TWI657885B - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

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Abstract

雷射加工裝置(300)，係具備有雷射光源(202)、和集光光學系(204)、和控制部(250)、以及反射型空間光調變器(203)。控制部(250)以及反射型空間光調變器(203)，係將當依據從集光位置起而沿著雷射光(L)之光軸來朝向雷射光(L)之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差，作為基準像差，當在最為接近加工對象物(1)之表面(3)的第1區域或者是在與加工對象物(1)之表面(3)之間的距離為特定距離以下的第1區域處而形成改質區域的情況時，以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差。

Description

雷射加工裝置及雷射加工方法
本發明，係有關於藉由將雷射光集光於加工對象物處來沿著切斷預定線而在加工對象物處形成改質區域的雷射加工裝置及雷射加工方法。
作為在上述技術領域中之先前技術之雷射加工裝置，係周知有：對起因於將雷射光集光於加工對象物處一事而在集光位置處所產生的球面像差作修正，並將雷射光集光於加工對象物處者(例如，參考專利文獻1)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-152562號公報
另外，針對在表面處被設置有複數之功能元 件的加工對象物，係會有以會通過相鄰之功能元件間之區域的方式來設定切斷預定線並從背面來使雷射光射入而沿著切斷預定線來在加工對象物處形成改質區域的情況。然而，亦得知了：於此種情況中，若是對於在雷射光之集光位置處所產生的球面像差作修正，則會有在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而於從切斷預定線所離開的部份(例如，在功能元件中所包含之配線等)處產生損傷之虞。
因此，本發明，係以提供一種能夠對於在與 雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況作抑制的雷射加工裝置及雷射加工方法一事，作為目的。
本發明之其中一個側面之一種雷射加工裝置，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在加工對象物處形成改質區域之雷射加工裝置，其特徵為，係具備有：雷射光源，係射出雷射光；和集光光學系，係將藉由雷射光源所射出之雷射光集光於加工對象物處；和像差調整部，係對起因於將雷射光集光於加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，像差調整部，係將當依據從集光位置而沿著雷射光之光軸來朝向雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產 生的像差，作為基準像差，當在最為接近身為與雷射光之射入側成相反側的加工對象物之第1表面的第1區域處而形成改質區域的情況時，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差，當在較第1區域而更為接近身為雷射光之射入側的加工對象物之第2表面的第2區域處而形成改質區域的情況時，係以會成為較基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來調整像差。
本發明之其中一個側面之雷射加工方法，係 為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在加工對象物處形成改質區域之雷射加工方法，其特徵為，係包含有：第1工程，係對起因於將雷射光集光於加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，並藉由將雷射光集光於加工對象物處，來在最為接近於身為與雷射光之射入側成相反側的加工對象物之第1表面的第1區域處，形成改質區域；和第2工程，係對於在集光位置處所產生的像差作調整，並藉由將雷射光集光於加工對象物處，而在相較於第1區域而更為接近身為雷射光之射入側的加工對象物之第2表面之第2區域處，形成改質區域，在第1工程中，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差，在第 2工程中，係以會成為較基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較基準集光強度而更弱之第2集光強度的方式，來調整像差，該基準像差，係為當以在從集光位置起而沿著雷射光之光軸來朝向雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差。
在此些之雷射加工裝置及雷射加工方法中， 係將當依據從集光位置而沿著雷射光之光軸來朝向雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差，作為基準像差，並以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差，而將雷射光集光於加工對象物處，藉由此，而在最為接近身為與雷射光之射入側成相反側的加工對象物之第1表面的第1區域處，形成改質區域。藉由此，係能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面(亦即是，第1表面)處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況作抑制。另外，在本發明之其中一個側面的雷射加工方法中，係可在實施了第1工程之後再實施第2工程，亦可在實施了第2工程之後再實施第1工程，亦可同時實施第1工程和第2工程。
在本發明之其中一個側面的雷射加工裝置以 及雷射加工方法中，係亦可構成為：在第1表面處，係被 設置有包含配線之複數之功能元件，切斷預定線，係以會通過相鄰之功能元件之間之區域的方式而被作設定。於此情況，係能夠對於在被包含於功能元件中之配線處而發生損傷的情形作抑制。
在本發明之其中一個側面的雷射加工裝置以 及雷射加工方法中，係亦可構成為：第1區域，係被設定為與第1表面間之距離為60μm以下之區域。於此情況，係能夠對於在第1表面處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況更加確實地作抑制，並且係能夠使從被形成於第1區域處之改質區域起而伸展至第1表面側的龜裂沿著切斷預定線而以良好精確度來到達第1表面處。
在本發明之其中一個側面的雷射加工裝置以 及雷射加工方法中，係亦可構成為：第2區域，係被設定為與第1表面間之距離為40μm以上之區域。於此情況，係能夠對於在第1表面處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況更加確實地作抑制，並且係能夠使從被形成於第2區域處之改質區域起而伸展至第1表面側以及第2表面側的龜裂之長度增長。
在本發明之其中一個側面的雷射加工裝置以 及雷射加工方法中，係亦可構成為：特定距離，係為110μm以上140μm以下。於此情況，係可將當依據從集光位置而沿著雷射光之光軸來朝向雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差，作為基準像 差而適當地設定。
在本發明之其中一個側面的雷射加工方法 中，係亦可構成為：當在實施了第1工程之後而實施第2工程的情況時，第1區域，係以使在第1工程中而從改質區域所朝向與雷射光之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達第1表面處的方式，而被作設定。在本發明之其中一個側面的雷射加工方法中，係亦可構成為：當在實施了第1工程之後而實施第2工程的情況時，第2區域，係以不會與在第1工程中而從改質區域所朝向雷射光之射入側伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。於此些之情況，當在第2區域處形成改質區域時，係能夠對於在第1表面處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況更加確實地作抑制。
本發明之其中一個側面之雷射加工裝置，係 為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在加工對象物處形成改質區域之雷射加工裝置，其特徵為，係具備有：雷射光源，係射出雷射光；和集光光學系，係將藉由雷射光源所射出之雷射光集光於加工對象物處；和像差調整部，係對起因於將雷射光集光於加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，像差調整部，係將當依據從集光位置而沿著雷射光之光軸來朝向雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差，作為基準像差，當在和身為與雷射光之射入側成 相反側的加工對象物之第1表面之間的距離為特定距離以下的第1區域處而形成改質區域的情況時，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差。
