(57)【要約】【課題】改質部が確実に形成できる基板のスクライブ方法及びスクライブ装置を提供すること。【解決手段】レーザ光４４を集光レンズ８で集光して基板４３内に照射し、改質部３５を形成する。正常に改質部３５が形成されるときは、レーザ光４４を集光する場所からプラズマ光４５が発光される。このプラズマ光４５をプラズマ光検出器１２にて検出しプラズマ光４５の光強度を閾値と比較して、形成される改質部３５の良否を推定する。プラズマ光４５の光強度が弱く、形成される改質部３５が不良と判断されるとき、改質部３５が不良となった場所に再度レーザ光４４を集光して照射し、改質部３５を形成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を透過する基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ方法であって、
前記基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成するときに発光するプラズマ光を検出し、
検出する前記プラズマ光の光強度で、前記改質部の良否判断をすることを特徴とするスクライブ方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスクライブ方法であって、
前記プラズマ光の前記光強度と前記改質部の寸法との相関関係から前記光強度の閾値を設け、
前記基板にスクライブするとき、発生する前記プラズマ光の光強度が前記閾値より弱いとき、同じ場所に再度前記レーザ光を集光して前記改質部を形成することを特徴とするスクライブ方法。
【請求項３】
請求項２に記載のスクライブ方法であって、
前記基板に順次前記レーザ光を集光させる場所を移動して前記改質部を形成し、
前記改質部を形成するときの前記プラズマ光が前記閾値より弱いとき、
前記基板に前記改質部を形成する場所を移動せずに、
前記プラズマ光が前記閾値より弱い場所に再度前記レーザ光を集光して前記改質部を形成し、
前記改質部を形成した後、前記基板に順次前記レーザ光を集光させる場所を移動して前記改質部を形成することを繰り返して前記改質部の配列を形成することを特徴とするスクライブ方法。
【請求項４】
請求項２に記載のスクライブ方法であって、
前記基板に順次前記レーザ光を集光させる場所を移動して前記改質部を形成し、
前記改質部を形成するときの前記プラズマ光が前記閾値より弱い場所を記憶し、
前記記憶した前記場所に再度前記レーザ光を集光して前記改質部を形成することを特徴とするスクライブ方法。
【請求項５】
基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ装置であって、
前記レーザ光を発光するレーザ光源と、
前記基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成する集光部と、
前記改質部が形成されるときに発光するプラズマ光を検出するプラズマ光検出器と、
前記プラズマ光検出器により検出される前記プラズマ光の光強度で、改質部の良否判断をする良否判断部を有することを特徴とするスクライブ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のスクライブ装置であって、
前記プラズマ検出器に特定の波長を透過するフィルタが設置されていることを特徴とするスクライブ装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のスクライブ装置であって、
前記プラズマ検出器が前記プラズマ光を検出可能な範囲に、前記レーザ光を集光する場所が入るように配置されることを特徴とするスクライブ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のスクライブ装置であって、
前記レーザ光を集光する場所と前記プラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることを特徴とするスクライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板をスクライブする方法及びスクライブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光透過性のある基板を品質良く切断するために、レーザ光を基板に照射して基板内部に改質領域（以下、改質部と称す。）を形成するレーザスクライブ方法が特許文献１に開示されている。それによると、パルス幅が１μｓ以下のレーザ光を出射し、集光レンズで基板内部に集光し、集光点におけるピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上にする。これにより、加工対象物の内部に多光子吸収による改質部を形成するものである。
【０００３】
また、このレーザスクライブ方法において、加工対象物の内部に形成される改質部あるいはこれを起点として形成される改質部の大きさは、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、改質部の大きさは、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。基板の内部に改質部を配列して形成し、改質部を押圧することで、基板を改質部に沿って品質良く分断することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、レーザ光源から発せられるレーザ光の光強度が弱いときなど、この改質部が正常に形成されないときは、基板を分断すると基板の破片が発生し基板に損傷を与えるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、改質部が確実に形成できる基板のスクライブ方法及びスクライブ装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のスクライブ方法は、可視光を透過する基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ方法であって、基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成するときに発光するプラズマ光を検出し、検出するプラズマ光の光強度の強弱で、改質部の良否判断をすることを特徴とする。
【０００８】
