：Liquid　Crystal　on　Silicon)의 공간 광변조기(SLM：Spatial　Light　Modulator)이다. 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 공간 광변조기(5)는, 반도체 기판(51) 상에, 구동 회로층(52), 화소 전극층(53), 반사막(54), 배향막(55), 액정층(56), 배향막(57), 투명 도전막(58) 및 투명 기판(59)가 이 순서로 적층되는 것으로, 구성되어 있다.
반도체 기판(51)은, 예를 들면, 실리콘 기판이다. 구동 회로층(52)는, 반도체 기판(51) 상에서, 액티브·매트릭스 회로를 구성하고 있다. 화소 전극층(53)은, 반도체 기판(51)의 표면을 따라서 매트릭스 모양으로 배열된 복수의 화소 전극(53a)을 포함하고 있다. 각 화소 전극(53a)은, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속재료에 의해서 형성되어 있다. 각 화소 전극(53a)에는, 구동 회로층(52)에 의해서 전압이 인가된다.
반사막(54)은, 예를 들면, 유전체 다층막이다. 배향막(55)은, 액정층(56)에서의 반사막(54)측의 표면에 마련되어 있고, 배향막(57)은, 액정층(56)에서의 반사막(54)과는 반대측의 표면에 마련되어 있다. 각 배향막(55, 57)은, 예를 들면, 폴리이미드 등의 고분자 재료에 의해서 형성되어 있고, 각 배향막(55, 57)에서의 액정층(56)과의 접촉면에는, 예를 들면, 러빙 처리가 실시되어 있다. 배향막(55, 57)은, 액정층(56)에 포함되는 액정 분자(56a)를 일정 방향으로 배열시킨다.
투명 도전막(58)은, 투명 기판(59)에서의 배향막(57)측의 표면에 마련되어 있고, 액정층(56) 등을 사이에 두고 화소 전극층(53)과 서로 마주 보고 있다. 투명 기판(59)은, 예를 들면, 유리 기판이다. 투명 도전막(58)은, 예를 들면, ITO 등의 광투과성이면서 또한 도전성 재료에 의해서 형성되어 있다. 투명 기판(59) 및 투명 도전막(58)은, 레이저광(L)을 투과시킨다.
이상과 같이 구성된 공간 광변조기(5)에서는, 변조 패턴을 나타내는 신호가 제어부(10)로부터 구동 회로층(52)에 입력되면, 당해 신호에 따른 전압이 각 화소 전극(53a)에 인가되고, 각 화소 전극(53a)과 투명 도전막(58)과의 사이에 전계가 형성된다. 당해 전계가 형성되면, 액정층(56)에서, 각 화소 전극(53a)에 대응하는 영역마다 액정 분자(56a)의 배열 방향이 변화하고, 각 화소 전극(53a)에 대응하는 영역마다 굴절률이 변화한다. 이 상태가, 액정층(56)에 변조 패턴이 표시된 상태이다.
액정층(56)에 변조 패턴이 표시된 상태에서, 레이저광(L)이, 외부로부터 투명 기판(59) 및 투명 도전막(58)을 거쳐 액정층(56)에 입사하고, 반사막(54)에서 반사되어, 액정층(56)으로부터 투명 도전막(58) 및 투명 기판(59)를 거쳐 외부로 출사시켜지면, 액정층(56)에 표시된 변조 패턴에 따라서, 레이저광(L)이 변조된다. 이와 같이, 공간 광변조기(5)에 의하면, 액정층(56)에 표시하는 변조 패턴을 적절하게 설정함으로써, 레이저광(L)의 변조(예를 들면, 레이저광(L)의 강도, 진폭, 위상, 편광 등의 변조)가 가능하다.
대상물(11)의 구성에 대해서 구체적으로 설명한다. 본 실시 형태의 대상물(11)은, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이, 원판 모양으로 형성된 웨이퍼이다. 대상물(11)은, 표면(제1 면)(11a) 및 표면(11a)과는 반대측의 이면(제2 면)(11b)을 가지고 있다. 대상물(11)은, 기판(21)과, 기판(21)의 레이저광 입사면측과 반대측에 마련된 디바이스층(기능 소자층)(22)을 포함한다. 대상물(11)은, 기판(21) 상에 디바이스층(22)이 적층됨으로써 구성되어 있다.
기판(21)은, 예를 들면 실리콘 기판 등의 반도체 기판이다. 기판(21)에는, 결정 방위를 나타내는 노치 또는 오리엔테이션 플랫이 마련되어 있어도 괜찮다. 디바이스층(22)은, 대상물(11)에서의 표면(11a)측에 마련되어 있다. 디바이스층(22)은, 기판(21)의 주면(主面)을 따라서 매트릭스 모양으로 배열된 복수의 기능 소자를 포함한다. 디바이스층(22)은, 기판(21)에 증착된 Ti(티탄)층 및 Sn(주석)층 등의 금속층을 포함한다. 각 기능 소자는, 예를 들면, 포토 다이오드 등의 수광 소자, 레이저 다이오드 등의 발광 소자, 메모리 등의 회로 소자 등이다. 각 기능 소자는, 복수의 층이 스택되어 3차원적으로 구성되는 경우도 있다.
대상물(11)에는, 박리 예정면으로서의 가상면(M1)이 설정되어 있다. 가상면(M1)은, 개질 영역(12)의 형성을 예정하는 면이다. 가상면(M1)은, 대상물(11)의 레이저광 입사면인 이면(11b)에 대향하는 면이다. 가상면(M1)은, 이면(11b)에 평행한 면이고, 예를 들면 원형 모양을 나타내고 있다. 가상면(M1)은, 가상적인 영역이고, 평면으로 한정되지 않고, 곡면 내지 3차원 모양의 면이라도 괜찮다.
또, 대상물(11)에는, 가공용 라인(15)이 설정되어 있다. 가공용 라인(15)은, 개질 영역(12)의 형성을 예정하는 라인이다. 가공용 라인(15)은, 대상물(11)에서 둘레 가장자리측으로부터 내측을 향하여 소용돌이 모양을 연재(延在)한다. 환언하면, 가공용 라인(15)은, 지지부(2)의 회전축(2R)(도 1 참조)의 위치를 중심으로 하는 소용돌이 모양(인벌류트 곡선)으로 연장된다. 가공용 라인(15)은, 가상적인 라인이지만, 실제로 그어진 라인이라도 괜찮다. 가상면(M1) 및 가공용 라인(15)의 설정은, 제어부(10)에서 행할 수 있다. 가상면(M1) 및 가공용 라인(15)은, 좌표 지정된 것이라도 괜찮다. 가상면(M1) 및 가공용 라인(15) 중 어느 일방만이 설정되어 있어도 괜찮다.
