(57)【要約】【課題】  被加工物に外力を加えることにより容易に分割することができる幅の変質層を形成することができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供する。【解決手段】  被加工物に形成された分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成するレーザ加工方法であって、分割予定ラインの幅方向に所定の間隔を置いて複数のパルスレーザ光線を照射し、分割予定ラインに沿って互いに平行な複数の変質層を形成する。【選択図】          図１
2006123228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に形成された分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成するレーザ加工方法であって、
該分割予定ラインの幅方向に所定の間隔を置いて複数のパルスレーザ光線を照射し、該分割予定ラインに沿って互いに平行な複数の変質層を形成する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
該所定の間隔は、１〜５μｍに設定されている、請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に該被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザ光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を具備し、
該レーザ光線照射手段は、レーザ光線発振手段と、該レーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を伝送する光学伝送手段と該光学伝送手段によって伝送されたパルスレーザ光線を集光せしめる一つの集光レンズを備えた伝送・集光手段とを含んでいる、レーザ加工装置において、
該伝送・集光手段は、該レーザ光線発振手段から発振されたパルスレーザ光線を該一つの集光レンズを通して該加工送り方向と直交する方向に所定の間隔をもって変位せしめられた少なくとも２個の集光点に集光せしめる、
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
該光学伝送手段は、該パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を第１の経路と第２の経路に分配する経路分配手段と、該第１の経路と該第２の経路のいずれか一方の経路に配設され該一方の経路を通り該一つの集光レンズによって集光される一方のレーザ光線の集光点を該加工送り方向と直交する方向に変位せしめる集光点位置変位手段とを具備している請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
該経路分配手段は、該レーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を該第１の経路と該第２の経路とに分けるビームスプリッタからなっている、請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
該経路分配手段は、該パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に分ける偏光変換手段と、該偏光変換手段によって分けられた垂直偏光レーザ光線と水平偏光レーザ光線を該第１の経路と該第２の経路に分けるビームスプリッタとを具備している、請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
該偏光変換手段は、該パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に分ける変調器と、該パルスレーザ光線発振手段に繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与するとともに該変調器に周波数(f)/2の同期信号を付与するパルスジェネレータとからなっている、請求項６記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
該パルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に変換せしめる変調器は、電気光学効果を用いた変調素子からなっている、請求項７記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
該経路分配手段は、該パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を交互に第１の経路と第２の経路に分ける変調器と、該パルスレーザ光線発振手段に繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与するとともに該変調器に周波数(f)/2の同期信号を付与するパルスジェネレータとからなっている、請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
