TWI638697B - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

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Abstract

雷射加工裝置(300)，係具備有射出雷射光(L)之雷射光源(202)、和將雷射光(L)集光於加工對象物(1)處之集光光學系(204)、以及使雷射光(L)至少分歧為第1加工光以及第2加工光並且以使第1加工光被集光於第1集光點處且使第2加工光被集光於第2集光點處的方式，來使雷射光(L)調變之反射型空間光調變器(203)。若是將在加工對象物(1)之表面(3)處之第1加工光的半徑設為(W1)，並將在該表面(3)處之第2加工光的半徑設為(W2)，且將在從與該表面(3)相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點和第2集光點之間的距離設為(D)，則反射型空間光調變器(203)，係以會滿足D>W1+W2的方式，而使雷射光(L)調變。

Description

雷射加工裝置及雷射加工方法
本發明，係有關於藉由將雷射光集光於加工對象物處來沿著切斷預定線而在加工對象物處形成改質區域的雷射加工裝置及雷射加工方法。
於先前技術中，係周知有：使雷射光分歧為複數之加工光並以使各加工光會被集光於複數之集光點之各者處的方式來使雷射光調變，而在加工對象物處於與各集光點相對應之複數之區域的各者處形成改質區域之雷射加工方法(例如，參考專利文獻1)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2011-051011號公報
另外，針對在表面處被設置有複數之功能元件的加工對象物，係會有以會通過相鄰之功能元件間之區 域的方式來設定切斷預定線並從背面來使雷射光射入而沿著切斷預定線來在加工對象物處形成改質區域的情況。然而，亦得知了：於此種情況中，若是實施上述一般之雷射加工方法，則例如會有在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而沿著切斷預定線之區域(亦即是，相鄰之功能元件之間的區域)處產生損傷之虞。
因此，本發明，係以提供一種當將雷射光分歧為複數之加工光並藉由各加工光來形成改質區域的情況時，能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處產生損傷之情況作抑制的雷射加工裝置及雷射加工方法一事，作為目的。
本發明之其中一個側面之雷射加工裝置，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處，來沿著切斷預定線而在加工對象物處形成改質區域之雷射加工裝置，其特徵為，係具備有：雷射光源，係射出雷射光；和集光光學系，係將藉由雷射光源所射出的雷射光集光於加工對象物處；和空間光調變器，係使雷射光至少分歧為第1加工光以及第2加工光，並以藉由集光光學系來使第1加工光被集光於第1集光點處且使第2加工光被集光於第2集光點處的方式，來使藉由雷射光源所射出的雷射光調變，第1集光點以及第2集光點，係在加工對象物處，具有使第1集光點相對於第2集光點而位置在與雷射光之射入側相反 側的加工對象物之第1表面側處並且使第1集光點相對於第2集光點而位置於沿著切斷預定線之雷射光的相對性移動方向上之前側處的位置關係，若是將在第1表面處之第1加工光的半徑設為W1，並將在第1表面處之第2加工光的半徑設為W2，且將在從與第1表面相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點和第2集光點之間的距離設為D，則空間光調變器，係以會滿足D>W1+W2的方式，來使雷射光調變。
在此雷射加工裝置中，係藉由以會滿足D>W1+W2的方式來使雷射光調變，來對於到達至加工對象物之第1表面處的第1加工光之漏光以及第2加工光之漏光於第1表面處而相互干涉並合併且強化的情形作防止。故而，若依據此雷射加工裝置，則當將雷射光分歧為複數之加工光並藉由各加工光來形成改質區域的情況時，係能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面(亦即是，第1表面)處產生損傷之情況作抑制。另外，所謂加工光，係為具備有能夠在對應於集光點之區域處形成改質區域的能量之光，所謂漏光，係為在對應於集光點之區域處而並未被加工對象物所完全吸收之光(以下，亦為相同)。
本發明之其中一個側面之雷射加工裝置，係亦可構成為，係更進而具備有：調整光學系，係具有作為透鏡而起作用之第1光學元件以及第2光學元件，第1光學元件以及第2光學元件，係以使空間光調變器和第1光 學元件之間的光路之距離會成為第1光學元件之第1焦距，並使集光光學系和第2光學元件之間的光路之距離會成為第2光學元件之第2焦距、並使第1光學元件和第2光學元件之間的光路之距離會成為第1焦距和第2焦距之和、並且使第1光學元件以及第2光學元件會成為兩側遠心光學系的方式，而被作配置，空間光調變器，係具備有顯示調變圖案之複數之像素，若是將相鄰之像素間之距離設為d，並將調整光學系之倍率設為m，並將集光光學系之焦距設為f，且將雷射光之波長設為λ，則空間光調變器，係以會滿足D<2×f×tan〔asin{λ/(d×4×m)}〕的方式，來使雷射光調變。為了使在從與第1表面相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點和第2集光點之間的距離D增大，係有必要在空間光調變器之調變圖案中而將光柵像素數縮小。但是，若是將光柵像素數過度縮小，則在雷射光中而無法進行波面控制的成分會增加，並會有使漏光增加之虞。藉由以會滿足D<2×f×tan〔asin{λ/(d×4×m)}〕的方式來使雷射光調變，係能夠對於在雷射光中而無法進行波面控制的成分會增加並導致漏光增加的情形作抑制，而能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處產生損傷之情況作抑制。
在本發明之其中一個側面的雷射加工裝置中，係亦可構成為：在第1表面處，係被設置有被配置為2維狀之複數之功能元件、以及被配置在相鄰之功能元件之間的區域處之金屬圖案，切斷預定線，係以會通過當從 與第1表面相垂直之方向來作了觀察的情況時之相鄰之功能元件之間之區域的方式，而被作設定。若是於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而相鄰之功能元件之間的區域中，被配置有金屬圖案，則在金屬圖案處會發生漏光之吸收，在該表面處係成為容易產生損傷。但是，就算是在此種情況中，亦能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處產生損傷之情況作抑制。
本發明之其中一個側面之雷射加工方法，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處，來沿著切斷預定線而在加工對象物處形成改質區域之雷射加工方法，其特徵為，係具備有：使雷射光至少分歧為第1加工光以及第2加工光，並以使第1加工光被集光於第1集光點處且使第2加工光被集光於第2集光點處的方式，來使雷射光調變，並在加工對象物處，而在與第1集光點以及第2集光點之各者相對應的複數之區域的各者處形成改質區域之工程，第1集光點以及第2集光點，係在加工對象物處，具有使第1集光點相對於第2集光點而位置在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之第1表面側處並且使第1集光點相對於第2集光點而位置於沿著切斷預定線之雷射光的相對性移動方向上之前側處的位置關係，若是將在第1表面處之第1加工光的半徑設為W1，並將在第1表面處之第2加工光的半徑設為W2，且將在從與第1表面相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點和第2集光點之間的距離設為D，則雷射光，係以會滿足D>W1+W2的 方式而被調變。
