激光加工方法、激光加工装置及其制造方法

专利名称：激光加工方法、激光加工装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于沿着切断预定线切断板状的加工对象物的激光加工方法、激光 加工装置及其制造方法。
背景技术：
作为现有的激光加工装置，在专利文献1中记载有通过激光发散点移动机构 来使从激光光源射出的激光发散，并通过聚光光学系统来将发散后的激光聚光于加工对 象物的内部的规定的位置。根据该激光加工装置，能够减轻在加工对象物的内部的规定 位置所发生的激光的像差。而且，在专利文献2中记载有通过利用空间光调制器来调制激光，从而进行 激光的波阵面补偿的波阵面补偿装置。另外，在专利文献3中记载有通过利用空间光 调制器来调制激光，从而使激光聚光于加工对象物的内部的多个位置的激光加工装置。专利文献1 国际公开第2005/106564号小册子专利文献2 日本特开2005-292662号公报专利文献3 日本特开2006-68762号公报

发明内容
发明所要解决的问题然而，在使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光、从而沿着切断预 定线来形成改质区域的技术中，由于距加工对象物的激光入射面的距离等的加工条件， 存在形成作为切断的起点的功能较差(例如难以产生割裂)的改质区域的情况。因此，本发明有鉴于上述问题，其目的在于提供能够可靠地形成作为切断的起 点的改质区域的激光加工方法、激光加工装置及其制造方法。解决问题的方法为了达成上述目的，本发明所涉及的激光加工方法的特征为，是通过使聚光点 对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线来形成作 为切断的起点的改质区域的激光加工方法，在形成改质区域时，以在加工对象物的内部 使激光的波阵面为规定的波阵面的方式通过反射型空间光调制器来调制激光。另外，本发明所涉及的激光加工方法的特征为，是通过使聚光点对准板状的加 工对象物的内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线来形成作为切断的起点 的改质区域的激光加工方法，在形成改质区域时，以使被聚光于加工对象物的内部的激 光的像差为规定的像差以下的方式通过反射型空间光调制器来调制激光。在这些激光加工方法中，以在加工对象物的内部使激光的波阵面为规定的波阵面的方式(或者是，以使被聚光于加工对象物的内部的激光的像差为规定的像差以下的 方式)通过反射型空间光调制器被调制的激光被照射于加工对象物。因此，例如使在对 准激光的聚光点的位置所产生的激光的像差为大致0，并提高在该位置的激光的能量密 度，因而能够形成作为切断的起点的功能较好(例如容易产生割裂)的改质区域。并且， 由于使用反射型空间光调制器，因此，相比于透过型空间光调制器，能够提高激光的利 用效率。这样的激光的利用效率的提高在将作为切断的起点的改质区域形成于板状的加 工对象物的情况下是特别重要的。因而，根据这些的激光加工方法，可以可靠地形成作 为切断的起点的改质区域。本发明所涉及的激光加工方法的特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的 内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线，以并排于加工对象物的厚度方向 的方式形成多列作为切断的起点的改质区域的激光加工方法，在多列改质区域中，在形 成一列或者多列包含离加工对象物的激光入射面最远的改质区域的改质区域时，对应于 所要形成的改质区域，以使将激光聚光于加工对象物的内部的聚光光学系统与加工对象 物之间的距离为规定的距离的方式来改变聚光光学系统与加工对象物之间的距离，同时 以在加工对象物的内部使激光的波阵面为规定的波阵面的方式通过反射型空间光调制器 调制激光。另外，本发明所涉及的激光加工方法的特征为，是使聚光点对准板状的加工对 象物的内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线，并以并排于加工对象物的 厚度方向的方式形成多列作为切断的起点的改质区域的激光加工方法，在多列改质区域 中，在形成一列或者多列包含离加工对象物的激光入射面最远的改质区域的改质区域 时，对应于所要形成的改质区域，以使将激光聚光于加工对象物的内部的聚光光学系统 与加工对象物之间的距离为规定的距离的方式来改变聚光光学系统与加工对象物之间的 距离，同时以使被聚光于加工对象物的内部的激光的像差为规定的像差以下的方式通过 反射型空间光调制器调制激光。在这些激光加工方法中，在多列改质区域中，在形成一列或者多列包含离加工 对象物的激光入射面最远的改质区域的改质区域时，通过反射型空间光调制器被调制的 激光被照射于加工对象物。这样，在形成离激光入射面最远的改质区域时，需要通过反 射型空间光调制器来进行激光的调制，这是由于形成改质区域的位置距离激光入射面 越远，则在对准激光的聚光点的位置所产生的激光的像差越大。因此，根据这些激光加 工方法，即使在相对于一条切断预定线而形成多列改质区域的情况下，也可以可靠地形 成作为切断的起点的改质区域。此时，在相对于加工对象物而将切断预定线设定为多条的情况下，如果在沿着 一条切断预定线而形成多列改质区域之后，沿着另一条切断预定线而形成多列改质区 域，则可以实现如下所述那样的效果。即在加工对象物的激光入射面存在有起伏的情况 下，为了将激光的聚光点高精度地对准距离激光入射面为规定的距离的位置，取得沿着 切断预定线的激光的入射面的位移数据，并根据该位移数据对聚光光学系统与加工对象 物之间的距离进行微调整。因此，如果在沿着一条切断预定线而形成了多列改质区域之 后，沿着另一条切断预定线来形成多列改质区域，则能够减少位移数据的切换次数，并 可以在各切断预定线将多列改质区域高精度地形成于距离激光入射面为规定的距离的位置。另外，在相对于加工对象物而将切断预定线设定为多条的情况下，如果在沿着 多条切断预定线而形成了一列改质区域之后，沿着多条切断预定线而形成另一列改质区 域，则可以实现如下所述那样的效果。即在通过形成沿着一条切断预定线的多列改质区 域从而使加工对象物割裂的情况下，如果在沿着一条切断预定线而形成了多列改质区域 之后，沿着另一条切断预定线而形成多列改质区域，则由于加工对象物的割裂而在加工 对象物的位置上产生偏移。因此，为了沿着切断预定线高精度地形成改质区域，有必要 对加工对象物的位置进行修正。然而，如果在沿着多条切断预定线而形成一列改质区域 之后，沿着多条切断预定线形成另一列改质区域，则能够防止由于加工对象物的割裂而 使加工对象物的位置偏移，并减少加工对象物的位置的修正次数，从而可以在短时间内 沿着多条切断预定线形成多列改质区域。本发明所涉及的激光加工方法的特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的 内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线来形成作为切断的起点的改质区域 的激光加工方法，在形成改质区域时，以使被聚光于加工对象物的内部的激光的数值孔 径为规定的数值孔径的方式通过反射型空间光调制器调制激光。在该激光加工方法中，以使被聚光于加工对象物的内部的激光的数值孔径为规 定的数值孔径的方式被反射型空间光调制器调制后的激光被照射于加工对象物。因此， 例如对应于加工对象物的材质以及到达应该形成改质区域的位置的距离等，而使激光的 数值孔径变化，从而能够形成作为切断的起点的功能较好的改质区域。本发明所涉及的激光加工方法的特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的 内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线，以并排于加工对象物的厚度方向 的方式来形成多列作为切断的起点的改质区域的激光加工方法，在多列改质区域中，在 形成除了距离加工对象物的激光入射面或者加工对象物中的与激光入射面相对的相对表 面最近的改质区域之外的改质区域时，相比于形成距离激光入射面或者相对表面最近的 改质区域的情况，以使被聚光于加工对象物的内部的激光的数值孔径变小的方式通过反 射型空间光调制器调制激光。在该激光加工方法中，作为对于切断的起点而特别重要的改质区域，在形成距 离加工对象物的激光入射面或者加工对象物中的与激光入射面相对的相对表面最近的改 质区域之时，相比于形成其它的改质区域的情况，以使被聚光于加工对象物的内部的激 光的数值孔径变大的方式被反射型空间光调制器调制后的激光被照射于加工对象物。因 此，能够将距离加工对象物的激光入射面或者加工对象物中的与激光入射面相对的相对 表面最近的改质区域设为作为切断的起点的功能极好的改质区域(例如包含割裂的改质 区域)。此时，优选，在沿着切断预定线并以并排于加工对象物的厚度方向的方式形成 至少三列改质区域的情况下，在至少三列改质区域中，在形成除了距离激光入射面最远 的改质区域以及距离激光入射面最近的改质区域之外的改质区域时，相比于形成距离激 光入射面最远的改质区域以及距离激光入射面最近的改质区域的情况，以使被聚光于加 工对象物的内部的激光的数值孔径变小的方式通过反射型空间光调制器调制激光。在该 情况下，作为对于切断的起点而特别重要的改质区域，在形成距离激光入射面最远的改质区域以及距离激光入射面最近的改质区域时，相比于形成其间的改质区域的情况，以 使被聚光于加工对象物的内部的激光的数值孔径变大的方式被反射型空间光调制器调制 后的激光被照射于加工对象物。因此，能够将距离激光入射面最远的改质区域以及距离 激光入射面最近的改质区域设为作为切断的起点的功能极好的改质区域(例如包含割裂 的改质区域)。本发明所涉及的激光加工方法的特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的 内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的 激光加工方法，在形成改质区域时，以使激光的光学特性为规定的光学特性的方式通过 多个反射型空间光调制器调制激光。在该激光加工方法中，以使激光的光学特性为规定的光学特性的方式被多个反 射型空间光调制器调制后的激光被照射于加工对象物。