該パルスレーザ光線を交互に２つの経路に分ける変調器は、音響光学効果を用いた変調素子からなっている、請求項９記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
該集光点位置変位手段は複数個のミラーを含んでおり、該複数個のミラーの設置角度を変更することにより一方のレーザ光線の集光点の変位量を変更する、請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に該被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザ光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を具備し、
該レーザ光線照射手段は、レーザ光線発振手段と、該レーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を伝送する光学伝送手段と該光学伝送手段によって伝送されたパルスレーザ光線を集光せしめる一つの集光レンズを備えた伝送・集光手段とを含んでいる、レーザ加工装置において、
該レーザ光線照射手段は、複数のレーザ光線発振手段を備え、
該伝送・集光手段は、該複数のレーザ光線発振手段から発振された複数のパルスレーザ光線を該一つの集光レンズを通して該加工送り方向と直交する方向に所定の間隔をもって変位せしめられた複数の集光点に集光せしめる、
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１３】
該レーザ光線照射手段は、該複数のレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線の発振タイミングを制御するパルスジェネレータを備えている、請求項１２記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に変質層を形成するレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、シリコン基板、サファイア基板、炭化珪素基板、リチウムタンタレート基板、ガラス基板或いは石英基板の如き適宜の基板を含むウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路（機能素子）を形成する。そして、ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。ウエーハを分割するための方法としては、レーザ光線を利用する種々の様式が提案されている。
【０００３】
下記特許文献１および２には、ウエーハの厚さ方向中間部にウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を集光させてパルスレーザ光線とウエーハとを分割予定ラインに沿って相対的に移動せしめ、これによって分割予定ラインに沿ってウエーハの厚さ方向中間部に変質層を形成し、しかる後にウエーハに外力を加えてウエーハを変質層に沿って破断せしめる、ウエーハ分割方法が開示されている。（例えば、引用文献１、引用文献２参照。）
【特許文献１】米国特許第６，２１１，４８８号明細書
【特許文献２】特許第３４０８８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、上述したレーザ加工によって形成される変質層の幅は１μm前後で、分割に必要な幅としては必ずしも十分とは言えず、ウエーハに外力を加えて分割予定ラインに沿って分割する際に、チップを破損する場合がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物に外力を加えることにより容易に分割することができる幅の変質層を形成することができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記主たる技術的課題を解決するために、本発明によれば、被加工物に形成された分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成するレーザ加工方法であって、
該分割予定ラインの幅方向に所定の間隔を置いて複数のパルスレーザ光線を照射し、該分割予定ラインに沿って互いに平行な複数の変質層を形成する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【０００７】
上記所定の間隔は、１〜５μｍに設定されている。
【０００８】
また、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に該被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザ光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を具備し、
