レーザ照射装置、レーザスクライブ方法
【課題】 高い生産性で加工対象物のスクライブが可能なレーザ照射装置、このレーザ照射装置を用いたレーザスクライブ方法を提供すること。
【解決手段】 レーザ照射装置１００は、レーザ光源１０１と、レーザ光を集光する集光レンズ１０３と、集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動可能なＺ軸スライド機構１０４と、基板Ｗが載置されたステージ１０５を光軸１０１ａと略直交する平面内で移動可能なＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６と、Ｚ軸スライド機構１０４を制御するレンズ制御部１２２と、Ｘ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を制御するステージ制御部１２３と、レーザ制御部１２１とレンズ制御部１２２およびステージ制御部１２３を統括制御するメインコンピュータ１２０とを備えている。集光レンズ１０３をＺ軸方向に振動させることによりレーザ光の集光領域を基板Ｗの厚み方向に振動させてレーザ光の照射を行う。
【解決手段】 レーザ照射装置１００は、レーザ光源１０１と、レーザ光を集光する集光レンズ１０３と、集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動可能なＺ軸スライド機構１０４と、基板Ｗが載置されたステージ１０５を光軸１０１ａと略直交する平面内で移動可能なＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６と、Ｚ軸スライド機構１０４を制御するレンズ制御部１２２と、Ｘ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を制御するステージ制御部１２３と、レーザ制御部１２１とレンズ制御部１２２およびステージ制御部１２３を統括制御するメインコンピュータ１２０とを備えている。集光レンズ１０３をＺ軸方向に振動させることによりレーザ光の集光領域を基板Ｗの厚み方向に振動させてレーザ光の照射を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置、およびこのレーザ照射装置を用いた半導体等の基板のレーザスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体等の基板にレーザを照射して基板を切断あるいは分割するための分割領域を形成するレーザ照射装置としては、パルス幅が１μｓ以下のレーザ光を出射するレーザ光源と、出射されたレーザ光を集光する集光レンズとを備えたレーザ加工装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
このレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法（レーザスクライブ方法）は、加工対象物の内部に集光部を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を形成するものである。そして、この改質領域により構成され、加工対象物のレーザ光入射面側の表面より所定距離内側に離間した領域に切断予定ラインを形成する。その後、加工対象物に外部から応力を加えると、切断予定ラインを起点にして加工対象物が割れる。また、集光点におけるピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上となるようにレーザ光を集光させている。
【０００４】
このレーザ加工方法は、加工対象物の内部に集光部を合わせて改質領域を形成するため、加工対象物のレーザ光入射面側の表面に、回路を構成する配線等が存在しても、これらの配線等に熱的なダメージを与えることなく、切断予定ラインに沿って厚み方向に加工対象物を割ることができるとしている。
【０００５】
また、このレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法において、加工対象物の内部に形成される改質領域あるいはこれを起点として形成されるクラック部（クラックスポット）の大きさは、集光レンズの特性と、レーザ光のピークパワー密度に依存する。例えば、上記特許文献１に示されたガラス（厚さ７００μｍ）をＹＡＧレーザを用いて切断する実施例では、集光レンズの開口数が０．５５の場合、ピークパワー密度がおよそ１×１０11（Ｗ／ｃｍ2）では、クラックスポットの大きさは、およそ１００μｍである。また、ピークパワー密度がおよそ５×１０11（Ｗ／ｃｍ2）では、およそ２５０μｍである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、加工対象物の厚みが、クラックスポットの大きさよりも相当に厚い場合は、切断予定ラインを形成した後に、加工対象物を破断面が変形することなく割ることは困難である。外部応力を加えたときに改質領域を起点としたクラックの成長方向がずれて切断予定ラインに沿って割れず外形不良が生じるという課題がある。このような課題を改善するには、加工対象物に対応して改質領域が厚み方向に連続するように、繰り返してレーザ光を照射する方法が考えられる。しかし、レーザ光を照射する加工時間が長くなり生産性が低下するという課題を有している。
【０００８】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、高い生産性で加工対象物のスクライブが可能なレーザ照射装置、このレーザ照射装置を用いたレーザスクライブ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレーザ照射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を集光する集光手段と、加工対象物に対して集光手段を相対的に移動させてレーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変可能な第１の移動手段と、集光手段に対して加工対象物をレーザ光の光軸と略直交する平面内で相対的に移動可能な第２の移動手段と、レーザ光源と第１の移動手段および第２の移動手段を制御する制御部とを備え、制御部は、レーザ光の加工対象物の厚み方向における入射面または入射面に対して反対側の表面に、レーザ光の集光領域の端部が掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第１の走査と、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査とを行うことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、制御部は、第１の移動手段および第２の移動手段を制御して、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第１の走査を行う。これにより、レーザ光の入射面または入射面に対して反対側の表面に厚み方向で連続する第１の改質領域が形成される。また、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第２の走査を行う。これにより、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域が形成される。したがって、切断予定位置に沿って加工対象物の厚み方向にレーザ光の集光領域を順次ずらしながらレーザ光を照射して、厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、第２の改質領域は、レーザ光の集光領域が第１の移動手段によって振動することにより形成されるので、厚み方向に連続する改質領域を形成するレーザ光の走査の回数を低減することができる。そして、第１の改質領域を起点として第２の改質領域が切断されるように加工対象物に外部から応力を加えれば、加工対象物を切断予定位置で切断することができる。すなわち、加工対象物の厚みが厚くなっても、レーザ加工時間が短縮され、高い生産性で加工対象物のスクライブが可能なレーザ照射装置を提供することができる。
【００１１】
また、上記制御部は、レーザ光の加工対象物の厚み方向における入射面に対して反対側の表面に、レーザ光の集光領域の端部が掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第１の走査と、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査と、レーザ光の加工対象物の厚み方向における入射面に、レーザ光の集光領域の端部が掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第２の改質領域に厚み方向に連続する第３の改質領域を形成する第３の走査とを行うことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、制御部は、レーザ光の集光領域の端部がレーザ光の入射面に掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第３の走査を行う。これにより切断予定位置に沿った方向から見て第２の改質領域に厚み方向に連続すると共にレーザ光の入射面に沿った第３の改質領域が形成される。したがって、切断予定位置に沿った方向から見ると、第１の改質領域と第２の改質領域および第３の改質領域が加工対象物の厚み方向に連続することになる。また、レーザ光の入射面に対して反対側の表面に沿って第１の改質領域が形成され、入射面に沿って第３の改質領域が形成される。すなわち加工対象物の切断予定位置の表裏面に沿って改質領域が形成され、切断後に切断予定位置からずれた外形不良が発生することを低減して加工対象物を切断することができるレーザ照射装置を提供することができる。
【００１３】
また、上記制御部は、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査をさらに行うことが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、制御部は、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第４の走査を行う。これにより、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域が形成される。したがって、レーザ加工時間は、第４の走査を行う分延びてしまうが、加工対象物を切断しようとする切断予定位置の厚み方向に第４の改質領域を形成することによって、より高密度に改質領域が形成され、外部応力を加えれば切断予定位置で容易に加工対象物を切断することができるレーザ照射装置を提供することができる。
【００１５】
本発明のレーザスクライブ方法は、上記発明のレーザ照射装置を用い、集光されたレーザ光を照射して、加工対象物が多光子吸収して形成される改質領域を加工対象物の切断予定位置に沿った厚み方向に形成するレーザスクライブ方法であって、レーザ光の光軸が加工対象物の切断予定位置の線上に位置するように第２の移動手段により集光手段と加工対象物とを相対的に位置決めする位置決め工程と、レーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に対して反対側の表面に掛かるように第１の移動手段により集光点の位置を調整する第１の調整工程と、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して第１の改質領域を形成する第１の走査工程と、第２の移動手段による加工対象物の相対移動に対応して第１の移動手段によって集光領域を加工対象物の厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査工程で形成された第１の改質領域に厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する第２の走査工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この方法によれば、位置決め工程では、第２の移動手段により集光手段に対して加工対象物を相対的に移動して、レーザ光の光軸が加工対象物の切断予定位置の線上に位置するように位置決めする。第１の調整工程では、第１の移動手段によりレーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に対して反対側の表面に掛かるように集光点の位置を設定する。第１の走査工程では、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して第１の改質領域を形成する。これにより、レーザ光の入射面に対して反対側の表面に沿って第１の改質領域が形成される。第２の走査工程では、第１の移動手段によって集光領域を加工対象物の厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光を照射することにより、切断予定位置に沿った方向から見て第１の改質領域に厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する。したがって、切断予定位置に沿って加工対象物の厚み方向にレーザ光の集光点の位置を順次ずらしながらレーザ光を照射して、厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、第２の走査工程では、第１の改質領域に連続すると共に厚み方向に振動した状態の第２の改質領域が形成されるので、厚み方向に連続する改質領域を形成するレーザ光の走査の回数を低減することができる。そして、第１の改質領域を起点として第２の改質領域が切断されるように加工対象物に外部から応力を加えれば、加工対象物を切断予定位置で切断することができる。すなわち、レーザ加工時間が短縮され、高い生産性で加工対象物のスクライブが可能なレーザスクライブ方法を提供することができる。
【００１７】