このスクライブ方法によれば、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する。改質部を形成するときに、レーザ光が集光される場所では、基板の構成材料が励起されプラズマ状態になり、プラズマ光が発光される。このプラズマ光の光強度と形成される改質部の寸法がほぼ比例して形成される。従って、プラズマ光の光強度を検出して、この光強度から改質部の寸法を推定することができる。改質部の寸法が所望の寸法に比べて大きいか小さいかを判断することができる。
改質部の寸法とは、形成された改質部の長さ、幅、体積等の属性を計測して得られる値、または、計測値を四則演算の組み合せで演算して得られる値を示す。改質部の寸法が大きいとは、改質部の長さ、幅、体積が大きいことを示す。
【０００９】
本発明のスクライブ方法は、プラズマ光の光強度と改質部の寸法との相関関係から光強度の閾値を設け、基板にスクライブするとき、発生するプラズマ光の光強度が閾値より弱いとき、同じ場所に再度レーザ光を集光して改質部を形成することを特徴とする。
【００１０】
このスクライブ方法によれば、改質部が形成されるときに発光されるプラズマ光の光強度と、形成される改質部の寸法との相関関係を求め、改質部が所望の寸法となるときのプラズマ光の光強度を求めて閾値とする。基板をスクライブするために、改質部が形成されるときに発光されるプラズマ光の光強度が閾値に比べたときの強弱を判断し、改質部の寸法が所望の寸法と比較したときの大小を推定し、判断している。従って、直接改質部の寸法を測定することなく、プラズマ光の光強度を閾値と比較することにより、改質部の寸法が所望の寸法に対する大小を推定し、判断することができる。
【００１１】
本発明のスクライブ方法は、基板に順次レーザ光を集光させる場所を移動して改質部を形成し、改質部を形成するときのプラズマ光が閾値より弱いとき、基板に改質部を形成する場所を移動せずに、プラズマ光が閾値より弱い場所に再度レーザ光を集光して改質部を形成し、改質部を形成した後、基板に順次レーザ光を集光させる場所を移動して改質部を形成することを繰り返して改質部の配列を形成することを特徴とする。
【００１２】
このスクライブ方法によれば、プラズマ光の光強度を閾値と比較して、体積が所望の体積より小さい改質部が形成されるとき、再度レーザ光を集光して、改質部を形成している。従って、改質部の寸法が小さい改質部は、再度改質部を形成し、改質部の寸法が所望の大きさ以上の改質部の配列を形成することができる。
【００１３】
本発明のスクライブ方法は、基板に順次レーザ光を集光させる場所を移動して改質部を形成し、改質部を形成するときのプラズマ光が閾値より弱い場所を記憶し、記憶した場所に再度レーザ光を集光して改質部を形成することを特徴とする。
【００１４】
このスクライブ方法によれば、基板の内部にレーザ光を集光する場所を順次移動して、改質部を形成する。改質部を形成するときに発光されるプラズマ光の光強度を閾値と比較して、改質部の寸法が所望の寸法より小さいと推定される場所を記憶する。改質部の配列を形成する途中で、改質部の寸法が所望の寸法より小さいと推定される場所に順次移動して、レーザ光を集光して改質部を形成することができる。
【００１５】
プラズマ光の光強度が閾値に比べて弱いときに基板の移動を止めてレーザ光を再度照射して改質部を形成する方法では、レーザ光を照射する毎にレーザ光の照射位置への移動を継続するか停止するかの判断が必要となる。判断する間の時間は基板を移動せず、判断した後次の照射場所へ移動する。
【００１６】
一方、基板の移動を止めずに改質部の配列を形成し、所定の領域の改質部を形成した後、プラズマ光の光強度が閾値に比べて弱い場所に順次移動して改質部を形成する方法の方は、基板の移動を所定の間で継続することができる。
【００１７】
従って、プラズマ光の光強度が閾値より小さいとき、基板の移動を止めてレーザ光を再度照射して改質部を形成する方法に比べて、プラズマ光が光強度が閾値より小さい場所を記憶して、基板の移動を所定の間で継続する方が、基板を早く移動できる。その結果生産性良くスクライブすることができる。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ装置であって、レーザ光を発光するレーザ光源と、基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成する集光部と、改質部が形成されるときに発光するプラズマ光を検出するプラズマ光検出器と、プラズマ光検出器により検出されるプラズマ光の光強度の強弱で、改質部の良否判断をする良否判断部を有することを特徴とする。
【００１９】
このスクライブ装置によれば、基板の内部にレーザ光を集光して、改質部を形成し、改質部を形成するときに発光されるプラズマ光を検出する検出部を有している。さらに、検出器で検出されたプラズマ光の光強度から改質部の良否判定をする良否判断部を有している。良否判定の結果に基づき、改質部が不良である場所に再度レーザ光を照射して改質部を再度形成することができる。従って、品質良く改質部を形成できるスクライブ装置とすることができる。
【００２０】
本発明のスクライブ装置は、プラズマ検出器に特定の波長を透過するフィルタが設置されていることを特徴とする。
【００２１】
このスクライブ装置によれば、検出器にフィルタが設置されている。検出に有効な波長の光からプラズマ光の光強度を検出することから、プラズマ光以外の光の影響を低減することができる。従って、精度良くプラズマ光を検出することができる。
【００２２】
本発明のスクライブ装置は、プラズマ検出器がプラズマ光を検出可能な範囲に、レーザ光を集光する場所が入るように配置されることを特徴とする。
【００２３】
このスクライブ装置によれば、基板内にレーザ光を集光する位置が移動しても、集光された場所から発光されるプラズマ光を検出できることから、基板内に形成される全ての改質部の良否判断をすることができる。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることを特徴とする。
【００２５】