該レーザ光線照射手段は、レーザ光線発振手段と、該レーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を伝送する光学伝送手段と該光学伝送手段によって伝送されたパルスレーザ光線を集光せしめる一つの集光レンズを備えた伝送・集光手段とを含んでいる、レーザ加工装置において、
該伝送・集光手段は、該レーザ光線発振手段から発振されたパルスレーザ光線を該一つの集光レンズを通して該加工送り方向と直交する方向に所定の間隔をもって変位せしめられた少なくとも２個の集光点に集光せしめる、
ことを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
【０００９】
上記光学伝送手段は、上記パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を第１の経路と第２の経路に分配する経路分配手段と、該第１の経路と該第２の経路のいずれか一方の経路に配設され該一方の経路を通り上記一つの集光レンズによって集光される一方のレーザ光線の集光点を加工送り方向と直交する方向に変位せしめる集光点位置変位手段とを具備している。
【００１０】
上記経路分配手段は、上記レーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を第１の経路と第２の経路とに分けるビームスプリッタからなっている。
【００１１】
上記経路分配手段は、上記パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に分ける偏光変換手段と、該偏光変換手段によって分けられた垂直偏光レーザ光線と水平偏光レーザ光線を第１の経路と第２の経路に分けるビームスプリッタとを具備している。上記偏光変換手段は、上記パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に分ける変調器と、パルスレーザ光線発振手段に繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与するとともに変調器に周波数(f)/2の同期信号を付与するパルスジェネレータとからなっている。パルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に変換せしめる変調器は、電気光学効果を用いた変調素子からなっている。
【００１２】
上記経路分配手段は、上記パルスレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を交互に第１の経路と第２の経路に分ける変調器と、パルスレーザ光線発振手段に繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与するとともに変調器に周波数(f)/2の同期信号を付与するパルスジェネレータとからなっている。パルスレーザ光線を交互に２つの経路に分ける変調器は、音響光学効果を用いた変調素子からなっている。
【００１３】
上記集光点位置変位手段は複数個のミラーを含んでおり、該複数個のミラーの設置角度を変更することにより一方のレーザ光線の集光点の変位量を変更する。
【００１４】
また、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に該被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザ光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を具備するレーザ加工装置において、
該レーザ光線照射手段は、複数のレーザ光線発振手段と、該複数のレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線を伝送する光学伝送手段と該光学伝送手段によって伝送されたパルスレーザ光線を集光せしめる一つの集光レンズを備えた伝送・集光手段と、を具備し、
該伝送・集光手段は、該複数のレーザ光線発振手段から発振された複数のパルスレーザ光線を該一つの集光レンズを通して該加工送り方向と直交する方向に所定の間隔をもって変位せしめられた複数の集光点に集光せしめる、
ことを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
【００１５】