また、上記レーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に掛かるように第１の移動手段により集光点の位置を調整する第２の調整工程と、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して第３の改質領域を形成する第３の走査工程とをさらに備えることが好ましい。
【００１８】
この方法によれば、第２の調整工程では、第１の移動手段によりレーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に掛かるように集光点の位置を調整する。そして、第３の走査工程では、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する。これにより、レーザ光の入射面に沿って第３の改質領域が形成される。すなわち、加工対象物の切断予定位置の表裏面に沿って改質領域が形成されるので、切断後に切断予定位置からずれた外形不良が発生することを低減して歩留まりよく且つ高い生産性で加工対象物を切断することができるレーザスクライブ方法を提供することができる。
【００１９】
また、上記第２の移動手段による加工対象物の相対移動に対応して第１の移動手段によって集光領域を厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査工程をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この方法によれば、第４の走査工程では、第２の走査工程と同様に第１の移動手段によって集光領域を厚み方向に振動させながらレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する。したがって、レーザ加工時間は、第４の走査工程を行う分延びてしまうが、加工対象物を切断しようとする切断予定位置の厚み方向に第４の改質領域を形成することによって、より高密度に改質領域が形成され、外部応力を加えれば切断予定位置で容易に加工対象物を切断することができるレーザスクライブ方法を提供することができる。この場合、第４の改質領域は、加工対象物の厚み方向において第２の改質領域と重なる部分をできるだけ少なくすることが望ましいので、例えば、第２の改質領域に対して位相がずれた状態で第４の改質領域を形成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置を構成する液晶表示パネルを製造する工程において、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を切断する工程で用いられるレーザ照射装置と、このレーザ照射装置を用いたレーザスクライブ方法を例に説明する。
【００２２】
（液晶表示パネル）
まず、液晶表示パネルについて説明する。図１は、液晶表示パネルの構造を示す概略図である。同図（ａ）は概略正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切った概略断面図である。
【００２３】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶表示パネル１０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３を有する素子基板１と、対向電極６を有する対向基板２と、シール材４によって接着された両基板１，２の隙間に充填された液晶５とを備えている。素子基板１は対向基板２より一回り大きく額縁状に張り出した状態となっている。
【００２４】
素子基板１は、厚みおよそ１．２ｍｍの石英ガラス基板を用いており、その表面には画素を構成する画素電極（図示省略）と、３端子のうちの一つが画素電極に接続されたＴＦＴ素子３が形成されている。ＴＦＴ素子３の残りの２端子は、画素電極を囲んで互いに絶縁状態で格子状に配置されたデータ線（図示省略）と走査線（図示省略）とに接続されている。データ線は、Ｙ軸方向に引き出されて端子部１ａにおいてデータ線駆動回路部９に接続されている。走査線は、Ｘ軸方向に引き出され、左右の額縁領域に形成された２つの走査線駆動回路部１３，１３に個々に接続されている。各データ線駆動回路部９および走査線駆動回路部１３の入力側配線は、端子部１ａに沿って配列した実装端子１１にそれぞれ接続されている。端子部１ａとは反対側の額縁領域には、２つの走査線駆動回路部１３，１３を繋ぐ配線１２が設けられている。
【００２５】
対向基板２は、厚みおよそ１．０ｍｍの透明なガラス基板を用いており、共通電極としての対向電極６が設けられている。対向電極６は、対向基板２の四隅に設けられた上下導通部１４を介して素子基板１側に設けられた配線と導通しており、当該配線も端子部１ａに設けられた実装端子１１に接続されている。
【００２６】
液晶５に面する素子基板１の表面および対向基板２の表面には、それぞれ配向膜７，８が形成されている。
【００２７】
液晶表示パネル１０は、外部駆動回路と電気的に繋がる中継基板が実装端子１１に接続される。そして、外部駆動回路からの入力信号が各データ線駆動回路部９および走査線駆動回路部１３に入力されることにより、ＴＦＴ素子３が画素電極ごとにスイッチングされ、画素電極と対向電極６との間に駆動電圧が印加されて表示が行われる。
【００２８】
尚、図１には図示省略したが、液晶表示パネル１０の表裏面には、それぞれ入出射する光を偏向する偏光板が設けられる。
【００２９】
図２は、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図である。同図（ａ）は概略平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ線で切った概略断面図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、１つの液晶表示パネル１０に相当する素子基板１がマザー基板としてのウェハ状の基板Ｗに複数区画形成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、対向基板２が個々に区画形成された素子基板１と接着されている。１つの液晶表示パネル１０は、区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置を切断して、基板Ｗから取り出される。この場合、基板Ｗは、厚み１．２ｍｍ、直径１２インチの石英ガラス基板であり、２００個分の液晶表示パネル１０が区画形成されている。
【００３１】
尚、本実施形態では、基板Ｗに個々の対向基板２を接着した形態であるが、ウェハ状の基板内に対向基板２が複数区画形成された他のマザー基板と基板Ｗとを接着し、相方のマザー基板を切断して液晶表示パネル１０を取り出すようにしてもよい。
【００３２】
（レーザ照射装置）
次に、本発明を適用したレーザ照射装置について説明する。図３は、レーザ照射装置の構成を示す概略図である。
【００３３】
図３に示すように、レーザ照射装置１００は、レーザ光を出射するレーザ光源１０１と、出射されたレーザ光を反射するダイクロイックミラー１０２と、反射したレーザ光を集光する集光手段としての集光レンズ１０３とを備えている。また、加工対象物としての基板Ｗを載置するステージ１０５と、集光レンズ１０３に対してステージ１０５をレーザ光の光軸１０１ａと略直交する平面内で相対的に移動可能な第２の移動手段としてのＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６とを備えている。また、ステージ１０５に載置された基板Ｗに対して集光レンズ１０３を相対的に移動させてレーザ光の集光領域の位置を基板Ｗの厚み方向で可変可能な第１の移動手段としてのＺ軸スライド機構１０４を備えている。さらには、ダイクロイックミラー１０２を挟んで集光レンズ１０３と反対側に位置する撮像装置１１０を備えている。
【００３４】
レーザ照射装置１００は、上記各構成を制御する制御部としてのメインコンピュータ１２０を備えている。メインコンピュータ１２０には、ＣＰＵや各種メモリーの他に撮像装置１１０が撮像した画像情報を処理する画像処理部１２４を有している。撮像装置１１０は、同軸落射型光源とＣＣＤ（固体撮像素子）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から出射した可視光は、集光レンズ１０３を透過して焦点を結ぶ。
【００３５】
また、メインコンピュータ１２０には、レーザ加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する入力部１２５とレーザ加工時の各種情報を表示する表示部１２６が接続されている。そして、レーザ光源１０１の出力やパルス幅、パルス周期を制御するレーザ制御部１２１と、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３のＺ軸方向の位置や振動速度および振幅を制御するレンズ制御部１２２とが接続されている。さらに、Ｘ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６をそれぞれレール１０７，１０９に沿って移動させるサーボモータ（図示省略）を駆動するステージ制御部１２３が接続されている。
【００３６】
集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させるＺ軸スライド機構１０４には、移動距離を検出可能な位置センサが内蔵されており、レンズ制御部１２２は、この位置センサの出力を検出して集光レンズ１０３のＺ軸方向の位置を制御可能となっている。したがって、撮像装置１１０の同軸落射型光源から出射した可視光の焦点が基板Ｗの表面と合うように集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させれば、基板Ｗの厚みを計測することが可能である。
【００３７】
レーザ光源１０１は、例えばチタンサファイアを固体光源とするレーザ光をフェムト秒のパルス幅で出射するいわゆるフェムト秒レーザである。この場合、レーザ光は、波長分散特性を有しており、中心波長が８００ｎｍであり、その半値幅はおよそ１０ｎｍである。またパルス幅はおよそ３００ｆｓ（フェムト秒）、パルス周期は１ｋＨｚ、出力はおよそ７００ｍＷである。
【００３８】
集光レンズ１０３は、この場合、倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８、ＷＤ（Working Distance）が３ｍｍの対物レンズである。集光レンズ１０３はＺ軸スライド機構１０４から延びたスライドアーム１０４ａによって支持されている。
【００３９】
尚、本実施形態では、ステージ１０５は、Ｙ軸スライド部１０６に支持されているが、Ｘ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６との位置関係を逆転させてＸ軸スライド部１０８に支持される形態としてもよい。また、ステージ１０５をθテーブルを介してＹ軸スライド部１０６に支持することが好ましい。これによれば、基板Ｗを光軸１０１ａに対してより垂直な状態とすることが可能である。
【００４０】
図４は、レーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変した状態を示す概略断面図である。同図（ａ）はレーザ光の集光領域の端部がレーザ光の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂに掛かるように位置決めされた状態を示す概略断面図、同図（ｂ）はレーザ光の集光領域が入射面Ｗａに徐々に近づいた状態を示す概略断面図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、集光レンズ１０３により集光されたレーザ光１１３は、波長分散特性を有しているため、屈折率がおよそ１．４６の基板Ｗに入射すると、短波長側のレーザ光１１４から長波長側のレーザ光１１５までその集光点が光軸１０１ａ上でずれた集光領域１１６に集光される。集光領域１１６は、いわゆる軸上色収差を有している。この場合、集光領域１１６の長波長側のレーザ光１１５の集光点が表面Ｗｂに近接しているので、短波長側のレーザ光１１４と長波長側のレーザ光１１５との光路差が最も大きくなっている。すなわち、基板Ｗの厚み方向における集光領域１１６の幅が最大となっている。
【００４２】
図４（ｂ）に示すように、集光領域１１６の位置を入射面Ｗａ側に近づくように、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させてゆくと、短波長側のレーザ光１１４と長波長側のレーザ光１１５との光路差が次第に小さくなってゆく。したがって、基板Ｗの厚み方向における幅が徐々に小さくなった集光領域１１７から集光領域１１８へと変化する。当然ながら、集光領域が入射面Ｗａの近傍から表面Ｗｂに近づくようにＺ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させてゆくと、集光領域１１８から集光領域１１６へと基板Ｗの厚み方向における幅が徐々に大きくなる。
【００４３】
尚、レーザ光源１０１として波長分散特性が小さい、すなわち半値幅が非常に狭く、且つ集光レンズ１０３の色収差が小さいあるいは補正されたものを用いれば、基板Ｗの厚み方向における集光点の位置によって集光領域の幅が変化する変化量を抑えることは可能である。
【００４４】
ここで多光子吸収による改質領域の形成について説明する。加工対象物が透明な材料であっても、材料の吸収のバンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいと吸収が生じる。これを多光子吸収と言い、レーザ光のパルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物の内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、イオン価数変化、結晶化または分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。本実施形態では、この屈折率変化領域を改質領域と呼ぶ。
