WO2011018989A1 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

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Abstract

 改質スポットの制御性を向上させる。レーザ加工装置100は、第1パルスレーザ光L1を出射する第1レーザ光源101と、第2パルスレーザ光L2を出射する第2レーザ光源102と、パルスレーザ光L1,L2の偏光方向をそれぞれ変化させる1/2波長板104,105と、偏光方向が変化されたパルスレーザ光L1,L2をそれぞれ偏光分離する偏光ビームスプリッタ106,107と、偏光分離されたパルスレーザ光L1,L2を加工対象物1に集光させる集光レンズ112と、を備えている。レーザ加工装置100では、光強度制御部121により1/2波長板104,105で変化させるパルスレーザ光L1,L2の偏光方向が可変されると、偏光ビームスプリッタ106,107で偏光分離するパルスレーザ光L1,L2の比率が可変され、その結果、パルスレーザ光L1,L2の各強度が調整される。

Description

レーザ加工装置及びレーザ加工方法

 本発明は、加工対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。

 従来のレーザ加工装置としては、互いに波長が異なる第1及び第2のレーザ光を加工対象物に集光することで、加工対象物を切断するものが知られている。例えば下記特許文献1には、第1の紫外光波長の第1放射パルスと第1の紫外光波長より長い第2の紫外光波長の第2放射パルスとを用いて基板の一部を切除するレーザ加工装置が記載されている。また、例えば下記特許文献2には、レーザ光の発振波とその高調波とを用いて加工対象物を切断するレーザ加工装置が記載されている。

 また、近年、例えば下記特許文献3に記載されているように、加工対象物にパルスレーザ光を集光させて、加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置が開発されている。

特開平2-182389号公報 特許第2604395号公報 特開2004-337903号公報

 ここで、上述したようなレーザ加工装置では、改質スポットの制御性を向上させることが求められている。すなわち、例えば、加工対象物の厚さや材質等に応じて、改質スポットの大きさや改質スポットから生じる亀裂の長さ(以下、単に「亀裂長さ」という)を精度よく制御することが望まれている。

 そこで、本発明は、改質スポットの制御性を向上させることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを課題とする。

 上記課題を解決するため、本発明に係るレーザ加工装置は、加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する第2のレーザ光源と、第1のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第1の1/2波長板と、第2のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第2の1/2波長板と、第1の1/2波長板で偏光方向が変化された第1のパルスレーザ光、及び第2の1/2波長板で偏光方向が変化された第2のパルスレーザ光を偏光分離する偏光分離手段と、偏光分離手段で偏光分離された第1及び第2のパルスレーザ光を加工対象物に集光させる集光レンズと、第1及び第2の1/2波長板で変化させる第1及び第2のパルスレーザ光の偏光方向を可変することで、第1及び第2のパルスレーザ光の強度を制御する光強度制御手段と、を備えたことを特徴とする。

 また、本発明に係るレーザ加工装置は、加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、第1のパルスレーザ光が入射され、該第1のパルスレーザ光及び第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する非線形光学結晶と、第1のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第1の1/2波長板と、第2のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第2の1/2波長板と、第1の1/2波長板で偏光方向が変化された第1のパルスレーザ光、及び第2の1/2波長板で偏光方向が変化された第2のパルスレーザ光を偏光分離する偏光分離手段と、偏光分離手段で偏光分離された第1及び第2のパルスレーザ光を加工対象物に集光させる集光レンズと、第1及び第2の1/2波長板で変化させる第1及び第2のパルスレーザ光の偏光方向を可変することで、第1及び第2のパルスレーザ光の強度を制御する光強度制御手段と、を備えたことを特徴とする。

 このような本発明では、光強度制御手段によって第1及び第2の1/2波長板で変化させる第1及び第2のパルスレーザ光の偏光方向が可変されると、偏光分離手段で偏光分離する第1及び第2のパルスレーザ光の比率が可変される。その結果、第1及び第2のパルスレーザ光の強度がそれぞれ調整される。よって、例えば第1及び第2のパルスレーザ光のパルス幅を大きく変更することなく、第1及び第2のパルスレーザ光の強度がそれぞれ所望に制御されることとなる。従って、改質スポットの大きさや亀裂長さが好適な品質のよい改質スポットを精度よく形成することができる。すなわち、本発明によれば、改質スポットの制御性を向上させることが可能となる。

 ここで、第1のレーザ光源から出射される第1のパルスレーザ光のパルス幅を制御するパルス幅制御手段を備え、パルス幅制御手段は、第1のパルスレーザ光のパルス幅を変更することで、非線形光学結晶から第2のパルスレーザ光が出射されないよう非線形光学結晶の高調波変換効率を低下させることが好ましい。この場合、第1のパルスレーザ光のみを加工対象物に集光させて改質スポットを形成することが可能となる。

 また、第1及び第2のパルスレーザ光を同軸化する同軸化手段を備えていることが好ましい。この場合、第1及び第2のパルスレーザ光に係る光学系の構成を簡易化することができる。

 また、偏光分離手段は、第1の1/2波長板で偏光方向が変化された第1のパルスレーザ光を偏光分離する第1の偏光ビームスプリッタと、第2の1/2波長板で偏光方向が変化された第2のパルスレーザ光を偏光分離する第2の偏光ビームスプリッタと、を含む場合がある。

 また、光強度制御手段では、第1のパルスレーザ光の強度の制御可能幅が第2のパルスレーザ光の強度の制御可能幅よりも大きくされていることが好ましい。この場合、品質のよい改質スポットを加工対象物に好適に形成することができる。

 また、光強度制御手段は、第1のパルスレーザ光の強度を、第1のパルスレーザ光のみを加工対象物に集光させた場合に改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくなるように制御することが好ましい。この場合、改質スポットの形成に関し、第2のパルスレーザ光が主要的パルスレーザ光として作用すると共に、第1のパルスレーザ光が補助的パルスレーザ光として作用する。その上で、第1のパルスレーザ光にあっては、第2のパルスレーザ光に対し悪影響を及ぼさないよう好適に作用することとなる。その結果、品質のよい改質スポットを加工対象物に形成することができる。