本發明之其中一個側面之雷射加工方法，係 為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在加工對象物處形成改質區域之雷射加工方法，其特徵為，係包含有：第1工程，係對起因於將雷射光集光於加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，並藉由將雷射光集光於加工對象物處，來在和身為與雷射光之射入側成相反側的加工對象物之第1表面之間的距離為特定距離以下的第1區域處而形成改質區域，在第1工程中，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差，該基準像差，係為當以在從集光位置起而沿著雷射光之光軸來朝向雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差。
在此些之雷射加工裝置及雷射加工方法中， 係將當依據從集光位置而沿著雷射光之光軸來朝向雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差，作為基準像差，並以會成為較基準像差之基準集光長 度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差，而將雷射光集光於加工對象物處，藉由此，而在和身為與雷射光之射入側成相反側的加工對象物之第1表面的第1區域之間之距離為特定距離以下的第1區域處，形成改質區域。藉由此，係能夠對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面(亦即是，第1表面)處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況作抑制。
若依據本發明，則係成為能夠提供一種可對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況作抑制的雷射加工裝置及雷射加工方法。
1‧‧‧加工對象物
3‧‧‧表面(第1表面)
5‧‧‧切斷預定線
7‧‧‧改質區域
15‧‧‧功能元件
16‧‧‧配線
17‧‧‧街道區域(區域)
21‧‧‧背面(第2表面)
202‧‧‧雷射光源
203‧‧‧反射型空間光調變器(像差調整部)
204‧‧‧集光光學系
250‧‧‧控制部(像差調整部)
300‧‧‧雷射加工裝置
L‧‧‧雷射光
CP1‧‧‧集光位置
CP0‧‧‧理想集光位置
[圖1]在改質區域之形成中所使用的雷射加工裝置之概略構成圖。
[圖2]成為改質區域之形成的對象之加工對象物的平面圖。
[圖3]沿著圖2之加工對象物的III-III線之剖面圖。
[圖4]雷射加工後之加工對象物的平面圖。
[圖5]沿著圖4之加工對象物的V-V線之剖面圖。
[圖6]沿著圖4之加工對象物的VI-VI線之剖面圖。
[圖7]本發明之其中一個實施形態的雷射加工裝置之概略構成圖。
[圖8]圖7之雷射加工裝置的反射型空間光調變器的部分剖面圖。
[圖9]成為本發明之其中一個實施形態的雷射加工方法之對象之加工對象物的(a)平面圖以及(b)部分擴大平面圖。
[圖10]對於在雷射光之集光位置處所產生的像差之修正狀態和從改質區域所伸展的龜裂之長度之間的關係作展示之圖。
[圖11]對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而產生有損傷的情況作展示之圖。
[圖12]對於雷射光之穿透光的寬幅和損傷的產生位置之間之關係作展示之圖。
[圖13]對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而產生有損傷的情況作展示之圖。
[圖14]對於預先被形成於加工對象物處之龜裂的有無和損傷的產生量之間之關係作展示之圖。
[圖15]對於在雷射光處之集光位置和理想集光位置之間之關係作展示之圖。
[圖16]對於在雷射光處之偏移量和損傷的寬幅之間之關係作展示之圖。
[圖17]對於在雷射光處之偏移量和損傷的寬幅之間之 關係作展示之圖。
[圖18]對於在雷射光處之集光長度和集光強度之間之關係作展示之圖。
[圖19]對於在雷射光處之集光位置和加工條件之間之關係作展示之圖。
[圖20]對於本發明之其中一個實施形態的雷射加工方法之各工程作展示之圖。
[圖21]對於在雷射光處之集光長度和集光強度之間之關係作展示之圖。
[圖22]針對利用有球面像差修正圖案的實施例之結果和並未利用球面像差修正圖案的比較例之結果間的對比作展示之圖。
[圖23]針對利用有錐鏡(AXICON LENS)圖案的實施例之結果和並未利用錐鏡圖案的比較例之結果間的對比作展示之圖。
[圖24]對於針對加工能量作了調整的參考例之結果作展示之圖。
[圖25]針對改質區域之形成順序作展示之圖。
[圖26]針對改質區域之形成順序作展示之圖。
[圖27]針對改質區域之形成順序作展示之圖。
[圖28]針對改質區域之形成順序作展示之圖。
以下，針對本發明之實施形態，參考圖面並 作詳細說明。另外，在各圖中，針對相同或者是相當之部分，係附加相同的元件符號，並省略重複之說明。
在本發明之其中一種實施形態之雷射加工裝 置以及雷射加工方法中，係藉由將雷射光集光於加工對象物處，來沿著切斷預定線而在加工對象物處形成改質區域。因此，首先，係針對改質區域之形成，而參考圖1~圖6來作說明。
如圖1中所示一般，雷射加工裝置100，係具 備有：將雷射光L作脈衝震盪之雷射光源101、和以將雷射光L之光軸(光路)的方向作90°之改變的方式來作了配置之二向分光鏡103、和用以集光雷射光L之集光用透鏡105。又，雷射加工裝置100，係具備有用以將被照射有藉由集光用透鏡105所作了集光的雷射光L之加工對象物作支持的支持台107、和用以使支持台107移動之平台111、和為了對於雷射光L之輸出或脈衝寬幅、脈衝波形等作調節而對於雷射光源101作控制之雷射光源控制部102、和對於平台111之移動作控制的平台控制部115。
在此雷射加工裝置100中，從雷射光源101 所射出之雷射光L，係藉由二向分光鏡103而使其之光軸的方向作90°的改變，並藉由集光用透鏡105來集光於被載置在支持台107上之加工對象物1的內部。與此同時地，使平台111移動，並使加工對象物1相對於雷射光L而沿著切斷預定線5來作相對移動。藉由此，係在加工對象物1處形成有沿著切斷預定線5之改質區域。另外，於 此，雖係為了使雷射光L作相對性移動，而使平台111作了移動，但是，係亦可使集光用透鏡105作移動，或者是使此些之雙方作移動。
作為加工對象物1，係使用包含有以半導體材 料所形成的半導體基板或者是以壓電材料所形成的壓電基板等之板狀的構件(例如，基板、晶圓等)。如同圖2中所示一般，在加工對象物1處，係被設定有用以切斷加工對象物1之切斷預定線5。切斷預定線5，係為以直線狀而延伸之假想線。當在加工對象物1之內部而形成改質區域的情況時，係如圖3中所示一般，在使集光點(集光位置)P合致於加工對象物1之內部的狀態下，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即是朝向圖2之箭頭A方向)來作相對性移動。藉由此，如同圖4、圖5以及圖6中所示一般，改質區域7係沿著切斷預定線5而被形成於加工對象物1之內部，沿著切斷預定線5而形成之改質區域7，係成為切斷起點區域8。
另外，所謂集光點P，係指雷射光L作集光 之場所。又，切斷預定線5，係並不被限定於直線狀，而亦可為曲線狀，且亦可為將此些作了組合之3維狀，並且亦可為被作了座標指定者。又，切斷預定線5，係並不被限定於假想線，亦可為在加工對象物1之表面3上而實際所畫出的線。改質區域7，係有被作連續性形成之情況，亦有被作斷續性形成之情況。又，改質區域7，係可為列狀，亦可為點狀，也就是說，改質區域7，係只要至少被 形成在加工對象物1之內部即可。又，亦會有以改質區域7作為起點而被形成有龜裂的情況，龜裂以及改質區域7，係亦可露出於加工對象物1之外表面(表面3、背面21、或者是外周面)。又，形成改質區域7時之雷射光射入面，係並不被限定於加工對象物1之表面3，而亦可為加工對象物1之背面21。
另外，於此之雷射光L，係會透過加工對象物 1，並且在加工對象物1之內部的集光點P近旁處會特別被吸收，藉由此，而在加工對象物1處形成改質區域7(亦即是內部吸收型雷射加工)。故而，由於在加工對象物1之表面3處雷射光L係幾乎不會被吸收，因此加工對象物1之表面3係不會有熔融的情況。一般而言，當從表面3起熔融並被除去而形成孔或溝等之除去部(表面吸收型雷射加工)的情況時，加工區域係從表面3側起而逐漸朝向背面側前進。
另外，在本實施形態中所形成之改質區域7， 係指在密度、折射率、機械性強度或其他之物理特性上成為與周圍相異之狀態的區域。作為改質區域7，例如，係為熔融處理區域(係指一旦熔融之後而再度固化之區域、熔融狀態中之區域以及正在從熔融而進行再固化的狀態中之區域，此些之任一者)、碎裂區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，且亦包含有使此些區域作了混合存在之區域。進而，作為改質區域7，係亦存在有在加工對象物1之材料中相較於非改質區域之密度而改質區域7之密度 有所改變的區域、或者是被形成有晶格缺陷之區域等(將此些亦統稱為高密度轉移區域)。