若依據此雷射加工方法，則基於與上述之雷射加工裝置相同的理由，當將雷射光分歧為複數之加工光並藉由各加工光來形成改質區域的情況時，係能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面(亦即是，第1表面)處產生損傷之情況作抑制。
若依據本發明，則係成為能夠提供一種當將雷射光分歧為複數之加工光並藉由各加工光來形成改質區域的情況時，能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處產生損傷之情況作抑制的雷射加工裝置及雷射加工方法。
1‧‧‧加工對象物
3‧‧‧表面(第1表面)
5‧‧‧切斷預定線
7‧‧‧改質區域
15a‧‧‧功能元件
16‧‧‧金屬圖案
17‧‧‧街道區域(區域)
21‧‧‧背面(第2表面)
202‧‧‧雷射光源
203‧‧‧反射型空間光調變器(空間光調變器)
204‧‧‧集光光學系
216‧‧‧液晶層(複數之像素)
241‧‧‧4f光學系(調整光學系)
241a‧‧‧第1透鏡(第1光學元件)
241b‧‧‧第2透鏡(第2光學元件)
300‧‧‧雷射加工裝置
L‧‧‧雷射光
L1‧‧‧第1加工光
L2‧‧‧第2加工光
P1‧‧‧第1集光點
P2‧‧‧第2集光點
〔圖1〕在改質區域之形成中所使用的雷射加工裝置之概略構成圖。
〔圖2〕成為改質區域之形成的對象之加工對象物的平面圖。
〔圖3〕沿著圖2之加工對象物的III-III線之剖面圖。
〔圖4〕雷射加工後之加工對象物的平面圖。
〔圖5〕沿著圖4之加工對象物的V-V線之剖面圖。
〔圖6〕沿著圖4之加工對象物的VI-VI線之剖面圖。
〔圖7〕本發明之其中一個實施形態的雷射加工裝置之概略構成圖。
〔圖8〕圖7之雷射加工裝置的反射型空間光調變器的部分剖面圖。
〔圖9〕成為本發明之其中一個實施形態的雷射加工方法之對象之加工對象物的(a)平面圖以及(b)部分擴大剖面圖。
〔圖10〕用以對於本發明之其中一個實施形態的雷射加工方法作說明之加工對象物的剖面圖。
〔圖11〕用以對於本發明之其中一個實施形態的雷射加工方法作說明之加工對象物的剖面圖。
〔圖12〕用以對於圖8之反射型空間光調變器中的光柵像素數作說明之圖。
〔圖13〕用以針對關連於本發明之實驗結果作說明的圖。
〔圖14〕用以對於在圖7之雷射加工裝置中所使用的光遮斷部作說明之圖。
〔圖15〕用以對於在圖7之雷射加工裝置中所使用的光遮斷部作說明之圖。
〔圖16〕用以對於在圖7之雷射加工裝置中所使用的光遮斷部作說明之圖。
〔圖17〕用以針對關連於本發明之實驗結果作說明 的圖。
〔圖18〕用以對於本發明之比較例作說明的圖。
〔圖19〕用以對於圖18之比較例的情況時之結果作說明的圖。
〔圖20〕用以對於本發明之實施例作說明的圖。
〔圖21〕用以對於圖20之實施例的情況時之結果作說明的圖。
〔圖22〕用以對於本發明之實施例作說明的圖。
〔圖23〕用以對於圖22之實施例的情況時之結果作說明的圖。
〔圖24〕用以針對關連於本發明之實驗結果作說明的圖。
以下，針對本發明之實施形態，參考圖面並作詳細說明。另外，在各圖中，針對相同或者是相當之部分，係附加相同的元件符號，並省略重複之說明。
在本發明之其中一種實施形態之雷射加工裝置以及雷射加工方法中，係藉由將雷射光集光於加工對象物處，來沿著切斷預定線而在加工對象物處形成改質區域。因此，首先，係針對改質區域之形成，而參考圖1~圖6來作說明。
如圖1中所示一般，雷射加工裝置100，係具備有：將雷射光L作脈衝震盪之雷射光源101、和以將雷 射光L之光軸(光路)的方向作90°之改變的方式來作了配置之二向分光鏡103、和用以集光雷射光L之集光用透鏡105。又，雷射加工裝置100，係具備有用以將被照射有藉由集光用透鏡105所作了集光的雷射光L之加工對象物作支持的支持台107、和用以使支持台107移動之平台111、和為了對於雷射光L之輸出或脈衝寬幅、脈衝波形等作調節而對於雷射光源101作控制之雷射光源控制部102、和對於平台111之移動作控制的平台控制部115。
在此雷射加工裝置100中，從雷射光源101所射出之雷射光L，係藉由二向分光鏡103而使其之光軸的方向作90°的改變，並藉由集光用透鏡105來集光於被載置在支持台107上之加工對象物1的內部。與此同時地，使平台111移動，並使加工對象物1相對於雷射光L而沿著切斷預定線5來作相對移動。藉由此，係在加工對象物1處形成有沿著切斷預定線5之改質區域。另外，於此，雖係為了使雷射光L作相對性移動，而使平台111作了移動，但是，係亦可使集光用透鏡105作移動，或者是使此些之雙方作移動。
作為加工對象物1，係使用包含有以半導體材料所形成的半導體基板或者是以壓電材料所形成的壓電基板等之板狀的構件(例如，基板、晶圓等)。如同圖2中所示一般，在加工對象物1處，係被設定有用以切斷加工對象物1之切斷預定線5。切斷預定線5，係為以直線狀而延伸之假想線。當在加工對象物1之內部而形成改質區 域的情況時，係如圖3中所示一般，在使集光點(集光位置)P合致於加工對象物1之內部的狀態下，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即是朝向圖2之箭頭A方向)來作相對性移動。藉由此，如同圖4、圖5以及圖6中所示一般，改質區域7係沿著切斷預定線5而被形成於加工對象物1之內部，沿著切斷預定線5而形成之改質區域7，係成為切斷起點區域8。
另外，所謂集光點P，係指雷射光L作集光之場所。又，切斷預定線5，係並不被限定於直線狀，而亦可為曲線狀，且亦可為將此些作了組合之3維狀，並且亦可為被作了座標指定者。又，切斷預定線5，係並不被限定於假想線，亦可為在加工對象物1之表面3上而實際所畫出的線。改質區域7，係有被作連續性形成之情況，亦有被作斷續性形成之情況。又，改質區域7，係可為列狀，亦可為點狀，也就是說，改質區域7，係只要至少被形成在加工對象物1之內部即可。又，亦會有以改質區域7作為起點而被形成有龜裂的情況，龜裂以及改質區域7，係亦可露出於加工對象物1之外表面(表面3、背面21、或者是外周面)。又，形成改質區域7時之雷射光射入面，係並不被限定於加工對象物1之表面3，而亦可為加工對象物1之背面21。
另外，於此之雷射光L，係會透過加工對象物1，並且在加工對象物1之內部的集光點P近旁處會特別被吸收，藉由此，而在加工對象物1處形成改質區域7 (亦即是內部吸收型雷射加工)。故而，由於在加工對象物1之表面3處雷射光L係幾乎不會被吸收，因此加工對象物1之表面3係不會有熔融的情況。一般而言，當從表面3起熔融並被除去而形成孔或溝等之除去部(表面吸收型雷射加工)的情況時，加工區域係從表面3側起而逐漸朝向背面側前進。
另外，在本實施形態中所形成之改質區域7，係指在密度、折射率、機械性強度或其他之物理特性上成為與周圍相異之狀態的區域。作為改質區域7，例如，係為熔融處理區域(係指一旦熔融之後而再度固化之區域、熔融狀態中之區域以及正在從熔融而進行再固化的狀態中之區域，此些之任一者)、碎裂區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，且亦包含有此些區域作了混合存在之區域。進而，作為改質區域7，係亦存在有在加工對象物1之材料中相較於非改質區域之密度而改質區域7之密度有所改變的區域、或者是被形成有晶格缺陷之區域等(將此些亦統稱為高密度轉移區域)。