这样，如果使用多个反射型空间 光调制器，则能够控制作为激光的光学特性的光束直径以及光轴等。由此，可以可靠地 形成作为切断的起点的改质区域。本发明所涉及的激光加工装置的特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的 内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的 激光加工装置，具备支承台，其支承加工对象物；激光光源，其射出激光；反射型空 间光调制器，其调制从激光光源射出的激光；聚光光学系统，其使被反射型空间光调制 器调制后的激光聚光于被支承台所支承的加工对象物的内部；以及控制部，在形成改质 区域时，以使激光的聚光点位于距离加工对象物的激光入射面为规定的距离的位置并且 使激光的聚光点沿着切断预定线相对地移动的方式，对支承台以及聚光光学系统中的至 少一个进行控制，同时以在加工对象物的内部使激光的波阵面为规定的波阵面的方式， 控制反射型空间光调制器。根据该激光加工装置，能够将以在加工对象物的内部使激光的波阵面为规定的 波阵面的方式被反射型空间光调制器调制后的激光沿着切断预定线而照射于加工对象 物。由此，可以可靠地形成作为切断的起点的改质区域。在此，所谓的“控制部对支承 台以及聚光光学系统中的至少一个进行控制”，不仅包含控制部对支承台以及聚光光学 系统中的至少一个进行直接控制的情况，也包含控制部通过对包含支承台的系统以及包 含聚光光学系统的系统中的至少一个进行直接控制从而对支承台以及聚光光学系统中的 至少一个进行间接控制的情况。此时，优选，控制部在以并排于加工对象物的厚度方向的方式而沿着切断预定 线被形成有多列的改质区域的每一个中，将用于以使激光的聚光点位于距离激光入射面 为规定的距离的位置的方式对支承台以及聚光光学系统中的至少一个进行控制的控制信 号、以及用于以在加工对象物的内部使激光的波阵面为规定的波阵面的方式控制反射型 空间光调制器的控制信号相对应地进行存储。在该情况下，能够分别对应于应该形成的 多列改质区域，使在加工对象物的内部中激光的波阵面为规定的波阵面。本发明所涉及的激光加工装置的特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的 内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的 激光加工装置，具备支承台，其支承加工对象物；激光光源，其射出激光；反射型空 间光调制器，其调制从激光光源射出的激光；聚光光学系统，其使被反射型空间光调制器调制后的激光聚光于被支承台所支承的加工对象物的内部；以及控制部，在形成改质 区域时，以使激光的聚光点位于距离加工对象物的激光入射面为规定的距离的位置并且 使激光的聚光点沿着切断预定线来相对地移动的方式，对支承台以及聚光光学系统中的 至少一个进行控制，同时以使被聚光于加工对象物的内部的激光的像差为规定的像差以 下的方式，控制反射型空间光调制器。根据该激光加工装置，能够将以使被聚光于加工对象物的内部的激光的像差为 规定的像差以下的方式被反射型空间光调制器调制后的激光沿着切断预定线而照射于加 工对象物。由此，可以可靠地形成作为切断的起点的改质区域。此时，优选，控制部在以并排于加工对象物的厚度方向的方式沿着切断预定线 而被形成有多列的改质区域的每一个中，将用于以使激光的聚光点位于距离激光入射面 为规定的距离的位置的方式对支承台以及聚光光学系统中的至少一个进行控制的控制信 号、以及用于以使被聚光于加工对象物的内部的激光的像差为规定的像差以下的方式控 制反射型空间光调制器的控制信号相对应地进行存储。在该情况下，能够分别对应于 应该形成的多列改质区域，使被聚光于加工对象物的内部的激光的像差为规定的像差以 下。本发明所涉及的激光加工装置的特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的 内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的 激光加工装置，具备支承台，其支承加工对象物；激光光源，其射出激光；多个反射 型空间光调制器，其调制从激光光源射出的激光；聚光光学系统，其将被反射型空间光 调制器调制后的激光聚光于被支承台所支承的加工对象物的内部；以及控制部，在形成 改质区域时，以使激光的聚光点位于距离加工对象物的激光入射面为规定的距离的位置 并且使激光的聚光点沿着切断预定线相对地移动的方式，对支承台以及聚光光学系统中 的至少一个进行控制，控制部具有以使激光的光学特性为规定的光学特性的方式控制反 射型空间光调制器的功能。根据该激光加工装置，由于具备多个反射型空间光调制器，因此，能够对作为 激光的光学特性的光束直径以及光轴等进行控制。因此，即使在因为某些原因而造成在 激光的光轴产生偏移的情况下，也能够容易地对该偏移进行修正，从而可以可靠地形成 作为切断的起点的改质区域。本发明所涉及的激光加工装置的制造方法的特征为，是通过将聚光点对准加工 对象物的内部并照射激光，从而沿着加工对象物的切断预定线形成作为切断的起点的改 质区域的激光加工装置的制造方法，该激光加工装置具备支承台，其支承板状的加工 对象物；激光光源，其射出激光；反射型空间光调制器，其调制从激光光源射出的激 光；聚光光学系统，其使被反射型空间光调制器调制后的激光聚光于被支承台所支承的 加工对象物的内部；以及控制部，控制反射型空间光调制器，该制造方法包含准备基 准激光加工装置，并对从基准激光加工装置的基准聚光光学系统射出的基准激光的波阵 面进行测量，从而取得基准波阵面数据的工序；测量从聚光光学系统射出的激光的波阵 面，从而取得波阵面数据的工序；以及根据基准波阵面数据以及波阵面数据，计算出用 于以使激光的波阵面为基准激光的波阵面的方式对反射型空间光调制器进行控制的控制 信号，并将控制信号存储于控制部中的工序。
根据该激光加工装置的制造方法，将通过形成作为切断的起点的功能较好的改 质区域而得到的激光加工装置作为基准激光加工装置进行准备，从而能够消除装置间的 个体差异，并能够制造具有与基准激光加工装置同等的性能的激光加工装置。发明的效果根据本发明，能够可靠地形成作为切断的起点的改质区域。


图1为在改质区域的形成中所使用的激光加工装置的大致构成图。图2为作为形成改质区域的对象的加工对象物的平面图。图3为沿着图2的加工对象物的III-III线的剖面图。图4为激光加工后的加工对象物的平面图。图5为沿着图4的加工对象物的V-V线的剖面图。图6为沿着图4的加工对象物的VI-VI线的剖面图。图7为表示激光加工后的硅片的切断面的照片的图。图8为表示激光的波长与硅基板的内部的透过率之间的关系的图表。图9为表示激光的峰值功率密度与裂纹点的大小之间的关系的图表。图10为本实施方式所涉及的激光加工装置的大致构成图。图11为图10的激光加工装置的反射型空间光调制器的分解立体图。图12为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的基准激光加 工装置的大致构成图。图13为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的激光加工装 置的大致构成图。图14为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的激光加工装 置的大致构成图。图15为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的激光加工装 置的大致构成图。图16为作为本实施方式所涉及的激光加工方法的对象的加工对象物的平面图。图17为被实施本实施方式所涉及的激光加工方法的图16的加工对象物的剖面 图。图18为被实施本实施方式所涉及的激光加工方法的图16的加工对象物的剖面 图。图19为本实施方式所涉及的其它的激光加工装置的大致构成图。图20为对图19的激光加工装置的反射型空间光调制器的配置进行说明的说明 图。图21为对本实施方式所涉及的其它的激光加工方法进行说明的说明图。图22为对本实施方式所涉及的其它的激光加工方法进行说明的说明图。图23为本实施方式所涉及的其它的激光加工装置的大致构成图。图24为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的其它的基准 激光加工装置的大致构成图。
图25为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的其它的激光 加工装置的大致构成图。图26为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的其它的激光 加工装置的大致构成图。图27为在本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法中所使用的其它的激光 加工装置的大致构成图。图28为本实施方式所涉及的其它的激光加工装置的大致构成图。图29为本实施方式所涉及的其它的激光加工装置的大致构成图。符号的说明1…加工对象物3…表面(激光入射面)5…切断预定线7、了 了‘…改质区域200…激光加工装置200s…基准激光加工装置201…支承台202…激光光源203…反射型空间光调制器204…聚光光学系统204s…基准聚光光学系统205…控制部L…激光Ls…基准激光P…聚光点
