激光加工方法.pdf

本发明涉及在加工对象物的激光照射面上高精度地将改质区域形成于所期望的位置。在追踪记录时，在平均差分(γ)具有超过特定阈值的值的情况下，确定包含有平均差分(γ)超过特定阈值的线区间(S)的粒子区间(Z)。由此，可判断出于切断预定线(5)上存在有粒子且因该粒子使测定用激光产生漫反射，并检测出在切断预定线区间中因粒子的存在而对控制信号产生影响的区间，作为粒子区间(Z)。于是，通过在粒子区间(Z)中校正控制信号，可防止因粒子存在的影响造成在控制信号中包含误差从而导致聚光用透镜的过度移动，因此可使加工用激光的聚光点高精度地对表面(3)进行追踪。

1.  一种激光加工方法，其特征在于，
通过将聚光点对准板状加工对象物的内部并照射加工用激光，沿着所述加工对象物的切断预定线，将成为切断的起点的改质区域形成于所述加工对象物的内部，
包括：
取得信号值的工序，通过沿着所述切断预定线并照射测定用激光，检测对应于所述测定用激光的反射光的检测值，并以使该检测值成为特定值的方式，将使所述加工用激光聚光的聚光用透镜相对于所述激光照射面移动至特定位置，由此取得用于使所述聚光用透镜移动的信号值，其中所述反射光在所述加工对象物中在所述测定用激光所照射的激光照射面上产生反射；以及
改质区域形成工序，根据所述信号值，将所述聚光用透镜相对于所述激光照射面移动至特定位置，由此，一边将所述加工用激光的聚光点相对于对所述激光照射面对准特定位置，一边使所述聚光用透镜沿着所述切断预定线相对移动，从而将所述改质区域形成于所述加工对象物的内部，
在所述取得信号值的工序中，在所述检测值具有超过特定阈值的值的情况下，确定包含有所述检测值超过所述特定阈值的线区间的特定线区间，并在该特定线区间中校正所述信号值。

2.  如权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，
在所述取得信号值的工序中，在所述检测值具有超过所述特定阈值的值的情况下，沿着所述切断预定线，再次取得所述特定线区间以外的所述信号值。

3.  如权利要求1或2所述的激光加工方法，其特征在于，
在所述特定线区间中将所述信号值设定为一定，由此在所述特定线区间中校正所述信号值。

4.  如权利要求1或2所记载的激光加工方法，其特征在于，
在所述特定线区间中，利用该特定线区间附近的所述信号值对所述信号值进行平滑化，由此在所述特定线区间中校正所述信号值。

