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KR20210082487A - 레이저 가공 방법 - Google Patents

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KR20210082487A
KR20210082487A KR1020217015676A KR20217015676A KR20210082487A KR 20210082487 A KR20210082487 A KR 20210082487A KR 1020217015676 A KR1020217015676 A KR 1020217015676A KR 20217015676 A KR20217015676 A KR 20217015676A KR 20210082487 A KR20210082487 A KR 20210082487A
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준지 오쿠마
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

레이저 가공 방법은, 표면측에 기능 소자층을 가지는 대상물에 대해서, 대상물의 이면으로부터, 라인을 따라서 펄스 레이저광을 조사하는 레이저광 조사 공정을 구비한다. 레이저광 조사 공정은, 라인을 따라서 제1 펄스 레이저광을 기능 소자층에 조사하여, 라인을 따라서 약화 영역을 기능 소자층에 형성하는 제1 공정과, 라인을 따라서, 제1 펄스 레이저광에 대해서 후행하도록 제2 펄스 레이저광을 대상물의 내부에 조사하여, 라인을 따라서 표면에 이르는 균열을 대상물에 형성하는 제2 공정을 가진다. 제1 펄스 레이저광의 펄스 폭은, 제2 펄스 레이저광의 펄스 폭보다도 짧다.

Description

레이저 가공 방법
본 발명의 일 측면은, 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
레이저 가공 방법에 관한 기술로서, 특허 문헌 1에는, 워크(work)를 유지하는 유지 기구와, 유지 기구에 유지된 워크에 레이저광을 조사하는 레이저 조사 기구를 구비하는 레이저 가공 장치가 기재되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치에서는, 집광 렌즈를 가지는 레이저 조사 기구가 베이스에 대해서 고정되어 있고, 집광 렌즈의 광축에 수직인 방향을 따른 워크의 이동이 유지 기구에 의해서 실시된다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 제5456510호 공보
상술의 기술에서는, 표면측에 기능 소자층을 가지는 대상물을 가공 대상으로 하는 경우, 해당 대상물의 표면에 이르는(노출되는) 균열을 형성하기 어려워질 가능성이 있어, 대상물을 라인을 따라서 정밀도 좋게 절단하는 것이 곤란해진다.
본 발명의 일 측면은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 대상물을 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능한 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 관한 레이저 가공 방법은, 표면측에 기능 소자층을 가지는 대상물에 대해서, 대상물의 이면으로부터, 라인을 따라서 펄스 레이저광을 조사하는 레이저광 조사 공정을 구비하며, 레이저광 조사 공정은, 라인을 따라서 제1 펄스 레이저광을 기능 소자층에 조사하여, 라인을 따라서 약화(弱化) 영역을 기능 소자층에 형성하는 제1 공정과, 라인을 따라서, 제1 펄스 레이저광에 대해서 후행하도록 제2 펄스 레이저광을 대상물의 내부에 조사하여, 라인을 따라서 표면에 이르는 균열을 대상물에 형성하는 제2 공정을 가지며, 제1 펄스 레이저광의 펄스 폭은, 제2 펄스 레이저광의 펄스 폭보다도 짧다.
이 레이저 가공 방법에서는, 제1 펄스 레이저광을 기능 소자층에 조사하는 것에 의해, 기능 소자층을 약화시켜, 기능 소자층에 약화 영역을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 펄스 레이저광의 조사 후에 제2 펄스 레이저광을 조사함으로써, 해당 약화 영역을 이용하여, 대상물에서 기능 소자층측의 표면에 이르는 균열(이하, 「하프 컷」이라고도 함)을, 라인을 따라서 확실히 형성할 수 있다. 대상물을 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일 측면에 관한 레이저 가공 방법에서는, 제1 펄스 레이저광의 펄스 피치는, 제2 펄스 레이저광의 펄스 피치보다도 짧아도 괜찮다. 이 경우, 제1 펄스 레이저광의 기능 소자층으로의 조사에 의해, 기능 소자층에 약화 영역을 확실히 형성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 관한 레이저 가공 방법에서는, 기능 소자층은, 보호막, 저유전률막 및 메탈층 중 적어도 어느 하나를 포함하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 기능 소자층측의 표면에는 하프 컷을 특히 형성하는 것이 어렵기 때문에, 하프 컷을 확실히 형성할 수 있는 상기 작용 효과는 특히 유효하다.
본 발명의 일 측면에 관한 레이저 가공 방법에서는, 제1 공정에서, 제1 펄스 레이저광의 집광 위치는, 기능 소자층에 대해서 펄스 레이저광의 입사측과 반대측으로 떨어진 위치, 대상물의 내부의 위치, 또는, 기능 소자층의 내부의 위치라도 괜찮다. 이 경우, 제1 펄스 레이저광의 기능 소자층으로의 조사에 의해, 기능 소자층에 약화 영역을 확실히 형성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 관한 레이저 가공 방법에서는, 대상물의 표면에는, 보호 테이프 또는 보호 기재가 붙여져 있어도 괜찮다. 보호 테이프 또는 보호 기재에 의해, 대상물에서의 표면측의 기능 소자층을 보호할 수 있음과 아울러, 기능 소자층에 약화 영역을 형성할 때에 생길 수 있는 가공 부차물이 비산(飛散)하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 관한 레이저 가공 방법에서는, 제1 공정에서는, 제1 펄스 레이저광을 제1 레이저 가공 헤드로부터 조사함과 아울러, 해당 제1 레이저 가공 헤드를 라인을 따라서 이동시키고, 제2 공정에서는, 제2 펄스 레이저광을 제2 레이저 가공 헤드로부터 조사함과 아울러, 해당 제2 레이저 가공 헤드를 해당 제1 레이저 가공 헤드에 추종하도록 라인을 따라서 이동시켜도 괜찮다. 이 경우, 약화 영역의 형성 및 해당 약화 영역을 이용한 하프 컷의 형성을, 효율 좋게 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일 측면에 관한 레이저 가공 방법은, 표면측에 기능 소자층을 가지는 대상물에 대해서, 상기 대상물의 이면으로부터, 라인을 따라서 펄스 레이저광을 조사하는 레이저광 조사 공정을 구비하며, 상기 레이저광 조사 공정은, 상기 라인을 따라서 제1 펄스 레이저광을 상기 기능 소자층에 조사하여, 상기 라인을 따라서 약화 영역을 상기 기능 소자층에 형성하는 제1 공정과, 상기 라인을 따라서, 상기 제1 펄스 레이저광에 대해서 후행하도록 제2 펄스 레이저광을 상기 대상물의 내부에 조사하는 제2 공정을 가지며, 상기 제1 펄스 레이저광의 펄스 폭은, 상기 제2 펄스 레이저광의 펄스 폭보다도 짧다.
이 레이저 가공 방법에서도, 제1 펄스 레이저광을 기능 소자층에 조사하는 것에 의해, 기능 소자층을 약화시켜, 기능 소자층에 약화 영역을 형성할 수 있다. 따라서, 제2 펄스 레이저광을 조사함으로써, 해당 약화 영역을 이용하여, 라인을 따라서 대상물을 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 대상물을 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능한 레이저 가공 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은, 일 실시 형태의 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는, 도 1에 나타내어지는 레이저 가공 장치의 일부분의 정면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내어지는 레이저 가공 장치의 레이저 가공 헤드의 정면도이다.
도 4는, 도 3에 나타내어지는 레이저 가공 헤드의 측면도이다.
도 5는, 도 3에 나타내어지는 레이저 가공 헤드의 광학계의 구성도이다.
도 6의 (a)는, 도 1에 나타내어지는 레이저 가공 장치에 의해 실시되는 레이저 가공의 예를 설명하기 위한 대상물의 측단면도이고, 도 6의 (b)는, 도 6의 (a)에 이어서 나타내는 대상물의 측단면도이다.
도 7은, 도 6의 (b)에 이어서 나타내는 대상물의 측단면도이다.
도 8의 (a)는, 레이저광 조사 공정의 상세를 설명하는 대상물의 측단면도이고, 도 8의 (b)는, 도 8의 (a)에 이어서 나타내는 대상물의 측단면도이다. 도 8의 (c)는, 도 8의 (b)에 이어서 나타내는 대상물의 측단면도이다.
도 9의 (a)는, 제1 레이저광의 집광 위치의 다른 예를 나타내는 대상물의 측단면도이고, 도 9의 (b)는, 제1 레이저광의 집광 위치의 또 다른 예를 나타내는 대상물의 측단면도이다.
도 10은, 변형예의 레이저 가공 헤드의 광학계의 구성도이다.
도 11은, 변형예의 레이저 가공 장치의 일부분의 정면도이다.
도 12는, 변형예의 레이저 가공 장치의 사시도이다.
이하, 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
[레이저 가공 장치의 구성]
도 1에 나타내어지는 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)는, 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법을 실시한다. 레이저 가공 장치(1)는, 복수의 이동 기구(5, 6)와, 지지부(7)와, 1쌍의 레이저 가공 헤드(제1 레이저 가공 헤드, 제2 레이저 가공 헤드)(10A, 10B)와, 광원 유닛(8)과, 제어부(9)를 구비하고 있다. 이하, 제1 방향을 X방향, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 Y방향, 제1 방향 및 제2 방향에 수직인 제3 방향을 Z방향이라고 한다. 본 실시 형태에서는, X방향 및 Y방향은 수평 방향이며, Z방향은 연직 방향이다.