このスクライブ装置によれば、レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることから、基板内でレーザ光を集光する複数の場所で、レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持される。プラズマ光は発光源から３次元に放射され、放射される光強度は、発光源からの距離の２乗に反比例して減衰する。レーザ光を集光する場所とプラズマ検出器との距離が略同じ距離に維持されることから、プラズマ光を検出する場所による光強度の検出誤差を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施例について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るレーザスクライブ方法について図１〜図６に従って説明する。
【００２８】
最初にレーザ照射装置について説明する。図１は、レーザ照射装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、レーザ照射装置１は、レーザ光を出射するレーザ光源２と、出射されたレーザ光をワークに照射する光学経路部３と、光学経路部３に対してワークを相対的に移動させるテーブル部４と、動作を制御する制御装置５を主として構成されている。
【００２９】
レーザ光源２は、出射するレーザ光を加工対象物の内部に集光して多光子吸収による改質部を形成できる光源であれば良い。本実施形態において、例えば、レーザ光源２はＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧ（Ｎｄ：Ｙ3Ａｌ3Ｏ12）のレーザ媒質からなり、第３高調波（波長：３５５ｎｍ）のＱスイッチパルス発振のレーザ光を出射する発光条件を採用した。パルス幅はおよそ１４ｎｓ（ナノ秒）、パルス周期は１０ｋＨｚ、出力はおよそ６０μＪ／パルスのレーザ光を出射する発光条件を採用した。
【００３０】
光学経路部３はダイクロイックミラー６を備えている。ダイクロイックミラー６は、レーザ光源２から照射されるレーザ光の光軸７上に配置されている。ダイクロイックミラー６はレーザ光源２から照射されるレーザ光を反射して、光軸７の進行方向を変更する。ダイクロイックミラー６に反射したレーザ光が通過する光軸７上に集光レンズ８が配置されている。テーブル部４にはワーク９が配置され、集光レンズ８で集光されたレーザ光がワーク９に照射されるようになっている。
【００３１】
集光レンズ８はレンズ支持部１０により、レンズ移動機構１１に支持されている。レンズ移動機構１１は、図示しない直動機構を有し、集光レンズ８を光軸７方向に移動させて、集光レンズ８を通過したレーザ光が集光する場所を移動可能としている。
直動機構は、例えばＺ方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを供えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が所定のパルス信号を受けて所定のステップ単位で正逆転する図示しないＺ軸モータに連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号がＺ軸モータに入力されると、Ｚ軸モータが正転又は反転して、レンズ移動機構１１が同ステップ数に相当する分だけ、光軸７方向に沿って往動又は復動するようになっている。
【００３２】
レンズ移動機構１１には、プラズマ光検出器１２が配置されている。プラズマ光検出器１２は、レーザ光がワーク９に照射されたときに発光するプラズマ光に向けて配置され、プラズマ光を受光し、プラズマ光の強度を検出するようになっている。プラズマ光検出器１２は、特定の波長を透過するフィルタ１２ａが設置され、プラズマ光以外の光の影響を低減するようになっている。本実施形態では赤外線カットフィルタを採用し、レーザ光が散乱した光の影響を低減している。
【００３３】
集光レンズ８とダイクロイックミラー６とを通過する光軸７の延長線上にあって、ダイクロイックミラー６に対して集光レンズ８と反対側には、撮像装置１３を備えている。撮像装置１３は、例えば、図示しない同軸落射型光源とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）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８を透過してワーク９を照射する。撮像装置１３は、集光レンズ８とダイクロイックミラー６とを通してワーク９を撮像することが可能となっている。
【００３４】
テーブル部４は、基台１５を備えている。基台１５の光学経路部３側には、レール１６が凸設して配置されており、レール１６上にはＸ軸スライド１７が配置されている。Ｘ軸スライド１７は、図示しない直動機構を備え、レール１６上のＸ方向に移動可能となっている。直動機構は、レンズ移動機構１１が備える直動機構と同様な機構であり、所定のステップ数に相当する駆動信号に対応してＸ軸スライド１７が同ステップ数に相当する分だけ、Ｘ方向に沿って往動又は復動するようになっている。
【００３５】
Ｘ軸スライド１７の光学経路部３側にはレール１８が凸設して配置されており、レール１８上にはＹ軸スライド１９が配置されている。Ｙ軸スライド１９は、Ｘ軸スライド１７と同様な直動機構を備え、レール１８上をＹ方向に移動可能となっている。
【００３６】
Ｙ軸スライド１９の光学経路部３側には、ステージ２０が配置され、ステージ２０の上面には図示しない吸引式のチャック機構が設けられている。そして、ワーク９を載置すると、チャック機構によって、ワーク９がステージ２０の上面の所定の位置に位置決めされ固定されるようになっている。
【００３７】
制御装置５は、メインコンピュータ２４を備えている。メインコンピュータ２４は内部に図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリーを備えている。ＣＰＵはメモリー内に記憶されたプログラムソフトに従って、レーザ照射装置１の動作を制御や、プラズマ光検出器１２が検出するプラズマ光の光強度を判定する良否判断部２４ａの機能を有するものである。
メインコンピュータ２４は、図示しない入出力インターフェースを備え、入力装置２５、表示装置２６、レーザ制御装置２７、レンズ制御装置２８、画像処理装置２９、ステージ制御装置３０、検出器制御装置３１と接続されている。
【００３８】
入力装置２５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装置であり、表示装置２６はレーザ加工時の各種情報を表示する装置である。ＣＰＵは、入力される各種加工条件とプログラムソフトとに従って、レーザ加工を行い、加工状況を表示装置２６に表示する。操作者が表示装置２６に表示される各種情報を見て、レーザ加工状況を確認して操作するようになっている。
