(57)【要約】【課題】積層体を構成する基板の材料が異なっていても、積層体を簡単に切断・分割することが可能な積層体の加工方法を提供する。【解決手段】積層体Ｐの加工方法は、複数の基板で構成された積層体Ｐの加工方法であって、積層体Ｐには第１基板としての基板Ｐ１と、第１基板が積層された第２基板としての基板Ｐ２と、を備えている。基板Ｐ１に第１のレーザ光５ａを照射させて、第１材料変質部７ａを形成する工程と、基板Ｐ２に第２のレーザ光５ｂを照射させて、第２材料変質部としてのクラック７ｂを形成する工程と、を備え、材料変質部７を形成する。【選択図】図２
2007118009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板からなる積層体の加工方法であって、
前記積層体には第１基板と、前記第１基板が積層された第２基板とを備え、
前記第１基板に第１のレーザ光を照射させて、第１材料変質部を形成する工程と、
前記第２基板に第２のレーザ光を照射させて、第２材料変質部を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする積層体の加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の積層体の加工方法において、
前記第２材料変質部を形成する工程では、
前記第１のレーザ光を照射させる照射方向とは反対方向から前記第１のレーザ光と略同
時に前記第２のレーザ光を照射させて前記第２材料変質部を形成することを特徴とする積
層体の加工方法。
【請求項３】
請求項１に記載の積層体の加工方法において、
前記第２材料変質部を形成する工程では、
前記第１のレーザ光を照射させる照射方向と同方向から第２のレーザ光を照射させて前
記第２材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
【請求項４】
請求項１に記載の積層体の加工方法において、
前記第２材料変質部を形成する工程では、
前記第１材料変質部を形成した後に、前記積層体を反転させてから、前記第２のレーザ
光を照射させて前記第２材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
【請求項５】
請求項１に記載の積層体の加工方法において、
前記第２材料変質部を形成する工程では、
前記第１材料変質部を形成した際に生じた熱を用いて、前記第２材料変質部を形成する
ことを特徴とする積層体の加工方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の積層体の加工方法において、
前記第１基板は、シリコン単結晶からなる材料で構成されており、
前記第１材料変質部を形成する工程では、
前記第１基板に前記第１のレーザ光を集光素子で集光して照射させて、
前記第１材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の積層体の加工方法において、
前記第２基板は、ガラスからなる材料で構成されており、
前記第２材料変質部を形成する工程では、
前記第２基板に前記第２のレーザ光を集光素子で集光して照射させて、
前記第２材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の積層体の加工方法において、
前記第１材料変質部を形成する工程では、
前記第１のレーザ光は、ＹＡＧレーザであり、前記ＹＡＧレーザの基本波を照射させて
、
前記第１材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の積層体の加工方法において、
前記第２材料変質部を形成する工程では、
前記第２のレーザ光は、チタンサファイヤレーザであり、前記チタンサファイヤレーザ
の基本波を照射させて、
前記第２材料変質部を形成することを特徴とする積層体の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン単結晶基板を分割する場合、基板にレーザ光を照射させて、基板内部に
多光子吸収による改質領域部を形成し、基板の外部から応力を加えて、基板を切断・分割
する方法があった。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されているように、表面に電子デバイスまたは電極パターンが