 また、本発明に係るレーザ加工装置は、加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する第2のレーザ光源と、第1及び第2のパルスレーザ光を加工対象物に集光させる集光レンズと、を備え、第1のパルスレーザ光の強度は、第1のパルスレーザ光のみを加工対象物に集光させた場合に改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくされることを特徴とする。

 また、本発明に係るレーザ加工装置は、加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、第1のパルスレーザ光が入射され、該第1のパルスレーザ光及び第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する非線形光学結晶と、第1及び第2のパルスレーザ光を加工対象物に集光させる集光レンズと、を備え、第1のパルスレーザ光の強度は、第1のパルスレーザ光のみを加工対象物に集光させた場合に改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくされることを特徴とする。

 また、本発明に係るレーザ加工方法は、加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工方法であって、第1の波長を有する第1のパルスレーザ光、及び第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を集光レンズで加工対象物に集光させる工程を含み、工程では、第1のパルスレーザ光の強度を、第1のパルスレーザ光のみを加工対象物に集光させた場合に改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくすることを特徴とする。

 このような本発明においては、第1及び第2のパルスレーザ光が加工対象物に集光されて複数の改質スポットが形成され、これら改質スポットによって改質領域が形成される。このとき、第1のパルスレーザ光の強度は、第1のパルスレーザ光のみを加工対象物に集光させた場合に改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくされている。よって、この場合、改質スポットの形成に関し、第2のパルスレーザ光が主要的パルスレーザ光として作用すると共に、第1のパルスレーザ光が補助的パルスレーザ光として作用する。そして、その上で、第1のパルスレーザ光にあっては、第2のパルスレーザ光に対し悪影響を及ぼさないよう好適に作用することとなる。その結果、品質のよい改質スポットを加工対象物に形成することができる。

 また、第1のパルスレーザ光の波長は、第2のパルスレーザ光の波長より長い場合がある。

 本発明によれば、改質スポットの制御性を向上させることが可能となる。

改質領域の形成の対象となる加工対象物の一例を示す平面図である。 図1の加工対象物のII-II線に沿っての断面図である。 レーザ加工後の加工対象物の平面図である。 図3の加工対象物のIV-IV線に沿っての断面図である。 図3の加工対象物のV-V線に沿っての断面図である。 パルスレーザ光の強度と改質スポットとの関係を説明するための図である。 第1及び第2パルスレーザ光を用いて加工対象物に形成した改質スポットの例を示す図である。 本発明の第1実施形態に係るレーザ加工装置を示す概略構成図である。 図8のレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。 図8のレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法の処理を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。 本発明の第3実施形態に係るレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。 本発明の第4実施形態に係るレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。

 以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

 本実施形態に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、加工対象物に複数のパルスレーザ光を同時に集光させ、加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、これら複数の改質スポットによって、切断の起点となる改質領域を形成する。そこで、まず、改質領域の形成について、図1~図5を参照して説明する。

 図1に示すように、加工対象物1には、加工対象物1を切断するための切断予定ライン5が設定されている。切断予定ライン5は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物1の内部に改質領域を形成する場合、図2に示すように、加工対象物1の内部に集光点Pを合わせた状態で、レーザ光Lを切断予定ライン5に沿って(すなわち、図1の矢印A方向に)相対的に移動させる。これにより、図3~図5に示すように、改質領域7が切断予定ライン5に沿って加工対象物1の内部に形成され、切断予定ライン5に沿って形成された改質領域7が切断起点領域8となる。

 加工対象物1としては、半導体材料や圧電材料等が用いられ、ここでは、ガラス基板が用いられている。なお、集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン5は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物1の表面3に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域7は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域7は列状でも点状でもよく、要は、改質領域7は少なくとも加工対象物1の内部に形成されていればよい。また、改質領域7を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域7は、加工対象物1の外表面(表面、裏面、若しくは外周面)に露出していてもよい。

 ちなみに、ここでのレーザ光Lは、加工対象物1を透過すると共に加工対象物1の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物1に改質領域7が形成される(すなわち、内部吸収型レーザ加工)。よって、加工対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収されず、加工対象物1の表面3が溶融することはない。一般的に、表面3から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される(表面吸収型レーザ加工)場合、加工領域は表面3側から徐々に裏面側に進行する。

 ところで、本実施形態で形成される改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。さらに、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある(これらをまとめて高密度転移領域ともいう)。

 また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、及び格子欠陥が形成された領域は、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂(割れ、マイクロクラック)を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。

 また、本実施形態においては、切断予定ライン5に沿って改質スポット(加工痕)を複数形成することによって、改質領域7を形成している。改質スポットとは、パルスレーザ光の1パルスのショット(つまり1パルスのレーザ照射)で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域7となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも1つが混在するもの等が挙げられる。

 この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さ(以下、「亀裂長さ」ともいう)を適宜制御することが好ましい。

 すなわち、改質スポットが大きすぎたり及び亀裂長さが長すぎたりすると、改質スポット大きさや亀裂長さのばらつきが大きくなり、切断予定ライン5に沿った加工対象物1の切断の精度が悪くなる。また、加工対象物1の切断面の凹凸が大きくなるため、該切断面の平坦性が悪くなる。一方、改質スポットが極度に小さすぎると、加工対象物の切断が困難となる。

 これに対して、改質スポットの大きさ及び亀裂長さを適正なものとすると、これらを均一に形成でき且つ切断予定ライン5からのずれを抑制できる。さらに、切断予定ライン5に沿った加工対象物1の切断精度や切断面の平坦性を向上させることができる。