又，熔融處理區域或折射率變化區域、改質 區域7之密度相較於非改質區域之密度而有所變化之區域、被形成有晶格缺陷之區域，係亦會有更進而在此些之區域的內部或者是改質區域7和非改質區域之間的邊界處而內包有龜裂(碎裂、微碎裂)的情況。被作內包之龜裂，係會有涵蓋改質區域7之全面的情況，或者是僅在一部分處或在複數部分處而形成的情況。作為加工對象物1，例如係可列舉出包含有矽(Si)、玻璃、碳化矽(SiC)、LiTaO3或藍寶石(Al2O3)、或者是由該些所成者。
又，在本實施形態中，係藉由沿著切斷預定 線5而將改質點(加工痕跡)作複數形成，來形成改質區域7。所謂改質點，係指藉由脈衝雷射光之1個脈衝的擊射(亦即是1個脈衝的雷射照射：雷射擊射)所形成之改質部分，藉由改質點之集合，而成為改質區域7。作為改質點，係可列舉出碎裂點、熔融處理點或折射率變化點，又或是此些之至少1個的混合存在。針對此改質點，係可對於所要求之切斷精確度、所要求之切斷面的平坦性、加工對象物1之厚度、種類、結晶方位等作考慮，來對於其之大小或所發生之龜裂的長度作適當的控制。
接著，針對本發明之其中一個實施形態之雷 射加工裝置以及雷射加工方法作說明。如同圖7中所示一般，雷射加工裝置300，係在框體231內，具備有雷射光 源202、和反射型空間光調變器(像差調整部)203、和4f光學系241、以及集光光學系204。雷射加工裝置300，係藉由將雷射光L集光於加工對象物1處，來沿著切斷預定線5而在加工對象物1處形成改質區域7。
雷射光源202，例如係為射出具備有1000nm ~1500nm之波長的雷射光L者，並例如為光纖雷射。於此之雷射光源202，係以朝向水平方向而射出雷射光L的方式，而藉由螺絲等來固定在框體231之頂板236處。
反射型空間光調變器203，係為對於從雷射光 源202所射出之雷射光L作調變者，並例如為使用有反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)之空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator)。於此之反射型空間光調變器203，係將從水平方向所射入之雷射光L作調變，並將其相對於水平方向而朝向斜上方反射。
如圖8中所示一般，反射型空間光調變器 203，係將矽基板213、和驅動電路層914、和複數之像素電極214、和介電質多層膜反射鏡等之反射膜215、和配向膜999a、和液晶層216、和配向膜999b、和透明導電膜217、以及玻璃基板等之透明基板218，依照上述順序而作層積來構成之。
透明基板218，係具備有沿著XY平面之表面 218a，該表面218a，係構成反射型空間光調變器203之表面。透明基板218，例如係由玻璃等之光透過性材料所成，並使從反射型空間光調變器203之表面218a所射入 的特定波長之雷射光L，透射至反射型空間光調變器203之內部。透明導電膜217，係被形成於透明基板218之背面上，並由使雷射光L透過之導電性材料(例如ITO)所成。
複數之像素電極214，係沿著透明導電膜217 而被以矩陣狀來配列在矽基板213上。各像素電極214，例如係由鋁等之金屬材料所成，此些之表面214a，係被加工為平坦且平滑。複數之像素電極214，係藉由被設置在驅動電路層914處之主動矩陣電路而被作驅動。
主動矩陣電路，係被設置在複數之像素電極 214和矽基板213之間，並因應於欲從反射型空間光調變器203而輸出之光像，來控制對於各像素電極214所施加之電壓。此種主動矩陣電路，例如係具備有未圖示之對於在X軸方向上作並排之各像素列的施加電壓作控制之第1驅動電路、和對於在Y軸方向上作並排之各像素列的施加電壓作控制之第2驅動電路，並構成為以控制部250(參考圖7)來藉由雙方之驅動電路來對於被指定的像素之像素電極214施加特定之電壓。
配向膜999a、999b，係被配置在液晶層216 之兩端面處，並使液晶分子群配列在一定之方向上。配向膜999a、999b，例如係由聚醯亞胺等之高分子材料所成並且對於與液晶層216之間的接觸面而施加有摩擦(rubbing)處理等。
液晶層216，係被配置在複數之像素電極214 和透明導電膜217之間，並因應於藉由各像素電極214和透明導電膜217所形成的電場，來使雷射光L調變。亦即是，若是藉由驅動電路層914之主動矩陣電路來對於各像素電極214施加電壓，則在透明導電膜217和各像素電極214之間係被形成有電場，因應於被形成於液晶層216處之電場的大小，液晶分子216a之配列方向係改變。而，若是使雷射光L透過透明基板218以及透明導電膜217並射入至液晶層216中，則此雷射光L，係成為在通過液晶層216的期間中，藉由液晶分子216a而被作調變，並在反射膜215處而被反射，之後，再度藉由液晶層216而被作調變，之後再射出。
此時，係藉由控制部250(參考圖7)來對於被 施加於各像素電極214處的電壓作控制，因應於該電壓，在液晶層216處，被透明導電膜217和各像素電極214所包夾的部分之折射率係改變(與各像素相對應的位置處之液晶層216的折射率係改變)。藉由此折射率之改變，係能夠因應於所施加的電壓來使雷射光L之相位在液晶層216之各像素的每一者處而分別改變。亦即是，係能夠將與全像圖圖案相對應的相位調變，藉由液晶層216來對於各像素之每一者而分別作賦予(亦即是，將賦予調變之作為全像圖圖案的調變圖案顯示於反射型空間光調變器203之液晶層216處)。其結果，射入至調變圖案中並透過的雷射光L，其波面係被作調整，在構成該雷射光L之各光線中的與前進方向相正交之特定方向的成分之相位中，係 產生有偏移。故而，藉由對於顯示在反射型空間光調變器203上之調變圖案適宜作設定，係成為能夠使雷射光L調變(例如，使雷射光L之強度、振幅、相位、偏光等作調變)。
回到圖7，4f光學系241，係為對於藉由反射 型空間光調變器203而作了調變的雷射光L之波面形狀作調整者，並具備有第1透鏡241a以及第2透鏡241b。透鏡241a、241b，係以使反射型空間光調變器203和第1透鏡241a之間的距離成為第1透鏡241a之焦距f1，並使集光光學系204和透鏡241b之間的距離成為透鏡241b之焦距f2，並使第1透鏡241a和第2透鏡241b之間的距離成為f1+f2，且使第1透鏡241a和第2透鏡241b成為兩側遠心光學系的方式，來配置在反射型空間光調變器203和集光光學系204之間。若依據此4f光學系241，則係能夠對於藉由反射型空間光調變器203而被作了調變的雷射光L由於在空間中傳播一事而使得波面形狀改變並使像差增大的情形作抑制。
集光光學系204，係為將藉由雷射光源202所 射出並藉由反射型空間光調變器203而作了調變的雷射光L集光於加工對象物1之內部者。此集光光學系204，係包含複數之透鏡而構成，並經由包含壓電元件等所構成之驅動單元232，而被設置在框體231之底板233處。
在如同上述一般所構成的雷射加工裝置300 中，從雷射光源202所射出之雷射光L，係在框體231內 於水平方向上前進，之後，藉由反射鏡205a而被朝向下方反射，並藉由衰減器207而使光強度被作調整。之後，係藉由反射鏡205b而被朝向水平方向作反射，並藉由束等化器260而使雷射光L之強度分布被均一化，再射入至反射型空間光調變器203處。
射入至反射型空間光調變器203中之雷射光 L，係藉由透過被顯示在液晶層216處的調變圖案一事，而因應於該調變圖案而被作調變，之後，係藉由反射鏡206a而被朝向上方反射，並藉由λ/2波長板228而使偏光方向被作變更，再藉由反射鏡206b而被朝向水平方向反射，並射入至4f光學系241中。
射入至4f光學系241中之雷射光L，係以會 以平行光來射入至集光光學系204中的方式，而使波面形狀被作調整。具體而言，雷射光L，係透過第1透鏡241a並收斂，再藉由反射鏡219而被朝向下方反射，並經過共焦點O而輻散，並且透過第2透鏡241b，而以成為平行光的方式而再度收斂。之後，雷射光L，係依序透過二向分光鏡210、238，並射入至集光光學系204中，而藉由集光光學系204來集光於被載置在平台111上之加工對象物1內。
又，雷射加工裝置300，係於框體231內，具 備有用以對於加工對象物1之雷射光射入面作觀察的表面觀察單元211、和用以對於集光光學系204和加工對象物1之間的距離進行微調整的AF(AutoFocus)單元212。
表面觀察單元211，係具備有射出可視光VL1 之觀察用光源211a、和受光在加工對象物1之雷射光射入面處而被作了反射的可視光VL1之反射光VL2並將其檢測出來的檢測器211b。在表面觀察單元211處，從觀察用光源211a所射出的可視光VL1，係在反射鏡208以及二向分光鏡209、210、238處被作反射、透過，並藉由集光光學系204而被朝向加工對象物1作集光。又，在加工對象物1之雷射光射入面處而被作了反射的反射光VL2，係在藉由集光光學系204而被作集光並且在二向分光鏡238、210處被作透過、反射之後，透過二向分光鏡209並在檢測器211b處被受光。