形成されていて、しかも、裏面に粘着シートが貼り付けられている基板の場合、粘着シー
トに対して透過性を有するレーザ光を基板の裏面から入射させて、基板の切断予定ライン
に沿ってレーザ光を照射させて、基板の内部に多光子吸収による改質領域部を形成する方
法が提案されていた。また、特許文献２に開示されているように、基板（加工対象物）の
切断予定ラインに沿ってレーザ光を照射させて、基板の内部に多光子吸収による改質領域
部を形成し、かつ、レーザ光の集光点の位置を変えることにより、多光子吸収による改質
領域部を入射方向に沿って並ぶように形成する方法も提案されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９２３６７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、これらの方法では、複数の基板を積層させた積層体の場合、積層体を構成す
る基板の材料が異なっていると、積層体に照射されたレーザ光は、基板の屈折率の違いに
よる影響で所定の方向とは別な方向に屈折してしまうことになる。そして、積層体に照射
されたレーザ光は、積層体の所定の領域に集光することができなくなってしまう。積層体
の所定の領域にレーザ光を集光させることができないと、積層体に改質領域部を形成する
ことが困難となる。積層体に改質領域部を形成することができないと、外部応力を加えて
も積層体を切断・分割することができない。つまり、積層体を構成する基板の材料が異な
っていると、積層体を切断・分割することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、積層体を構成する基板の材料が異なっていても、積層体を簡単に切断
・分割することが可能な積層体の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の積層体の加工方法は、複数の基板からなる積層体の加工方法であって、前記積
層体には第１基板と、前記第１基板が積層された第２基板とを備え、前記第１基板に第１
のレーザ光を照射させて、第１材料変質部を形成する工程と、前記第２基板に第２のレー
ザ光を照射させて、第２材料変質部を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、積層体を構成する第１基板と第２基板とが異種材料であっても、第
１基板に第１のレーザ光を照射させて第１材料変質部を形成し、第２基板に第２のレーザ
光を照射させて第２材料変質部とを形成し、材料変質部を形成することができる。積層体
に材料変質部を形成できれば、外部から応力を加えることによって、材料変質部に沿って
、積層体を簡単に切断・分割することができる。
【０００９】
本発明の積層体の加工方法は、前記第２材料変質部を形成する工程では、前記第１のレ
ーザ光を照射させる照射方向とは反対方向から前記第１のレーザ光と略同時に前記第２の
レーザ光を照射させて前記第２材料変質部を形成することが望ましい。
【００１０】
この発明によれば、第１のレーザ光と、第２のレーザ光と、をほぼ同時に照射すれば、
積層体に第１材料変質部と、第２材料変質部と、をほぼ同時に形成し、材料変質部を形成
することが短時間でできるから、効率的である。
【００１１】
本発明の積層体の加工方法は、前記第２材料変質部を形成する工程では、前記第１のレ
ーザ光を照射させる照射方向と同方向から第２のレーザ光を照射させて前記第２材料変質
部を形成することが望ましい。
【００１２】
この発明によれば、第１のレーザ光を照射した後に、第２のレーザ光を同方向から照射
すれば、第１材料変質部と、第２材料変質部と、を形成し、配置位置精度の高い材料変質
部を形成することができるから、材料変質部に沿って積層体を精度よく切断・分割するこ
とができる。
【００１３】
本発明の積層体の加工方法は、前記第２材料変質部を形成する工程では、前記第１材料
変質部を形成した後に、前記積層体を反転させてから、前記第２のレーザ光を照射させて
前記第２材料変質部を形成することが望ましい。
【００１４】
この発明によれば、第１のレーザ光を照射した後に積層体を反転させてから第２のレー
ザ光を照射すればよいので、積層体に材料変質部を形成することが簡単にできる。
【００１５】
本発明の積層体の加工方法は、前記第２材料変質部を形成する工程では、前記第１材料