【００３９】
レーザ制御装置２７は、レーザ光源２を駆動するパルス信号のパルス幅、パルス周期、出力の開始と停止、等を制御する装置であり、メインコンピュータ２４の制御信号により制御される。
レンズ制御装置２８は、レンズ移動機構１１の移動、停止を制御する装置である。レンズ移動機構１１には、移動距離を検出可能な図示しない位置センサが内蔵されており、レンズ制御装置２８は、この位置センサの出力を検出することにより、集光レンズ８の光軸７方向の位置を認識する。レンズ制御装置２８は、レンズ移動機構１１にパルス信号を送信し、レンズ移動機構１１を所望の位置に移動することができるようになっている。
【００４０】
画像処理装置２９は、撮像装置１３から出力される画像データを演算する機能を備えている。ステージ２０にワーク９を配置し、撮像装置１３で撮像した画像を観察するとき、レンズ移動機構１１を操作して、集光レンズ８とワーク９との距離を変えることにより画像が鮮明になるときとぼやけるときが存在する。集光レンズ８を移動して、ワーク９のステージ２０側の面に焦点が合うときと、ワーク９の光学経路部３側の面に焦点が合うときに、撮像される画像が鮮明になる。一方、焦点が合っていないとき、撮像される画像は、ぼやけた画像となる。
【００４１】
集光レンズ８を光軸７の方向に移動して、撮像装置１３が撮像する画像が鮮明になる集光レンズ８の位置を、内蔵する位置センサで検出することにより、ワーク９の厚みを測定することが可能となる。
【００４２】
撮像装置１３で撮像するときに焦点が合う合焦点位置と、レーザ光を照射したときに、集光レンズ８により集光される集光位置との差の距離を計測することで、合焦点位置と集光位置の差の距離であるオフセット距離を知ることができる。例えば、透明な２枚の基板を重ねた物をワーク９としてステージ２０に設置し、２枚の基板の接触面に撮像装置１３の焦点が合うように集光レンズ８を移動する。次に、レーザ光を照射して改質部を形成する。２枚の基板の接触面と改質部の距離を測定することでオフセット距離を計測することができる。
【００４３】
集光レンズ８を光軸７方向に移動して、ワーク９の光学経路部３側の面に撮像装置１３の焦点を合わせる。レーザ光を照射したい位置とオフセット距離とで集光レンズ８の移動距離を演算し、演算した移動距離と同じ距離分、集光レンズ８を移動させる。この方法でワーク９における所定の深さにレーザ光を集光することが可能となる。
【００４４】
ステージ制御装置３０は、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９との位置情報の取得と移動制御を行なう。Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とには図示しない位置センサが内蔵されており、ステージ制御装置３０は位置センサの出力を検出することにより、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９との位置を検出する。ステージ制御装置３０は、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９との位置情報を取得し、メインコンピュータ２４から指示される位置情報とを比較し、差に相当する距離に対応して、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とを駆動して移動する。ステージ制御装置３０はＸ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とを駆動して、所望の位置にワーク９を移動することが可能となっている。
【００４５】
レーザ制御装置２７がレーザ光源２を制御しレーザ光を発光させる。画像処理装置２９がワーク９の面の光軸方向の位置を検出する。レンズ制御装置２８がレーザ光を集光する光軸方向の位置を制御する。ステージ制御装置３０がワーク９をＸＹ方向に移動して、ワーク９にレーザ光が照射される位置を制御する。上述した制御を行い所望の位置にレーザ光を集光して照射することが可能となっている。
【００４６】
検出器制御装置３１は、プラズマ光検出器１２から出力される光強度信号を入力し、プラズマ光の光強度に換算した値をメインコンピュータ２４に出力する。検出器制御装置３１は、ステージ２０からレーザ光を照射するタイミング信号を基準にして所定の時間にわたり、光強度信号を計測する。光強度信号からノイズ成分を除去し、プラズマ光が発光を開始してから、終了するまでの間で最も光強度信号が強くなるときの光強度信号（ピーク信号）を採用する。その光信号をメインコンピュータ２４に出力する。
【００４７】
ここで、多光子吸収による改質部の形成について説明する。集光レンズ８によって集光されたレーザ光は、ワーク９に入射する。そして、ワーク９がレーザ光を透過する材料であっても、材料の吸収バンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいとき、ワーク９は光子エネルギーを吸収する。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することでエネルギーを高めて、多光子吸収をワーク９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、永続的な構造変化が誘起された領域が形成される。
【００４８】
本実施形態では、この構造変化領域を改質部と呼ぶ。改質部のうち、大きく構造変化した結果複数のクラックが形成された領域をクラック部と呼び、クラック部の周囲に形成され、レーザ光を吸収し易い構造に変化した領域を光吸収部と呼ぶ。
【００４９】
このような改質部を形成するためのレーザ光の照射条件は、加工対象物ごとにレーザ光の出力やパルス幅、パルス周期、レーザスキャン速度等の設定が必要になる。特に、レーザ光源２が照射するレーザ光の出力は、ダイクロイックミラー６や集光レンズ８のような光軸７上に配置される透過性物質による吸収で減衰することを考慮する必要がある。従って、実際の加工対象物を用いた予備試験を実施して、最適な照射条件を導くことが望ましい。
【００５０】
（レーザスクライブ方法）
次に本発明のレーザスクライブ方法について図２〜図６にて説明する。図２は、レーザスクライブ方法のフローチャートであり、図３〜図６はレーザスクライブ方法を説明する図である。
【００５１】