본 실시 형태의 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(11)에 집광점(적어도 집광 영역의 일부)(C)을 맞추어 레이저광(L)을 조사하는 것에 의해, 대상물(11)의 내부에서 가상면(M1)을 따라서 개질 영역(12)을 형성한다. 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(11)에 박리 가공을 포함하는 레이저 가공을 실시하여, 반도체 디바이스를 취득(제조)한다. 박리 가공은, 대상물(11)의 일부분을 박리하기 위한 가공이다.
제어부(10)는, 레이저광(L)이 복수의 가공광으로 분기하고, 또한, 복수의 가공광의 복수의 집광점이 레이저광(L)의 조사 방향에 수직인 방향에서 서로 다른 개소에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시키는 다초점 가공 제어(제1 제어)를 실행한다. 예를 들면 다초점 가공 제어에서는, 공간 광변조기(5)를 제어하고, 공간 광변조기(5)의 액정층(56)에 소정의 변조 패턴(회절 패턴을 포함하는 변조 패턴 등)을 표시시킨다. 이 상태에서, 광원(3)으로부터 레이저광(L)을 출사시키고, 집광부(6)에 의해서 레이저광(L)이 이면(11b)측으로부터 대상물(11)에 집광시킨다. 즉, 공간 광변조기(5)에 의해서 레이저광(L)을 변조시키고, 변조시킨 레이저광(L)을 집광부(6)에 의해서 이면(11b)을 레이저광 입사면으로 하여 대상물(11)에 집광시킨다. 이것에 의해, 레이저광(L)이 2개의 가공광(L1, L2)으로 분기(회절)되고, 2개의 가공광(L1, L2)의 각 집광점(C1, C2)이 X방향 및/또는 Y방향에서 서로 다른 개소에 위치한다.
도 4에 도시되는 일례에서는, 가공 진행 방향(K1)(가공용 라인(15)의 연재 방향)에 대한 경사 방향(K2)으로 일렬로 늘어서는 2개의 개질 스폿(12s)이 가상면(M1) 상에 형성되도록, 레이저광(L)이 2개의 가공광(L1, L2)으로 2 분기된다. 가공광(L1)은 -1차광이고, 가공광(L2)은 ＋1차광에 대응한다. 동시 형성되는 복수의 개질 스폿(12s)에 대해서, X방향의 간격이 분기 피치 BPx이고, Y방향의 간격이 분기 피치 BPy이다. 연속하는 2펄스의 레이저광(L)의 조사에 의해 형성되는 한쌍의 개질 스폿(12s)에 대해서, 가공 진행 방향(K1)에서의 간격이 펄스 피치 PP이다. 가공 진행 방향(K1)과 경사 방향(K2)과 사이의 각도가 분기 각도 α이다.
다초점 가공 제어에서는, 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, Z방향에서, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이 당해 가공광(L1, L2)의 이상(理想) 집광점(C10, C20)에 대해서 레이저광(L)의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과는 반대측에 위치하도록, 레이저광(L)을 변조시킨다. 구체적으로는, 다초점 가공 제어에서는, Z방향에서, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 Z방향 시프트량만큼 디바이스층(22)측에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시킨다.
가공광의 이상 집광점이란, 구면 수차가 없고 가공광이 대상물(11) 중의 1점에 집광한다고 가정했을 경우에서의 집광점이다. 레이저광(L)의 비변조광(L0)이란, 공간 광변조기(5)에 입사한 레이저광(L) 중, 공간 광변조기(5)에 의해서 변조되지 않고 공간 광변조기(5)로부터 출사된 광이다. 예를 들면, 공간 광변조기(5)에 입사한 레이저광(L) 중 투명 기판(59)의 외측 표면(투명 도전막(58)과는 반대측의 표면)에서 반사된 광이 비변조광(L0)이 된다. 비변조광(L0)의 집광점(C0)은, 집광 렌즈 유닛(61)의 초점 위치에 대응한다. 비변조광(L0)이 대상물(11) 내에 있을 때, 혹은, 대상물(11)을 통과하여 입사측과 반대측에 위치할 때(도 9 참조), 구면 수차 등의 영향으로 집광 영역은 Z방향으로 늘어나 버리지만, 그 중에서도, 가장 데미지에 영향을 주는 점으로서 강도가 강한 점을, 집광점(C0)이라고 정의하고 있다.
다초점 가공 제어에서는, Z방향에서, 비변조광(L0)의 집광점(C0)이 대상물(11)의 내부에서의 레이저광 입사측(이면(11b)측)에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시킨다. 다초점 가공 제어에서는, 입력 접수부(103)에서 접수한 슬라이싱 위치 및 Z방향 시프트량에 근거하여, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)을 당해 가공광(L1, L2)의 이상 집광점(C10, C20)으로부터 가상면(M1)을 따른 위치까지 시프트시킨다. 이러한 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)의 시프트는, 공간 광변조기(5)의 액정층(56)에 표시하는 변조 패턴을 적절하게 제어함으로써 실현할 수 있다.
제어부(10)는, 레이저 가공 헤드(H)로부터의 레이저광(L)의 조사에 맞추어, 복수의 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)의 위치가 가상면(M1)을 따라서 이동하도록 이동 기구(9)에 의해 지지부(2) 및 레이저 가공 헤드(H) 중 적어도 일방을 이동시키는 이동 제어(제2 제어)를 실행한다. 이동 제어에서는, 복수의 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)의 위치가 가공용 라인(15)을 따라서 이동하도록, 지지부(2) 및 레이저 가공 헤드(H) 중 적어도 일방을 이동시킨다. 이동 제어에서는, 지지부(2)를 회전시키면서, 레이저 가공 헤드(H)(집광점(C1, C2))의 X방향에서의 이동을 제어한다.
제어부(10)는, 지지부(2)의 회전량에 관한 회전 정보(이하, 「θ정보」라고도 한다)에 근거하여, 각종의 제어를 실행 가능하다. θ정보는, 지지부(2)를 회전시키는 이동 기구(9)의 구동량으로부터 취득되어도 괜찮고, 별도의 센서 등에 의해 취득되어도 괜찮다. θ정보는, 공지의 여러 가지의 수법에 의해 취득할 수 있다. 제어부(10)는, 입력 접수부(103)의 표시를 제어한다. 제어부(10)는, 입력 접수부(103)로부터 입력된 각종의 설정에 근거하여, 박리 가공을 실행한다.