変質部を形成した際に生じた熱を用いて、前記第２材料変質部を形成することが望ましい
。
【００１６】
この発明によれば、第１のレーザ光を照射して第１材料変質部を形成した際に発生した
熱を利用して、第２基板に第２材料変質部を形成し、材料変質部を形成することができる
から、積層体に形成された材料変質部に応力を加えることで、積層体を簡単に切断・分割
することができる。
【００１７】
本発明の積層体の加工方法は、前記第１基板は、シリコン単結晶からなる材料で構成さ
れており、前記第１材料変質部を形成する工程では、前記第１基板に前記第１のレーザ光
を集光素子で集光して照射させて、前記第１材料変質部を形成することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、第１基板に第１のレーザ光を集光素子で集光して照射させると、第
１基板がシリコン材料であるから、第１のレーザ光が、シリコン材料に透過性を有するレ
ーザ光であれば、第１材料変質部を形成することが簡単にできる。
【００１９】
本発明の積層体の加工方法は、前記第２基板は、ガラスからなる材料で構成されており
、前記第２材料変質部を形成する工程では、前記第２基板に前記第２のレーザ光を集光素
子で集光して照射させて、前記第２材料変質部を形成することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、第２基板に第２のレーザ光を集光素子で集光して照射させると、第
２基板がガラス材料であるから、第２のレーザ光が、ガラス材料に透過性を有するレーザ
光であれば、第２材料変質部を形成することが簡単にできる。
【００２１】
本発明の積層体は、前記第１材料変質部を形成する工程では、前記第１のレーザ光は、
ＹＡＧレーザであり、前記ＹＡＧレーザの基本波を照射させて、前記第１材料変質部を形
成することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、ＹＡＧレーザの基本波を第１基板に照射させると、ＹＡＧレーザの
基本波が、第１基板に透過性を有していれば、第１基板の所定の位置に第１材料変質部を
形成することが簡単にできる。
【００２３】
本発明の積層体は、前記第２材料変質部を形成する工程では、前記第２のレーザ光は、
チタンサファイヤレーザであり、前記チタンサファイヤレーザの基本波を照射させて、前
記第２材料変質部を形成することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、チタンサファイヤレーザの基本波を第２基板に照射させると、チタ
ンサファイヤレーザの基本波が、第２基板に透過性を有していれば、第２基板の所定の位
置に第２材料変質部を形成することが簡単にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の積層体の加工方法、及び積層体について実施形態を挙げ、添付図面に沿
って詳細に説明する。なお、本発明の特徴的な加工方法について説明する前に、用いられ
る積層体、材料変質部の形成方法、について説明する。
＜積層体＞
【００２６】
本発明に用いうる基体として、シリコンウエハー、石英ガラス、ガラスなど各種のもの
を用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体
膜、有機膜などが下地層として形成されたものも、基体として用いてもよい。ここでは基
体材料としてシリコンとガラスとが積層された積層体を用いた。
＜材料変質部の形成方法＞
【００２７】
レーザ光を照射して基板に材料変質部を形成する方法について説明する。
【００２８】
図１は、レーザ光による改質層としての材料変質部の形成方法を説明するための図であ
る。
【００２９】
図１において、基板４の内部にレーザ光５を集光して照射させて、スキャン方向Ｘ（分
割方向）に、レーザ光５をスキャンする。レーザ光５は集光素子としてのレンズ６で集光
されているから、基板４の内部に焦点を合わせることができる。スキャン方向Ｘ（分割方
向）に、レーザ光５をスキャンさせると、基板４の内部に材料変質部７を形成できる。な
お、レーザ光５のスキャン方向Ｘにおける移動速度は、１００ｍｍ／ｓｅｃである。基板
４の厚さは約２００μｍである。
【００３０】
また、レーザ光５を１回スキャンさせるだけでは、改質層としての材料変質部７のでき