이동 기구(5)는, 고정부(51)와, 이동부(53)와, 장착부(55)를 가지고 있다. 고정부(51)는, 장치 프레임(1a)에 장착되어 있다. 이동부(53)는, 고정부(51)에 마련된 레일에 장착되어 있고, Y방향을 따라서 이동할 수 있다. 장착부(55)는, 이동부(53)에 마련된 레일에 장착되어 있고, X방향을 따라서 이동할 수 있다.
이동 기구(6)는, 고정부(61)와, 1쌍의 이동부(제1 이동부, 제2 이동부)(63, 64)와, 1쌍의 장착부(제1 장착부, 제2 장착부)(65, 66)를 가지고 있다. 고정부(61)는, 장치 프레임(1a)에 장착되어 있다. 1쌍의 이동부(63, 64) 각각은, 고정부(61)에 마련된 레일에 장착되어 있고, 각각이 독립하여, Y방향을 따라서 이동할 수 있다. 장착부(65)는, 이동부(63)에 마련된 레일에 장착되어 있고, Z방향을 따라서 이동할 수 있다. 장착부(66)는, 이동부(64)에 마련된 레일에 장착되어 있고, Z방향을 따라서 이동할 수 있다. 즉, 장치 프레임(1a)에 대해서는, 1쌍의 장착부(65, 66) 각각이, Y방향 및 Z방향 각각을 따라 이동할 수 있다.
지지부(7)는, 이동 기구(5)의 장착부(55)에 마련된 회전축에 장착되어 있고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전할 수 있다. 즉, 지지부(7)는, X방향 및 Y방향 각각을 따라 이동할 수 있고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전할 수 있다. 지지부(7)는, 대상물(100)을 지지한다. 대상물(100)은, 예를 들면, 웨이퍼이다.
도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 레이저 가공 헤드(10A)는, 이동 기구(6)의 장착부(65)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10A)는, Z방향에서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광(L1)(「제1 레이저광(L1)」이라고도 칭함)을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10B)는, 이동 기구(6)의 장착부(66)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)는, Z방향에서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광(L2)(「제2 레이저광(L2)」이라고도 칭함)을 조사한다.
광원 유닛(8)은, 1쌍의 광원(81, 82)을 가지고 있다. 광원(81)은, 레이저광(L1)을 출력한다. 레이저광(L1)은, 광원(81)의 출사부(81a)로부터 출사되고, 광 파이버(2)에 의해서 레이저 가공 헤드(10A)에 도광된다. 광원(82)은, 레이저광(L2)을 출력한다. 레이저광(L2)은, 광원(82)의 출사부(82a)로부터 출사되고, 다른 광 파이버(2)에 의해서 레이저 가공 헤드(10B)에 도광된다.
제어부(9)는, 레이저 가공 장치(1)의 각 부(部)(복수의 이동 기구(5, 6), 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B), 및 광원 유닛(8) 등)를 제어한다. 제어부(9)는, 프로세서, 메모리, 스토리지 및 통신 디바이스 등을 포함하는 컴퓨터 장치로서 구성되어 있다. 제어부(9)에서는, 메모리 등에 읽어넣어진 소프트웨어(프로그램)가, 프로세서에 의해서 실행되고, 메모리 및 스토리지에서의 데이터의 읽어냄 및 쓰기, 그리고 통신 디바이스에 의한 통신이, 프로세서에 의해서 제어된다. 이것에 의해, 제어부(9)는, 각종 기능을 실현한다.
이상과 같이 구성된 레이저 가공 장치(1)에 의한 가공의 일 예에 대해 설명한다. 해당 가공의 일 예는, 웨이퍼인 대상물(100)을 복수의 칩으로 절단하기 위해서, 격자 모양으로 설정된 복수의 라인 각각을 따라 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성하는 예이다.
먼저, 대상물(100)을 지지하고 있는 지지부(7)가 Z방향에서 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)와 대향하도록, 이동 기구(5)가, X방향 및 Y방향 각각을 따라 지지부(7)를 이동시킨다. 이어서, 대상물(100)에서 일방향으로 연장되는 복수의 라인이 X방향을 따르도록, 이동 기구(5)가, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 지지부(7)를 회전시킨다.
이어서, 일방향으로 연장되는 하나의 라인 상에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 일방향으로 연장되는 다른 라인 상에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다. 이어서, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다.
이어서, 광원(81)이 레이저광(L1)을 출력하여 레이저 가공 헤드(10A)가 대상물(100)에 레이저광(L1)을 조사함과 아울러, 광원(82)이 레이저광(L2)을 출력하여 레이저 가공 헤드(10B)가 대상물(100)에 레이저광(L2)을 조사한다. 그것과 동시에, 일방향으로 연장되는 하나의 라인을 따라서 레이저광(L1)의 집광점이 상대적으로 이동하고 또한 일방향으로 연장되는 다른 라인을 따라서 레이저광(L2)의 집광점이 상대적으로 이동하도록, 이동 기구(5)가, X방향을 따라서 지지부(7)를 이동시킨다. 이와 같이 하여, 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(100)에서 일방향으로 연장되는 복수의 라인 각각을 따라서, 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성한다.
이어서, 대상물(100)에서 일방향과 직교하는 타방향으로 연장되는 복수의 라인이 X방향을 따르도록, 이동 기구(5)가, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 지지부(7)를 회전시킨다.
이어서, 타방향으로 연장되는 하나의 라인 상에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 타방향으로 연장되는 다른 라인 상에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다. 이어서, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다.
이어서, 광원(81)이 레이저광(L1)을 출력하여 레이저 가공 헤드(10A)가 대상물(100)에 레이저광(L1)을 조사함과 아울러, 광원(82)이 레이저광(L2)을 출력하여 레이저 가공 헤드(10B)가 대상물(100)에 레이저광(L2)을 조사한다. 그것과 동시에, 타방향으로 연장되는 하나의 라인을 따라서 레이저광(L1)의 집광점이 상대적으로 이동하고 또한 타방향으로 연장되는 다른 라인을 따라서 레이저광(L2)의 집광점이 상대적으로 이동하도록, 이동 기구(5)가, X방향을 따라서 지지부(7)를 이동시킨다. 이와 같이 하여, 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(100)에서 일방향과 직교하는 타방향으로 연장되는 복수의 라인 각각을 따라서, 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성한다.
또, 상술한 가공의 일 예에서는, 광원(81)은, 예를 들면 펄스 발진 방식에 의해서, 대상물(100)에 대해서 투과성을 가지는 레이저광(L1)을 출력하고, 광원(82)은, 예를 들면 펄스 발진 방식에 의해서, 대상물(100)에 대해서 투과성을 가지는 레이저광(L2)을 출력한다. 그러한 레이저광이 대상물(100)의 내부에 집광되면, 레이저광의 집광점에 대응하는 부분에서 레이저광이 특히 흡수되어, 대상물(100)의 내부에 개질 영역이 형성된다. 개질 영역은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도, 그 외의 물리적 특성이 주위의 비개질 영역과는 다른 영역이다. 개질 영역으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역등이 있다.
펄스 발진 방식에 의해서 출력된 레이저광이 대상물(100)에 조사되고, 대상물(100)에 설정된 라인을 따라서 레이저광의 집광점이 상대적으로 이동시켜지면, 복수의 개질 스폿이 라인을 따라서 1열로 늘어서도록 형성된다. 1개의 개질 스폿은, 1펄스의 레이저광의 조사에 의해서 형성된다. 1열의 개질 영역은, 1열로 늘어선 복수의 개질 스폿의 집합이다. 서로 이웃하는 개질 스폿은, 대상물(100)에 대한 레이저광의 집광점의 상대적인 이동 속도 및 레이저광의 반복 주파수에 의해서, 서로 연결되는 경우도, 서로 떨어지는 경우도 있다.
[레이저 가공 헤드의 구성]
도 3 및 도 4에 나타내어지는 바와 같이, 레이저 가공 헤드(10A)는, 케이스(11)와, 입사부(12)와, 조정부(13)와, 집광부(14)를 구비하고 있다.
케이스(11)는, 제1 벽부(21) 및 제2 벽부(22), 제3 벽부(23) 및 제4 벽부(24), 그리고 제5 벽부(25) 및 제6 벽부(26)를 가지고 있다. 제1 벽부(21) 및 제2 벽부(22)는, X방향에서 서로 대향하고 있다. 제3 벽부(23) 및 제4 벽부(24)는, Y방향에서 서로 대향하고 있다. 제5 벽부(25) 및 제6 벽부(26)는, Z방향에서 서로 대향하고 있다.
제3 벽부(23)와 제4 벽부(24)와의 거리는, 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리보다도 작다. 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리는, 제5 벽부(25)와 제6 벽부(26)와의 거리보다도 작다. 또, 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리는, 제5 벽부(25)와 제6 벽부(26)와의 거리와 동일해도 좋고, 혹은, 제5 벽부(25)와 제6 벽부(26)와의 거리보다도 커도 괜찮다.