다음으로, 레이저 가공 장치(1)에 의한 레이저 가공 방법을 설명한다. 여기에서는, 레이저 가공 장치(1)를 이용하여 대상물(11)에 박리 가공을 행하는 일례를 설명한다.
먼저, 이면(11b)을 레이저광 입사면측으로 한 상태에서 지지부(2) 상에 대상물(11)을 재치한다. 대상물(11)에서 디바이스층(22)이 탑재된 표면(11a)측은, 지지 기판 내지 테이프재가 접착되어 보호되어 있다. 이어서, 가시 촬상부(8A)에 의해서 취득된 화상(예를 들면, 대상물(11)의 이면(11b)의 상)에 근거하여, 레이저광(L)의 집광점(C)이 이면(11b) 상에 위치하도록, Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(H)(즉, 집광부(6))를 이동시키는 하이트 세트를 행한다. 하이트 세트의 위치를 기준으로 하여 레이저광(L)의 집광점(C)이 이면(11b)으로부터 소정 깊이에 위치하도록, Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(H)를 이동시킨다.
이하, 이와 같이 Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(H)를 하이트 세트의 위치로부터 이동시킨 후의 집광부(6)의 위치를 「디포커스 위치」라고 한다. 여기에서는, 디포커스 위치는, 하이트 세트시를 기준(디포커스 위치=0)으로 하여, 집광부(6)가 대상물(11)에 가까워질수록 마이너스(부(負)측)가 되는 파라미터로 한다. 소정 깊이는, 대상물(11)의 가상면(M1)을 따라서 개질 영역(12)을 형성할 수 있는 깊이이다.
이어서, 지지부(2)를 일정한 회전 속도로 회전시키면서, 광원(3)으로부터 레이저광(L)을 조사함과 아울러, 집광점(C)이 가상면(M1)의 바깥 가장자리측으로부터 내측으로 X방향으로 이동하도록 레이저 가공 헤드(H)를 X방향을 따라서 이동시킨다. 이것에 의해, 대상물(11)의 내부에서 가상면(M1) 상의 가공용 라인(15)을 따라서, 회전축(2R)(도 1 참조)의 위치를 중심으로 하는 소용돌이 모양으로 연장되는 개질 영역(12)을 형성한다.
개질 영역(12)의 형성에서는, 다초점 가공 제어가 실행되고, 레이저광(L)이 복수의 가공광(L1, L2)으로 분기되며, 복수의 가공광(L1, L2)의 복수의 집광점(C1, C2)이 X방향 및/또는 Y방향에서 서로 다른 개소에 위치된다. 이것과 함께, 복수의 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)의 위치가, 가상면(M1)을 따라서 상대적으로 이동 시켜진다. 이것에 의해, 복수의 개질 스폿(12s)이 가상면(M1)을 따라서 형성된다. 이 때, 한쌍의 측거 센서(S1, S2) 중 가공 진행 방향(K1)의 전측(前側)에 위치하는 일방에서 취득된 이면(11b)의 변위 데이터에 근거하여, 레이저광(L)의 집광점(C)이 이면(11b)에 추종하도록 집광부(6)의 구동 기구(62)를 동작시킨다.
형성된 개질 영역(12)은, 복수의 개질 스폿(12s)을 포함한다. 1개의 개질 스폿(12s)은, 1펄스의 레이저광(L)의 조사에 의해서 형성된다. 개질 영역(12)은, 복수의 개질 스폿(12s)의 집합이다. 서로 이웃하는 개질 스폿(12s)은, 레이저광(L)의 펄스 피치 PP(대상물(11)에 대한 집광점(C)의 상대적인 이동 속도를 레이저광(L)의 반복 주파수로 나눈 값)에 따라서, 서로 이어지는 경우도, 서로 떨어지는 경우도 있다.
이어서, 가상면(M1)에 걸치는 개질 영역(12) 및 개질 영역(12)의 개질 스폿(12s)으로부터 연장되는 균열을 경계로 하여 대상물(11)의 일부를 박리한다. 대상물(11)의 박리는, 예를 들면 흡착 치구를 이용해도 괜찮다. 대상물(11)의 박리는, 지지부(2) 상에서 실시해도 괜찮고, 박리 전용의 에어리어로 이동시켜 실시해도 괜찮다. 대상물(11)의 박리는, 에어 블로우 또는 테이프재를 이용하여 박리해도 괜찮다. 외부 응력만으로 대상물(11)을 박리할 수 없는 경우에는, 대상물(11)에 반응하는 에칭액(KOH 또는 TMAH 등)으로 개질 영역(12)을 선택적으로 에칭해도 괜찮다. 이것에 의해, 대상물(11)을 용이하게 박리하는 것이 가능하게 된다.
또한, 지지부(2)를 일정한 회전 속도로 회전시켰지만, 당해 회전 속도는 변화시켜도 괜찮다. 예를 들면 지지부(2)의 회전 속도는, 개질 스폿(12s)의 펄스 피치 PP가 일정 간격이 되도록 변화시켜도 괜찮다. 대상물(11)의 박리면에 대해서, 마무리의 연삭 또는 숫돌 등의 연마재에 의한 연마를 행해도 괜찮다. 에칭에 의해 대상물(11)을 박리하고 있는 경우, 당해 연마를 간략화해도 괜찮다.
그런데, 일반적인 종래의 다초점 가공 제어에서는, 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이 그 이상 집광점(C10, C20)과 일치하도록 구성된다. 이 경우, 레이저광(L)의 비변조광(L0)의 누설광(대상물(11)에 흡수되지 않는 광)의 영향에 의해, 디바이스층(22)이 손상되는 문제가 염려된다. 특히, 박리 가공에서는, 이러한 문제는 현저하게 될 우려가 있다. 이것은, 박리 가공에서는, 디바이스층(22)의 액티브 에어리어 상에도 레이저광(L)이 조사되기 때문에, 비변조광(L0)의 누설광은, 디바이스층(22)의 직하(直下) 데미지로 이어지기 쉽고, 나아가서는 디바이스 특성 악화로 이어지기 쉽기 때문이다.
이 점, 본 실시 형태의 다초점 가공 제어에 의하면, Z방향에서 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이, 당해 가공광(L1, L2)의 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 레이저광(L)의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과는 반대측에 위치한다. 구체적으로는, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이, 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 Z방향 시프트량만큼 디바이스층(22)에 접근한 위치에 위치한다. 디포커스 위치가, 이상 집광점(C10, C20)을 가상면(M1)을 따라서 위치시키는 경우(후술의 비교예 참조)에 비해, Z방향 시프트량만큼 디바이스층(22)으로부터 멀어지는측에 위치한다. 비변조광(L0)의 집광점(C0)이, 이상 집광점(C10, C20)을 가상면(M1)을 따라서 위치시키는 경우에 비해서, Z방향 시프트량만큼 디바이스층(22)으로부터 멀어지는측에 위치한다.