る量が数十μｍであるので、基板４の深さ方向全域に材料変質部７を形成するためには、
レーザ光５を何回かスキャン方向Ｘ（分割方向）にスキャンさせる必要がある。そして、
レーザ光５をスキャンさせるごとに、集光素子としてのレンズ６の焦点位置を基板４の下
面から上面に向かって上昇させて、スキャンする。基板４の下面から上面に向けてレーザ
光５の焦点位置を上昇させるのは、形成された材料変質部７にレーザ光５の光が散乱する
ことなく基板４内部にレーザ光５を集光させて照射させるためである。
【００３１】
（第１実施形態）
本実施形態では、異種材料で構成された積層体において、積層体の両方の面から異なる
レーザ光をほぼ同時に照射させて、積層体に材料変質部を形成する加工方法について説明
する。
【００３２】
図２は、本実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、同図（ａ）は
、第１材料変質部および第２材料変質部の形成過程の初期状態を示す図であり、同図（ｂ
）は、完了状態を示す図である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、積層体Ｐは、第１基板としての基板Ｐ１、第２基板としての
基板Ｐ２とで構成されている。基板Ｐ１は、その材料がシリコンであり、基板Ｐ２は、そ
の材料がガラスである。なお、これら基板Ｐ１と、Ｐ２との貼り合わせには接着剤が使用
されている。なお、基板Ｐ１と、Ｐ２とを貼り合わせる方法として、接着剤による貼り合
わせ方法を採用したが、これにこだわることはなく、その他の方法を採用してもかまわな
い。
【００３４】
第１のレーザ光としてのレーザ光５ａは、集光素子としてのレンズ６で集光され、レン
ズ６で集光されたレーザ光５ａを基板Ｐ１の下面側に照射する。照射されたレーザ光５ａ
は、基板Ｐ１の深さ方向全域で焦点位置が合うように配置されている。そして、集光点を
徐々に基板Ｐ１の上側に移動させながらレーザ光５ａを照射していく。同時に、第２のレ
ーザ光としてのレーザ光５ｂを基板Ｐ２の上面側に照射する。照射されたレーザ光５ｂは
、基板Ｐ２の深さ方向全域で焦点位置が合うように配置されている。そして、集光点を徐
々に基板Ｐ２の上側に移動させながらレーザ光５ｂを照射していく。
【００３５】
なお、レーザ光５ａの詳細な条件は以下のとおりである。使用するレーザ光源は、半導
体レーザで励起するものである。Ｎｄ：ＹＡＧ。レーザ波長：１０６４ｎｍ。レーザ光ス
ポット断面積：３．１４×１０-8ｃｍ2。発振形態：Ｑスイッチパルス。繰り返し周波数
：１００ＫＨｚ。パルス幅：３０ｎｓ。出力：２０μＪ／パルス。レーザ光品質：ＴＥＭ
00。偏光特性：直線偏光（Ｃ）。集光用レンズ倍率：５０倍。ＮＡ：０．５５。レーザ光
波長に対する透過率：６０％（Ｄ）。移動速度：１００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３６】
また、レーザ光５ｂの詳細な条件は以下のとおりである。使用するレーザ光源は、チタ
ンサファイヤレーザでレーザ波長：約８００ｎｍ。発振形態：モードロック。繰り返し周
波数：１ｋＨｚ。パルス幅：３００ｆｓ。出力：１５０μＪ／パルス。レーザ光品質：Ｔ
ＥＭ00。偏光特性：直線偏光。集光用レンズ倍率：１００倍。ＮＡ：０．８。移動速度：
１０ｍｍ／ｓｅｃである。なお、レーザ光５ｂで使用されるレーザ光源は、チタンサファ
イヤレーザにこだわることはなく、基板Ｐ２（パイレックス（登録商標）ガラス）に対し
て透過性を有するレーザ光源であればよいので、ＹＡＧレーザの基本波や、ＹＡＧレーザ
の第２高調波、ＹＡＧレーザの第３高調波、なども用いることができる。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように、レーザ光５ａが照射された基板Ｐ１は、多光子吸収という現
象を利用することにより、第１材料変質部としての材料変質部７ａを基板Ｐ１の深さ方向
全域に形成する。同様に、レーザ光５ｂが照射された基板Ｐ２にも、第２材料変質部とし
てのクラック７ｂを基板Ｐ２の深さ方向全域に形成する。そして、積層体Ｐに材料変質部
７を形成する。
【００３８】
次に、積層体Ｐに対して外部から応力を加えると、材料変質部７の部分は改質されてい
るから、材料変質部７に沿って積層体Ｐ（基板Ｐ１、Ｐ２）を切断・分割することができ