레이저 가공 헤드(10A)에서는, 제1 벽부(21)는, 이동 기구(6)의 고정부(61)측에 위치하고 있고, 제2 벽부(22)는, 고정부(61)와는 반대측에 위치하고 있다. 제3 벽부(23)는, 이동 기구(6)의 장착부(65)측에 위치하고 있고, 제4 벽부(24)는, 장착부(65)와는 반대측으로서 레이저 가공 헤드(10B)측에 위치하고 있다(도 2 참조).제5 벽부(25)는, 지지부(7)와는 반대측에 위치하고 있고, 제6 벽부(26)는, 지지부(7)측에 위치하고 있다.
케이스(11)는, 제3 벽부(23)가 이동 기구(6)의 장착부(65)측에 배치된 상태로 케이스(11)가 장착부(65)에 장착되도록, 구성되어 있다. 구체적으로는, 다음과 같다. 장착부(65)는, 베이스 플레이트(65a)와, 장착 플레이트(65b)를 가지고 있다. 베이스 플레이트(65a)는, 이동부(63)에 마련된 레일에 장착되어 있다(도 2 참조).장착 플레이트(65b)는, 베이스 플레이트(65a)에서의 레이저 가공 헤드(10B)측의 단부에 세워 마련되어 있다(도 2 참조). 케이스(11)는, 제3 벽부(23)가 장착 플레이트(65b)에 접촉한 상태에서, 베이스(27)를 매개로 하여 볼트(28)가 장착 플레이트(65b)에 나사 결합됨으로써, 장착부(65)에 장착되어 있다. 베이스(27)는, 제1 벽부(21) 및 제2 벽부(22) 각각에 마련되어 있다. 케이스(11)는, 장착부(65)에 대해서 착탈 가능하다.
입사부(12)는, 제5 벽부(25)에 장착되어 있다. 입사부(12)는, 케이스(11) 내에 레이저광(L1)을 입사시킨다. 입사부(12)는, X방향에서는 제2 벽부(22)측(일방의 벽부측)으로 치우쳐 있고, Y방향에서는 제4 벽부(24)측으로 치우쳐 있다. 즉, X방향에서의 입사부(12)와 제2 벽부(22)와의 거리는, X방향에서의 입사부(12)와 제1 벽부(21)와의 거리보다도 작고, Y방향에서의 입사부(12)와 제4 벽부(24)와의 거리는, X방향에서의 입사부(12)와 제3 벽부(23)와의 거리보다도 작다.
입사부(12)는, 광 파이버(2)의 접속 단부(2a)가 접속 가능하게 되도록 구성되어 있다. 광 파이버(2)의 접속 단부(2a)에는, 파이버의 출사단(出射端)으로부터 출사된 레이저광(L1)을 콜리메이트하는 콜리메이터 렌즈가 마련되어 있고, 리턴광을 억제하는 아이솔레이터(isolator)가 마련되어 있지 않다. 해당 아이솔레이터는, 접속 단부(2a)보다도 광원(81)측인 파이버의 도중에 마련되어 있다. 이것에 의해, 접속 단부(2a)의 소형화, 나아가서는, 입사부(12)의 소형화가 도모되어 있다. 또, 광 파이버(2)의 접속 단부(2a)에 아이솔레이터가 마련되어 있어도 괜찮다.
조정부(13)는, 케이스(11) 내에 배치되어 있다. 조정부(13)는, 입사부(12)로부터 입사한 레이저광(L1)을 조정한다. 조정부(13)가 가지는 각 구성은, 케이스(11) 내에 마련된 광학 베이스(29)에 장착되어 있다. 광학 베이스(29)는, 케이스(11) 내의 영역을 제3 벽부(23)측의 영역과 제4 벽부(24)측의 영역으로 나누도록, 케이스(11)에 장착되어 있다. 광학 베이스(29)는, 케이스(11)와 일체로 되어 있다. 조정부(13)가 가지는 각 구성은, 제4 벽부(24)측에서 광학 베이스(29)에 장착되어 있다. 조정부(13)가 가지는 각 구성의 상세에 대해서는 후술한다.
집광부(14)는, 제6 벽부(26)에 배치되어 있다. 구체적으로는, 집광부(14)는, 제6 벽부(26)에 형성된 구멍(26a)에 삽입 통과된 상태로, 제6 벽부(26)에 배치되어 있다. 집광부(14)는, 조정부(13)에 의해서 조정된 레이저광(L1)을 집광하면서 케이스(11) 밖으로 출사시킨다. 집광부(14)는, X방향에서는 제2 벽부(22)측(일방의 벽부측)으로 치우쳐 있고, Y방향에서는 제4 벽부(24)측으로 치우쳐 있다. 즉, X방향에서의 집광부(14)와 제2 벽부(22)와의 거리는, X방향에서의 집광부(14)와 제1 벽부(21)와의 거리보다도 작고, Y방향에서의 집광부(14)와 제4 벽부(24)와의 거리는, X방향에서의 집광부(14)와 제3 벽부(23)와의 거리보다도 작다.
도 5에 나타내어지는 바와 같이, 조정부(13)는, 어테뉴에이터(31)와, 빔 익스팬더(32)와, 미러(33)를 가지고 있다. 입사부(12), 그리고 조정부(13)의 어테뉴에이터(31), 빔 익스팬더(32) 및 미러(33)는, Z방향을 따라서 연장되는 직선(제1 직선)(A1) 상에 배치되어 있다. 어테뉴에이터(31) 및 빔 익스팬더(32)는, 직선(A1) 상에서, 입사부(12)와 미러(33)와의 사이에 배치되어 있다. 어테뉴에이터(31)는, 입사부(12)로부터 입사한 레이저광(L1)의 출력을 조정한다. 빔 익스팬더(32)는, 어테뉴에이터(31)에서 출력이 조정된 레이저광(L1)의 지름을 확대한다. 미러(33)는, 빔 익스팬더(32)에서 지름이 확대된 레이저광(L1)을 반사한다.
조정부(13)는, 반사형 공간 광 변조기(34)와, 결상 광학계(35)를 더 가지고 있다. 조정부(13)의 반사형 공간 광 변조기(34) 및 결상 광학계(35), 그리고 집광부(14)는, Z방향을 따라서 연장되는 직선(제2 직선)(A2) 상에 배치되어 있다. 반사형 공간 광 변조기(34)는, 미러(33)에서 반사된 레이저광(L1)을 변조한다. 반사형 공간 광 변조기(34)는, 예를 들면, 반사형 액정(LCOS：Liquid　Crystal　on　Silicon)의 공간 광 변조기(SLM：Spatial　Light　Modulator)이다. 결상 광학계(35)는, 반사형 공간 광 변조기(34)의 반사면(34a)과 집광부(14)의 입사 동면(14a)이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하고 있다. 결상 광학계(35)는, 3개 이상의 렌즈에 의해서 구성되어 있다.
직선(A1) 및 직선(A2)은, Y방향에 수직인 평면 상에 위치하고 있다. 직선(A1)은, 직선(A2)에 대해서 제2 벽부(22)측(일방의 벽부측)에 위치하고 있다. 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 레이저광(L1)은, 입사부(12)로부터 케이스(11) 내에 입사하여 직선(A1) 상을 진행하고, 미러(33) 및 반사형 공간 광 변조기(34)에서 순차적으로 반사된 후, 직선(A2) 상을 진행하여 집광부(14)로부터 케이스(11) 밖으로 출사된다. 또, 어테뉴에이터(31) 및 빔 익스팬더(32)의 배열의 순서는, 반대라도 좋다. 또, 어테뉴에이터(31)는, 미러(33)와 반사형 공간 광 변조기(34)와의 사이에 배치되어 있어도 괜찮다. 또, 조정부(13)는, 다른 광학부품(예를 들면, 빔 익스팬더(32) 전에 배치되는 스티어링 미러 등)을 가지고 있어도 괜찮다.
레이저 가공 헤드(10A)는, 다이크로익 미러(15)와, 측정부(16)와, 관찰부(17)와, 구동부(18)와, 회로부(19)를 더 구비하고 있다.
다이크로익 미러(15)는, 직선(A2) 상에서, 결상 광학계(35)와 집광부(14)와의 사이에 배치되어 있다. 즉, 다이크로익 미러(15)는, 케이스(11) 내에서, 조정부(13)와 집광부(14)와의 사이에 배치되어 있다. 다이크로익 미러(15)는, 제4 벽부(24)측에서 광학 베이스(29)에 장착되어 있다. 다이크로익 미러(15)는, 레이저광(L1)을 투과시킨다. 다이크로익 미러(15)는, 비점수차(非点收差)를 억제하는 관점에서는, 예를 들면, 큐브형, 또는, 비틀림의 관계를 가지도록 배치된 2매의 플레이트형이 바람직하다.