 図6は、パルスレーザ光の強度と改質スポットとの関係を説明するための図である。図6に示すように、改質スポットSは、パルスレーザ光の強度(パワー)を調節することで制御することができる。具体的には、パルスレーザ光の強度を小さくすると、改質スポットSの大きさや亀裂Cの長さを小さく制御できる。一方、パルスレーザ光の強度を大きくすると、改質スポットSの大きさや亀裂Cの長さを大きく制御できる。なお、パルスレーザ光の強度は、例えば、1パルス当たりのピークパワー密度、1パルス当たりのエネルギ(J)、又は1パルス当たりのエネルギにパルスレーザ光の周波数を乗じた平均出力(W)で表すことができる。

 また、ここでは、波長が1064nmのパルスレーザ光(以下、第1パルスレーザ光という)を単独で加工対象物1に集光させた場合、その第1パルスレーザ光の強度が強度閾値α以上のとき、改質スポットS1が形成されている。また、例えば、第1パルスレーザ光よりも波長が短い波長532nmのパルスレーザ光(以下、第2パルスレーザ光という)を単独で加工対象物1に集光させた場合、その第2パルスレーザ光の強度が強度閾値β以上のとき、改質スポットS2が形成されている。

 なお、一例としては、強度閾値αが15μJであり、強度閾値βが6μJである場合がある。強度閾値とは、その強度で加工対象物1に改質スポットが形成されるレーザ光の強度である。ちなみに、ここでの改質スポットSの形成とは、切断の起点となる改質領域を構成する改質スポットが適正に形成されることを意図している(以下、同じ)。

 そして、第1及び第2パルスレーザ光を加工対象物1に同時に集光させた場合、第1及び第2パルスレーザ光を単独で集光させたときよりも少ない強度のときにも、改質スポットS3が形成されている。そして、この改質スポットS3は、超短パルス(例えば、数psec等)のパルスレーザ光を加工対象物に集光させて形成した改質スポットと同様な特徴、すなわち、比較的小さい改質スポットで亀裂Cの長さが適正(ハーフカット又はフルカットが発生)という特徴を有することとなる。

 図7は、第1及び第2パルスレーザ光を用いて加工対象物に形成した改質スポットの例を示す図である。図中における各写真図は、改質スポットSが形成された加工対象物1を示す拡大平面図である。ここでは、第1及び第2パルスレーザ光のパルスピッチを50μmとし、その偏光方向をスキャン方向(図中の上下方向)としている。また、強度が0μJのときの第1パルスレーザ光は、加工対象物1に集光されていないこと(つまり、第2パルスレーザ光の単独照射)を意味している。強度が0μJのときの第2パルスレーザ光は、加工対象物1に集光されていないこと(つまり、第1パルスレーザ光の単独照射)を意味している。なお、加工対象物1としては、スライドガラスを用いている。

 図7に示すように、第2パルスレーザ光の強度が0μJのときには、加工対象物に改質スポットSを形成できず、加工不可となっている。また、第2パルスレーザ光の強度が6μJ以下のときには、改質スポットSを連続して精度よく形成できず、いわゆる空振り現象が生じている。特に、第2パルスレーザ光の強度が4μJのときには、第1パルスレーザ光の強度によっては(第1パルスレーザ光の強度が0~10μJのときには)、空振り現象が大きく生じている。よって、第2パルスレーザ光の強度を制御すると、空振り現象を特に抑制できることがわかる。つまり、第1パルスレーザ光の波長より短い波長の第2パルスレーザ光は、改質スポットSの形成に係る主要素として用いられている。

 また、第1パルスレーザ光の強度が大きくなるにつれ、改質スポットSの大きさが大きくなり、亀裂Cも多数発生し、亀裂長さも長くなっているのがわかる。よって、第1パルスレーザ光の強度を制御すると、改質スポットSの大きさを特に調整できることがわかる。そして、第1パルスレーザ光のレーザ強度は、そのレーザ光における加工対象物1の強度閾値(そのレーザ光を単独で照射した場合の加工対象物1の強度閾値)よりも小さい強度の範囲で使用することで、改質スポットSの大きさの制御が容易となる。

[第1実施形態]
 次に、本発明の第1実施形態について説明する。図8は、本発明の第1実施形態に係るレーザ加工装置を示す概略構成図である。図8に示すように、レーザ加工装置100は、第1及び第2パルスレーザ光に関する光学系を収容する筐体111と、第1及び第2パルスレーザ光を加工対象物1に集光させる集光レンズ112と、集光レンズ112で集光されたパルスレーザ光L1,L2が照射される加工対象物1を支持するための支持台113と、支持台113をX、Y、Z軸方向に移動させるためのステージ114と、ステージ114の移動を制御するステージ制御部115と、を備えている。

 また、レーザ加工装置100は、加工対象物1の内部の所定位置に精度よくパルスレーザ光L1,L2を集光させて改質領域7を形成するため、オートフォーカスユニット116を備えている。これにより、レーザ加工装置100では、例えば加工対象物1の表面3や裏面から一定位置に集光されるようパルスレーザ光L1,L2が制御される。

 図9は、図8のレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。図9に示すように、レーザ加工装置100は、第1及び第2パルスレーザ光源101,102と、レーザ光源制御部103と、1/2波長板104,105と、偏光ビームスプリッタ106,107と、を備えている。

 第1パルスレーザ光源(第1のレーザ光源)101は、例えば波長1064nmでパルス幅23nsecの第1パルスレーザ光(第1のパルスレーザ光)L1を出射する。第2パルスレーザ光源(第2のレーザ光源)102は、第1パルスレーザ光L1よりも短波長であるパルスレーザ光として、例えば波長532nmでパルス幅15nsecの第2パルスレーザ光(第2のパルスレーザ光)L2を出射する。また、ここでの各パルスレーザ光源101,102は、偏光方向が紙面上下方向のパルスレーザ光L1,L2をそれぞれ出射している。パルスレーザ光源101,102としては、例えばファイバレーザ等を用いることができる。