る。外部から応力を加える方法としては、例えば切断予定ラインに沿って積層体Ｐに曲げ
や、せん断応力を加えることや、積層体Ｐに温度差を与えることによって熱応力を発生さ
せることである。なお、積層体Ｐの厚さがより薄いような場合には、材料変質部７を形成
することにより、積層体Ｐは、材料変質部７に沿って自然に割れることがある。
【００３９】
レーザ光５ａ、５ｂを積層体Ｐに照射して積層体Ｐを切断・分割するから、切断時の切
りくずが発生することがない。そして、レーザ光５ａ、５ｂを集光素子としてのレンズ６
で集光させてから積層体Ｐ（基板Ｐ１、Ｐ２）に照射させて、積層体Ｐを切断・分割する
方法なので、分割に必要な切断幅をより狭くすることができるから、分割性が向上する。
つまり、取り個数を増加させることができるので、生産性を向上することができる。
【００４０】
第１実施形態では、以下の効果が得られる。
【００４１】
（１）積層体Ｐを構成する第１基板としての基板Ｐ１と第２基板としての基板Ｐ２とが
、異種材料であっても、基板Ｐ１に第１のレーザ光としてのレーザ光５ａを照射させて第
１材料変質部としての材料変質部７ａを形成し、基板Ｐ２に第２のレーザ光としてのレー
ザ光５ｂを照射させて第２材料変質部としてのクラック７ｂを形成し、材料変質部７を形
成することができる。積層体Ｐに材料変質部７を形成できれば、外部から応力を加えるこ
とによって、材料変質部７に沿って、積層体Ｐを簡単に切断・分割することができる。
（２）レーザ光５ａとレーザ光５ｂとを同時に照射すれば、積層体Ｐに材料変質部７ａ
と、クラック７ｂとをほぼ同時に形成し、材料変質部７を形成することが短時間でできる
から、効率的である。
（３）基板Ｐ１にレーザ光５ａを集光素子としてのレンズ６で集光して照射させると、
基板Ｐ１がシリコン材料であるから、レーザ光５ａが、シリコン材料に透過性を有するレ
ーザ光であれば、材料変質部７ａを形成することが簡単にできる。
（４）基板Ｐ２にレーザ光５ｂを集光素子としてのレンズ６で集光して照射させると、
基板Ｐ２がガラス材料であるから、レーザ光５ｂが、ガラス材料に透過性を有するレーザ
光であれば、クラック７ｂを形成することが簡単にできる。
（５）ＹＡＧレーザの基本波を基板Ｐ１に照射させると、ＹＡＧレーザの基本波が、基
板Ｐ１に透過性を有していれば、基板Ｐ１の所定の位置に材料変質部７ａを形成すること
が簡単にできる。
（６）チタンサファイヤレーザの基本波を基板Ｐ２に照射させると、チタンサファイヤ
レーザの基本波が、基板Ｐ２に透過性を有していれば、基板Ｐ２の所定の位置にクラック
７ｂを形成することが簡単にできる。
【００４２】
（第２実施形態）
本実施形態では、異種材料で構成された積層体の一方の面から異なるレーザ光を照射し
て、積層体に材料変質部を形成する加工方法について説明する。
【００４３】
図３は、本実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、同図（ａ）は
、第１材料変質部の形成過程を示す図であり、同図（ｂ）は、第２材料変質部の形成過程
を示す図である。なお、前述の第１実施形態と同じ部品及び同様な機能を有する部品には
同一記号を付し、説明を省略する。使用するレーザ光５ａは、ＹＡＧレーザであり、レー
ザ光５ｂは、チタンサファイヤレーザである。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、第１のレーザ光としてのレーザ光５ａは、集光素子としての
レンズ６で集光され、レンズ６で集光されたレーザ光５ａを基板Ｐ１の下面側に照射する
。照射されたレーザ光５ａは、基板Ｐ１の深さ方向全域で焦点位置が合うように配置され
ている。そして、集光点を徐々に基板Ｐ１の上側に移動させながらレーザ光５ａを照射し
ていき、材料変質部７ａを基板Ｐ１の深さ方向全域に形成する。そして、積層体Ｐに材料
変質部７を形成する。
【００４５】
図３（ｂ）に示すように、レーザ光５ａに変えて第２のレーザ光としてのレーザ光５ｂ
を基板Ｐ２の上面側に照射する。照射されたレーザ光５ｂは、基板Ｐ２の深さ方向全域で
焦点位置が合うように配置されている。そして、集光点を徐々に基板Ｐ２の上側に移動さ
せながらレーザ光５ｂを照射していき、クラック７ｂを基板Ｐ２の深さ方向全域に形成す
る。そして、積層体Ｐに材料変質部７を形成する。
【００４６】
