TWI801490B - 加工裝置 - Google Patents

加工裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI801490B
TWI801490B TW108103030A TW108103030A TWI801490B TW I801490 B TWI801490 B TW I801490B TW 108103030 A TW108103030 A TW 108103030A TW 108103030 A TW108103030 A TW 108103030A TW I801490 B TWI801490 B TW I801490B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
laser
laser light
processing device
modified
Prior art date
Application number
TW108103030A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201938306A (zh
Inventor
奈良康永
Original Assignee
日商濱松赫德尼古斯股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 filed Critical 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司
Publication of TW201938306A publication Critical patent/TW201938306A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI801490B publication Critical patent/TWI801490B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/085—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining
    • H10N30/088—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining by cutting or dicing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0626—Energy control of the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

加工裝置，是在加工對象物形成構成改質領域的改質束點。加工裝置，是具備：將第1光照射在加工對象物，在加工對象物的一部分領域中將吸收率比第1光的照射前更暫時地上昇的第1照射部；及在一部分領域的吸收率是暫時地上昇的吸收率上昇期間，將第2光照射在該一部分領域的第2照射部。

Description

加工裝置
本發明的一態樣，是有關於加工裝置。
習知，已知將構成改質領域的改質束點形成於加工對象物的加工裝置。這種的技術，例如在專利文獻1中，記載了雷射加工裝置。在專利文獻1的雷射加工裝置中，藉由將雷射光照射在加工對象物，而在加工對象物的內部形成改質束點。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-186825號公報
[本發明所欲解決的課題]
近年來，上述的加工裝置，是朝多領域的適用前進中，期望可容易對應各式各樣的加工要求(例如高分斷力、加工對象物的損傷抑制、或是那些的兼容等)的附加價值高者。
在此，本發明的一態樣，其目的是提供一種具有高附加價值的加工裝置。 [用以解決課題的手段]
本發明人等專心檢討的結果，藉由光的照射而在加工對象物形成改質束點時，在從其開始至結束為止期間，發現了特徵的現象。具體而言，藉由朝加工對象物的光的照射，加工對象物的一部分領域(例如該光的集光點附近：以下，也只稱為「一部分領域」)吸收率會暫時地上昇(第1階段)。藉由使吸收率暫時地上昇的朝一部分領域的光的照射，而在該一部分領域注入能量，使高溫狀態的一部分領域被擴大(第2階段)。其結果發現了，在加工對象物會形成改質束點的現象。進一步發現了，利用這種特徵的現象的話，可容易對應各式各樣的加工要求，可提高裝置的附加價值，而完成本發明的一態樣。
即，本發明的一態樣的加工裝置，是將構成改質領域的改質束點形成於加工對象物，具備：將第1光照射在加工對象物，在加工對象物的一部分領域中將吸收率比第1光的照射前更暫時地上昇的第1照射部；及在一部分領域的吸收率是暫時地上昇的吸收率上昇期間，將第2光照射在該一部分領域的第2照射部。
在此加工裝置中，將第1光照射在加工對象物，將加工對象物的一部分領域的吸收率暫時地上昇，藉由在其間將第2光照射在該一部分領域，而形成改質束點。由此，在每形成改質束點時，可以各別對應第1階段及第2階段的各現象，將光由第1光及第2光分開照射。藉由各別將第1光及第2光的各種參數甚至照射態樣適宜地改變，而成為可容易地對應各式各樣的加工要求。因此，成為可實現具有高附加價值的加工裝置。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的能量，是比第1光的能量更高也可以。由此，可以更對應第1階段及第2階段的各現象，將第1光及第2光照射。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的尖峰強度，是比第1光的尖峰強度更低也可以。由此，可以更對應第1階段及第2階段的各現象，將第1光及第2光照射。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的波長，是與第1光的波長相異也可以。藉由將第1光的波長及第2光的波長適宜地相異，就可以將加工對象物中的第1光及第2光的吸收進而加工結果控制。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光，是朝加工對象物的單獨照射時不會形成改質束點的光也可以。此情況，即使將第2光時常或是預先照射也不會形成改質束點，第1光是作為開始改質束點的形成的觸發器的作用。成為不需要將第2光的照射時間點精密地控制。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光對於加工對象物的照射方向，是與第1光對於加工對象物的照射方向相異也可以。藉由將第1光的照射方向及第2光的照射方向適宜地相異，就可以將改質束點形成時改質束點擴大的方向及改質領域的位置控制。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光集光於第2光的集光位置的角度，是與第1光集光於第1光的集光位置的角度相異也可以。藉由使第1光集光於第1光的集光位置的角度及第2光集光於第2光的集光位置的角度適宜地相異，就可以將加工領域的廣窄控制。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的射束輪廓，是與第1光的射束輪廓相異也可以。藉由將第1光的射束輪廓及第2光的射束輪廓適宜地相異，就可以將分斷力及朝加工對象物的損傷控制。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的M平方值，是與第1光的M平方值相異也可以。藉由將第1光的M平方值及第2光的M平方值適宜地相異，就成為可將裝置簡略化。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的脈衝寬度，是與第1光的脈衝寬度相異也可以。藉由將第1光的脈衝寬度及第2光的脈衝寬度適宜地相異，就可以更對應第1階段及第2階段的各現象將第1光及第2光照射。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的脈衝波形，是與第1光的脈衝波形相異也可以。藉由將第1光的脈衝波形及第2光的脈衝波形適宜地相異，就可以更對應第1階段及第2階段的各現象將第1光及第2光照射。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第2光的偏光方向，是與第1光的偏光方向相異也可以。藉由將第1光的偏光方向及第2光的偏光方向適宜地相異，就可以更對應第1階段及第2階段的各現象將第1光及第2光照射。
在本發明的一態樣的加工裝置中，改質領域，是將加工對象物沿著厚度方向切斷的切斷起點領域也可以。此情況，可以將改質領域作為切斷的起點，將加工對象物沿著厚度方向切斷。
在本發明的一態樣的加工裝置中，改質領域，是將加工對象物沿著與厚度方向交叉的方向切斷的切斷起點領域也可以。此情況，可以將改質領域作為切斷的起點，將加工對象物沿著與厚度方向交叉的方向切斷(例如切片)。
在本發明的一態樣的加工裝置中，改質領域，是在加工對象物中呈2次元狀或是3次元狀延伸的除去預定領域也可以。此情況，將改質領域由蝕刻等選擇性地除去，就可以在加工對象物形成呈2次元狀或是3次元狀延伸的空間。
在本發明的一態樣的加工裝置中，改質領域，是形成於加工對象物的內部的結晶領域、再結晶領域、或是吸除(gettering)領域也可以。此情況，可以將改質領域作為結晶領域、再結晶領域、或是吸除(gettering)領域利用。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第1照射部，是由將第1光射出的第1光源所構成，第2照射部，是由：將第2光射出的第2光源、及以使第2光在吸收率上昇期間朝一部分領域被照射的方式將第2光源的照射時間點控制的控制部所構成也可以。此情況，可以利用複數光源構成本發明的一態樣的加工裝置。
在本發明的一態樣的加工裝置中，第1照射部及第2照射部，是由將從光源及光源被射出的光變調的外部變調器所構成，從光源被射出且藉由外部變調器被變調的光的一部分，是作為第1光被照射在加工對象物，從光源被射出且藉由外部變調器被變調的光的他部，是在吸收率上昇期間作為第2光朝一部分領域被照射也可以。此情況，可以利用相同的1個光源構成本發明的一態樣的加工裝置。 [發明的效果]
依據本發明的一態樣的話，成為可提供具有高附加價值的加工裝置。
以下，對於實施例，參照圖面詳細說明。又，在各圖中在同一或是相當部分中附加同一符號，並省略重複的說明。
[改質領域的形成] 實施例的加工裝置，是藉由將光集光在加工對象物，而將構成改質領域的改質束點形成於加工對象物。在此，首先，說明改質領域的形成。
如第1圖所示的雷射加工裝置100，是加工裝置的一例，實施利用熱應力的雷射加工。雷射加工裝置100，是藉由將雷射光L集光在加工對象物1，而沿著切斷預定線5在加工對象物1形成改質領域。雷射加工裝置100，是具備：將雷射光L脈衝振盪的雷射光源101、及將雷射光L的光軸(光路)的方向改變90°地配置的分色鏡103、及將雷射光L集光用的集光用透鏡105。且，雷射加工裝置100，是具備：將由集光用透鏡105被集光的雷射光L被照射的加工對象物1支撐用的支撐台107、及將支撐台107移動用的載台111、及為了將雷射光L的輸出和脈衝寬度和脈衝波形等調節而將雷射光源101控制的雷射光源控制部102、及將載台111的移動控制的載台控制部115。
在雷射加工裝置100中，從雷射光源101被射出的雷射光L，是藉由分色鏡103而將其光軸的方向被改變90˚，藉由集光用透鏡105而被集光在被載置於支撐台107上的加工對象物1的內部。與此同時，移動載台111，使加工對象物1對於雷射光L沿著切斷預定線5被相對移動。由此，沿著切斷預定線5的改質領域是形成於加工對象物1。又，在此，雖為了將雷射光L相對地移動而將載台111移動，但是將集光用透鏡105移動也可以，或是將這些的雙方移動也可以。
加工對象物1，是使用包含由半導體材料所形成的半導體基板和由壓電材料所形成的壓電基板等的板狀的構件(例如基板、晶圓等)。如第2圖所示，在加工對象物1中，被設定有將加工對象物1切斷用的切斷預定線5。切斷預定線5，是呈直線狀延伸的虛線。在加工對象物1的內部形成改質領域的情況，如第3圖所示，在將集光點(集光位置)P對焦在加工對象物1的內部的狀態下，將雷射光L沿著切斷預定線5(即第2圖的箭頭A方向)相對地移動。由此，如第4圖、第5圖及第6圖所示，改質領域7是沿著切斷預定線5形成於加工對象物1，沿著切斷預定線5形成的改質領域7是成為切斷起點領域8。藉由將外力施加在形成有作為切斷起點領域8的改質領域7的加工對象物1上，或是作為切斷起點領域8的改質領域7的形成時，可以以改質領域7作為切斷的起點，將加工對象物1分斷成複數基片。