 レーザ光源制御部103は、第1パルスレーザ光源101に接続され、該第1パルスレーザ光源101から出射されるパルスレーザ光L1のパルス幅やパルスタイミング等を調節する。また、レーザ光源制御部103は、第2パルスレーザ光源102にも接続され、パルスレーザ光L2のパルスタイミング等を調節する。そして、レーザ光源制御部103により、パルスレーザ光源101,102のそれぞれのレーザ光のパルスタイミングの調整を制御する。

 1/2波長板104,105は、パルスレーザ光L1,L2の光軸(光路)のそれぞれにおいてパルスレーザ光源101,102の後段にそれぞれ配置されている。1/2波長板(第1の1/2波長板)104は、第1パルスレーザ光源101から出射された第1パルスレーザ光L1の偏光方向を変化させる。1/2波長板(第2の1/2波長板)105は、第2パルスレーザ光源102から出射された第2パルスレーザ光L2の偏光方向を変化させる。

 偏光ビームスプリッタ(第1の偏光ビームスプリッタ)106は、第1パルスレーザ光L1の光軸において1/2波長板104の後段に配置されている。この偏光ビームスプリッタ106は、1/2波長板104で偏光方向が変化された第1パルスレーザ光L1を偏光分離する。具体的には、偏光ビームスプリッタ106は、第1パルスレーザ光L1のうち、紙面上下方向の偏光方向成分を透過させると共に、紙面垂直方向の偏光方向成分を反射させる。

 偏光ビームスプリッタ(第2の偏光ビームスプリッタ)107は、第2パルスレーザ光L2の光軸において1/2波長板105の後段に配置されている。この偏光ビームスプリッタ107は、1/2波長板105で偏光方向が変化された第2パルスレーザ光L2を偏光分離する。具体的には、偏光ビームスプリッタ107は、第2パルスレーザ光L2のうち、紙面上下方向の偏光方向成分を透過させると共に、紙面垂直方向の偏光方向成分を反射させる。

 また、レーザ加工装置100は、光強度制御部121をさらに備えている。光強度制御部121は、アクチュエータ等によって1/2波長板104,105の回転角をそれぞれ制御し、1/2波長板104,10で変化させるパルスレーザ光L1,L2の偏光方向をそれぞれ可変する。

 この光強度制御部121では、1/2波長板104で変化させる第1パルスレーザ光L1の偏光方向可変域が、1/2波長板105で変化させる第2パルスレーザ光L2の偏光方向可変域よりも大きくされている。よって、光強度制御部121においては、第1パルスレーザ光L1の強度の制御可能幅が第2パルスレーザ光L2の強度の制御可能幅よりも大きくなっている。

 以上のように構成されたレーザ加工装置100を用いたレーザ加工方法について、図10に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

 本実施形態のレーザ加工装置100では、図8,9に示すように、まず、ガラス基板又はサファイア基板である加工対象物1の裏面21にエキスパンドテープを貼り付け、加工対象物1をステージ114上に載置する。続いて、表面3をレーザ光照射面として加工対象物1の内部に集光点Pを合わせ、パルスレーザ光源101,102からパルスレーザ光L1,L2のそれぞれを同時照射する。このとき、レーザ光源制御部103によって、パルスレーザ光L1,L2の各パルスの少なくとも一部が互いに重なるようにパルスタイミングを制御する。

 第1パルスレーザ光源101から出射された第1パルスレーザ光L1は、1/2波長板104を通過して偏光調整された後、偏光ビームスプリッタ106により偏光分離される(S2,S3)。そして、偏光ビームスプリッタ106を透過した第1パルスレーザ光L1は、ダイクロイックミラー108~110により順次反射され、集光レンズ112に入射する。

 また、第2パルスレーザ光源102から出射された第2パルスレーザ光L2は、1/2波長板105を通過して偏光調整された後、偏光ビームスプリッタ107により偏光分離される(S2,3)。そして、偏光ビームスプリッタ107を透過した第2パルスレーザ光L2は、ダイクロイックミラー109を通過して第1パルスレーザ光L1と同軸とされ、この同軸の状態でダイクロイックミラー110により反射され、集光レンズ112に入射する。これにより、スキャン方向を偏光方向とした状態で、パルスレーザ光L1,L2が加工対象物1の内部に集光される(S4)。なお、ダイクロイックミラー110は、加工対象物1を観察するために、加工対象物1で反射した光を透過させてカメラ装置(不図示)で観察する場合に使用されることが望ましく、このカメラ装置が無い場合には、単なる反射ミラーでも構わない。

 このようなパルスレーザ光L1,L2の照射と共にステージ114を駆動し、加工対象物1をパルスレーザ光L1,L2に対して切断予定ライン5に沿って相対移動(スキャン)して、加工対象物1の内部に切断予定ライン5に沿った改質スポットSを複数形成し、これらの改質スポットSによって改質領域7を形成する(S5,S6)。その後、エキスパンドテープを拡張させることで、改質領域7を切断の起点として、切断予定ライン5に沿って加工対象物1を切断する。

 ここで、本実施形態のレーザ加工装置100は光強度制御部121を備えている。そのため、レーザ加工装置100では、この光強度制御部121を作動させ、1/2波長板104,105を通過するパルスレーザ光L1,L2の偏光方向を可変することにより、偏光ビームスプリッタ106,107で偏光分離させるパルスレーザ光L1,L2の比率を可変することができる。その結果、パルスレーザ光L1,L2それぞれにおいて、偏光ビームスプリッタ106,107を透過する偏光方向成分の比率が適宜調整される。よって、集光レンズ112で集光されるパルスレーザ光L1,L2の強度が、それぞれ所望に調整されることとなる。