又，熔融處理區域或折射率變化區域、改質區域7之密度相較於非改質區域之密度而有所變化之區域、被形成有晶格缺陷之區域，係亦會有更進而在此些之區域的內部或者是改質區域7和非改質區域之間的邊界處而內包有龜裂(碎裂、微碎裂)的情況。被作內包之龜裂，係會有涵蓋改質區域7之全面的情況，或者是僅在一部分處或在複數部分處而形成的情況。作為加工對象物 1，例如係可列舉出包含有矽(Si)、玻璃、碳化矽(SiC)、LiTaO3或藍寶石(Al2O3)、或者是由該些所成者。
又，在本實施形態中，係藉由沿著切斷預定線5而將改質點(加工痕跡)作複數形成，來形成改質區域7。所謂改質點，係指藉由脈衝雷射光之1個脈衝的擊射(亦即是1個脈衝的雷射照射：雷射擊射)所形成之改質部分，藉由改質點之集合，而成為改質區域7。作為改質點，係可列舉出碎裂點、熔融處理點或折射率變化點，又或是此些之至少1個的混合存在。針對此改質點，係可對於所要求之切斷精確度、所要求之切斷面的平坦性、加工對象物1之厚度、種類、結晶方位等作考慮，來對於其之大小或所發生之龜裂的長度作適當的控制。
接著，針對本發明之其中一個實施形態之雷射加工裝置以及雷射加工方法作說明。如同圖7中所示一般，雷射加工裝置300，係在框體231內，具備有雷射光源202、和反射型空間光調變器(空間光調變器)203、和4f光學系(調整光學系)241、和光遮斷部220、以及集光光學系204。雷射加工裝置300，係藉由將雷射光L集光於加工對象物1處，來沿著切斷預定線5而在加工對象物1處形成改質區域7。
雷射光源202，例如係為射出具備有1000nm~1500nm之波長的雷射光L者，並例如為光纖雷射。於此之雷射光源202，係以朝向水平方向而射出雷射光L的 方式，而藉由螺絲等來固定在框體231之頂板236處。
反射型空間光調變器203，係為對於從雷射光源202所射出之雷射光L作調變者，並例如為使用有反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)之空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator)。於此之反射型空間光調變器203，係將從水平方向所射入之雷射光L作調變，並將其相對於水平方向而朝向斜上方反射。
如圖8中所示一般，反射型空間光調變器203，係將矽基板213、和驅動電路層914、和複數之像素電極214、和介電質多層膜反射鏡等之反射膜215、和配向膜999a、和液晶層216、和配向膜999b、和透明導電膜217、以及玻璃基板等之透明基板218，依照上述順序而作層積來構成之。
透明基板218，係具備有沿著XY平面之表面218a，該表面218a，係構成反射型空間光調變器203之表面。透明基板218，例如係由玻璃等之光透過性材料所成，並使從反射型空間光調變器203之表面218a所射入的特定波長之雷射光L，透射至反射型空間光調變器203之內部。透明導電膜217，係被形成於透明基板218之背面上，並由使雷射光L透過之導電性材料(例如ITO)所成。
複數之像素電極214，係沿著透明導電膜217而被以矩陣狀來配列在矽基板213上。各像素電極214，例如係由鋁等之金屬材料所成，此些之表面214a，係被 加工為平坦且平滑。複數之像素電極214，係藉由被設置在驅動電路層914處之主動矩陣電路而被作驅動。
主動矩陣電路，係被設置在複數之像素電極214和矽基板213之間，並因應於欲從反射型空間光調變器203而輸出之光像，來控制對於各像素電極214所施加之電壓。此種主動矩陣電路，例如係具備有未圖示之對於在X軸方向上作並排之各像素列的施加電壓作控制之第1驅動電路、和對於在Y軸方向上作並排之各像素列的施加電壓作控制之第2驅動電路，並構成為以控制部250(參考圖7)來藉由雙方之驅動電路來對於被指定的像素之像素電極214施加特定之電壓。
配向膜999a、999b，係被配置在液晶層216之兩端面處，並使液晶分子群配列在一定之方向上。配向膜999a、999b，例如係由聚醯亞胺等之高分子材料所成並且對於與液晶層216之間的接觸面而施加有摩擦(rubbing)處理等。
液晶層216，係被配置在複數之像素電極214和透明導電膜217之間，並因應於藉由各像素電極214和透明導電膜217所形成的電場，來使雷射光L調變。亦即是，若是藉由驅動電路層914之主動矩陣電路來對於各像素電極214施加電壓，則在透明導電膜217和各像素電極214之間係被形成有電場，因應於被形成於液晶層216處之電場的大小，液晶分子216a之配列方向係改變。而，若是使雷射光L透過透明基板218以及透明導電膜217並 射入至液晶層216中，則此雷射光L，係成為在通過液晶層216的期間中，藉由液晶分子216a而被作調變，並在反射膜215處而被反射，之後，再度藉由液晶層216而被作調變，之後再射出。
此時，係藉由控制部250(參考圖7)來對於被施加於各像素電極214處的電壓作控制，因應於該電壓，在液晶層216處，被透明導電膜217和各像素電極214所包夾的部分之折射率係改變(與各像素相對應的位置處之液晶層216的折射率係改變)。藉由此折射率之改變，係能夠因應於所施加的電壓來使雷射光L之相位在液晶層216之各像素的每一者處而分別改變。亦即是，係能夠將與全像圖圖案相對應的相位調變，藉由液晶層216來對於各像素之每一者而分別作賦予(亦即是，將賦予調變之作為全像圖圖案的調變圖案顯示於反射型空間光調變器203之液晶層216處)。其結果，射入至調變圖案中並透過的雷射光L，其波面係被作調整，在構成該雷射光L之各光線中的與前進方向相正交之特定方向的成分之相位中，係產生有偏移。故而，藉由對於顯示在反射型空間光調變器203上之調變圖案適宜作設定，係成為能夠使雷射光L調變(例如，使雷射光L之強度、振幅、相位、偏光等作調變)。
回到圖7，4f光學系241，係為對於藉由反射型空間光調變器203而作了調變的雷射光L之波面形狀作調整者，並具備有第1透鏡(第1光學元件)241a以及 第2透鏡(第2光學元件)241b。第1透鏡241a以及第2透鏡241b，係以使反射型空間光調變器203和第1透鏡241a之間的光路之距離成為第1透鏡241a之焦距f1，並使集光光學系204和第2透鏡241b之間的光路之距離成為第2透鏡241b之焦距f2，並使第1透鏡241a和第2透鏡241b之間的光路之距離成為第1焦距f1和第2焦距f2之和(亦即是，f1+f2)，且使第1透鏡241a和第2透鏡241b成為兩側遠心光學系的方式，來配置在反射型空間光調變器203和集光光學系204之間的光路上。若依據此4f光學系241，則係能夠對於藉由反射型空間光調變器203而被作了調變的雷射光L由於在空間中傳播一事而使得波面形狀改變並使像差增大的情形作抑制。
光遮斷部220，係為具備有使後述之第1加工光L1以及第2加工光L2通過的開口220a之光圈構件。光遮斷部220，係被設置在第1透鏡241a和第2透鏡241b之間的傅立葉面(亦即是，包含共焦點O之面)上。
集光光學系204，係為將藉由雷射光源202所射出並藉由反射型空間光調變器203而作了調變的雷射光L集光於加工對象物1之內部者。此集光光學系204，係包含複數之透鏡而構成，並經由包含壓電元件等所構成之驅動單元232，而被設置在框體231之底板233處。
在如同上述一般所構成的雷射加工裝置300中，從雷射光源202所射出之雷射光L，係在框體231內 於水平方向上前進，之後，藉由反射鏡205a而被朝向下方反射，並藉由衰減器207而使光強度被作調整。之後，係藉由反射鏡205b而被朝向水平方向作反射，並藉由束等化器260而使雷射光L之強度分布被均一化，再射入至反射型空間光調變器203處。