集光點P，是雷射光L集光的處。切斷預定線5，不限定於直線狀而是曲線狀也可以，由這些所組合而成的3次元狀也可以，被座標指定者也可以。切斷預定線5，不限定於虛線，實際被劃在加工對象物1的表面3的線也可以。切斷預定線5，是改質領域形成預定線。改質領域形成預定線，是預定形成改質領域7的預定線。改質領域7，是也有連續形成的情況，也有間斷形成的情況。改質領域7是列狀或點狀也可以，重點是，改質領域7是至少形成於加工對象物1的內部即可。且，具有以改質領域7為起點形成龜裂的情況，龜裂及改質領域7，是露出加工對象物1的外表面(表面3、背面、或是外周面)也可以。形成改質領域7時的雷射光入射面，不限定於加工對象物1的表面3，加工對象物1的背面或是側面也可以。
在加工對象物1的表面3或是背面側中，複數功能元件(作為光二極管等的受光元件、雷射二極管等的發光元件、或是電路形成的電路元件等)是形成矩陣狀。複數切斷預定線5，是以通過相鄰接的功能元件之間的方式設定成格子狀。
順便一提，在加工對象物1的內部形成改質領域7的情況時，雷射光L，是透過加工對象物1，並且在位於加工對象物1的內部的集光點P附近特別被吸收。由此，在加工對象物1形成改質領域7(即內部吸收型雷射加工)。此情況，在加工對象物1的表面3中因為雷射光L幾乎未被吸收，所以加工對象物1的表面3不會熔融。另一方面，在加工對象物1的表面3形成改質領域7的情況時，雷射光L，是在位於表面3的集光點P附近特別被吸收，從表面3被熔融被除去，而形成孔和溝等的除去部(表面吸收型雷射加工)。
改質領域7，是指密度、曲折率、機械的強度和其他的物理的特性是成為與周圍不同的狀態的領域。改質領域7，是例如，具有：熔融處理領域(一旦熔融後再固化的領域、熔融狀態中的領域及從熔融再固化的狀態中的領域之中至少其中任一的意思)、龜裂領域、絕緣破壞領域、曲折率變化領域等，也有這些混在的領域。進一步，改質領域7，是具有：在加工對象物1的材料中改質領域7的密度與非改質領域的密度相比較變化的領域、和形成有格子缺陷的領域。加工對象物1的材料是單結晶矽的情況，改質領域7，也可說是高轉位密度領域。
熔融處理領域、曲折率變化領域、改質領域7的密度是與非改質領域的密度相比較變化的領域、及形成有格子缺陷的領域，是進一步具有：在那些領域的內部和改質領域7及非改質領域之間的界面內包龜裂(破裂、微龜裂)的情況。被內包的龜裂，是具有形成於：橫跨改質領域7的全面的情況、和只有一部分、和複數部分的情況。加工對象物1，是包含由具有結晶構造的結晶材料所構成的基板。例如加工對象物1，是包含由：氮化鎵(GaN)、矽(Si)、矽碳化物(SiC)、LiTaO3 、鑽石、GaOx、及藍寶石(Al2 O3 )的至少其中任一所形成的基板。換言之，加工對象物1，是例如包含：氮化鎵基板、矽基板、SiC基板、LiTaO3 基板、鑽石基板、GaOx基板、或是藍寶石基板。結晶材料，是異方性結晶及同向性結晶的其中任一也可以。加工對象物1，是包含由具有非結晶構造(非晶質構造)的非結晶材料所構成的基板也可以，包含例如玻璃基板也可以。
在實施例中，藉由將改質束點(加工痕、改質層)1個或是複數形成，就可以形成改質領域7。此情況，1個改質束點，或是集中的複數改質束點，是成為改質領域7。改質束點，是在改質領域7包含1個或是複數的改質部分。改質束點，是構成改質領域7的改質部分。改質束點，是束點狀的改質部分。複數改質束點的至少其中任一，即使彼此分離也可以，即使彼此接觸(連續)也可以。改質束點，是指由脈衝雷射光的1脈衝的照射(即1脈衝的雷射照射：雷射照射)而形成的改質部分。在此，改質束點，是對應後述的第1雷射光的1脈衝的照射而形成的改質部分。改質束點，是可舉例：龜裂束點、熔融處理束點或是曲折率變化束點、或是這些的至少1個混在者等。對於改質束點，可以考慮所要求的切斷精度、所要求的切剖面的平坦性、加工對象物1的厚度、種類、結晶方位等，將其大小和發生的龜裂的長度適宜控制。且，在實施例中，可以沿著切斷預定線5，將改質束點作為改質領域7形成。改質束點，不限定於局部或是點狀者。改質束點的尺寸及形狀，並無特別限定，各種的尺寸及形狀也可以。
[改質束點的形成機制] 被發現：在加工對象物1形成改質束點時，在從其開始至結束為止期間，在各階段具有不同特徵的現象。以下，說明改質束點的形成機制。
如第7圖所示，從改質束點S的形成開始至完成為止的現象，可以對應其現象的內容分成5個階段。又，在此的例中，加工對象物1為矽。
第1階段，是雷射光L的脈衝照射於加工對象物1隨後的期間。在第1階段中，在加工對象物1中，從室溫附近發生初期吸收，在集光點附近的一部分領域(包含集光點的一部分的領域：以下，也只稱為「一部分領域」)局部的溫度上昇及等離子發生，使該一部分領域的吸收率暫時地上昇。第1階段的終點，是以雷射光L朝加工對象物1的照射開始為起點，例如，多光子吸收等的非線形的吸收現象也就是非線形吸收的情況時至1ps為止的時點，通常的吸收現象也就是線形吸收的情況時至1ms為止的時點。第1階段的加工對象物1，是例如具有數10000K的溫度。第1階段的加工對象物1，是具有等離子、蒸氣或是液體的狀態。這種第1階段的雷射光L，是期望：良好的集光性、及至集光點為止的透過性、及集光點中的選擇的吸收性、及高尖峰功率、及急劇上昇的脈衝波形的至少其中任一。
第2階段，是局部的溫度上昇進行，吸收率上昇的一部分領域擴大的期間。第2階段，是雷射光L被照射的期間。在第2階段中，在加工對象物1中朝高溫狀態的一部分領域(高溫領域)注入能量，使高溫領域朝上方(雷射光L的照射側)被擴大，改質束點的形成領域被劃出。第2階段的終點，是以雷射光L朝加工對象物1的照射開始為起點，至例如，700ns為止的時點。第2階段的加工對象物1，是例如具有2000～10000K的溫度。第2階段的加工對象物1，是具有液體的狀態。在第2階段中，高溫領域是熔融領域。在這種第2階段的雷射光L中，重要的是脈衝波形和不會被室溫附近的加工前的加工對象物1吸收的波長。第2階段的雷射光L，是期望對應加工要求(加工目的)的傳播輪廓、及大的脈衝能量及持續時間的至少其中任一。
第3階段，是由傳導冷卻所產生的急速的溫度下降進行，氣洞13被固定，並且熔融領域的禁閉(熔融凝固領域11的形成)是進行的期間。第3階段，是雷射光L的照射被停止的隨後的期間。第3階段的終點，是以雷射光L朝加工對象物1的照射開始為起點，至例如，2μs為止的時點。第3階段的加工對象物1，是具有例如500～2000K的溫度。第3階段的加工對象物1，是具有固體的狀態。這種第3階段，期望是：迅速的傳導冷卻、及在集光點附近先行凝固(氣洞13的固定)、及適合分斷的形狀且大體積的融液禁閉的至少其中任一。又，氣洞13的固定，不限定於第3階段，也有在第2階段中形成的情況。
第4階段，是更藉由熱擴散使整體被凝固，從最後熔融的領域發生大的應力St，形成殘留應力場且微龜裂發生及伸展的期間。在圖示的例中，發生及進展的微龜裂，彼此集中而形成微龜裂群9。微龜裂群9，是微龜裂集合體。第4階段，是雷射光L的照射停止的期間。在第4階段中，形成轉位領域。第4階段的終點，是以雷射光L朝加工對象物1的照射開始為起點，至例如，10μs為止的時點。第4階段的加工對象物1，是具有與室溫同程度的溫度。第4階段的加工對象物1，是具有固體的狀態。在這種第4階段中，是期望：適合分斷的凝固順序及速度、及轉位及高壓領域的形成(殘留應力的分布的支配)的至少其中任一。
第5階段，是雷射光L的下一個脈衝照射在加工對象物1的期間，與第1階段同樣。又，在第5階段中，在至其為止的第1階段～第4階段所形成的改質束點S中，使其微龜裂進展而擴張成微龜裂群9。
第8圖，是顯示改質束點S的形成後的加工對象物1的剖面的照片圖。圖中的狀態，是對應第5階段的狀態。圖中的上側，是雷射光L的照射側。如第8圖所示，改質束點S，是包含熔融凝固領域11、微龜裂群9及氣洞13。熔融凝固領域11，是第3階段至第4階段的再凝固時最後熔融的領域。藉由熔融凝固領域11的再凝固時的體積膨脹，而發生大的應力。藉由以熔融凝固領域11為中心的應力，而產生龜裂14。微龜裂群9，是伴隨第3階段至第4階段的再凝固的應力而形成。微龜裂群9，是也有伴隨高密度的轉位。微龜裂群9，是藉由集合及成長而成為龜裂14。氣洞13，是第2階段中的熔融及蒸發後的再凝固時留下的空洞。圖中的集光點P，是加工的開始點，第1階段的作用領域。
[第1實施例] 接著，說明第1實施例的雷射加工裝置。
如第9圖所示的第1實施例的雷射加工裝置200，是分斷力優先的規格的裝置，可由高分斷力將加工對象物1沿著厚度方向切斷。雷射加工裝置200，是具備：第1光源201、第2光源202、第1衰減器203、第2衰減器204、第1射束擴大器205、第2射束擴大器206、空間光變調器207、繼電器光學系208、分色鏡209、集光光學系210、及圓筒狀透鏡單元211。
第1光源201，是將脈衝雷射光的第1雷射光(第1光)L1射出(脈衝振盪)。其中一例，第1光源201，是將波長為1064nm且脈衝持續時間為30ns的第1雷射光L1射出。第2光源202，是將脈衝雷射光的第2雷射光(第2光)L2射出(脈衝振盪)。其中一例，第2光源202，是將波長為1550nm且脈衝持續時間是1000ns的第2雷射光L2射出。第1雷射光L1及第2雷射光L2，是各別對應上述的雷射光L。
第1衰減器203，是調整從第1光源201被射出的第1雷射光L1的輸出(光強度)及偏光方向。第2衰減器204，是調整從第2光源202被射出的第2雷射光L2的輸出及偏光方向。第1射束擴大器205，是調整通過了第1衰減器203的第1雷射光L1的射束徑及發散角。第2射束擴大器206，是調整通過了第2衰減器204的第2雷射光L2的射束徑及發散角。
空間光變調器207，是將通過第1射束擴大器205且由鏡子212反射的第1雷射光L1變調地反射。空間光變調器207，是例如反射型液晶(LCOS: Liquid Crystal on Silicon)的空間光變調器(SLM: Spatial Light Modulator)。空間光變調器207，是具有第1雷射光L1被入射的顯示部，藉由適宜設定顯示於此顯示部的變調模式，將反射的第1雷射光L1變調(例如將第1雷射光L1的強度、振幅、相位、偏光等變調)。
繼電器光學系208，是將空間光變調器207的顯示部中的第1雷射光L1的像(在空間光變調器207中被變調的第1雷射光L1的像)，在集光光學系210的入射瞳面轉像(成像)。繼電器光學系208，是可以使用例如4f透鏡單元。
分色鏡209，是將通過繼電器光學系208且由鏡子213反射的第1雷射光L1朝向集光光學系210透過，並且將通過了圓筒狀透鏡單元211的第2雷射光L2朝向集光光學系210反射。
集光光學系210，是將第1雷射光L1及第2雷射光L2集光於加工對象物1。集光光學系210，是具有：複數透鏡、及保持複數透鏡的支架。集光光學系210，是藉由壓電元件等的驅動機構的驅動力，而沿著其光軸方向可動。
圓筒狀透鏡單元211，是將通過第2射束擴大器206且由鏡子214、215反射的第2雷射光L2的射束輪廓調整(將射束形狀整形)。圓筒狀透鏡單元211，是將被照射在加工對象物1的第2雷射光L2的射束輪廓，在沿著切斷預定線5的方向作成長條狀。
控制部216，是由：CPU(中央處理器、Central Processing Unit)、ROM(唯讀記憶體、Read Only Memory)及RAM(動態隨機存取記憶體、Random Access Memory)等所構成。控制部216，是將雷射加工裝置200的各部的動作控制。控制部216，是具有上述的雷射光源控制部102及載台控制部115(第1圖參照)的功能。控制部216，是將第1光源201及第2光源202的動作控制，各別從第1光源201及第2光源202各別將第1雷射光L1及第2雷射光L2射出。控制部216，是將從第1光源201及第2光源202被射出的第1雷射光L1及第2雷射光L2的輸出和脈衝寬度等調節。控制部216，是形成改質束點S時，以第1雷射光L1及第2雷射光L2的集光點是位於規定深度且沿著切斷預定線5相對地移動的方式，將雷射加工裝置200的各部的動作控制。控制部216，是藉由調節從第1光源201及第2光源202使第1雷射光L1及第2雷射光L2被射出的時間點，將加工點中的第1雷射光L1及第2雷射光L2的到達時間點控制。
控制部216，是形成改質束點S時，在空間光變調器207的顯示部顯示規定的變調模式，將第1雷射光L1由空間光變調器207所期地變調。顯示的變調模式，是例如依據：欲形成改質束點S的深度位置、第1雷射光L1的波長、加工對象物1的材料、集光光學系210和加工對象物1的曲折率等預先被導出，被記憶於控制部216。變調模式，即使包含：修正在雷射加工裝置200發生的個體差用的個體差修正模式、修正球面像差用的球面像差修正模式、及修正散光像差用的散光像差修正模式等的至少其中任一也可以。
控制部216，是將第1光源201控制將第1雷射光L1射出之後，將第2光源202控制將第2雷射光L2射出。具體而言，控制部216，是朝加工對象物1將第1雷射光L11脈衝照射，在對於加工對象物1的一部分領域使吸收率暫時地上昇的期間也就是吸收率上昇期間，將第2雷射光L21脈衝照射在其一部分領域。控制部216，是在第2雷射光L2的1脈衝照射後，將第1光源201及第2光源202的射出一定期間停止。其後，控制部216，是將第1雷射光L1及第2雷射光L2的該1脈衝照射反覆。