 この点、従来のレーザ加工装置のように、例えばパルスレーザ光L1,L2の入力を調整して強度を制御する場合、パルスレーザ光源101,102の構成上、その入力範囲を大きく調整するのは困難である。

 これに対し、本実施形態では、上述したように、パルスレーザ光L1,L2の入力範囲を大きく変更することなく、パルスレーザ光L1,L2の強度をそれぞれ所望に制御することができる。従って、本実施形態によれば、その大きさや亀裂長さが好適な品質のよい改質スポットSを加工対象物1に精度よく形成することが可能となり、改質スポットSの制御性を向上させることができる。

 特に、本実施形態では、上述したように、異なる波長を有する2つのパルスレーザ光L1,L2を同時に集光させることによって改質スポットSを形成している。よって、各パルスレーザ光L1,L2の何れかを単独で集光させて改質スポットSを形成する場合に比べ、パルスレーザ光の総強度を低減させることが可能となる(図6参照)。

 また、従来、パルスレーザ光L1,L2の何れかを単独で集光させて改質スポットSを形成する場合、そのパルス幅を超短パルス(例えば、数psec)にする必要があり、パルスレーザ光源に特殊なレーザ光源が要されることがある。これに対し、本実施形態では、パルスレーザ光L1,L2のパルス幅を極小化する必要性、ひいては特殊なレーザ光源の必要性を低減でき、通常の一般的なレーザ光源を用いることが可能である。よって、低コスト化が可能となり、且つ信頼性及び汎用性を高めることができる。

 また、通常、パルスレーザ光L1,L2を同時集光させて改質スポットSを精度よく形成しようとする場合、第2パルスレーザ光L2の強度よりも第1パルスレーザ光L1の強度を大きく変更することが好ましい(図7参照)。この点、本実施形態では、上述したように、第1パルスレーザ光L1の強度の制御可能幅が第2パルスレーザ光L2の強度の制御可能幅よりも大きくなっている。よって、改質スポットSを形成する際のパルスレーザ光L1,L2の強度関係に適応させた好適なレーザ加工を行うことができ、品質のよい改質スポットSを加工対象物1に好適に形成することが可能となる。

 また、本実施形態では、上述したように、パルスレーザ光L1,L2を同軸化していることから、パルスレーザ光L1,L2に係る光学系の構成を簡易化することができる。

 なお、第2パルスレーザ光L2は、上記のように改質スポットSの形成に係る主要素として用いられることから、本実施形態のように第2パルスレーザ光L2のパルス幅が第1パルスレーザ光L1のパルス幅よりも小さい方が好ましい。

 ところで、本実施形態では、パルスレーザ光L1,L2を照射し加工対象物1に集光させる際、光強度制御部121及びレーザ光源制御部103の少なくとも一方を作動させ、第1パルスレーザ光L1の強度を強度閾値α(図6参照)よりも小さくしてもよい。

 具体的には、第1パルスレーザ光L1の強度を、第1パルスレーザ光L1のみを加工対象物1に集光させた場合に改質スポットSが形成される強度閾値αよりも小さくさせてもよい。換言すると、第1パルスレーザ光L1の強度を、第1パルスレーザ光L1を単独で加工対象物1に集光させたときにおいて改質スポットSが形成されない所定の強度範囲内としてもよい。

 この場合、改質スポットSの形成に関し、第2パルスレーザ光L2が主要的パルスレーザ光として作用すると共に、第1パルスレーザ光L1が補助的パルスレーザ光として作用する。そして、第1パルスレーザ光L1が、第2パルスレーザ光L2に対し悪影響を及ぼさないよう好適に作用することとなる。その結果、品質のよい改質スポットSを加工対象物1に形成することができる。すなわち、この場合、多波長同時照射のパルスレーザ光L1,L2を好適に協働させた優れたレーザ加工が可能となる。

 ここで、一般的に、パルスレーザ光を集光させて加工対象物1の内部に改質スポットSを形成する場合、加工対象物1の種類等によって、要求されるパルスレーザ光の波長、パルス幅、ピークパワー等が異なる。例えば、シリコン基板である加工対象物1に改質スポットSを形成する場合、パルスレーザ光の波長を1064nmとしパルス幅を比較的長く(100~200nsec)することが好ましい。また、本実施形態のようにガラス基板やサファイア基板である加工対象物1に改質スポットSを形成する場合、パルスレーザ光のパルス幅を小さくして強度(ピークエネルギ)を高めることが好ましい。

 この点、本実施形態のレーザ加工装置100は、上述したようにガラス基板やサファイア基板等の加工対象物1に改質スポットSを精度よく形成できるだけでなく、シリコン基板である加工対象物1に改質スポットSを精度よく形成することもできる。具体的には、第2パルスレーザ光L2の光軸上にフィルタ等を設置して第2パルスレーザ光L2が加工対象物1に集光されないようにする。これと共に、例えばパルス幅200nsecの第1パルスレーザ光L1を加工対象物1に集光させる。

 従って、本実施形態では、レーザ加工装置100を種々の基板に対する加工用装置として、1台で兼用することができる。また、シリコン基板とガラス基板との貼合わせ基板等の加工対象物1に対しても、1台のレーザ加工装置100で容易に対応可能となる。

 以上、本実施形態において、偏光ビームスプリッタ106,107が偏光分離手段を構成し、光強度制御部121が光強度制御手段を構成する。また、ダイクロイックミラー108,109が同軸化手段を構成し、レーザ光源制御部103がパルス幅制御手段を構成する。

[第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。

 図11は、本発明の第2実施形態に係るレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。図11に示すように、本実施形態のレーザ加工装置200が上記レーザ加工装置100と異なる点は、偏光ビームスプリッタ106,107(図9参照)に代えて偏光ビームスプリッタ201を備えると共に、1/2波長板202をさらに備えた点である。