射入至反射型空間光調變器203中之雷射光L，係藉由透過被顯示在液晶層216處的調變圖案一事，而因應於該調變圖案而被作調變，之後，係藉由反射鏡206a而被朝向上方反射，並藉由λ/2波長板228而使偏光方向被作變更，再藉由反射鏡206b而被朝向水平方向反射，並射入至4f光學系241中。
射入至4f光學系241中之雷射光L，係以會以平行光來射入至集光光學系204中的方式，而使波面形狀被作調整。具體而言，雷射光L，係透過第1透鏡241a並收斂，再藉由反射鏡219而被朝向下方反射，並經過共焦點O而輻散，並且透過第2透鏡241b，而以成為平行光的方式而再度收斂。之後，雷射光L，係依序透過二向分光鏡210、238，並射入至集光光學系204中，而藉由集光光學系204來集光於被載置在平台111上之加工對象物1內。
又，雷射加工裝置300，係於框體231內，具備有用以對於加工對象物1之雷射光射入面作觀察的表面觀察單元211、和用以對於集光光學系204和加工對象物1之間的距離進行微調整的AF(AutoFocus)單元212。
表面觀察單元211，係具備有射出可視光VL1之觀察用光源211a、和受光在加工對象物1之雷射光射入面處而被作了反射的可視光VL1之反射光VL2並將其檢測出來的檢測器211b。在表面觀察單元211處，從觀察用光源211a所射出的可視光VL1，係在反射鏡208以及二向分光鏡209、210、238處被作反射、透過，並藉由集光光學系204而被朝向加工對象物1作集光。又，在加工對象物1之雷射光射入面處而被作了反射的反射光VL2，係在藉由集光光學系204而被作集光並且在二向分光鏡238、210處被作透過、反射之後，透過二向分光鏡209並在檢測器211b處被受光。
AF單元212，係射出AF用雷射光LB1，並藉由將被雷射光射入面所反射之AF用雷射光LB1的反射光LB2檢測出來，來取得沿著切斷預定線5之雷射光射入面的位移資料。之後，AF單元212，係在形成改質區域7時，藉由根據所取得的位移資料來對於驅動單元232作驅動，來以沿著雷射光射入面之起伏的方式而使集光光學系204於其之光軸方向上作往返移動。
進而，雷射加工裝置300，係作為用以對於該雷射加工裝置300作控制者，而具備有由CPU、ROM、RAM等所成之控制部250。此控制部250，係對於雷射光源202作控制，並對於從雷射光源202所射出的雷射光L之輸出和脈衝寬幅等作控制。又，控制部205，在形成改質區域7時，係以使雷射光L之集光點P位於從加工對象 物1之表面3或者是背面21起而離開特定之距離的位置處，並且使雷射光L之集光點P沿著切斷預定線5來作相對性移動的方式，而對於框體231、平台111之位置以及驅動單元232之驅動的至少一者作控制。
又，控制部205，在形成改質區域7時，係對於在反射型空間光調變器203中之各像素電極214施加特定電壓，並在液晶層216上顯示特定之調變圖案，藉由此，來藉由反射型空間光調變器203而將雷射光L作所期望的調變。於此，被顯示在液晶層216處之調變圖案，例如，係基於想要形成改質區域7之位置、所照射之雷射光L之波長、加工對象物1之材料、以及集光光學系204和加工對象物1之折射率等，而預先被導出，並記憶在控制部250中。此調變圖案，係包含有用以對於在雷射加工裝置300處所產生的個體差異(例如，在反射型空間光調變器203之液晶層216處所產生的形變)作修正之個體差異修正圖案、用以對於球面像差作修正之球面像差修正圖案等。
成為在如同上述一般所構成的雷射加工裝置300處所實施之雷射加工方法之對象的加工對象物1，係如同圖9中所示一般，具備有例如由矽等之半導體材料所成之基板11、和被形成在基板11之表面11a處的功能元件層15。功能元件層15，係包含有沿著基板11之表面11a而被配列為矩陣狀的複數之功能元件15a(例如，光二極體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、或者是 作為電路所形成之電路元件等)、和被形成於相鄰之功能元件15a之間的街道區域(區域)17處之金屬圖案16(例如，TEG(Test Element Group)等)。如此這般，在加工對象物1之表面(第1表面)3處，係被設置有被配置為2維狀之複數之功能元件15a、以及被配置在相鄰之功能元件15a之間之街道區域17處的金屬圖案16。另外，功能元件層15，係包含有涵蓋基板11之表面11a的全體所形成之層間絕緣膜(例如，Low-k膜等)。
在雷射加工裝置300處所實施之雷射加工方法，係作為藉由將加工對象物1切斷為各功能元件15a一事來製造出複數之晶片的晶片之製造方法來使用。因此，在該雷射加工方法中，係對於加工對象物1，而以通過當從與表面3相垂直之方向來作觀察的情況時為相鄰之功能元件15a之間的街道區域17的方式(例如，當從加工對象物1之厚度方向來作觀察的情況時，係為以通過街道區域17之寬幅之中心的方式)，而以格子狀來設定有複數之切斷預定線5。之後，從身為基板11之背面11b的加工對象物1之背面(第2表面)21所射入之雷射光L，係被集光於加工對象物1處，並沿著各切斷預定線5而在加工對象物1處形成改質區域7。另外，在由矽等之半導體材料所成之基板11處，作為改質區域7，係會有在雷射光L之集光點P的位置處被形成有微小空洞7a並相對於集光點P而在雷射光L之射入側處被形成有熔融處理區域7b的情況。
以下，針對在雷射加工裝置300處所實施的雷射加工方法進行說明。首先，將包含有在沿著切斷預定線5之方向上而將雷射光L分歧為0次光以及±n次光(n為自然數)的繞射功能之調變圖案，顯示在反射型空間光調變器203之液晶層216處。如此這般，在反射型空間光調變器203處，液晶層216，係作為顯示調變圖案之複數之像素而起作用。如同圖10中所示一般，0次光以及±次光之各別的集光點，係在加工對象物1處，而具備有下述之位置關係：亦即是，若是代表次數之數值(0以及±n，若是身為+之數值並且絕對值為越大者，則係代表數值為越大，若是身為-之數值並且絕對值為越大者，則係代表數值為越小)變得越大，則係會位置於越靠近與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3側處，並且係會位置於越靠近在沿著切斷預定線5之雷射光L的相對性移動方向上之前側處。
在該雷射加工方法中，如同在圖10(a)中所示一般，係將+1次光以及-1次光分別作為第1加工光L1以及第2加工光L2(加工光：具備有能夠在與集光點相對應之區域處而形成改質區域的能量之光)來利用。藉由此，第1集光點P1以及第2集光點P2，係成為在加工對象物1處，而具備有下述之位置關係：亦即是，第1集光點P1係相對於第2集光點P2而位置於與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3側處，並且第1集光點P1係相對於第2集光點P2而位置於在沿著切斷預定線 5之雷射光L的相對性移動方向上之前側處。另外，如同在圖10(b)中所示一般，係亦可將+1次光、0次光以及-1次光分別作為第1加工光L1、第2加工光L2以及第3加工光L3來利用。亦即是，第1加工光L1以及第2加工光L2，係從被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之0次光以及±1次光來作選擇。
如同上述一般，反射型空間光調變器203，係以使雷射光L至少分歧為包含有第1加工光L1以及第2加工光L2之0次光以及±n次光並且會藉由集光光學系204來使第1加工光L1被集光於第1集光點P1處且使第2加工光L2被集光於第2集光點P2處的方式，來使從雷射光源202所射出的雷射光L調變。