上記レーザ光線照射手段は、複数のレーザ光線発振手段が発振するパルスレーザ光線の発振タイミングを制御するパルスジェネレータを備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては被加工物に形成された分割予定ラインの幅方向に所定の間隔を置いて複数のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って互いに平行な複数の変質層を形成すので、被加工物に外力を加えることにより容易に分割することができる幅の変質層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明によるレーザ加工方法およびレーザ加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１には、本発明に従って構成されたレーザ加工装置の第１の実施形態の概略構成図が示されている。図示の加工装置は、被加工物であるウエーハ２を保持するためのチャックテーブル３と全体を番号４で示すレーザ光線照射手段とを具備している。ここで、被加工物であるウエーハ２について、図２を参照して説明する。図２に示すウエーハ２は、例えば厚さが３００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａには複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ２の表面２aには、複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域に機能素子としての回路２２が形成されている。
【００１９】
チャックテーブル３は、例えば多孔質部材から形成され或いは複数個の吸引孔又は溝が形成された吸着チャック３１を具備しており、該吸着チャック３１が図示しない吸引手段に連通されている。従って、吸着チャック３１上に被加工物であるウエーハ２の回路２２が形成されている表面２aに貼着された保護テープ２０側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、ウエーハ２はチャックテーブル３上に吸引保持される。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない加工送り手段によって図１において紙面に垂直な加工送り方向に移動せしめられるように構成されている。従って、チャックテーブル３とレーザ光線照射手段４は、図１において紙面に垂直な加工送り方向に相対的に移動可能である。また、チャックテーブル３は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるように構成されている。従って、チャックテーブル３とレーザ光線照射手段４は、上記加工送り方向と直交する方向である図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に相対的に移動可能である。
【００２０】
レーザ光線照射手段４は、パルスレーザ光線発振手段５と、このパルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線を伝送し集光せしめる伝送・集光手段６とを含んでいる。パルスレーザ光線発振手段５は、被加工物であるウエーハ２に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線１０を発振する。このパルスレーザ光線発振手段５は、ウエーハ２がシリコン基板、炭化珪素基板、リチウムタンタレート基板、ガラス基板或いは石英基板を含むウエーハである場合、例えば波長が１０６４ｎｍであるパルスレーザ光線１０を発振するＹＶＯ４パルスレーザ発振器或いはＹＡＧパルスレーザ発振器を用いることができる。
【００２１】
上記レーザ光線照射手段４を構成する伝送・集光手段６は、パルスレーザ光線発振手段５とチャックテーブル３上に保持された被加工物であるウエーハ２との間に配設されている。図示の実施形態における伝送・集光手段６は、パルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線を伝送する光学伝送手段７と、該光学伝送手段７によって伝送されたパルスレーザ光線を集光せしめる対物レンズ等の集光レンズ８を含んでいる。光学伝送手段７は、経路分配手段７１としてのビームスプリッタ７１０と、レーザ光線の集光点を上記チャックテーブル３に保持された被加工物であるウエーハ２の上記加工送り方向と直交する方向である矢印Yで示す割り出し送り方向に変位せしめる集光点位置変位手段７２を含んでいる。集光点位置変位手段７２は、図示の実施形態においては第１のミラー７２１と第２のミラー７２２とビームスプリッタ７２３とからなっている。
【００２２】
上述したレーザ加工装置においては、パルスレーザ光線発振手段５から発振されたパルスレーザ光線１０は、ビームスプリッタ７１０によって第１の経路７aと第２の経路７bに分けられる。即ち、パルスレーザ光線発振手段５から発振されたパルスレーザ光線１０は、ビームスプリッタ７１０を透過して第１の経路７aに直進する第１のパルスレーザ光線１０ａとビームスプリッタ７１０によって反射されて実質上直角に方向変換されて第２の経路７bを通る第２のパルスレーザ光線１０ｂとに分けられる。第１のパルスレーザ光線１０ａは、ビームスプリッタ７２３を透過し、そして集光レンズ８によって被加工物であるウエーハ２の内部における集光点Pａに集光せしめられる。
【００２３】
