TWI649145B - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

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TWI649145B TW103111048A TW103111048A TWI649145B TW I649145 B TWI649145 B TW I649145B TW 103111048 A TW103111048 A TW 103111048A TW 103111048 A TW103111048 A TW 103111048A TW I649145 B TWI649145 B TW I649145B
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Abstract

雷射加工裝置，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在加工對象物之內部形成改質區域。雷射加工裝置係具備：雷射光源，用以射出雷射光；及空間光調變器，用以調變藉由雷射光源所射出的雷射光；以及聚光光學系統，用以將藉由空間光調變器所調變後的雷射光聚光於加工對象物。空間光調變器，當在玻璃部形成改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使雷射光聚光於玻璃部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。

Description

雷射加工裝置及雷射加工方法
本發明之一態樣係關於一種雷射加工裝置及雷射加工方法。
作為以往的雷射加工裝置，已知的有使雷射光聚光於加工對象物，藉此沿著切斷預定線在加工對象物之內部形成改質區域者(例如，參照專利文獻1)。在如此的雷射加工裝置中，係藉由空間光調變器來調變從雷射光源朝向加工對象物照射的雷射光，藉此謀求將該雷射光聚光於加工對象的複數個位置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2011-51011號公報
可是，在如上述之先前技術中，隨著近年來的日益普及擴大，而期望能提高加工品質，例如關於切斷 後的加工對象物，提高切斷面之直進性的要求、或提高抗折強度之要求等已越來越高。尤其是，例如在將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃之玻璃部而構成的加工對象物進行加工的情況，玻璃部因切斷面之直進性差等，被強烈要求該加工品質之提高。
本發明之一態樣係有鑑於上述實情所開發完成者，其課題在於提供一種可以提高加工品質的雷射加工裝置及雷射加工方法。
為了解決上述課題，本發明人等經過反覆深入探討的結果，當在加工對象物中將雷射光之聚光部分於雷射光入射方向形成為長條形狀(以下，稱為「縱長」)，且將縱長的改質區域形成於加工對象物時，可減少在加工對象物之內部產生的龜裂(裂痕)之量，且提高切斷面之直進性及抗折強度，結果可以提高加工品質的可能性。
但是在此情況下，恐有在該雷射光之聚光部分降低能量密度且無法形成改質區域本身之虞、或加工時需要更多能量之虞。此點，本發明人等經過更進一步的反覆深入探討，發現可以藉由使用空間光調變器適當地調變雷射光，來對應上述之虞，而完成本發明。
亦即，本發明之一態樣的雷射加工裝置，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽 部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在加工對象物之內部形成改質區域；該雷射加工裝置具備：雷射光源，用以射出雷射光；及空間光調變器，用以調變藉由雷射光源所射出的雷射光；以及聚光光學系統，用以將藉由空間光調變器所調變後的雷射光聚光於加工對象物；空間光調變器，當在玻璃部形成改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案(axicon lens pattern)，藉此使雷射光聚光於玻璃部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。
另外，所謂「軸稜錐透鏡圖案」，係指以實現軸稜錐透鏡之作用的方式所產生的調變圖案(以下，相同)。
在該雷射加工裝置中，係於空間光調變器作為調變圖案顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此可以將雷射光聚光於玻璃部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。藉此，近似縱長的聚光部分可在充分地維持其能量密度之狀態下形成，結果，縱長的改質區域可形成於玻璃部。依據如此的改質區域，則與上述見解同樣，可以減低在玻璃部之內部產生的龜裂之量，因而，即便在含玻璃部的加工對象物中，亦能夠提高切斷面之直進性及抗折強度，且提高加工品質。
又，為了達成上述作用效果，具體而言，雷射加工裝置，係沿著切斷預定線在加工對象物之內部形成複數個改質點，且藉由複數個改質點來形成改質區域；空間光調變器，當在玻璃部形成改質區域的情況，係於沿著 雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置之各位置形成改質光點；複數個改質光點，亦可在雷射光照射方向構成長條形狀之改質點。
又，在空間光調變器之顯示部中，軸稜錐透鏡圖案係具有：相對於入射的雷射光位於中心的圓區域；以及劃設於圓區域之周圍且與該圓區域同心的複數個圓環區域；在圓區域及複數個圓環區域中，亦可設定成亮度隨著從徑向外側往內側逐漸變亮。
又，亦可具備用以控制雷射光的控制部，控制部，係控制雷射光之聚光點的位置，而在玻璃部中僅從雷射光照射方向之中央至矽部側之部分形成有改質區域。在此情況下，能夠維持加工品質之提高，且比起在雷射光照射方向中的玻璃部之大致全區域形成改質區域的情況，能夠提高產能(through put)。
又，空間光調變器，亦可在樹脂部形成改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使雷射光聚光於樹脂部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。在此情況下，近似縱長的聚光部分可在充分地維持其能量密度之狀態下形成於樹脂部，且縱長的改質區域可形成於樹脂部。因而，由於在樹脂部本來很難使龜裂延伸，所以本發明是特別有效的。