따라서, 레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에 의하면, 결과적으로, 레이저광(L)의 비변조광(L0)의 집광점(C0)을, 대상물(11)에서의 디바이스층(22)으로부터 멀어지게 할 수 있다. 디바이스층(22)에 이른 당해 누설광의 에너지 밀도를 억제할 수 있다. 비변조광(L0)의 집광에 의해 디바이스층(22)에 미치는 악영향을 저감 할 수 있다. 비변조광(L0)의 집광에 의해 대상물(11)의 디바이스층(22)에 데미지가 발생하여 버리는 것을 억제할 수 있다. 즉, 대상물(11)에서의 디바이스층(22)(레이저광 입사측과 반대측)의 손상을 억제하는 것이 가능하게 된다.
레이저 가공 장치(1)의 다초점 가공 제어에서는, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)이 대상물(11)의 내부에서의 레이저광 입사측(이면(11b)측)에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시킨다. 환언하면, 레이저 가공 방법에서는, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)을, 대상물(11)의 내부에서의 레이저광 입사측에 위치시킨다. 이것에 의해, 비변조광(L0)의 집광점(C0)을 대상물(11)의 디바이스층(22)으로부터 효과적으로 멀어지게 할 수 있다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 대상물(11)은, 기판(21) 및 디바이스층(22)을 포함한다. 대상물(11)의 레이저광 입사측과 반대측에는 디바이스층(22)이 마련되기 때문에, 대상물(11)의 레이저광 입사측과 반대측의 손상을 억제하는 효과로서 대상물(11)에서의 디바이스층(22)의 손상을 억제하는 효과가 발휘된다. 당해 효과는 특히 유효하다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 복수의 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)의 위치가 가상면(M1)을 따라서 이동하도록, 이동 기구(9)에 의해 지지부(2) 및 레이저 가공 헤드(H) 중 적어도 일방을 이동시킨다. 이와 같이 복수의 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)의 위치를 가상면(M1)을 따라서 이동시킴으로써, 가상면(M1)을 따른 개질 영역(12)의 형성을 구체적으로 실현할 수 있다.
또한, 레이저 가공 장치(1)의 다초점 가공 제어에서는, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)이 대상물(11)의 외부로서 대상물(11)보다도 집광부(6)측에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시켜도 괜찮다. 환언하면, 레이저 가공 방법에서는, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)을, 대상물(11)의 외부로서 대상물(11)보다도 집광부(6)측에 위치시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 비변조광(L0)의 집광점(C0)을 대상물(11)의 디바이스층(22)으로부터 효과적으로 멀어지게 할 수 있다.
도 7은, 제1 실시 형태에 관한 박리 가공을 평가하는 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다. 도면 중에서, 비교예는, 예를 들면 도 6에 도시되는 일반적인 다초점 가공 제어와 관련되는 박리 가공의 예이다. 실시예 1은, 앞서 설명한 제1 실시 형태의 다초점 가공 제어와 관련되는 박리 가공의 예이다. Z방향 시프트량은, 절대값을 나타내고 있다. 데미지 평가 사진은, 레이저 가공 후의 대상물(11)(디바이스층(22))을 표면(11a)에서 본 사진도이다. 공통 가공 조건으로서, 분기 피치 BPx는 100㎛, 분기 피치 BPy는 60㎛, 레이저광(L)의 출력은 3.7W, 펄스 에너지(분기에 의해 20% 로스를 상정한 환산값)는 18.5μJ, 펄스 피치 PP는 6.25㎛, 주파수는 80kHz, 펄스 폭은 700ns로 하고 있다. 대상물(11)은, 표면(11a) 및 이면(11b)의 면방위가 [100]인 웨이퍼이다. 도면 중의 사진도에서는, 좌우로 연장되는 가공용 라인을 따라서 레이저광(L)이 스캔되어 있다.
도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 비교예에서는, 비변조광(L0)의 누설광에 기인한 데미지가, 가공용 라인을 따라서 단속적으로 디바이스층(22)에 나타나 있는 것을 알 수 있다(도면 중의 점선 모양의 라인 참조). 이것에 대해서, 실시예 1에서는, 당해 데미지의 회피를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, Z방향 시프트량이 5㎛, 10㎛ 및 15㎛에서는, 데미지의 회피를 실현하는 것은 곤란하다고 하는 지견도 얻어졌다.
도 8은, 입력 접수부(103)의 표시예를 나타내는 도면이다. 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 입력 접수부(103)는, 오퍼레이터로부터 각종 데이터의 입력을 접수한다. 도면 중에서, 「SS1」는 가공광(L1)을 나타내고, 「SS2」는 가공광(L2)을 나타낸다. 오퍼레이터는, 「분기수」 및 「시프트 방향」 및 각 가공광(L1, L2)에 관한 수치 등을 입력 접수부(103)를 통해서 입력할 수 있다.
도 8에 도시되는 예에서는, 「분기수」에 「2」가 입력되어 있고, 「시프트 방향」에 「Z방향」이 입력되어 있다. 즉, 레이저광(L)이 2개의 가공광(L1, L2)으로 분기된 상태에서, Z방향 시프트의 레이저 가공 방법이 선택되어 있다. Z방향 시프트의 레이저 가공 방법은, 앞서 설명한 것과 같이, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이, 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 Z방향 시프트량만큼 디바이스층(22)에 접근한 위치에 위치하는 레이저 가공 방법이다.
슬라이싱 위치는, 대상물(11)에서의 가상면(M1)의 위치(이면(11b)으로부터의 거리)를 나타낸다. 슬라이싱 위치는, 제1 데이터에 대응한다. Z방향 시프트량은, 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)과 이상 집광점(C10, C20)과의 거리를 나타낸다. Z방향 시프트량은, 제2 데이터에 대응한다.「구면 수차」에 입력된 「기준」은, 각 가공광(L1, L2, L3)의 구면 수차의 보정량을 나타낸다. 또한, 입력 접수부(103)에서는, Z방향 시프트량이 일정값 이상이 되도록 그 입력이 제한되어도 괜찮다.