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１は閾値設定工程に相当し、基板にレーザ光を照射するときに発光するプラズマ光と形成される改質部との相関を調べて、プラズマ光の閾値を設定する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、移動工程に相当し、レーザ光が集光される場所に、基板の改質部を形成する予定の場所を移動する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、改質部形成工程に相当し、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、プラズマ光検出工程に相当し、改質部を形成するときに発光するプラズマ光をプラズマ光検出器１２で検出する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、プラズマ光強度判断工程に相当し、プラズマ光検出器１２で検出するプラズマ光の光強度を閾値と比較して判断する工程である。プラズマ光の光強度が閾値未満のときは（ＮＯのとき）、ステップＳ３へ移行する。プラズマ光の光強度が閾値以上のときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、改質部を形成する予定の領域全てに改質部を形成したか判断する工程である。改質部を形成する予定の領域に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは（ＮＯのとき）、ステップＳ２に移行する。改質部を形成する予定の領域に、全て改質部が形成されているときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、分断工程に相当し、改質部に沿って、基板を分断する工程である。
【００５２】
次に、図３〜図６を用いて、図２に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）はステップＳ１に対応する図である。図３（ａ）に示すように、基板３４の内部にレーザ光を照射して改質部３５を形成する。基板３４は光透過性のある材質であればよく、本実施形態では、例えば石英板を採用している。改質部３５の中央にはクラック部３６が形成される。クラック部３６の形態は基板３４の材質により変わり、複数のクラックが形成される場合や、空洞が形成される場合などがある。本実施形態では、基板３４に石英板を採用していることから、クラック部３６は空洞となる。
【００５３】
クラック部の寸法３７を計測する。クラック部３６の属性の一つであるクラック部の寸法３７は、クラック部３６の長さ、幅、及びこれらを演算して求められる体積などを採用できるが、本実施形態では、基板３４の厚み方法の寸法をクラック部の寸法３７として採用している。
【００５４】
レーザ光の強度を変えて、基板３４に数箇所照射して、改質部を形成する。このとき、発光されるプラズマ光の光強度と形成されるクラック部３６の寸法３７を計測する。
図３（ｂ）に示すように、相関図３８を作図する。相関図３８では、横軸にプラズマ光の強度３９が配置され、縦軸にクラック部の寸法３７が配置されている。計測されるプラズマ光の光強度と形成されるクラック部の寸法３７との値を示す計測点４０を相関図３８にプロットする。複数の計測点４０から最小二乗法を用いて近似式４１を演算する。所望するクラック部の寸法３７の中で最も小さい最低寸法値４２と対応するプラズマ光の強度を近似式４１を用いて演算する。演算して求めたプラズマ光の強度の値３９ａを閾値とする。
【００５５】
プラズマ光の強度３９の計測値と、クラック部の寸法３７との測定誤差を考慮して、閾値は、演算して求めたプラズマ光の強度の値３９ａより所定量分、大きく設定しても良い。
【００５６】
図４（ａ）及び（ｂ）はステップＳ２に対応する図である。図４（ａ）は基板の模式断面図であり、図４（ｂ）は基板を集光レンズ８側から見た平面図である。図４（ａ）に示すように、図１に示すレーザ照射装置１に基板４３を配置して、改質部３５を形成する予定の場所でレーザ光が集光可能な位置に集光レンズ８と基板４３とを相対移動する。
図４（ｂ）に示すように、基板４３を切断する予定の面を切断予定面４３ａとする。切断予定面４３ａに沿って、レーザ光を照射してスクライブを進めていく。
【００５７】
図４（ｃ）はステップＳ３及びステップＳ４に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、レーザ光４４を集光レンズ８で基板４３の内部に集光する。レーザ光４４が集光される場所には改質部３５が形成され、プラズマ光４５が発光する。プラズマ光４５はプラズマ光検出器１２に検出され、光強度が計測される。
図４（ｄ）に示すように、その結果、図４（ｃ）に示すレーザ光４４が集光された場所には、改質部３５が形成される。ステップＳ５で、図４（ｃ）に示すプラズマ光４５の光強度が閾値より強いときはステップＳ６に進む。
【００５８】
図５（ａ）はステップＳ３に対応する図である。図５（ａ）に示すように、レーザ光４４を集光レンズ８で基板４３の内部に集光する。レーザ光４４に異常があるとき、レーザ光４４が集光される場所４３ｂには改質部３５が形成されず、プラズマ光の発光は弱い発光となる。プラズマ光４５はプラズマ光検出器１２に検出され、光強度が計測される。
図５（ｂ）に示すように、その結果、図５（ａ）に示すレーザ光４４が集光された場所４３ｂには、改質部３５が形成されない。ステップＳ５で、プラズマ光検出器１２で検出されるプラズマ光の光強度が閾値より弱くなりステップＳ３に進む。
【００５９】
図５（ｃ）はステップＳ３に対応する図である。図５（ｃ）に示すように、改質部３５が形成されなかった場所４３ｂに再度レーザ光４４が集光されて改質部３５が形成され、プラズマ光４５が発光する。プラズマ光４５はプラズマ光検出器１２に検出され、光強度が計測される。
図５（ｄ）に示すように、その結果、図５（ｃ）に示すレーザ光４４が集光された場所には、改質部３５が形成される。ステップＳ５で、図５（ｃ）に示すプラズマ光４５の光強度が閾値より強いときはステップＳ６に進む。
【００６０】
図６（ａ）はステップＳ６に対応する図である。図６（ａ）に示すように、基板４３と図５（ｄ）に示す集光レンズ８とを相対的に移動し、切断予定面４３ａに改質部３５を配列して形成する。その結果、基板４３の切断予定面４３ａの全面に渡って改質部３５が形成される。