측정부(16)는, 케이스(11) 내에서, 조정부(13)에 대해서 제1 벽부(21)측(일방의 벽부측과는 반대측)에 배치되어 있다. 측정부(16)는, 제4 벽부(24)측에서 광학 베이스(29)에 장착되어 있다. 측정부(16)는, 대상물(100)의 표면(예를 들면, 레이저광(L1)이 입사하는 측의 표면)과 집광부(14)와의 거리를 측정하기 위한 측정광(L10)을 출력하고, 집광부(14)를 거쳐, 대상물(100)의 표면에서 반사된 측정광(L10)을 검출한다. 즉, 측정부(16)로부터 출력된 측정광(L10)은, 집광부(14)를 거쳐 대상물(100)의 표면에 조사되고, 대상물(100)의 표면에서 반사된 측정광(L10)은, 집광부(14)를 거쳐 측정부(16)에서 검출된다.
보다 구체적으로는, 측정부(16)로부터 출력된 측정광(L10)은, 제4 벽부(24)측에서 광학 베이스(29)에 장착된 빔 스플리터(20), 및 다이크로익 미러(15)에서 순차적으로 반사되어, 집광부(14)로부터 케이스(11) 밖으로 출사된다. 대상물(100)의 표면에서 반사된 측정광(L10)은, 집광부(14)로부터 케이스(11) 내에 입사하여 다이크로익 미러(15) 및 빔 스플리터(20)에서 순차적으로 반사되고, 측정부(16)에 입사되어, 측정부(16)에서 검출된다.
관찰부(17)는, 케이스(11) 내에서, 조정부(13)에 대해서 제1 벽부(21)측(일방의 벽부측과는 반대측)에 배치되어 있다. 관찰부(17)는, 제4 벽부(24)측에서 광학 베이스(29)에 장착되어 있다. 관찰부(17)는, 대상물(100)의 표면(예를 들면, 레이저광(L1)이 입사하는 측의 표면)을 관찰하기 위한 관찰광(L20)을 출력하고, 집광부(14)를 거쳐, 대상물(100)의 표면에서 반사된 관찰광(L20)을 검출한다. 즉, 관찰부(17)로부터 출력된 관찰광(L20)은, 집광부(14)를 거쳐 대상물(100)의 표면에 조사되고, 대상물(100)의 표면에서 반사된 관찰광(L20)은, 집광부(14)를 거쳐 관찰부(17)에서 검출된다.
보다 구체적으로는, 관찰부(17)로부터 출력된 관찰광(L20)은, 빔 스플리터(20)를 투과하여 다이크로익 미러(15)에서 반사되고, 집광부(14)로부터 케이스(11) 밖으로 출사된다. 대상물(100)의 표면에서 반사된 관찰광(L20)은, 집광부(14)로부터 케이스(11) 내에 입사하여 다이크로익 미러(15)에서 반사되고, 빔 스플리터(20)를 투과하여 관찰부(17)에 입사되며, 관찰부(17)에서 검출된다. 또, 레이저광(L1), 측정광(L10) 및 관찰광(L20) 각각의 파장은, 서로 다르다(적어도 각각의 중심 파장이 서로 어긋나 있다).
구동부(18)는, 제4 벽부(24)측에서 광학 베이스(29)에 장착되어 있다. 케이스(11)의 제6 벽부(26)에 장착되어 있다. 구동부(18)는, 예를 들면 압전 소자의 구동력에 의해서, 제6 벽부(26)에 배치된 집광부(14)를 Z방향을 따라서 이동시킨다.
회로부(19)는, 케이스(11) 내에서, 광학 베이스(29)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있다. 즉, 회로부(19)는, 케이스(11) 내에서, 조정부(13), 측정부(16) 및 관찰부(17)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있다. 회로부(19)는, 예를 들면, 복수의 회로 기판이다. 회로부(19)는, 측정부(16)로부터 출력된 신호, 및 반사형 공간 광 변조기(34)에 입력하는 신호를 처리한다. 회로부(19)는, 측정부(16)로부터 출력된 신호에 근거하여 구동부(18)를 제어한다. 일 예로서, 회로부(19)는, 측정부(16)로부터 출력된 신호에 근거하여, 대상물(100)의 표면과 집광부(14)와의 거리가 일정하게 유지되도록(즉, 대상물(100)의 표면과 레이저광(L1)의 집광점과의 거리가 일정하게 유지되도록), 구동부(18)를 제어한다. 또, 케이스(11)에는, 회로부(19)를 제어부(9)(도 1 참조) 등에 전기적으로 접속하기 위한 배선이 접속되는 커넥터(도시 생략)가 마련되어 있다.
레이저 가공 헤드(10B)는, 레이저 가공 헤드(10A)와 마찬가지로, 케이스(11)와, 입사부(12)와, 조정부(13)와, 집광부(14)와, 다이크로익 미러(15)와, 측정부(16)와, 관찰부(17)와, 구동부(18)와, 회로부(19)를 구비하고 있다. 다만, 레이저 가공 헤드(10B)의 각 구성은, 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 1쌍의 장착부(65, 66) 사이의 중점을 통과하고 또한 Y방향에 수직인 가상 평면에 관해서, 레이저 가공 헤드(10A)의 각 구성과 면대칭의 관계를 가지도록, 배치되어 있다.
예를 들면, 레이저 가공 헤드(10A)의 케이스(제1 케이스)(11)는, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10B)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(65)에 장착되어 있다. 이것에 대해, 레이저 가공 헤드(10B)의 케이스(제2 케이스)(11)는, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10A)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(66)에 장착되어 있다.
레이저 가공 헤드(10B)의 케이스(11)는, 제3 벽부(23)가 장착부(66)측에 배치된 상태로 케이스(11)가 장착부(66)에 장착되도록, 구성되어 있다. 구체적으로는, 다음과 같다. 장착부(66)는, 베이스 플레이트(66a)와, 장착 플레이트(66b)를 가지고 있다. 베이스 플레이트(66a)는, 이동부(63)에 마련된 레일에 장착되어 있다. 장착 플레이트(66b)는, 베이스 플레이트(66a)에서의 레이저 가공 헤드(10A)측의 단부에 세워 마련되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)의 케이스(11)는, 제3 벽부(23)가 장착 플레이트(66b)에 접촉한 상태로, 장착부(66)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)의 케이스(11)는, 장착부(66)에 대해서 착탈 가능하다.
도 6의 (a), 도 6의 (b) 및 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 본 실시 형태의 제어부(9)는, 제1 및 제2 레이저 가공 헤드(10A, 10B)로부터의 제1 및 제2 레이저광(L1, L2)의 조사, 그리고, 제1 및 제2 레이저광(L1, L2)의 제1 및 제2 집광점의 이동을 제어한다.
제어부(9)는, 대상물(100)에 대해서 이면(100b)으로부터 복수의 라인(105)을 따라서 펄스 레이저광으로서의 레이저광을 조사시키는 레이저광 조사 처리를 실행한다. 대상물(100)은, 기판(102) 및 기능 소자층(104)을 가진다. 기능 소자층(104)은, 대상물(100)의 표면(100a)측에 배치되어 있다. 즉, 대상물(100)에서는, 기판(102) 상에 기능 소자층(104)이 마련되어 있다. 기판(102)에서의 기능 소자층(104)측과 반대측의 면이, 대상물(100)의 이면(100b)을 구성한다. 기능 소자층(104)에서의 기판(102)과 반대측의 면이, 대상물(100)의 표면(100a)을 구성한다.
복수의 라인(105)은, 대상물(100)의 두께 방향으로부터 보아, 기능 소자층(104)에 포함되어 있는 복수의 기능 소자 각각의 사이를 통과하고 있다. 대상물(100)의 두께 방향으로부터 보아, 복수의 기능 소자는 매트릭스 모양으로 배열되어 있고, 복수의 라인(105)은 격자 모양으로 설정되어 있다. 라인(105)은, 가상적인 라인이지만, 실제로 그은 라인이라도 괜찮다.
레이저광 조사 처리는, 라인(105)을 따라서 제1 펄스 레이저광으로서의 제1 레이저광(L1)을 기능 소자층(104)에 조사시켜, 라인(105)을 따라서 약화(弱化)을 기능 소자층(104)에 형성하는 제1 처리를 가진다. 약화 영역(J)이란, 기능 소자층(10)을 약화시킨 영역이다. 약화시키는 것은, 무르게 하는 것을 포함한다.
약화는, 취화(脆化)를 포함한다. 기능 소자층(10)의 약화란, 기능 소자층(10) 중 적어도 일부의 영역(예를 들면, 기능 소자층(10)의 일부분, 및, 기능 소자층(10)을 구성하는 복수층 중 적어도 한 층 등)에서의, 제1 레이저광(L1)의 흡수에 의한 용융 및 증발 등의 열손상, 레이저 조사에 의한 화학 결합의 변화, 그리고, 절단 또는 어브레이전(abrasion) 가공 등의 비열가공의 결과 등을 의미한다. 기능 소자층(10)의 약화란, 결과로서 기능 소자층(10)에 휨 응력 또는 인장 응력 등의 응력을 건 경우에, 비처리 영역(약화되어 있지 않는 영역)과 비교하여 절단 또는 파괴되기 쉬운 상태로 되어 있는 것을 말한다. 약화 영역(취화 영역)(J)은, 레이저 조사에 의한 흔적이 생긴 영역이라고도 말할 수 있고, 비처리 영역과 비교하여 절단 또는 파괴되기 쉬운 상태로 되어 있는 영역이다. 또, 약화 영역(J)은, 기능 소자층(10) 중 적어도 일부의 영역에서, 라인 모양으로 연속적으로 형성되어 있어도 괜찮고, 레이저 조사의 펄스 피치에 따라 단속적으로 형성되어 있어도 괜찮다.