 偏光ビームスプリッタ(第1及び第2の偏光ビームスプリッタ)201は、第1パルスレーザ光L1の光軸において1/2波長板104の後段で、且つ第2パルスレーザ光L2の光軸において1/2波長板105の後段に配置されている。この偏光ビームスプリッタ201は、2波長対応のものであり、1/2波長板104で偏光方向が変化された第1パルスレーザ光L1、及び1/2波長板105で偏光方向が変化された第2パルスレーザ光L2を偏光分離する。

 具体的には、偏光ビームスプリッタ201は、第1パルスレーザ光L1のうち、紙面上下方向の偏光方向成分をそのまま透過させると共に、紙面垂直方向の偏光方向成分を反射させる。また、第2パルスレーザ光L1のうち、紙面上下方向の偏光方向成分を第1パルスレーザ光L1と同軸にして透過させると共に、紙面垂直方向の偏光方向成分を反射させる。

 1/2波長板202は、第1パルスレーザ光L1の光軸において偏光ビームスプリッタ201の後段に配置されている。この1/2波長板202は、偏光ビームスプリッタ201で反射された第1パルスレーザ光L1の偏光方向を変化させると共に、偏光ビームスプリッタ201を透過した第2パルスレーザ光L2をそのまま透過する。ここでは、1/2波長板202は、第1パルスレーザ光L1における紙面垂直方向の偏光方向を、紙面上下方向の偏光方向へと変化させる。

 このように構成されたレーザ加工装置200では、第1パルスレーザ光源101から出射された第1パルスレーザ光L1は、1/2波長板104を通過して偏光調整された後、ダイクロイックミラー203で反射され、偏光ビームスプリッタ201によって偏光分離される。そして、偏光ビームスプリッタ201で反射された第1パルスレーザ光L1は、1/2波長板202を通過して偏光調整され、ダイクロイックミラー110で反射された後、集光レンズ112に入射する。

 また、第2パルスレーザ光源102から出射された第2パルスレーザ光L2は、1/2波長板105を通過して偏光調整された後、偏光ビームスプリッタ201により偏光分離される。そして、偏光ビームスプリッタ201を透過した第2パルスレーザ光L2は、第1パルスレーザ光L1と同軸とされ、この同軸の状態で1/2波長板202をそのまま通過する。その後、ダイクロイックミラー110により反射され、集光レンズ112に入射する。これにより、スキャン方向を偏光方向とした状態で、パルスレーザ光L1,L2が加工対象物1の内部に集光されることとなる。

 以上、本実施形態においても、改質スポットSの制御性を向上させるという上記効果と同様な効果を奏する。また、本実施形態でも、上記第1実施形態と同様に、レーザ加工装置200を種々の基板に対するレーザ加工装置として1台で兼用することができる。

 以上、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ201が偏光分離手段を構成し、偏光ビームスプリッタ201及びダイクロイックミラー203が同軸化手段を構成する。

[第3実施形態]
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。

 図12は、本発明の第3実施形態に係るレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。図12に示すように、本実施形態のレーザ加工装置300は、2つのパルスレーザ光源101,102を備えた上記レーザ加工装置100に対し、パルスレーザ光源が1つである点で主に異なっている。具体的には、レーザ加工装置300は、第2パルスレーザ光源102を備えず、非線形光学結晶301をさらに備えている。

 非線形光学結晶301は、パルスレーザ光L1の波長変換を行うものであり、ここでは、光高調波を発生させる第2高調波発生素子(SHG結晶)としてのKTP結晶が用いられている。

 この非線形光学結晶301は、具体的には、基本波としての波長1064nmの第1パルスレーザ光L1が入射されると、第2高調波としての波長532nmの第2パルスレーザ光L2を第1パルスレーザ光L1と同軸に出射する。ここでの非線形光学結晶301は、紙面上下方向に対し45°傾斜する方向の偏光方向の第1パルスレーザ光L1が入射されることで、この第1パルスレーザ光L1と紙面垂直方向の偏光方向の第2パルスレーザ光L2とを同軸にして出射する。

 また、第1パルスレーザ光L1の光軸において非線形光学結晶301の前段には、第1パルスレーザ光L1の偏光方向を変化させる1/2波長板302が設けられている。この1/2波長板302は、1/2波長板302に入射する第1パルスレーザ光L1の紙面上下方向の偏光方向を、紙面上下方向に対し45°傾斜する方向に偏光方向へと変化させる。

 このレーザ加工装置300によってガラス基板やサファイア基板である加工対象物1の内部に改質スポットSを形成する場合、第1パルスレーザ光源101から出射された第1パルスレーザ光L1は、1/2波長板302を通過して偏光調整された後、非線形光学結晶301に入射され波長変換される。そして、非線形光学結晶301からパルスレーザ光L1,L2が同軸に出射される。

 非線形光学結晶301から出射された第1パルスレーザ光L1は、ダイクロイックミラー303を通過し、1/4波長板144を通過して楕円偏光を直線偏光に調整し、1/2波長板104を通過して偏光調整された後、偏光ビームスプリッタ106によって偏光分離される。そして、偏光ビームスプリッタ106を透過した第1パルスレーザ光L1は、ダイクロイックミラー118~109により順次反射され、集光レンズ112に入射する。

 非線形光学結晶301から出射された第2パルスレーザ光L2は、ダイクロイックミラー303,304により順次反射され、1/2波長板105を通過して偏光調整された後、偏光ビームスプリッタ107により偏光分離される。そして、偏光ビームスプリッタ201を透過した第2パルスレーザ光L2は、ダイクロイックミラー109を通過して第1パルスレーザ光L1と同軸とされ、この同軸の状態でダイクロイックミラー110により反射され、集光レンズ112に入射する。これにより、スキャン方向を偏光方向とした状態で、パルスレーザ光L1,L2が加工対象物1の内部に集光されることとなる。