又，本發明之一態樣的雷射加工方法，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷 預定線在加工對象物之內部形成改質區域；該雷射加工方法具備：藉由空間光調變器來調變從雷射光源所射出的雷射光，使經由空間光調變器所調變後的雷射光聚光於玻璃部內，藉此在該玻璃部形成改質區域的步驟；在玻璃部形成改質區域的步驟係包含：於空間光調變器作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使雷射光聚光，而在玻璃部內沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成有聚光點的步驟。
即便是在該雷射加工方法中，近似縱長的聚光部分亦可在充分地維持其能量密度之狀態下形成，結果，縱長的改質區域可形成於玻璃部。因而，可達成上述作用效果、即可以提高加工品質的作用效果。
依據本發明之一態樣，則能夠提供一種可以提高加工品質的雷射加工裝置及雷射加工方法。
1‧‧‧加工對象物
3‧‧‧表面
5、5a、5b‧‧‧切斷預定線
7、71、72、73‧‧‧改質區域
8‧‧‧切斷起點區域
15‧‧‧功能元件形成區域
21‧‧‧背面
25x、25y‧‧‧切斷面
31‧‧‧玻璃基板(玻璃部)
32‧‧‧矽基板(矽部)
33‧‧‧樹脂層(樹脂部)
100、300‧‧‧雷射加工裝置
101、202‧‧‧雷射光源
102‧‧‧雷射光源控制部(控制部)
103、209、210、238‧‧‧分光鏡
105‧‧‧聚光用透鏡
107‧‧‧支撐台
111‧‧‧載台
115‧‧‧載台控制部(控制部)
202‧‧‧雷射光源
203‧‧‧反射型空間光調變器(空間光調變器)
204‧‧‧聚光光學系統
205a、205b、206a、206b、208、219‧‧‧鏡片
206‧‧‧光束均勻器
207‧‧‧衰減器
211‧‧‧表面觀察單元
211a‧‧‧觀察用光源
211b‧‧‧檢測器
212‧‧‧AF單元
214‧‧‧像素電極
214a‧‧‧表面
215‧‧‧反射膜
216‧‧‧液晶層(顯示部)
216a‧‧‧液晶分子
217‧‧‧透明導電膜
218‧‧‧透明基板
218a‧‧‧表面
228‧‧‧λ/2波長板
231‧‧‧殼體
232‧‧‧驅動單元
233‧‧‧底板
236‧‧‧頂板
241‧‧‧4f光學系統
241a‧‧‧第1透鏡
241b‧‧‧第2透鏡
250‧‧‧控制部
914‧‧‧驅動電路層
999a、999b‧‧‧配向膜
a1‧‧‧圓區域
a2‧‧‧圓環區域
Ax‧‧‧軸稜錐透鏡圖案
d‧‧‧改質光點
f1、f2‧‧‧距離
L‧‧‧雷射光
LB1‧‧‧用雷射光
LB2‧‧‧光
O‧‧‧共焦點
P‧‧‧聚光點(聚光位置)
Sx、Sy‧‧‧改質點
VL1‧‧‧可視光
VL2‧‧‧反射光
第1圖係用於改質區域之形成的雷射加工裝置之概略構成圖。
第2圖係成為改質區域之形成對象的加工對象物之俯視圖。
第3圖係沿著第2圖之加工對象物之III-III線的剖視 圖。
第4圖係雷射加工後之加工對象物的俯視圖。
第5圖係沿著第4圖之加工對象物之V-V線的剖視圖。
第6圖係沿著第4圖之加工對象物之VI-VI線的剖視圖。
第7圖係顯示實施形態所實施的雷射加工裝置之概略構成圖。
第8圖係反射型空間光調變器之部分剖視圖。
第9圖係顯示被顯示於反射型空間光調變器之液晶層的軸稜錐透鏡圖案之示意圖。
第10圖係顯示成為雷射加工對象之加工對象物的俯視圖。
第11圖係用以說明第1實施形態之雷射加工方法的概略剖視圖。
第12圖係顯示藉由第1實施形態之雷射加工方法所形成的改質點之一例的照片圖。
第13圖(a)及(b)係用以說明第1實施形態之雷射加工方法之效果的照片圖。
第14圖(a)及(b)係用以說明第1實施形態之雷射加工方法之效果的另一照片圖。
第15圖(a)及(b)係用以說明第2實施形態之雷射加工方法的概略剖視圖。
第16圖(a)及(b)係顯示第15圖之接續的概略剖 視圖。
第17圖係說明藉由第2實施形態之雷射加工方法而形成於樹脂層的改質區域之一例的剖視圖。
第18圖係用以說明在雷射光之聚光位置產生的像差之示意圖。
以下，參照圖式就本發明之一態樣的實施形態加以詳細說明。另外，在以下之說明中於同一或是相當要素附記同一符號，且省略重複的說明。
在本實施形態之雷射加工裝置及雷射加工方法中，係使雷射光聚光於加工對象物，且沿著切斷預定線來形成改質區域。因此，首先，參照第1圖至第6圖就改質區域之形成加以說明。
如第1圖所示，雷射加工裝置100具備：雷射光源101，用以將雷射光L進行脈衝振盪；及分光鏡(dichroic mirror)103，係以將雷射光L之光軸(光路)的方向改變90°之方式所配置；以及聚光用透鏡105，用以將雷射光L聚光。又，雷射加工裝置100具備：支撐台107，用以支撐可供在聚光用透鏡105所聚光之雷射光L照射的加工對象物1；及載台(stage)111，用以使支撐台107移動；及雷射光源控制部(控制部)102，為了調節雷射光L之輸出或脈衝寬度、脈衝波形等而控制雷射光源101；以及載台控制部(控制部)115，用以控制載台 111之移動。
在該雷射加工裝置100中，從雷射光源101射出的雷射光L，係可藉由分光鏡103將其光軸之方向改變90°，且藉由聚光用透鏡105聚光於支撐台107上所載置的加工對象物1之內部。與此同時，使載台111移動，且使加工對象物1對雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。藉此，沿著切斷預定線5的改質區域可形成於加工對象物1。另外，在此，雖然為了使雷射光L相對地移動而使載台111移動，但是亦可使聚光用透鏡105移動、或是使此等之雙方移動。
作為加工對象物1，係可採用包含由半導體材料所形成的半導體基板或由壓電材料所形成的壓電基板等的板狀之構件(例如，基板、晶圓等)。如第2圖所示，在加工對象物1，係設定有用以切斷加工對象物1的切斷預定線5。切斷預定線5，係延伸成直線狀的假想線。當在加工對象物1之內部形成改質區域的情況，如第3圖所示，係在使聚光點(聚光位置)P對準於加工對象物1之內部的狀態下，使雷射光L沿著切斷預定線5(即，朝向第2圖之箭頭A方向)相對地移動。藉此，如第4圖至第6圖所示，改質區域7可沿著切斷預定線5形成於加工對象物1之內部，而沿著切斷預定線5所形成的改質區域7則成為切斷起點區域8。
另外，所謂聚光點P，係指雷射光L所聚光之處。又，切斷預定線5，係不限於直線狀而既可為曲線 狀，又可為此等所組合的三次元狀，又可為座標指定者。又，切斷預定線5，係不限於假想線亦可為實際被拉至加工對象物1之表面3的線。改質區域7係既有連續所形成的情況，又有斷續所形成的情況。又，改質區域7無論是行狀或是點狀皆可，重要的是，改質區域7只要是至少形成於加工對象物1之內部即可。又，有將改質區域7作為起點而形成龜裂的情況，龜裂及改質區域7，亦可露出於加工對象物1之外表面(表面3、背面21、或是外周面)。又，形成改質區域7時的雷射光入射面，並非被限定於加工對象物1之表面3，亦可為加工對象物1之背面21。
順便一提，在此的雷射光L，係穿透加工對象物1並且在加工對象物1之內部的聚光點附近特別被吸收，藉此，在加工對象物1形成有改質區域7(亦即，內部吸收型雷射光加工)。因而，由於在加工對象物1之表面3的雷射光L幾乎不被吸收，所以加工對象物1之表面3不會熔融。一般而言，在從表面3熔融並被去除而形成孔或槽等之去除部(表面吸收型雷射加工)的情況，加工區域係從表面3側逐漸朝向背面側進行。