레이저광 조사 처리는, 라인(105)을 따라서, 제1 처리로 약화 영역(J)을 형성시키면서, 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행하도록 제2 펄스 레이저광으로서의 제2 레이저광(L2)을 대상물(100)의 내부에 조사시켜, 라인(105)을 따라서 표면(100a)에 이르는 균열(C)을 대상물(100)에 형성시키는 제2 처리를 가진다.「제2 레이저광(L2)이 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행한다」라는 것은, 제1 레이저광(L1) 후에 제2 레이저광(L2)이 진행하는 것으로서, 제1 레이저광(L1)에 대해서 제2 레이저광(L2)이 선행하지 않는 것이다.「제2 레이저광(L2)이 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행한다」라는 것은, 라인(105)에서의 제1 레이저광(L1)을 스캔(주사)이 끝난 일부 또는 전부를 따라서, 제2 레이저광(L2)을 스캔하는 것이다.「제2 레이저광(L2)이 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행한다」라는 것은, 제1 레이저광(L1) 후에 제2 레이저광(L2)이 진행하면, 제1 및 제2 레이저광(L1, L2)이 조사되는 각 타이밍은 중첩하고 있어도 괜찮고, 중첩하지 않고 별도라도 괜찮다.
제어부(9)는, 레이저광 조사 처리에서, 제1 레이저광(L1)의 펄스 폭을 제2 레이저광(L2)의 펄스 폭보다도 짧게 한다. 제어부(9)는, 레이저광 조사 처리에서, 제1 레이저광(L1)의 펄스 피치를 제2 레이저광(L2)의 펄스 피치보다도 짧게 한다.제어부(9)는, 제1 처리에서, 제1 레이저광(L1)의 집광 위치를, 기능 소자층(104)에 대해서 레이저광 입사측과 반대측으로 떨어진 위치, 대상물(100)의 기판(102)의 내부의 위치, 또는, 기능 소자층(104)의 내부의 위치로 한다.
제어부(9)는, 제1 처리에서, 제1 레이저광(L1)을 제1 레이저 가공 헤드(10A)로부터 조사시킴과 아울러, 해당 제1 레이저 가공 헤드(10A)를 라인(105)을 따라서 이동시킨다. 제어부(9)는, 제2 처리에서, 제2 레이저광(L2)을 제2 레이저 가공 헤드(10B)로부터 조사시킴과 아울러, 해당 제2 레이저 가공 헤드(10B)를 해당 제1 레이저 가공 헤드(10A)에 추종하도록 라인(105)을 따라서 이동시킨다.
[레이저 가공 방법]
레이저 가공 장치(1)에 의해 실시되는 레이저 가공(레이저 가공 방법)의 예에 대해서, 이하에 설명한다.
도 6의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 대상물(100)의 표면(100a)에, 보호 테이프(TP)를 붙인다. 또, 보호 테이프(TP)를 대신하여 보호 기재를 표면(100a)에 장착해도 괜찮다. 이 대상물(100)을, 그 이면(100b)이 상부에 위치하는 상태로 하여 지지부(7)(도 1 참조) 상에 재치한다. 이어서, 대상물(100)에 대해서 이면(100b)으로부터, 라인(105)을 따라서 제1 및 제2 레이저광(L1, L2)을 조사한다(레이저광 조사 공정).
도 6의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 레이저광 조사 공정에서는, 라인(105)을 따라서, 제1 레이저광(L1)을 제1 레이저 가공 헤드(10A)로부터 기능 소자층(104)에 조사한다. 이것과 함께, 해당 제1 레이저 가공 헤드(10A)를, 라인(105)을 따라서 Y방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 라인(105)을 따라서 약화 영역(J)을 기능 소자층(104)에 형성한다(제1 공정).
또, 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 레이저광 조사 공정에서는, 라인(105)을 따라서, 제1 레이저광(L1)을 제1 레이저 가공 헤드(10A)로부터 기능 소자층(104)에 조사하면 동시 병렬적으로, 제2 레이저광(L2)을 제2 레이저 가공 헤드(10B)로부터 조사한다. 이것과 함께, 해당 제2 레이저 가공 헤드(10B)를, 해당 제1 레이저 가공 헤드(10A)에 추종하도록 라인(105)을 따라서 Y방향으로 이동시킨다. 즉, 라인(105)을 따라서, 제1 공정에서 약화 영역(J)을 형성하면서, 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행하도록 대상물(100)의 내부에 제2 레이저광(L1)을 조사한다. 이것에 의해, 라인(105)을 따라서, 표면(100a)에 이르는 균열(C)을 대상물(100)에 형성한다(제2 공정). 도 7에 나타내어지는 예에서는, 균열(C)은, 지면과 평행한 방향을 따라서 신장되어 있고, 반투명으로 빈틈없이 칠한 범위에 존재하고 있다.
레이저광 조사 공정에서는, 제1 공정에서의 제1 레이저광(L1)의 펄스 폭은, 제2 공정에서의 제2 레이저광(L2)의 펄스 폭보다도 짧다. 레이저광 조사 공정에서는, 제1 공정에서의 제1 레이저광(L1)의 펄스 피치는, 제2 공정에서의 제2 레이저광(L2)의 펄스 피치보다도 짧다.
다음으로, 상술한 레이저광 조사 공정에 대해서, 도 8 및 도 9를 이용하여 상세하게 설명한다.
도 8의 (a)에 나타내어지는 대상물(100)은, 실리콘 웨이퍼인 기판(102)과, 기판(102) 상에 마련된 적층 구조의 기능 소자층(104)을 가진다. 기능 소자층(104)은, 보호막(104a), 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)을 포함한다. 보호막(104a)은, 예를 들면 SiO2(이산화규소) 막이다. 저유전률막(104b)은, Low－k재료에 의해 형성된 막이다. 메탈층(104c)은, TEG(Test Element Group) 또는 금속 배선을 포함하는 층이다. 도시하는 예에서는, 기능 소자층(104)은, 표면(100a)으로부터 이면(100b)을 향하는 순서로, 보호막(104a), 메탈층(104c), 보호막(104a), 메탈층(104c), 저유전률막(104b) 및 보호막(104a)을 가진다. 대상물(100)의 표면(100a)에는, 보호 테이프(TP)가 붙여져 있다.
레이저광 조사 공정에서는, 복수의 라인(105) 각각을 따라서, 제1 및 제2 레이저광(L1, L2)을 조사하여, 기능 소자층(104)에 포함되는 각 기능 소자마다로 대상물(100)을 절단한다. 구체적으로는, 먼저, 도 8의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 표면(100a)에 보호 테이프가 붙여져 있는 상태에서, 제1 레이저광(L1)의 집광점을 기능 소자층(104)의 내부에 맞추어, 이면(100b)으로부터 제1 레이저광(L1)을 해당 대상물(100)에 조사한다. 즉, 이면(100b)을 레이저광 입사면으로 하여 대상물(100)에 제1 레이저광(L1)을 입사시키고, 이 때의 제1 레이저광(L1)의 집광 위치를 기능 소자층(104)의 내부의 위치로 한다. 제1 레이저광(L1)의 파장은, 예를 들면 1064nm~1550nm이다. 제1 레이저광(L1)은, 초단(超短) 펄스로서, 제1 레이저광(L1)의 펄스 폭은, 예를 들면 100fsec~20psec이다. 제1 레이저광(L1)의 펄스 피치는, 0.1μm~3μm이다.
또, 대상물(100)(기능 소자층(104))에 열이 일정 이상 남아 있는 동안에, 제1 레이저광(L1)의 펄스를 더 조사함으로써, 효율 좋게 기능 소자층(104)을 약화시킬 수 있다. 예를 들면 제1 레이저광(L1)을 버스트(burst) 발진의 형식(펄스를 일정 수(數) 내지 일정 기간 연속하여 발진하는 것, '버스트 펄스'라고도 칭해짐)으로 조사함으로써, 효율 좋게 기능 소자층(104)을 약화시킬 수 있다. 제1 레이저광(L1)의 버스트 펄스의 일 예로서는, 펄스 폭이 20psec인 5펄스를, 3μm인 펄스 피치로 조사하는 것을 들 수 있다.
제1 레이저광(L1)을 조사하면서, 라인(105)을 따라서, 제1 레이저광(L1)(제1 레이저 가공 헤드(10A))을 이동시킨다. 이것에 의해, 해당 라인(105)을 따라서, 약화 영역(J)을 기능 소자층(104)에 형성한다. 본 실시 형태에서는, 제1 레이저광(L1)은 보호막(104a)보다도 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)에 흡수되기 쉽기 때문에, 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)을 약화시켜, 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)에 약화 영역(J)을 형성한다(제1 공정).