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的最佳实施方式进行详细的说明。在此，在各图 中，对相同或者相当的部分标记相同的符号，省略重复的说明。在本实施方式所涉及的激光加工方法以及激光加工装置中，使聚光点对准板状 的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着切断预定线在加工对象物中形成改质区域。因此，首先参照图1 图9，对本实施方式所涉及的激光加工方法以及激光加工 装置中的改质区域的形成进行说明。如图1所示，激光加工装置100具备使激光(加工用激光)L脉冲振动的激光 光源101、以使激光L的光轴的方向改变90°的方式配置的分色镜(dichroic mirror) 103、 以及用于使激光L聚光的聚光用透镜105。另外，激光加工装置100具备用于支承被照 射有由聚光用透镜105聚光的激光L的加工对象物1的支承台107、用于使支承台107在 X、Y、Z轴方向上移动的平台111、为了调节激光L的输出以及脉冲宽度等而对激光光 源101进行控制的激光光源控制部102和对平台111的移动进行控制的平台控制部115。在该激光加工装置100中，从激光光源101射出的激光L通过分色镜103而使其光轴的方向改变90°，并通过聚光透镜105而被聚光于被载置在支承台107上的加工对象 物1的内部。与此同时，使平台111移动，加工对象物1相对于激光L而沿着切断预定 线5相对移动。由此，沿着切断预定线5在加工对象物1中形成作为切断的起点的改质 区域。以下，对该改质区域进行详细的说明。如图2所示，在板状的加工对象物1中设置有用于切断加工对象物1的切断预定 线5。切断预定线5是延伸为直线状的假想线。在加工对象物1的内部形成改质区域的 情况下，如图3所示，在使聚光点P对准加工对象物1的内部的状态下，使激光L沿着切 断预定线5 (即沿着图2的箭头A方向)相对地移动。由此，如图4 图6所示，改质区 域7沿着切断预定线5而被形成于加工对象物1的内部，沿着切断预定线5形成的改质区 域7作为切断起点区域8。另外，所谓聚光点P是指激光L聚光的地方。另外，切断预定线5不限于直线 状，可以是曲线状，并且不限于假想线，可以是在加工对象物1的表面3实际引出的线。 另外，改质区域7可以被连续地形成，也可以被间断地形成。另外，改质区域7可以至少 被形成于加工对象物1的内部。另外，存在以改质区域7为起点而形成有龟裂的情况， 龟裂以及改质区域7可以露出于加工对象物1的外表面(表面、背面、或者是外周面)。在此，激光L在透过加工对象物1的同时，在加工对象物1的内部的聚光点附 近被特别吸收，由此，在加工对象物1中形成改质区域7(即内部吸收型激光加工)。因 而，由于在加工对象物1的表面3激光L几乎不被吸收，因此加工对象物1的表面3不会 熔融。一般而言，在通过从表面3被熔融而被除去从而形成有孔或槽等的除去部(表面 吸收型激光加工)的情况下，加工区域从表面3侧逐渐地向背面侧进展。然而，通过本实施方式所涉及的激光加工方法以及激光加工装置形成的改质区 域是指作为密度、折射率、机械强度或者其它的物理特性与周围不同的状态的区域。例 如存在(1)熔融处理区域、(2)裂纹区域、绝缘破坏区域、(3)折射率变化区域等，也存 在混合存在有这些区域的区域。本实施方式所涉及的激光加工方法以及激光加工装置的改质区域是通过激光的 局部吸收或者多光子吸收等现象而被形成。所谓多光子吸收是指下述现象如果光子的 能量hv比材料的吸收的能带隙(bandgaWEc^j、则成为光学透明，因此在材料中产生吸收 的条件是为hv>Ee，但是即使是光学透明的，如果使激光L的强度足够大，则在nhv> Eg的条件(η = 2、3、4、…)下在材料中产生吸收。通过多光子吸收而形成熔融处理 区域例如被记载于熔接学会全国大会演讲概要第66集(2000年4月)的第72 73页的
“由皮秒脉冲激光而得到的硅的加工特性评价”中。另夕卜，也可以利用如“D.Du，X.Liu, G.Korn, J.Squier, and G.Mourou， 'Laser Induced Breakdown by Impact Ionization in SiO2 with Pulse Widthsfrom 7ns to
150fs，，Appl Phys Lett64 (23)，Jun.6, 1994”中所记载的那样通过使用脉冲宽度为从几 皮秒到飞秒(femto second)的超短脉冲激光从而形成的改质区域。(1)改质区域包含熔融处理区域的情况将聚光点对准加工对象物(例如硅那样的半导体材料)的内部，并在聚光点的电 场强度为lX108(W/cm2)以上且脉冲宽度为Iys以下的条件下照射激光L。由此，在聚 光点附近激光L被吸收从而加工对象物的内部被局部地加热，通过该加热而在加工对象物的内部形成熔融处理区域。所谓熔融处理区域是一旦熔融后再固化的区域、或是熔融状态中的区域、或是 从熔融状态再固化的状态的区域，也能够指相变化区域或是结晶构造变化的区域。另 外，所谓熔融处理区域也能够指在单结晶构造、非晶质构造、多结晶构造中、某一构造 变化成另一构造的区域。即例如指从单结晶构造变化成非晶质构造的区域、从单结晶构 造变化成多结晶构造的区域、从单结晶构造变化成包含非晶质构造及多结晶构造的构造 的区域。在加工对象物为单晶硅构造的情况下，熔融处理区域是例如非晶硅构造。图7为表示激光所照射的硅片(半导体基板)的一部分中的剖面的照片的图。如 图7所示，在半导体基板11的内部形成有熔融处理区域13。对于在相对入射的激光的波长具有透过性的材料的内部形成熔融处理区域13的 情况进行说明。图8为表示激光的波长与硅基板的内部的透过率之间的关系的曲线图。 在此，去除了硅基板的表面侧和背面侧的各自的反射成分，仅表示内部的透过率。对于 硅基板的厚度t分别为50 μ m、100 μ m、200 μ m、500 μ m、1000 μ m表示上述关系。例如，在作为Nd:YAG激光的波长的1064nm中，硅基板的厚度为500 μ m以 下的情况下，已知在硅基板的内部80%以上的激光L透过。图7所示的半导体基板11 的厚度为350 μ m，因此熔融处理区域13形成在半导体基板11的中心附近，即距离表 面175μιη的部分。该情况下的透过率，参考厚度200μιη的硅片，则为90%以上，因 此激光L只有一些会在半导体基板11的内部被吸收，绝大部分会透过。但是，通过在 lX108(W/cm2)以上且脉冲宽度为Iys以下的条件下将激光L聚光在硅片内部，从而激 光在聚光点及其附近被局部吸收，在半导体基板11的内部形成熔融处理区域13。而且，在硅片中有时会以熔融处理区域为起点产生龟裂。另外，有时会使龟裂 包含在熔融处理区域中而形成龟裂，在该情况下，该龟裂有时是遍及熔融处理区域中的 整个面而形成，有时是仅在一部分或多个部分上形成。再者，该龟裂有时会自然成长， 有时也会因为对硅片施加力而成长。龟裂从熔融处理区域自然成长的情况存在从熔融 处理区域熔融的状态成长的情况、以及在从熔融处理区域熔融的状态再固化时成长的情 况中的任一个。在此，无论何种情况，熔融处理区域形成在硅片的内部，在切断面上， 如图7所示，在内部形成有熔融处理区域。(2)改质区域包含裂纹区域的情况向加工对象物(例如玻璃或是由LiTaO3构成的压电材料)的内部对准聚光点， 并在聚光点的电场强度为lX108(W/cm2)以上且脉冲宽度为s以下的条件下照射激光 L。该脉冲宽度的大小是激光L被吸收而在加工对象物的内部形成裂纹区域的条件。由 此，在加工对象物的内部会产生所谓光学损伤的现象。由于该光学损伤会在加工对象物 的内部引起热应变，因此在加工对象物的内部会形成包含一个或多个裂纹的裂纹区域。 裂纹区域也可称为绝缘破坏区域。图9是表示电场强度与裂纹的大小之间的关系的实验结果的图。横轴为峰值功 率密度，由于激光L为脉冲激光，因此电场强度以峰值功率密度来表示。纵轴表示由于 1脉冲的激光L而形成在加工对象物的内部的裂纹部分(裂纹点)的大小。裂纹点就是 集中裂纹区域。裂纹点的大小是裂纹点的形状中长度最长的部分的大小。图表中以黑色 圆点表示的数据是聚光用透镜(C)的倍率为100倍、数值孔径(NA)为0.80的情况。另
14一方面，图表中以白色圆点表示的数据是聚光用透镜(C)的倍率为50倍、数值孔径(NA) 为0.55的情况。已知峰值功率密度从IO11 (W/cm2)左右就会开始在加工对象物的内部产 生裂纹点，并且随着峰值功率密度越大，裂纹点也就越大。(3)改质区域包含折射率变化区域的情况向加工对象物(例如玻璃)的内部对准聚光点，并且在聚光点的电场强度为 IX IO8 (W/cm2)以上且脉冲宽度为Ins以下的条件下照射激光L。这样，在脉冲宽度极短 的状态下，如果激光L在加工对象物的内部被吸收，则该能量不会转化成热能，而是会 在加工对象物的内部引起离子价数变化、结晶化或极化配向等的永远的构造变化，并形 成折射率变化区域。在此，所谓改质区域是包含熔融处理区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等 或是混合存在有这些区域的区域，是在该材料中改质区域的密度相比于非改质区域的密 度发生变化的区域，或是形成有晶格缺陷的区域。也能够将这些统称为高密转移区域。另外，熔融处理区域或折射率变化区域、改质区域的密度相比于非改质区域的 密度发生变化的区域、形成有晶格缺陷的区域，进而可能会在这些区域的内部或在改质 区域与非改质区域的界面包含(内包)龟裂(割裂、微裂纹)。所内包的龟裂可能会遍及 改质区域的整个面或是仅在一部分或多个部分形成。此外，如果考虑加工对象物的结晶构造及其劈开性等，并且如以下所述形成改 质区域，则可以高精度地将加工对象物切断。即在由硅等的钻石构造的单结晶半导体构成的基板的情况下，优选，在沿着面(第1劈开面)或(110)面(第2劈开面)的方向上形成改质区域。另外， 由GaAs等的闪锌矿型结构的III-V族化合物半导体构成的基板的情况下，优选，在沿着面的方向上形成改质区域。再者，在具有蓝宝石(Al2O3)等的六方晶系的结晶构造 的基板的情况下，优选，以(0001)面(C面)为主面，在沿着(1120)面(A面)或(1100) 面(M面)的方向上形成改质区域。另外，如果沿着为了形成上述改质区域的方向(例如沿着单晶硅基板中的(111) 面的方向)或是沿着与为了形成改质区域的方向垂直的方向在基板上形成定向平面 (Orientation Flat),则通过以该定向平面为基准，可以容易且正确地在基板上形成改质区 域。接着，对本实施方式所涉及的激光加工装置进行说明。如图10所示，激光加工装置200具备支承板状的加工对象物1的支承台201、 射出激光L的激光光源202、调制从激光光源202射出的激光L的反射型空间光调制器 203、将被反射型空间光调制器203调制后的激光L聚光于被支承台201所支承的加工对 象物1的内部的聚光光学系统204、以及对反射型空间光调制器203进行控制的控制部 205。激光加工装置200使聚光点P对准加工对象物1的内部并照射激光，从而沿着加工 对象物1的切断预定线5形成作为切断的起点的改质区域7。反射型空间光调制器203被设置于筐体231内，激光光源202被设置于筐体231 的顶板。