【００４５】
このようなレーザ光１１３の基板Ｗに対する照射特性を基に、レーザ照射装置１００のメインコンピュータ１２０は、レーザ光１１３の集光領域の端部が、レーザ光１１３の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂに掛かるようにＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３の位置を設定して、基板Ｗの区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射する第１の走査を行う。また、Ｚ軸スライド機構１０４によりレーザ光１１３の集光領域を振動させながら基板Ｗの切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって基板Ｗが多光子吸収して形成された第１の改質領域に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査を行う。また、レーザ光１１３の集光領域の端部が、レーザ光１１３の入射面Ｗａに掛かるようにＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３の位置を設定して、基板Ｗの区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、第２の改質領域に厚み方向に連続する第３の改質領域を形成する第３の走査を行う。さらに、Ｚ軸スライド機構１０４によりレーザ光１１３の集光領域を振動させながら基板Ｗの切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査を行う。
【００４６】
このようなレーザ照射装置１００によれば、基板Ｗの厚み方向にレーザ光１１３の集光点の位置を順次ずらしてレーザ光を照射して、切断予定位置に沿って厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、レーザ光１１３の集光領域を振動させた状態で第２の改質領域を形成するので、厚み方向に連続する改質領域を形成するレーザ光１１３の走査の回数を減らすことが可能である。また、基板Ｗの切断予定位置の表裏面に沿って第１の改質領域と第３の改質領域を形成するので、外部応力を加えて基板Ｗを切断する際に、第１の改質領域あるいは第３の改質領域を起点として切断される。よって、破断面に外形不良が生じることを低減することが可能である。
【００４７】
尚、切断予定位置の厚み方向に改質領域が連続して形成することができれば、必ずしも第３または第４の走査、第３および第４の走査を行わなくてもよい。
【００４８】
（レーザスクライブ方法）
次に本発明を適用したレーザスクライブ方法について説明する。図５は、レーザスクライブ方法を示すフローチャートである。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態のレーザスクライブ方法は、レーザ照射装置１００を用い、集光レンズ１０３とステージ１０５に載置された基板Ｗとを相対的に位置決めする位置決め工程（ステップＳ１）と、Ｚ軸スライド機構１０４によりレーザ光１１３の集光点の位置を調整する第１の調整工程（ステップＳ３）とを備えている。また、Ｘ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６により基板Ｗを相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して第１の改質領域を形成する第１の走査工程としての１次レーザスキャン工程（ステップＳ４）を備えている。そして、基板Ｗを相対移動させると共にＺ軸スライド機構１０４によって集光領域を基板Ｗの厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て１次レーザスキャン工程で形成された第１の改質領域に厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する第２の走査工程としての２次レーザスキャン工程（ステップＳ５）を備えている。また、レーザ光１１３の集光領域の端部が基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａに掛かるようにＺ軸スライド機構１０４により集光点の位置を調整する第２の調整工程（ステップＳ６）を備えている。そして、基板Ｗを相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して第３の改質領域を形成する第３の走査工程としての３次レーザスキャン工程（ステップＳ７）を備えている。さらに、基板Ｗを相対移動させると共にＺ軸スライド機構１０４によって集光領域を基板Ｗの厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て２次レーザスキャン工程で形成された第２の改質領域に対して厚み方向に連続するように第４の改質領域を形成する第４の走査工程としての４次レーザスキャン工程（ステップＳ８）を備えている。
【００５０】
図５のステップＳ１は、基板Ｗの位置決め工程である。ステップＳ１では、図２に示した基板Ｗを対向基板２側がステージ１０５の表面に接するように載置する。そして、区画領域ＤｘがＸ軸方向に平行となるように基板Ｗを位置決めする。また、ステージ制御部１２３は、レーザ光１１３の光軸１０１ａが基板Ｗの任意の区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置の線上に位置するように、サーボモータを駆動しＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を移動させる。この場合、ウェハ状の基板Ｗには、位置決め用のアライメントマークが形成されており、撮像装置１１０によってこのアライメントマークを認識し、画像処理部１２４に取り込んだ画像データに基づいて座標を演算することにより、基板Ｗを位置決めする。そして、ステップＳ２へ進む。
【００５１】
図５のステップＳ２は、基板Ｗの厚みを計測する工程である。ステップＳ２では、オペレータは、メインコンピュータ１２０を操作して、基板Ｗの厚み測定を実施する。撮像装置１１０が捉えた映像を表示部１２６に表示させ、基板Ｗのレーザ光の入射面Ｗａ（図４参照）と、もう一方の反対側の表面Ｗｂ（図４参照）とに撮像装置１１０から出射される可視光の焦点を合わせる動作を行わせることにより、メインコンピュータ１２０は、Ｚ軸スライド機構１０４の位置センサの出力から基板Ｗの厚みを演算する。演算結果は、メインコンピュータ１２０の記憶部にＺ軸方向の座標として記憶される。そして、ステップＳ３に進む。
【００５２】
図５のステップＳ３は、レーザ光１１３の集光点の位置を調整する第１の調整工程である。ステップＳ３では、撮像装置１１０が捉えた可視光の焦点と集光領域１１６とのＺ軸方向の位置関係をあらかじめレーザ照射する予備試験の結果から求めておき、データとして入力しておく。このデータとステップＳ２で求められた基板Ｗの厚みデータ（Ｚ軸方向の座標）とに基づいて、ステップＳ３では、図４（ａ）に示すように、レンズ制御部１２２は、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光領域１１６の端部が基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂに掛かるように集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させる。そして、ステップＳ４へ進む。
【００５３】
図５のステップＳ４は、１次レーザスキャン工程である。図６は、第１の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ４では、図６に示すように集光レンズ１０３に対して基板Ｗを相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して第１の改質領域２１を形成する。この場合、図２に示すように基板Ｗには複数（２００個）の液晶表示パネル１０が区画形成されており、区画領域Ｄｘに対応してＸ軸方向に基板Ｗを横断するレーザスキャンを１９回行う。また、続いて区画領域Ｄｙに対応してＹ軸方向に基板Ｗを横断するレーザスキャンを１５回行う。当然、液晶表示パネル１０の基板Ｗにおける区画配置に対応して所定のピッチでＸ軸またはＹ軸方向にずらしながら各レーザスキャンを行う。切断予定位置は、あらかじめデータとして入力されているので、メインコンピュータ１２０は、このデータに基づいた制御信号をステージ制御部１２３に送る。ステージ制御部１２３は、制御信号に基づいてＸ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６とを移動させることにより、基板Ｗを集光レンズ１０３に対して相対移動させる。この場合、レーザ光１１３の照射に対応して基板Ｗを移動させる速度すなわちレーザースキャン速度は、およそ２０ｍｍ／秒である。したがって、Ｘ軸方向へ１９回およびＹ軸方向へ１５回のレーザスキャンに要する時間は、基板Ｗのウェハサイズが１２インチ（３００ｍｍ）のため、およそ９分である。この場合の集光領域１１６におけるピークパワー密度は、８×１０12Ｗ／ｃｍ2である。このようにして基板Ｗがレーザ光１１３を多光子吸収して形成された第１の改質領域２１の幅は、およそ２００〜３００μｍである。そして、ステップＳ５へ進む。
【００５４】
図５のステップＳ５は、２次レーザスキャン工程である。図７は、第２の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ５では、先のステップＳ４と同様にして、メインコンピュータ１２０は、ステージ制御部１２３を制御してＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を駆動し区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置に対応してＸ軸方向へ１９回、Ｙ軸方向へ１５回のレーザスキャンを行う。また、これらのレーザスキャンに同期してＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３をＺ軸方向に振動させる。すなわち、レーザ光１１３の集光点が基板Ｗの厚み方向で振動し、集光領域１１７から集光領域１１８の間で変化する。そして、図７に示すように、切断予定位置に沿った方向（走査方向）から見て第１の改質領域２１に厚み方向で連続する第２の改質領域２２が形成される。この場合の第２の改質領域の振幅は、およそ７００〜８００μｍである。また、レンズ制御部１２２によって制御されたＺ軸スライド機構１０４の振動速度は、およそ１．５ｍｍ／秒である。したがって、ほぼ１秒間で１回の振動が行われ、レーザスキャン速度が２０ｍｍ／秒であるため、振動周期もほぼ２０ｍｍである。そして、ステップＳ６へ進む。
【００５５】
図５のステップＳ６は、レーザ光１１３の集光点の位置を調整する第２の調整工程である。ステップＳ６では、図４（ｂ）に示すように、レンズ制御部１２２は、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光領域１１８の端部が基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａに掛かるように集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させる。そして、ステップＳ７へ進む。
【００５６】
図５のステップＳ７は、３次レーザスキャン工程である。図８は、第３の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ７では、ステップＳ４と同様にして、メインコンピュータ１２０は、ステージ制御部１２３を制御してＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を駆動し区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置に対応してＸ軸方向へ１９回、Ｙ軸方向へ１５回のレーザスキャンを行う。これにより、図８に示すように基板Ｗの入射面Ｗａの切断予定位置に沿った厚み方向に、第２の改質領域２２の振幅の極大部分と重なった第３の改質領域２３が形成される。すなわち、走査方向から見て第２の改質領域２２に厚み方向で連続する第３の改質領域２３が形成される。この場合の第３の改質領域２３の幅は、集光領域が入射面Ｗａに近づくことによって小さくなるので、およそ５０μｍである。そして、ステップＳ８へ進む。
【００５７】
図５のステップＳ８は、４次レーザスキャン工程である。図９は、第４の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ８では、ステップＳ５と同様にして、メインコンピュータ１２０は、ステージ制御部１２３を制御してＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を駆動し区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置に対応してＸ軸方向へ１９回、Ｙ軸方向へ１５回のレーザスキャンを行う。また、これらのレーザスキャンに同期してＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３をＺ軸方向に振動させる。この場合、先の２次レーザスキャン工程で形成された第２の改質領域２２に対して位相がずれるようにＺ軸スライド機構１０４による集光レンズ１０３の振動をレンズ制御部１２２が制御する。これにより図９にしめすように切断予定位置に沿った厚み方向において、各改質領域２１，２２，２３に一部で重なった第４の改質領域２４が形成される。尚、少なくとも第２の改質領域２２と第４の改質領域２４とが一部で重なっていれば、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３とには、重ならなくてもよい。これによれば、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３との間において、形成される改質領域の密度を高めることが可能である。すなわち、後のブレイク工程（ステップＳ９）での切断を容易にすることが可能となる。そして、ステップＳ９へ進む。