이어서, 약화 영역(J)을 형성하면서, 도 8의 (c)에 나타내어지는 바와 같이, 제2 레이저광(L2)의 집광점을 기판(102)의 내부에 맞추어, 이면(100b)으로부터 제2 레이저광(L1)을 해당 대상물(100)에 조사한다. 제2 레이저광(L2)의 파장은, 예를 들면 1064nm~1550nm이다. 제2 레이저광(L2)의 펄스 폭은, 예를 들면 150nsec~1000nsec이다. 제2 레이저광(L2)의 펄스 피치는, 3.75μm~10μm이다.
제2 레이저광(L2)을 조사하면서, 라인(105)을 따라서, 제2 레이저광(L2)(제2 레이저 가공 헤드(10B))을 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행하도록 이동시킨다. 이것에 의해, 라인(105)을 따라서, 기판(102)의 내부에 개질 영역(도시하지 않음)을 형성함과 아울러 해당 개질 영역으로부터 균열(C)을 발생시킨다.
여기서, 제2 레이저광(L2)의 조사에 의하면, 보호막(104a)에서는 균열(C)이 진전되기 쉬운 한편으로, 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)에서는, 밀착성 등의 영향으로 균열(C)이 진전되기 어려운 경우도 있다. 이 점, 본 실시 형태에서는, 해당 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)은 약화되어 약화 영역(J)을 포함하고 있고, 이 약화 영역(J)에서는, 제2 레이저광(L2)의 조사로 균열(C)이 진전되기 쉽다. 따라서, 균열(C)은, 보호막(104a)과 약화 영역(J)을 포함하는 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)을 진행하여, 표면(100a)에 이르게 된다(제2 공정).
또, 본 실시 형태에서는, 약화 영역(J)을 형성할 때, 제1 레이저광(L1)의 집광 위치를 기능 소자층(104)의 내부의 위치로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 제1 레이저광(L1)의 해당 집광 위치는, 대상물(100)의 내부의 위치이면 된다. 혹은, 도 9의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 제1 레이저광(L1)의 해당 집광 위치는, 기능 소자층(104)에 대해서 제1 레이저광(L1)의 입사측과 반대측으로 떨어진 위치(기능 소자층(104)보다도 깊은 위치, 대상물(100) 밖으로서 기능 소자층(104)및 보호 테이프(TP)를 넘은 위치)라도 괜찮다. 혹은, 도 9의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 제1 레이저광(L1)의 해당 집광 위치는, 기판(102)의 내부의 위치라도 괜찮다.
[작용 및 효과]
이상, 레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 제1 레이저광(L1)을 기능 소자층(104)에 조사하는 것에 의해, 기능 소자층(104)을 약화시켜, 기능 소자층(104)에 약화 영역(J)을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 레이저광(L1)의 조사 후에 제2 레이저광(L2)을 조사함으로써, 해당 약화 영역(J)을 이용하여, 대상물(100)에 대해 기능 소자층(104)측의 표면(100a)에 이르는 균열(C)인 하프 컷을, 라인(105)을 따라서 확실히 형성할 수 있다. 대상물(100)을 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능해진다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 제1 레이저광(L1)의 펄스 피치는, 제2 레이저광(L2)의 펄스 피치보다도 짧다.이 경우, 제1 레이저광(L1)의 기능 소자층(104)으로의 조사에 의해, 기능 소자층(104)에 약화 영역(J)을 확실히 형성할 수 있다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 기능 소자층(104)은, 보호막(104a), 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c)을 포함한다. 이 경우, 기능 소자층(104)측의 표면(100a)에는 하프 컷을 특히 형성하기 어렵기 때문에, 하프 컷을 확실히 형성할 수 있는 상기 작용 효과는 특히 유효하다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 제1 레이저광(L1)의 집광 위치는, 기능 소자층(104)의 내부의 위치이다. 이 경우, 제1 레이저광(L1)의 기능 소자층(104)으로의 조사에 의해, 기능 소자층(104)에 약화 영역(J)을 확실히 형성할 수 있다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 대상물(100)의 표면(100a)에는, 보호 테이프(TP)가 붙여져 있다. 보호 테이프(TP)에 의해, 대상물(100)에서의 표면(100a)측의 기능 소자층(104)을 보호할 수 있음과 아울러, 기능 소자층(104)에 약화 영역(J)을 형성할 때에 생길 수 있는 가공 부차물이 비산하는 것을 억제할 수 있다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법에서는, 제1 레이저광(L1)을 제1 레이저 가공 헤드(10A)로부터 조사함과 아울러, 해당 제1 레이저 가공 헤드(10A)를 라인(105)을 따라서 이동시킨다. 또, 제2 레이저광(L2)을 제2 레이저 가공 헤드(10B)로부터 조사함과 아울러, 해당 제2 레이저 가공 헤드(10B)를 해당 제1 레이저 가공 헤드(10A)에 추종하도록 라인(105)을 따라서 이동시킨다. 이 경우, 약화 영역(J)의 형성 및 해당 약화 영역(J)을 이용한 하프 컷의 형성을, 효율 좋게 실현되는 것이 가능해진다.
레이저 가공 장치(1) 및 레이저 가공 방법은, 제1 레이저광(L1)을 기능 소자층(104)에 조사하는 것에 의해, 기능 소자층(104)을 약화시켜, 기능 소자층(104)에 약화 영역(J)을 형성할 수 있다. 따라서, 제2 레이저광(L2)을 조사함으로써, 해당 약화 영역(J)을 이용하여, 예를 들면 표면(100a)에 이르는 하프 컷이 라인(105)을 따라서 형성되어 있지 않아도, 라인(105)을 따라서 대상물(100)을 정밀도 좋게 절단하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시 형태에서는, 이하의 작용 및 효과도 나타낸다.
레이저 가공 헤드(10A)에서는, 레이저광(L1)을 출력하는 광원이 케이스(11) 내에 마련되어 있지 않기 때문에, 케이스(11)의 소형화를 도모할 수 있다. 게다가, 케이스(11)에서, 제3 벽부(23)와 제4 벽부(24)와의 거리가 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리보다도 작고, 제6 벽부(26)에 배치된 집광부(14)가 Y방향에서 제4 벽부(24)측으로 치우쳐 있다. 이것에 의해, 집광부(14)의 광축에 수직인 방향을 따라서 케이스(11)를 이동시키는 경우에, 예를 들면, 제4 벽부(24)측에 다른 구성(예를 들면, 레이저 가공 헤드(10B))이 존재했다고 해도, 해당 다른 구성에 집광부(14)를 가까이 할 수 있다. 따라서, 레이저 가공 헤드(10A)는, 집광부(14)를 그 광축에 수직인 방향을 따라서 이동시키는데 적합하다.
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 입사부(12)가, 제5 벽부(25)에 마련되어 있고, Y방향에서 제4 벽부(24)측으로 치우쳐 있다. 이것에 의해, 케이스(11) 내의 영역 중 조정부(13)에 대해서 제3 벽부(23)측의 영역에 다른 구성(예를 들면, 회로부(19))을 배치하는 등, 해당 영역을 유효하게 이용할 수 있다.
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 집광부(14)가, X방향에서 제2 벽부(22)측으로 치우쳐 있다. 이것에 의해, 집광부(14)의 광축에 수직인 방향을 따라서 케이스(11)를 이동시키는 경우에, 예를 들면, 제2 벽부(22)측에 다른 구성이 존재했다고 해도, 해당 다른 구성에 집광부(14)를 가까이 할 수 있다.
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 입사부(12)가, 제5 벽부(25)에 마련되어 있고, X방향에서 제2 벽부(22)측으로 치우쳐 있다. 이것에 의해, 케이스(11) 내의 영역 중 조정부(13)에 대해서 제1 벽부(21)측의 영역에 다른 구성(예를 들면, 측정부(16) 및 관찰부(17))을 배치하는 등, 해당 영역을 유효하게 이용할 수 있다.
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 측정부(16) 및 관찰부(17)가, 케이스(11) 내의 영역 중 조정부(13)에 대해서 제1 벽부(21)측의 영역에 배치되어 있고, 회로부(19)가, 케이스(11) 내의 영역 중 조정부(13)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있고, 다이크로익 미러(15)가, 케이스(11) 내에서 조정부(13)와 집광부(14)와의 사이에 배치되어 있다. 이것에 의해, 케이스(11) 내의 영역을 유효하게 이용할 수 있다. 게다가, 레이저 가공 장치(1)에서, 대상물(100)의 표면과 집광부(14)와의 거리의 측정 결과에 근거한 가공이 가능해진다. 또, 레이저 가공 장치(1)에서, 대상물(100)의 표면의 관찰 결과에 근거한 가공이 가능해진다.
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 회로부(19)가, 측정부(16)로부터 출력된 신호에 근거하여 구동부(18)를 제어한다. 이것에 의해, 대상물(100)의 표면과 집광부(14)와의 거리의 측정 결과에 근거하여 레이저광(L1)의 집광점의 위치를 조정할 수 있다.