이와 같이, 레이저 가공 장치(1)에서는, 입력 접수부(103)에서 접수한 슬라이싱 위치 및 Z방향 시프트량을 포함하는 각종 데이터에 근거하여, 복수의 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)을 이상 집광점(C10, C20)으로부터 시프트시킬 수 있다. 이 경우, 오퍼레이터는, 적어도 슬라이싱 위치 및 Z방향 시프트량에 대해서 원하는 대로 설정할 수 있다.
도 9는, 제1 실시 형태의 변형예에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물(11)의 측단면도이다. 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 다초점 가공 제어에서는, Z방향에서, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이 비변조광(L0)의 집광점(C0)에 대해서 당해 가공광(L1, L2)의 이상 집광점(C10, C20)과는 반대측에 위치하도록, 레이저광(L)을 변조시켜도 괜찮다. 이러한 변형예에 관한 다초점 가공 제어에서는, Z방향에서, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)이 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 Z방향 시프트량만큼 집광부(6)에 가까워지는 측에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시킨다.
이 변형예에서도, 결과적으로, 비변조광(L0)의 집광점(C0)을 대상물(11)에서의 디바이스층(22)으로부터 멀어지게 할 수 있다. 디바이스층(22)에 이른 비변조광(L0)의 누설광의 에너지 밀도를 억제할 수 있어, 대상물(11)에서의 디바이스층(22)(레이저광 입사측과 반대측)의 손상을 억제하는 것이 가능하게 된다.
변형예에 관한 다초점 가공 제어에서는, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)이 대상물(11)의 외부로서 대상물(11)보다도 집광부(6)측과는 반대측에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시키고 있다. 환언하면, 변형예에 관한 레이저 가공 방법에서는, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)을, 대상물(11)의 외부로서 대상물(11)보다도 집광부(6)측과는 반대측에 위치시키고 있다. 이것에 의해, 비변조광(L0)의 집광점(C0)을 대상물(11)의 디바이스층(22)으로부터 효과적으로 멀어지게 할 수 있다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제2 실시 형태의 설명에서는, 제1 실시 형태와 다른 점에 대해서 설명하고, 중복하는 설명은 생략한다.
제2 실시 형태의 다초점 가공 제어에서는, 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 레이저광(L)이 3개의 가공광(L1, L2, L3)으로 분기(회절)되고 또한 그들의 각 집광점(C1, C2, C3)이 X방향 및/또는 Y방향에서 서로 다른 개소에 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시킨다. 가공광(L3)은 0차광이다.
다초점 가공 제어에서는, Z방향에서의 레이저광(L)의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 표면(11a)(레이저광 입사면과는 반대측의 반대면)과의 사이에, 가공광(L3)의 집광에 의한 개질 영역(12)(개질 스폿(12m))이 존재하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시킨다. 즉, 다초점 가공 제어에서는, 레이저광(L)이 분기되어 이루어지는 가공광(L1~L3) 중 가공광(L1, L2)의 집광에 의해 개질 스폿(12m)을 형성함과 아울러, 0차광인 가공광(L3)의 집광에 의해, Z방향에서의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 표면(11a)과의 사이(집광점(C0)의 직하)에 개질 스폿(12m)을 형성시킨다.
0차광의 가공광(L3)의 출력은, 가공광(L1~L3)의 출력 중에서 가장 작다. 0차광의 가공광(L3)의 집광에 의한 개질 스폿(12m)은, 가공광(L1, L2)의 집광에 의한 개질 스폿(12s)보다도 작다. 대상물(11)의 가상면(M1)을 따르는 박리에 대한 기여도에 대해서, 개질 스폿(12m)은 개질 스폿(12s)보다도 작다. 예를 들면, 개질 스폿(12s)과 관련되는 가공광(L1, L2)의 출력(에너지)은 18.5μJ이며, 그것보다 작은 개질 스폿(12m)과 관련되는 가공광(L3)의 출력(에너지)은 8μJ이다.
이상, 제2 실시 형태의 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에서는, 레이저광(L)을 복수의 가공광(L1~L3)으로 분기하고, 또한, 복수의 가공광(L1~L3)의 복수의 집광점(C1~C3)을 X방향 및/또는 Y방향에서 서로 다른 개소에 위치시킨다. 이 때, 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 대상물(11)의 표면(11a)(디바이스층(22))과의 사이에는, 개질 영역(12)이 존재한다. 이 개질 영역(12)에 의해, 대상물(11)의 표면(11a)측의 디바이스층(22)에 도달하지 않도록 비변조광(L0)을 차단할 수 있다. 예를 들면, 가공광(L3)의 집광점(C3) 및 그 주변에서 온도 상승이 발생하고, 흡수가 시작된 시점으로부터, 비변조광(L0)의 누설광도, 집광점(C3) 및 그 주변에서 흡수된다. 이것에 의해, 디바이스층(22)으로의 비변조광(L0)의 누설량을, 영향이 없는 범위로 억제할 수 있다. 비변조광(L0)에 의해 디바이스층(22)에 데미지가 발생하여 버리는 것을 억제할 수 있다. 즉, 대상물(11)에서의 디바이스층(22)의 손상을 억제하는 것이 가능하게 된다.
제2 실시 형태의 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에서는, 복수의 가공광(L1~L3)에 포함되는 0차광의 가공광(L3)의 집광에 의해, Z방향에서의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 표면(11a)과의 사이에 개질 스폿(12m)을 형성시킨다. 이것에 의해, 개질 스폿(12s)과 동시에 형성하는 개질 스폿(12m)을 이용하여, 비변조광(L0)을 대상물(11)의 디바이스층(22)에 도달하지 않도록 차단할 수 있다.
제2 실시 형태의 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에서는, 0차광인 가공광(L3)의 출력은, 복수의 가공광(L1~L3)의 출력 중에서 가장 작다. 이것에 의해, 0차광인 가공광(L3)의 집광에 의한 개질 영역(12)을, 가상면(M1)을 따른 대상물(11)의 박리에 기여하기 어렵게 하는 것이 가능하게 된다.