【００５８】
図５のステップＳ９は、基板Ｗを切断予定位置で切断するブレイク工程である。図１０は、ブレイク方法を示す概略断面図である。同図（ａ）は外部応力の与え方を示す断面図、同図（ｂ）はブレイク後の断面図である。ステップＳ９では、例えば図１０（ａ）に示すように、ステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ７，ステップＳ８によって、基板Ｗの厚み方向に連続して形成された改質領域Ｒｃに対して、ＣまたはＤ方向に外部応力を加える。これにより基板Ｗは、図１０（ｂ）に示すように、改質領域Ｒｃで分断される。また、基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａと表面Ｗｂすなわち表裏面の切断予定位置に沿った厚み方向に第１の改質領域２１、第３の改質領域２３が形成されているため、これを起点として切断が進み、破断面に外形不良が発生することを低減することができる。したがって、高い精度で切断が可能である。この場合の改質領域Ｒｃの幅（Ｚ軸方向に直交する方向の幅）は、およそ１０〜２０μｍである。
【００５９】
このようなレーザスクライブ方法は、基板Ｗの厚み方向にレーザ光１１３の集光点を順次ずらしてレーザ光１１３を照射し、厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、第２の改質領域２２および第４の改質領域２４は、振動した状態で形成されるので、レーザスキャンの回数を低減することが可能である。また、基板Ｗの厚みが例えば６００μｍ程度に薄くなれば、３次レーザスキャン工程または４次レーザスキャン工程、あるいは３次および４次レーザスキャン工程を省いても、基板Ｗの切断を行うことが可能である。
【００６０】
上記実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態のレーザ照射装置およびレーザスクライブ方法において、メインコンピュータ１２０は、レーザ光源１０１とＺ軸スライド機構１０４およびＸ軸スライド部１０８ならびにＹ軸スライド部１０６をそれぞれ制御して、１次〜４次レーザスキャンを行う。これにより、基板Ｗの表裏面（レーザ光１１３の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂ）の切断予定位置に沿った厚み方向に第１の改質領域２１と第３の改質領域２３とが形成される。また、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３の間が走査方向から見て連続するように振動した状態の第２の改質領域２２および第４の改質領域２４が形成される。すなわち、基板Ｗの厚み方向に連続した改質領域Ｒｃが形成されるので、ブレイク工程で基板Ｗに外部応力を加えれば、切断予定位置で第１の改質領域２１または第３の改質領域２３を起点として精度よく且つ容易に基板Ｗを切断することができる。また、基板Ｗの厚み方向に連続した改質領域Ｒｃを形成するレーザスキャンの回数を減じて高い生産性で基板Ｗのスクライブが可能なレーザ照射装置１００およびレーザスクライブ方法を提供することができる。
【００６１】
上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。
（変形例１）上記実施形態のレーザ照射装置１００およびレーザスクライブ方法において、第１の移動手段としてのＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３を振動させて、蛇行した第２の改質領域２２および第４の改質領域２４を形成する方法は、これに限定されない。図１１は、変形例の改質領域の形成状態を示す概略断面図である。例えば、図１１（ａ）に示すように、三角波状に第２の改質領域２２が形成されるように、レンズ制御部１２２がＺ軸スライド機構１０４を制御してよい（第４の改質領域２４も同様である）。これによれば、Ｚ軸スライド機構１０４の振動制御が定速でよいので、複雑な制御とならずに済む。蛇行させる場合は、厚み方向に定速域と加速域とを有する制御となる。
【００６２】
（変形例２）上記実施形態のレーザ照射装置１００およびレーザスクライブ方法において、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３との間を走査方向から見て振動した状態で厚み方向に連続する第２の改質領域２２または第４の改質領域２４の形成方法は、これに限定されない。例えば、図１１（ｂ）に示すように、基板Ｗの厚みがさらに厚くなった場合には、走査方向から見てレーザ光１１３の入射面Ｗａ側に改質領域３５を形成し、反対側の表面Ｗｂ側に改質領域３１を形成する。そして、改質領域３１に厚み方向に連続するように振動した状態の改質領域３２を形成する。同様にして改質領域３５に厚み方向に連続するように振動した状態の改質領域３４を形成する。そして、改質領域３２，３４との間を厚み方向に連続するように振動した状態の改質領域３３を形成してもよい。このようにすれば、Ｚ軸スライド機構１０４による集光レンズ１０３の振動の幅を小さくすることができる。すなわち、基板Ｗの厚みに応じて集光レンズ１０３の振動の幅を大きくする必要がなく、Ｚ軸スライド機構１０４の振動による装置の故障など耐久品質を改善することが可能となる。
【００６３】
（変形例３）上記実施形態のレーザ照射装置１００において、レーザ光源１０１は、固体光源としてチタンサファイアを用いたフェムト秒レーザとしたが、これに限定されない。例えば、加工対象物が半導体ウェハのようにシリコン等からなる基板ならばＹＡＧレーザを用いることもできる。
【００６４】
（変形例４）上記実施形態のレーザスクライブ方法において、加工対象物は石英ガラスからなる基板Ｗに限定されない。レーザ光に対して透明な加工対象物であれば本発明のレーザスクライブ方法を適用することが可能であり、例えば、低アルカリガラスやソーダガラス、あるいはシリコン等からなる半導体ウェハのスクライブにも用いることができる。
【００６５】
（変形例５）上記実施形態のレーザスクライブ方法において、レーザ加工の順番および方法は、これに限定されない。例えば、１次および３次レーザスキャン工程を先に実施してから、２次および４次レーザスキャン工程を実施してもよい。また、２次レーザスキャン工程が終わったところで、基板Ｗを反転してステージ１０５に載置し、再び基板Ｗの位置決め工程と第２の調整工程で、集光点の位置を調整する。そして、３次および４次レーザスキャン工程を実施する。このようにすれば、３次レーザスキャン工程で形成される第３の改質領域２３の厚み方向における幅は、第１の改質領域２１の幅とほぼ同等となる。また、４次レーザスキャン工程で形成される第４の改質領域２４の形状は、第２の改質領域２２を反転した状態とすることができる。すなわち、基板Ｗの表裏面から内部に向けて形成される改質領域を表裏面からの距離に寄らずほぼ同等な分布で形成することができる。よって、ブレイク工程で外部応力がどの方向に加わっても容易にブレイクすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】液晶表示パネルの構造を示す概略図。
【図２】液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図。
【図３】レーザ照射装置の構成を示す概略図。
【図４】レーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変した状態を示す概略断面図。
【図５】レーザスクライブ方法を示すフローチャート。
【図６】第１の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図７】第２の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図８】第３の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図９】第４の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図１０】ブレイク方法を示す概略断面図。
【図１１】変形例の改質領域の形成状態を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００６７】
２１…第１の改質領域、２２…第２の改質領域、２３…第３の改質領域、２４…第４の改質領域、１００…レーザ照射装置、１０１…レーザ光源、１０１ａ…光軸、１０３…集光手段としての集光レンズ、１０４…第１の移動手段としてのＺ軸スライド機構、１０６…第２の移動手段としてのＹ軸スライド部、１０８…第２の移動手段としてのＸ軸スライド部、１１３…レーザ光、１１６，１１７，１１８…集光領域、１２０…制御部としてのメインコンピュータ、Ｗ…加工対象物としての基板、Ｗａ…レーザ光の入射面、Ｗｂ…入射面に対して反対側の表面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置、およびこのレーザ照射装置を用いた半導体等の基板のレーザスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体等の基板にレーザを照射して基板を切断あるいは分割するための分割領域を形成するレーザ照射装置としては、パルス幅が１μｓ以下のレーザ光を出射するレーザ光源と、出射されたレーザ光を集光する集光レンズとを備えたレーザ加工装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
このレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法（レーザスクライブ方法）は、加工対象物の内部に集光部を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を形成するものである。そして、この改質領域により構成され、加工対象物のレーザ光入射面側の表面より所定距離内側に離間した領域に切断予定ラインを形成する。その後、加工対象物に外部から応力を加えると、切断予定ラインを起点にして加工対象物が割れる。また、集光点におけるピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上となるようにレーザ光を集光させている。
【０００４】
このレーザ加工方法は、加工対象物の内部に集光部を合わせて改質領域を形成するため、加工対象物のレーザ光入射面側の表面に、回路を構成する配線等が存在しても、これらの配線等に熱的なダメージを与えることなく、切断予定ラインに沿って厚み方向に加工対象物を割ることができるとしている。
【０００５】
また、このレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法において、加工対象物の内部に形成される改質領域あるいはこれを起点として形成されるクラック部（クラックスポット）の大きさは、集光レンズの特性と、レーザ光のピークパワー密度に依存する。例えば、上記特許文献１に示されたガラス（厚さ７００μｍ）をＹＡＧレーザを用いて切断する実施例では、集光レンズの開口数が０．５５の場合、ピークパワー密度がおよそ１×１０11（Ｗ／ｃｍ2）では、クラックスポットの大きさは、およそ１００μｍである。また、ピークパワー密度がおよそ５×１０11（Ｗ／ｃｍ2）では、およそ２５０μｍである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、加工対象物の厚みが、クラックスポットの大きさよりも相当に厚い場合は、切断予定ラインを形成した後に、加工対象物を破断面が変形することなく割ることは困難である。外部応力を加えたときに改質領域を起点としたクラックの成長方向がずれて切断予定ラインに沿って割れず外形不良が生じるという課題がある。このような課題を改善するには、加工対象物に対応して改質領域が厚み方向に連続するように、繰り返してレーザ光を照射する方法が考えられる。しかし、レーザ光を照射する加工時間が長くなり生産性が低下するという課題を有している。
【０００８】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、高い生産性で加工対象物のスクライブが可能なレーザ照射装置、このレーザ照射装置を用いたレーザスクライブ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレーザ照射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を集光する集光手段と、加工対象物に対して集光手段を相対的に移動させてレーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変可能な第１の移動手段と、集光手段に対して加工対象物をレーザ光の光軸と略直交する平面内で相対的に移動可能な第２の移動手段と、レーザ光源と第１の移動手段および第２の移動手段を制御する制御部とを備え、制御部は、レーザ光の加工対象物の厚み方向における入射面または入射面に対して反対側の表面に、レーザ光の集光領域の端部が掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第１の走査と、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査とを行うことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、制御部は、第１の移動手段および第２の移動手段を制御して、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第１の走査を行う。これにより、レーザ光の入射面または入射面に対して反対側の表面に厚み方向で連続する第１の改質領域が形成される。また、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第２の走査を行う。これにより、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域が形成される。したがって、切断予定位置に沿って加工対象物の厚み方向にレーザ光の集光領域を順次ずらしながらレーザ光を照射して、厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、第２の改質領域は、レーザ光の集光領域が第１の移動手段によって振動することにより形成されるので、厚み方向に連続する改質領域を形成するレーザ光の走査の回数を低減することができる。そして、第１の改質領域を起点として第２の改質領域が切断されるように加工対象物に外部から応力を加えれば、加工対象物を切断予定位置で切断することができる。すなわち、加工対象物の厚みが厚くなっても、レーザ加工時間が短縮され、高い生産性で加工対象物のスクライブが可能なレーザ照射装置を提供することができる。