一方、第２のパルスレーザ光線１０ｂは、集光点位置変位手段７２としての第１のミラー７２１と第２のミラー７２２の設置角度に対応して反射し、更にビームスプリッタ７２３の設置角度に対応して反射される。そして、ビームスプリッタ７２３によって反射された第２のパルスレーザ光線１０ｂは、集光レンズ８に至る。なお、集光レンズ８に入射され該集光レンズ８によって集光される第２のパルスレーザ光線１０ｂの集光点Pbは、第１のパルスレーザ光線１０ａの集光点Pａに対して図１において矢印Yで示す割り出し送り方向、即ちウエーハ２に形成された分割予定ライン２１の幅方向（図１において左右方向）に所定の間隔Sだけ変位する。この変位量Sは、第１のミラー７３１と第２のミラー７３２の設置角度を変更することによって適宜変更することができる。なお、上記間隔Sは、１〜５μmが適当である。
【００２４】
第１のパルスレーザ光線１０ａが集光点Pａに集光せしめられると、これに起因して集光点Pａの近傍、通常は集光点Pａから上方に向かって厚さＴ１を有する領域で被加工物であるウエーハ２に変質層W１が形成される。また、第２のパルスレーザ光線１０ｂが集光点Pbに集光せしめられると、集光点Pb近傍、通常は集光点Pbから上方に向かって厚さＴ２を有する領域で被加工物であるウエーハ２に変質層W２が形成される。被加工物であるウエーハ２に形成される変質層はウエーハ２の材質或いは集光せしめられるパルスレーザ光線１０ａおよび１０ｂの強度にも依存するが、通常は溶融再固化（即ち、パルスレーザ光線１０aおよび１０ｂが集光されている時に溶融されパルスレーザ光線１０ａおよび１０ｂの集光が終了した後に固化される）、ボイド或いはクラックである。
【００２５】
図示の実施形態におけるレーザ加工装置は、上述したようにパルスレーザ光線を照射しつつチャックテーブル３（従って、チャックテーブル３に保持された被加工物であるウエーハ２）を、図１において紙面に垂直な加工送り方向に移動せしめる。この結果、ウエーハ２の内部には、図３に示すように所定の分割予定ライン２１に沿って互いに平行な２個の変質層Ｗ１およびＷ２が同時に形成される。このように、被加工物であるウエーハ２には分割予定ライン２１に沿って互いに平行な２個の変質層Ｗ１およびＷ２からなる幅Bを有する変質層Wが形成される。この変質層Wは外力を加えることによって十分容易に破断することができる幅Bを有している。
【００２６】
なお、上記レーザ加工における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源                    ：LD励起QスイッチNd：YVO4パルスレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍ
集光スポット径          ：φ１μｍ
パルス幅                ：１００ns
ピークパワー密度        ：１．３×１０１０W/cm2
繰り返し周波数          ：１００ｋHｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２７】
なお、被加工物であるウエーハ２の厚さが厚く、厚さＴ１およびＴ２を有する変質層Ｗ１およびＷ２では分割ラインに沿ってウエーハ２を精密に分割するには不充分である場合には、レーザ光線照射手段４とチャックテーブル３とを光軸方向、即ち図１において矢印Zで示す上下方向に相対的に所定距離移動せしめ、これによって集光点Pａおよび集光点Pbを光軸方向、従って被加工物であるウエーハ２の厚さ方向に変位せしめ、レーザ光線照射手段４からパルスレーザ光線を照射しつつチャックテーブル３を図１において紙面に垂直な加工送り方向に移動せしめる。この結果、被加工物であるウエーハ２には、上記変質層Ｗ１およびＷ２に加えて厚さ方向に変位した部位に厚さＴ１およびＴ２を有する変質層Ｗ１およびＷ２形成することができる。
【００２８】
次に、レーザ光線照射手段４の第２の実施形態について、図４を参照して説明する。
図４に示すレーザ光線照射手段４は、上述した図１に示すレーザ光線照射手段４におけるパルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線を第１の経路７aと第２の経路７bに分配する経路分配手段７１を変更したものである。なお、図４に示すレーザ光線照射手段４は、経路分配手段７１以外の構成は上述した図１に示すレーザ光線照射手段４と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２９】
図４に示すレーザ光線照射手段４における経路分配手段７１は、パルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に分ける偏光変換手段７１１と、該偏光変換手段７１１によって分けられた垂直偏光レーザ光線と水平偏光レーザ光線を第１の経路７aと第２の経路７bに分けるビームスプリッタ７１２とからなっている。偏光変換手段７１１は、パルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線を交互に垂直偏光と水平偏光に分ける変調器７１１aと、パルスレーザ光線発振手段５に繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与するとともに変調器７１１aに周波数(f)/2の同期信号を付与するパルスジェネレータ７１１bとからなっている。なお、変調器７１１aは、図示の実施形態においては電気光学効果を用いた変調素子が用いられている。