一部分領域，是例如第1雷射光L1的集光點附近，伴隨第1雷射光L1的照射及集光使吸收率上昇的領域。吸收率，是指將第1雷射光L1及第2雷射光L2每單位長度(例如每1cm)吸收的比率。吸收率上昇期間，是指以第1雷射光L1的照射前的吸收率為基準，吸收率暫時地上昇(吸收率暫時地變大)的期間。吸收率上昇期間，是在吸收率是比第1雷射光L1的照射前更大的範圍中，包含：吸收率增加的期間、及吸收率減少的期間。例如在吸收率上昇期間中，在比第1雷射光L1的照射前的吸收率更大的範圍中，吸收率是伴隨時間經過增加之後減少。
更具體而言，控制部216，是如下地，將第1雷射光L1及第2雷射光L2的照射時間點控制。即，如第10圖所示，首先，將第1雷射光L11脈衝照射。由此，第1階段是開始，一部分領域的吸收率是急劇地上昇，迎向尖峰之後下降。在此吸收率上昇期間H，將第2雷射光L21脈衝照射。在圖示的例中，第1雷射光L1的脈衝的終了時，第2雷射光L2的脈衝是立起。第2雷射光L2的脈衝，是持續規定期間之後終了。吸收率是藉由第2雷射光L2的照射，而被上昇或是維持。伴隨該終了，第2階段就終了，第3階段就開始。且，第1雷射光L1及第2雷射光L2的照射是一定期間停止。由此，第3及4階段進展。
在如以上構成的雷射加工裝置200中，實施包含：將第1雷射光L1照射在加工對象物1，在加工對象物1的一部分領域中將吸收率比第1雷射光L1的照射前更暫時地上昇的步驟；及在一部分領域的吸收率是暫時地上昇的吸收率上昇期間H，將第2雷射光L2照射在該一部分領域的步驟；的加工方法。
在此，在雷射加工裝置200中，對於被照射在加工對象物1的第1雷射光L1及第2雷射光L2的特徵，如以下詳說。
第2雷射光L2的能量，是比第1雷射光L1的能量更高。在此所謂能量，是在全時間軸中被投入的能量的總量。第2雷射光L2的尖峰強度，是比第1雷射光L1的尖峰強度更低。在此的尖峰強度，是指該雷射光L被吸收的領域中的每單位面積及每單位時間的能量。第1雷射光L1的能量及尖峰強度，是例如可以藉由第1光源201及第1衰減器203的至少其中任一控制。第2雷射光L2的能量及尖峰強度，是例如可以藉由第2光源202及第2衰減器204的至少其中任一控制。第1雷射光L1及第2雷射光L2的能量及尖峰強度，是利用EOM(電光調製器、Electro-Optic Modulator)或是AOM(聲光調製器、acousto-Optic Modulator)等的變調器控制也可以。
第2雷射光L2的波長，是與第1雷射光L1的波長相異。第2雷射光L2的波長及第2雷射光L2的波長，是透過加工對象物1的波長，在此為透過矽的1000～8500nm。第2雷射光L2的波長，是比第1雷射光L1的波長更長。加工對象物1是矽的情況，將波長設成1000nm以上未滿1100的話，朝加工對象物1的吸收迅速、損傷少、龜裂不易延伸。加工對象物1是矽的情況，將波長設成1100nm以上未滿2000nm的話，分斷力變高，可以將分斷力優先(加長發生的龜裂)於抑制朝加工對象物1的損傷。加工對象物1是矽的情況，將波長設成2000nm以上未滿8500nm的話，分斷力是更高，可以將分斷力更優先於抑制朝加工對象物1的損傷。第1雷射光L1的波長，是例如可以藉由第1光源201及空間光變調器207的至少其中任一控制。第2雷射光L2的波長，是例如可以藉由第2光源202控制。第1雷射光L1及第2雷射光L2的波長，是利用EOM或是AOM等的變調器控制也可以。
第2雷射光L2，是朝加工對象物1的單獨照射時不會形成改質束點S進而改質領域7的雷射光。例如第2雷射光L2的尖峰強度，是比加工對象物1的加工閾值更低，在單獨時改質束點S的形成不會開始。此情況，第2雷射光L2，是時常或是預先被照射在加工對象物1也可以，只有第1雷射光L1是作為加工開始的觸發器的作用。此時，直到加工開始為止之間的第2雷射光L2，是不被加工對象物1吸收而成為透過光。「透過光」，是指從加工對象物1的一方側入射的光，不被加工對象物1吸收地從另一方側透過(射出)的光。藉由透過光而在與光的入射面相反側的面所產生的損傷，也稱為「背面損傷」。
第2雷射光L2的NA(數值孔徑、Numerical Aperture)，是與第1雷射光L1的NA相異。第1雷射光L1的NA，是指第1雷射光L1集光於第1雷射光L1的集光位置的角度。第2雷射光L2的NA，是指第2雷射光L2集光於第2雷射光L2的集光位置的角度。具體而言，第2雷射光L2的NA，是比第1雷射光L1的NA更小。第2雷射光L2，是平行射束也可以。
第1雷射光L1的NA，是例如可以藉由第1射束擴大器205、空間光變調器207及集光光學系210的至少其中任一控制。第2雷射光L2的NA，是例如可以藉由第2射束擴大器206及集光光學系210的至少其中任一控制。重點是，雷射光L的NA，是可以藉由對物透鏡或是針孔等的有限開口、射束擴大器等的射束調整系、及空間光變調器的至少其中任一控制。NA，是具有其值愈高，集光點的束點尺寸愈小，遠離集光點的話射束徑會急速地增加的傾向。NA，是藉由集光光學系210中的雷射光L的徑及集光光學系210的焦點距離而被決定。雷射光L的尖峰強度的位置依存性，是NA愈高愈大。將雷射光L在深度方向(光軸方向、厚度方向)局部地集中的情況時，NA高者有利。另一方面，將雷射光L沿著光軸方向長領域地分布的情況時，NA低者有利。
第2雷射光L2的射束輪廓，是與第1雷射光L1的射束輪廓相異。具體而言，第1雷射光L1的射束輪廓，是具有正圓或是環狀等的旋轉對稱。第2雷射光L2的射束輪廓，是沿著切斷預定線5具有長條狀的形狀。第2雷射光L2的射束輪廓，是具有將沿著切斷預定線5的方向作為長度方向的旋轉非對稱的形狀(例如長圓、橢圓形、長方形或是多角形等)。第1雷射光L1的射束輪廓，可以藉由空間光變調器207控制。第2雷射光L2的射束輪廓，可以藉由圓筒狀透鏡單元211控制。又，例如利用回折(繞射)光學元件(DOE: Diffractive Optical Element)或是空間光變調器將射束輪廓控制也可以，在此情況下，即使長圓或是多角形等的複雜的射束輪廓也容易獲得。
第2雷射光L2的M平方值，是與第1雷射光L1的M平方值相異。M平方值，是顯示雷射光L(雷射光L的橫模式)的品質的值。M平方值，是顯示雷射光L的集光性的值。M平方值，也表記為M＾ 2。M平方值，是顯示實際的雷射光L對於理想的TEM00的高斯雷射光(基本模式光)遠離多少。M平方值，是實際的雷射光L的擴大角及射束腰徑的積，對於TEM00的高斯雷射光的擴大角及射束腰徑的積。
第2雷射光L2的M平方值，是比第1雷射光L1的M平方值更大。在第1雷射光L1中良好的射束品質是必要，第1雷射光L1的M平方值，是1.5以下。在第2雷射光L2中，不需要如第1雷射光L1的射束品質，第2雷射光L2的M平方值，是6.0以下。第1雷射光L1的M平方值，是例如可以藉由第1光源201及空間光變調器207的至少其中任一控制。第2雷射光L2的M平方值，是例如可以藉由第2光源202控制。又，雷射光L的M平方值，是藉由利用該雷射光L的雷射光源、空間濾波器及空間光變調器的至少其中任一控制也可以。
第2雷射光L2的脈衝寬度，是與第1雷射光L1的脈衝寬度相異。第2雷射光L2的脈衝寬度，是比第1雷射光L1的脈衝寬度更長。第1雷射光L1的脈衝寬度，是例如可以藉由第1光源201控制。第2雷射光L2的脈衝寬度，是例如可以藉由第2光源202控制。第1雷射光L1及第2雷射光L2的脈衝寬度，是利用EOM或是AOM等的變調器控制也可以。
第2雷射光L2的脈衝波形，是與第1雷射光L1的脈衝波形相異。第1雷射光L1的脈衝波形，是矩形波形或是高斯波形。第2雷射光L2的脈衝波形，是隨著時間經過使輸出變高的波形，具體而言，以對應第2雷射光L2由吸收領域被吸收的實效的面積增加，使尖峰強度成為一定的方式使輸出提高的波形(以下，也只稱為「後上昇波形」)。第2雷射光L2的脈衝波形，是例如具有自乘曲線。第1雷射光L1的脈衝波形，是例如可以藉由第1光源201控制。第2雷射光L2的脈衝波形，是例如可以藉由第2光源202控制。第1雷射光L1及第2雷射光L2的脈衝波形，是利用EOM或是AOM等的變調器控制也可以。
第2雷射光L2的偏光方向，是與第1雷射光L1的偏光方向相異。第1雷射光L1的偏光方向，是垂直、水平、順時針圓偏光、逆時針圓偏光、或是Z偏光。第2雷射光L2的偏光方向是水平、垂直、逆時針圓偏光、順時針圓偏光、或是Z偏光。第1雷射光L1的偏光方向，是例如可以藉由波長板(未圖示)及空間光變調器207的至少其中任一控制。第2雷射光L2的偏光方向，是例如可以藉由波長板(未圖示)控制。偏光，是例如可舉例：直線偏光、垂直交叉偏光、圓偏光、隨機偏光、Z偏光、及徑向偏光。在波長板中，包含1/4波長板、1/2波長板、及Z波長板的至少1個。第1雷射光L1及第2雷射光L2的偏光方向，是利用波長板、偏光消解子及空間光變調器的至少其中任一控制也可以。
在這種雷射加工裝置200中，可以將在第1階段必要且充分的第1雷射光L1，在第1階段由最適合的時間及空間的分布供給。在適切的時間間隔之後，可以將在第2階段必要且充分的第2雷射光L2，在第2階段由最適合的時間及空間的分布供給。其後，在第3階段之後，快速地將第2雷射光L2(及其他的光)遮斷，就可以迅速地進行冷卻。
在此的雷射加工裝置200，其有關被照射在加工對象物1的第1雷射光L1及第2雷射光L2，是以具有以下的特徵的方式構成。 (波長) 第1雷射光L1：1026～1064nm 第2雷射光L2：1180～7500nm (射束品質(M平方值)) 第1雷射光L1：1.0 第2雷射光L2：未滿3.0 (脈衝持續時間) 第1雷射光L1：20～50ns 第2雷射光L2：0.7～5μs (脈衝上昇時間) 第1雷射光L1：未滿5ns 第2雷射光L2：未滿50ns (脈衝波形) 第1雷射光L1：矩形波形或是高斯波形 第2雷射光L2：後上昇波形(自乘曲線) (尖峰強度) 第1雷射光L1：70W 第2雷射光L2：150～250W (反覆頻率) 第1雷射光L1：150kHz以下 第2雷射光L2：150kHz以下 (照射時間點) 第1雷射光L1：任意 第2雷射光L2：20～30ns後 (以第1雷射光L1的照射開始為起點) (集光系) 第1雷射光L1：集光優先 第2雷射光L2：路徑優先 (像差修正) 第1雷射光L1：具有 第2雷射光L2：形成 (射束輪廓的對稱性) 第1雷射光L1：旋轉對稱(正圓) 第2雷射光L2：沿著切斷預定線5的方向的長條狀 (NA) 第1雷射光L1：0.7以上 第2雷射光L2：0.2～0.6
以上，依據雷射加工裝置200的話，每當形成改質束點S時，可以各別對應第1階段及第2階段的各現象，分別照射第1雷射光L1及第2雷射光L2。藉由適宜地改變第1雷射光L1及第2雷射光L2的各種參數甚至照射態樣，就可容易地對應各式各樣的加工要求。因此，成為可實現具有高附加價值的雷射加工裝置200。且，成為可使用單純且便宜的光學系來提高分斷力。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的能量，是比第1雷射光L1的能量更高。由此，可以更對應第1階段及第2階段的各現象，將第1雷射光L1及第2雷射光L2照射。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的尖峰強度，是比第1雷射光L1的尖峰強度更低。由此，可以更對應第1階段及第2階段的各現象，將第1雷射光L1及第2雷射光L2照射。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的波長，是與第1雷射光L1的波長相異。藉由將第1雷射光L1的波長及第2雷射光L2的波長適宜地相異，就可以將加工對象物1中的第1雷射光L1及第2雷射光L2的吸收進而加工結果控制。進一步，半導體也就是加工對象物1，因為分光吸收特性是在能帶間隙附近大幅地變化，所以將波長變化的話就可以將其吸收分布和加工結果有效地控制。特別是在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的波長，是比第1雷射光L1的波長更長。由此，可以加快第1雷射光L1的吸收並抑制損傷，由第2雷射光L2提高分斷力(兼容高分斷力及損傷抑制)。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2，是朝加工對象物1單獨照射時不會形成改質束點S的光。由此，將第2雷射光L2時常或是預先照射也可以，此情況，改質束點S也不會形成，第1雷射光L1是作為開始改質束點S的形成的觸發器的作用。成為不需要將第2雷射光L2的照射時間點精密地控制。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的NA，是與第1雷射光L1的NA相異。藉由將第1雷射光L1的NA及第2雷射光L2的NA適宜地相異，就可以將加工領域的廣窄控制。特別是在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的NA，是比第1雷射光L1的NA更小。