【００１１】
また、上記制御部は、レーザ光の加工対象物の厚み方向における入射面に対して反対側の表面に、レーザ光の集光領域の端部が掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第１の走査と、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査と、レーザ光の加工対象物の厚み方向における入射面に、レーザ光の集光領域の端部が掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第２の改質領域に厚み方向に連続する第３の改質領域を形成する第３の走査とを行うことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、制御部は、レーザ光の集光領域の端部がレーザ光の入射面に掛かるように第１の移動手段を制御して集光手段の位置を設定し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第３の走査を行う。これにより切断予定位置に沿った方向から見て第２の改質領域に厚み方向に連続すると共にレーザ光の入射面に沿った第３の改質領域が形成される。したがって、切断予定位置に沿った方向から見ると、第１の改質領域と第２の改質領域および第３の改質領域が加工対象物の厚み方向に連続することになる。また、レーザ光の入射面に対して反対側の表面に沿って第１の改質領域が形成され、入射面に沿って第３の改質領域が形成される。すなわち加工対象物の切断予定位置の表裏面に沿って改質領域が形成され、切断後に切断予定位置からずれた外形不良が発生することを低減して加工対象物を切断することができるレーザ照射装置を提供することができる。
【００１３】
また、上記制御部は、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査をさらに行うことが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、制御部は、レーザ光の集光領域が振動するように第１の移動手段を制御し、加工対象物の切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する第４の走査を行う。これにより、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域が形成される。したがって、レーザ加工時間は、第４の走査を行う分延びてしまうが、加工対象物を切断しようとする切断予定位置の厚み方向に第４の改質領域を形成することによって、より高密度に改質領域が形成され、外部応力を加えれば切断予定位置で容易に加工対象物を切断することができるレーザ照射装置を提供することができる。
【００１５】
本発明のレーザスクライブ方法は、上記発明のレーザ照射装置を用い、集光されたレーザ光を照射して、加工対象物が多光子吸収して形成される改質領域を加工対象物の切断予定位置に沿った厚み方向に形成するレーザスクライブ方法であって、レーザ光の光軸が加工対象物の切断予定位置の線上に位置するように第２の移動手段により集光手段と加工対象物とを相対的に位置決めする位置決め工程と、レーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に対して反対側の表面に掛かるように第１の移動手段により集光点の位置を調整する第１の調整工程と、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して第１の改質領域を形成する第１の走査工程と、第２の移動手段による加工対象物の相対移動に対応して第１の移動手段によって集光領域を加工対象物の厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査工程で形成された第１の改質領域に厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する第２の走査工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この方法によれば、位置決め工程では、第２の移動手段により集光手段に対して加工対象物を相対的に移動して、レーザ光の光軸が加工対象物の切断予定位置の線上に位置するように位置決めする。第１の調整工程では、第１の移動手段によりレーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に対して反対側の表面に掛かるように集光点の位置を設定する。第１の走査工程では、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して第１の改質領域を形成する。これにより、レーザ光の入射面に対して反対側の表面に沿って第１の改質領域が形成される。第２の走査工程では、第１の移動手段によって集光領域を加工対象物の厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光を照射することにより、切断予定位置に沿った方向から見て第１の改質領域に厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する。したがって、切断予定位置に沿って加工対象物の厚み方向にレーザ光の集光点の位置を順次ずらしながらレーザ光を照射して、厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、第２の走査工程では、第１の改質領域に連続すると共に厚み方向に振動した状態の第２の改質領域が形成されるので、厚み方向に連続する改質領域を形成するレーザ光の走査の回数を低減することができる。そして、第１の改質領域を起点として第２の改質領域が切断されるように加工対象物に外部から応力を加えれば、加工対象物を切断予定位置で切断することができる。すなわち、レーザ加工時間が短縮され、高い生産性で加工対象物のスクライブが可能なレーザスクライブ方法を提供することができる。
【００１７】
また、上記レーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に掛かるように第１の移動手段により集光点の位置を調整する第２の調整工程と、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して第３の改質領域を形成する第３の走査工程とをさらに備えることが好ましい。
【００１８】
この方法によれば、第２の調整工程では、第１の移動手段によりレーザ光の集光領域の端部が加工対象物のレーザ光の入射面に掛かるように集光点の位置を調整する。そして、第３の走査工程では、第２の移動手段により加工対象物を相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光を照射する。これにより、レーザ光の入射面に沿って第３の改質領域が形成される。すなわち、加工対象物の切断予定位置の表裏面に沿って改質領域が形成されるので、切断後に切断予定位置からずれた外形不良が発生することを低減して歩留まりよく且つ高い生産性で加工対象物を切断することができるレーザスクライブ方法を提供することができる。
【００１９】
また、上記第２の移動手段による加工対象物の相対移動に対応して第１の移動手段によって集光領域を厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査工程をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この方法によれば、第４の走査工程では、第２の走査工程と同様に第１の移動手段によって集光領域を厚み方向に振動させながらレーザ光を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する。したがって、レーザ加工時間は、第４の走査工程を行う分延びてしまうが、加工対象物を切断しようとする切断予定位置の厚み方向に第４の改質領域を形成することによって、より高密度に改質領域が形成され、外部応力を加えれば切断予定位置で容易に加工対象物を切断することができるレーザスクライブ方法を提供することができる。この場合、第４の改質領域は、加工対象物の厚み方向において第２の改質領域と重なる部分をできるだけ少なくすることが望ましいので、例えば、第２の改質領域に対して位相がずれた状態で第４の改質領域を形成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置を構成する液晶表示パネルを製造する工程において、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を切断する工程で用いられるレーザ照射装置と、このレーザ照射装置を用いたレーザスクライブ方法を例に説明する。
【００２２】
（液晶表示パネル）
まず、液晶表示パネルについて説明する。図１は、液晶表示パネルの構造を示す概略図である。同図（ａ）は概略正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切った概略断面図である。
【００２３】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶表示パネル１０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３を有する素子基板１と、対向電極６を有する対向基板２と、シール材４によって接着された両基板１，２の隙間に充填された液晶５とを備えている。素子基板１は対向基板２より一回り大きく額縁状に張り出した状態となっている。
【００２４】
素子基板１は、厚みおよそ１．２ｍｍの石英ガラス基板を用いており、その表面には画素を構成する画素電極（図示省略）と、３端子のうちの一つが画素電極に接続されたＴＦＴ素子３が形成されている。ＴＦＴ素子３の残りの２端子は、画素電極を囲んで互いに絶縁状態で格子状に配置されたデータ線（図示省略）と走査線（図示省略）とに接続されている。データ線は、Ｙ軸方向に引き出されて端子部１ａにおいてデータ線駆動回路部９に接続されている。走査線は、Ｘ軸方向に引き出され、左右の額縁領域に形成された２つの走査線駆動回路部１３，１３に個々に接続されている。各データ線駆動回路部９および走査線駆動回路部１３の入力側配線は、端子部１ａに沿って配列した実装端子１１にそれぞれ接続されている。端子部１ａとは反対側の額縁領域には、２つの走査線駆動回路部１３，１３を繋ぐ配線１２が設けられている。
【００２５】
対向基板２は、厚みおよそ１．０ｍｍの透明なガラス基板を用いており、共通電極としての対向電極６が設けられている。対向電極６は、対向基板２の四隅に設けられた上下導通部１４を介して素子基板１側に設けられた配線と導通しており、当該配線も端子部１ａに設けられた実装端子１１に接続されている。
【００２６】
液晶５に面する素子基板１の表面および対向基板２の表面には、それぞれ配向膜７，８が形成されている。
【００２７】
液晶表示パネル１０は、外部駆動回路と電気的に繋がる中継基板が実装端子１１に接続される。そして、外部駆動回路からの入力信号が各データ線駆動回路部９および走査線駆動回路部１３に入力されることにより、ＴＦＴ素子３が画素電極ごとにスイッチングされ、画素電極と対向電極６との間に駆動電圧が印加されて表示が行われる。
【００２８】
尚、図１には図示省略したが、液晶表示パネル１０の表裏面には、それぞれ入出射する光を偏向する偏光板が設けられる。
【００２９】
図２は、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図である。同図（ａ）は概略平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ線で切った概略断面図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、１つの液晶表示パネル１０に相当する素子基板１がマザー基板としてのウェハ状の基板Ｗに複数区画形成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、対向基板２が個々に区画形成された素子基板１と接着されている。１つの液晶表示パネル１０は、区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置を切断して、基板Ｗから取り出される。この場合、基板Ｗは、厚み１．２ｍｍ、直径１２インチの石英ガラス基板であり、２００個分の液晶表示パネル１０が区画形成されている。
【００３１】