【００３０】
上述したレーザ光線照射手段４においては、パルスレーザ光線発振手段５から繰り返し周波数がｆ(Hz)のパルスレーザ光線を発振したい場合には、偏光変換手段７１１のパルスジェネレータ７１１bから繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与し、パルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線の繰り返し周波数(f)を制御する。そして、パルスジェネレータ７１１bは、同時にパルスレーザ光線発振手段５に付与した信号をトリガーとした周波数(f)/2の同期信号を変調器７１１aに付与する。この結果、パルスレーザ光線発振手段５から発振されたパルスレーザ光線１０が電気光学効果を用いた変調素子からなる変調器７１１aを通る際に交互に垂直偏光と水平偏光に分けられる（ただし、レーザ光線の出射時の偏光が直線偏光の場合）。なお、偏光変換手段７１１による垂直偏光と水平偏光の振り分けは、例えば連続する２パルスを垂直偏光に、次の連続する２パルスを水平偏光に交互に分けるようにしてもよい。
【００３１】
偏光変換手段７１１の変調器７１１aによって交互に分けられた垂直偏光と水平偏光は、ビームスプリッタ７１２によって垂直偏光レーザ光線１０cと水平偏光レーザ光線１０dに分配される。即ち、垂直偏光レーザ光線１０cはビームスプリッタ７１２を透過して第１の経路７aに直進し、水平偏光レーザ光線１０dはビームスプリッタ７１２によって反射されて第２の経路７bに実質上直角に方向変換される。第１の経路７aに直進した垂直偏光レーザ光線１０cは、ビームスプリッタ７２３を透過し、そして集光レンズ８によって被加工物であるウエーハ２の内部における集光点Pａに集光せしめられる。
【００３２】
一方、ビームスプリッタ７１２によって第２の経路７bに分岐された水平偏光レーザ光線１０dは、集光点位置変位手段７２としての第１のミラー７２１と第２のミラー７２２の設置角度に対応して反射し、更にビームスプリッタ７２３の設置角度に対応して反射される。そして、ビームスプリッタ７２３によって反射された水平偏光レーザ光線１０dは、集光レンズ８に至る。なお、集光レンズ８に入射され該集光レンズ８によって集光される水平偏光レーザ光線１０dの集光点Pbは、垂直偏光レーザ光線１０cの集光点Pａに対して図４において矢印Yで示す割り出し送り方向、即ちウエーハ２に形成された分割予定ライン２１の幅方向（図４において左右方向）に所定の間隔Sだけ変位する。この変位量Sは、第１のミラー７３１と第２のミラー７３２の設置角度を変更することによって適宜変更することができる。上述した垂直偏光レーザ光線１０ｃと水平偏光レーザ光線１０ｄは、上記偏光変換手段７１１の変調器７１１aによって交互に出力されるので、互いにパルスとパルスとの間に時間差をもって被加工物であるウエーハ２の内部に集光される。従って、垂直偏光レーザ光線１０ｃのパルスと水平偏光レーザ光線１０ｄのパルスは交互に照射されるため、互いのパルスが干渉することはない。このようにして、垂直偏光レーザ光線１０ｃと水平偏光レーザ光線１０ｄをウエーハ２に形成された分割予定ライン２１に沿って照射することにより、垂直偏光レーザ光線１０ｃの集光点Pａ近傍および水平偏光レーザ光線１０ｄの集光点Pb近傍、通常は集光点Pａおよび集光点Pbから上方に向かってそれぞれ所望の厚T1およびT2の変質層W１およびW２を同時に形成することができる。そして、上述したようにパルスレーザ光線を照射しつつチャックテーブル３（従って、チャックテーブル３に保持された被加工物であるウエーハ２）を、図４において紙面に垂直な加工送り方向に移動せしめることにより、ウエーハ２の内部には所定の分割予定ライン２１に沿って互いに平行な２個の変質層Ｗ１およびＷ２が同時に形成される。
【００３３】
次に、レーザ光線照射手段４の第３の実施形態について、図５を参照して説明する。
図５に示すレーザ光線照射手段４は、上述した図１および図４に示すレーザ光線照射手段４におけるパルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線を第１の経路７aと第２の経路７bに分配する経路分配手段７１を変更したものである。即ち、図５に示す実施形態における経路分配手段７１は、パルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線を交互に異なる２つの経路に分ける変調器７１３と、パルスレーザ光線発振手段５に繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与するとともに変調器７２１に周波数(f)/2の同期信号を付与するパルスジェネレータ７１４とからなっている。なお、変調器７１３は、図示の実施形態においては音響光学効果を用いた変調素子が用いられている。この経路分配手段７２を設けることにより、図４に示すレーザ光線照射手段４におけるビームスプリッタ７１２を除去することができる。なお、図５に示すレーザ光線照射手段４は、経路分配手段７１以外の構成は上述した図１および図４に示すレーザ光線照射手段４と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【００３４】