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 입사부(12), 그리고 조정부(13)의 어테뉴에이터(31), 빔 익스팬더(32) 및 미러(33)가, Z방향을 따라서 연장되는 직선(A1) 상에 배치되어 있고, 조정부(13)의 반사형 공간 광 변조기(34), 결상 광학계(35) 및 집광부(14), 및 집광부(14)가, Z방향을 따라서 연장되는 직선(A2) 상에 배치되어 있다. 이것에 의해, 어테뉴에이터(31), 빔 익스팬더(32), 반사형 공간 광 변조기(34) 및 결상 광학계(35)를 가지는 조정부(13)를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 직선(A1)이, 직선(A2)에 대해서 제2 벽부(22)측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 케이스(11) 내의 영역 중 조정부(13)에 대해서 제1 벽부(21)측의 영역에서, 집광부(14)를 이용한 다른 광학계(예를 들면, 측정부(16) 및 관찰부(17))를 구성하는 경우에, 해당 다른 광학계의 구성의 자유도를 향상시킬 수 있다.
이상의 작용 및 효과는, 레이저 가공 헤드(10B)에 의해서도 동일하게 나타내어진다.
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 레이저 가공 헤드(10A)의 집광부(14)가, 레이저 가공 헤드(10A)의 케이스(11)에서 레이저 가공 헤드(10B)측으로 치우쳐 있고, 레이저 가공 헤드(10B)의 집광부(14)가, 레이저 가공 헤드(10B)의 케이스(11)에서 레이저 가공 헤드(10A)측으로 치우쳐 있다. 이것에 의해, 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B) 각각을 Y방향을 따라서 이동시키는 경우에, 레이저 가공 헤드(10A)의 집광부(14)와 레이저 가공 헤드(10B)의 집광부(14)를 서로 가까이 할 수 있다. 따라서, 레이저 가공 장치(1)에 의하면, 대상물(100)을 효율 좋게 가공할 수 있다.
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 1쌍의 장착부(65, 66) 각각이, Y방향 및 Z방향 각각을 따라 이동한다. 이것에 의해, 대상물(100)을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다.
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 지지부(7)가, X방향 및 Y방향 각각을 따라 이동하고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전한다. 이것에 의해, 대상물(100)을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다.
[변형예]
본 발명의 일 형태는, 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 입사부(12), 조정부(13) 및 집광부(14)는, Z방향을 따라서 연장되는 직선(A) 상에 배치되어 있어도 괜찮다. 이것에 의하면, 조정부(13)를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 그 경우, 조정부(13)는, 반사형 공간 광 변조기(34) 및 결상 광학계(35)를 가지지 않아도 좋다. 또, 조정부(13)는, 어테뉴에이터(31) 및 빔 익스팬더(32)를 가지고 있어도 괜찮다. 이것에 의하면, 어테뉴에이터(31) 및 빔 익스팬더(32)를 가지는 조정부(13)를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또, 어테뉴에이터(31) 및 빔 익스팬더(32)의 배열의 순서는, 반대라도 좋다.
또, 케이스(11)는, 제1 벽부(21), 제2 벽부(22), 제3 벽부(23) 및 제5 벽부(25) 중 적어도 1개가 레이저 가공 장치(1)의 장착부(65)(또는 장착부(66))측에 배치된 상태로 케이스(11)가 장착부(65)(또는 장착부(66))에 장착되도록, 구성되어 있으면 좋다. 또, 집광부(14)는, 적어도 Y방향에서 제4 벽부(24)측으로 치우쳐 있으면 좋다. 이들에 의하면, Y방향을 따라서 케이스(11)를 이동시키는 경우에, 예를 들면, 제4 벽부(24)측에 다른 구성이 존재했다고 해도, 해당 다른 구성에 집광부(14)를 가까이 할 수 있다. 또, Z방향을 따라서 케이스(11)를 이동시키는 경우에, 예를 들면, 대상물(100)에 집광부(14)를 가까이 할 수 있다.
또, 집광부(14)는, X방향에서 제1 벽부(21)측으로 치우쳐 있어도 괜찮다. 이것에 의하면, 집광부(14)의 광축에 수직인 방향을 따라서 케이스(11)를 이동시키는 경우에, 예를 들면, 제1 벽부(21)측에 다른 구성이 존재했다고 해도, 해당 다른 구성에 집광부(14)를 가까이 할 수 있다. 그 경우, 입사부(12)는, X방향에서 제1 벽부(21)측으로 치우쳐 있어도 괜찮다. 이것에 의하면, 케이스(11) 내의 영역 중 조정부(13)에 대해서 제2 벽부(22)측의 영역에 다른 구성(예를 들면, 측정부(16) 및 관찰부(17))을 배치하는 등, 해당 영역을 유효하게 이용할 수 있다.
또, 광원 유닛(8)의 출사부(81a)로부터 레이저 가공 헤드(10A)의 입사부(12)로의 레이저광(L1)의 도광(導光), 및 광원 유닛(8)의 출사부(82a)로부터 레이저 가공 헤드(10B)의 입사부(12)로의 레이저광(L2)의 도광 중 적어도 하나는, 미러에 의해서 실시되어도 괜찮다. 도 11은, 레이저광(L1)이 미러에 의해서 도광되는 레이저 가공 장치(1)의 일부분의 정면도이다. 도 11에 나타내어지는 구성에서는, 레이저광(L1)을 반사하는 미러(3)가, Y방향에서 광원 유닛(8)의 출사부(81a)와 대향하고 또한 Z방향에서 레이저 가공 헤드(10A)의 입사부(12)와 대향하도록, 이동 기구(6)의 이동부(63)에 장착되어 있다.
도 11에 나타내어지는 구성에서는, 이동 기구(6)의 이동부(63)를 Y방향을 따라서 이동시켜도, Y방향에서 미러(3)가 광원 유닛(8)의 출사부(81a)와 대향하는 상태가 유지된다. 또, 이동 기구(6)의 장착부(65)를 Z방향을 따라서 이동시켜도, Z방향에서 미러(3)가 레이저 가공 헤드(10A)의 입사부(12)와 대향하는 상태가 유지된다. 따라서, 레이저 가공 헤드(10A)의 위치에 의하지 않고, 광원 유닛(8)의 출사부(81a)로부터 출사된 레이저광(L1)을, 레이저 가공 헤드(10A)의 입사부(12)에 확실히 입사시킬 수 있다. 게다가, 레이저광(L1)을 도광하는 광 파이버(2)를 이용할 필요가 없기 때문에, 레이저광(L1)의 파장에 의하지 않고, 광원 유닛(8)의 출사부(81a)로부터 출사된 레이저광(L1)을, 레이저 가공 헤드(10A)의 입사부(12)에 확실히 입사시킬 수 있다. 광 파이버(2)에 의한 도광이 곤란한 고출력 장단 펄스 레이저 등의 광원을 이용할 수도 있다.
또, 도 11에 나타내어지는 구성에서는, 미러(3)는, 각도 조정 및 위치 조정 중 적어도 1개가 가능해지도록, 이동 기구(6)의 이동부(63)에 장착되어 있어도 괜찮다. 이것에 의하면, 광원 유닛(8)의 출사부(81a)로부터 출사된 레이저광(L1)을, 레이저 가공 헤드(10A)의 입사부(12)에, 보다 확실히 입사시킬 수 있다.
또, 광원 유닛(8)은, 1개의 광원을 가지는 것이라도 좋다. 그 경우, 광원 유닛(8)은, 1개의 광원으로부터 출력된 레이저광의 일부를 출사부(81a)로부터 출사 시키고 또한 해당 레이저광의 잔부를 출사부(82b)로부터 출사시키도록, 구성되어 있으면 좋다.
또, 레이저 가공 장치(1)는, 1개의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하고 있어도 괜찮다. 1개의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하는 레이저 가공 장치(1)에서도, 집광부(14)의 광축에 수직인 Y방향을 따라서 케이스(11)를 이동시키는 경우에, 예를 들면, 제4 벽부(24)측에 다른 구성이 존재했다고 해도, 해당 다른 구성에 집광부(14)를 가까이 할 수 있다. 따라서, 1개의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하는 레이저 가공 장치(1)에 의해서도, 대상물(100)을 효율 좋게 가공할 수 있다. 또, 1개의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하는 레이저 가공 장치(1)에서, 장착부(65)가 Z방향을 따라서 이동하면, 대상물(100)을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다. 또, 1개의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하는 레이저 가공 장치(1)에서, 지지부(7)가, X방향을 따라서 이동하고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전하면, 대상물(100)을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다.
또, 레이저 가공 장치(1)는, 3개 이상의 레이저 가공 헤드를 구비하고 있어도 괜찮다. 도 12는, 2쌍의 레이저 가공 헤드를 구비하는 레이저 가공 장치(1)의 사시도이다. 도 12에 나타내어지는 레이저 가공 장치(1)는, 복수의 이동 기구(200, 300, 400)와, 지지부(7)와, 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)와, 1쌍의 레이저 가공 헤드(10C, 10D)와, 광원 유닛(도시 생략)을 구비하고 있다.
이동 기구(200)는, X방향, Y방향 및 Z방향 각각의 방향을 따라서 지지부(7)를 이동시키고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 지지부(7)를 회전시킨다.
이동 기구(300)는, 고정부(301)와, 1쌍의 장착부(제1 장착부, 제2 장착부) (305, 306)를 가지고 있다. 고정부(301)는, 장치 프레임(도시 생략)에 장착되어 있다. 1쌍의 장착부(305, 306) 각각은, 고정부(301)에 마련된 레일에 장착되어 있고, 각각이 독립하여, Y방향을 따라서 이동할 수 있다.