另外，聚光光学系统204包含多个透镜而被构成，并通过包含压电元件等而被 构成的驱动单元232而被设置于筐体231的底板。并且通过被设置于筐体231的部件而 构成激光引擎(engine) 230。在此，控制部205也可以被设置于激光引擎230的筐体231内。在筐体231设置有使筐体231沿着加工对象物1的厚度方向移动的移动机构(图 中没有表示)。由此，由于能够对应于加工对象物1的深度而使激光引擎230上下移动， 因而可以使聚光光学系统204的位置变化，从而可以使激光L聚光于加工对象物1的所期 望的深度位置。在此，替代在筐体231设置移动机构，也可以在支承台201设置使支承 台201沿着加工对象物1的厚度方向移动的移动机构。另外，也可以利用后述的AF单 元212而使聚光光学系统204沿着加工对象物1的厚度方向移动。并且，也可以将它们 进行组合。控制部205除了对反射型空间光调制器203进行控制之外，也对激光加工装置 200的整体进行控制。例如，控制部205在形成改质区域7时，以使激光L的聚光点P位 于距离加工对象物1的表面(激光入射面)3为规定的距离的位置并且使激光L的聚光点 P沿着切断预定线5相对地移动的方式，对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控 制。在此，控制部205为了使激光L的聚光点P相对于加工对象物1相对地移动，也可 以不对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控制，而对支承台201进行控制，或者 是也可以对包含聚光光学系统204的激光引擎230以及支承台201这两者进行控制。从激光光源202射出的激光L在筐体231内被反射镜206、207依次反射，之后 被棱镜等的反射部材208反射并入射到反射型空间光调制器203。入射到反射型空间光调 制器203的激光L通过反射型空间光调制器203被调制，并从反射型空间光调制器203被 射出。从反射型空间光调制器203射出的激光L在筐体231内以沿着聚光光学系统204 的光轴的方式被反射部材208反射，并依次透过分光镜(beam splitter) 209、210而入射到 聚光光学系统204。入射到聚光光学系统204的激光L通过聚光光学系统204而被聚光 于载置在支承台201上的加工对象物1的内部。另外，激光加工装置200在筐体231内具备用于对加工对象物1的表面3进行观 察的表面观察单元211。表面观察单元211将被分光镜209反射并且透过分光镜210的可 视光VL射出，并通过检测由聚光光学系统204被聚光并在加工对象物1的表面3被反射 的可视光VL，从而取得加工对象物1的表面3的像。再者，激光加工装置200在筐体231内具备AF (auto focus)单元212，该AF单元 212用于即使在加工对象物1的表面3存在起伏的情况下，也可将激光L的聚光点P高精 度地对准距离表面3为规定的距离的位置。AF单元212通过射出被分光镜210反射的AF 用激光LB，并检测通过聚光光学系统204被聚光并在加工对象物1的表面3被反射的AF 用激光LB，从而例如使用非点像差法而取得沿着切断预定线5的表面3的位移数据。并 且，AF单元212在形成改质区域7时，根据取得的位移数据对驱动单元232进行驱动， 从而以沿着加工对象物1的表面3的起伏的方式使聚光光学系统204沿着其光轴方向往返 移动，从而对聚光光学系统204与加工对象物1之间的距离进行微调整。在此，对反射型空间光调制器203进行说明。如图11所示，反射型空间光调制 器203具备硅基板213、被设置在硅基板213上的金属电极层214、被设置在金属电极 层214上的反射镜层215、被设置于反射镜层215上的液晶层216、被设置于液晶层216 上的透明电极层217、以及被设置于透明电极层217上的玻璃板218。金属电极层214以 及透明电极层217具备被配置为矩阵状的多个电极部214a、217a,金属电极层214的各电极部214a与透明电极层217的各电极部217a在反射型空间光调制器203的层叠方向上相
互相对。在如上所述构成的反射型空间光调制器203中，激光L从外部依次透过玻璃板 218以及透明电极层217并入射到液晶层216，被反射镜层215反射，并从液晶层216依 次透过透明电极层217以及玻璃板218而射出至外部。此时，在相互相对的一对电极部 214a、217a的每一个上施加电压，对应于该电压，在液晶层216中被相互相对的一对电 极部214a、217a夹着的部分的折射率发生变化。由此，在构成激光L的多条光线的各条 中，在与各光线的行进方向垂直的规定的方向的成分的相位上产生偏移，从而激光L被 整形(相位调制)。控制部205在形成改质区域7时，以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的 像差为规定的像差以下的方式(换言之，以在加工对象物1的内部使激光L的波阵面为 规定的波阵面的方式)，对相互相对的一对电极部214a、217a的每一个施加电压，从而 对反射型空间光调制器203进行控制。控制部205将用于使入射到反射型空间光调制器 203的激光L的光束波形(光束波阵面)整形(调制)的波阵面整形(像差修正)波形信 息输入到反射型空间光调制器203中。并且，通过基于输入的波形信息的信号而使与反 射型空间光调制器203的一对电极214a、217a的每一个对应的液晶层216的折射率发生 变化，从而使从反射型空间光调制器203射出的激光L的光束波形(光束波阵面)整形 (调制)。在此，可以将输入到反射型空间光调制器203的波形信息逐次输入，也可以选 择性地输入预先存储的波形信息。然而，严格来说，通过反射型空间光调制器203被调制(修正)后的激光L由于 在空间中传播而使波阵面形状发生了变化。特别是，在从反射型空间光调制器203射出 的激光L或者入射到聚光光学系统204的激光L是具有规定的扩散范围的光(即平行光以 外的光)的情况下，在反射型空间光调制器203的波阵面形状与在聚光光学系统204的波 阵面形状并不一致，其结果，有可能会对作为目的的精密的内部加工造成妨碍。因此， 使在反射型空间光调制器203的波阵面形状与在聚光光学系统204的波阵面形状一致是重 要的。为此，优选，通过测量等而求得在激光L从反射型空间光调制器203传播至聚光 光学系统204时的波阵面形状的变化，并将考虑了该波阵面形状的变化的波阵面整形(像 差修正)波形信息输入到反射型空间光调制器203。或者是，为了使在反射型空间光调制器203的波阵面形状与在聚光光学系统204 的波阵面形状一致，如图23所示，在反射型空间光调制器203与聚光光学系统204之间 行进的激光L的光路上，可以设置调整光学系统240。由此，可以实现正确的波阵面整 形。调整光学系统240具有至少2个透镜(第1光学元件)241a以及透镜(第2光学 元件)241b。透镜241a、241b用于使在反射型空间光调制器203的波阵面形状与在聚光 光学系统204的波阵面形状近似地一致。透镜241a、241b以使反射型空间光调制器203 与透镜241a之间的距离为透镜241a的焦距(第1焦距)fl、使聚光光学系统204与透镜 241b之间的距离为透镜241b的焦距(第2焦距)f2、使透镜241a与透镜241b之间的距离 为fl+f2，并且使透镜241a与透镜241b为两侧远心(telecentric)光学系统的方式，被配置 在反射型空间光调制器203与反射部材208之间。
通过这样的配置，即使是具有1°以下左右的小的扩散角的激光L，也能够使在 反射型空间光调制器203的波阵面与在聚光光学系统204的波阵面一致。在此，在要求 进一步的正确性的情况下，优选，使反射型空间光调制器203与液晶层216与透镜241a的 主点之间的距离为fl。然而，如图11所示，由于反射型空间光调制器203非常薄，并且 液晶层216与玻璃板217之间的距离也极小，因此在液晶层216与玻璃板217之间的波阵 面形状的变化的程度也极小。因此，可以简单地在反射型空间光调制器203的构成上， 将容易设定焦距的位置(例如反射型空间光调制器203的表面(表面附近)等)与透镜 241a之间的距离设定为fl，通过这样做，从而可以使调整变得容易。另外，在要求进一 步的正确性的情况下，优选，使聚光光学系统204的主点与透镜241b的主点之间的距离 为β。然而，聚光光学系统204包含多个透镜而被构成，在主点的定位可能较为困难。 在该情况下，可以简单地在聚光光学系统204的构成上，将容易设定焦距的位置(例如聚 光光学系统204的表面(表面附近)等)与透镜241b之间的距离发定为f2，通过这样做， 从而使调整变得容易。另外，激光L的光束直径被fl与β的比所决定(入射到聚光光学系统204的激 光L的光束直径是从反射型空间光调制器203射出的激光L的光束直径的β/fl倍)。因 此，即使在激光L是平行光、或者具有小的扩散范围的光中的任意一种的情况下，也能 够在保持从反射型空间光调制器203射出的角度的状态下，在入射到聚光光学系统204的 激光L中得到所期望的光束直径。如以上所述，根据调整光学系统240，也可以对激光L的光束直径以及扩散角进 行调整。在将作为切断的起点的改质区域7形成于加工对象物1的激光加工方法中，相 比于为了实现精密的切断而从表面进行加工的激光加工方法，基于激光L的扩散角以及 光束直径的聚光条件是极为重要的，为了高精度地形成适于切断的改质区域7，可能在聚 光光学系统204中不需要平行光而需要具有小的扩散角(例如几mrad 几十mrad左右) 的激光L。因此，在设置反射型空间光调制器203的情况和未设置反射型空间光调制器 203的情况下，为了满足用于形成改质区域7的基本的加工条件，有必要使入射到聚光光 学系统204的激光L的光束直径以及扩散角(与未设置反射型空间光调制器203的情况) 一致。因此，通过使用调整光学系统240，从而能够在维持被反射型空间光调制器203 调制后的波阵面(像差)的状态下，使激光L被聚光光学系统204聚光，并且能够通过具 有规定的光束直径以及规定的扩散角的激光L而在内部形成改质区域。由此，能够通过 具有规定的扩散角的激光L而高效地利用聚光光学系统204的有效直径，并可以形成适于 切断的精密的改质区域。在此，优选，调整光学系统240的透镜241a、241b设置在反射型空间光调制器 203与反射部材208之间的激光L的光路上。