可是，在本實施形態所形成的改質區域7，係指密度、折射率、機械強度或其他的物理特性與周圍成為不同之狀態的區域。作為改質區域7，例如有熔融處理區域(意指一旦熔融後再固化的區域、熔融狀態中的區域及從熔融再固化的狀態中之區域當中至少任一區域)、裂痕 區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，亦有此等混雜的區域。更且，作為改質區域，有在加工對象物之材料中改質區域之密度與非改質區域之密度做比較而變化後的區域、或形成有晶格缺陷的區域(亦將此等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、改質區域之密度與非改質區域之密度做比較而變化後的區域、形成有晶格缺陷的區域，係更有在其等區域之內部或改質區域與非改質區域之界面內含龜裂(破裂、微裂痕)的情況。內含的龜裂，係有遍及於改質區域之全面的情況或僅形成於一部分或形成於複數個部分的情況。作為加工對象物1，係可列舉包含矽(Si)、玻璃、碳化矽(silicon carbide)(SiC)、LiTaO3或藍寶石(Al2O3)、或是此等所構成者。
又，在本實施形態中，係沿著切斷預定線5形成複數個改質點(加工痕)，藉此形成改質區域7。所謂改質點，係指以脈衝雷射光之1脈衝的照射(shot)(換句話說1脈衝之雷射照射：雷射照射)所形成的改質部分，且藉由集合改質點而成為改質區域7。作為改質點，係可列舉裂痕點(crack spot)、熔融處理點或折射率變化點、或是此等之至少一種的混雜等。有關該改質點，係可以考慮被要求的切斷精度、被要求的切斷面之平坦性、加工對象物之厚度、種類、結晶方位等，而適當地控制其大小或發生的龜裂之長度。
其次，就亦成為本發明之一態樣之前提的第1實施形態加以詳細說明。
第7圖係顯示實施本實施形態之雷射加工方法的雷射加工裝置之概略構成圖。如第7圖所示，本實施形態之雷射加工裝置300，係在殼體231內具備雷射光源202、反射型空間光調變器203、4f光學系統241及聚光光學系統204。雷射光源202，係射出例如具有1080nm至1200nm之波長的雷射光L，例如可採用光纖雷射。在此的雷射光源202，係以朝向水平方向射出雷射光L的方式，用螺釘等固定於殼體231之頂板236。
反射型空間光調變器203，係調變從雷射光源202射出的雷射光L，例如可採用反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)之空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator)。在此的反射型空間光調變器203，係調變從水平方向射入的雷射光L，並且相對於水平方向朝向斜上方反射。
第8圖係第7圖之雷射加工裝置的反射型空間光調變器之部分剖視圖。如第8圖所示，反射型空間光調變器203，係具備矽基板32、驅動電路層914、複數個像素電極214、介質多層膜反射鏡等的反射膜215、配向膜999a、液晶層(顯示部)216、配向膜999b、透明導電膜217及玻璃基板等的透明基板218，且此等依此順序積層。
透明基板218，係具有沿著XY平面的表面 218a，而該表面218a係構成反射型空間光調變器203之表面。透明基板218，係主要包含例如玻璃等的光穿透性材料，且將從反射型空間光調變器203之表面218a入射的既定波長之雷射光L，穿透至反射型空間光調變器203之內部。透明導電膜217，係形成於透明基板218之背面上，且主要包含穿透雷射光L的導電性材料(例如ITO)所構成。
複數個像素電極214，係按照複數個像素之排列而排列成二次元狀，且沿著透明導電膜217而排列於矽基板32上。各像素電極214，係由例如鋁等之金屬材料所構成，而此等的表面214a，係加工成既平坦又平滑。複數個像素電極214，係藉由設置於驅動電路層914的主動矩陣電路所驅動。
主動矩陣電路，係設置於複數個像素電極214與矽基板32之間，且按照欲從反射型空間光調變器203輸出之光像來控制施加至各像素電極214的施加電壓。如此的主動矩陣電路係例如具有：用以控制排列於未圖示之X軸方向的各像素行之施加電壓的第1驅動器電路；以及用以控制排列於Y軸方向的各像素行之施加電壓的第2驅動器電路；且構成為藉由控制部250(後述)來將既定電壓施加於在雙方的驅動器電路所指定的像素之像素電極214。
另外，配向膜999a、999b，係配置於液晶層216之兩端面，且使液晶分子群排列於一定方向。配向膜 999a、999b，係由例如聚醯亞胺(polyimide)的高分子材料所構成，且可適用對與液晶層216之接觸面施行摩擦(rubbing)處理等者。
液晶層216，係配置於複數個像素電極214與透明導電膜217之間，且按照藉由各像素電極214和透明導電膜217所形成的電場來調變雷射光L。亦即，當藉由主動矩陣電路施加電壓於某個像素電極214時，電場就可形成於透明導電膜217與該像素電極214之間。
該電場，係對反射膜215及液晶層216之各個，以與各自之厚度相應的比例來施加。然後，可按照施加於液晶層216的電場之大小來改變液晶分子216a之排列方向。當雷射光L穿透透明基板218及透明導電膜217並入射於液晶層216時，該雷射光L係在通過液晶層216之期間藉由液晶分子216a來調變，且在反射膜215反射之後，在此藉由液晶層216調變之後才被取出。
此時，藉由後述的控制部250來對與透明導體膜217對向的每一像素電極214施加電壓，且按照該電壓，使在液晶層216中由與透明導電膜217對向的各像素電極214所包夾的部分之折射率變化(使與各像素對應的位置之液晶層216的折射率變化)。藉由如此的折射率之變化，就可以按照所施加的電壓，使每一液晶層216之像素改變雷射光L之相位。換句話說，可以藉由液晶層216對每一像素提供與全像圖案(hologram pattern)相應的相位(亦即，使賦予調變之作為全像圖案的調變圖案顯示於 反射型光間光調變器203之液晶層216)。
結果，入射於調變圖案且穿透的雷射光L，係可調整其波面，且在構成該雷射光L的各光線中與行進方向呈正交的既定方向之成分的相位產生偏移。因而，藉由適當地設定使顯示於反射型空間光調變器203的調變圖案，就能夠調變雷射光L(例如，調變雷射光之強度、振幅、相位、偏光等)。
在本實施形態之反射型空間光調變器203中，如後述般，係將軸稜錐透鏡圖案作為調變圖案而顯示於液晶層216，藉此就可對照射於加工對象物1的雷射光L，施加使光聚光於加工對象物1的調變，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。藉此，如第11圖所示，在該複數個位置之各位置形成有改質光點d。