AF單元212，係射出AF用雷射光LB1，並藉 由將被雷射光射入面所反射之AF用雷射光LB1的反射光LB2檢測出來，來取得沿著切斷預定線5之雷射光射入面的位移資料。之後，AF單元212，係在形成改質區域7時，藉由根據所取得的位移資料來對於驅動單元232作驅動，來以沿著雷射光射入面之起伏的方式而使集光光學系204於其之光軸方向上作往返移動。
進而，雷射加工裝置300，係作為用以對於該 雷射加工裝置300作控制者，而具備有由CPU、ROM、RAM等所成之控制部250。此控制部250，係對於雷射光源202作控制，並對於從雷射光源202所射出的雷射光L之輸出和脈衝寬幅等作控制。又，控制部205，在形成改質區域7時，係以使雷射光L之集光點P位於從加工對象 物1之表面3或者是背面21起而離開特定之距離的位置處，並且使雷射光L之集光點P沿著切斷預定線5來作相對性移動的方式，而對於框體231、平台111之位置以及驅動單元232之驅動的至少一者作控制。
又，控制部205，在形成改質區域7時，係對 於在反射型空間光調變器203中之各像素電極214施加特定電壓，並在液晶層216上顯示特定之調變圖案，藉由此，來藉由反射型空間光調變器203而將雷射光L作所期望的調變。於此，被顯示在液晶層216處之調變圖案，例如，係基於想要形成改質區域7之位置、所照射之雷射光L之波長、加工對象物1之材料、以及集光光學系204和加工對象物1之折射率等，而預先被導出，並記憶在控制部250中。此調變圖案，係包含有用以對於在雷射加工裝置300處所產生的個體差異(例如，在反射型空間光調變器203之液晶層216處所產生的形變)作修正之個體差異修正圖案、用以對於球面像差作修正之球面像差修正圖案等。如此這般，控制部250以及反射型空間光調變器203，係作為用以針對起因於將雷射光L集光於加工對象物1處一事而在集光位置處所產生的像差作調整之像差調整部而起作用。
成為在如同上述一般所構成的雷射加工裝置 300處所實施之雷射加工方法之對象的加工對象物1，係如同圖9中所示一般，具備有例如由矽等所成之基板11、和被形成在基板11之表面11a處的複數之功能元件 15。複數之功能元件15，係被以矩陣狀來配列在基板11之表面11a上，並包含有配線16。如此這般，加工對象物1，係為於其之表面(第1表面)3處被設置有包含配線16之複數之功能元件15者。另外，功能元件15，係為光二極體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、或者是作為電路所形成之電路元件等。
在雷射加工裝置300處所實施之雷射加工方 法，係作為藉由將加工對象物1切斷為各功能元件15一事來製造出複數之晶片的晶片之製造方法來使用。因此，在該雷射加工方法中，係對於加工對象物1，而以通過相鄰之功能元件15之間的街道區域(區域)17的方式(當從加工對象物1之厚度方向來作觀察的情況時，係為以通過街道區域17之寬幅之中心的方式)，而以格子狀來設定有複數之切斷預定線5。之後，從身為基板11之背面11b的加工對象物1之背面(第2表面)21所射入之雷射光L，係被集光於加工對象物1處，並沿著各切斷預定線5而在加工對象物1處形成改質區域7。
以下，針對在雷射加工裝置300處所實施的 雷射加工方法，從技術背景起進行說明。如同在圖10(a)之上段處所示一般，若是並不對於在雷射光L之集光位置(預定進行改質區域之形成的位置)處所產生的像差進行修正，則起因於球面像差，沿著雷射光L之光軸的集光區域(構成雷射光L之各光線所被集光的區域)係會變長。另一方面，如同在圖10(b)之上段處所示一般，若是使用控制 部250以及反射型空間光調變器203來對於在雷射光L之集光位置處所產生的像差作修正，則雷射光L係被集光於集光點P處。而，如同在圖10(a)以及(b)之下段的加工對象物1之剖面照片中所示一般，在改質區域之形成時而從改質區域起所伸展至雷射光L之射入側以及其之相反側處的龜裂之長度，相較於並不對於像差作修正的情況，係以對於像差作了修正的情況時會變得較長。該龜裂之長度變長一事，由於係代表能夠將為了切斷加工對象物1所應對於1根的切斷預定線5而形成的改質區域之列數減少，因此，在謀求將加工所需之時間縮短化一事上，係為有利。
然而，亦得知了：若是對於在雷射光L之集 光位置處所產生的像差作修正，則如同在圖11(a)以及(b)之加工對象物1之平面照片中所示一般，會有在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處產生損傷D之情形。得到圖11(a)以及(b)之加工對象物1之平面照片時的實驗條件，係如下所述。
1.加工對象物
(1)在厚度250μm、結晶方位(100)之矽基板的表面上，形成厚度300Å之Au膜。
(2)在(a)的情況時，係以覆蓋切斷預定線5的方式來形成Au膜，在(b)的情況時，係以沿著切斷預定線5而形成寬幅15μm之街道區域的方式，來形成Au膜。
2.雷射光之照射條件
(1)將矽基板之背面作為雷射光射入面，並使雷射光之集光點合致於矽基板之表面(亦即是，矽基板與Au膜之間的界面近旁)，而以波長1080nm、反覆頻率80kHz、脈衝寬幅500ns、出口輸出1.2W、掃描速度(沿著切斷預定線5之集光點的相對性移動速度)300mm/s的條件，來照射了雷射光L。
對於此種損傷D之發生因素進行檢討。首 先，如同圖12中所示一般，損傷D，係在超過雷射光L之穿透光的寬幅之區域(穿透光之寬幅的外側之區域)處而發生。根據此，可以推測到，雷射光L之穿透光係並非為損傷D的發生因素。另外，圖12之下段，係為加工對象物1的平面照片。
又，如同在圖13之加工對象物1之平面照片 中所示一般，當在改質區域之形成時而從改質區域所伸展出的龜裂到達了加工對象物1之表面3處情況時，係發生有多數的損傷D。並且，若是該龜裂在加工對象物1之表面3處而蛇行，則係沿著該龜裂之蛇行而發生有損傷D。 根據此些事實，可以推測到，從改質區域所伸展出的龜裂，係為損傷D的發生因素之其中一者。得到圖13之加工對象物1之平面照片時的實驗條件，係如下所述。
1.加工對象物
(1)在厚度250μm、結晶方位(100)、電阻值1Ω‧cm之矽基板的表面上，形成厚度300Å之Au膜。
(2)以覆蓋切斷預定線5的方式來形成Au膜。
2.雷射光之照射條件
(1)將矽基板之背面作為雷射光射入面，並使雷射光之集光點合致於矽基板之表面(亦即是，矽基板與Au膜之間的界面近旁)，而以波長1342nm、反覆頻率90kHz、脈衝寬幅90ns、出口輸出1.27W、掃描速度340mm/s的條件，來照射了雷射光L。
進而，如同在圖14(a)以及(b)之上段的加工對 象物1之剖面照片中所示一般，準備並未沿著切斷預定線5而預先形成有龜裂的加工對象物1、以及沿著切斷預定線5而預先形成有龜裂的加工對象物1，而並不對於在雷射光L之集光位置處所產生的像差進行修正地，來沿著切斷預定線5而對於個別的加工對象物1照射了雷射光L。 其結果，如同在圖14(a)以及(b)之下段的加工對象物1之平面照片中所示一般，相較於並未預先在加工對象物1處形成龜裂的情況時，係以預先在加工對象物1處形成有龜裂的情況時，會發生有多數的損傷D。
根據上述內容，可以推測到，作為損傷D的發生因素，係可列舉出以下之1~3。
1.當在沿著1根的切斷預定線5而形成了1列的改質區域之後，沿著該1根的切斷預定線5而形成另外1列之 改質區域的情況時，若是雷射光L之集光位置與已形成的1列之改質區域或者是從該改質區域而伸展出之龜裂相重疊，則在雷射光L之照射時，已形成的1列之改質區域或者是從該改質區域而伸展出之龜裂，係會如同鏡面一般地而作用，並對於雷射光L之一部分而引發反射、干涉、繞射、散射等，該雷射光L之一部分，係會被照射至超出雷射光L之穿透光的寬幅之區域處，其結果，該雷射光L之一部分係會被功能元件15之配線16等所吸收，並在配線16等處產生熔融。
2.若是此次之1個脈衝的雷射照射之集光位置與藉由前一次之1個脈衝的雷射照射所形成了的改質區域或者是從該改質區域而伸展出之龜裂相重疊，則在此次之1個脈衝的雷射照射時，藉由前一次之1個脈衝的雷射照射所形成之改質區域或者是從該改質區域而伸展出之龜裂，係會如同鏡面一般地而作用，並對於此次之1個脈衝的雷射照射之雷射光L之一部分而引發反射、干涉、繞射、散射等，該雷射光L之一部分，係會被照射至超出雷射光L之穿透光的寬幅之區域處，其結果，該雷射光L之一部分係會被功能元件15之配線16等所吸收，並在配線16等處產生熔融。
3.若是在藉由前一次之1個脈衝的雷射照射所形成了的改質區域而伸展出之龜裂到達了加工對象物1之表面3或背面21處的狀態下，而以使集光位置會與該龜裂相重疊的方式而進行此次之1個脈衝的雷射照射，則在此次之 1個脈衝的雷射照射時，藉由前一次之1個脈衝的雷射照射而到達了加工對象物1之表面3或背面21處的龜裂，係會如同鏡面一般地而作用，並對於此次之1個脈衝的雷射照射之雷射光L之一部分而引發反射、干涉、繞射、散射等，該雷射光L之一部分，係會被照射至超出雷射光L之穿透光的寬幅之區域處，其結果，該雷射光L之一部分係會被功能元件15之配線16等所吸收，並在配線16等處產生熔融。