其理由如下所述。即如果在平板状的反射 部材208或分光镜209、210入射具有大的扩散的光(透镜241a与透镜241b之间的光)， 则会产生球面像差或者非点像差。因此，如果将透镜241b配置在反射部材208的后段， 则从透镜241a射出的相对于光轴具有角度的光，在入射到反射部材208或者分光镜209、 210之后，入射到透镜241b，因而会受到球面像差或者非点像差的影响，而使入射到聚 光光学系统204的激光L的精度降低。另外，优选，调整光学系统240具备使透镜241a、241b的各自的位置独立而进行微调整的机构。另外，为了有效地使用反射型空间光调制 器203的有效区域，也可以在反射型空间光调制器203与激光光源202之间的激光L的光 路上设置光束扩展器(expander)。接下来，对作为本实施方式所涉及的激光加工装置的制造方法的上述的激光加 工装置200的制造方法进行说明。首先，如图12所示，准备具有与上述的激光加工装置200大致相同的构成的基 准激光加工装置200s。基准激光加工装置200s为通过形成作为切断的起点的功能较好的 改质区域7而得到的激光加工装置，例如是在一定的条件下，在沿着被设定为格子状的 多条切断预定线5而形成改质区域7从而切断加工对象物1的情况下，未切断部分为规定 的比例以下的激光加工装置。对于该基准激光加工装置200s，设置参考球面镜221来替代加工对象物1，使得 参考球面镜221的光轴与基准聚光光学系统204s的光轴一致，同时设置波阵面测量器222 来替代AF单元212。然后，通过波阵面测量器222对从基准激光加工装置200s的基准 聚光光学系统204s射出的基准激光Ls的波阵面进行测量，并取得基准波阵面数据。在 此，参考球面镜221由于以高于波阵面测量器222的精度的精度而被制作，因此能够忽视 由于通过参考球面镜221使基准激光Ls被反射而产生的基准激光Ls的波阵面的扰乱。接下来，如图13所示，准备具备支承台201、激光光源202、反射型空间光调制 器203、聚光光学系统204和控制部205的最终调整前的激光加工装置200。对于该激光加工装置200，设置参考球面镜221来替代加工对象物1，使得参考 球面镜221的光轴与聚光光学系统204的光轴一致，同时设置波阵面测量器222来替代AF 单元212。然后，通过波阵面测量器222来对从激光加工装置200的聚光光学系统204射 出的激光L的波阵面进行测量，并取得波阵面数据。接下来，根据基准波阵面数据以及波阵面数据，来计算用于以使激光L的波阵 面为基准激光Ls的波阵面的方式控制反射型空间光调制器203的控制信号，并将该控 制信号存储于控制部205。具体而言，将基准波阵面数据以及波阵面数据作为泽尼克 (Zernike)多项式而取得，并取得基准波阵面数据的泽尼克多项式与波阵面数据的泽尼克 多项式之间的差，计算消除了该差的控制信号，并存储于控制部205中。例如，在基准 波阵面数据的泽尼克多项式为“(IX第1项)+ (4X第2项)+ (4X第3项)”，且波阵面 数据的泽尼克多项式为“(IX第1项)+ (2X第2项)+ (4X第3项)”的情况下，计算 使波阵面数据的泽尼克多项式的第2项进而为2倍的控制信号，并存储于控制部205中。在此，关于不将波阵面测量器222直接配置在聚光光学系统204的出射侧来对激 光L的波阵面进行测量，是由于以下的理由。即在通过将聚光点P对准板状的加工对象 物1的内部并照射激光L，从而形成作为切断的起点的改质区域7的情况下，通过聚光光 学系统204而被聚光于加工对象物1的内部的激光L的数值孔径非常大，例如为0.55 0.80。因此，激光L的强度会变弱，或者构成激光L的多条光线间的相位差会超过波阵 面测量器222的测定限度。这在基准激光加工装置200s中测量基准激光Ls的波阵面的 情况下，也是同样的。如以上所述，准备通过形成作为切断的起点的功能较好的改质区域7而得到的 激光加工装置，来作为基准激光加工装置200s，从而能够消除装置间的个体差异，并能
19够制造具有与基准激光加工装置200s同等的性能的激光加工装置200。接下来，如图14所示，在激光加工装置200中，在分光镜210与聚光光学系统 204之间设置参考平面镜223，使得其与激光L的光轴垂直。然后，通过波阵面测量器 222来对依次被参考平面镜223以及分光镜210反射的激光L的波阵面进行测量，并将波 阵面数据作为泽尼克多项式而取得。在此，参考平面镜223由于以高于波阵面测量器222 的精度的精度而被制作，因此能够忽视由于通过参考平面镜223使激光L被反射而产生的 激光L的波阵面的扰乱。接下来，如图15所示，准备由与加工对象物1相同的材料所构成的规定厚度的 参考硅片(wafer) 224，并在激光加工装置200中，以使被聚光光学系统204聚光的激光L 的聚光点P位于参考硅片224的背面(激光射出面)的方式，来设置参考硅片224。再 者，在参考硅片224的出射侧设置参考球面镜221，使得其光轴与聚光光学系统204的光 轴一致。然后，通过波阵面测量器222，来对依次透过聚光光学系统204以及参考硅片 224、被参考球面镜221反射、依次透过参考硅片224以及聚光光学系统204、并被分光 镜210反射的激光L的波阵面进行测量，并将波阵面数据作为泽尼克多项式而取得。在 此，参考硅片224由于以高于波阵面测量器222的精度的精度而被制作，因此能够忽视由 于激光L透过参考硅片224而产生的激光L的波阵面的扰乱。接下来，求出在图14的状态下取得的波阵面数据的泽尼克多项式和在图15的状 态下取得的波阵面数据的泽尼克多项式之间的差。由此，即使由于被分光镜210反射而 使激光L的波阵面扰乱，也能够消除该波阵面的扰乱。然后，计算用于以使泽尼克多项 式之间的差为规定的差以下的方式(即在使激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的 表面3为规定的距离(与参考硅片224的规定厚度相等)的位置的情况下，以使在该位置 所产生的激光L的像差为规定的像差以下的方式)控制反射型空间光调制器203的控制信 号。在此，如果泽尼克多项式之间的差为规定的差以下，则用于控制反射型空间光 调制器203的控制信号是不需要的。另外，也可以计算用于以使泽尼克多项式之间的差 为大致0的方式(即在使激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的表面3为规定的距离 (与参考硅片224的规定厚度相等)的位置的情况下，以使在该位置所产生的激光L的像 差为大致0的方式)控制反射型空间光调制器203的控制信号。用于控制该反射型空间光调制器203的控制信号的计算是通过例如将参考硅片 224的规定厚度从50 μ m直到700 μ m为止一次改变50 μ m而进行的。然后，使用于以 使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的像差为规定的像差以下的方式(换言之，以在 加工对象物1的内部使激光L的波阵面为规定的波阵面的方式)控制反射型空间光调制器 203的控制信号、以及用于以使激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的表面3为规定 的距离的位置的方式控制包含聚光光学系统204的激光引擎230的控制信号，相对应地存 储在控制部205中。由此，在对于一条切断预定线5，以并排于加工对象物1的厚度方向的方式形成 多列改质区域7的情况下，能够对应于应该形成的多列改质区域7的各个，使被聚光于加 工对象物1的内部的激光L的像差为规定的像差以下(换言之，能够在加工对象物1的内 部使激光L的波阵面为规定的波阵面)。
然而，严格来说，被反射型空间光调制器203、203s调制(修正)后的激光L由 于在空间中传播，因而波阵面形状发生变化。特别是，在从反射型空间光调制器203、 203s射出的激光L或者入射到聚光光学系统204、204s的激光L是具有规定的扩散范围 的光(即平行光以外的光)的情况下，在反射型空间光调制器203、203s的波阵面形状与 在聚光光学系统204、204s的波阵面形状并不一致，其结果，可能对作为目的的精密的内 部加工造成妨碍。因此，使在反射型空间光调制器203、203s的波阵面形状与在聚光光 学系统204、204s的波阵面形状一致，是必要的。另外，使在聚光光学系统204、204s 的波阵面形状与在波阵面测量器222的波阵面形状一致、以及使在反射型空间光调制器
203、203s的波阵面形状与在波阵面测量器222的波阵面形状一致，也是重要的。为此， 优选，通过测量等而求出激光L从反射型空间光调制器203、203s传播到聚光光学系统
204、204s时的波阵面形状的变化，并将考虑了该波阵面形状的变化的波阵面整形(像差 修正)波形信息输入至反射型空间光调制器。或者是，为了使在反射型空间光调制器203、203s的波阵面形状与在聚光光学系 统204、204s的波阵面形状一致，如图24 27所示，通过设置调整光学系统240、250， 从而可以实现更加正确的波阵面整形。该图24 27所示的激光加工装置的制造方法， 基本上与图12 图15所示的激光加工装置的制造方法相同。不同点在于存在调整光学 系统 240、250。首先，调整光学系统240具有至少2个的透镜241a、241b。透镜241a、241b用 于使在反射型空间光调制器203、203s的波阵面形状与在聚光光学系统204、204s的波阵 面形状近似地一致。透镜241a、241b被配置在反射型空间光调制器203与反射部材208 之间，使得反射型空间光调制器203与透镜241a之间的距离为透镜241a的焦距fl、聚光 光学系统204与透镜241b之间的距离为透镜241b的焦距β、透镜241a与透镜241b之间 的距离为fl+f2、并且使透镜241a与透镜241b为两侧远心光学系统。通过这样进行配置，即使是具有小的扩散角的激光L，也能够使在反射型空间光 调制器203、203s的波阵面形状与在聚光光学系统204、204s的波阵面形状一致。激光L的光束直径被fl与β的比决定(入射到聚光光学系统204、204s的激光 L的光束直径是从反射型空间光调制器203、203s射出的激光L的光束直径的f2/fl倍)。 