次に、積層体Ｐに対して外部から応力を加えると、材料変質部７の部分は改質されてい
るから、材料変質部７に沿って積層体Ｐ（基板Ｐ１、Ｐ２）を切断・分割することができ
る。
【００４７】
以上のような第２実施形態では、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる他に以下
の効果が得られる。
【００４８】
（７）レーザ光５ａを照射した後にレーザ光５ｂを同方向から照射すれば、材料変質部
７ａとクラック７ｂとを形成し、配置位置精度の高い材料変質部７を形成することができ
るから、材料変質部７に沿って積層体Ｐを精度よく切断・分割することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
本実施形態では、異種材料で構成された積層体に対してレーザ光を照射する都度、積層
体を反転させて、積層体に材料変質部を形成する加工方法について説明する。
【００５０】
図４は、本実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、同図（ａ）は
、第１材料変質部の形成過程を示す図であり、同図（ｂ）は、第２材料変質部の形成過程
を示す図である。なお、前述の第１実施形態及び第２実施形態と同じ部品及び同様な機能
を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。使用するレーザ光５ａは、ＹＡＧレ
ーザであり、レーザ光５ｂは、チタンサファイヤレーザである。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、第１のレーザ光としてのレーザ光５ａは、集光素子としての
レンズ６で集光され、レンズ６で集光されたレーザ光５ａを基板Ｐ１の下面側に照射する
。照射されたレーザ光５ａは、基板Ｐ１の深さ方向全域で焦点位置が合うように配置され
ている。そして、集光点を徐々に基板Ｐ１の上側に移動させながらレーザ光５ａを照射し
ていき、材料変質部７ａを基板Ｐ１の深さ方向全域に形成する。
【００５２】
図４（ｂ）に示すように、積層体Ｐを反転させて配置する。そして、形成された材料変
質部７ａの位置に合うようにレーザ光５ｂを配置して基板Ｐ２に照射する。照射されたレ
ーザ光５ｂは、基板Ｐ２の深さ方向全域で焦点位置が合うように配置されている。そして
、集光点を徐々に基板Ｐ２の上側に移動させながらレーザ光５ｂを照射していき、クラッ
ク７ｂを基板Ｐ２の深さ方向全域に形成する。そして、積層体Ｐに材料変質部７を形成す
る。
【００５３】
次に、積層体Ｐに対して外部から応力を加えると、材料変質部７の部分は改質されてい
るから、材料変質部７に沿って積層体Ｐ（基板Ｐ１、Ｐ２）を切断・分割することができ
る。
【００５４】
以上のような第３実施形態では、前述の第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果が
得られる他に以下の効果が得られる。
【００５５】
（８）レーザ光５ａを照射した後に積層体Ｐを反転させて配置してからレーザ光５ｂを
照射すればよいので、積層体Ｐに材料変質部７を形成することが簡単にできる。
【００５６】
（第４実施形態）
本実施形態では、異種材料で構成された積層体に対してレーザ光を照射して、積層体に
材料変質部及びクラックを形成する加工方法について説明する。
【００５７】
図５は、本実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、同図（ａ）は
、第１材料変質部および第２材料変質部の形成過程を示す図であり、同図（ｂ）は、分割
方法を示す図である。なお、前述の第１実施形態〜第３実施形態と同じ部品及び同様な機
能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。使用するレーザ光５ａは、ＹＡＧ
レーザである。
【００５８】
図５（ａ）に示すように、第１のレーザ光としてのレーザ光５ａは、集光素子としての
レンズ６で集光され、レンズ６で集光されたレーザ光５ａを基板Ｐ１の下面側に照射し、
基板Ｐ１に材料変質部７ａを形成する。同時に、基板Ｐ２にクラック７ｂを形成する。ク
ラック７ｂは基板Ｐ２の表面から内部に向かって形成される。基板Ｐ１がレーザ加工され
ることによって、レーザから吸収した熱（基板Ｐ１の加工により発生する気化物や溶融物