図５に示すレーザ光線照射手段４においては、パルスレーザ光線発振手段５から繰り返し周波数がｆ(Hz)のパルスレーザ光線を発振したい場合には、パルスジェネレータ７１４から繰り返し周波数(f)を設定する同期信号を付与し、パルスレーザ光線発振手段５が発振するパルスレーザ光線の繰り返し周波数(f)を制御する。そして、パルスジェネレータ７１４は、同時にパルスレーザ光線発振手段５に付与した信号をトリガーとした周波数(f)/2の同期信号を変調器７１３に付与する。この結果、パルスレーザ光線発振手段５から発振されたパルスレーザ光線１０が音響光学効果を用いた変調素子からなる変調器７１３を通る際に交互に異なる２つの経路、即ち第１の経路７aと第２の経路７bに分けられる。例えば、奇数番目のパルスレーザ光線は第１の経路７aに、偶数番目のパルスレーザ光線は第２の経路７bに分けられる。なお、経路分配手段７１によるパルスレーザ光線の分配は、例えば連続する２パルスを第１の経路７aに、次の連続する２パルスを第２の経路７bに交互に分けるようにしてもよい。
【００３５】
経路分配手段７１の変調器７１３によって第１の経路７aに分けられた第１のレーザ光線１０eは、ビームスプリッタ７１４を透過し、そして対物集光レンズ８によって被加工物であるウエーハ２の内部における集光点Pａに集光せしめられる。
【００３６】
一方、経路分配手段７１の変調器７１３によって第２の経路７bに分岐されたる第２のレーザ光線１０fは、集光点位置変位手段７２としての第１のミラー７２１と第２のミラー７２２の設置角度に対応して反射し、更にビームスプリッタ７２３の設置角度に対応して反射される。そして、ビームスプリッタ７２３によって反射された第２のパルスレーザ光線１０fは、集光レンズ８に至る。なお、集光レンズ８に入射され該集光レンズ８によって集光される第２のパルスレーザ光線１０fの集光点Pbは、第１のパルスレーザ光線１０eの集光点Pａに対して図５において矢印Yで示す割り出し送り方向、即ちウエーハ２に形成された分割予定ライン２１の幅方向（図５において左右方向）に所定の間隔Sだけ変位する。この変位量Sは、第１のミラー７３１と第２のミラー７３２の設置角度を変更することによって適宜変更することができる。上述した第１のレーザ光線１０eと第２のパルスレーザ光線１０fは、上記経路分配手段７１の変調器７１３によって交互に出力されるので、互いにパルスとパルスとの間に時間差をもって被加工物であるウエーハ２の内部に集光される。従って、第１のパルスレーザ光線１０eのパルスと第２のパルスレーザ光線１０fのパルスは交互に照射されるため、互いのパルスが干渉することはない。このようにして、第１のパルスレーザ光線１０eと第２のパルスレーザ光線１０fをウエーハ２に形成された分割予定ライン２１に沿って照射することにより、第１のレーザ光線１０eの集光点Pａ近傍および第２のパルスレーザ光線１０fの集光点Pb近傍、通常は集光点Pａおよび集光点Pbから上方に向かってそれぞれ所望の厚T1およびT2の変質層W１およびW２を同時に形成することができる。そして、上述したようにパルスレーザ光線を照射しつつチャックテーブル３（従って、チャックテーブル３に保持された被加工物であるウエーハ２）を、図５において紙面に垂直な加工送り方向に移動せしめることにより、ウエーハ２の内部には所定の分割予定ライン２１に沿って互いに平行な２個の変質層Ｗ１およびＷ２が同時に形成される。
【００３７】
次に、レーザ光線照射手段４の第４の実施形態について、図６を参照して説明する。なお、図６に示すレーザ加工装置においては、レーザ光線照射手段４以外の構成は上述した図１、４、５に示す構成と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
レーザ光線照射手段４は、第１のパルスレーザ光線発振手段５aおよび第２のパルスレーザ光線発振手段５bと、第１のパルスレーザ光線発振手段５aと第２のパルスレーザ光線発振手段５bが発振するパルスレーザ光線の発振タイミングを制御するパルスジェネレータ９と、第１のパルスレーザ光線発振手段５aと第２のパルスレーザ光線発振手段５bから発振されたパルスレーザ光線の出力をそれぞれ調整するためのアッテネータ９a、９bと、第１のパルスレーザ光線発振手段５aと第２のパルスレーザ光線発振手段５bが発振するパルスレーザ光線を伝送し集光せしめる伝送・集光手段６とを含んでいる。第１のパルスレーザ光線発振手段５aと第２のパルスレーザ光線発振手段５bは、例えば波長が１０６４ｎｍであるパルスレーザ光線１０を発振するＹＶＯ４パルスレーザ発振器或いはＹＡＧパルスレーザ発振器を用いることができる。
【００３８】