因此，於在雷射加工裝置300處所實施的雷 射加工方法中，係如同圖15中所示一般，將當在從集光位置CP1而沿著雷射光L之光軸來朝向雷射光L之射入側而作了特定距離之偏移的位置CP0處來以會成為理想集光的方式而進行了像差修正的狀態下(於此情況，CP0係成為理想集光位置)，而集光於集光位置CP1處時所產生的像差，決定為基準像差。亦即是，係將當在從集光位置CP1而沿著雷射光L之光軸來朝向雷射光L之射入側而將理想集光位置CP0作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置CP1處的情況時所產生的像差，決定為基準像差。此基準像差，係被設定於控制部250處。另外，所謂集光位置CP1，係為預定進行改質區域之形成的位置，例如，係與預定要形成之改質區域中的與雷射光L之射入側相反側的端部之位置相對應。理想集光位置CP0，係為作了理想集光(亦即是，使像差作減輕直到成為近似於假定為並不存在媒介的情況時之集光狀態為止 時的集光狀態)的雷射光L之集光點的位置。
又，在雷射加工裝置300處所實施的雷射加 工方法中，當在最為接近身為與雷射光L之射入側成相反側的加工對象物1之表面3的第1區域處而形成改質區域的情況時，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作調整。又，在該雷射加工方法中，當在較第1區域而更為靠近身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21處的第2區域處而形成改質區域的情況時，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作調整。此些之像差的調整，係藉由控制部250以及反射型空間光調變器203來進行。另外，所謂集光長度，係指沿著雷射光L的光軸之集光區域(構成雷射光L之各光線所被集光的區域)的長度。又，所謂集光強度，係指在集光區域處之每單位面積的雷射光之強度。
藉由實驗來對於上述之基準像差作了檢討。 實驗條件，係如同下述一般。
1.加工對象物
(1)準備了厚度250μm、結晶方位(100)、電阻值1Ω‧cm之矽基板。
2.雷射光之照射條件
(1)根據下述之表1的條件來對於在雷射光L處之集光位置CP1以及理想集光位置CP0作調整，並以波長1080nm、反覆頻率80kHz、脈衝寬幅500ns、出口輸出1.2W、掃描速度300mm/s的條件，來照射了雷射光L。另外，在表1中，所謂「表面」，係指身為與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3，所謂「背面」，係指身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21。 又，所謂「偏移量」，係指從集光位置(亦即是，為了形成改質區域而想要集光之位置)起直到理想集光位置(亦即是，藉由像差修正而成為理想集光之集光位置)為止的距離，將集光位置CP1作為基準，並將理想集光位置CP0為朝向雷射光L之射入側作偏移的情況以「-」之數值來作表現，且將理想集光位置CP0為朝向與雷射光L之射入側相反側作偏移的情況以「+」之數值來作表現。
此實驗之結果，如同圖16以及圖17中所示 一般，係得知了：在理想集光位置CP0為朝向雷射光L之射入側而偏移的情況時，若是偏移量之絕對值成為較110μm而更小，則損傷D之寬幅係會變大，若是偏移量之 絕對值成為較140μm而更大，則損傷D之寬幅係會變小。另外，圖17，係為加工對象物1的平面照片，並分別身為表1之No.1~No.6之情況的結果。
故而，於此情況，在從集光位置CP1起而沿 著雷射光L之光軸來朝向雷射光L之射入側而將理想集光位置CP0作了偏移的狀態下，係只要將會使偏移量之絕對值成為110μm以上140μm以下的像差決定為基準像差即可。而，當在最為接近身為與雷射光L之射入側成相反側的加工對象物1之表面3的第1區域處而形成改質區域的情況時，係只要以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作調整即可。又，當在較第1區域而更為靠近身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21處的第2區域處而形成改質區域的情況時，係只要以會成為較基準像差之基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作調整即可。
又，如同圖18中所示一般，在從集光位置 CP1起而沿著雷射光L之光軸來朝向雷射光L之射入側而將理想集光位置CP0作了偏移的狀態下，於雷射光L處之集光長度，係若是偏移量之絕對值成為越大則會變得越長，於雷射光L處之集光強度，係若是偏移量之絕對值成為越大則會變得越弱。根據此，可以得知，當在最為接近 身為與雷射光L之射入側成相反側的加工對象物1之表面3的第1區域處而形成改質區域的情況時，係只要以會成為較基準像差之基準偏移量而更長之第1偏移量的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作調整即可。又，當在較第1區域而更為靠近身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21處的第2區域處而形成改質區域的情況時，係只要以會成為較基準像差之基準偏移量而更短之第2偏移量的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作調整即可。
接著，藉由實驗來對於上述之第1區域以及 第2區域作了檢討。實驗條件，係如同下述一般。
1.加工對象物
(1)準備了厚度250μm、結晶方位(100)、電阻值1Ω‧cm之矽基板。
2.雷射光之照射條件
(1)根據圖19中所示的條件來對於在雷射光L處之集光位置CP1以及理想集光位置CP0作調整，並以波長1080nm、反覆頻率80kHz、脈衝寬幅500ns、出口輸出1.2W、掃描速度300mm/s的條件，來照射了雷射光L。另外，在圖19中，所謂「表面」，係指身為與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3。又，所謂「第1加工條件」，係指以會成為較基準像差之基準集光長度而 更長的第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式來對於在集光位置CP1處所產生的像差作了調整後之條件，所謂「第2加工條件」，係指以會成為較基準像差之基準集光長度而更短的第2集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更強之第2集光強度的方式來對於在集光位置CP1處所產生的像差作了調整後之條件。
此實驗之結果，如同在圖19中所示一般，在 第2加工條件下，當從加工對象物1之表面3起直到集光位置CP1為止的距離為0μm的情況、以及該距離為20μm的情況時，係發生損傷D(亦即是，在加工對象物1之表面3的從切斷預定線5所離開的部分處所發生的損傷)，當從加工對象物1之表面3起直到集光位置CP1為止的距離為60μm的情況時，則並未發生損傷D。又，在第1加工條件下，不論是在何者的情況中，均並未發生有損傷D。另外，圖19，係為加工對象物1的平面照片。
故而，當在最為接近身為與雷射光L之射入 側成相反側的加工對象物1之表面3的第1區域處而形成改質區域的情況時，係只要採用第1加工條件(亦即是，以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作了調整的條件)，並且將第1區域設定於從加工對象物1之表面3起的距離為60μm以下的區域處即可。又，當在 較第1區域而更為靠近身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21處的第2區域處而形成改質區域的情況時，係只要採用第2加工條件(亦即是，以會成為較基準像差之基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來對於在集光位置CP1處所產生的像差作了調整的條件)，並且將第2區域設定於從加工對象物1之表面3起的距離為40μm以上的區域處即可。
根據上述內容，在雷射加工裝置300處所實 施的雷射加工方法中，首先，係如同圖20(a)中所示一般，以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來對於像差作調整，並藉由將雷射光L集光於加工對象物1處，而在最為接近身為與雷射光L之射入側成相反側的加工對象物1之表面3的第1區域處而形成改質區域7(第1工程)。接著，係如同圖20(b)中所示一般，以會成為較基準像差之基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來對於像差作調整，並藉由將雷射光L集光於加工對象物1處，而在較第1區域而更為靠近身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21處的第2區域處而形成改質區域7(第2工程)。
另外，第1區域，係以使當在第1區域處形 成改質區域7時從該改質區域7所朝向與雷射光L之射入 側相反側而伸展的龜裂不會到達加工對象物1之表面3處的方式，而被作設定。又，第2區域，係以不會與當在第1區域處形成改質區域7時從該改質區域7所朝向與雷射光L之射入側而伸展的龜裂相重疊的方式，而被作設定。