図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）に示す改質部３５の中央にはクラック部３６が形成されることから、基板４３の切断予定面４３ａの全面に渡ってクラック部３６が配列される。
【００６１】
図６（ｃ）はステップＳ７に対応する図である。図６（ｃ）に示すように、基板４３を弾性のある台４６の上に配置する。基板４３の内部に配列して形成されたクラック部３６と対応する基板４３上の位置に加圧部材４７を配置し、加圧部材４７を基板４３の方向に押圧する。基板４３は加圧部材４７に押圧された場所が台４６に沈み込み、台４６と接触する面に張力が作用する。クラック部３６は張力がかかり、クラックを起点として破断が進行し分断される。
図６（ｄ）に示すように、その結果、基板４３はクラック部３６で分断され、二つに分割される。
【００６２】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、レーザ照射装置１は、プラズマ光検出器１２を備え、レーザ光４４を集光して形成される改質部３５から発光するプラズマ光４５の光強度を検出している。これにより、改質部３５の形成状況を確認することができる。
【００６３】
（２）本実施形態によれば、改質部３５から発光するプラズマ光４５の強度を検出し、プラズマ光４５の光強度を閾値と比較し、改質部３５を形成する良否判定を行い。形成した改質部３５が不良であると判断するときは、不良となった場所に再度レーザ光４４を集光して改質部３５を形成している。従って、改質部３５の不良の少ないスクライブを行なうことができる。
【００６４】
（３）本実施形態によれば、改質部３５を形成する毎に、プラズマ光４５の光強度を閾値と比較し、不良であった場合には、そのときに再度改質部３５を形成している。不良の検出と不良部分の再生が直結して製造されている。したがって、不良部分を記憶しつつ改質部３５の形成を継続して行い、予定するスクライブ領域を加工後に、不良部分を再生する方法に比べて、制御が簡易であり、レーザ照射装置１を容易に製造することができる。
【００６５】
（４）本実施形態によれば、プラズマ光検出器１２は、特定の波長を透過するフィルタ１２ａが設置されている。従って、プラズマ光以外の光の影響が低減され、精度良くプラズマ光の光強度が計測される。
【００６６】
（５）本実施形態によれば、プラズマ光検出器１２は、レンズ支持部１０により、レーザ光が集光する場所から発光する光強度を検出するようになっている。従って、ワーク９が移動しても、プラズマ光検出器１２はプラズマ光を検出することができる。
【００６７】
（６）本実施形態によれば、プラズマ光検出器１２は、レンズ支持部１０により、集光レンズ８との相対位置を固定されている。その為、集光レンズ８によりレーザ光４４が集光される場所との相対位置が固定されている。従って、レーザ光４４が集光される場所と集光レンズ８との距離が固定され、ワーク９を移動したとき、レーザ光４４が集光される場所と集光レンズ８との距離が変わらないようになっている。レーザ光４４が集光される場所から発光されるプラズマ光４５は点光源の形態であり、レーザ光４４が集光される場所から離れるに従って、光強度が弱くなる。本実施形態では、レーザ光４４が集光される場所と集光レンズ８との距離が変わらないことから、プラズマ光４５の発光源とプラズマ光検出器１２との距離の影響を低減することができる。
【００６８】
（７）本実施形態によれば、プラズマ光検出器１２は、ワーク９に対して集光レンズ８側に配置されている。切断予定面４３ａに改質部３５を配列して形成するとき、ワーク９内の集光レンズ８と反対側から改質部３５を形成する。従って、レーザ光４４が集光される場所とプラズマ光検出器１２との間にはすでに形成された改質部３５が存在しない。レーザ光４４が集光される場所から発光されるプラズマ光４５は、すでに形成された改質部３５により散乱されず、影響を受けにくくなっている。その結果、精度良くプラズマ光４５の光強度を計測することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るレーザスクライブ方法について図７のレーザ照射装置の構成を示す概略図と図８及び図９のフローチャートと図１０及び図１１のレーザスクライブ方法を説明する図を用いて説明する。
尚、本実施形態において、上記第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態が第１の実施形態と異なるところは、レーザ照射装置１が不良位置記憶装置を備え、改質部を形成する工程を行い、その後に、改質部が形成不良の場所に再度スクライブする工程が行なわれる点にある。
【００７０】
図７に示すように、レーザ照射装置４９は、不良位置記憶装置５０を備え、不良位置記憶装置５０はメインコンピュータ２４に接続されている。ワーク９にレーザ光を照射し、発光するプラズマ光をプラズマ光検出器１２が検出し、プラズマ光検出器１２は光強度信号を検出器制御装置３１に出力する。検出器制御装置３１がプラズマ光の光強度をメインコンピュータ２４に出力する。メインコンピュータ２４の良否判断部２４ａはプラズマ光の光強度を閾値と比較して良否判断をする。良否判断を行い不良であったとき、ステージ制御装置３０からＸ軸スライド１７とＹ軸スライド１９との位置情報を取得し、レンズ制御装置２８から集光レンズ８の位置情報を取得して不良位置記憶装置５０に記録するようになっている。
【００７１】
図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１０は閾値設定工程に相当し、基板にレーザ光を照射するときに発光するプラズマ光と形成される改質部との相関を調べて、プラズマ光の閾値を設定する工程である。次にステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１は、移動工程に相当し、レーザ光が集光される場所を、基板の改質部を形成する予定の場所に移動する工程である。次にステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２は、改質部形成工程に相当し、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する工程である。次にステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３は、プラズマ光検出工程に相当し、改質部を形成するときに発光するプラズマ光をプラズマ光検出器１２で検出する工程である。次にステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４は、プラズマ光強度判断工程に相当し、プラズマ光検出器１２で検出するプラズマ光の光強度を閾値と比較して良否を判断する工程である。プラズマ光の光強度が閾値未満のときは（ＮＯのとき）、ステップＳ１５へ移行する。プラズマ光の光強度が閾値以上のときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１５は不良場所記憶工程に相当し、プラズマ光の光強度が閾値未満である場所（以下、不良場所と称す。）を記憶する工程である。ステップＳ１６は改質部を形成している段で、改質部を形成する予定の領域全てに改質部を形成したか判断する工程である。改質部を形成する予定の領域に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは（ＮＯのとき）、ステップＳ１１に移行する。改質部を形成する予定の領域に、全て改質部が形成されているときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７は改質部を形成している段で、不良場所があったか判断する工程である。不良場所がなかったときは（ＮＯのとき）、ステップＳ１９に移行する。不良場所があったときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８は不良場所の再スクライブ工程に相当し、ステップＳ１４でプラズマ光の光強度が閾値未満であると判断した場所に再度スクライブする工程である。次にステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９は、改質部を形成する予定の領域全てに改質部を形成したか判断する工程である。改質部を形成する予定の領域に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは（ＮＯのとき）、ステップＳ１１に移行する。改質部を形成する予定の領域に、全て改質部が形成されているときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０は、分断工程に相当し、改質部に沿って、基板を分断する工程である。
【００７２】
図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１８の不良場所の再スクライブ工程を詳細に説明する。ステップＳ２１は移動工程に相当し、ステップＳ１４でプラズマ光の光強度が閾値未満の場所をレーザ光を照射可能な場所に移動する工程である。次にステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２は、改質部形成工程に相当し、基板内にレーザ光を集光して改質部を形成する工程である。次にステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３は、プラズマ光検出工程に相当し、改質部を形成するときに発光するプラズマ光をプラズマ光検出器１２で検出する工程である。次にステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４は、プラズマ光強度判断工程に相当し、プラズマ光検出器１２で検出するプラズマ光の光強度を閾値と比較して判断する工程である。プラズマ光の光強度が閾値未満のときは（ＮＯのとき）、ステップＳ２２へ移行する。プラズマ光の光強度が閾値以上のときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５は改質部を形成している段で、不良場所全てに改質部を形成したか判断する工程である。不良位置記憶装置５０に記憶した不良場所と、再度改質部を形成した場所とを比較して判断する。不良場所に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは（ＮＯのとき）、ステップＳ２１に移行する。不良場所に、全て改質部が形成されているときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ１８は終了する。
【００７３】
次に、図１０〜図１１を用いて、図８〜図９に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。尚、実施形態１と同様のステップは説明を省略する。
図１０（ａ）はステップＳ１２及びステップＳ１３に対応する図である。図１０（ａ）に示すように、基板４３がレーザ照射装置４９のステージ２０に載置され、レーザ光４４を集光レンズ８で基板４３の内部に集光する。レーザ光４４の光強度が弱いとき、レーザ光４４が集光される場所には正常な改質部３５が形成されず、発光するプラズマ光４５は弱い光強度となる。プラズマ光４５はプラズマ光検出器１２に検出され、光強度が計測される。計測された光強度は、図７に示すメインコンピュータ２４の良否判断部２４ａで、閾値と比較され、閾値より弱い光強度であるとき、不良位置記憶装置５０に不良場所５１の位置座標の情報が記憶される。
図１０（ｂ）に示すように、その結果、不良場所５１に正常な改質部３５が形成されてない状態となる。
【００７４】
図１０（ｃ）はステップＳ１６でＮＯと判定され、ステップＳ１１を経た後の、ステップＳ１２及びステップＳ１３に対応する図である。図１０（ｃ）に示すように、不良場所５１の隣の場所に、レーザ光４４を集光レンズ８で基板４３の内部に集光する。レーザ光４４が集光される場所には改質部３５が形成され、プラズマ光４５が発光する。プラズマ光４５はプラズマ光検出器１２に検出され、光強度が計測される。
【００７５】
プラズマ光検出器１２に検出される光強度が、閾値より強い光強度のとき、図７に示す不良位置記憶装置５０に記憶されることなく次のステップへ移行する。
図１０（ｄ）に示すように、その結果、改質部３５を形成している段において、形成される改質部３５と不良場所５１とが混在し、不良場所５１が図７に示す不良位置記憶装置５０に記憶される状態となる。ステップＳ１７でＹＥＳのときステップＳ２１へ移行する。
【００７６】
図１１（ａ）はステップＳ２１に対応する図である。図７に示す不良位置記憶装置５０に記憶された不良場所の情報を参照して、不良場所５１にレーザ光を集光可能な位置に集光レンズ８を移動する。