도 11은, 제2 실시 형태에 관한 박리 가공을 평가하는 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다. 도면 중에서, 비교예는, 예를 들면 도 6에 도시되는 일반적인 다초점 가공 제어와 관련되는 박리 가공의 예이다. 실시예 2는, 앞서 설명한 제2 실시 형태의 다초점 가공 제어와 관련되는 박리 가공의 예이다. 적외선 화상은, 적외 촬상부(8B)에서 취득된 화상으로서 가상면(M1)의 위치에서의 화상이다. 데미지 평가 사진은, 레이저 가공 후의 대상물(11)(디바이스층(22))을 표면(11a)에서 본 사진도이다. 도면 중의 화상 및 사진도에서는, 좌우로 연장되는 가공용 라인을 따라서 레이저광(L)이 스캔되어 있다. 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 비교예에서는, 비변조광(L0)의 누설광에 기인한 데미지가, 가공용 라인을 따라서 단속적으로 디바이스층(22)에 나타나 있는 것을 알 수 있다(점선 모양의 라인 참조). 이것에 대해서, 실시예 2에서는, 당해 데미지의 회피를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 12는, 제2 실시 형태의 변형예에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물(11)의 측단면도이다. 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 다초점 가공 제어에서는, 0차광의 가공광(L3)의 출력은, 가공광(L1, L2)의 출력(복수의 가공광(L1~L3) 중 0차광의 가공광(L3) 이외의 적어도 어느 것)의 출력과 동일해도 괜찮다. 이것에 의해, 0차광인 가공광(L3)의 집광에 의한 개질 영역(12)(개질 스폿(12m))을, 가상면(M1)을 따른 대상물(11)의 박리에 이용하는 것이 가능하게 된다.
도 13은, 제2 실시 형태의 다른 변형예에 관한 다초점 가공 제어를 설명하기 위한 대상물(11)의 측단면도이다. 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 다초점 가공 제어에서는, Z방향에서의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 표면(11a)과의 사이에, 이미 형성되어 있는 개질 영역(12)(도시하는 예에서는 개질 스폿(12r))이 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 레이저광(L)을 변조시키고, 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)을 레이저광(L)의 조사 방향에 수직인 방향으로 이동시켜도 괜찮다.
예를 들면 다초점 가공 제어에서는, 레이저광(L)을 2분기하여 가공광(L1, L2)을 펄스 조사할 때, 그것보다 전의 가공광(L1)(또는 가공광(L2))의 펄스 조사에 의해 이미 형성되어 있는 개질 영역(12)의 직상(直上)에 비변조광(L0)의 집광점(C0)이 위치하도록, 공간 광변조기(5)에 의해 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)을 X방향 및/또는 Y방향으로 이동시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 이미 형성되어 있는 개질 영역(12)을 이용하여, 비변조광(L0)을 디바이스층(22)에 도달하지 않게 물리적으로 차단할 수 있다.
제2 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법은, 앞서 설명한 제1 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법을 포함하고 있어도 괜찮다. 즉, 제2 실시 형태에서는, Z방향에서 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)을, 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 비변조광(L0)의 집광점(C0)과는 반대측, 또는, 비변조광(L0)의 집광점(C0)에 대해서 이상 집광점(C10, C20)과는 반대측에 위치시켜, 결과적으로, 비변조광(L0)의 집광점(C0)을 디바이스층(22)(레이저광 입사측과 반대측)으로부터 멀어지게 해도 괜찮다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 제3 실시 형태의 설명에서는, 제1 실시 형태와 다른 점에 대해서 설명하고, 중복하는 설명은 생략한다.
제3 실시 형태의 다초점 가공 제어에서는, 도 14에 도시되어 있는 것과 같이, Z방향에서의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 대상물(11)의 표면(11a)(레이저광 입사면의 반대면)과의 사이에, 개질 스폿(12s)으로부터 연장되고 또한 가상면(M1)을 따라서 신전(伸展)하여 서로 이어지는 균열(FC)이 존재하도록, 레이저광(L)을 변조시킨다.
균열(FC)은, 가상면(M1)을 따라서 2 차원 모양으로 퍼지도록 서로 이어진다(도 15 참조). 균열(FC)은, 가공용 라인(15)을 따르는 방향 및 가공용 라인(15)과 교차(직교)하는 방향으로 신전하여 서로 이어진다. 균열(FC)은, 박리 균열이다. 균열(FC)은, 적외 촬상부(8B)에서 취득된 가상면(M1)의 위치에서의 적외선 화상 상에서, 좌우 상하로 신전하고, 복수의 가공용 라인(15)에 걸쳐서 이어져 있다. 균열(FC)은, 가공 상태가 슬라이싱 풀컷(full cut) 상태의 경우에 실현될 수 있다. 슬라이싱 풀컷 상태는, 개질 스폿(12s)으로부터 균열(FC)이 연장되어 있는 상태로서, 당해 적외선 화상 상에서 개질 스폿(12s)을 확인할 수 없는(당해 균열(FC)에 의해 형성된 공간 내지 틈새가 확인되는) 상태이다(도 16의 실시예 3의 적외선 화상을 참조).
이러한 균열(FC)을 실현할 수 있는 가공 조건은, 가공 상태가 슬라이싱 풀컷 상태가 되도록, 공지 기술에 근거하여 각종의 가공 파라미터가 적절하게 설정된 조건(슬라이싱 풀컷 조건)이다. 슬라이싱 풀컷 조건으로서는, 예를 들면, 레이저광(L)의 출력은 3.7W, 펄스 에너지(분기에서 20% 로스를 상정한 환산값)는 18.5μJ, 펄스 폭은 700ns, 분기 피치 BPx, BPy는 10㎛~30㎛(특히 분기 피치 BPy는 30㎛), 가공 속도는 800mm/s, 펄스 피치 PP는 10㎛, 펄스 폭은 700ns이다. 다초점 가공 제어에서는, 슬라이싱 풀컷 조건을 가공 조건으로 한 레이저 가공을 실행시킨다.
이상, 제3 실시 형태의 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에서는, 레이저광(L)을 복수의 가공광(L1~L3)으로 분기하고, 또한, 복수의 가공광(L1~L3)의 복수의 집광점(C1~C3)을 X방향 및/또는 Y방향에서 서로 다른 개소에 위치시킨다. 이 때, 레이저광(L)의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 대상물(11)의 표면(11a)과의 사이에, 개질 스폿(12s)으로부터 연장되고 또한 가상면(M1)을 따라서 신전하여 서로 이어지는 균열(FC)이 존재한다. 이 균열(FC)에 의해, 대상물(11)에서의 표면(11a)측의 디바이스층(22)에 도달하지 않도록 비변조광(L0)을 차단할 수 있다. 따라서, 비변조광(L0)에 의해 대상물(11)의 디바이스층(22)에 데미지가 발생하여 버리는 것을 억제할 수 있다. 즉, 대상물(11)에서의 디바이스층(22)의 손상을 억제하는 것이 가능하게 된다.
제3 실시 형태의 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에서는, 복수의 개질 스폿(12s)으로부터 연장되는 균열(FC)은, 가상면(M1)을 따라서 2차원 모양으로 퍼지도록 서로 이어져 있다. 이러한 균열(FC)에 의해, 비변조광(L0)을 효과적으로 차단할 수 있다.