此等複數個改質光點d，係構成作為多點細長改質點的一個改質點Sx。改質點Sx，係比不使調變圖案顯示於液晶層216而施予雷射加工後的改質點，還在雷射光照射方向形成為長條形狀(縱長)。換句話說，複數個改質光點d，係以沿著雷射光照射方向鄰近相連之方式緊密地排列，而此等複數個改質光點d製作為一群所成的改質點Sx，係具有雷射光照射方向之尺寸比其交叉方向之尺寸還特別長的細長形狀。
回到第7圖，4f光學系統241，係用以調整藉由反射型空間光調變器203所調變的雷射光L之波面形 狀。該4f光學係241，係具有第1透鏡241a及第2透鏡241b。透鏡241a、241b，係以反射型空間光調變器203與第1透鏡241a之距離成為第1透鏡241a之焦點距離f1、聚光光學系統204與透鏡214b之距離成為透鏡241b之焦點距離f2、第1透鏡241a與第2透鏡241b之距離成為f1+f2，且第1透鏡241a與第2透鏡241b成為兩側遠心(telecentric)光學系統的方式，配置於反射型空間光調變器203與聚光光學系統204之間。在該4f光學系統241中，由反射型空間光調變器203調變後的雷射光是可以藉由空間傳播來抑制波面形狀變化且像差增大。
聚光光學系統204，係用以將藉由4f光學系統241調變後的雷射光L聚光於加工對象物1之內部。該聚光光學系統204，係包含複數個透鏡所構成，且透過包含壓電元件等所構成的驅動單元232而設置於殼體231之底板233。
在如上所構成的雷射加工裝置300中，從雷射光源202所射出的雷射光L，係在殼體231內朝向水平方向行進之後，藉由鏡片205a朝向下方反射，且藉由衰減器(attenuator)207來調整光強度。然後，藉由鏡片205b朝向水平方向反射，且藉由光束均勻器(beam homogenizer)206使強度分佈均一化並入射於反射型空間光調變器203。
入射於反射型空間光調變器203的雷射光L，係藉由穿透顯示於液晶層216的調變圖案來依該調變圖案 而調變，之後，藉由鏡片206a朝向上方反射，且藉由λ/2波長板228來變更偏光方向，藉由鏡片206b朝向水平方向反射並入射於4f光學系統241。
入射於4f光學系統241的雷射光L，係以平行光入射於聚光光學系統204之方式來調整波面形狀。具體而言，雷射光L，係穿透第1透鏡241a而收斂，且藉由鏡片219朝向下方反射，經由共焦點O而發散，並且穿透第2透鏡241b，而再次收斂成為平行光。然後雷射光L，係依順序穿透分光鏡210、238並入射於聚光光學系統204，且藉由聚光光學系統204聚光於載台111上所載置的加工對象物1內。
又，本實施形態之雷射加工裝置300，係在殼體231內具備：表面觀察單元211，用以觀察加工對象物1之雷射光入射面；以及AF(自動對焦：AutoFocus)單元212，用以微調聚光光學系統204與加工對象物1之距離。
表面觀察單元211具有：觀察用光源211a，用以射出可視光VL1；以及檢測器211b，用以接收在加工對象物1之雷射光入射面反射的可視光VL1之反射光VL2並予以檢測出。在表面觀察單元211中，從觀察用光源211a射出的可視光VL1，是用鏡片208及分光鏡209、210、238進行反射、穿透，且用聚光光學系統204朝向加工對象物1聚光。在加工對象物1之雷射光入射面反射的反射光VL2，用聚光光學系統204來聚光並用分光 鏡238、210穿透、反射之後，穿透分光鏡209並由檢測器211b所受光。
AF單元212，係射出AF用雷射光LB1，且接收在雷射光入射面反射的AF用雷射光LB1之反射光LB2並予以檢測出，藉此取得沿著切斷預定線5的雷射光入射面之移位資料。然後，AF單元212，係在形成改質區域7時，根據所取得的移位資料來驅動驅動單元232，且以沿著雷射光入射面之彎曲的方式使聚光光學系統204朝向其光軸方向往復移動。
再者，本實施形態之雷射加工裝置300，係具備由CPU、ROM、RAM等所構成的控制部250，作為用以控制該雷射加工裝置300。該控制部250，係控制雷射光源202，且調節從雷射光源202射出的雷射光L之輸出或脈衝寬度等。又，控制部250，係在形成改質區域7時，以雷射光L之聚光點P從加工對象物1之表面3位於既定距離且雷射光L之聚光點P沿著切斷預定線5而相對移動的方式，來控制殼體231、載台111之位置、及驅動單元232之驅動的至少一個。
又，控制部250，係在形成改質區域7時，對反射型空間光調變器203中的各電極214施加既定電壓，且使液晶層216顯示既定的調變圖案，藉此，使雷射光L在反射型空間光調變器203進行所期望之調變。
在此，顯示於液晶層216的調變圖案，係根據例如欲形成改質區域7的位置、照射的雷射光L之波 長、加工對象物1之材料、及聚光光學系統204或加工對象物1之折射率等而事先被導出，且記憶於控制部250。該調變圖案，係包含用以修正在雷射加工裝置300所產生之個體差(例如，在反射型空間光調變器203之液晶層216所產生的畸變)的個體差修正圖案、及用以修正球面像差的球面像差修正圖案、軸稜錐透鏡圖案之至少一個。
第9圖係顯示被顯示於液晶層的軸稜錐透鏡圖案之示意圖。圖中所示的軸稜錐透鏡圖案Ax，係顯示液晶層216之正面觀察的狀態。如第9圖所示，軸稜錐透鏡圖案Ax，係以實現軸稜錐透鏡之作用的方式所產生的調變圖案。軸稜錐透鏡圖案Ax，係以在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成有聚光點的方式，使雷射光L聚光於加工對象物1。換言之，以在雷射光照射方向具有複數個強度分佈的方式來調變雷射光L。在此的軸稜錐透鏡圖案Ax，係形成為倒圓錐狀的光學圖案，且形成為下凸狀。
具體而言，該軸稜錐透鏡圖案Ax係具有：相對於入射的雷射光L位於中心的圓區域a1；以及劃設於圓區域a1之周圍的複數個圓環區域a2。圓環區域a2，係形成與圓區域a1同心，且具有圓環形狀或圓環形狀之一部分帶缺口所成的形狀。在圓區域a1及複數個圓環區域a2中，係設定為亮度隨著從徑向外側往內側逐漸變亮。
在使如此的軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216並進行雷射加工的情況，作為該圓環區域a2之數量 (來自中心之亮度的折返數)的參數數量越大，沿著雷射光照射方向鄰近排列的聚光點之數量(改質光點d之數量)就越增加，結果，可形成與參數數量相應的縱長之改質點Sx。在此，當增減參數數量時，就有在雷射光L之前面側(上游側)的改質光點d之數量會增減，甚至所形成的改質點Sx在雷射光L之前面側進行伸縮的傾向。
其次，就使用上述雷射加工裝置300的雷射加工方法加以詳細說明。
第10圖係顯示成為本實施形態的雷射加工之對象的加工對象物之俯視圖，第11圖係用以說明本實施形態之雷射加工方法的剖視圖。本實施形態之雷射加工方法，係使用作為將加工對象物1進行雷射加工用以製造複數個晶片的晶片之製造方法。如第10圖所示，加工對象物1，係包含矽基板、藍寶石基板、SiC基板或是玻璃基板(強化玻璃基板)等，且呈現板狀。加工對象物1之厚度，係設為150μm至350μm，在此係設為200μm或250μm。