於此，將在從與加工對象物1之表面3相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離(在從與加工對象物1之表面3相垂直之方向來作了觀察的情況時之於沿著切斷預定線5之方向上而相鄰的加工光之集光點之間的距離)定義為D。又，如同圖11中所示一般，若是將在表面3處之第1加工光L1的半徑設為W1，並將在表面3處之第2加工光L2的半徑設為W2，則反射型空間光調變器203，係以會滿足D>W1+W2的方式，而使雷射光L調變。藉由此，來對於到達至加工對象物1之表面3處的第1加工光L1之漏光(在與集光點相對應之區域處而並未完全被加工對象物所吸收之光)以及第2加工光L2之漏光於表面3處 而相互干涉並合併且強化的情形作防止。
作為其中一例，當作為加工對象物1，而準備厚度300μm、結晶方位(100)、電阻值1Ω．cmUP之矽晶圓，並藉由圖11以及下述之表1中所示之條件來進行了雷射光L之照射的情況時，當在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處而第1加工光L1和第2加工光L32之漏光相接時的第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D(=W1+W2)，係成為31.32641μm。另外，所謂雷射光L之掃描速度，係指沿著切斷預定線5之第1集光點P1以及第2集光點P2之相對性移動速度。
實驗之結果，係成為如同下述之表2所示一般，若是第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D係為30μm以下(若是該距離D係較31.32641μm而更小)，則在表面3處係發生損傷，若是第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D係為40μm以上(若是該距 離D係較31.32641μm而更大)，則在表面3處係並未發生損傷。根據此結果，可以得知，藉由以會滿足D>W1+W2的方式來使雷射光L調變，到達至加工對象物1之表面3處的第1加工光L1之漏光以及第2加工光L2之漏光於表面3處而相互干涉並合併且強化的情形係被防止，在表面3處之損傷的發生係被抑制。
又，在作為顯示調變圖案之複數之像素而起作用的液晶層216處，若是將相鄰之像素間之距離設為d，並將4f光學系241之倍率設為m，並將集光光學系204之焦距設為f，且將雷射光L之波長設為λ，則反射型空間光調變器203，係以會滿足D<2×f×tan〔asin{λ/(d×4×m)}〕的方式，來使雷射光L調變。在前述之式中，「4」，係代表在反射型空間光調變器203之調變圖案中的光柵像素數，光柵像素數：4，係為圖12之(a)的情況。又，作為參考，光柵像素數：2，係為圖12之(b)的情況。
為了使上述之第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D增大，係有必要在反射型空間光調變器203之調變圖案中而將光柵像素數縮小。但是，若是將光柵像 素數過度縮小，則在雷射光L中而無法進行波面控制的成分會增加，並會有使漏光增加之虞。因此，係作為加工對象物1，而準備厚度300μm、結晶方位(100)、電阻值1Ω．cmUP之矽晶圓，並藉由圖11以及下述之表3中所示之條件來進行了雷射光L之照射，藉由此，來針對光柵像素數和在表面3處之損傷的發生之有無之間的關係作了調查。另外，第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D，係可藉由D<2×f×tan〔asin{λ/(d×光柵像素數×m)}〕而計算出來。
實驗之結果，係成為如同下述之表4所示一般，若是光柵像素數為4以下(換言之，若是第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D係為102μm以上)，則在表面3處係發生損傷，若是光柵像素數為5以上(換言之，若是第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D係為80μm以下)，則在表面3處係並未發生損傷。根據此結果，可以得知，藉由以會滿足D<2×f×tan〔asin{λ/(d×4×m)}〕的方式來使雷射光L調變，係能夠對於在雷射光L中而無法進行波面控制的成分會增加並導致漏光增加的情形作抑制，而能夠對於在表面3處之損傷的發生作抑制。
進而，根據表2以及表4之結果，可以得知，藉由以使第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離會成為40μm~80μm之方式來使雷射光L調變，係能夠對於在表面3處之損傷的發生作抑制。如同圖13中所示一般，若是第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D為20μm，則係確認到，到達至加工對象物1之表面3處的第1加工光L1之漏光以及第2加工光L2之漏光係於表 面3處而相互干涉並合併且強化(上段)，在表面3處係發生有損傷(下段)。又，若是第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D為102μm，則係確認到，在-1次光處漏光係增加(上段)，在表面3處係發生有損傷(下段)。相對於此些情形，若是第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D為40μm，則係並無法確認有到達至加工對象物1之表面3處的第1加工光L1之漏光以及第2加工光L2之漏光於表面3處而相互干涉並合併且強化的情形以及在-1次光處而漏光有所增加的情形(上段)，在表面3處係並未發生有損傷(下段)。另外，圖13之上段之圖，係為從表面3側來對於在表面3處之0次光以及±n次光作了觀察時的照片，並為未形成改質區域時的情形。又，圖13之下段之圖，係為沿著切斷預定線5而作了切斷的加工對象物1之切斷面的照片。
又，光遮斷部220，係將被集光於加工對象物1處之±n次光中的±2次光以上之高次光(於此，係為±2次光以及±3次光)遮斷。基於此，可以說光遮斷部220，係將被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於外側處之光遮斷。或者是，可以說光遮斷部220，係將被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於與雷射光L之射入側相反側的加工對象物之表面3側處之光、以及相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於雷射光L 之射入側的加工對象物1之背面21側處之光遮斷。另外，反射型空間光調變器203，係亦能夠以使所遮斷之光的至少一部分會通過光遮斷部220之開口220a之外側的方式，來使雷射光L調變。
如同圖14之(a)中所示一般，若是將位置於4f光學系241之傅立葉面上的光遮斷部220之開口220a之半徑設為X，並如同上述一般，將在從與加工對象物1之表面3相垂直之方向而作了觀察的情況時之第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離設為D，並將第2透鏡241b之第2焦距設為f2，且將集光光學系204之焦距設為f，則為了使光遮斷部220將±2次光以上之高次光(針對±2次光而言較中心更外側之部分)遮斷，係需要滿足D×f2/f<2X<2D×f2/f。亦即是，反射型空間光調變器203，若是以會滿足(X×f)/(2×f2)<D/2<(X×f)/f2的方式來使雷射光L調變，則光遮斷部220係能夠將±2次光以上之高次光(針對±2次光而言較中心更外側之部分)遮斷。