由此，因為第2雷射光L2的射束的發散是在遠離集光點的位置也被抑制，所以改質束點S可以被誘導至或是形成於遠離集光點的位置。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的射束輪廓，是與第1雷射光L1的射束輪廓相異。藉由將第1雷射光L1的射束輪廓及第2雷射光L2的射束輪廓適宜地相異，就可以將朝分斷力及加工對象物1的損傷控制。特別是在雷射加工裝置200中，第1雷射光L1的射束輪廓，是旋轉對稱的形狀，由此，可以將第1雷射光L1集光在小的領域，可以實現高功率密度。因此，可以將第1階段的現象由最低限的漏出光實現。第2雷射光L2的射束輪廓，是沿著切斷預定線5的長條狀的形狀。由此，可以容易沿著切斷預定線5將加工對象物1切斷。且，從厚度方向所見與切斷預定線5垂直交叉的方向，因為是成為第2雷射光L2的射束輪廓的寬度方向，所以可以抑制由第2雷射光L2對於加工對象物1的功能元件所產生的負面影響。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的M平方值，是與第1雷射光L1的M平方值相異。藉由適宜地將第1雷射光L1的M平方值及第2雷射光L2的M平方值相異，裝置的簡略化、低價格化及簡易化就成為可能。特別是在雷射加工裝置200中，第1雷射光L1的M平方值是比第2雷射光L2的M平方值更小。由此，成為可確保第1雷射光L1所必要的射束品質，且減少第2雷射光L2的射束品質的限制。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的脈衝寬度，是與第1光的脈衝寬度相異。藉由將第1雷射光L1的脈衝寬度及第2雷射光L2的脈衝寬度適宜地相異，就可以更對應第1階段及第2階段的各現象將第1雷射光L1及第2雷射光L2照射。特別是在雷射加工裝置200中，第1雷射光L1的脈衝寬度是比第2雷射光L2的脈衝寬度更長。由此，可以配合熔融領域成長可能的速度，或是配合熔融領域成長所必要的時間，使由第2雷射光L2所產生的能量供給更適切地被進行，形成更適切的熔融領域進而改質束點S。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的脈衝波形，是與第1雷射光L1的脈衝波形相異。藉由將第1雷射光L1的脈衝波形及第2雷射光L2的脈衝波形適宜地相異，就可以更對應第1階段及第2階段的各現象將第1雷射光L1及第2雷射光L2照射。特別是在雷射加工裝置200中，第1雷射光L1的脈衝波形是矩形波形或是高斯波形，由此，脈衝波形成為具備快速的立起特性，可以將加工前的漏出光成為最小限。第2雷射光L2的脈衝波形是後上昇波形，由此，第2雷射光L2的吸收領域的面積是增加的情況，也可以對應其將尖峰強度一定地保持。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2的偏光方向，是與第1雷射光L1的偏光方向相異。藉由將第1雷射光L1的偏光方向及第2雷射光L2的偏光方向適宜地相異，就可以更對應第1階段及第2階段的各現象將第1雷射光L1及第2雷射光L2照射。第1雷射光L1及第2雷射光L2的結合及分離是成為容易。特別是在雷射加工裝置200中，第1雷射光L1的偏光方向，是垂直、水平、順時針圓偏光、逆時針圓偏光、或是Z偏光，第2雷射光L2的偏光方向，是水平、垂直、逆時針圓偏光、順時針圓偏光、或是Z偏光。由此，即使第1雷射光L1的波長及第2雷射光L2的波長是相同的情況，也可利用偏光方向的相異使朝同一光路的射束合成或是從同一光路的射束分離成為容易。且，藉由使用朝物質內部的透過率高的Z偏光的雷射光L，就可以更適切地進行加工對象物1的內部加工。
在雷射加工裝置200中，改質領域7，是將加工對象物1沿著厚度方向切斷的切斷起點領域。由此，可以將改質領域7作為切斷的起點，將加工對象物1沿著厚度方向切斷(分斷)。
雷射加工裝置200，是包含第1光源201、第2光源202及控制部216。將第1雷射光L1及第2雷射光L2朝加工對象物1照射的雷射加工裝置200，可以利用第1光源201及第2光源202(複數光源)的構成。
在雷射加工裝置200中，第2雷射光L2對於加工對象物1的照射方向，是與第1雷射光L1對於加工對象物1的照射方向相同。此情況，可以將第1雷射光L1及第2雷射光L2從同一方向照射，可以將光學系簡便地形成。
又，第1雷射光L1的照射方向及第2雷射光L2的照射方向，是依據加工目的及裝置構成上的限制適宜地設定也可以。即使第1雷射光L1及第2雷射光L2的各集光點是共通或相異，藉由將那些的照射方向(傳播方向)個別地控制就可在加工附加特徵。例如後述的變形例所顯示，將第1雷射光L1從加工對象物1的表面(或是背面)垂直地入射，另一方面，將第2雷射光L2從背面(或是表面)、從側方、從那些的相面對方向、或是從將那些組合的方向入射也可以。藉由適宜設定第1雷射光L1的照射方向，就可以將初期的漏出光的方向控制。藉由適宜設定第2雷射光L2的照射方向，就可：進行分斷力的方向導引、將改質束點S的形成方向及位置控制、最適化成特定的加工態樣(例如殘存漏出光的分布控制)等。
在雷射加工裝置200中，如上述，第2雷射光L2，是沿著切斷預定線5成為長條的旋轉非對稱的射束形狀，由大的能量及持續時間被供給。由此，可以將第2階段長時間持續，將熔融凝固領域11朝切斷預定線5的延伸方向擴大。
又，在本實施例中，第1雷射光L1及第2雷射光L2的各種參數，不特別限定於上述的值。第1雷射光L1的波長，是1000nm～1100nm也可以，尤其是，1026nm、1028nm、1030nm、1047nm、1064nm、或是1080nm的話，因為裝置製造容易而有效。第1雷射光L1的波長，是9500 nm～10000nm也可以。
第1雷射光L1的集光狀態，是為了實現高集光強度且成為良好的射束品質，M平方值是未滿1.2也可以。有關第1雷射光L1的球面像差修正，在集光點P中無像差集光也可以。第1雷射光L1的聚光點徑(集光點中的射束徑)，是φ1μm以下也可以。第1雷射光L1的脈衝持續時間，是未滿30～50ns也可以。
第2雷射光L2的照射時間點(從第1雷射光L1的遲延時間)，是由第1雷射光L1的照射所產生的一部分領域的局部的電子的激發或是溫度上昇等的過渡的現象的開始後，比被激發的電子的緩和或是藉由熱擴散使該過渡的現象終了或是衰減使載體等是擴散或是消滅的時點更早的時間點也可以。第2雷射光L2的波長，是1150nm～9500nm也可以。第2雷射光L2的波長，是可透過加工對象物1的波長即可。朝第2雷射光L2的射束品質的要求，可大幅地緩和，例如第2雷射光L2的M平方值是4也可以。第2雷射光L2的聚光點徑(集光點中的射束徑)，是φ3μm程度也可以。第2雷射光L2的脈衝波形的上昇，是由第1雷射光L1的照射所產生的一部分領域的局部的溫度上昇不會緩和程度的上昇即可。第2雷射光L2的脈衝上昇時間，是10～30ns也可以。
第2雷射光L2的脈衝持續時間，是500～5000ns也可以。第2雷射光L2的偏光狀態，是任何狀態也可以。第2光源202，是使用便宜的隨機偏光雷射光源也可以。第2雷射光L2的集光狀態，因為會決定加工性能，所以對應加工要求被設定也可以。第2雷射光L2，與第1雷射光L1相比，重要的不是集光點而是傳播狀態。
在上述中，第1光源201及控制部216是構成第1照射部，第2光源202及控制部216是構成第2照射部。
第11圖，是顯示第1實施例的第1變形例的雷射加工裝置220的構成的概略圖。第1變形例的雷射加工裝置220與上述雷射加工裝置200(第9圖參照)相異的點，是以與第1雷射光L1相面對的方式進一步將第2雷射光L2照射的點。雷射加工裝置220，是對於上述雷射加工裝置200，進一步具備半反射鏡221及集光光學系224。
半反射鏡221，是在第2雷射光L2的光路上被配置於圓筒狀透鏡單元211及分色鏡209之間。半反射鏡221，是將通過了圓筒狀透鏡單元211的第2雷射光L2的一部分反射，並且使透過該第2雷射光L2的他部。
集光光學系224，是將由半反射鏡221反射且由鏡子222、223反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系224，是透過加工對象物1與集光光學系210相面對地配置。集光光學系224，是將集光光學系210的雷射光入射面也就是表面(或是背面)相反側的背面(或是表面)作為雷射光入射面，將第2雷射光L2入射。集光光學系224，是與集光光學系210同樣地構成。集光光學系224，不需要使用比集光光學系210更特別高性能的光學系。這種雷射加工裝置220，在加工對象物1中，可從表面側及背面側各別將第2雷射光L2同時照射，各別朝表面側及背面側將改質束點S成長地形成。
以上，在雷射加工裝置220中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。且，在雷射加工裝置220中，2個第2雷射光L2中的一方的第2雷射光L2的照射方向，是與第1雷射光L1的照射方向相異。藉由使第1雷射光L1及第2雷射光L2的照射方向適宜地相異，就可控制改質束點S及龜裂擴大方向(可選擇地誘導)，並且成為可將改質束點S及龜裂的位置控制。特別是在雷射加工裝置220中，由相面對的集光光學系210、224所產生的從表面側及背面側的改質束點S的同時成長及分斷力的極大化成為可能。
第12圖，是顯示第1實施例的第2變形例的雷射加工裝置230的構成的概略圖。第2變形例的雷射加工裝置230對於上述雷射加工裝置200(第9圖參照)及裝置構成不同的點，是具備射束位移器231的點。
射束位移器231，是在第2雷射光L2的光路上被配置於圓筒狀透鏡單元211及分色鏡209之間。射束位移器231，是將第2雷射光L2的位置移動。具體而言，射束位移器231，其由集光光學系210被集光的第2雷射光L2的照射方向(光軸)，是以對於集光光學系210的光軸成為傾斜的傾斜方向的方式，將第2雷射光L2的位置移動。在此的傾斜方向，是隨著接近加工對象物1，從雷射光L(第1雷射光l及第2雷射光L2)的掃描的進行方向中的前側朝後側傾斜的方向。
又，射束位移器231，雖無特別限定，但可以將第2雷射光L2的位置移動的話，可以使用各種的光學元件。以下，將掃描的進行方向，只稱為「掃描進行方向」。掃描進行方向，是掃描雷射光L的方向，加工進行方向。
以上，在雷射加工裝置230中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。且，在雷射加工裝置230中，可以將第2雷射光L2從對於集光光學系210的光軸傾斜的傾斜方向照射。尤其是，該傾斜方向，因為是隨著接近加工對象物1而從掃描進行方向的前側朝後側傾斜的方向，所以對於雷射光L的掃描成為可將改質束點S先行地形成。
第13圖，是顯示第1實施例的第3變形例的雷射加工裝置240的構成的概略圖。第3變形例的雷射加工裝置240與上述雷射加工裝置200(第9圖參照)相異的點，是從加工對象物1的側面將第2雷射光L2照射，並且以與第1雷射光L1相面對的方式將第2雷射光L2照射的點。雷射加工裝置220，是對於上述雷射加工裝置200，不具備分色鏡209，進一步具備半反射鏡241及集光光學系242、243。在雷射加工裝置220中，集光光學系210，是只有將第1雷射光L1集光於加工對象物1。
半反射鏡241，是在第2雷射光L2的光路上被配置於圓筒狀透鏡單元211的下游側。半反射鏡241，是將通過圓筒狀透鏡單元211由鏡子244反射的第2雷射光L2的一部分反射，並且使透過該第2雷射光L2的他部。
集光光學系242，是將由半反射鏡241反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系242，是與加工對象物1的側面相面對地配置。集光光學系242，是將加工對象物1的側面作為雷射光入射面將第2雷射光L2入射。集光光學系242，是與集光光學系210同樣地構成。集光光學系243，是將透過半反射鏡221且由鏡子245、246反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系243，是透過加工對象物1與集光光學系210相面對地配置。集光光學系243，是將集光光學系210的雷射光入射面也就是表面(或是背面)相反側的背面(或是表面)作為雷射光入射面，將第2雷射光L2入射。集光光學系243，是與集光光學系210同樣地構成。集光光學系242、243，不需要使用比集光光學系210更特別高性能的光學系。
在這種雷射加工裝置240中，在加工對象物1中，從第1雷射光L1的照射方向的相反側及加工對象物1的側面側將第2雷射光L2同時照射，朝第1雷射光L1的照射方向的相反側及加工對象物1的側面側可各別讓改質束點S成長。