【００７７】
図１１（ｂ）はステップＳ２２及びステップＳ２３に対応する図である。レーザ光４４を集光レンズ８で基板４３の内部に集光する。レーザ光４４が集光される場所には改質部３５が形成され、プラズマ光４５が発光する。プラズマ光４５はプラズマ光検出器１２に検出され、光強度が計測される。
図１１（ｃ）に示すように、その結果、不良場所５１に正常な改質部３５が形成され、改質部３５を形成する段全てに改質部３５が形成されている状態となる。
【００７８】
図１１（ｄ）はステップＳ１９に対応する図である。図１１（ｄ）に示すように、基板４３の厚さ方向に改質部３５を配列して形成する。その結果、基板４３の、図４（ｂ）に示す切断予定面４３ａの全面に渡って改質部３５が形成される。
【００７９】
上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）、（２）、（４）〜（７）に加え、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、基板４３の内部にレーザ光４４を集光したときに発光するプラズマ光４５の光強度が弱いとき、その場所を不良場所５１として不良位置記憶装置５０に記憶し、スクライブを継続する。プラズマ光４５の光強度が弱いときに、ステージ２０を停止してレーザ光４４を集光する方法に比べて、ステージ２０の停止と起動とにかかる時間がかからなくなる為、生産性良くスクライブすることができる。
【００８０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るレーザスクライブ装置について図１２のレーザ照射装置の構成を示す概略図を用いて説明する。
尚、本実施形態において、前記第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態が第１の実施形態と異なるところは、プラズマ光検出器がワークに対して、集光レンズの反対側に配置されている点にある。
【００８１】
図１２に示すように、レーザ照射装置５４は、基台１５上に配置された支持部５５を介してプラズマ光検出器５６を備えている。基台１５の上には、レール１６、Ｘ軸スライド１７、レール１８、Ｙ軸スライド１９、ステージ５７がこの順に重ねて配置されている。ステージ５７は内部が空洞に形成され、ステージ５７内部にはプラズマ光検出器５６が配置されている。ステージ５７の上にはワーク９が配置され、ワーク９には光学経路部３の集光レンズ８からレーザ光が集光して照射されるようになっている。
【００８２】
光学経路部３のレーザ光が通過する光軸７はワーク９をとプラズマ光検出器５６とを通るように配置されており、光学経路部３とワーク９とが相対移動するとき、光軸７はプラズマ光検出器５６を通過するようになっている。
【００８３】
上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（４）に加え、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、プラズマ光検出器５６はワーク９に対して、光学経路部３と反対側の光軸７を通る場所に配置されている。集光レンズ８に集光されたレーザ光がワーク９内で改質部を形成し、プラズマ光を発光するとき、プラズマ光はプラズマ光検出器５６を照射する。レーザ光は光軸７上でエネルギーが高くなり、プラズマ光も光軸７上で光強度が強くなる。従って、プラズマ光検出器５６は光軸７に近い場所に配置する方が、光軸７に遠い場所に配置するより強い光強度の光を受光することができる。従って、このレーザ照射装置５４は、プラズマ光検出器５６がプラズマ光を受光し易い位置に配置され、プラズマ光を検出し易い装置とすることができる。
【００８４】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
【００８５】
（変形例１）
第１の実施形態及び第２の実施形態において、集光レンズ８と基板４３とをＸ軸スライド１７又は、Ｙ軸スライド１９方向に相対移動して改質部３５を形成し、１つの段に改質部３５を配列させた後、改質部３５の段を重ねて形成したが、これに限定されない。図１３に示すように、基板４３と集光レンズ８とを、基板４３の厚さ方向に相対移動して改質部３５の列を形成し、改質部３５の列を順次並べて改質部３５を配列してもよい。
基板４３が平面方向で特性が異なりレーザ光の条件を変える必要があるとき、レーザ光の照射条件を同じ条件で所定の領域内を連続して加工できるので、生産性良く加工することができる。
【００８６】
（変形例２）
実施形態１のステップＳ３〜ステップＳ５において、プラズマ光の光強度が、弱いとき、何回も繰り返すフローとなっていたが、繰り返し回数を設定し、繰り返し回数が設定した回数となったとき、中断して操作者が状況を確認してもよい。
【００８７】
（変形例３）
実施形態２のステップＳ２２〜ステップＳ２４において、プラズマ光の光強度が、弱いとき、何回も繰り返すフローとなっていたが、繰り返し回数を設定し、繰り返し回数が設定した回数となったとき、中断して操作者が状況を確認してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１の実施形態に係るレーザ照射装置の構成を示す概略図。
【図２】レーザスクライブ方法のフローチャート。
【図３】レーザスクライブ方法を説明する図。
【図４】レーザスクライブ方法を説明する図。
【図５】レーザスクライブ方法を説明する図。
【図６】レーザスクライブ方法を説明する図。
【図７】第２の実施形態に係るレーザ照射装置の構成を示す概略図。
【図８】レーザスクライブ方法のフローチャート。
【図９】レーザスクライブ方法のフローチャート。
【図１０】レーザスクライブ方法を説明する図。
【図１１】レーザスクライブ方法を説明する図。
【図１２】第３の実施形態に係るレーザ照射装置の構成を示す概略図。
【図１３】変形例に係るレーザスクライブ方法を説明する図。
【符号の説明】
【００８９】
２…レーザ光源、８…集光部としての集光レンズ、１２ａ…フィルタ、１２…プラズマ光検出器、２４ａ…良否判断部、３４，４３…基板、３５…改質部、４４…レーザ光、４５…プラズマ光。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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