之後，在加工對象物1之背面21處貼附延展 膠帶，並使該延展膠帶擴張。藉由此，來使從沿著切斷預定線5所形成的改質區域7而朝向加工對象物1之厚度方向作了伸展的龜裂，到達加工對象物1之表面3以及背面21處，並藉由沿著切斷預定線5來將加工對象物1切斷為各個的功能元件15，而得到複數之晶片。
如同以上所說明一般，在雷射加工裝置300 以及於雷射加工裝置300處所實施的雷射加工方法中，係將當從集光位置CP1而沿著雷射光L之光軸來朝向雷射光L之射入側而將理想集光位置CP0作了特定距離之偏移的狀態下而在該集光位置CP1處所產生的像差，作為基準像差，並以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差，而將雷射光集光於加工對象物1處，藉由此，而在最為接近身為與雷射光L之射入側成相反側的加工對象物之表面3的第1區域處，形成改質區域7。藉由此，係能夠對於在與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處產生損傷D之情況作抑制。
又，係以會成為較基準像差之基準集光長度 而更短之第2集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來對於像差作調整，並藉由將雷射光L集光於加工對象物1處，而在較第1區域而更為靠近身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21處的第2區域處而形成改質區域7。藉由此，係能夠使從被形成於第2區域處之改質區域7起而伸展至表面3側以及背面21側的龜裂之長度增長，而能夠謀求加工所需之時間的縮短化。
又，在加工對象物1之表面3處，係被設置 有包含配線16之複數之功能元件15，切斷預定線5，係以會通過相鄰之功能元件15之間之街道區域17的方式而被作設定。藉由此，係能夠對於在被包含於功能元件15中之配線16處而發生損傷D的情形作抑制。
又，以會成為較基準像差之基準集光長度而 更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式來對於像差作了調整的第1區域，係被設定於與加工對象物1之表面3之間的距離為60μm以下之區域處。藉由此，係能夠對於在加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處產生損傷D之情況更加確實地作抑制，並且係能夠使從被形成於第1區域處之改質區域7起而伸展至加工對象物1之表面3側的龜裂沿著切斷預定線5而以良好精確度來到達加工對象物1之表面3處。
又，以會成為較基準像差之基準集光長度而 更短之第2集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更強之第2集光強度的方式來對於像差作了調整的第2區域，係被設定於與加工對象物1之表面3之間的距離為40μm以上之區域處。藉由此，係能夠對於在加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處產生損傷D之情況更加確實地作抑制，並且係能夠使從被形成於第2區域處之改質區域7起而伸展至表面3側以及背面21側的龜裂之長度增長。
又，當將在從集光位置CP1而沿著雷射光L 之光軸來朝向雷射光L之射入側而將理想集光位置CP0作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置CP1處的情況時所產生的像差決定為基準像差時，係將該特定距離設為110μm以上140μm以下。藉由此，係能夠適當地設定基準像差。
又，第1區域，係以使當在第1區域處形成 改質區域7時從該改質區域7所朝向與雷射光L之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達加工對象物1之表面3處的方式，而被作設定。又，第2區域，係以不會與當在第1區域處形成改質區域7時從該改質區域7所朝向與雷射光L之射入側而伸展的龜裂相重疊的方式，而被作設定。藉由此，當在第2區域處形成改質區域7時，由於已形成之龜裂如同鏡面一般而作用的情形係被作抑制，因此，係能夠對於在加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處產生損傷D之情況更加確實地作抑制。
另外，就算是在反射型空間光調變器203之 液晶層216處作為調變圖案而顯示錐鏡圖案並使雷射光L調變，亦如同圖21中所示一般，與使偏移量(亦即是，從集光位置CP1起而沿著雷射光L之光軸來朝向雷射光L之射入側而將理想集光位置CP0作了偏移的狀態下之「從集光位置起直到理想集光位置為止的距離」)變長的情況相同的，係能夠以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整像差。
圖22，係為針對利用有球面像差修正圖案的 實施例之結果和並未利用球面像差修正圖案的比較例之結果間的對比作展示之圖。圖22(a)之上段，係為由實施例所致之加工對象物1的剖面照片，圖22(a)之下段，係為由實施例所致之加工對象物1的平面照片。又，圖22(b)之上段，係為由比較例所致之加工對象物1的剖面照片，圖22(b)之下段，係為由比較例所致之加工對象物1的平面照片。實驗條件，係如同下述一般。
1.加工對象物
(1)準備了厚度250μm之矽基板。
2.雷射光之照射條件
(1)根據下述之表2中所示的條件來對於在雷射光L處之集光位置CP1以及理想集光位置CP0作調整，並以 波長1080nm、反覆頻率92kHz、脈衝寬幅500ns、加工能量15μJ、掃描速度345mm/s的條件，來照射了雷射光L。另外，在表2中，所謂「背面」，係指身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21。又，所謂「偏移量」，係指從集光位置起直到理想集光位置為止的距離，將集光位置CP1作為基準，並將理想集光位置CP0為朝向雷射光L之射入側作偏移的情況以「-」之數值來作表現，且將理想集光位置CP0為朝向與雷射光L之射入側相反側作偏移的情況以「+」之數值來作表現。
此實驗之結果，在利用有球面像差修正圖案 的實施例中，如同在圖22(a)之下段所示一般，在加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處，係並未產生損傷D。另一方面，在並未利用有球面像差修正圖案的比較例中，如同在圖22(b)之下段所示一般，在加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處，係產生有損傷D。
圖23，係為針對利用有錐鏡(AXICON LENS) 圖案的實施例之結果和並未利用錐鏡圖案的比較例之結果間的對比作展示之圖。圖23(a)之上段，係為由實施例所 致之加工對象物1的剖面照片，圖23(a)之下段，係為由實施例所致之加工對象物1的平面照片。又，圖23(b)之上段，係為由比較例所致之加工對象物1的剖面照片，圖23(b)之下段，係為由比較例所致之加工對象物1的平面照片。實驗條件，係如同下述一般。
1.加工對象物
(1)準備了厚度250μm之矽基板。
2.雷射光之照射條件
(1)根據下述之表3中所示的條件來對於在雷射光L處之集光位置CP1以及理想集光位置CP0作調整，並以波長1080nm、反覆頻率92kHz、脈衝寬幅500ns、加工能量15μJ、掃描速度345mm/s的條件，來照射了雷射光L。另外，在表3中，所謂「背面」，係指身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21。又，所謂「偏移量」，係指從集光位置起直到理想集光位置為止之距離。
此實驗之結果，在利用有錐鏡修正圖案的實 施例中，如同在圖23(a)之下段所示一般，在加工對象物1 之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處，係並未產生損傷D。另一方面，在並未利用有球面像差修正圖案的比較例中，如同在圖23(b)之下段所示一般，在加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處，係產生有損傷D。
圖24，係為對於針對加工能量作了調整的參考例之結果作展示之圖，並為加工對象物1之剖面照片。實驗條件，係如同下述一般。
1.加工對象物
(1)準備了厚度300μm之矽基板。
2.雷射光之照射條件
(1)根據下述之表4中所示的條件來對於在雷射光L處之集光位置CP1以及理想集光位置CP0還有加工能量作調整，並以波長1342nm、反覆頻率60kHz、脈衝寬幅60ns、掃描速度340mm/s的條件，來照射了雷射光L。另外，在表4中，所謂「背面」，係指身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21。又，所謂「偏移量」，係指從集光位置起直到理想集光位置為止之距離。
此實驗之結果，可以得知，為了對於在加工 對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開的部份處產生損傷D之情況作抑制，以下之事項係為有效。