以上，在雷射加工裝置240中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。且，在雷射加工裝置240中，因為第2雷射光L2是從第1雷射光L1的照射方向的相反側及加工對象物1的側面側被照射，所以成為可將改質束點S及龜裂擴大的方向，朝第1雷射光L1的照射方向的相反側及加工對象物1的側面側控制(可選擇地誘導)。且，因為第2雷射光L2是從第1雷射光L1的照射方向的相反側及加工對象物1的側面側被照射，所以成為可本質地迴避由透過光所產生的背面損傷。
[第2實施例] 接著，說明第2實施例的雷射加工裝置。以下，說明與第1實施例相異的點，省略重複的說明。
如第14圖所示的第2實施例的雷射加工裝置300，是將朝加工對象物1的損傷抑制優先的規格的裝置，可抑制朝加工對象物1給與的損傷(特別是背面損傷)且可將加工對象物1沿著厚度方向切斷。雷射加工裝置300對於上述雷射加工裝置200及裝置構成不同的點，是不具備圓筒狀透鏡單元211的點。不具備圓筒狀透鏡單元211地將第1雷射光L1及第2雷射光L2的雙方作成旋轉對稱的射束輪廓，使雙方的傳播路徑及集光點更一致。由此，對於藉由第1雷射光L1被激發並使吸收率暫時地上昇的一部分領域，成為可使第2雷射光L2更有效率地作用。
在雷射加工裝置300中，第1雷射光L1的漏出光的抑制是被優先。第1雷射光L1，是具有可被加工對象物1吸收的大的波長且急劇上昇的波形。依據這種第1雷射光L1的話，可以在第1階段只由最小限度的漏出光實施。在雷射加工裝置300中，第2雷射光L2，是具有：比加工對象物1的能帶間隙附近或是能帶間隙更長的波長、旋轉對稱的射束輪廓、大的能量、急劇立起的脈衝波形、及長的脈衝持續時間。由此，在由第1雷射光L1的照射暫時地使吸收率上昇的一部分領域使時間及空間地一致，將第2雷射光L2照射，持續第2階段，就可以擴大熔融凝固領域11。
在此的雷射加工裝置300，是有關被照射在加工對象物1的第1雷射光L1及第2雷射光L2，以具有以下的特徵的方式構成。 (波長) 第1雷射光L1：1026～1064nm 第2雷射光L2：1120～2000nm (射束品質(M平方值)) 第1雷射光L1：1.0 第2雷射光L2：未滿3.0 (脈衝持續時間) 第1雷射光L1：10～30ns 第2雷射光L2：0.5～1μs (脈衝上昇時間) 第1雷射光L1：未滿3ns 第2雷射光L2：未滿50ns (脈衝波形) 第1雷射光L1：矩形波形或是高斯波形 第2雷射光L2：後上昇波形(自乘曲線) (尖峰強度) 第1雷射光L1：70W 第2雷射光L2：150～250W (反覆頻率) 第1雷射光L1：300kHz以下 第2雷射光L2：300kHz以下 (照射時間點) 第1雷射光L1：任意 第2雷射光L2：15～20ns後 (以第1雷射光L1的照射開始為起點) (依據第1雷射光L1的脈衝寬度、第1雷射光L1的立起、及第2雷射光L2的立起適宜地最適化) (集光系) 第1雷射光L1：集光優先 第2雷射光L2：路徑優先 (像差修正) 第1雷射光L1：具有 第2雷射光L2：形成 (射束輪廓的對稱性) 第1雷射光L1：旋轉對稱(正圓) 第2雷射光L2：旋轉對稱(正圓) (NA) 第1雷射光L1：0.7以上 第2雷射光L2：0.2～0.6
以上，在雷射加工裝置300中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。特別是在雷射加工裝置300中，使用單純且便宜的光學系，就可抑制透過光，可抑制朝加工對象物1的損傷。
第15圖，是顯示第2實施例的變形例的雷射加工裝置320的構成的概略圖。變形例的雷射加工裝置320與上述雷射加工裝置300(第14圖參照)相異的點，是以與第1雷射光L1相面對的方式將第2雷射光L2照射的點。雷射加工裝置320，是對於上述雷射加工裝置300，不具備分色鏡209，進一步具備集光光學系321。在雷射加工裝置320中，集光光學系210，是只有將第1雷射光L1集光於加工對象物1。
集光光學系321，是將通過第2射束擴大器206由鏡子214、215、322、323、324反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系321，是透過加工對象物1與集光光學系210相面對地配置。集光光學系321，是將集光光學系210的雷射光入射面也就是表面(或是背面)相反側的背面(或是表面)作為雷射光入射面，將第2雷射光L2入射。集光光學系321，是與集光光學系210同樣地構成。集光光學系321，不需要使用比集光光學系210更特別高性能的光學系。
在這種雷射加工裝置320中，在加工對象物1中，從第1雷射光L1的照射方向的相反側將第2雷射光L2照射，朝第1雷射光L1的照射方向的相反側使改質束點S成長地形成。
以上，在雷射加工裝置320中，也可達成由上述雷射加工裝置300所產生的上述的作用效果。且，在雷射加工裝置320中，藉由從第1雷射光L1的照射方向的相反側將第2雷射光L2照射，改質束點S的形成時使改質束點S及龜裂擴大的方向，成為可朝第1雷射光L1的照射方向的相反側地控制(可選擇地誘導)。藉由從第1雷射光L1的照射方向的相反側將第2雷射光L2照射，成為可本質地迴避由透過光所產生的背面損傷。
[第3實施例] 接著，說明第3實施例的雷射加工裝置。以下，說明與第1實施例相異的點，省略重複的說明。
如第16圖所示的第3實施例的雷射加工裝置400，是可將厚度方向長條的改質束點S形成於加工對象物1。雷射加工裝置400對於上述雷射加工裝置200(第9圖參照)及裝置構成不同的點，是不具備圓筒狀透鏡單元211的點。不具備圓筒狀透鏡單元211地將第1雷射光L1及第2雷射光L2的雙方作成旋轉對稱的射束輪廓，使雙方的傳播路徑及集光點更一致。由此，對於藉由第1雷射光L1被激發並使吸收率暫時地上昇的一部分領域，成為可使第2雷射光L2更有效率地作用。
在此的雷射加工裝置400，是有關被照射在加工對象物1的第1雷射光L1及第2雷射光L2，以具有以下的特徵的方式構成。 (波長) 第1雷射光L1：1026～1064nm 第2雷射光L2：1120～2000nm (射束品質(M平方值)) 第1雷射光L1：1.0 第2雷射光L2：未滿2.0 (脈衝持續時間) 第1雷射光L1：20～80ns 第2雷射光L2：2～200μs (脈衝上昇時間) 第1雷射光L1：未滿3ns 第2雷射光L2：未滿50ns (脈衝波形) 第1雷射光L1：矩形波形或是高斯波形 第2雷射光L2：後上昇波形(自乘曲線)或是矩形波形 (尖峰強度) 第1雷射光L1：70W 第2雷射光L2：150～250W (反覆頻率) 第1雷射光L1：300kHz以下 第2雷射光L2：300kHz以下 (照射時間點) 第1雷射光L1：任意 第2雷射光L2：15～20ns後 (以第1雷射光L1的照射開始為起點) (集光系) 第1雷射光L1：集光優先 第2雷射光L2：路徑優先 (像差修正) 第1雷射光L1：具有 第2雷射光L2：形成 (射束輪廓的對稱性) 第1雷射光L1：旋轉對稱(正圓) 第2雷射光L2：旋轉對稱(正圓)或是任意形狀剖面 (NA) 第1雷射光L1：0.7以上 第2雷射光L2：0.4～0.6
以上，在雷射加工裝置400中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。特別是在雷射加工裝置400中，在厚度方向成為可形成長條的改質束點S及改質領域7。
第17圖，是顯示第3實施例的變形例的雷射加工裝置420的構成的概略圖。變形例的雷射加工裝置420對於上述雷射加工裝置400(第16圖參照)及裝置構不同的點，是在第2雷射光L2的光路上在鏡子215及分色鏡209之間，進一步具備圓筒狀透鏡單元421及射束位移器422的點。
圓筒狀透鏡單元421，是與上述圓筒狀透鏡單元211(第9圖參照)同樣地構成。射束位移器422，是與上述射束位移器231(第12圖參照)同樣地構成。在這種雷射加工裝置420中，可以將第2雷射光L2作為平行射束照射在加工對象物1。
以上，在雷射加工裝置420中，也可達成由上述雷射加工裝置400所產生的上述的作用效果。且，在雷射加工裝置420中，藉由將第2雷射光L2作為平行射束照射在加工對象物1，就成為可在第2雷射光L2的入射面側形成無限制長的改質束點S。
[第4實施例] 接著，說明第4實施例的雷射加工裝置。以下，說明與第1實施例相異的點，省略重複的說明。
如第18圖所示的第4實施例的雷射加工裝置500，是不依靠加工對象物1的分裂方向，可將加工對象物1切斷。雷射加工裝置500對於上述雷射加工裝置200(第9圖參照)及裝置構成不同的點，是進一步具備射束位移器501及射束成形器502的點。
射束位移器501，是將第2雷射光L2的位置移動。具體而言，射束位移器501，是以使由集光光學系210被集光的第2雷射光L2的照射方向成為對於集光光學系210的光軸傾斜的傾斜方向的方式，將第2雷射光L2的位置移動。在此的傾斜方向，是隨著接近加工對象物1，從掃描進行方向的後側朝前側傾斜的方向。又，射束位移器501，並無特別限定，可以將第2雷射光L2的位置移動的話，可以使用各種的光學元件。
射束成形器502，是將第2雷射光L2的射束輪廓，在掃描進行方向朝非對稱的特殊形輪廓成形。具體例，射束成形器502，是使由集光光學系210被集光的第2雷射光L2，以成為欠缺掃描進行方向的前側的半圓(掃描進行方向後側一半的半圓)狀的射束輪廓的方式，將第2雷射光L2的射束輪廓成形。
以上，在雷射加工裝置500中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。特別是在雷射加工裝置500中，可以抑制掃描進行方向的前側的龜裂，並且可以在掃描進行方向的後側發生龜裂。成為可不依靠加工對象物1的分裂方向，沿著切斷預定線5切斷加工對象物1。
[第5實施例] 接著，說明第5實施例的雷射加工裝置。以下，說明與第1實施例相異的點，省略重複的說明。
如第19圖所示的第5實施例的雷射加工裝置600，是不依靠結晶方位，可將厚度方向長條的改質束點S形成於加工對象物1。雷射加工裝置600對於上述雷射加工裝置200(第9圖參照)及裝置構成不同的點，是在第2雷射光L2的光路上在圓筒狀透鏡單元211及分色鏡209之間，進一步具備射束位移器602的點。本實施例的加工對象物1的分裂方向，是不沿著切斷預定線5的延伸方向，而與切斷預定線5交叉。
射束位移器602，是與上述射束位移器231(第12圖參照)同樣地構成。在這種雷射加工裝置600中，可以將第2雷射光L2作為平行射束照射在加工對象物1。本實施例的控制部216，是將第2雷射光L2的照射時間點控制，以龜裂不會產生的方式將熔融凝固領域11的凝固速度控制。
以上，在雷射加工裝置600中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。特別是在雷射加工裝置600中，將第2雷射光L2作為平行射束照射在加工對象物1，就可以一邊抑制龜裂朝分裂方向發生，一邊朝厚度方向形成長條的改質束點S。
[第6實施例] 接著，說明第6實施例的雷射加工裝置。以下，說明與第1實施例相異的點，省略重複的說明。
如第20圖所示的第6實施例的雷射加工裝置700，是可由廉價的裝置構成。雷射加工裝置700對於上述雷射加工裝置200(第9圖參照)及裝置構成不同的點，是不具備第2衰減器204及圓筒狀透鏡單元601，可取代第1光源201而具備第1光源701，可取代第2光源202而具備第2光源702的點。
第1光源701，是輸出比第1光源201(第9圖參照)小的光源。第2光源702，是使用：雷射二極管、CW(Continuous Wave：連續振盪)光纖雷射、或是QCW (Quasi Continuous Wave：準連續振盪)光纖雷射的光源。其中一例，第2光源702，是將波長為1064nm且脈衝持續時間為1μs的第2雷射光L2射出。
以上，在雷射加工裝置700中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。特別是在雷射加工裝置700中，成為可構築非常便宜的加工裝置。
[第7實施例] 接著，說明第7實施例的雷射加工裝置。以下，說明與第1實施例相異的點，省略重複的說明。
如第21圖所示的第7實施例的雷射加工裝置800，是可將加工對象物1沿著與厚度方向垂直交叉(交叉)的方向切斷(切片)。在雷射加工裝置800中，從與被設定於加工對象物1的切片預定面垂直交叉的方向將雷射光L(第1雷射光L1及第2雷射光L2)入射，將沿著該切片預定面的平面狀的改質領域7形成於加工對象物1的內部。本實施例的改質領域7，是切片的切斷起點領域。
切片預定面，是將加工對象物1切片用的假想面，呈平面狀擴大。切片預定面，不限定於平面狀，曲面狀也可以，由這些所組合而成的3次元狀也可以，被座標指定者也可以。切片預定面，是改質領域形成預定面。改質領域形成預定面，是預定形成改質領域7的預定面。
雷射加工裝置800對於上述雷射加工裝置200(第9圖參照)及裝置構成不同的點，是在第2雷射光L2的光路上在圓筒狀透鏡單元211及分色鏡209之間，進一步具備射束位移器801的點。射束位移器801，是與上述射束位移器231(第12圖參照)同樣地構成。在這種雷射加工裝置600中，可以將第2雷射光L2作為平行射束照射在加工對象物1。本實施例的控制部216，是將第2雷射光L2的照射時間點控制，以朝厚度方向不會產生龜裂的方式將熔融凝固領域11的凝固速度控制。