在該加工對象物1之表面3，係以排列成矩陣狀的方式設置有複數個功能元件形成區域15。又，在加工對象物1之表面3上，係設定有複數個以通過相鄰的功能元件形成區域15間之方式所延伸的切斷預定線5。複數個切斷預定線5，係延伸成格子狀，且包含：沿著對加工對象物1之定向平面(orientation flat)6呈大致水平之方向的切斷預定線5a；以及沿著大致垂直之方向的切斷 預定線5b。另外，在加工對象物1為藍寶石基板的情況下，其C面是形成為主面(表面3及背面21)，且切斷預定線5是設定為朝向沿著藍寶石基板之R面的方向延伸。
在對如此的加工對象物1施予雷射加工的情況下，首先，在加工對象物1之背面21貼附膨脹膠帶(expanded tape)，且將該加工對象物1載置於載台111上。接著，如第7圖、第11圖所示，藉由控制部250來控制反射型空間光調變器203，且使軸稜錐透鏡圖案Ax作為調變圖案而顯示於液晶層216，在此狀態下，以加工對象物1之表面3作為雷射光入射面(雷射光照射面)而將雷射光L脈衝照射於加工對象物1，且使雷射光L聚光於加工對象物1，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。與此同時，使加工對象物1和雷射光L沿著切斷預定線5相對移動(掃描)。
藉此，將具有形成於沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置之改質光點d的縱長之改質點Sx，沿著切斷預定線5而形成有複數個於加工對象物1內之厚度方向的既定深度。而且，藉由此等複數個改質點Sx來形成改質區域7。之後，藉由擴張膨脹膠帶，以改質區域7作為切斷之起點並沿著切斷預定線5來切斷加工對象物1，而獲得被切斷的複數個晶片作為半導體裝置(例如記憶體、IC、發光元件、受光元件等)。
在此，在形成改質點Sx時，亦可實施下一個 軸稜錐透鏡圖案製作步驟(軸稜錐透鏡圖案製作控制)。在軸稜錐透鏡圖案製作步驟中，係根據例如並不使調變圖案顯示於液晶層216而是施予雷射加工並形成於加工對象物1內的通常之改質點(以下，亦簡稱為「通常之改質點」)的狀態，藉由控制部250來製作軸稜錐透鏡圖案Ax。
又，有以下的情況：起因於加工對象物1之材料或雷射光L之能量而使改質點Sx中的雷射光照射方向之長度變化，且使該改質點Sx之厚度方向位置變化。因此，在形成改質點Sx時，亦可實施下一個聚光點位置修正步驟(聚光點位置修正控制)。
在聚光點位置修正步驟中，係以有關欲形成之改質點Sx的雷射光L之最深側位置(最背面21位置)作為基準，例如根據通常之改質點的狀態來修正厚度方向的雷射光L之聚光點位置(Z高度)。此如上述般，具有改質點Sx在雷射光L之前面側按照參數數量進行伸縮的傾向。
再者，在形成改質點Sx時，亦可實施用以調整軸稜錐透鏡圖案Ax之參數數量(圓環區域a2之數量)的軸稜錐透鏡圖案調整步驟(軸稜錐透鏡圖案調整控制)。在軸稜錐透鏡圖案調整步驟中，係按照欲形成之改質點Sx(改質區域7)的雷射光照射方向之長度，例如根據通常之改質點的狀態來設定軸稜錐透鏡圖案Ax之參數數量。具體而言，在欲將改質點Sx在雷射光照射方向加 長的情況時，可加大參數數量，另一方面在欲縮短的情況時可減小參數數量。
以上，在本實施形態中，係在形成改質區域7的情況下，將軸稜錐透鏡圖案Ax作為調變圖案來顯示於反射型空間光調變器203，藉此可以將雷射光聚光，而在沿雷射光照射方向鄰近排列之複數個位置形成聚光點。換句話說，構成為：利用在縱向進行較細之多點分歧的雷射光L實施雷射加工(所謂同時多點細長加工)，且連繫分歧之多點聚光點，藉此可以形成近似縱長聚光點。藉此，可以形成具有沿雷射光照射方向鄰近排列之複數個改質光點d的改質點Sx。
依據該改質點Sx，則可近似(及實質)地在充分地維持其能量密度下形成有成為縱長的聚光部分，甚至形成有縱長的改質區域7。因而，可以減低在加工對象物1之內部產生的龜裂量，又可以使該龜裂難以伸展。結果，可以提高切斷面之直進性及提高抗折強度，且能夠提高加工品質。
又，由於改質區域7成為縱長，所以亦可以提高產能。又，由於本實施形態係可以減低龜裂量，所以可以說在欲控制加工對象物1內之龜裂的情況(例如，切斷預定線5未沿著結晶方位的情況、對玻璃材料進行加工的情況)特別有效。
另外，可以減低龜裂量的上述作用效果，係在加工對象物1為SiC基板或是藍寶石基板的情況，作為 減低朝向C面方向之龜裂的效果更為顯著。又，通常，當欲藉由使用軸稜錐透鏡之光學系統來將聚光點形成縱長時，能量之密度就會降低而難以進行正常的加工、或是加工需要更多的能量，相對於此，在本實施形態中，如上述般，可以充分地維持能量密度地將雷射光L聚光。又，由於使用空間相位調變器203來形成縱長的改質點Sx，所以能夠在任意位置瞬間形成任意間距的改質區域7。
順便一提，一般而言，在加工對象物1為以C面作為主面的藍寶石基板之情況，由於龜裂在藍寶石基板難以沿著R面延伸，所以在沿著R面之切斷預定線5而形成改質區域7的情況，所產生的龜裂就容易朝向切斷預定線5之交叉方向延伸，結果，恐有沿著切斷預定線5之交叉方向破裂之虞。相對於此，本實施形態，因可以減低龜裂量且可以抑制該破裂之虞，故而在設定為切斷預定線5朝向沿著藍寶石基板之R面的方向延伸之情況，特別有效。
第12圖係顯示藉由本實施形態之雷射加工方法所形成的改質點之一例的照片圖。第12圖係顯示從側方觀察加工對象物1的狀態，而圖示上下方向是對應於厚度方向。如第12圖所示，依據本實施形態，可以確認在沿雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成有聚光點，藉此形成有具有沿雷射光照射方向鄰近排列之複數個改質光點d的縱長之改質點Sx。
第13圖係用以說明本實施形態之雷射加工方 法之效果的照片圖。第13圖(a)係在不使調變圖案顯示於液晶層216的狀態下將雷射光L照射於加工對象物1，且在加工對象物1內形成改質點Sy的示意圖。第13圖(b)係在使軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216的狀態下將雷射光L照射於加工對象物1，且在加工對象物1內形成改質點Sx的示意圖。第13圖中的照片圖係顯示從雷射光入射面觀察形成有改質點之加工對象物1之內部的狀態。
如第13圖所示，依據使軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216所形成的縱長之改質點Sx，則相對於不使調變圖案顯示於液晶層216所形成的改質點Sy，可確認能減低在加工對象物1之內部產生的龜裂量。
第14圖係用以說明本實施形態之雷射加工方法之效果的另一照片圖。第14圖(a)係顯示在不使調變圖案顯示於液晶層216之狀態下將雷射光L照射於加工對象物1時的切斷面25y。第14圖(b)係在使軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216之狀態下將雷射光L照射於加工對象物1時的切斷面25x。第14圖係顯示從側方觀察加工對象物1的狀態，而圖示上下方向是對應於厚度方向。