が吸収端となり）が、基板Ｐ２へ伝わり基板Ｐ２にクラック７ｂを形成する。
【００５９】
なお、積層体Ｐは、基板Ｐ１と基板Ｐ２とが陽極接合法で接合されている。陽極接合法
を行う場合、基板Ｐ１（シリコン）側に＋、基板Ｐ２（パイレックス（登録商標）ガラス
）側に−の電圧（約８００Ｖ）を印加する。このとき、基板Ｐ２（パイレックス（登録商
標）ガラス）側は、約４００℃に加温しておく。陽極接合法で接合されている基板Ｐ２は
、材料がパイレックス（登録商標）ガラスであるので、基板Ｐ１との界面側に酸素イオン
が集まりやすく、界面側とは反対の面にＮａイオンが集まりやすい傾向になる。このよう
にシリコン材料とガラス材料との陽極接合法では、基板Ｐ２（パイレックス（登録商標）
ガラス）の組成が変化しやすい。さらに、基板Ｐ１（シリコン）と基板Ｐ２（パイレック
ス（登録商標）ガラス）とがシリコン材料と酸素イオンとの結合によって結晶レベル（原
子レベル）で結合させることができる。
【００６０】
そして、積層体Ｐにおける界面側の基板Ｐ２の最表面には、シリコンが含まれやすくな
るから、基板Ｐ２にレーザ光５ａを照射することで、クラック７ｂを発生させやすい。照
射されたレーザ光５ａは、基板Ｐ１の深さ方向全域で焦点位置が合うように配置されてい
る。そして、集光点を徐々に基板Ｐ１の上側に移動させながらレーザ光５ａを照射してい
き、材料変質部７ａを基板Ｐ１の深さ方向全域に形成する。そして、積層体Ｐに材料変質
部７を形成する。
【００６１】
次に、図５（ｂ）に示すように、積層体Ｐに対して外部から応力Ｆを加えると、材料変
質部７の部分は改質されているから、材料変質部７に沿って積層体Ｐ（基板Ｐ１、Ｐ２）
を切断・分割することができる。なお、応力Ｆを加える方向は、基板Ｐ２側から基板Ｐ１
側に向けて加えられる。
【００６２】
以上のような第４実施形態では、前述の第１実施形態〜第３実施形態と同様の効果が得
られる他に以下の効果が得られる。
【００６３】
（９）基板Ｐ１にレーザ光５ａを照射して材料変質部７ａを形成した際に発生した熱を
利用して、基板Ｐ２にクラック７ｂを形成し、材料変質部７を形成することができるから
、積層体Ｐに形成された材料変質部７に応力を加えることで、積層体Ｐを簡単に切断・分
割することができる。しかも、使用するレーザが、一つで済むから、レーザ光照射装置の
小型化を図ることができるので、装置が小型化になれば装置を構成する部材の点数も低減
できるので、経済的である。
【００６４】
また、レーザ光５ａ、５ｂによる積層体Ｐの切断・分割方法は、インクジェットヘッド
、半導体素子、液晶表示装置、圧電素子などのような、基板の高精度接合が必要な積層体
に適用できる。また、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、ＤＮＡデバイス等の切断
・分割にも応用することができる。
【００６５】
以上、好ましい実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に
限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含み、本発明の目的を達成できる範
囲で、他のいずれの具体的な構造および形状に設定できる。
【００６６】
（変形例１）前述の第３実施形態で、積層体Ｐに材料変質部７を形成する方法として、
基板Ｐ１に材料変質部７ａを形成してから、積層体Ｐを反転させてから、基板Ｐ２にクラ
ック７ｂを形成したが、これに限らない。例えば図６（ａ）、（ｂ）に示すように、基板
Ｐ２にクラック７ｂを形成してから、積層体Ｐを反転させて、基板Ｐ１に材料変質部７ａ
を形成してもよい。このようにしても、積層体Ｐに材料変質部７を形成することができる
から、第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００６７】
（変形例２）前述の第１実施形態で、レーザ光の集光方法として、積層体Ｐの厚さ方向
に集光点を移動させながら集光して照射させたが、これに限らない。例えば図７に示すよ
うに、発散角の異なる複数のレーザ光を集光素子により集光して照射してもかまわない。
このようにすれば、第１実施形態と同様の効果が得られる他に、材料変質部７の形成にか
かる時間を短縮することができるから、加工効率を向上することが可能となる。
【００６８】