在雷射加工裝置800中，第1雷射光L1，是具有：比能帶間隙附近或是能帶間隙長的波長、及急劇上昇的脈衝波形。第1雷射光L1的脈衝波形，是矩形波形或是高斯波形。第1雷射光L1，是在加工對象物1中的切片預定面的深度位置或是比其更深的深度位置，只有短時間被照射。藉由這種第1雷射光L1的照射，將第1階段的吸收現象在切片預定面由最小限度的高度(厚度方向的寬度)誘發。
另一方面，第2雷射光L2，是具有不會被基底狀態的加工對象物1吸收的波長。第2雷射光L2，是具有脈衝波形。第2雷射光L2的脈衝波形，是矩形波形或是高斯波形。第2雷射光L2，是由短時間被間斷地照射在加工對象物1。由此，在第2階段間斷地產生，抑制改質束點S從切片預定面的厚度方向脫離。與此同時，為了容易由切片預定面分斷，在複數點同時照射等形成沿著切片預定面的改質領域7。抑制龜裂朝厚度方向進展。
在此的雷射加工裝置800，是有關被照射在加工對象物1的第1雷射光L1及第2雷射光L2，以具有以下的特徵的方式構成。 (波長) 第1雷射光L1：1026～1064nm 第2雷射光L2：1180～1700nm (射束品質(M平方值)) 第1雷射光L1：1.0 第2雷射光L2：未滿3.0 (脈衝持續時間) 第1雷射光L1：10～50ns 第2雷射光L2：0.3～0.7μs (脈衝上昇時間) 第1雷射光L1：未滿3ns 第2雷射光L2：未滿50ns (脈衝波形) 第1雷射光L1：矩形波形或是高斯波形 第2雷射光L2：矩形波形或是高斯波形 (尖峰強度) 第1雷射光L1：70W 第2雷射光L2：150～250W (反覆頻率) 第1雷射光L1：300kHz以下 第2雷射光L2：300kHz以下 (照射時間點) 第1雷射光L1：任意 第2雷射光L2：20～30ns後 (複數脈衝列) (集光系) 第1雷射光L1：集光優先 第2雷射光L2：路徑優先 (像差修正) 第1雷射光L1：具有 第2雷射光L2：形成 (射束輪廓的對稱性) 第1雷射光L1：旋轉對稱(正圓) 第2雷射光L2：四角形狀 (NA) 第1雷射光L1：0.7以上 第2雷射光L2：0.6以上
以上，在雷射加工裝置800中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。特別是在雷射加工裝置800中，改質領域7，是將加工對象物1切片的情況的切斷起點領域。由此，可以將改質領域7作為切斷的起點將加工對象物1切片。
第22圖，是顯示第7實施例的變形例的雷射加工裝置820的構成的概略圖。變形例的雷射加工裝置820與上述雷射加工裝置800(第21圖參照)相異的點，是從加工對象物1的側面將第2雷射光L2照射的點。雷射加工裝置820，是對於上述雷射加工裝置800，不具備分色鏡209，而進一步具備集光光學系821。在雷射加工裝置820中，集光光學系210，是只有將第1雷射光L1集光於加工對象物1。
集光光學系821，是將通過圓筒狀透鏡單元211並被鏡子822、823反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系821，是與加工對象物1的側面相面對地配置。集光光學系821，是將加工對象物1的側面作為雷射光入射面將第2雷射光L2入射。集光光學系821，是與集光光學系210同樣地構成。集光光學系821，不需要使用比集光光學系210更特別高性能的光學系。
在雷射加工裝置820中，第1雷射光L1，是具有：比能帶間隙附近或是能帶間隙長的波長、及急劇上昇的脈衝波形。第1雷射光L1，是被照射在加工對象物1中的切片預定面。第1雷射光L1，是滿足損傷抑制條件。藉由這種第1雷射光L1的照射，將第1階段的暫時的吸收領域的誘發最小限度地實施。另一方面，第2雷射光L2，是具有：不會被基底狀態的加工對象物1吸收的波長、大的能量、及長的脈衝持續時間。第2雷射光L2，是滿足分斷力優先條件。第2雷射光L2，是使射束輪廓沿著切片預定面。第2雷射光L2，是從沿著切片預定面的方向，由沿著切片預定面的射束輪廓，被照射在切片預定面。由此，成為可將第2階段長時間持續，在切片預定面內，擴大熔融凝固領域11，發生大的分斷力。
在此的雷射加工裝置820，是有關被照射在加工對象物1的第1雷射光L1及第2雷射光L2，以具有以下的特徵的方式構成。 (波長) 第1雷射光L1：1026～1064nm 第2雷射光L2：1180～7500nm (射束品質(M平方值)) 第1雷射光L1：1.0 第2雷射光L2：未滿2.0 (脈衝持續時間) 第1雷射光L1：10～30ns 第2雷射光L2：0.7～5μs (脈衝上昇時間) 第1雷射光L1：未滿3ns 第2雷射光L2：未滿50ns (脈衝波形) 第1雷射光L1：矩形波形或是高斯波形 第2雷射光L2：後上昇波形(自乘曲線) (尖峰強度) 第1雷射光L1：70W 第2雷射光L2：150～250W (反覆頻率) 第1雷射光L1：150kHz以下 第2雷射光L2：150kHz以下 (照射時間點) 第1雷射光L1：任意 第2雷射光L2：20～30ns後 (集光系) 第1雷射光L1：集光優先 第2雷射光L2：路徑優先 (像差修正) 第1雷射光L1：具有 第2雷射光L2：對應深度地對應 (射束輪廓的對稱性) 第1雷射光L1：旋轉對稱(正圓) 第2雷射光L2：沿著切片預定面的長條 (NA) 第1雷射光L1：0.7以上 第2雷射光L2：0.05～0.4
以上，在雷射加工裝置820中，也可達成由上述雷射加工裝置800所產生的上述的作用效果。且，在雷射加工裝置820中，藉由從沿著切片預定面的方向將第2雷射光L2照射，就成為可將改質束點S及龜裂擴大的方向，朝沿著切片預定面的方向控制(可選擇地誘導)。
[第8實施例] 接著，說明第8實施例的雷射加工裝置。以下，說明與第1實施例相異的點，省略重複的說明。
如第23圖所示的第8實施例的雷射加工裝置900，是例如中介導電物或是微流路的製造所使用的加工裝置，在加工對象物1中可形成呈2次元狀或是3次元狀延伸的改質領域7。本實施例的改質領域7，是由蝕刻等選擇性地被進展被除去的除去預定領域。雷射加工裝置900，是藉由將第2雷射光L2多方向照射於加工對象物1，而將改質領域7超高速地誘導。
雷射加工裝置900對於上述雷射加工裝置200 (第9圖參照)及裝置構成不同的點，是進一步具備半反射鏡901、902、集光光學系903、904、及擋板907～909的點。半反射鏡901，是在第2雷射光L2的光路上被配置於圓筒狀透鏡單元211及分色鏡209之間。半反射鏡901，是將通過了圓筒狀透鏡單元211的第2雷射光L2的一部分反射，並且使透過該第2雷射光L2的他部。
半反射鏡902，是在第2雷射光L2的光路上被配置於半反射鏡901的下游側。半反射鏡902，是將由半反射鏡901反射的第2雷射光L2的一部分反射，並且使透過該第2雷射光L2的他部。
集光光學系903，是將由半反射鏡902反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系903，是與加工對象物1的側面相面對地配置。集光光學系903，是將加工對象物1的側面作為雷射光入射面將第2雷射光L2入射。集光光學系903，是與集光光學系210同樣地構成。集光光學系904，是將透過半反射鏡902且由鏡子905、906反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系904，是透過加工對象物1與集光光學系210相面對地配置。集光光學系904，是將集光光學系210的雷射光入射面也就是表面(或是背面)相反側的背面(或是表面)作為雷射光入射面，將第2雷射光L2入射。集光光學系904，是與集光光學系210同樣地構成。集光光學系903、904，不需要使用比集光光學系210更特別高性能的光學系。
擋板907～909，是將第2雷射光L2的遮斷及開放控制。擋板907，是例如在第2雷射光L2的光路上被配置於半反射鏡901及分色鏡209之間。擋板908，是例如在第2雷射光L2的光路上被配置於半反射鏡902及集光光學系903之間。擋板909，是例如在第2雷射光L2的光路上被配置於半反射鏡902及鏡子905之間。
本實施例的控制部216，是藉由將擋板907～909的開閉適宜切換，實現第2雷射光L2對於加工對象物1的多方向照射。例如控制部216，是藉由只有將擋板907～909的其中任一適時打開，就可將第2雷射光L2，從加工對象物1的表面側、背面側及側面側之中的其中任一照射於加工對象物1。或是將第2雷射光L2的照射方向的切換，藉由組合複數光源由適切的時間點發光來實現也可以。
在雷射加工裝置900中，第1雷射光L1，是具有：比能帶間隙附近或是能帶間隙長的波長、及急劇上昇的脈衝波形。第1雷射光L1，是被照射在加工對象物1的除去預定位置。藉由這種第1雷射光L1的照射，將第1階段的暫時的吸收領域的誘發最小限度地實施。另一方面，第2雷射光L2，是具有：不會被基底狀態的加工對象物1吸收的波長、大的能量、及長的脈衝持續時間。第2雷射光L2，是沿著加工對象物1的除去預定路徑被照射。藉由這種第2雷射光L2的照射，將第2階段長時間持續，由蝕刻將有效的改質領域7由任意的長度形成。
除去預定路徑，是在加工對象物1形成除去預定領域用的假想路徑。除去預定路徑，不限定於直線狀而是曲線狀也可以，由這些所組合而成的3次元狀也可以，被座標指定者也可以。除去預定路徑，是改質領域形成預定路徑。改質領域形成預定路徑，是預定形成改質領域7的路徑。
在此的雷射加工裝置900，是有關被照射在加工對象物1的第1雷射光L1及第2雷射光L2，以具有以下的特徵的方式構成。又，通孔徑，是對應與作為除去預定領域的改質領域7中的延伸方向垂直交叉的剖面中的徑。 (波長) 第1雷射光L1：1026～1064nm 第2雷射光L2：1180～7500nm (射束品質(M平方值)) 第1雷射光L1：1.0 第2雷射光L2：未滿3.0 (脈衝持續時間) 第1雷射光L1：10～30ns 第2雷射光L2：0.1～5μs (脈衝上昇時間) 第1雷射光L1：未滿3ns 第2雷射光L2：未滿50ns (脈衝波形) 第1雷射光L1：矩形波形或是高斯波形 第2雷射光L2：後上昇波形(自乘曲線) (尖峰強度) 第1雷射光L1：70W 第2雷射光L2：80～180W (反覆頻率) 第1雷射光L1：80kHz以下 第2雷射光L2：80kHz以下 (照射時間點) 第1雷射光L1：任意 第2雷射光L2：20～30ns後 (集光系) 第1雷射光L1：集光優先 第2雷射光L2：路徑優先 (像差修正) 第1雷射光L1：具有 第2雷射光L2：對應深度及通孔徑地對應 (射束輪廓的對稱性) 第1雷射光L1：旋轉對稱(正圓) 第2雷射光L2：依存於改質領域7 (NA) 第1雷射光L1：0.7以上 第2雷射光L2：0.05～0.4
以上，在雷射加工裝置900中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。特別是在雷射加工裝置900中，改質領域7，是在加工對象物1中呈2次元狀或是3次元狀延伸的除去預定領域。此情況，將改質領域7由蝕刻等選擇性地除去，就可以在加工對象物形成呈2次元狀或是3次元狀延伸的空間。
在雷射加工裝置900中，將第2雷射光L2從所期的照射方向照射於加工對象物1，就可以將改質領域7的進展由超高速3次元地誘導。成為可將所期的3次元狀的改質領域7形成在加工對象物1。
又，在雷射加工裝置900中，從裝置構成上的限制，具有將第2雷射光L2的照射方向與除去預定路徑的延伸的方向一致是困難的情況。此情況，藉由將第2雷射光L2的脈衝持續時間縮短，將該第2雷射光L2間斷地照射掃描，而朝第2雷射光L2的照射方向以外的方向將改質領域7進展也可以。雷射加工裝置900的光學系，不特別限定如第23圖所示的構成，對於加工對象物1可多方向照射的話，其他的構成也可以。例如，藉由使用高速分歧單元(EOM或是AOM等)，就可瞬間地將光路切換，此情況，可以將第2雷射光L2的輸出的利用效率大幅地改善。
第24圖，是顯示第8實施例的變形例的雷射加工裝置920的構成的概略圖。變形例的雷射加工裝置920對於上述雷射加工裝置900(第23圖參照)及裝置構成為不同的點，是不具備分色鏡209、半反射鏡901、902、集光光學系904、鏡子905、906及擋板907～909的點。在雷射加工裝置920中，集光光學系210，是只有將第1雷射光L1集光於加工對象物1。在雷射加工裝置920中，集光光學系903，是將通過圓筒狀透鏡單元211並被鏡子921、922反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。
在雷射加工裝置920中，第1雷射光L1，是具有可被加工對象物1吸收的大的波長、及急劇上昇的脈衝波形。藉由將這種第1雷射光L1照射，只有在第1階段在最小限度的熔融凝固領域11實施。另一方面，第2雷射光L2，是具有：對於加工對象物1完全地透明的波長、大的能量、及長的脈衝持續時間。藉由將這種第2雷射光L2照射，將第2階段長時間持續，由蝕刻形成有效的改質領域7，並且將改質領域7任意尺寸地擴大。