(1)將用以在第1區域(和身為與雷射光L之射入側相反側的加工對象物1之表面3最為接近之第1區域)處形成改質區域7的加工能量，相較於用以在第2區域(較第1區域而更為靠近身為雷射光L之射入側的加工對象物1之背面21處的第2區域)處形成改質區域7的加工能量，而設為較小。
(2)將用以在第1區域處形成改質區域7的加工能量設為10μm以下。
(3)在被形成於第1區域處之改質區域7和被形成於第2區域處之改質區域7之間，係被形成有黑紋(參考圖24)。
(4)被形成於第1區域處之改質區域7和被形成於第2區域處之改質區域7，係相互分離有60μm以上之距離。
(5)當在第1區域處形成改質區域7時，從該改質區域7所伸展的龜裂係並不會到達加工對象物1之表面3處，當在第2區域處形成改質區域7時，龜裂係會到達加工對象物1之表面3處。
最後，針對改質區域7之形成順序作說明。 係亦可構成為：如同圖25(a)中所示一般，沿著切斷預定線5而在第1區域處形成改質區域7，之後，如同圖25(b)中所示一般，沿著切斷預定線5而在第2區域處形成改質區域7，之後，藉由使被貼附在加工對象物1之背面21 處的延展膠帶擴張，來如同圖25(c)中所示一般，使從沿著切斷預定線5所形成之改質區域7而在加工對象物1之厚度方向上作了伸展的龜裂，到達至加工對象物1之表面3以及背面21處。於此情況，當在第2區域處形成了改質區域7的時間點處，從被形成於第1區域處之改質區域起所伸展之龜裂和從被形成於第2區域處之改質區域7起所伸展之龜裂，係並未相連。另外，從改質區域7起而朝向加工對象物1之厚度方向作了伸展的龜裂，係會有於從當正在第2區域處形成改質區域7的途中起直到使延展膠帶擴張之前為止的期間中，而到達加工對象物1之表面3以及背面21處的情況。
又，係亦可構成為：如同圖26(a)中所示一 般，沿著切斷預定線5而在第1區域處形成改質區域7，之後，如同圖26(b)中所示一般，沿著切斷預定線5而在第2區域處形成改質區域7，之後，藉由使被貼附在加工對象物1之背面21處的延展膠帶擴張，來如同圖26(c)中所示一般，使從沿著切斷預定線5所形成之改質區域7而在加工對象物1之厚度方向上作了伸展的龜裂，到達至加工對象物1之表面3以及背面21處。於此情況，當在第2區域處形成了改質區域7的時間點處，從被形成於第1區域處之改質區域起所伸展之龜裂和從被形成於第2區域處之改質區域7起所伸展之龜裂，係相互連接。另外，從改質區域7起而朝向加工對象物1之厚度方向作了伸展的龜裂，係會有於從當正在第2區域處形成改質區域7的途 中起直到使延展膠帶擴張之前為止的期間中，而到達加工對象物1之表面3以及背面21處的情況。
又，係亦可構成為：使用反射型空間光調變 器203，而將雷射光L分成第1區域和第2區域並同時集光，而如同圖27(a)中所示一般，沿著切斷預定線5而在第1區域以及第2區域處同時形成改質區域7，之後，藉由使被貼附在加工對象物1之背面21處的延展膠帶擴張，來如同圖27(b)中所示一般，使從沿著切斷預定線5所形成之改質區域7而在加工對象物1之厚度方向上作了伸展的龜裂，到達至加工對象物1之表面3以及背面21處。於此情況，當在第1區域以及第2區域處形成了改質區域7的時間點處，從被形成於第1區域處之改質區域起所伸展之龜裂和從被形成於第2區域處之改質區域7起所伸展之龜裂，係並未相連。另外，從改質區域7起而朝向加工對象物1之厚度方向作了伸展的龜裂，係會有於從當正在第1區域以及第2區域處形成改質區域7的途中起直到使延展膠帶擴張之前為止的期間中，而到達加工對象物1之表面3以及背面21處的情況。
又，係亦可構成為：使用反射型空間光調變 器203，而將雷射光L分成第1區域和第2區域並同時集光，而如同圖28(a)中所示一般，沿著切斷預定線5而在第1區域以及第2區域處同時形成改質區域7，之後，藉由使被貼附在加工對象物1之背面21處的延展膠帶擴張，來如同圖28(b)中所示一般，使從沿著切斷預定線5 所形成之改質區域7而在加工對象物1之厚度方向上作了伸展的龜裂，到達至加工對象物1之表面3以及背面21處。於此情況，當在第1區域以及第2區域處形成了改質區域7的時間點處，從被形成於第1區域處之改質區域起所伸展之龜裂和從被形成於第2區域處之改質區域7起所伸展之龜裂，係相互連接。另外，從改質區域7起而朝向加工對象物1之厚度方向作了伸展的龜裂，係會有於從當正在第1區域以及第2區域處形成改質區域7的途中起直到使延展膠帶擴張之前為止的期間中，而到達加工對象物1之表面3以及背面21處的情況。
以上，雖係針對本發明之其中一個實施形態 作了說明，但是，本發明係並不被限定於上述之實施形態。例如，就算是在對於1根的切斷預定線5而形成1列的改質區域7的情況時，亦同樣的，當在和身為與雷射光L之射入側成相反側的加工對象物之表面3起的距離係為特定距離以下的第1區域處而形成改質區域7的情況時，若是以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來對於像差作調整，則係能夠對於在加工對象物1之表面3處而於從切斷預定線5所離開了的部分處產生損傷D的情形作抑制。
又，加工對象物1之構成以及材料，係並不 被限定於上述之內容。作為其中一例，基板11，係亦可為矽基板以外之半導體基板、藍寶石基板、SiC基板、玻 璃基板(強化玻璃基板)、透明絕緣基板等。
[產業上之利用可能性]
若依據本發明，則係成為能夠提供一種可對於在與雷射光之射入側相反側的加工對象物之表面處而於從切斷預定線所離開的部份處產生損傷之情況作抑制的雷射加工裝置及雷射加工方法。

Claims (34)

  1. 一種雷射加工裝置，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在前述加工對象物處形成改質區域之雷射加工裝置，其特徵為，係具備有：雷射光源，係射出前述雷射光；和集光光學系，係將藉由前述雷射光源所射出之前述雷射光集光於前述加工對象物處；和像差調整部，係對起因於將前述雷射光集光於前述加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，前述像差調整部，係將當依據從前述集光位置而沿著前述雷射光之光軸來朝向前述雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的前述像差，作為基準像差，當在最為接近身為與前述雷射光之射入側成相反側的前述加工對象物之第1表面的第1區域處而形成前述改質區域的情況時，係以會成為較前述基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較前述基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整前述像差，當在較前述第1區域而更為接近身為前述雷射光之射入側的前述加工對象物之第2表面的第2區域處而形成前述改質區域的情況時，係以會成為較前述基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較前述基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來調整前述像差，前述集光位置係為預定形成前述改質區域之位置，前述理想集光位置係為進行了理想集光之前述雷射光的集光點的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之雷射加工裝置，其中，在前述第1表面處，係被設置有包含配線之複數之功能元件，前述切斷預定線，係以會通過相鄰之前述功能元件之間之區域的方式而被作設定。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之雷射加工裝置，其中，前述第1區域，係被設定為與前述第1表面間之距離為60μm以下之區域。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之雷射加工裝置，其中，前述第2區域，係被設定為與前述第1表面間之距離為40μm以上之區域。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之雷射加工裝置，其中，前述特定距離，係為110μm以上140μm以下。
  6. 如申請專利範圍第3項所記載之雷射加工裝置，其中，前述特定距離，係為110μm以上140μm以下。
  7. 如申請專利範圍第4項所記載之雷射加工裝置，其中，前述特定距離，係為110μm以上140μm以下。
  8. 一種雷射加工裝置，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在前述加工對象物處形成改質區域之雷射加工裝置，其特徵為，係具備有：雷射光源，係射出前述雷射光；和集光光學系，係將藉由前述雷射光源所射出之前述雷射光集光於前述加工對象物處；和像差調整部，係對起因於將前述雷射光集光於前述加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，前述像差調整部，係將當依據從前述集光位置而沿著前述雷射光之光軸來朝向前述雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的前述像差，作為基準像差，當在和身為與前述雷射光之射入側成相反側的前述加工對象物之第1表面之間的距離為特定距離以下的第1區域處而形成前述改質區域的情況時，係以會成為較前述基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較前述基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整前述像差，前述集光位置係為預定形成前述改質區域之位置，前述理想集光位置係為進行了理想集光之前述雷射光的集光點的位置。