上記伝送・集光手段６は、第１のパルスレーザ光線発振手段５aと第２のパルスレーザ光線発振手段５bが発振するパルスレーザ光線を伝送する光学伝送手段７と、該光学伝送手段７によって伝送されたパルスレーザ光線を集光せしめる対物レンズ等の集光レンズ８を含んでいる。光学伝送手段７は、第１のパルスレーザ光線発振手段５aから発振された第１のパルスレーザ光線１１aを集光レンズ８に向けて反射するミラー７３と、第２のパルスレーザ光線発振手段５bから発振された第２のパルスレーザ光線１１bを集光レンズ８に向けて反射するビームスプリッタ７４とならなっている。
【００３９】
図６に示すレーザ加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
第１のパルスレーザ光線発振手段５aと第２のパルスレーザ光線発振手段５bは、パルスジェネレータ８によってパルスレーザ光線の発振タイミングが制御され、それぞれ交互にパルスレーザ光線を発振する。第１のパルスレーザ光線発振手段５aから発振された第１のパルスレーザ光線１１aは、アッテネータ９aによって所定の出力に調整される。所定の出力に調整された第１のパルスレーザ光線１１aは、ミラー７３の設置角度に対応して反射し、ビームスプリッタ７４を透過して、集光レンズ８に至る。そして対物集光レンズ８によって被加工物であるウエーハ２の内部における集光点Pａに集光せしめられる。
【００４０】
一方、第２のパルスレーザ光線発振手段５bから発振された第２のパルスレーザ光線１１bは、アッテネータ９bによって所定の出力に調整される。所定の出力に調整された第２のパルスレーザ光線１１bは、ビームスプリッタ７４の設置角度に対応して反射される。そして、ビームスプリッタ７4の設置角度に対応して反射された第２のパルスレーザ光線１１ｂは、集光レンズ８に至る。なお、集光レンズ８に入射され該集光レンズ８によって集光される第２のパルスレーザ光線１１ｂの集光点Pbは、第１のパルスレーザ光線１１ａの集光点Pａに対して図６において矢印Yで示す割り出し送り方向、即ちウエーハ２に形成された分割予定ライン２１の幅方向（図６において左右方向）に所定の間隔Sだけ変位する。この変位量Sは、ミラー７３またはビームスプリッタ７４の設置角度を変更することによって適宜変更することができる。上述した第１のパルスレーザ光線１１ａと第２のパルスレーザ光線１１ｂは、上記パルスジェネレータ８によってパルスレーザ光線の発振タイミングが制御され、それぞれ交互に出力されるので、互いにパルスとパルスとの間に時間差をもって被加工物であるウエーハ２の内部に集光される。従って、第１のパルスレーザ光線１１ａのパルスと第２のパルスレーザ光線１１ｂのパルスは交互に照射されるため、互いのパルスが干渉することはない。このようにして、第１のパルスレーザ光線１１ａと第２のパルスレーザ光線１１ｂをウエーハ２に形成された分割予定ライン２１に沿って照射することにより、第１のパルスレーザ光線１１ａの集光点Pａ近傍および第２のパルスレーザ光線１１ｂの集光点Pb近傍、通常は集光点Pａおよび集光点Pbから上方に向かってそれぞれ所望の厚T1およびT2の変質層W１およびW２を同時に形成することができる。そして、上述したようにパルスレーザ光線を照射しつつチャックテーブル３（従って、チャックテーブル３に保持された被加工物であるウエーハ２）を、図６において紙面に垂直な加工送り方向に移動せしめることにより、ウエーハ２の内部には所定の分割予定ライン２１に沿って互いに平行な２個の変質層Ｗ１およびＷ２が同時に形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に従って構成されたレーザ加工装置の第１の実施形態を示す概略構成図。
【図２】本発明によるレーザ加工方法によってレーザ加工される被加工物であるウエーハの斜視図。
【図３】図１のレーザ加工装置によって被加工物であるウエーハの内部に２個の変質層を同時に形成した状態を示す説明図。
【図４】本発明に従って構成されたレーザ加工装置の第２の実施形態を示す概略構成図。
【図５】本発明に従って構成されたレーザ加工装置の第３の実施形態を示す概略構成図。
【図６】本発明に従って構成されたレーザ加工装置の第４の実施形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４２】
２：ウエーハ（被加工物）
２１：分割予定ライン
２２：回路
３：チャックテーブル
３１：吸着チャック
４：レーザ光線照射手段
５：パルスレーザ光線発振手段
５a：第１のパルスレーザ光線発振手段
５b：第２のパルスレーザ光線発振手段
６：伝送・集光手段
７：光学伝送手段
７１：経路分配手段 
７１０：ビームスプリッタ
７１１：偏光変換手段
７１２：ビームスプリッタ
７１３：変調器
７１４：パルスジェネレータ
７２：集光点位置変位手段
７２１：第１のミラー
７２２：第２のミラー
７２３：ビームスプリッタ
７３：ミラー
７４：ビームスプリッタ
８：集光レンズ
９：パルスジェネレータ
９a：アッテネータ
９b：アッテネータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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