如第14圖所示，藉由使用軸稜錐透鏡圖案Ax施予雷射加工，有特別可減低例如朝向厚度方向之交叉方向延伸的龜裂之傾向，相對於不使調變圖案顯示於液晶層216而施予雷射加工所成的切斷面25y，可以確認在 切斷面25x能提高晶片端面之直進性。
又，將針對：不使調變圖案顯示於液晶層216而對加工對象物1施予雷射加工所成的晶片、和使軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216而對加工對象物1施予雷射加工所成的晶片，測定抗折強度的結果顯示以下。另外，在此係將荷重方向作為雷射光入射面側。
無調變圖案之顯示：抗折強度75.3Mpa
顯示軸稜錐透鏡圖案：抗折強度109.6Mpa
如上述之抗折強度測定結果所示，可以確認藉由使用軸稜錐透鏡圖案Ax施予雷射加工，比起不使調變圖案顯示於液晶層216而施予雷射加工的情況，還能提高晶片之抗折強度。
另外，因在沿光軸方向鄰近排列之複數個位置形成有聚光點(形成有縱長之多點聚光點)，故而可達成以下的作用效果。由於改質區域7是形成為切割線狀，所以容易沿著改質區域7而切斷加工對象物1。藉此，能夠進行不依賴於劈開性或結晶方位的雷射加工。又，比起利用一個縱長聚光點使雷射光L聚光以形成改質區域7的情況，還能夠以較少的能量進行雷射加工，即便是在距離加工對象物1內之雷射光入射面較深的位置形成改質區域7的情況，亦可容易確保充分的能量密度，結果，可以形成足夠大小(寬幅)的改質區域7。
又，由於相對於一個聚光點而在光軸方向之鄰近位置存在有其他的聚光點，所以在加工對象物1切斷 時的破壞力會變強，藉此，能夠容易切斷加工對象物1。其他的聚光點會對一個聚光點帶來加熱引誘效果，藉此，能夠容易切斷加工對象物1。在加工對象物1因雷射光L而改質時可以提高應力解放效果，藉此，能夠容易切斷加工對象物1。
其次，就第2實施形態加以詳細說明。另外，在本實施形態之說明中，主要是針對與上述實施形態之不同點加以說明。
第15圖、第16圖係用以說明本實施形態之雷射加工方法的剖視圖。如第15圖(a)所示，本實施形態係製造作為圖像感測器等之裝置來使用的晶片。在本實施形態中成為雷射加工之對象的加工對象物1，係在含玻璃的玻璃基板(玻璃部)31透過樹脂層(樹脂部)33而積層有含矽的矽基板(矽部)32。
在圖示之例中，加工對象物1係具有：矽基板32；及設置於矽基板32之表面上的樹脂層33；以及設置於樹脂層33之表面上的玻璃基板31；而玻璃基板31及矽基板32是由樹脂層33進行樹脂接合所形成。另外，玻璃基板31之厚度，係形成比矽基板32之厚度還更厚。在此，玻璃基板31之表面是構成加工對象物1之表面3，又，矽基板32之背面是構成加工對象物1之背面21。
如第15圖(b)所示，在本實施形態中，首先是藉由控制部250來控制反射型空間光調變器203，且 形成為不使調變圖案顯示於液晶層216的狀態。在此狀態下，使聚光點對準於加工對象物1之矽基板32內，且從表面3對加工對象物1進行雷射光L之脈衝照射，並且使加工對象物1和雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。結果，在矽基板32內，通常之改質點Sy是沿著切斷預定線5而形成有複數個，且藉由此等複數個改質點Sy而形成有一行的改質區域71。
接著，如第16圖(a)所示，藉由控制部250來控制反射型空間光調變器203，且形成為使軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216的狀態。在此狀態下，使聚光點對準於加工對象物1內之樹脂層33內，且從表面3對加工對象物1進行雷射光L之脈衝照射。藉此，使雷射光L聚光於加工對象物1，而在樹脂層33內沿著雷射光照射方向鄰近排列之複數個位置形成聚光點。與此同時，使加工對象物1和雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。
結果，在樹脂層33內，使具有形成於沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置之改質光點d的縱長之改質點Sx，沿著切斷預定線5形成有複數個，且藉由此等複數個改質點Sx而形成有一行的改質區域72。
接著，如第16圖(b)所示，藉由控制部250來控制反射型空間光調變器203，且繼續形成為使軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216的狀態。在此狀態下，使聚光點對準於加工對象物1內之玻璃基板31內，且從表面3對加工對象物1進行雷射光L之脈衝照射。藉此，使 雷射光L聚光於加工對象物1，而在玻璃基板31內沿著雷射光照射方向鄰近排列之複數個位置形成聚光點。在此，係從玻璃基板31內的厚度方向中央至矽基板32側部分(圖中之箭頭Z所示的區域)使雷射光L聚光於加工對象物1。
與此同時，使加工對象物1和雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。結果，僅從玻璃基板31內之厚度方向中央至矽基板32側部分，使具有形成於沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置之改質光點d的縱長之改質點Sx，沿著切斷預定線5形成有複數個，且藉由此等複數個改質點Sx而形成有一行的改質區域73。
之後，例如將刀刃(knife edge)沿著切斷預定線5壓抵而進行斷裂(breaking)。換言之，在玻璃基板31形成改質區域73之後，對加工對象物1施加應力，藉此實施沿著切斷預定線5切斷加工對象物1的步驟。藉此，以改質區域71至73作為切斷之起點使加工對象物1沿著切斷預定線5切斷，而可獲得複數個晶片。
以上，在本實施形態中，係可以將軸稜錐透鏡圖案Ax作為調變圖案來顯示於反射型空間光調變器203，藉此將雷射光L聚光於玻璃基板31，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列之複數個位置形成聚光點。藉此，可在充分地維持其能量密度之狀態下形成有近似縱長的改質點Sx，結果，縱長的改質區域73可形成於玻璃基板31。
依據該改質區域73，則與上述實施形態同 樣，可以減低在玻璃基板31內產生的龜裂量，因而，能夠在包含玻璃基板31的加工對象物1中，提高切斷面之直進性及抗折強度，且提高加工品質。又，通常，由於玻璃基板31的切斷面之直進性較差，所以提高切斷面之直進性的上述作用效果就特別有效。
又，在本實施形態中，如上述般，以在玻璃基板31中僅從厚度方向(雷射光照射方向)中央至矽基板32側的部分形成有改質區域73之方式，來控制雷射光L之聚光點的位置。藉此，能夠一邊維持加工品質之提高，一邊比起在厚度方向之玻璃基板31大致全區域形成改質區域73的情況，還能夠提高產能。