 以上、本実施形態においても、改質スポットSの制御性を向上させるという上記効果と同様な効果を奏する。また、本実施形態では、1つの第1パルスレーザ光源101を用いてパルスレーザ光L1,L2を加工対象物1に集光させていため、パルスレーザ光L1,L2の各パルスが互いに重なるようにパルスタイミングを設定することが容易になる。

 また、本実施形態のレーザ加工装置300では、ガラス基板やサファイア基板等の加工対象物1に改質スポットSを精度よく形成できるだけでなく、シリコン基板である加工対象物1に改質スポットSを精度よく形成することもできる。

 具体的には、レーザ光源制御部103によって、第1パルスレーザ光源101から出射される第1パルスレーザ光L1のパルス幅を変更する。ここでは、第1パルスレーザ光L1のパルス幅を、ガラス基板やサファイア基板等の加工対象物1に改質スポットSを形成する場合のパルス幅より長いパルス幅(例えば、200nsec)とする。これにより、非線形光学結晶301の高調波変換効率が低下され、非線形光学結晶301から第1パルスレーザ光L1のみが出射される(換言すると、第2パルスレーザ光L2が実質的に出射されない)。その結果、パルスレーザ光L1のみ加工対象物1の内部に集光され、改質スポットSが形成されることとなる。

 従って、本実施形態では、レーザ加工装置300を種々の基板に対する加工用装置として、1台で兼用することができる。また、シリコン基板とガラス基板との貼合わせ基板等の加工対象物1に対しても、1台のレーザ加工装置300で容易に対応可能となる。

 以上、本実施形態では、非線形光学結晶301及びダイクロイックミラー108,109が同軸化手段を構成する。

[第4実施形態]
 次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第3実施形態と異なる点について主に説明する。

 図13は、本発明の第4実施形態に係るレーザ加工装置の要部を示す概略構成図である。図13に示すように、本実施形態のレーザ加工装置400は、上記レーザ加工装置300に対し、パルスレーザ光L1,L2の光軸が同軸を維持するように(完全同軸に)構成されている点で主に異なっている。具体的には、レーザ加工装置400は、非線形光学結晶301(図12参照)に代えて非線形光学結晶401を備え、偏光ビームスプリッタ106,107(図12参照)に代えて偏光ビームスプリッタ402を備えている。

 非線形光学結晶401は、パルスレーザ光L1の波長変換を行うものであり、ここでは、BBO結晶が用いられている。この非線形光学結晶401は、第1パルスレーザ光L1が入射されると、パルスレーザ光L1,L2を同軸に出射する。ここでの非線形光学結晶401は、紙面上下方向の偏光方向の第1パルスレーザ光L1が入射されることで、この第1パルスレーザ光L1と紙面垂直方向の偏光方向の第2パルスレーザ光L2とを同軸にして出射する。

 偏光ビームスプリッタ(第1及び第2の偏光ビームスプリッタ)402は、2波長対応のものであり、パルスレーザ光L1,L2の光軸において1/2波長板104,105の後段に配置されている。この偏光ビームスプリッタ402は、1/2波長板104,105で偏光方向が変化されたパルスレーザ光L1,L2のそれぞれを偏光分離する。具体的には、偏光ビームスプリッタ402は、各パルスレーザ光L1,L2のうち、紙面上下方向の偏光方向成分をそのまま透過させると共に、紙面垂直方向の偏光方向成分を反射させる。

 このように構成されたレーザ加工装置400では、第1パルスレーザ光源101から出射された第1パルスレーザ光L1が非線形光学結晶401に入射されて波長変換され、非線形光学結晶401からパルスレーザ光L1,L2が同軸に出射される。

 非線形光学結晶401から出射された第1パルスレーザ光L1は、1/2波長板104を通過して偏光調整されると共に、1/2波長板105をそのまま通過し、偏光ビームスプリッタ402によって偏光分離される。他方、非線形光学結晶401から出射された第2パルスレーザ光L2は、1/2波長板104をそのまま通過すると共に、1/2波長板105を通過して偏光調整され、偏光ビームスプリッタ402によって偏光分離される。そして、偏光ビームスプリッタ402を透過したパルスレーザ光L1,L2は、ダイクロイックミラー110により反射され、集光レンズ112に入射する。これにより、スキャン方向を偏光方向とした状態で、パルスレーザ光L1,L2が加工対象物1の内部に集光されることとなる。

 以上、本実施形態においても、改質スポットSの制御性を向上させるという上記効果と同様な効果を奏する。また、本実施形態でも、上記第3実施形態と同様に、レーザ加工装置400を、種々の基板に対するレーザ加工装置として1台で兼用することができる。

 また、本実施形態では、上述したように、パルスレーザ光L1,L2の光軸が同軸を維持するように構成されているため、パルスレーザ光L1,L2に係る光学系の構成を一層簡易化することができると共に、パルスレーザ光L1,L2の各パルスが互いに重なるようにパルスタイミングを設定することが一層容易になる。

 以上、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ402が偏光分離手段を構成し、非線形光学結晶401が同軸化手段を構成する。

 以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係るレーザ加工装置は、実施形態に係る上記レーザ加工装置100,200,300,400に限られるものではなく、また、本発明に係るレーザ加工方法は、実施形態に係る上記レーザ加工方法に限られるものではない。本発明は、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したもの、又は他のものに適用したものであっても勿論よい。