因此，即使在激光L是平行光、或者具有小的扩散的光中的任意一种的情况下，也能够 在保持从反射型空间光调制器203、203s射出的角度的状态下，在入射到聚光光学系统 204、204s的激光L中得到所期望的光束直径。另外，调整光学系统250具有至少2个透镜251a、251b。透镜251a、251b用于 使在聚光光学系统204、204s或者参考平面镜223的波阵面形状与在波阵面测量器222的 波阵面形状近似地一致。在此，关于调整光学系统250的配置，是基于与调整光学系统 240相同的技术思想。另外，优选，调整光学系统240、250具备使其分别具有的透镜的 各自的位置独立地进行微调整的机构。接下来，对作为本实施方式所涉及的激光加工方法的上述的激光加工装置200 中实施的激光加工方法进行说明。首先，准备加工对象物1。如图16所示，加工对象物1例如是由硅构成的厚度 300μιη的半导体基板。在该半导体基板的表面，一般形成有在平行于定向平面6的方向以及垂直于定向平面6的方向上被配置为矩阵状的多个功能元件(图中没有表示)。另 外，所谓功能元件，例如是通过结晶成长所形成的半导体动作层、光电二极管等的受光 元件、激光二极管等的发光元件、或者作为电路形成的电路元件等。接下来，将加工对象物1固定在激光加工装置200的支承台201上。然后，将 在平行于定向平面6的方向上延伸的多条切断预定线5a以及在垂直于定向平面6的方向上 延伸的多条切断预定线5b设定为格子状，使得其通过邻接的功能元件之间。在此，以使 激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的表面3为270 μ m、210 μ m、150 μ m、50 μ m 的位置的方式，沿着各切断预定线5a、5b，以并排于加工对象物1的厚度方向的方式形 成4列包含熔融处理区域的改质区域7。起初，从控制部205输出用于对包含聚光光学系统204的激光引擎230的位置进 行控制的控制信号，并如图17(a)所示，以使激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的 表面3为270 μ m的位置的方式，对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控制。然 后，以使激光L的聚光点P沿着一条切断预定线5a相对地移动的方式，对包含聚光光学 系统204的激光引擎230进行控制。同时，从控制部205输出用于对反射型空间光调制 器203进行控制的控制信号，并以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的像差为规定 的像差以下的方式，控制反射型空间光调制器203。由此，沿着一条切断预定线5a形成 作为切断的起点的改质区域在此，用于对反射型空间光调制器203进行控制的控制信号，与用于以使激光L 的聚光点P位于距离加工对象物1的表面3为270 μ m的位置的方式对包含聚光光学系统 204的激光引擎230的位置进行控制的控制信号相对应地，被存储于控制部205中。接下来，从控制部205输出用于对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控 制的控制信号，并如图17(b)所示，以使激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的表面 3为210 μ m的位置的方式，对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控制。然后， 以使激光L的聚光点P沿着相同的一条切断预定线5a相对地移动的方式，对包含聚光光 学系统204的激光引擎230进行控制。同时，从控制部205输出用于对反射型空间光调 制器203进行控制的控制信号，并以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的像差为规 定的像差以下的方式，控制反射型空间光调制器203。由此，沿着相同的一条切断预定线 5a,形成作为切断的起点的改质区域72。在此，用于对反射型空间光调制器203进行控制的控制信号，与用于以使激光L 的聚光点P位于距离加工对象物1的表面3为210 μ m的位置的方式对包含聚光光学系统 204的激光引擎230的位置进行控制的控制信号相对应地，被存储于控制部205中。另 外，使激光L的聚光点P沿着切断预定线5a相对地移动的方向，为了提高改质区域72的 形成速度，可以是与形成改质区域T1的情况相反的方向。接下来，从控制部205输出用于对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控 制的控制信号，并如图18(a)所示，以使激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的表面 3为150 μ m的位置的方式，对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控制。然后， 以使激光L的聚光点P沿着相同的一条切断预定线5a相对地移动的方式，对包含聚光光 学系统204的激光引擎230进行控制。同时，从控制部205输出用于对反射型空间光调 制器203进行控制的控制信号，并以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的像差为规定的像差以下的方式，控制反射型空间光调制器203。由此，沿着相同的一条切断预定线 5a,形成作为切断的起点的改质区域73。在此，用于对反射型空间光调制器203进行控制的控制信号，与用于以使激光L 的聚光点P位于距离加工对象物1的表面3为150 μ m的位置的方式对包含聚光光学系统 204的激光引擎230的位置进行控制的控制信号相对应地，被存储于控制部205中。另 外，使激光L的聚光点P沿着切断预定线5a相对地移动的方向，为了提高改质区域73的 形成速度，可以是与形成改质区域72的情况相反的方向。接下来，从控制部205输出用于对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控 制的控制信号，并如图18(b)所示，以使激光L的聚光点P位于距离加工对象物1的表面 3为50 μ m的位置的方式，对包含聚光光学系统204的激光引擎230进行控制。然后， 以使激光L的聚光点P沿着相同的一条切断预定线5a相对地移动的方式，对包含聚光光 学系统204的激光引擎230进行控制。同时，从控制部205输出用于对反射型空间光调 制器203进行控制的控制信号，并以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的像差为规 定的像差以下的方式，控制反射型空间光调制器203。由此，沿着相同的一条切断预定线 5a,形成作为切断的起点的改质区域74。在此，用于对反射型空间光调制器203进行控制的控制信号，与用于以使激光L 的聚光点P位于距离加工对象物1的表面3为50 μ m的位置的方式对包含聚光光学系统 204的激光引擎230的位置进行控制的控制信号相对应地，被存储于控制部205中。另 外，使激光L的聚光点P沿着切断预定线5a相对地移动的方向，为了提高改质区域74的 形成速度，可以是与形成改质区域73的情况相反的方向。如以上所述，沿着相同的一条切断预定线5a形成了 4列改质区域7i 74，然 后，沿着另一条切断预定线5a而形成4列改质区域7i 74。然后，分别沿着全部的切 断预定线5a而形成了 4列改质区域7i 74，然后，与沿着切断预定线5a形成改质区域 T1 74的情况同样地，分别沿着全部的切断预定线5b形成4列的改质区域T1 74。这样，在相对于加工对象物1而将切断预定线5设定为多条的情况下，如果在沿 着一条切断预定线5而形成了多列改质区域7之后，沿着另一条切断预定线5而形成多列 改质区域7，则可以得到下述的效果。即AF单元212即使在加工对象物1的表面3存 在有起伏的情况下，为了使激光L的聚光点P高精度地对准距离表面3为规定的距离的 位置，也取得沿着切断预定线5的表面3的位移数据，并根据该位移数据对聚光光学系统 204与加工对象物1之间的距离进行微调整。因此，如果在沿着一条切断预定线5而形成 了多列改质区域7之后，沿着另一条切断预定线5来形成多列改质区域7，则能够减少位 移数据的切换次数，并可以在各切断预定线5将多列改质区域7高精度地形成于距离加工 对象物1的表面3为规定的距离的位置。如以上所说明的那样，在本实施方式所涉及的激光加工方法中，以使被聚光于 加工对象物1的内部的激光L的像差为规定的像差以下的方式(或者是，以在加工对象物 1的内部使激光L的波阵面为规定的波阵面的方式)被反射型空间光调制器203调制后的 激光L，被照射于加工对象物1。因此，能够极力减小在对准激光L的聚光点P的位置所 产生的激光L的像差，并提高在该位置的激光L的能量密度，从而能够形成作为切断的起 点的功能较好的改质区域7。并且，由于使用反射型空间光调制器203，因此相比于透过