又，在本實施形態中，如上述般，在樹脂層33施予雷射加工時，將軸稜錐透鏡圖案Ax作為調變圖案來顯示於液晶層216，且使雷射光L聚光於樹脂層33，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列之複數個位置形成有聚光點，即便是在數層33內，亦形成複數個改質點Sx並形成縱長的改質區域72。藉此，由於在樹脂層33說起來很難使龜裂伸展，所以本實施形態就特別有效，且加工適當性優異。
第17圖係說明形成於樹脂層的改質區域之一例的剖視圖。第17圖係顯示從側方觀察加工對象物1的狀態，且圖示上下方向是對應於厚度方向。在將軸稜錐透鏡圖案Ax顯示於液晶層216並對樹脂層33進行上述雷射加工的情況下，如第17圖所示，可明白沿著厚度方向延 伸的縱長之改質點Sx可鮮明地形成於樹脂層33。在圖示之改質點Sx中，係成為在厚度方向從樹脂層33之表面延伸及於背面的縱長之形狀。
順便一提，在樹脂層33中，由於加工臨限值較低所以改質區域7比較容易形成。因此，亦可藉由在矽基板32形成改質區域71時的漏光、及在玻璃基板31形成改質區域73時的漏光之至少一方，在樹脂層33形成改質區域7。亦即，亦可具備藉由使雷射光L聚光於玻璃基板31及/或矽基板32，利用該雷射光L之漏光在樹脂層33形成改質區域7的步驟。換言之，控制部250，亦可使雷射光聚光於玻璃基板31及/或矽基板32，而藉由漏光在樹脂層33形成有改質區域7。
又，在本實施形態中，亦可不對矽基板32施予雷射加工(不形成改質區域71)，而是藉由蝕刻等來除掉沿著矽基板32之切斷預定線5的部分。亦即，亦可具備藉由對矽基板32施予蝕刻處理，而在矽基板32去除沿著切斷預定線5之部分的步驟。
或是，由於矽基板32相對於玻璃基板31較薄，且此等相互地以樹脂接合來堅固地接合，所以在不對矽基板32施予雷射加工的情況，亦可藉由對玻璃基板31施予雷射加工之後在加工對象物1進行斷裂，來將矽基板32與玻璃基板31一起分割。亦即，在玻璃基板31形成改質區域73之後對加工對象物1施加應力，藉此使產生從改質區域73(及/或改質區域72)至矽基板32之破裂， 且將矽基板32與玻璃基板31及樹脂層33一起沿著切斷預定線5而切斷的步驟。
又，在本實施形態中，雖然在玻璃基板31中僅從厚度方向中央至矽基板32側之部分形成改質區域73，但是亦可在從厚度方向中央至表面3側之部分形成改質區域73，又可在厚度方向中的玻璃基板31之大致全區域形成改質區域73。在此情況下，例如能夠減低斷裂時(切斷時)的負荷。
另外，在本實施形態中，雖然是將通常之改質點Sy形成複數個於矽基板32，且藉由此等複數個改質點Sy來形成改質區域71，但是亦可將作為多點細長改質點的改質點Sx形成複數個於矽基板31來取代，且藉由此等複數個改質點Sx來形成改質區域71。又，雖然是將改質點Sx形成複數個於樹脂層33，且藉由此等複數個改質點Sx來形成改質區域72，但是亦可將通常之改質點Sy形成於樹脂層33來取代，且藉由此等複數個改質點Sy來形成改質區域72。
以上，雖然已就本發明之一態樣的實施形態加以說明，但是本發明並非被限定於上述實施形態，亦可在不變更各請求項所記載之要旨的範圍內進行變化，或是應用於其他裝置。
例如，在上述第2實施形態中，雖然是依順序形成改質區域71至73，但是並不被限定於此，形成於加工對象物1的複數行之改質區域7的形成順序亦可為順 序不同。又，在上述第2實施形態中，亦有在加工對象物1之內部形成4行以上之厚度方向之位置互為不同的改質區域7之情況。例如，可形成複數行改質區域71，亦可形成複數行改質區域72，亦可形成複數行改質區域73。
又，在上述實施形態中，雖然是將「雷射光入射面」作為表面3，將「雷射光入射面之相反面」作為背面21，但是在背面21作為「雷射光入射面」的情況，表面3就成為「雷射光入射面之相反面」。又，在上述實施形態中，亦可使到達表面3及背面21之至少一方的龜裂從改質區域7產生。另外，本發明之一態樣，亦可以視為藉由上述雷射加工裝置或方法所製造的晶片。
第18圖係用以說明在雷射光之聚光位置產生的像差之示意圖。雷射光L，當其為平面波(平面之波面(相位))時，幾何上聚焦於1點。另一方面，通常，平面波之雷射光L在因種種影響而使波面變化時，會有聚光於加工對象物1內的雷射光L不聚焦於1點、即自然產生像差的情況。像差，係包含例如賽得像差(Seidel aberration)(非點像差、彗形像差(comatic aberration)、球面像差、像面彎曲及畸變像差(distortion aberration))，又包含作為縱向(沿著光軸方向之方向)之像差的縱向像差、及作為與縱向交叉之方向之像差的橫向像差。
例如第18圖所示，在雷射光L藉由聚光光學系統204(參照第11圖)等聚光於加工對象物1的情況，當在聚光過程中射入加工對象物1時，不同入射角之 光線藉由折射(司乃耳定律(Snell's law))聚焦於而不同之位置而自然地產生球面像差。換句話說，如圖示般，起因於雷射光L聚光於加工對象物1，而會在該聚光位置自然產生像差，且以沿著光軸方向的像差之範圍(該雷射光L之強度成為加工臨限值以上的範圍)作為基準像差範圍H。
在此，發現可以藉由對包含起因於如此的雷射光L之聚光而產生的球面像差等之像差(以下，稱為「聚光產生像差」)加上新的像差，來控制加工品質。作為加上新的像差之手法，係如上述實施形態般，可列舉使用反射型空間光調變器203等的空間光調變器作為賦予像差的像差賦予部，且藉由該空間光調變器將雷射光L進行相位調變。所謂相位調變，係指將雷射光L所具有的波面(相位)調變成任意形狀。
作為相位調變之例，例如可列舉實現軸稜錐透鏡作用的相位調變、實現繞射光柵(diffraction grating)作用的相位調變、使產生既定之球面像差的相位調變等。該相位調變之例的各個，係例如可以分別對反射型空間光調變器203，顯示軸稜錐透鏡圖案、繞射光柵圖案、既定之球面像差圖案作為調變圖案來實施。順便一提，作為加上新的像差之手法，亦有使用賦予提供像差的透鏡之情況、或將媒介插入於聚光過程的情況，在此等的情況下，該透鏡及該媒介分別構成像差賦予部。
因而，在上述實施形態中的雷射光L之聚光 位置，有不僅是由軸稜錐透鏡圖案Ax之相位調變所賦予的像差，還包含聚光產生像差的情況。又，即便在形成改質區域71之際消除了顯示於反射型空間光調變器203之液晶層216的調變圖案時，在雷射光L之聚光位置，仍有包含聚光產生像差的情況。另外，亦可對軸稜錐透鏡圖案Ax之相位調變，施加其他的相位調變(亦可將其他的圖案之顯示加在液晶層216上)。
[產業上之可利用性]
依據本發明之一態樣，則能夠提供一種可以提高加工品質的雷射加工裝置及雷射加工方法。

Claims (9)