又，如同圖14之(b)中所示一般，為了使光遮斷部220將±3次光以上之高次光(針對±3次光而言較中心更外側之部分)遮斷，係需要滿足D×f2/f<2X<3D×f2/f。亦即是，反射型空間光調變器203，若是以會滿足(X×f)/(3×f2)<D/2<(X×f)/f2的方式來使雷射光L調變，則光遮斷部220係能夠將±3次光以上之高次光(針對±3次光而言較中心更外側之部分)遮 斷。
作為其中一例，若是D=50μm、f2=150mm、f=1.8mm，則若是以會滿足4166.7μm<2X<8333μm的方式，來決定光遮斷部220之開口220a的半徑X，則光遮斷部220係能夠將±2次光以上之高次光(針對±2次光而言較中心更外側之部分)遮斷。換言之，若是2X=10000μm、f2=150mm、f=1.8mm，則若是以會滿足30μm<D/2<60μm的方式，來決定第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D，則光遮斷部220係能夠將±2次光以上之高次光(針對±2次光而言較中心更外側之部分)遮斷。
又，若是D=50μm、f2=150mm、f=1.8mm，則若是以會滿足4166.7μm<2X<12500μm的方式，來決定光遮斷部220之開口220a的半徑X，則光遮斷部220係能夠將±3次光以上之高次光(針對±3次光而言較中心更外側之部分)遮斷。換言之，若是2X=10000μm、f2=150mm、f=1.8mm，則若是以會滿足20μm<D/2<60μm的方式，來決定第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D，則光遮斷部220係能夠將±3次光以上之高次光(針對±3次光而言較中心更外側之部分)遮斷。
另外，為了對於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處產生損傷之情況作抑制，光遮斷部220，係亦可為將+n次光遮斷之構件。於此情 況，如同圖15之(a)中所示一般，若是在4f光學系241之傅立葉面上而將從共焦點O起直到光遮斷部220(光遮斷部220之共焦點O側之邊)為止之距離設為X，則為了使光遮斷部220將+2次光以上之高次光(針對+2次光而言較中心更外側之部分)遮斷，係需要滿足D×f2/f<2X<2D×f2/f。亦即是，反射型空間光調變器203，若是以會滿足(X×f)/(2×f2)<D/2<(X×f)/f2的方式來使雷射光L調變，則光遮斷部220係能夠將+2次光以上之高次光(針對+2次光而言較中心更外側之部分)遮斷。
又，如同圖15之(b)中所示一般，為了使光遮斷部220將+3次光以上之高次光(針對+3次光而言較中心更外側之部分)遮斷，係需要滿足D×f2/f<2X<3D×f2/f。亦即是，反射型空間光調變器203，若是以會滿足(X×f)/(3×f2)<D/2<(X×f)/f2的方式來使雷射光L調變，則光遮斷部220係能夠將+3次光以上之高次光(針對+3次光而言較中心更外側之部分)遮斷。
進而，光遮斷部220，係亦能夠以對於集光光學系204之透鏡視野作限制的方式，來設置在集光光學系204之光射入部處。如同圖16之(a)中所示一般，若是將位置於集光光學系204之光射入部處的光遮斷部220之開口220a之半徑設為X，並如同上述一般，將在從與加工對象物1之表面3相垂直之方向而作了觀察的情況時之 第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離設為D，則反射型空間光調變器203，若是以會滿足X/2<D/2<X的方式來使雷射光L調變，則光遮斷部220係能夠將±2次光以上之高次光(針對±2次光而言較中心更外側之部分)遮斷。又，如同圖16之(b)中所示一般，反射型空間光調變器203，若是以會滿足X/3<D/2<X的方式來使雷射光L調變，則光遮斷部220係能夠將±3次光以上之高次光(針對±3次光而言較中心更外側之部分)遮斷。
作為其中一例，若是2X=150μm，則若是以會滿足37.5μm<D/2<75μm的方式，來決定第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D，則光遮斷部220係能夠將±2次光以上之高次光(針對±2次光而言較中心更外側之部分)遮斷。又，若是2X=150μm，則若是以會滿足25μm<D/2<75μm的方式，來決定第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D，則光遮斷部220係能夠將±3次光以上之高次光(針對±3次光而言較中心更外側之部分)遮斷。
於此，係作為加工對象物1，而準備厚度300μm、結晶方位(100)、電阻值1Ω．cmUP之矽晶圓，並藉由圖11以及上述之表3中所示之條件來進行了雷射光L之照射，藉由此，來針對3次光和在表面3處之損傷的發生之有無之間的關係作了調查。另外，為了易於判別出在表面3處的損傷之發生的有無，係在表面3處形成感 熱性膜而進行了實驗。
實驗之結果，如同圖17之(d)中所示一般，係得知了：至少起因於3次光之影響，在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處係產生有損傷。圖17之(a)，係為對於沿著切斷預定線5而作了切斷的加工對象物1之切斷面處的0次光以及±n次光之各別的集光點之位置關係作展示之圖。圖17之(b)，係為從表面3側來對於在表面3處之0次光以及±n次光的狀態作了觀察的照片，並為未形成改質區域時的情形。圖17之(c)，係為從表面3側來對於在表面3處之0次光以及±n次光的狀態作了觀察的照片，並為形成改質區域時的情形。圖17之(d)，係為從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片，並為形成改質區域時的情形。
圖18，係為用以對於本發明之比較例作說明之圖，(a)，係為對於在傅立葉面近旁處之雷射光L的狀態作展示之模擬圖，(b)，係為對在集光點近旁處之雷射光L的狀態作展示之模擬圖。如此這般，若是並不將+3次光遮斷，則如同圖19中所示一般，係得知了：起因於+3次光之影響，在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處係產生有最強烈的損傷。另外，圖19之上段，係為在朝向與使0次光以及±n次光之各別的集光點作分歧之方向相平行之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片，圖19之下段，係為在朝向與使0次光以及±n次 光之各別的集光點作分歧之方向相垂直之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片。
圖20，係為用以對於本發明之實施例作說明之圖，(a)，係為對於在傅立葉面近旁處之雷射光L的狀態作展示之模擬圖，(b)，係為對在集光點近旁處之雷射光L的狀態作展示之模擬圖。如此這般，若是藉由光遮斷部220而將+3次光之一部分遮斷，則如同圖21中所示一般，係得知了：起因於+3次光之影響而在加工對象物1之表面3處所產生的損傷係減弱。另外，圖21之上段，係為在朝向與使0次光以及±n次光之各別的集光點作分歧之方向相平行之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片，圖21之下段，係為在朝向與使0次光以及±n次光之各別的集光點作分歧之方向相垂直之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片。