  9. 一種雷射加工方法，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在前述加工對象物處形成改質區域之雷射加工方法，其特徵為，係包含有：第1工程，係對起因於將前述雷射光集光於前述加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，並藉由將前述雷射光集光於前述加工對象物處，來在最為接近於身為與前述雷射光之射入側成相反側的前述加工對象物之第1表面的第1區域處，形成前述改質區域；和第2工程，係對於在前述集光位置處所產生的前述像差作調整，並藉由將前述雷射光集光於前述加工對象物處，而在相較於前述第1區域而更為接近身為前述雷射光之射入側的前述加工對象物之第2表面之第2區域處，形成前述改質區域，在前述第1工程中，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較前述基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整前述像差，在前述第2工程中，係以會成為較前述基準集光長度而更短之第2集光長度並且會成為較前述基準集光強度而更強之第2集光強度的方式，來調整前述像差，該基準像差，係為當以在從前述集光位置起而沿著前述雷射光之光軸來朝向前述雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差，前述集光位置係為預定形成前述改質區域之位置，前述理想集光位置係為進行了理想集光之前述雷射光的集光點的位置。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之雷射加工方法，其中，在前述第1表面處，係被設置有包含配線之複數之功能元件，前述切斷預定線，係以會通過相鄰之前述功能元件之間之區域的方式而被作設定。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所記載之雷射加工方法，其中，前述第1區域，係被設定為與前述第1表面間之距離為60μm以下之區域。
  12. 如申請專利範圍第9項或第10項所記載之雷射加工方法，其中，前述第2區域，係被設定為與前述第1表面間之距離為40μm以上之區域。
  13. 如申請專利範圍第9項或第10項所記載之雷射加工方法，其中，前述特定距離，係為110μm以上140μm以下。
  14. 如申請專利範圍第11項所記載之雷射加工方法，其中，前述特定距離，係為110μm以上140μm以下。
  15. 如申請專利範圍第12項所記載之雷射加工方法，其中，前述特定距離，係為110μm以上140μm以下。
  16. 如申請專利範圍第9項或第10項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第1區域，係以使在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向與前述雷射光之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達前述第1表面處的方式，而被作設定。
  17. 如申請專利範圍第11項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第1區域，係以使在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向與前述雷射光之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達前述第1表面處的方式，而被作設定。
  18. 如申請專利範圍第12項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第1區域，係以使在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向與前述雷射光之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達前述第1表面處的方式，而被作設定。
  19. 如申請專利範圍第13項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第1區域，係以使在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向與前述雷射光之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達前述第1表面處的方式，而被作設定。
  20. 如申請專利範圍第14項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第1區域，係以使在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向與前述雷射光之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達前述第1表面處的方式，而被作設定。
  21. 如申請專利範圍第15項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第1區域，係以使在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向與前述雷射光之射入側相反側而伸展的龜裂不會到達前述第1表面處的方式，而被作設定。
  22. 如申請專利範圍第9項或第10項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  23. 如申請專利範圍第11項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  24. 如申請專利範圍第12項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  25. 如申請專利範圍第13項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  26. 如申請專利範圍第14項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  27. 如申請專利範圍第15項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  28. 如申請專利範圍第16項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  29. 如申請專利範圍第17項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  30. 如申請專利範圍第18項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  31. 如申請專利範圍第19項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  32. 如申請專利範圍第20項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  33. 如申請專利範圍第21項所記載之雷射加工方法，其中，當在實施了前述第1工程之後而實施前述第2工程的情況時，前述第2區域，係以不會與在前述第1工程中而從前述改質區域所朝向前述雷射光之射入側而伸展的龜裂相互重疊的方式，而被作設定。
  34. 一種雷射加工方法，係為藉由將雷射光集光於加工對象物處而沿著切斷預定線來在前述加工對象物處形成改質區域之雷射加工方法，其特徵為，係包含有：第1工程，係對起因於將前述雷射光集光於前述加工對象物處一事而在集光位置處所產生之像差作調整，並藉由將前述雷射光集光於前述加工對象物處，來在和身為與前述雷射光之射入側成相反側的前述加工對象物之第1表面之間的距離為特定距離以下的第1區域處而形成前述改質區域，在前述第1工程中，係以會成為較基準像差之基準集光長度而更長之第1集光長度並且會成為較前述基準像差之基準集光強度而更弱之第1集光強度的方式，來調整前述像差，該基準像差，係為當以在從前述集光位置起而沿著前述雷射光之光軸來朝向前述雷射光之射入側而將理想集光位置作了特定距離之偏移的狀態下之像差修正量來集光於該集光位置處的情況時所產生的像差，前述集光位置係為預定形成前述改質區域之位置，前述理想集光位置係為進行了理想集光之前述雷射光的集光點的位置。
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