23型空间光调制器，能够提高激光L的利用效率。这样的激光L的利用效率的提高在将作 为切断的起点的改质区域7形成于板状的加工对象物1的情况下是特别重要的。因此，根 据本实施方式所涉及的激光加工方法，可以可靠地形成作为切断的起点的改质区域7。其 结果，对于形成有改质区域7的加工对象物1，如果通过延伸胶带(expand tape)等而施加 应力，则由于改质区域7充分地发挥了作为切断的起点的功能，因此能够将加工对象物1 沿着切断预定线5而高精度地进行切断，并可以防止产生未切断部分。本发明不限于上述的实施方式。例如，在上述实施方式中，在沿着一条切断预定线5而形成了多列改质区域7之 后，沿着另一条切断预定线5形成多列改质区域7，但是，也可以在沿着多条切断预定线 5而形成了一列改质区域7之后，沿着多条切断预定线5形成另一列改质区域7。在该情况下，可以得到以下的效果。即在通过沿着一条切断预定线5而形成多 列改质区域7从而使加工对象物1割裂的情况下，如果在沿着一条切断预定线5而形成了 多列改质区域7之后，沿着另一条切断预定线5形成多列改质区域7，则由于加工对象物 1的割裂而在加工对象物1的位置上产生偏移。因此，为了沿着切断预定线5高精度地形 成改质区域7，有必要对加工对象物1的位置进行修正。然而，如果在沿着多条切断预定 线5而形成了一列改质区域7之后，沿着多条切断预定线5形成另一列改质区域7，则能 够防止由于加工对象物1的割裂而使加工对象物1的位置产生偏移，并减少加工对象物1 的位置的修正次数，从而可以在短时间内沿着多条切断预定线5而形成多列改质区域7。另外，在多列改质区域7中，可以在形成一列或者多列包含距离作为加工对象 物1的激光入射面的表面3最远的改质区域7的改质区域7时，对应于所要形成的改质区 域7，以使将激光L聚光于加工对象物1的内部的聚光光学系统204与加工对象物1之间 的距离为规定的距离的方式改变聚光光学系统204与加工对象物1之间的距离，同时以在 加工对象物1的内部使激光L的波阵面为规定的波阵面的方式(或者是，以使被聚光于 加工对象物的内部的激光L的像差为规定的像差以下的方式)，通过反射型空间光调制器 203调制激光L。这样，在形成离作为加工对象物1的激光入射面的表面3最远的改质区域7时， 需要通过反射型空间光调制器203进行激光L的调制，这是由于如果形成改质区域7的 位置距离激光入射面越远，则在对准激光L的聚光点P的位置所产生的激光L的像差越 大。即例如在形成距离作为加工对象物1的激光入射面的表面3最近的改质区域7的情 况下，即使不通过反射型空间光调制器203来调制激光L，在被聚光于加工对象物1的内 部的激光L的像差为规定的像差以下时，不需要通过反射型空间光调制器203进行激光L 的调制。由此，即使在对于一条切断预定线5而形成多列改质区域7的情况下，也可以 可靠地形成作为切断的起点的改质区域7。在此，在不进行由反射型空间光调制器203得 到的激光L的调制的情况下，将反射型空间光调制器203以作为通常的反射镜而加以利用 的方式进行控制(即在未输入波形信息的状态下或者是在OFF状态下进行使用)。另外，可以在支承台201上设置使支承台201在加工对象物1的厚度方向上移动 的移动机构来替代使激光引擎230移动。另外，也可以利用AF单元212而使聚光光学系 统204在加工对象物1的厚度方向上移动。另外，也可以将它们进行组合。另外，如图29所示，上述的反射型空间光调制器203或者调整光学系统240也可以适用于具备光程长度改变机构300的激光加工装置200，该光程长度改变机构300替 代了 AF单元212。光程长度改变机构300根据由高度位置检测机构(图中没有表示)检 测出的加工对象物1的表面3的高度位置，使多个偏向镜301的设置角度改变，从而使透 镜303与透镜304之间的光程长度改变，并使被聚光光学系统204聚光的激光L的聚光点 P的位置改变。这是因为到达被聚光光学系统204聚光的激光L的聚光点P的位置的 距离是被从透镜303直到透镜304为止的光程长度的函数表示的。在此，作为高度位置 检测机构，例如可以举出以规定的入射角度将激光L入射到加工对象物1的表面3，并根 据该反射光的高度位置的变化，来检测表面3的高度位置。另外，如图19所示，激光加工装置200也可以具备支承台201、激光光源202、 对从激光光源202射出的激光L进行调制的多个(在此为2个)反射型空间光调制器 203a、203b、聚光光学系统204和控制部205。控制部205具有以使激光L的光学特性为 规定的光学特性的方式对反射型空间光调制器203a、203b进行控制的功能。在此，如图 20所示，2个反射型空间光调制器203a、203b由于以与两侧远心光学系统的透镜403a、 403b的配置等价的方式而被配置，因此能够控制作为激光L的光学特性的光束直径以及 光轴等。另外，通过至少1个反射型空间光调制器203a或者203b，能够以在加工对象物 1的内部使激光L的波阵面为规定的波阵面的方式(或者是，以使被聚光于加工对象物1 的内部的激光L的像差为规定的像差以下的方式)调制激光L。根据该激光加工装置200，由于具备多个反射型空间光调制器203a、203b,因此 能够控制作为激光L的光学特性的光束直径以及光轴等。因此，即使在由于何种原因而 在激光L的光轴产生偏移的情况下，也能够容易地修正该偏移，从而可以可靠地形成作 为切断的起点的改质区域7。此时，如图28所示，可以设置调整光学系统240。调整光学系统240的配置位 置根据由反射型空间光调制器203a、203b中的哪一个来控制波阵面而不同。在由反射型 空间光调制器203a来控制波阵面的情况下，以使反射型空间光调制器203a与透镜241a之 间的距离为焦距fl的方式进行配置。另一方面，在由反射型空间光调制器203b来控制 波阵面的情况下，以使反射型空间光调制器203b与透镜241a之间的距离为焦距fl的方式 进行配置。并且，不论在哪种情况下，将透镜241a与透镜241b之间的距离设为fl+f2， 并将透镜241b与聚光光学系统204之间的距离设为f2。另外，在形成改质区域7时，也可以以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L 的数值孔径为规定的数值孔径的方式通过反射型空间光调制器203来调制激光L。在该 情况下，例如对应于加工对象物1的材质或者直到应该形成改质区域7的位置为止的距离 等，使激光L的数值孔径变化，从而能够形成作为切断的起点的功能较好的改质区域7。另外，如图21、22所示，对于一条切断预定线5，以在加工对象物1的厚度方向 上并排的方式，形成至少三列(在此为3列)作为切断的起点的改质区域7的情况下，也 可以如下所述形成改质区域T1 73。首先，如图21(a)所示，将以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的数值孔 径为相对较大的方式被反射型空间光调制器203调制后的激光L照射于加工对象物1，从 而沿着切断预定线5，形成距离作为加工对象物1的激光入射面的表面3最远的改质区域
接下来，如图21(b)所示，将以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的数值 孔径为相对较小的方式被反射型空间光调制器203调制后的激光L照射于加工对象物1， 从而沿着切断预定线5形成改质区域72。接下来，如图22所示，将以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的数值孔 径为相对较大的方式被反射型空间光调制器203调制后的激光L照射于加工对象物1，从 而沿着切断预定线5形成距离作为加工对象物1的激光入射面的表面3最近的改质区域如以上所述，在三列改质区域7i 73中，在形成除了距离作为加工对象物1的 激光入射面的表面3最远的改质区域T1以及距离表面3最近的改质区域73以外的改质区 域72时，相比于形成改质区域7” 73的情况，以使被聚光于加工对象物1的内部的激光 L的数值孔径为较小的方式，通过反射型空间光调制器203调制激光L。即作为对于切断 的起点特别重要的改质区域7，在形成距离作为加工对象物1的激光入射面的表面3最远 的改质区域T1以及距离表面3最近的改质区域73时，相比于形成这两者间的改质区域72 的情况，以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的数值孔径为较大的方式，通过反射 型空间光调制器203调制激光L，并将被调制后的激光L照射于加工对象物1。由此，能够将距离作为加工对象物1的激光入射面的表面3最远的改质区域T1以 及距离表面3最近的改质区域73，设为作为切断的起点的功能极好的改质区域7 (例如包 含割裂的改质区域7)。另外，将其间的改质区域72作为在加工对象物1的厚度方向上相 对较长的改质区域7 (例如包含熔融处理区域的改质区域7)，从而能够减少沿着切断预定 线5的激光L的扫描次数。在此，优选，在沿着切断预定线5，以在加工对象物1的厚度方向并排的方式形 成多列(例如2列)改质区域7的情况下，在多列改质区域7中，在形成除了距离作为加 工对象物1的激光入射面的表面3或者距离加工对象物1中的作为与激光入射面相对的相 对表面的背面21最近的改质区域7之外的改质区域7时，相比于形成距离表面3或者背 面21最近的改质区域7的情况，以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的数值孔径 为较小的方式，通过反射型空间光调制器203调制激光L。在该激光加工方法中，作为对于切断的起点特别重要的改质区域7，在形成距离 加工对象物的表面3或者背面21最近的改质区域时，相比于形成其它的改质区域7的情 况，以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的数值孔径为较大的方式，通过反射型空 间光调制器203调制激光L，并将被调制后的激光L照射于加工对象物1。因此，能够将 距离加工对象物的表面3或者背面21最近的改质区域设为作为切断的起点的功能极好的 改质区域(例如包含割裂的改质区域)。另外，可以不使包含聚光光学系统204的激光引擎230或者支承台201移动，通 过反射型空间光调制器203调制激光L，从而将激光L的聚光点P对准距离作为加工对象 物1的激光入射面的表面3为规定的距离的位置。具体而言，在被聚光于距离加工对象物 1的表面3相对较深的位置的情况下，可以以使从反射型空间光调制器203射出并入射到 聚光光学系统204的激光L的扩散角为相对较小的方式，控制反射型空间光调制器203， 在被聚光于距离加工对象物1的表面3相对较浅的位置的情况下，可以以使从反射型空间 光调制器203射出并入射到聚光光学系统204的激光L的扩散角为相对较大的方式，控制反射型空间光调制器203。另外，在上述实施方式中，将波阵面数据作为泽尼克多项式而取得，但是并不 限于此。例如也可以将波阵面数据作为赛德尔(Seidel)的5像差或者勒让德(Legendre) 多项式等而取得。另外，在上述实施方式中，基于实测来计算用于以使被聚光于加工对象物1的 内部的激光L的像差为规定的像差以下的方式(或者是，以在加工对象物1的内部使激光 L的波阵面为规定的波阵面的方式)对反射型空间光调制器203进行控制的控制信号，但 是，也可以基于模拟等来计算。在基于模拟等而计算控制信号的情况下，当然可以将控 制信号存储在控制部205中，但是，也可以不将控制信号存储在控制部205中，可以在即 将形成改质区域7之前计算控制信号。另外，如果厚度为20μιη左右，则由于加工对象物1容易弯曲，因此为了在距 离作为加工对象物1的激光入射面的表面3为规定的距离的位置形成改质区域7，优选， 通过玻璃板等的激光透过部材来将加工对象物1的表面3推压于支承台201侧。然而，在 该情况下，由于激光透过部材的影响而产生像差，从而使激光L的聚光度劣化。因此， 如果对激光透过部材进行考虑，并以使被聚光于加工对象物1的内部的激光L的像差为规 定的像差以下的方式，通过反射型空间光调制器203调制激光L，则能够可靠地形成作为 切断的起点的改质区域7。另外，形成改质区域7时的激光入射面并不限于加工对象物1的表面3，也可以 为加工对象物1的背面21。另外，在上述实施方式中，在由半导体材料构成的加工对象物1的内部，形成 了包含熔融处理区域的改质区域7，但是，在由玻璃或者压电材料等的其它材料构成的加 工对象物1的内部，可以形成裂纹区域或者折射率变化区域等的其它的改质区域7。产业上的利用可能性根据本发明，能够可靠地形成作为切断的起点的改质区域。