제3 실시 형태의 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에서는, 복수의 개질 스폿(12s)으로부터 연장되는 균열(FC)은, 가공용 라인(15)을 따르는 방향 및 가공용 라인(15)과 교차하는 방향으로 신전하여 서로 이어져 있다. 이러한 균열(FC)에 의해, 비변조광(L0)을 효과적으로 차단할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 균열(FC)이 신전하고 있는 범위(도 15의 반투명 범위를 참조)이면, 그 직상의 임의의 위치에 비변조광(L0)의 집광점(C0)을 위치시키도록, 공간 광변조기(5)에 의해 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)을 X방향 및/또는 Y방향으로 이동시켜도 괜찮다. 즉, Z방향에서의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 표면(11a)과의 사이에 균열(FC)이 존재하도록, 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)을 레이저광(L)의 조사 방향에 수직인 방향으로 이동시켜도 괜찮다. 이것에 의해, Z방향에서의 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 표면(11a)과의 사이에 균열(FC)을 확실하게 위치시킬 수 있다.
도 16은, 제3 실시 형태에 관한 박리 가공을 평가하는 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다. 도면 중에서, 비교예는, 예를 들면 도 6에 도시되는 일반적인 다초점 가공 제어와 관련되는 박리 가공의 예이다. 실시예 3은, 앞서 설명한 제3 실시 형태의 다초점 가공 제어와 관련되는 박리 가공의 예이다. 적외선 화상은, 적외 촬상부(8B)에서 취득된 화상으로서 가상면(M1)의 위치에서의 화상이다. 데미지 평가 사진은, 레이저 가공 후의 대상물(11)(디바이스층(22))을 표면(11a)에서 본 사진도이다. 도명 중의 화상 및 사진도에서는, 좌우로 연장되는 가공용 라인을 따라서 레이저광(L)이 스캔되어 있다. 도 16에 도시되어 있는 것과 같이, 비교예에서는, 비변조광(L0)의 누설광에 기인한 데미지가, 가공용 라인을 따라서 단속적으로 디바이스층(22)에 나타나 있는 것을 알 수 있다(도면 중의 점선 모양의 라인 참조). 이것에 대해서, 실시예 3에서는, 당해 데미지의 회피를 실현할 수 있다는 것을 알 수 있다.
제3 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법은, 앞서 설명한 제1 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법을 포함하고 있어도 괜찮다. 즉, 제3 실시 형태에서는, Z방향에서 가공광(L1, L2)의 집광점(C1, C2)을, 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 비변조광(L0)의 집광점(C0)과는 반대측, 또는, 비변조광(L0)의 집광점(C0)에 대해서 이상 집광점(C10, C20)과는 반대측에 위치시켜, 결과적으로, 비변조광(L0)의 집광점(C0)을 디바이스층(22)(레이저광 입사측과 반대측)으로부터 멀어지게 해도 괜찮다. 이것에 대신하여 혹은 더하여, 제3 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법은, 앞서 설명한 제2 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법을 포함하고 있어도 괜찮다. 즉, 제3 실시 형태에서는, 비변조광(L0)의 집광점(C0)과 대상물(11)의 표면(11a)(디바이스층(22))과의 사이에 개질 영역(12)을 존재시켜도 괜찮다.
[변형예]
이상, 본 발명의 일 태양은, 앞서 설명한 실시 형태로 한정되지 않는다.
상기 실시 형태에서는, 레이저광(L)의 분기수(가공광의 수)는 한정되지 않고, 앞서 설명한 2분기 및 3분기뿐만이 아니라, 4분기 이상이라도 괜찮다. 상기 실시 형태에서는, 복수의 가공광 각각의 집광점의 간격은, 동일해도 괜찮고, 달라도 괜찮다. 상기 실시 형태에서는, 레이저 가공 헤드(H) 및 지지부(2) 모두를 이동 기구(9)에 의해 이동시켰지만, 이들 중 적어도 일방을 이동 기구(9)에 의해 이동시켜도 괜찮다.
상기 실시 형태에서는, 대상물(11)에서의 레이저광 입사측과 반대측의 디바이스층(22)의 손상을 억제하는 효과를 발휘하지만, 디바이스층(22)의 손상을 억제하는 효과에 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에 의하면, 대상물(11)에서의 레이저광 입사면의 반대면인 표면(11a)의 손상을 억제할 수 있다. 상기 실시 형태에 의하면, 대상물(11)에서의 표면(11a)측의 부분의 손상을 억제할 수 있다. 요점은, 상기 실시 형태에 의하면, 대상물(11)에서의 레이저광 입사측과 반대측의 손상을 억제할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 가공용 라인은 소용돌이 모양으로 한정되지 않고, 여러 가지의 형상의 가공용 라인이 대상물(11)에 설정되어 있어도 괜찮다. 가공용 라인은, 예를 들면, 소정 방향을 따라서 늘어서는 직선 모양의 복수의 라인을 포함하고 있어도 괜찮다. 직선 모양의 복수의 라인은, 그 일부 또는 전부가 이어져 있어도 괜찮고, 이어져 있지 않아도 좋다. 상기 실시 형태는, 조사부로서 복수의 레이저 가공 헤드를 구비하고 있어도 괜찮다. 상기 실시 형태에서는, 공간 광변조기(5)는 반사형의 공간 광변조기로 한정되지 않고, 투과형의 공간 광변조기를 채용해도 괜찮다.
상기 실시 형태에서는, 대상물(11)의 종류, 대상물(11)의 형상, 대상물(11)의 사이즈, 대상물(11)이 가지는 결정 방위의 수 및 방향, 그리고 대상물(11)의 주면의 면방위는 특별히 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에서는, 대상물(11)은, 결정 구조를 가지는 결정 재료를 포함하여 형성되어 있어도 괜찮고, 이것에 대신하여 혹은 더하여, 비결정 구조(비정질 구조)를 가지는 비결정 재료를 포함하여 형성되어 있어도 괜찮다. 결정 재료는, 이방성 결정 및 등방성 결정 중 어느 것이라도 괜찮다. 예를 들면 대상물(11)은, 질화 갈륨(GaN), 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), LiTaO3, 다이아몬드, GaOx, 사파이어(Al2O3), 갈륨 비소, 인화 인듐, 글래스, 및 무알칼리 글래스 중 적어도 어느 것으로 형성된 기판을 포함하고 있어도 괜찮다.