以上，在雷射加工裝置920中，也可達成由上述雷射加工裝置900所產生的上述的作用效果。又，在由雷射加工裝置920所產生的加工中，與在加工對象物1的內部作為切斷起點領域形成改質領域7的情況相異，將雷射光L由窄間距呈3次元狀掃描。因此，藉由將掃描速度變慢，將加工間距詳細地刻劃將改質領域7連接也可以。在由雷射加工裝置920所產生的加工中，在第2階段可以促進將改質領域7蝕刻的有效的狀態。
[第9實施例] 接著，說明第9實施例的雷射加工裝置。
如第25圖所示的第9實施例的雷射加工裝置1000，是將第1雷射光L1及第2雷射光L2朝加工對象物1的照射，由1個光源1001實現。雷射加工裝置1000，是具備光源1001、外部變調器1002、分歧用光學元件1003、結合用光學元件1004、鏡子1005、1006、集光光學系1007及控制部1008。
光源1001，是將脈衝雷射光的雷射光L射出(脈衝振盪)。外部變調器1002，是對於光源1001射出的雷射光L，以由適合下游側的變調器的分歧用光學元件1003被分歧成第1雷射光L1及第2雷射光L2的方式變調。外部變調器1002，並無特別限定，可以使用各種的變調器。
分歧用光學元件1003，是使由外部變調器1002被變調的雷射光L被入射，將其短波長側或是水平或是垂直偏光作為第1雷射光L1透過，並且將其長波長側或是垂直或是水平偏光作為第2雷射光L2反射。分歧用光學元件1003，是例如分色鏡或是偏光子。結合用光學元件1004，是讓透過分歧用光學元件1003的第1雷射光L1透過，並且將被分歧用光學元件1003反射由鏡子1005、1006反射的第2雷射光L2反射。結合用光學元件1004的構成，是與分歧用光學元件1003的構成同樣。
集光光學系1007，是將透過了結合用光學元件1004的第1雷射光L1及由結合用光學元件1004被反射的第2雷射光L2集光在加工對象物1。集光光學系1007，是與上述集光光學系210(第9圖參照)同樣地構成。控制部1008，是將光源1001及外部變調器1002的動作控制。控制部1008，是具有與上述控制部216(第9圖參照)同樣的功能。光源1001、外部變調器1002及控制部1008，是構成第1照射部及第2照射部。
在如此構成的雷射加工裝置1000中，雷射光L是從光源1001被射出，被射出的雷射光L是由外部變調器1002被變調。由外部變調器1002被變調的雷射光L的一部分，是作為第1雷射光L1透過分歧用光學元件1003。由外部變調器1002被變調的雷射光L的他部，是作為第2雷射光L2由分歧用光學元件1003反射。
透過了分歧用光學元件1003的第1雷射光L1，是透過結合用光學元件1004，透過集光光學系1007被照射在加工對象物1。由此，加工對象物1的一部分領域的吸收率是暫時地上昇。在該吸收率上昇期間H中，由分歧用光學元件1003反射的第2雷射光L2，是由鏡子1005、1006及結合用光學元件1004依序被反射，透過集光光學系1007被照射在加工對象物1的一部分領域。
以上，在雷射加工裝置1000中，也可達成由上述雷射加工裝置200所產生的上述的作用效果。又，在雷射加工裝置1000中，同樣可以利用1個光源1001構成。
[變形例] 以上，本發明，不限定於上述的實施例。
在上述實施例中，第2光源202無特別限定，便宜且高輸出的氣體雷射和多模式雷射光源也可以。第2光源202，是例如在齒科用或是美容整形用普及的波長是1.8～2.3μm領域的雷射光源也可利用。且，第1光源201及第2光源202的至少其中任一，不一定必要是雷射光源也可以，非相干的光輸出的燈泡等也可以，等離子光源也可以，可將微波發生的微波振盪器也可以。
在上述實施例中，第2光源202的數量是無特別限定，具備2個以上的第2光源202也可以。此情況，在一部分領域的吸收率是暫時地上昇的吸收率上昇期間H，從複數第2光源202使複數第2雷射光L2各別依序，使複數第2光源202的至少一部分同時被照射。
在上述實施例中，雖將第1雷射光L1及第2雷射光L2，從對於加工對象物1的表面、背面或是側面垂直的垂直方向入射，但是不限定於此。將第1雷射光L1及第2雷射光L2的至少其中任一，從對於該垂直方向傾斜的傾斜方向入射也可以。
本發明的一態樣的加工裝置，是適用於上述的加工以外的其他的加工也可以，重點是，可在加工對象物1形成改質領域7即可。改質領域7，是例如形成於加工對象物1的內部的結晶領域、再結晶領域、或是吸除(gettering)領域也可以。結晶領域，是將加工對象物1的加工前的構造維持的領域。再結晶領域，是一旦蒸發、等離子化或是熔融之後，再凝固時成為單結晶或是多結晶凝固的領域。吸除(gettering)領域，是發揮將重金屬等的不純物收集捕獲的吸除(gettering)效果的領域，連續地形成也可以，間斷地形成也可以。且，例如加工裝置，是適用於切斷(剝離)等的加工也可以。
本發明的一態樣，是作為雷射加工裝置、改質領域形成裝置或是基片的製造裝置理解也可以。且，本發明的一態樣，是作為加工方法、雷射加工方法、改質領域形成方法或是基片的製造方法理解也可以。在上述實施例及上述變形例中，各別將其他的上述實施例及上述變形例的構成之中的至少一部分適宜組合也可以。
L1‧‧‧第1雷射光(第1光) L2‧‧‧第2雷射光(第2光) S‧‧‧改質束點 1‧‧‧加工對象物 3‧‧‧表面 5‧‧‧切斷預定線 7‧‧‧改質領域 8‧‧‧切斷起點領域 9‧‧‧微龜裂群 11‧‧‧熔融凝固領域 13‧‧‧氣洞 14‧‧‧龜裂 100、200、220、230、240、300、320、400、420、500、600、700、800、820、900、1000‧‧‧雷射加工裝置(加工裝置) 101‧‧‧雷射光源 102‧‧‧雷射光源控制部 103‧‧‧分色鏡 105‧‧‧集光用透鏡 107‧‧‧支撐台 111‧‧‧載台 115‧‧‧載台控制部 201‧‧‧第1光源(第1照射部) 202‧‧‧第2光源(第2照射部) 203‧‧‧第1衰減器 204‧‧‧第2衰減器 205‧‧‧第1射束擴大器 206‧‧‧第2射束擴大器 207‧‧‧空間光變調器 208‧‧‧繼電器光學系 209‧‧‧分色鏡 210，224‧‧‧集光光學系 211‧‧‧圓筒狀透鏡單元 212‧‧‧鏡子 213‧‧‧鏡子 214，215，322，323，324‧‧‧鏡子 216‧‧‧控制部(第1照射部、第2照射部) 221‧‧‧半反射鏡 222，223‧‧‧鏡子 224‧‧‧集光光學系 231‧‧‧射束位移器 241‧‧‧半反射鏡 242，243‧‧‧集光光學系 244‧‧‧鏡子 245，246‧‧‧鏡子 321‧‧‧集光光學系 421‧‧‧圓筒狀透鏡單元 422‧‧‧射束位移器 501‧‧‧射束位移器 502‧‧‧射束成形器 601‧‧‧圓筒狀透鏡單元 602‧‧‧射束位移器 701‧‧‧第1光源 702‧‧‧第2光源 801‧‧‧射束位移器 820‧‧‧雷射加工裝置 821‧‧‧集光光學系 822，823‧‧‧鏡子 901，902‧‧‧半反射鏡 903，904‧‧‧集光光學系 905，906‧‧‧鏡子 907～909‧‧‧擋板 920‧‧‧雷射加工裝置 921，922‧‧‧鏡子 1001‧‧‧光源(第1照射部、第2照射部) 1002‧‧‧外部變調器(第1照射部、第2照射部) 1003‧‧‧分歧用光學元件 1004‧‧‧結合用光學元件 1005，1006‧‧‧鏡子 1007‧‧‧集光光學系 1008‧‧‧控制部(第1照射部、第2照射部)
[第1圖]改質領域的形成所使用的雷射加工裝置的概略構成圖。 [第2圖]成為改質領域的形成的對象的加工對象物的俯視圖。 [第3圖]第2圖的加工對象物的III-III線的剖面圖。 [第4圖]雷射加工後的加工對象物的俯視圖。 [第5圖]第4圖的加工對象物的V-V線的剖面圖。 [第6圖]第4圖的加工對象物的VI-VI線的剖面圖。 [第7圖]說明改質束點的形成機制的圖。 [第8圖]顯示改質束點形成後的加工對象物的剖面的照片圖。 [第9圖]顯示第1實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第10圖]說明第1雷射光、第2雷射光及吸收率的圖。 [第11圖]顯示第1實施例的第1變形例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第12圖]顯示第1實施例的第2變形例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第13圖]顯示第1實施例的第3變形例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第14圖]顯示第2實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第15圖]顯示第2實施例的變形例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第16圖]顯示第3實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第17圖]顯示第3實施例的變形例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第18圖]顯示第4實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第19圖]顯示第5實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第20圖]顯示第6實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第21圖]顯示第7實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第22圖]顯示第7實施例的變形例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第23圖]顯示第8實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第24圖]顯示第8實施例的變形例的雷射加工裝置的構成的概略圖。 [第25圖]顯示第9實施例的雷射加工裝置的構成的概略圖。
1‧‧‧加工對象物
200‧‧‧雷射加工裝置
201‧‧‧第1光源(第1照射部)
202‧‧‧第2光源(第2照射部)
203‧‧‧第1衰減器
204‧‧‧第2衰減器
205‧‧‧第1射束擴大器
206‧‧‧第2射束擴大器
207‧‧‧空間光變調器
208‧‧‧繼電器光學系
209‧‧‧分色鏡
210‧‧‧集光光學系
211‧‧‧圓筒狀透鏡單元
212‧‧‧鏡子
213‧‧‧鏡子
214，215‧‧‧鏡子
216‧‧‧控制部(第1照射部、第2照射部)

Claims (16)

  1. 一種加工裝置，是在矽的加工對象物形成構成改質領域的改質束點，具備：將第1光照射在前述加工對象物，在前述加工對象物的一部分領域中將吸收率比前述第1光的照射前更暫時地上昇的第1照射部；及在前述一部分領域的吸收率是暫時地上昇的吸收率上昇期間，將第2光照射在該一部分領域的第2照射部，前述第2光的波長，是比前述第1光的波長更長，前述第2光的波長，是1000~8500nm，前述第2光的M平方值，是比前述第1光的M平方值更大。
  2. 如申請專利範圍第1項的加工裝置，其中，前述第2光的能量，是比前述第1光的能量更高。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光的尖峰強度，是比前述第1光的尖峰強度更低。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光，是朝前述加工對象物的單獨照射時不會 形成改質束點的光。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光對於前述加工對象物的照射方向，是與前述第1光對於前述加工對象物的照射方向相異。
  6. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光集光於前述第2光的集光位置的角度，是與前述第1光集光於前述第1光的集光位置的角度相異。
  7. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光的射束輪廓，是與前述第1光的射束輪廓相異。
  8. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光的脈衝寬度，是與前述第1光的脈衝寬度相異。
  9. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光的脈衝波形，是與前述第1光的脈衝波形相異。