 本発明によれば、改質スポットの制御性を向上させることが可能となる。

 1…加工対象物、5…切断予定ライン、7…改質領域、100,200,300,400…レーザ加工装置、101…第1パルスレーザ光源(第1のレーザ光源)、102…第2パルスレーザ光源(第2のレーザ光源)、103…レーザ光源制御部(パルス幅制御手段)、104…1/2波長板(第1の1/2波長板)、105…1/2波長板(第2の1/2波長板)、106…偏光ビームスプリッタ(第1の偏光ビームスプリッタ,偏光分離手段)、107…偏光ビームスプリッタ(第2の偏光ビームスプリッタ,偏光分離手段)、112…集光レンズ、108,109,203…ダイクロイックミラー(同軸化手段)、121…光強度制御部(光強度制御手段)、201…偏光ビームスプリッタ(第1及び第2の偏光ビームスプリッタ,偏光分離手段,同軸化手段)、301,401…非線形光
学結晶(同軸化手段)、402…偏光ビームスプリッタ(第1及び第2の偏光ビームスプリッタ,偏光分離手段)、L1…第1パルスレーザ光(第1のパルスレーザ光)、L2…第2パルスレーザ光(第2のパルスレーザ光)、S…改質スポット、α…強度閾値。

Claims (12)

  1.  加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、前記加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の前記改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
     第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、
     前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する第2のレーザ光源と、
     前記第1のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第1の1/2波長板と、
     前記第2のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第2の1/2波長板と、
     前記第1の1/2波長板で偏光方向が変化された前記第1のパルスレーザ光、及び前記第2の1/2波長板で偏光方向が変化された前記第2のパルスレーザ光を偏光分離する偏光分離手段と、
     前記偏光分離手段で偏光分離された前記第1及び第2のパルスレーザ光を前記加工対象物に集光させる集光レンズと、
     前記第1及び第2の1/2波長板で変化させる前記第1及び第2のパルスレーザ光の偏光方向を可変することで、前記第1及び第2のパルスレーザ光の強度を制御する光強度制御手段と、を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
  2.  加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、前記加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の前記改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
     第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、
     前記第1のパルスレーザ光が入射され、該第1のパルスレーザ光及び前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する非線形光学結晶と、
     前記第1のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第1の1/2波長板と、
     前記第2のパルスレーザ光の偏光方向を変化させる第2の1/2波長板と、
     前記第1の1/2波長板で偏光方向が変化された前記第1のパルスレーザ光、及び前記第2の1/2波長板で偏光方向が変化された前記第2のパルスレーザ光を偏光分離する偏光分離手段と、
     前記偏光分離手段で偏光分離された前記第1及び第2のパルスレーザ光を前記加工対象物に集光させる集光レンズと、
     前記第1及び第2の1/2波長板で変化させる前記第1及び第2のパルスレーザ光の偏光方向を可変することで、前記第1及び第2のパルスレーザ光の強度を制御する光強度制御手段と、を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
  3.  前記第1のレーザ光源から出射される前記第1のパルスレーザ光のパルス幅を制御するパルス幅制御手段を備え、
     前記パルス幅制御手段は、前記第1のパルスレーザ光のパルス幅を変更することで、前記非線形光学結晶から前記第2のパルスレーザ光が出射されないよう前記非線形光学結晶の高調波変換効率を低下させることを特徴とする請求項2記載のレーザ加工装置。
  4.  前記第1及び第2のパルスレーザ光を同軸化する同軸化手段を備えていることを特徴とする請求項1~3の何れか一項記載のレーザ加工装置。
  5.  前記偏光分離手段は、
     前記第1の1/2波長板で偏光方向が変化された前記第1のパルスレーザ光を偏光分離する第1の偏光ビームスプリッタと、
     前記第2の1/2波長板で偏光方向が変化された前記第2のパルスレーザ光を偏光分離する第2の偏光ビームスプリッタと、を含むことを特徴とする請求項1~4の何れか一項記載のレーザ加工装置。
  6.  前記光強度制御手段では、前記第1のパルスレーザ光の強度の制御可能幅が前記第2のパルスレーザ光の強度の制御可能幅よりも大きくされていることを特徴とする請求項1~5の何れか一項記載のレーザ加工装置。
  7.  前記光強度制御手段は、前記第1のパルスレーザ光の強度を、前記第1のパルスレーザ光のみを前記加工対象物に集光させた場合に前記改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項1~6の何れか一項記載のレーザ加工装置。
  8.  加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、前記加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の前記改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
     第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、
     前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する第2のレーザ光源と、
     前記第1及び第2のパルスレーザ光を前記加工対象物に集光させる集光レンズと、を備え、
     前記第1のパルスレーザ光の強度は、前記第1のパルスレーザ光のみを前記加工対象物に集光させた場合に前記改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくされることを特徴とするレーザ加工装置。
  9.  加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、前記加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の前記改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
     第1の波長を有する第1のパルスレーザ光を出射する第1のレーザ光源と、
     前記第1のパルスレーザ光が入射され、該第1のパルスレーザ光及び前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を出射する非線形光学結晶と、
     前記第1及び第2のパルスレーザ光を前記加工対象物に集光させる集光レンズと、を備え、
     前記第1のパルスレーザ光の強度は、前記第1のパルスレーザ光のみを前記加工対象物に集光させた場合に前記改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくされることを特徴とするレーザ加工装置。
  10.  前記第1のパルスレーザ光の波長は、前記第2のパルスレーザ光の波長より長いことを特徴とする請求項1~9の何れか一項記載のレーザ加工装置。
  11.  加工対象物に複数のパルスレーザ光を集光させて、前記加工対象物の内部に改質スポットを切断予定ラインに沿って複数形成し、複数の前記改質スポットによって改質領域を形成するレーザ加工方法であって、
     第1の波長を有する第1のパルスレーザ光、及び前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2のパルスレーザ光を集光レンズで前記加工対象物に集光させる工程を含み、
     前記工程では、前記第1のパルスレーザ光の強度を、前記第1のパルスレーザ光のみを前記加工対象物に集光させた場合に前記改質スポットが形成される強度閾値よりも小さくすることを特徴とするレーザ加工方法。
  12.  前記第1のパルスレーザ光の波長は、前記第2のパルスレーザ光の波長より長いことを特徴とする請求項11記載のレーザ加工方法。
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