이동 기구(400)는, 고정부(401)와, 1쌍의 장착부(제1 장착부, 제2 장착부) (405, 406)를 가지고 있다. 고정부(401)는, 장치 프레임(도시 생략)에 장착되어 있다. 1쌍의 장착부(405, 406) 각각은, 고정부(401)에 마련된 레일에 장착되어 있고, 각각이 독립하여, X방향을 따라서 이동할 수 있다. 또, 고정부(401)의 레일은, 고정부(301)의 레일과 입체적으로 교차하도록 배치되어 있다.
레이저 가공 헤드(10A)는, 이동 기구(300)의 장착부(305)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10A)는, Z방향에서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10A)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다. 레이저 가공 헤드(10B)는, 이동 기구(300)의 장착부(306)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)는, Z방향에서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10B)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다.
레이저 가공 헤드(10C)는, 이동 기구(400)의 장착부(405)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10C)는, Z방향에서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10C)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다. 레이저 가공 헤드(10D)는, 이동 기구(400)의 장착부(406)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10D)는, Z방향에서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10D)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다.
도 12에 나타내어지는 레이저 가공 장치(1)에서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)의 구성은, 도 1에 나타내어지는 레이저 가공 장치(1)에서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)의 구성과 동일하다. 도 12에 나타내어지는 레이저 가공 장치(1)에서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10C, 10D)의 구성은, 도 1에 나타내어지는 레이저 가공 장치(1)에서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)를 Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 90도 회전한 경우의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)의 구성과 동일하다.
예를 들면, 레이저 가공 헤드(10C)의 케이스(제1 케이스)(11)는, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10D)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(65)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10C)의 집광부(14)는, Y방향에서 제4 벽부(24)측(즉, 레이저 가공 헤드(10D)측)으로 치우쳐 있다.
레이저 가공 헤드(10D)의 케이스(제2 케이스)(11)는, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10C)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(66)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10D)의 집광부(14)는, Y방향에서 제4 벽부(24)측(즉, 레이저 가공 헤드(10C)측)으로 치우쳐 있다.
이상에 의해, 도 12에 나타내어지는 레이저 가공 장치(1)에서는, 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B) 각각을 Y방향을 따라서 이동시키는 경우에, 레이저 가공 헤드(10A)의 집광부(14)와 레이저 가공 헤드(10B)의 집광부(14)를 서로 가까이 할 수 있다. 또, 1쌍의 레이저 가공 헤드(10C, 10D) 각각을 X방향을 따라서 이동시키는 경우에, 레이저 가공 헤드(10C)의 집광부(14)와 레이저 가공 헤드(10D)의 집광부(14)를 서로 가까이 할 수 있다.
또, 본 발명의 일 형태에 관한 레이저 가공 헤드 및 레이저 가공 장치는, 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성하기 위한 것에 한정되지 않고, 다른 레이저 가공을 실시하기 위한 것이라도 좋다.
상술한 실시 형태에서, 제2 공정에서는, 제1 공정에서 약화 영역(J)을 형성하면서, 라인(105)을 따라서 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행하도록 제2 레이저광(L2)을 대상물(100)의 내부에 조사했지만, 이것에 한정되지 않는다. 제2 공정에서는, 제1 공정에서의 약화 영역(J)의 형성 완료 후(즉, 약화 영역(J)을 형성한 타이밍 후로서, 해당 타이밍과는 중첩하지 않는 별도의 타이밍으로), 라인(105)을 따라서 제1 레이저광(L1)에 대해서 후행하도록 제2 레이저광(L2)을 대상물(100)의 내부에 조사해도 괜찮다.
상술한 실시 형태에서는, 레이저 가공 장치(1)가 제1 및 제2 레이저 가공 헤드(10A, 10B)를 구비하고 있지만, 제1 및 제2 레이저 가공 헤드(10A, 10B) 중 어느 일방만을 구비하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 제1 및 제2 레이저 가공 헤드(10A, 10B) 중 어느 일방이, 제1 및 제2 레이저광(L1, L2)을 조사한다. 상술한 실시 형태에서, 기능 소자층(104)은, 보호막(104a), 저유전률막(104b) 및 메탈층(104c) 중 적어도 어느 하나를 포함하고 있어도 괜찮다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 1개의 레이저 가공 헤드를 구비하며, 해당 1개의 레이저 가공 헤드로부터 복수의 레이저광을 조사하는 구성을 채용해도 괜찮다. 이 경우, 복수의 레이저광을 동시 조사해도 괜찮고, 다단계로 조사해도 괜찮다. 또, 상술한 실시 형태에서는, 1개의 레이저 가공 헤드를 구비하며, 해당 1개의 레이저 가공 헤드로부터 1개의 레이저광을 조사하는 구성을 채용해도 괜찮다. 이 경우, 레이저광을 다단계로 조사해도 괜찮다.
본 발명은, 레이저 가공 장치, 개질 영역 형성 장치 또는 칩의 제조 장치로서 파악하는 것도 가능하다. 또, 본 발명은, 가공 방법, 레이저 가공 방법, 개질 영역 형성 방법 또는 칩의 제조 방법으로서 파악할 수도 있다. 상기 실시 형태 및 상기 변형예 각각에서는, 다른 상기 실시 형태 및 상기 변형예 각각의 구성 중 적어도 일부를 적절히 조합시켜도 괜찮다.
상술한 실시 형태에서, 제1 레이저광(L1) 및 제2 레이저광(L2)은, 의사(擬似) 연속 발진(의사 CW)된 레이저광이라도 괜찮다. 의사 연속 발진이란, 피크를 가지는 펄스가, 매우 높은 반복 주파수로 발진하는 발진 모드이다.
10A - 제1 레이저 가공 헤드 10B - 제2 레이저 가공 헤드
100 - 대상물 100a - 표면
100b - 이면 104 - 기능 소자층
104a - 보호막 104b - 저유전률막
104c - 메탈층 105 - 라인
C - 균열 J - 약화 영역
L1 - 제1 레이저광(펄스 레이저광, 제1 펄스 레이저광)
L2 - 제2 레이저광(펄스 레이저광, 제2 펄스 레이저광)
TP - 보호 테이프

Claims (7)

  1. 표면측에 기능 소자층을 가지는 대상물에 대해서, 상기 대상물의 이면으로부터, 라인을 따라서 펄스 레이저광을 조사하는 레이저광 조사 공정을 구비하며,
    상기 레이저광 조사 공정은,
    　상기 라인을 따라서 제1 펄스 레이저광을 상기 기능 소자층에 조사하여, 상기 라인을 따라서 약화(弱化) 영역을 상기 기능 소자층에 형성하는 제1 공정과,
    　상기 라인을 따라서, 상기 제1 펄스 레이저광에 대해서 후행하도록 제2 펄스 레이저광을 상기 대상물의 내부에 조사하여, 상기 라인을 따라서 상기 표면에 이르는 균열을 상기 대상물에 형성하는 제2 공정을 가지며,
    상기 제1 펄스 레이저광의 펄스 폭은, 상기 제2 펄스 레이저광의 펄스 폭보다도 짧은 레이저 가공 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 펄스 레이저광의 펄스 피치는, 상기 제2 펄스 레이저광의 펄스 피치보다도 짧은 레이저 가공 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기능 소자층은, 보호막, 저유전률막 및 메탈층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 레이저 가공 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공정에서, 상기 제1 펄스 레이저광의 집광 위치는, 상기 기능 소자층에 대해서 상기 펄스 레이저광의 입사측과 반대측으로 떨어진 위치, 상기 대상물의 내부의 위치, 또는, 상기 기능 소자층의 내부의 위치인 레이저 가공 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대상물의 상기 표면에는, 보호 테이프 또는 보호 기재(基材)가 붙여져 있는 레이저 가공 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공정에서는, 상기 제1 펄스 레이저광을 제1 레이저 가공 헤드로부터 조사함과 아울러, 상기 제1 레이저 가공 헤드를 상기 라인을 따라서 이동시키고,
    상기 제2 공정에서는, 상기 제2 펄스 레이저광을 제2 레이저 가공 헤드로부터 조사함과 아울러, 상기 제2 레이저 가공 헤드를 해당 제1 레이저 가공 헤드에 추종하도록 상기 라인을 따라서 이동시키는 레이저 가공 방법.
  7. 표면측에 기능 소자층을 가지는 대상물에 대해서, 상기 대상물의 이면으로부터, 라인을 따라서 펄스 레이저광을 조사하는 레이저광 조사 공정을 구비하며,
    상기 레이저광 조사 공정은,
    　　상기 라인을 따라서 제1 펄스 레이저광을 상기 기능 소자층에 조사하여, 상기 라인을 따라서 약화 영역을 상기 기능 소자층에 형성하는 제1 공정과,
    　　상기 라인을 따라서, 상기 제1 펄스 레이저광에 대해서 후행하도록 제2 펄스 레이저광을 상기 대상물의 내부에 조사하는 제2 공정을 가지며,
    상기 제1 펄스 레이저광의 펄스 폭은, 상기 제2 펄스 레이저광의 펄스 폭보다도 짧은 레이저 가공 방법.
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