상기 실시 형태에서는, 개질 영역(12)은, 예를 들면 대상물(11)의 내부에 형성된 결정 영역, 재결정 영역, 또는, 게터링 영역이라도 괜찮다. 결정 영역은, 대상물(11)의 가공 전의 구조를 유지하고 있는 영역이다. 재결정 영역은, 일단은 증발, 플라스마화 혹은 용융한 후, 재응고할 때에 단결정 혹은 다결정으로서 응고한 영역이다. 게터링 영역은, 중금속 등의 불순물을 모아 포획하는 케터링 효과를 발휘하는 영역이며, 연속적으로 형성되어 있어도 괜찮고, 단속적으로 형성되어 있어도 괜찮다. 상기 실시 형태는, 어브레이션 등의 가공에 적용되어도 괜찮다.
상기 제1 실시 형태에서는, 복수의 가공광(L1, L2) 각각의 집광점(C1, C2)을 이상 집광점(C10, C20)에 대해서 Z방향 시프트량만큼 디바이스층(22)에 접근시키는 Z방향 시프트의 결과, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)이 대상물(11)의 내부에서의 레이저광 입사측에 위치하고 있는데, 이것으로 한정되지 않는다. Z방향 시프트의 결과, Z방향에서 비변조광(L0)의 집광점(C0)이 대상물(11)의 내부에서의 중앙 부분에 위치하고 있어도 괜찮다.
앞서 설명한 실시 형태 및 변형예에서의 각 구성에는, 앞서 설명한 재료 및 형상으로 한정되지 않고, 여러 가지 재료 및 형상을 적용할 수 있다. 또, 앞서 설명한 실시 형태 또는 변형예에서의 각 구성은, 다른 실시 형태 또는 변형예에서의 각 구성에 임의로 적용할 수 있다.
1 : 레이저 가공 장치 2 : 지지부
5 : 공간 광변조기 6 : 집광부
9 : 이동 기구 10 : 제어부
11 : 대상물 11a : 표면(레이저광 입사면의 반대면),
11b : 이면(레이저광 입사면) 12 : 개질 영역
12s, 12m, 12r : 개질 스폿 15 : 가공용 라인
21 : 기판 22 : 디바이스층(기능 소자층)
103 : 입력 접수부 C0 : 비변조광의 집광점
C1, C2, C3 : 가공광의 집광점 C10, C20 : 이상 집광점
FC : 균열 H : 레이저 가공 헤드
L : 레이저광 L0 : 비변조광
L1, L2 : 가공광 L3 : 가공광(0차광)
M1 : 가상면.

Claims (8)

  1. 대상물에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 상기 대상물의 내부에서 가상면을 따라서 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 장치로서,
    상기 대상물을 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 의해서 지지된 상기 대상물에 상기 레이저광을 조사하는 조사부와,
    상기 지지부 및 상기 조사부 중 적어도 일방을 이동시키는 이동 기구와,
    상기 조사부 및 상기 이동 기구를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 조사부는, 상기 레이저광을 변조하는 공간 광변조기와, 상기 공간 광변조기에 의해서 변조된 상기 레이저광을 상기 대상물에 집광하는 집광부를 가지며,
    상기 제어부는,
    상기 레이저광이 복수의 가공광으로 분기하고, 또한, 복수의 상기 가공광의 복수의 집광점이, 상기 레이저광의 조사 방향에 수직인 방향에서 서로 다른 개소에 위치하도록, 상기 공간 광변조기에 의해 상기 레이저광을 변조시키는 제1 제어를 실행하고,
    상기 제1 제어에서는,
    상기 조사 방향에서, 복수의 상기 가공광 각각의 집광점이 상기 가공광의 이상 집광점에 대해서 상기 레이저광의 비변조광의 집광점과는 반대측에 위치하도록, 또는, 복수의 상기 가공광 각각의 집광점이 상기 비변조광의 집광점에 대해서 상기 가공광의 이상 집광점과는 반대측에 위치하도록, 상기 레이저광을 변조시키는, 레이저 가공 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 제어에서는, 상기 조사 방향에서, 상기 레이저광의 비변조광의 집광점이 상기 대상물의 내부에서의 레이저광 입사측에 위치하도록, 상기 공간 광변조기에 의해 상기 레이저광을 변조시키는, 레이저 가공 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 제어에서는, 상기 조사 방향에서, 상기 레이저광의 비변조광의 집광점이 상기 대상물의 외부로서 상기 대상물보다도 상기 집광부측에 위치하도록, 상기 공간 광변조기에 의해 상기 레이저광을 변조시키는, 레이저 가공 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 제어에서는, 상기 조사 방향에서, 상기 레이저광의 비변조광의 집광점이 상기 대상물의 외부로서 상기 대상물보다도 상기 집광부측과는 반대측에 위치하도록, 상기 공간 광변조기에 의해 상기 레이저광을 변조시키는, 레이저 가공 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 대상물은, 기판과, 상기 기판의 레이저광 입사측과 반대측에 마련된 기능 소자층을 포함하는, 레이저 가공 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가상면의 위치에 관한 제1 데이터, 및 복수의 상기 가공광 각각의 집광점과 상기 가공광의 이상 집광점과의 거리에 관한 제2 데이터 중 적어도 어느 것의 입력을 접수하는 입력 접수부를 가지고,
    상기 제1 제어에서는, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 근거하여, 복수의 상기 가공광 각각의 집광점을, 상기 가공광의 이상 집광점으로부터 상기 가상면을 따른 위치까지 시프트시키는, 레이저 가공 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 상기 가공광의 상기 집광점의 위치가 상기 가상면을 따라서 이동하도록, 상기 이동 기구에 의해 상기 지지부 및 상기 조사부 중 적어도 일방을 이동시키는 제2 제어를 실행하는, 레이저 가공 장치.
  8. 대상물에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 상기 대상물의 내부에서 가상면을 따라서 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 방법으로서,
    상기 레이저광을 복수의 가공광으로 분기하고, 또한, 복수의 상기 가공광의 복수의 집광점을, 상기 레이저광의 조사 방향에 수직인 방향에서 서로 다른 개소에 위치시키는 공정을 포함하고,
    상기 공정에서는,
    상기 조사 방향에서, 복수의 상기 가공광 각각의 집광점을 상기 가공광의 이상 집광점에 대해서 상기 레이저광의 비변조광의 집광점과는 반대측에 위치시키거나, 또는, 복수의 상기 가공광 각각의 집광점을 상기 비변조광의 집광점에 대해서 상기 가공광의 이상 집광점과는 반대측에 위치시키는, 레이저 가공 방법.
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