尚、本実施形態では、基板Ｗに個々の対向基板２を接着した形態であるが、ウェハ状の基板内に対向基板２が複数区画形成された他のマザー基板と基板Ｗとを接着し、相方のマザー基板を切断して液晶表示パネル１０を取り出すようにしてもよい。
【００３２】
（レーザ照射装置）
次に、本発明を適用したレーザ照射装置について説明する。図３は、レーザ照射装置の構成を示す概略図である。
【００３３】
図３に示すように、レーザ照射装置１００は、レーザ光を出射するレーザ光源１０１と、出射されたレーザ光を反射するダイクロイックミラー１０２と、反射したレーザ光を集光する集光手段としての集光レンズ１０３とを備えている。また、加工対象物としての基板Ｗを載置するステージ１０５と、集光レンズ１０３に対してステージ１０５をレーザ光の光軸１０１ａと略直交する平面内で相対的に移動可能な第２の移動手段としてのＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６とを備えている。また、ステージ１０５に載置された基板Ｗに対して集光レンズ１０３を相対的に移動させてレーザ光の集光領域の位置を基板Ｗの厚み方向で可変可能な第１の移動手段としてのＺ軸スライド機構１０４を備えている。さらには、ダイクロイックミラー１０２を挟んで集光レンズ１０３と反対側に位置する撮像装置１１０を備えている。
【００３４】
レーザ照射装置１００は、上記各構成を制御する制御部としてのメインコンピュータ１２０を備えている。メインコンピュータ１２０には、ＣＰＵや各種メモリーの他に撮像装置１１０が撮像した画像情報を処理する画像処理部１２４を有している。撮像装置１１０は、同軸落射型光源とＣＣＤ（固体撮像素子）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から出射した可視光は、集光レンズ１０３を透過して焦点を結ぶ。
【００３５】
また、メインコンピュータ１２０には、レーザ加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する入力部１２５とレーザ加工時の各種情報を表示する表示部１２６が接続されている。そして、レーザ光源１０１の出力やパルス幅、パルス周期を制御するレーザ制御部１２１と、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３のＺ軸方向の位置や振動速度および振幅を制御するレンズ制御部１２２とが接続されている。さらに、Ｘ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６をそれぞれレール１０７，１０９に沿って移動させるサーボモータ（図示省略）を駆動するステージ制御部１２３が接続されている。
【００３６】
集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させるＺ軸スライド機構１０４には、移動距離を検出可能な位置センサが内蔵されており、レンズ制御部１２２は、この位置センサの出力を検出して集光レンズ１０３のＺ軸方向の位置を制御可能となっている。したがって、撮像装置１１０の同軸落射型光源から出射した可視光の焦点が基板Ｗの表面と合うように集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させれば、基板Ｗの厚みを計測することが可能である。
【００３７】
レーザ光源１０１は、例えばチタンサファイアを固体光源とするレーザ光をフェムト秒のパルス幅で出射するいわゆるフェムト秒レーザである。この場合、レーザ光は、波長分散特性を有しており、中心波長が８００ｎｍであり、その半値幅はおよそ１０ｎｍである。またパルス幅はおよそ３００ｆｓ（フェムト秒）、パルス周期は１ｋＨｚ、出力はおよそ７００ｍＷである。
【００３８】
集光レンズ１０３は、この場合、倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８、ＷＤ（Working Distance）が３ｍｍの対物レンズである。集光レンズ１０３はＺ軸スライド機構１０４から延びたスライドアーム１０４ａによって支持されている。
【００３９】
尚、本実施形態では、ステージ１０５は、Ｙ軸スライド部１０６に支持されているが、Ｘ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６との位置関係を逆転させてＸ軸スライド部１０８に支持される形態としてもよい。また、ステージ１０５をθテーブルを介してＹ軸スライド部１０６に支持することが好ましい。これによれば、基板Ｗを光軸１０１ａに対してより垂直な状態とすることが可能である。
【００４０】
図４は、レーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変した状態を示す概略断面図である。同図（ａ）はレーザ光の集光領域の端部がレーザ光の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂに掛かるように位置決めされた状態を示す概略断面図、同図（ｂ）はレーザ光の集光領域が入射面Ｗａに徐々に近づいた状態を示す概略断面図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、集光レンズ１０３により集光されたレーザ光１１３は、波長分散特性を有しているため、屈折率がおよそ１．４６の基板Ｗに入射すると、短波長側のレーザ光１１４から長波長側のレーザ光１１５までその集光点が光軸１０１ａ上でずれた集光領域１１６に集光される。集光領域１１６は、いわゆる軸上色収差を有している。この場合、集光領域１１６の長波長側のレーザ光１１５の集光点が表面Ｗｂに近接しているので、短波長側のレーザ光１１４と長波長側のレーザ光１１５との光路差が最も大きくなっている。すなわち、基板Ｗの厚み方向における集光領域１１６の幅が最大となっている。
【００４２】
図４（ｂ）に示すように、集光領域１１６の位置を入射面Ｗａ側に近づくように、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させてゆくと、短波長側のレーザ光１１４と長波長側のレーザ光１１５との光路差が次第に小さくなってゆく。したがって、基板Ｗの厚み方向における幅が徐々に小さくなった集光領域１１７から集光領域１１８へと変化する。当然ながら、集光領域が入射面Ｗａの近傍から表面Ｗｂに近づくようにＺ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させてゆくと、集光領域１１８から集光領域１１６へと基板Ｗの厚み方向における幅が徐々に大きくなる。
【００４３】
尚、レーザ光源１０１として波長分散特性が小さい、すなわち半値幅が非常に狭く、且つ集光レンズ１０３の色収差が小さいあるいは補正されたものを用いれば、基板Ｗの厚み方向における集光点の位置によって集光領域の幅が変化する変化量を抑えることは可能である。
【００４４】
ここで多光子吸収による改質領域の形成について説明する。加工対象物が透明な材料であっても、材料の吸収のバンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいと吸収が生じる。これを多光子吸収と言い、レーザ光のパルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物の内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、イオン価数変化、結晶化または分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。本実施形態では、この屈折率変化領域を改質領域と呼ぶ。
【００４５】
このようなレーザ光１１３の基板Ｗに対する照射特性を基に、レーザ照射装置１００のメインコンピュータ１２０は、レーザ光１１３の集光領域の端部が、レーザ光１１３の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂに掛かるようにＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３の位置を設定して、基板Ｗの区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射する第１の走査を行う。また、Ｚ軸スライド機構１０４によりレーザ光１１３の集光領域を振動させながら基板Ｗの切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て第１の走査によって基板Ｗが多光子吸収して形成された第１の改質領域に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査を行う。また、レーザ光１１３の集光領域の端部が、レーザ光１１３の入射面Ｗａに掛かるようにＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３の位置を設定して、基板Ｗの区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、第２の改質領域に厚み方向に連続する第３の改質領域を形成する第３の走査を行う。さらに、Ｚ軸スライド機構１０４によりレーザ光１１３の集光領域を振動させながら基板Ｗの切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査を行う。
【００４６】
このようなレーザ照射装置１００によれば、基板Ｗの厚み方向にレーザ光１１３の集光点の位置を順次ずらしてレーザ光を照射して、切断予定位置に沿って厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、レーザ光１１３の集光領域を振動させた状態で第２の改質領域を形成するので、厚み方向に連続する改質領域を形成するレーザ光１１３の走査の回数を減らすことが可能である。また、基板Ｗの切断予定位置の表裏面に沿って第１の改質領域と第３の改質領域を形成するので、外部応力を加えて基板Ｗを切断する際に、第１の改質領域あるいは第３の改質領域を起点として切断される。よって、破断面に外形不良が生じることを低減することが可能である。
【００４７】
尚、切断予定位置の厚み方向に改質領域が連続して形成することができれば、必ずしも第３または第４の走査、第３および第４の走査を行わなくてもよい。
【００４８】
（レーザスクライブ方法）
次に本発明を適用したレーザスクライブ方法について説明する。図５は、レーザスクライブ方法を示すフローチャートである。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態のレーザスクライブ方法は、レーザ照射装置１００を用い、集光レンズ１０３とステージ１０５に載置された基板Ｗとを相対的に位置決めする位置決め工程（ステップＳ１）と、Ｚ軸スライド機構１０４によりレーザ光１１３の集光点の位置を調整する第１の調整工程（ステップＳ３）とを備えている。また、Ｘ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６により基板Ｗを相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して第１の改質領域を形成する第１の走査工程としての１次レーザスキャン工程（ステップＳ４）を備えている。そして、基板Ｗを相対移動させると共にＺ軸スライド機構１０４によって集光領域を基板Ｗの厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て１次レーザスキャン工程で形成された第１の改質領域に厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する第２の走査工程としての２次レーザスキャン工程（ステップＳ５）を備えている。また、レーザ光１１３の集光領域の端部が基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａに掛かるようにＺ軸スライド機構１０４により集光点の位置を調整する第２の調整工程（ステップＳ６）を備えている。そして、基板Ｗを相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して第３の改質領域を形成する第３の走査工程としての３次レーザスキャン工程（ステップＳ７）を備えている。さらに、基板Ｗを相対移動させると共にＺ軸スライド機構１０４によって集光領域を基板Ｗの厚み方向に振動させながら、切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して、切断予定位置に沿った方向から見て２次レーザスキャン工程で形成された第２の改質領域に対して厚み方向に連続するように第４の改質領域を形成する第４の走査工程としての４次レーザスキャン工程（ステップＳ８）を備えている。
【００５０】
図５のステップＳ１は、基板Ｗの位置決め工程である。ステップＳ１では、図２に示した基板Ｗを対向基板２側がステージ１０５の表面に接するように載置する。そして、区画領域ＤｘがＸ軸方向に平行となるように基板Ｗを位置決めする。また、ステージ制御部１２３は、レーザ光１１３の光軸１０１ａが基板Ｗの任意の区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置の線上に位置するように、サーボモータを駆動しＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を移動させる。この場合、ウェハ状の基板Ｗには、位置決め用のアライメントマークが形成されており、撮像装置１１０によってこのアライメントマークを認識し、画像処理部１２４に取り込んだ画像データに基づいて座標を演算することにより、基板Ｗを位置決めする。そして、ステップＳ２へ進む。
【００５１】