权利要求
1.一种激光加工方法，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的激光加工方法，在形成所述改质区域时，以在所述加工对象物的内部使所述激光的波阵面为规定的 波阵面的方式，通过反射型空间光调制器调制所述激光。
2.—种激光加工方法，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的激光加工方法，在形成所述改质区域时，以使被聚光于所述加工对象物的内部的所述激光的像差为 规定的像差以下的方式，通过反射型空间光调制器调制所述激光。
3.—种激光加工方法，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线，以并排于所述加工对象物的厚度方向的方式形成多列作为切断的起点的改 质区域的激光加工方法，在多列所述改质区域中，在形成一列或者多列包含离所述加工对象物的激光入射面 最远的改质区域的所述改质区域时，对应于所要形成的所述改质区域，以使将所述激光 聚光于所述加工对象物的内部的聚光光学系统与所述加工对象物之间的距离为规定的距 离的方式，改变所述聚光光学系统与所述加工对象物之间的距离，同时以在所述加工对 象物的内部使所述激光的波阵面为规定的波阵面的方式，通过反射型空间光调制器调制 所述激光。
4.一种激光加工方法，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线，以并排于所述加工对象物的厚度方向的方式形成多列作为切断的起点的改 质区域的激光加工方法，在多列所述改质区域中，在形成一列或者多列包含离所述加工对象物的激光入射面 最远的改质区域的所述改质区域时，对应于所要形成的所述改质区域，以使将所述激光 聚光于所述加工对象物的内部的聚光光学系统与所述加工对象物之间的距离为规定的距 离的方式，改变所述聚光光学系统与所述加工对象物之间的距离，同时以使被聚光于所 述加工对象物的内部的所述激光的像差为规定的像差以下的方式，通过反射型空间光调 制器调制所述激光。
5.如权利要求3或4所述的激光加工方法，其特征为，在相对于所述加工对象物而将所述切断预定线设定为多条的情况下，在沿着一条所 述切断预定线而形成了多列所述改质区域之后，沿着另一条所述切断预定线而形成多列 所述改质区域。
6.如权利要求3或4所述的激光加工方法，其特征为，在相对于所述加工对象物而将所述切断预定线设定为多条的情况下，在沿着多条所 述切断预定线而形成了一列所述改质区域之后，沿着多条所述切断预定线而形成另一列 所述改质区域。
7.—种激光加工方法，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的激光加工方法，在形成所述改质区域时，以使所述激光的光学特性为规定的光学特性的方式，通过 多个反射型空间光调制器调制所述激光。
8.—种激光加工装置，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的激光加工装置，其具备，支承台，其支承所述加工对象物；激光光源，其射出所述激光；反射型空间光调制器，其调制从所述激光光源射出的所述激光；聚光光学系统，其将被所述反射型空间光调制器调制后的所述激光聚光于被所述支 承台所支承的所述加工对象物的内部；以及控制部，在形成所述改质区域时，以使所述激光的聚光点位于距离所述加工对象物 的激光入射面为规定的距离的位置并且使所述激光的聚光点沿着所述切断预定线相对地 移动的方式，对所述支承台以及所述聚光光学系统中的至少一个进行控制，同时以在所 述加工对象物的内部使所述激光的波阵面为规定的波阵面的方式控制所述反射型空间光 调制器。
9.如权利要求8所述的激光加工装置，其特征为，所述控制部针对以并排于所述加工对象物的厚度方向的方式沿着所述切断预定线而 被形成有多列的所述改质区域的每一个，将用于以使所述激光的聚光点位于距离所述激 光入射面为所述规定的距离的位置的方式对所述支承台以及所述聚光光学系统中的至少 一个进行控制的控制信号、以及用于以在所述加工对象物的内部使所述激光的波阵面为 规定的波阵面的方式控制所述反射型空间光调制器的控制信号，相对应地进行存储。
10.如权利要求8或9所述的激光加工装置，其特征为，具备调整光学系统，该调整光学系统具有具备作为透镜的功能的第1光学元件以及 第2光学元件；所述第1光学元件以及所述第2光学元件被配置为使得所述反射型空间光调制器与 所述第1光学元件之间的距离为所述第1光学元件的第1焦距，所述聚光光学系统与所述 第2光学元件之间的距离为所述第2光学元件的第2焦距，所述第1光学元件与所述第2 光学元件之间的距离为所述第1焦距与所述第2焦距的和，并且所述第1光学元件与所述 第2光学元件为两侧远心光学系统。
11.如权利要求10所述的激光加工装置，其特征为，所述调整光学系统被配置在所述反射型空间光调制器与将从所述反射型空间光调制 器射出的所述激光反射的反射部材之间。
12.—种激光加工装置，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的激光加工装置，其具备，支承台，其支承所述加工对象物； 激光光源，其射出所述激光；反射型空间光调制器，其调制从所述激光光源射出的所述激光； 聚光光学系统，其将被所述反射型空间光调制器调制后的所述激光聚光于被所述支 承台所支承的所述加工对象物的内部；以及控制部，在形成所述改质 区域时，以使所述激光的聚光点位于距离所述加工对象物 的激光入射面为规定的距离的位置并且使所述激光的聚光点沿着所述切断预定线相对地 移动的方式，对所述支承台以及所述聚光光学系统中的至少一个进行控制，同时以使被 聚光于所述加工对象物的内部的所述激光的像差为规定的像差以下的方式控制所述反射 型空间光调制器。
13.如权利要求12所述的激光加工装置，其特征为，所述控制部针对以并排于所述加工对象物的厚度方向的方式沿着所述切断预定线而 被形成有多列的所述改质区域的每一个，将用于以使所述激光的聚光点位于距离所述激 光入射面为所述规定的距离的位置的方式对所述支承台以及所述聚光光学系统中的至少 一个进行控制的控制信号、以及用于以使被聚光于所述加工对象物的内部的所述激光的 像差为所述规定的像差以下的方式控制所述反射型空间光调制器的控制信号，相对应地 进行存储。
14.一种激光加工装置，其特征为，是使聚光点对准板状的加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加工对象物的 切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的激光加工装置， 具备，支承台，其支承所述加工对象物； 激光光源，其射出所述激光；多个反射型空间光调制器，其调制从所述激光光源射出的所述激光； 聚光光学系统，其将被所述反射型空间光调制器调制后的所述激光聚光于被所述支 承台所支承的所述加工对象物的内部；以及控制部，在形成所述改质区域时，以使所述激光的聚光点位于距离所述加工对象物 的激光入射面为规定的距离的位置并且使所述激光的聚光点沿着所述切断预定线相对地 移动的方式，对所述支承台以及所述聚光光学系统中的至少一个进行控制，所述控制部具备以使所述激光的光学特性为规定的光学特性的方式控制所述反射型 空间光调制器的功能。
15.—种激光加工装置的制造方法，其特征为，所述激光加工装置是使聚光点对准加工对象物的内部并照射激光，从而沿着所述加 工对象物的切断预定线形成作为切断的起点的改质区域的激光加工装置， 该激光加工装置具备， 支承台，其支承板状的所述加工对象物； 激光光源，其射出激光；反射型空间光调制器，其调制从所述激光光源射出的所述激光； 聚光光学系统，其将被所述反射型空间光调制器调制后的所述激光聚光于被所述支承台所支承的所述加工对象物的内部；以及 控制部，其控制所述反射型空间光调制器，该激光加工装置的制造方法包括以下工序准备基准激光加工装置，并对从所述基准激光加工装置的基准聚光光学系统射出的基准激光的波阵面进行测量，从而取得基准波阵面数据的工序；对从所述聚光光学系统射出的所述激光的波阵面进行测量，从而取得波阵面数据的工序；以及根据所述基准波阵面数据以及所述波阵面数据，计算出用于以使所述激光的波阵面为所述基准激光的波阵面的方式控制所述反射型空间光调制器的控制信号，并将所述控 制信号存储于所述控制部中的工序。
全文摘要
本发明涉及激光加工方法、激光加工装置及其制造方法。以使被聚光于加工对象物(1)的内部的激光(L)的像差为规定的像差以下的方式被反射型空间光调制器(203)调制后的激光(L)被照射于加工对象物(1)。因此，能够极力减小在对准激光(L)的聚光点(P)的位置所产生的激光(L)的像差，并能够提高在该位置的激光(L)的能量密度，从而能够形成作为切断的起点的功能较好的改质区域(7)。并且，由于使用反射型空间光调制器(203)，因此，相比于透过型空间光调制器，能够提高激光(L)的利用效率。这样的激光(L)的利用效率的提高在将作为切断的起点的改质区域(7)形成于板状的加工对象物(1)的情况下是特别重要的。
文档编号B23K26/38GK102019508SQ20101052544
公开日2011年4月20日 申请日期2008年7月28日 优先权日2007年8月3日
发明者中野诚, 久野耕司, 井上卓, 熊谷正芳, 筬岛哲也 申请人:浜松光子学株式会社