  1. 一種雷射加工裝置，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在前述加工對象物之內部形成改質區域；該雷射加工裝置具備：雷射光源，用以射出前述雷射光；及空間光調變器，用以調變藉由前述雷射光源所射出的前述雷射光；以及聚光光學系統，用以將藉由前述空間光調變器所調變後的前述雷射光聚光於前述加工對象物；前述空間光調變器，當在前述玻璃部形成前述改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述玻璃部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點；在前述空間光調變器之顯示部中，前述軸稜錐透鏡圖案係具有：相對於入射的前述雷射光位於中心的圓區域；以及劃設於前述圓區域之周圍且與該圓區域同心的複數個圓環區域；在前述圓區域及複數個前述圓環區域中，係設定成亮度隨著從徑向外側往內側逐漸變亮。
  2. 一種雷射加工裝置，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在前述加工對象 物之內部形成改質區域；該雷射加工裝置具備：雷射光源，用以射出前述雷射光；及空間光調變器，用以調變藉由前述雷射光源所射出的前述雷射光；以及聚光光學系統，用以將藉由前述空間光調變器所調變後的前述雷射光聚光於前述加工對象物；前述空間光調變器，當在前述玻璃部形成前述改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述玻璃部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點；具備用以控制前述雷射光的控制部，前述控制部，係控制前述雷射光之聚光點的位置，而在前述玻璃部中僅從前述雷射光照射方向之中央至前述矽部側之部分形成有前述改質區域。
  3. 一種雷射加工裝置，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在前述加工對象物之內部形成改質區域；該雷射加工裝置具備：雷射光源，用以射出前述雷射光；及空間光調變器，用以調變藉由前述雷射光源所射出的前述雷射光；以及聚光光學系統，用以將藉由前述空間光調變器所調變 後的前述雷射光聚光於前述加工對象物；前述空間光調變器，當在前述玻璃部形成前述改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述玻璃部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點；前述空間光調變器，當在前述樹脂部形成前述改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述樹脂部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。
  4. 如申請專利範圍第1或3項所述的雷射加工裝置，其中，具備用以控制前述雷射光的控制部，前述控制部，係控制前述雷射光之聚光點的位置，而在前述玻璃部中僅從前述雷射光照射方向之中央至前述矽部側之部分形成有前述改質區域。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的雷射加工裝置，其中，前述空間光調變器，當在前述樹脂部形成前述改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述樹脂部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的雷射加工裝置，其中，前述雷射加工裝置，係沿著前述切斷預定線在前述加工對象物之內部形成複數個改質點，且藉由複數個前述改質點來形成前述改質區域；前述空間光調變器，當在前述玻璃部形成前述改質區 域的情況，係於沿著前述雷射光照射方向鄰近排列的前述複數個位置之各位置形成改質光點；複數個前述改質光點，係在前述雷射光照射方向構成長條形狀之前述改質點。
  7. 一種雷射加工方法，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在前述加工對象物之內部形成改質區域；該雷射加工方法具備：藉由空間光調變器來調變從雷射光源所射出的前述雷射光，使經由前述空間光調變器所調變後的前述雷射光聚光於前述玻璃部內，藉此在該玻璃部形成前述改質區域的步驟；在前述玻璃部形成前述改質區域的步驟係包含：於前述空間光調變器作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述玻璃部內，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成有聚光點的步驟；在前述空間光調變器之顯示部中，前述軸稜錐透鏡圖案係具有：相對於入射的前述雷射光位於中心的圓區域；以及劃設於前述圓區域之周圍且與該圓區域同心的複數個圓環區域；在前述圓區域及複數個前述圓環區域中，係設定成亮度隨著從徑向外側往內側逐漸變亮。
  8. 一種雷射加工方法，係使雷射光聚光於加工對象 物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在前述加工對象物之內部形成改質區域；該雷射加工方法具備：藉由空間光調變器來調變從雷射光源所射出的前述雷射光，使經由前述空間光調變器所調變後的前述雷射光聚光於前述玻璃部內，藉此在該玻璃部形成前述改質區域的步驟；在前述玻璃部形成前述改質區域的步驟係包含：於前述空間光調變器作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述玻璃部內，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成有聚光點的步驟；在前述玻璃部形成前述改質區域的步驟，控制前述雷射光之聚光點的位置，而在前述玻璃部中僅從前述雷射光照射方向之中央至前述矽部側之部分形成有前述改質區域。
  9. 一種雷射加工方法，係使雷射光聚光於加工對象物，該加工對象物係將含矽的矽部透過樹脂部積層於含玻璃的玻璃部而構成，藉此沿著切斷預定線在前述加工對象物之內部形成改質區域；該雷射加工方法具備：藉由空間光調變器來調變從雷射光源所射出的前述雷射光，使經由前述空間光調變器所調變後的前述雷射光聚光於前述玻璃部內，藉此在該玻璃部形成前述改質區域的步驟； 在前述玻璃部形成前述改質區域的步驟係包含：於前述空間光調變器作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述玻璃部內，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成有聚光點的步驟；前述空間光調變器，當在前述樹脂部形成前述改質區域的情況，作為調變圖案係顯示軸稜錐透鏡圖案，藉此使前述雷射光聚光於前述樹脂部，而在沿著雷射光照射方向鄰近排列的複數個位置形成聚光點。
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