図５のステップＳ２は、基板Ｗの厚みを計測する工程である。ステップＳ２では、オペレータは、メインコンピュータ１２０を操作して、基板Ｗの厚み測定を実施する。撮像装置１１０が捉えた映像を表示部１２６に表示させ、基板Ｗのレーザ光の入射面Ｗａ（図４参照）と、もう一方の反対側の表面Ｗｂ（図４参照）とに撮像装置１１０から出射される可視光の焦点を合わせる動作を行わせることにより、メインコンピュータ１２０は、Ｚ軸スライド機構１０４の位置センサの出力から基板Ｗの厚みを演算する。演算結果は、メインコンピュータ１２０の記憶部にＺ軸方向の座標として記憶される。そして、ステップＳ３に進む。
【００５２】
図５のステップＳ３は、レーザ光１１３の集光点の位置を調整する第１の調整工程である。ステップＳ３では、撮像装置１１０が捉えた可視光の焦点と集光領域１１６とのＺ軸方向の位置関係をあらかじめレーザ照射する予備試験の結果から求めておき、データとして入力しておく。このデータとステップＳ２で求められた基板Ｗの厚みデータ（Ｚ軸方向の座標）とに基づいて、ステップＳ３では、図４（ａ）に示すように、レンズ制御部１２２は、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光領域１１６の端部が基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂに掛かるように集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させる。そして、ステップＳ４へ進む。
【００５３】
図５のステップＳ４は、１次レーザスキャン工程である。図６は、第１の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ４では、図６に示すように集光レンズ１０３に対して基板Ｗを相対移動させながら切断予定位置に沿ってレーザ光１１３を照射して第１の改質領域２１を形成する。この場合、図２に示すように基板Ｗには複数（２００個）の液晶表示パネル１０が区画形成されており、区画領域Ｄｘに対応してＸ軸方向に基板Ｗを横断するレーザスキャンを１９回行う。また、続いて区画領域Ｄｙに対応してＹ軸方向に基板Ｗを横断するレーザスキャンを１５回行う。当然、液晶表示パネル１０の基板Ｗにおける区画配置に対応して所定のピッチでＸ軸またはＹ軸方向にずらしながら各レーザスキャンを行う。切断予定位置は、あらかじめデータとして入力されているので、メインコンピュータ１２０は、このデータに基づいた制御信号をステージ制御部１２３に送る。ステージ制御部１２３は、制御信号に基づいてＸ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６とを移動させることにより、基板Ｗを集光レンズ１０３に対して相対移動させる。この場合、レーザ光１１３の照射に対応して基板Ｗを移動させる速度すなわちレーザースキャン速度は、およそ２０ｍｍ／秒である。したがって、Ｘ軸方向へ１９回およびＹ軸方向へ１５回のレーザスキャンに要する時間は、基板Ｗのウェハサイズが１２インチ（３００ｍｍ）のため、およそ９分である。この場合の集光領域１１６におけるピークパワー密度は、８×１０12Ｗ／ｃｍ2である。このようにして基板Ｗがレーザ光１１３を多光子吸収して形成された第１の改質領域２１の幅は、およそ２００〜３００μｍである。そして、ステップＳ５へ進む。
【００５４】
図５のステップＳ５は、２次レーザスキャン工程である。図７は、第２の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ５では、先のステップＳ４と同様にして、メインコンピュータ１２０は、ステージ制御部１２３を制御してＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を駆動し区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置に対応してＸ軸方向へ１９回、Ｙ軸方向へ１５回のレーザスキャンを行う。また、これらのレーザスキャンに同期してＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３をＺ軸方向に振動させる。すなわち、レーザ光１１３の集光点が基板Ｗの厚み方向で振動し、集光領域１１７から集光領域１１８の間で変化する。そして、図７に示すように、切断予定位置に沿った方向（走査方向）から見て第１の改質領域２１に厚み方向で連続する第２の改質領域２２が形成される。この場合の第２の改質領域の振幅は、およそ７００〜８００μｍである。また、レンズ制御部１２２によって制御されたＺ軸スライド機構１０４の振動速度は、およそ１．５ｍｍ／秒である。したがって、ほぼ１秒間で１回の振動が行われ、レーザスキャン速度が２０ｍｍ／秒であるため、振動周期もほぼ２０ｍｍである。そして、ステップＳ６へ進む。
【００５５】
図５のステップＳ６は、レーザ光１１３の集光点の位置を調整する第２の調整工程である。ステップＳ６では、図４（ｂ）に示すように、レンズ制御部１２２は、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光領域１１８の端部が基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａに掛かるように集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させる。そして、ステップＳ７へ進む。
【００５６】
図５のステップＳ７は、３次レーザスキャン工程である。図８は、第３の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ７では、ステップＳ４と同様にして、メインコンピュータ１２０は、ステージ制御部１２３を制御してＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を駆動し区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置に対応してＸ軸方向へ１９回、Ｙ軸方向へ１５回のレーザスキャンを行う。これにより、図８に示すように基板Ｗの入射面Ｗａの切断予定位置に沿った厚み方向に、第２の改質領域２２の振幅の極大部分と重なった第３の改質領域２３が形成される。すなわち、走査方向から見て第２の改質領域２２に厚み方向で連続する第３の改質領域２３が形成される。この場合の第３の改質領域２３の幅は、集光領域が入射面Ｗａに近づくことによって小さくなるので、およそ５０μｍである。そして、ステップＳ８へ進む。
【００５７】
図５のステップＳ８は、４次レーザスキャン工程である。図９は、第４の改質領域が形成された状態を示す概略断面図である。ステップＳ８では、ステップＳ５と同様にして、メインコンピュータ１２０は、ステージ制御部１２３を制御してＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６を駆動し区画領域Ｄｘ，Ｄｙの切断予定位置に対応してＸ軸方向へ１９回、Ｙ軸方向へ１５回のレーザスキャンを行う。また、これらのレーザスキャンに同期してＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３をＺ軸方向に振動させる。この場合、先の２次レーザスキャン工程で形成された第２の改質領域２２に対して位相がずれるようにＺ軸スライド機構１０４による集光レンズ１０３の振動をレンズ制御部１２２が制御する。これにより図９にしめすように切断予定位置に沿った厚み方向において、各改質領域２１，２２，２３に一部で重なった第４の改質領域２４が形成される。尚、少なくとも第２の改質領域２２と第４の改質領域２４とが一部で重なっていれば、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３とには、重ならなくてもよい。これによれば、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３との間において、形成される改質領域の密度を高めることが可能である。すなわち、後のブレイク工程（ステップＳ９）での切断を容易にすることが可能となる。そして、ステップＳ９へ進む。
【００５８】
図５のステップＳ９は、基板Ｗを切断予定位置で切断するブレイク工程である。図１０は、ブレイク方法を示す概略断面図である。同図（ａ）は外部応力の与え方を示す断面図、同図（ｂ）はブレイク後の断面図である。ステップＳ９では、例えば図１０（ａ）に示すように、ステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ７，ステップＳ８によって、基板Ｗの厚み方向に連続して形成された改質領域Ｒｃに対して、ＣまたはＤ方向に外部応力を加える。これにより基板Ｗは、図１０（ｂ）に示すように、改質領域Ｒｃで分断される。また、基板Ｗのレーザ光１１３の入射面Ｗａと表面Ｗｂすなわち表裏面の切断予定位置に沿った厚み方向に第１の改質領域２１、第３の改質領域２３が形成されているため、これを起点として切断が進み、破断面に外形不良が発生することを低減することができる。したがって、高い精度で切断が可能である。この場合の改質領域Ｒｃの幅（Ｚ軸方向に直交する方向の幅）は、およそ１０〜２０μｍである。
【００５９】
このようなレーザスクライブ方法は、基板Ｗの厚み方向にレーザ光１１３の集光点を順次ずらしてレーザ光１１３を照射し、厚み方向に連続する改質領域を形成する場合に比べて、第２の改質領域２２および第４の改質領域２４は、振動した状態で形成されるので、レーザスキャンの回数を低減することが可能である。また、基板Ｗの厚みが例えば６００μｍ程度に薄くなれば、３次レーザスキャン工程または４次レーザスキャン工程、あるいは３次および４次レーザスキャン工程を省いても、基板Ｗの切断を行うことが可能である。
【００６０】
上記実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態のレーザ照射装置およびレーザスクライブ方法において、メインコンピュータ１２０は、レーザ光源１０１とＺ軸スライド機構１０４およびＸ軸スライド部１０８ならびにＹ軸スライド部１０６をそれぞれ制御して、１次〜４次レーザスキャンを行う。これにより、基板Ｗの表裏面（レーザ光１１３の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂ）の切断予定位置に沿った厚み方向に第１の改質領域２１と第３の改質領域２３とが形成される。また、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３の間が走査方向から見て連続するように振動した状態の第２の改質領域２２および第４の改質領域２４が形成される。すなわち、基板Ｗの厚み方向に連続した改質領域Ｒｃが形成されるので、ブレイク工程で基板Ｗに外部応力を加えれば、切断予定位置で第１の改質領域２１または第３の改質領域２３を起点として精度よく且つ容易に基板Ｗを切断することができる。また、基板Ｗの厚み方向に連続した改質領域Ｒｃを形成するレーザスキャンの回数を減じて高い生産性で基板Ｗのスクライブが可能なレーザ照射装置１００およびレーザスクライブ方法を提供することができる。
【００６１】
上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。
（変形例１）上記実施形態のレーザ照射装置１００およびレーザスクライブ方法において、第１の移動手段としてのＺ軸スライド機構１０４により集光レンズ１０３を振動させて、蛇行した第２の改質領域２２および第４の改質領域２４を形成する方法は、これに限定されない。図１１は、変形例の改質領域の形成状態を示す概略断面図である。例えば、図１１（ａ）に示すように、三角波状に第２の改質領域２２が形成されるように、レンズ制御部１２２がＺ軸スライド機構１０４を制御してよい（第４の改質領域２４も同様である）。これによれば、Ｚ軸スライド機構１０４の振動制御が定速でよいので、複雑な制御とならずに済む。蛇行させる場合は、厚み方向に定速域と加速域とを有する制御となる。
【００６２】
（変形例２）上記実施形態のレーザ照射装置１００およびレーザスクライブ方法において、第１の改質領域２１と第３の改質領域２３との間を走査方向から見て振動した状態で厚み方向に連続する第２の改質領域２２または第４の改質領域２４の形成方法は、これに限定されない。例えば、図１１（ｂ）に示すように、基板Ｗの厚みがさらに厚くなった場合には、走査方向から見てレーザ光１１３の入射面Ｗａ側に改質領域３５を形成し、反対側の表面Ｗｂ側に改質領域３１を形成する。そして、改質領域３１に厚み方向に連続するように振動した状態の改質領域３２を形成する。同様にして改質領域３５に厚み方向に連続するように振動した状態の改質領域３４を形成する。そして、改質領域３２，３４との間を厚み方向に連続するように振動した状態の改質領域３３を形成してもよい。このようにすれば、Ｚ軸スライド機構１０４による集光レンズ１０３の振動の幅を小さくすることができる。すなわち、基板Ｗの厚みに応じて集光レンズ１０３の振動の幅を大きくする必要がなく、Ｚ軸スライド機構１０４の振動による装置の故障など耐久品質を改善することが可能となる。
【００６３】
（変形例３）上記実施形態のレーザ照射装置１００において、レーザ光源１０１は、固体光源としてチタンサファイアを用いたフェムト秒レーザとしたが、これに限定されない。例えば、加工対象物が半導体ウェハのようにシリコン等からなる基板ならばＹＡＧレーザを用いることもできる。
【００６４】
（変形例４）上記実施形態のレーザスクライブ方法において、加工対象物は石英ガラスからなる基板Ｗに限定されない。レーザ光に対して透明な加工対象物であれば本発明のレーザスクライブ方法を適用することが可能であり、例えば、低アルカリガラスやソーダガラス、あるいはシリコン等からなる半導体ウェハのスクライブにも用いることができる。
【００６５】