圖22，係為用以對於本發明之實施例作說明之圖，(a)，係為對於在傅立葉面近旁處之雷射光L的狀態作展示之模擬圖，(b)，係為對在集光點近旁處之雷射光L的狀態作展示之模擬圖。如此這般，若是藉由光遮斷部220而將+3次光之全部作遮斷，則如同圖23中所示一般，係得知了：起因於+3次光之影響而在加工對象物1之表面3處所產生的損傷係略消失。另外，圖23 之上段，係為在朝向與使0次光以及±n次光之各別的集光點作分歧之方向相平行之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片，圖23之下段，係為在朝向與使0次光以及±n次光之各別的集光點作分歧之方向相垂直之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片。
圖24，係為用以針對關連於本發明之實驗結果作說明的圖。於此情況，係以對於集光光學系204之透鏡視野作限制的方式，來將光遮斷部220設置在集光光學系204之光射入部處，並成為當第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D為50μm以上時能夠將+3次光遮斷的透鏡視野。如同根據圖24中所示之實驗結果而可清楚得知一般，若是藉由光遮斷部220而將+3次光遮斷，則起因於+3次光之影響而在加工對象物1之表面3處所產生的損傷係略消失。另外，圖24之上段，係為在朝向與使0次光以及±n次光之各別的集光點作分歧之方向相平行之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片，圖24之下段，係為在朝向與使0次光以及±n次光之各別的集光點作分歧之方向相垂直之方向來使雷射光L相對性地作了移動的情況時，從表面3側來對於感熱性膜作了觀察的照片。
根據上述內容，於在雷射加工裝置300處所 實施的雷射加工方法中，係以使雷射光L分歧為包含有第1加工光L1以及第2加工光L2之0次光以及±n次光並且會使第1加工光L1被集光於第1集光點P1處且使第2加工光L2被集光於第2集光點P2處的方式，來使雷射光L調變，並在加工對象物1處，而於與第1集光點P1以及第2集光點P2之各者相對應的複數之區域之各者處，形成改質區域7。
此時，若是將在表面3處之第1加工光L1的半徑設為W1，並將在表面3處之第2加工光L2的半徑設為W2，且將在從與表面3相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離設為D，則係以會滿足D>W1+W2的方式，而使雷射光L調變。或者是，係以當從與表面3相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離會成為40μm~80μm之方式，來使雷射光L調變。
又，係將被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於外側處之光遮斷。或者是，係將被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3側處之光、以及相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21側處之光遮斷。
而，當在加工對象物1處形成了改質區域7 之後，在加工對象物1之背面21處貼附延展膠帶，並使該延展膠帶擴張。藉由此，來使從沿著切斷預定線5所形成的改質區域7而朝向加工對象物1之厚度方向作了伸展的龜裂，到達加工對象物1之表面3以及背面21處，並藉由沿著切斷預定線5來將加工對象物1切斷為各個的功能元件15a，而得到複數之晶片。
如同以上所說明一般，在雷射加工裝置300、以及於雷射加工裝置300處所實施的雷射加工方法中，若是將在表面3處之第1加工光L1的半徑設為W1，並將在表面3處之第2加工光L2的半徑設為W2，且將在從與表面3相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離設為D，則係以會滿足D>W1+W2的方式，而使雷射光L調變。藉由此，來對於到達至加工對象物1之表面3處的第1加工光L1之漏光以及第2加工光L2之漏光於表面3處而相互干涉並合併且強化的情形作防止。故而，當將雷射光L分歧為複數之加工光並藉由各加工光來形成改質區域7的情況時，係能夠對於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處產生損傷之情況作抑制。
又，若是將在反射型空間光調變器203處而相鄰之像素間之距離設為d，並將4f光學系241之倍率設為m，並將集光光學系204之焦距設為f，且將雷射光L之波長設為λ，則反射型空間光調變器203，係以會滿足D<2×f×tan〔asin{λ/(d×4×m)}〕的方式，來使雷射光 L調變。為了使在從與表面3相垂直之方向來作了觀察的情況時之第1集光點P1和第2集光點P2之間的距離D增大，係有必要在反射型空間光調變器203之調變圖案中而將光柵像素數縮小。但是，若是將光柵像素數過度縮小，則在雷射光L中而無法進行波面控制的成分會增加，並會有使漏光增加之虞。藉由以會滿足D<2×f×tan〔asin{λ/(d×4×m)}〕的方式來使雷射光L調變，係能夠對於在雷射光L中而無法進行波面控制的成分會增加並導致漏光增加的情形作抑制，而能夠對於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處產生損傷之情況作抑制。
又，在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處，係被設置有被配置為2維狀之複數之功能元件15a、以及被配置在相鄰之功能元件15a之間的街道區域17處之金屬圖案16，切斷預定線5，係以會通過當從與表面3相垂直之方向來作了觀察的情況時之相鄰之功能元件15a之間之街道區域17的方式，而被作設定。若是於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處而相鄰之功能元件15a之間的街道區域17中，被配置有金屬圖案16，則在金屬圖案16處會發生漏光之吸收，在該表面3處係成為容易產生損傷。但是，就算是在此種情況中，亦能夠對於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處產生損傷之情況作抑制。特別是，當涵蓋基板11之表面11a的全體而被形成有層 間絕緣膜(例如，Low-k膜等)的情況時，由於係能夠對於該層間絕緣膜之剝落等作抑制，因此係為有效。
又，係將被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於外側處之光遮斷。或者是，係將被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3側處之光、以及相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21側處之光遮斷。藉由此些，該光被集光於加工對象物1之表面3近旁以及背面21近旁的情形係被防止。故而，當將雷射光L分歧為複數之加工光並藉由各加工光來形成改質區域7的情況時，係能夠對於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3以及雷射光L之射入側的加工對象物之背面21處產生損傷之情況作抑制。