（変形例３）前述の第１実施形態で、レーザ光の集光方法として、積層体Ｐの厚さ方向
に集光点を移動させながら集光して照射させたが、これに限らない。例えば図８に示すよ
うに、レーザ光を回折光学素子により複数のビームに分岐して多点同時に照射してもかま
わない。このようにすれば、第１実施形態と同様の効果が得られる他に、材料変質部７の
形成にかかる時間を短縮することができるから、加工効率を向上することが可能となる。
【００６９】
（変形例４）前述の第１実施形態〜第４実施形態で、基板Ｐ１の材料にシリコン、基板
Ｐ２の材料にガラスを採用したが、これに限らない。例えばその他の材料の組み合わせで
もよい。このようにすれば、第１実施形態〜第４実施形態と同様の効果が得られる上に、
その他の積層体Ｐもしくはデバイスなどを形成することが可能となる。
【００７０】
（変形例５）前述の第１実施形態〜第４実施形態で、積層体Ｐは、基板Ｐ１、Ｐ２の２
枚構成としたが、これに限らない。例えば積層体Ｐを３枚以上の構成にしてもよい。この
ようにすれば、第１実施形態〜第４実施形態と同様の効果が得られる上に、その他の積層
体Ｐもしくはデバイスなどを形成することが可能となる。
【００７１】
（変形例６）前述の第１実施形態〜第４実施形態で、積層体Ｐの切断・分割する部分を
直線状に配置した部品に適用したが、これに限らない。例えば千鳥状（互い違い）に配置
した部品の積層体Ｐに適用してもかまわない。このようにすれば、第１実施形態〜第４実
施形態と同様の効果が得られる上に、部品を効率的に配置することができるから、部品の
取り個数を増やすことができることや、材料を無駄にしないで済む。しかも、回転砥石を
用いたダイシングや、スライシングなどによる従来の切断方法では困難であった部品形状
でも切断・分割をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】レーザ光による改質層としての材料変質部の形成方法を説明するための図。
【図２】第１実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、（ａ）は、第１材料変質部および第２材料変質部の形成過程の初期状態を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の完了状態を示す図。
【図３】第２実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、（ａ）は、第１材料変質部の形成過程を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の第２材料変質部の形成過程を示す図。
【図４】第３実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、（ａ）は、第１材料変質部の形成過程を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の第２材料変質部の形成過程を示す図。
【図５】第４実施形態における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、（ａ）は、第１材料変質部および第２材料変質部の形成過程を示す図であり、（ｂ）は、分割方法を示す図。
【図６】変形例１における積層体にレーザ光照射方法を示す図であり、（ａ）、は、第２材料変質部の形成過程を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の第１材料変質部の形成過程を示す図。
【図７】変形例１における発散角の異なる複数のレーザ光を集光素子により集光して照射する例を示す図。
【図８】変形例２におけるレーザ光を回折光学素子により複数のビームに分岐して多点同時に照射する例を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
５…レーザ光、５ａ…第１のレーザ光、５ｂ…第２のレーザ光、６…集光素子としての
レンズ、７…改質層としての材料変質部、７ａ…第１材料変質部、７ｂ…第２材料変質部
としてのクラック、Ｐ１…第１基板、Ｐ２…第２基板、Ｐ…積層体。
【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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