（変形例５）上記実施形態のレーザスクライブ方法において、レーザ加工の順番および方法は、これに限定されない。例えば、１次および３次レーザスキャン工程を先に実施してから、２次および４次レーザスキャン工程を実施してもよい。また、２次レーザスキャン工程が終わったところで、基板Ｗを反転してステージ１０５に載置し、再び基板Ｗの位置決め工程と第２の調整工程で、集光点の位置を調整する。そして、３次および４次レーザスキャン工程を実施する。このようにすれば、３次レーザスキャン工程で形成される第３の改質領域２３の厚み方向における幅は、第１の改質領域２１の幅とほぼ同等となる。また、４次レーザスキャン工程で形成される第４の改質領域２４の形状は、第２の改質領域２２を反転した状態とすることができる。すなわち、基板Ｗの表裏面から内部に向けて形成される改質領域を表裏面からの距離に寄らずほぼ同等な分布で形成することができる。よって、ブレイク工程で外部応力がどの方向に加わっても容易にブレイクすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】液晶表示パネルの構造を示す概略図。
【図２】液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図。
【図３】レーザ照射装置の構成を示す概略図。
【図４】レーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変した状態を示す概略断面図。
【図５】レーザスクライブ方法を示すフローチャート。
【図６】第１の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図７】第２の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図８】第３の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図９】第４の改質領域が形成された状態を示す概略断面図。
【図１０】ブレイク方法を示す概略断面図。
【図１１】変形例の改質領域の形成状態を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００６７】
２１…第１の改質領域、２２…第２の改質領域、２３…第３の改質領域、２４…第４の改質領域、１００…レーザ照射装置、１０１…レーザ光源、１０１ａ…光軸、１０３…集光手段としての集光レンズ、１０４…第１の移動手段としてのＺ軸スライド機構、１０６…第２の移動手段としてのＹ軸スライド部、１０８…第２の移動手段としてのＸ軸スライド部、１１３…レーザ光、１１６，１１７，１１８…集光領域、１２０…制御部としてのメインコンピュータ、Ｗ…加工対象物としての基板、Ｗａ…レーザ光の入射面、Ｗｂ…入射面に対して反対側の表面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を集光する集光手段と、
加工対象物に対して前記集光手段を相対的に移動させて前記レーザ光の集光領域の位置を前記加工対象物の厚み方向で可変可能な第１の移動手段と、
前記集光手段に対して前記加工対象物を前記レーザ光の光軸と略直交する平面内で相対的に移動可能な第２の移動手段と、
前記レーザ光源と前記第１の移動手段および第２の移動手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記レーザ光の前記加工対象物の厚み方向における入射面または前記入射面に対して反対側の表面に、前記レーザ光の集光領域の端部が掛かるように前記第１の移動手段を制御して前記集光手段の位置を設定し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射する第１の走査と、前記レーザ光の集光領域が振動するように前記第１の移動手段を制御し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第１の走査によって前記加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査とを行うことを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記レーザ光の前記加工対象物の厚み方向における入射面に対して反対側の表面に、前記レーザ光の集光領域の端部が掛かるように前記第１の移動手段を制御して前記集光手段の位置を設定し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射する第１の走査と、前記レーザ光の集光領域が振動するように前記第１の移動手段を制御し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第１の走査によって前記加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査と、前記レーザ光の前記加工対象物の厚み方向における入射面に、前記レーザ光の集光領域の端部が掛かるように前記第１の移動手段を制御して前記集光手段の位置を設定し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第２の改質領域に厚み方向に連続する第３の改質領域を形成する第３の走査とを行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記レーザ光の集光領域が振動するように前記第１の移動手段を制御し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも前記第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査をさらに行うことを特徴とする請求項２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のレーザ照射装置を用い、集光されたレーザ光を照射して、前記加工対象物が多光子吸収して形成される改質領域を前記加工対象物の切断予定位置に沿った厚み方向に形成するレーザスクライブ方法であって、
前記レーザ光の光軸が前記加工対象物の前記切断予定位置の線上に位置するように前記第２の移動手段により前記集光手段と前記加工対象物とを相対的に位置決めする位置決め工程と、
前記レーザ光の集光領域の端部が前記加工対象物の前記レーザ光の入射面に対して反対側の表面に掛かるように前記第１の移動手段により集光点の位置を調整する第１の調整工程と、
前記第２の移動手段により前記加工対象物を相対移動させながら前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して第１の改質領域を形成する第１の走査工程と、
前記第２の移動手段による前記加工対象物の相対移動に対応して前記第１の移動手段によって前記集光領域を前記加工対象物の厚み方向に振動させながら、前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第１の走査工程で形成された前記第１の改質領域に前記厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する第２の走査工程とを備えることを特徴とするレーザスクライブ方法。
【請求項５】
前記レーザ光の集光領域の端部が前記加工対象物の前記レーザ光の入射面に掛かるように前記第１の移動手段により集光点の位置を調整する第２の調整工程と、
前記第２の移動手段により前記加工対象物を相対移動させながら、前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して第３の改質領域を形成する第３の走査工程とをさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のレーザスクライブ方法。
【請求項６】
前記第２の移動手段による前記加工対象物の相対移動に対応して前記第１の移動手段によって前記集光領域を前記厚み方向に振動させながら、前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも前記第２の改質領域に対して前記厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーザスクライブ方法。
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を集光する集光手段と、
加工対象物に対して前記集光手段を相対的に移動させて前記レーザ光の集光領域の位置を前記加工対象物の厚み方向で可変可能な第１の移動手段と、
前記集光手段に対して前記加工対象物を前記レーザ光の光軸と略直交する平面内で相対的に移動可能な第２の移動手段と、
前記レーザ光源と前記第１の移動手段および第２の移動手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記レーザ光の前記加工対象物の厚み方向における入射面または前記入射面に対して反対側の表面に、前記レーザ光の集光領域の端部が掛かるように前記第１の移動手段を制御して前記集光手段の位置を設定し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射する第１の走査と、前記レーザ光の集光領域が振動するように前記第１の移動手段を制御し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第１の走査によって前記加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査とを行うことを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記レーザ光の前記加工対象物の厚み方向における入射面に対して反対側の表面に、前記レーザ光の集光領域の端部が掛かるように前記第１の移動手段を制御して前記集光手段の位置を設定し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射する第１の走査と、前記レーザ光の集光領域が振動するように前記第１の移動手段を制御し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第１の走査によって前記加工対象物が多光子吸収して形成された第１の改質領域に厚み方向に連続する第２の改質領域を形成する第２の走査と、前記レーザ光の前記加工対象物の厚み方向における入射面に、前記レーザ光の集光領域の端部が掛かるように前記第１の移動手段を制御して前記集光手段の位置を設定し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第２の改質領域に厚み方向に連続する第３の改質領域を形成する第３の走査とを行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記レーザ光の集光領域が振動するように前記第１の移動手段を制御し、前記加工対象物の切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも前記第２の改質領域に対して厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査をさらに行うことを特徴とする請求項２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のレーザ照射装置を用い、集光されたレーザ光を照射して、前記加工対象物が多光子吸収して形成される改質領域を前記加工対象物の切断予定位置に沿った厚み方向に形成するレーザスクライブ方法であって、
前記レーザ光の光軸が前記加工対象物の前記切断予定位置の線上に位置するように前記第２の移動手段により前記集光手段と前記加工対象物とを相対的に位置決めする位置決め工程と、
前記レーザ光の集光領域の端部が前記加工対象物の前記レーザ光の入射面に対して反対側の表面に掛かるように前記第１の移動手段により集光点の位置を調整する第１の調整工程と、
前記第２の移動手段により前記加工対象物を相対移動させながら前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して第１の改質領域を形成する第１の走査工程と、
前記第２の移動手段による前記加工対象物の相対移動に対応して前記第１の移動手段によって前記集光領域を前記加工対象物の厚み方向に振動させながら、前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て前記第１の走査工程で形成された前記第１の改質領域に前記厚み方向に連続するように第２の改質領域を形成する第２の走査工程とを備えることを特徴とするレーザスクライブ方法。
【請求項５】
前記レーザ光の集光領域の端部が前記加工対象物の前記レーザ光の入射面に掛かるように前記第１の移動手段により集光点の位置を調整する第２の調整工程と、
前記第２の移動手段により前記加工対象物を相対移動させながら、前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して第３の改質領域を形成する第３の走査工程とをさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のレーザスクライブ方法。
【請求項６】
前記第２の移動手段による前記加工対象物の相対移動に対応して前記第１の移動手段によって前記集光領域を前記厚み方向に振動させながら、前記切断予定位置に沿って前記レーザ光を照射して、前記切断予定位置に沿った方向から見て少なくとも前記第２の改質領域に対して前記厚み方向に連続する第４の改質領域を形成する第４の走査工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーザスクライブ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２１５５７（Ｐ２００７−２１５５７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０９５５１（Ｐ２００５−２０９５５１）
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２０日（２００５．７．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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