  10. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第2光的偏光方向，是與前述第1光的偏光方向相 異。
  11. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述改質領域，是將前述加工對象物沿著厚度方向切斷的切斷起點領域。
  12. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述改質領域，是將前述加工對象物沿著與厚度方向交叉的方向切斷的切斷起點領域。
  13. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述改質領域，是在前述加工對象物中呈2次元狀或是3次元狀延伸的除去預定領域。
  14. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述改質領域，是形成於前述加工對象物的內部的結晶領域、再結晶領域、或是吸除(gettering)領域。
  15. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第1照射部，是由將前述第1光射出的第1光源所構成，前述第2照射部，是由：將前述第2光射出的第2光源、及以使前述第2光在前述吸收率上昇期間朝前述一部分領域被照射的方式將前述第2光源的照射時間點控制的 控制部所構成。
  16. 如申請專利範圍第1或2項的加工裝置，其中，前述第1照射部及前述第2照射部，是由：光源、及將從前述光源被射出的光變調的外部變調器所構成，從前述光源被射出且藉由前述外部變調器被變調的光的一部分，是作為前述第1光被照射在前述加工對象物，從前述光源被射出且藉由前述外部變調器被變調的光的他部，是在前述吸收率上昇期間作為前述第2光朝前述一部分領域被照射。
TW108103030A 2018-01-29 2019-01-28 加工裝置 TWI801490B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018012604A JP7188886B2 (ja) 2018-01-29 2018-01-29 加工装置
JP2018-012604 2018-01-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201938306A TW201938306A (zh) 2019-10-01
TWI801490B true TWI801490B (zh) 2023-05-11

Family

ID=67396044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108103030A TWI801490B (zh) 2018-01-29 2019-01-28 加工裝置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210031308A1 (zh)
JP (1) JP7188886B2 (zh)
KR (1) KR102629438B1 (zh)
CN (2) CN111655420B (zh)
DE (1) DE112019000579T5 (zh)
TW (1) TWI801490B (zh)
WO (1) WO2019146653A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7370879B2 (ja) 2020-01-22 2023-10-30 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法、及びウエーハ生成装置
JP7370881B2 (ja) 2020-01-24 2023-10-30 株式会社ディスコ ウエーハ加工方法、及びウエーハ加工装置
JP7460377B2 (ja) 2020-01-28 2024-04-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
US20210283719A1 (en) * 2020-03-12 2021-09-16 Rohr, Inc. Substrate perforation system & method using beamlets
CN115346892A (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 日扬科技股份有限公司 固体结构的加工装置及加工方法
CN113601027A (zh) * 2021-08-04 2021-11-05 广东工业大学 一种双激光复合隐形切割方法及加工系统
CN114101942A (zh) * 2021-11-29 2022-03-01 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 材料切割的控制方法、设备、装置、存储介质及电子装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003205383A (ja) * 2001-12-28 2003-07-22 Nidek Co Ltd レーザ加工装置
JP2005305470A (ja) * 2004-04-19 2005-11-04 Hikari Physics Kenkyusho:Kk 紫外線補助超短パルスレーザ加工装置並びに方法
JP2013022627A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Aisin Seiki Co Ltd レーザによる割断方法、レーザ割断装置、およびレーザ光発生装置
CN104117775A (zh) * 2013-04-23 2014-10-29 爱信精机株式会社 裂纹生成方法、利用激光的切割方法以及裂纹生成装置
TWI462793B (zh) * 2012-06-29 2014-12-01 Suzhou Delphi Laser Co Ltd 利用超短雷射脈衝光從兩面切割加工對象物的方法和裝置
US20160096233A1 (en) * 2010-09-21 2016-04-07 Technical Institute of Physics and Chemistry of the Chinese Academy of Sciences Laser micro/nano processing system and method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005178288A (ja) 2003-12-22 2005-07-07 Shibuya Kogyo Co Ltd 脆性材料の割断方法とその装置
JP4838531B2 (ja) * 2005-04-27 2011-12-14 サイバーレーザー株式会社 板状体切断方法並びにレーザ加工装置
WO2011018989A1 (ja) 2009-08-11 2011-02-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP5552373B2 (ja) * 2010-06-02 2014-07-16 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP2013027887A (ja) * 2011-07-27 2013-02-07 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
JP5743123B1 (ja) 2014-03-14 2015-07-01 株式会社東京精密 レーザーダイシング装置及びダイシング方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003205383A (ja) * 2001-12-28 2003-07-22 Nidek Co Ltd レーザ加工装置
JP2005305470A (ja) * 2004-04-19 2005-11-04 Hikari Physics Kenkyusho:Kk 紫外線補助超短パルスレーザ加工装置並びに方法
US20160096233A1 (en) * 2010-09-21 2016-04-07 Technical Institute of Physics and Chemistry of the Chinese Academy of Sciences Laser micro/nano processing system and method
JP2013022627A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Aisin Seiki Co Ltd レーザによる割断方法、レーザ割断装置、およびレーザ光発生装置
TWI462793B (zh) * 2012-06-29 2014-12-01 Suzhou Delphi Laser Co Ltd 利用超短雷射脈衝光從兩面切割加工對象物的方法和裝置
CN104117775A (zh) * 2013-04-23 2014-10-29 爱信精机株式会社 裂纹生成方法、利用激光的切割方法以及裂纹生成装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019146653A1 (ja) 2019-08-01
KR102629438B1 (ko) 2024-01-25
TW201938306A (zh) 2019-10-01
JP7188886B2 (ja) 2022-12-13
US20210031308A1 (en) 2021-02-04
CN111655420B (zh) 2023-06-23
KR20200112878A (ko) 2020-10-05
CN116673619A (zh) 2023-09-01
JP2019130538A (ja) 2019-08-08
DE112019000579T5 (de) 2020-10-22
CN111655420A (zh) 2020-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI801490B (zh) 加工裝置
KR101408491B1 (ko) 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치
CN102307699B (zh) 加工对象物的切断方法
US7388172B2 (en) System and method for cutting using a variable astigmatic focal beam spot
TWI471186B (zh) Laser cutting method
TWI502764B (zh) The processing method of the substrate with LED pattern
TW200911433A (en) Laser working method, laser working apparatus, and its manufacturing method
JP2008087027A (ja) レーザ加工装置
JP2009106977A (ja) レーザ加工方法
TWI771533B (zh) 晶圓之雷射加工方法
JP2010000542A (ja) レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法
CN102896418B (zh) 激光切割方法
JP2009166103A (ja) レーザ割断方法およびレーザ加工装置
JP2006123228A (ja) レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP2011091322A (ja) レーザダイシング方法およびレーザダイシング装置
JP5863891B2 (ja) レーザ加工装置、レーザ加工装置の制御方法、レーザ装置の制御方法、及び、レーザ装置の調整方法
JP5255109B2 (ja) レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法
JP5575200B2 (ja) レーザ加工装置及びその製造方法
TWI726656B (zh) 優化的鐳射切割
JP2014090011A (ja) Ｌｅｄパターン付き基板の加工方法
JP5318909B2 (ja) レーザダイシング方法
JP2020021968A (ja) 半導体加工対象物のスクライブ方法
JP2015123482A (ja) レーザダイシング装置およびレーザダイシング方法