又，第1加工光L1以及第2加工光L2，係從被集光於加工對象物1處之0次光以及±n次光中之0次光以及±1次光來作選擇，光遮斷部220，係將被集光於加工對象物1處之±n次光中的±2次光以及±3次光遮斷。藉由此，係能夠將具有相對性而言為較大之能量的0次光以及±1次光作為第1加工光L1以及第2加工光L2來有效率地作利用，並且能夠對於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3以及雷射光L之射入側的加工 對象物1之背面21處產生損傷之情況確實地作抑制。特別是，將具有相對性而言為較大之能量的+3次光作遮斷一事，對於將在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處產生損傷之情況作抑制一事而言，係為重要。
又，光遮斷部220，係具備有使第1加工光L1以及第2加工光L2通過的開口220a。藉由此，係能夠以簡單之構成，來實現至少使第1加工光L1以及第2加工光L2通過並且使第1加工光L1以及第2加工光L2以外的特定之光作遮斷的光遮斷部220。
又，光遮斷部220，係被設置在第1透鏡241a和第2透鏡241b之間的傅立葉面上。藉由此，係能夠將第1加工光L1以及第2加工光L2以外的特定之光確實地遮斷。另外，光遮斷部220，就算是被設置在集光光學系204之光射入部處，亦能夠將第1加工光L1以及第2加工光L2以外的特定之光確實地遮斷。又，反射型空間光調變器203，係亦能夠以使所遮斷之光的至少一部分會通過開口220a之外側的方式，來使雷射光L調變。若藉由此，則能夠將第1加工光L1以及第2加工光L2以外的特定之光更加確實地遮斷。
以上，雖係針對本發明之其中一個實施形態作了說明，但是，本發明係並不被限定於上述之實施形態。例如，加工對象物1之構成以及材料，係並不被限定於上述之內容。作為其中一例，基板11，係亦可為矽基 板以外之半導體基板、藍寶石基板、SiC基板、玻璃基板(強化玻璃基板)、透明絕緣基板等。
又，0次光以及±次光之各別的集光點，係亦可在加工對象物1處，而具備有下述之位置關係：亦即是，若是代表次數之數值變得越小，則係會位置於越靠近與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3側處，並且係會位置於越靠近在沿著切斷預定線5之雷射光L的相對性移動方向上之前側處。又，亦可使雷射光L從加工對象物1之表面3側而射入。於此情況，背面21，係成為與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之第1表面，表面3，係成為雷射光L之射入側的加工對象物1之第2表面。
又，光遮斷部220，係亦可構成為：係具備有將+n次光遮斷之構件、和將-n次光遮斷之構件，並且在相對向之構件之間的區域處而使第1加工光L1以及第2加工光L2通過。又，光遮斷部220，係亦可構成為：係僅將被集光於加工對象物1處之±n次光中之相對於第1加工光L1以及第2加工光L2而被集光於與雷射光L之射入側相反側的加工對象物之表面3側處之光作遮斷，或者是僅將+3次光遮斷等，而對於±2次光以上之高次光作選擇性的遮斷。
〔產業上之利用可能性〕
若依據本發明，則係成為能夠提供一種當將 雷射光分歧為複數之加工光並藉由各加工光來形成改質區域的情況時，能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處產生損傷之情況作抑制的雷射加工裝置及雷射加工方法。

Claims (4)

  1. 一種雷射加工裝置，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處，來沿著切斷預定線而在前述加工對象物處形成改質區域之雷射加工裝置，其特徵為，係具備有：雷射光源，係射出前述雷射光；和集光光學系，係將藉由前述雷射光源所射出的前述雷射光集光於前述加工對象物處；和空間光調變器，係使前述雷射光至少分歧為第1加工光以及第2加工光，並以藉由前述集光光學系來使前述第1加工光被集光於第1集光點處且使前述第2加工光被集光於第2集光點處的方式，來使藉由前述雷射光源所射出的前述雷射光調變，前述第1集光點以及前述第2集光點，係在前述加工對象物處，具有使前述第1集光點相對於前述第2集光點而位置在與前述雷射光之射入側相反側的前述加工對象物之第1表面側處並且使前述第1集光點相對於前述第2集光點而位置於沿著前述切斷預定線之前述雷射光的相對性移動方向上之前側處的位置關係，若是將在前述第1表面處之前述第1加工光的半徑設為W1，並將在前述第1表面處之前述第2加工光的半徑設為W2，且將在從與前述第1表面相垂直之方向來作了觀察的情況時之前述第1集光點和前述第2集光點之間的距離設為D，則前述空間光調變器，係以會滿足D>W1+W2的方式，來使前述雷射光調變。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之雷射加工裝置，其中，係更進而具備有：調整光學系，係具有作為透鏡而起作用之第1光學元件以及第2光學元件，前述第1光學元件以及前述第2光學元件，係以使前述空間光調變器和前述第1光學元件之間的光路之距離會成為前述第1光學元件之第1焦距，並使前述集光光學系和前述第2光學元件之間的光路之距離會成為前述第2光學元件之第2焦距、並使前述第1光學元件和前述第2光學元件之間的光路之距離會成為前述第1焦距和前述第2焦距之和、並且使前述第1光學元件以及前述第2光學元件會成為兩側遠心光學系的方式，而被作配置，前述空間光調變器，係具備有顯示調變圖案之複數之像素，若是將相鄰之前述像素間之距離設為d，並將前述調整光學系之倍率設為m，並將前述集光光學系之焦距設為f，且將前述雷射光之波長設為λ，則前述空間光調變器，係以會滿足D<2×f×tan〔asin{λ/(d×4×m)}〕的方式，來使前述雷射光調變。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之雷射加工裝置，其中，在前述第1表面處，係被設置有被配置為2維狀之複數之功能元件、以及被配置在相鄰之前述功能元件之間的區域處之金屬圖案，前述切斷預定線，係以會通過當從與前述第1表面相垂直之方向來作了觀察的情況時之相鄰之前述功能元件之間之區域的方式，而被作設定。
  4. 一種雷射加工方法，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處，來沿著切斷預定線而在前述加工對象物處形成改質區域之雷射加工方法，其特徵為，係具備有：使前述雷射光至少分歧為第1加工光以及第2加工光，並以使前述第1加工光被集光於第1集光點處且使前述第2加工光被集光於第2集光點處的方式，來使前述雷射光調變，並在前述加工對象物處，而在與前述第1集光點以及前述第2集光點之各者相對應的複數之區域的各者處形成前述改質區域之工程，前述第1集光點以及前述第2集光點，係在前述加工對象物處，具有使前述第1集光點相對於前述第2集光點而位置在與前述雷射光之射入側相反側的前述加工對象物之第1表面側處並且使前述第1集光點相對於前述第2集光點而位置於沿著前述切斷預定線之前述雷射光的相對性移動方向上之前側處的位置關係，若是將在前述第1表面處之前述第1加工光的半徑設為W1，並將在前述第1表面處之前述第2加工光的半徑設為W2，且將在從與前述第1表面相垂直之方向來作了觀察的情況時之前述第1集光點和前述第2集光點之間的距離設為D，則前述雷射光，係以會滿足D>W1+W2的方式而被調變。
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