5.  如权利要求1～4的任一项所述的激光加工方法，其特征在于，
所述加工对象物具备半导体基板，所述改质区域包含熔融处理区域。

6.  如权利要求1～5的任一项所述的激光加工方法，其特征在于，
包括切断工序，以所述改质区域为切断的起点，沿着所述切断预定线将所述加工对象物切断。

激光加工方法
技术领域
本发明涉及沿着切断预定线将板状加工对象物切断的激光加工方法。
背景技术
以往的激光加工方法有：通过将聚光点对准板状加工对象物的内部并照射加工用激光，沿着加工对象物的切断预定线，将成为切断的起点的改质区域形成于加工对象物的内部的激光加工方法(例如参照专利文献1)。
在这样的激光加工方法中，对于加工对象物的激光照射面，为了能够高精度地将改质区域形成于所期望的位置，沿着切断预定线照射用以测定激光照射面的位移的测定用激光，对应于该照射而检测在激光照射面上产生反射的反射光。
专利文献1：日本特开2004-343008号公报
发明内容
然而，在上述激光加工方法中，存在例如如下问题，即若在切断预定线上存在有灰尘或尘埃等粒子，则由于该粒子而使得测定用激光产生漫反射从而无法高精度地检测该反射光，因而产生无法在激光照射面上将改质区域高精度地形成于所期望的位置的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种能够相对于加工对象物的激光照射面而将改质区域高精度地形成于所期望的位置的激光加工方法。
为了解决上述课题，本发明的激光加工方法为通过将聚光点对准板状加工对象物的内部并照射加工用激光、沿着加工对象物的切断预定线，将成为切断的起点的改质区域形成于加工对象物的内部的激光加工方法，其特征在于，包括：取得信号值的工序，通过沿着切断预定线并照射测定用激光，检测出对应于测定用激光的反射光的检测值，并且以使该检测值成为特定值的方式，将使加工用激光聚光的聚光用透镜相对于激光照射面移动至特定位置，由此取得用以使聚光用透镜移动的信号值，其中该反射光在加工对象物中在测定用激光所照射的激光照射面上产生反射、以及改质区域形成工序，根据信号值，将聚光用透镜相对于激光照射面移动至特定位置，由此，一边使加工用激光的聚光点相对于激光照射面对准特定位置，一边沿着切断预定线使聚光用透镜相对地移动，而将改质区域形成于加工对象物的内部；在取得信号值的工序中，在检测值具有超过特定阈值的值的情况下，确定包含有检测值超过特定阈值的线区间的特定线区间，并在该特定线区间中校正信号值。
在本发明的激光加工方法中，通过沿着切断预定线照射测定用激光，检测在加工对象物的激光照射面上产生反射的测定用激光的反射光所对应的检测值，在该检测值具有超过特定阈值的值的情况下，确定包含有检测值超过特定阈值的线区间的特定线区间，并在该特定线区间中校正信号值。由此，可判断出在切断预定在线存在粒子且由于该粒子使测定用激光产生漫反射，并且可以检测出由于粒子的存在而对检测值产生影响的区间，作为特定线区间。此外，通过在特定线区间中校正信号值，可抑制因粒子存在的影响使信号值包含误差从而导致聚光用透镜过度移动，因此可使加工用激光的聚光点高精度地对激光照射面进行追踪。因此，根据本发明，对于加工对象物的激光照射面，可以高精度地将改质区域形成在所期望的位置。所谓的线区间，是指在沿着加工对象物的切断预定线的切断预定线区间中检测值超过特定阈值的区间。
此外，在取得信号值的工序中，优选在检测值具有超过特定阈值的值的情况下，沿着切断预定线，再次取得特定线区间以外的信号值。在此，由于信号值对检测值的响应性的延迟，因此在由于粒子的存在而对检测值产生影响的特定线区间的附近，可能无法高精度地取得信号值。因此，通过再次取得特定线区间以外的信号值，即使在特定线区间的附近，也可以使加工用激光的聚光点高精度地对激光照射面进行追踪。
此外存在以下情况，即通过在特定线区间中将信号值设定为一定，由此在特定线区间中校正信号值；或是在特定线区间中，利用该特定线区间附近的信号值使信号值平滑化，由此在特定线区间中校正信号值。此时，可使加工用激光的聚光点流畅地对激光照射面进行追踪。
此外，也存在加工对象物具备半导体基板、改质区域包含熔融处理区域的情况。
此外，优选包含以改质区域作为切断的起点、沿着切断预定线将加工对象物切断的工序。由此，可高精度地沿着切断预定线将加工对象物切断。
根据本发明，能够高精度地将改质区域形成在距离加工对象物的激光照射面的期望的位置。
附图说明
图1为利用本实施方式的激光加工装置进行激光加工时的加工对象物的俯视图。
图2为图1所示的加工对象物的沿着II—II线的剖面图。
图3为利用本实施方式的激光加工装置进行激光加工后的加工对象物的俯视图。
图4为图3所示的加工对象物的沿着IV—IV线的剖面图。
图5为图3所示的加工对象物的沿着V—V线的剖面图。
图6为被本实施方式的激光加工装置切断后的加工对象物的俯视图。
图7为示意本实施方式的激光加工装置的电场强度与裂纹点大小的关系的曲线图。
图8为本实施方式的激光加工装置的第1工序中的加工对象物的剖面图。
图9为本实施方式的激光加工装置的第2工序中的加工对象物的剖面图。
图10为本实施方式的激光加工装置的第3工序中的加工对象物的剖面图。
图11为本实施方式的激光加工装置的第4工序中的加工对象物的剖面图。
图12为被本实施方式的激光加工装置切断后的硅晶片的一部分的剖面照片。
图13为示意本实施方式的激光加工装置的激光的波长与硅基板的内部透射率之间关系的曲线图。
图14为示意加工对象物的正视图。
图15为图14中沿着XV—XV线的部分的剖面图。
图16为用于说明本发明的一个实施方式的激光加工方法的平均差分的图。
图17为用于说明本发明的一个实施方式的激光加工方法的粒子区间的图。
图18为用于说明本发明的一个实施方式的激光加工方法的粒子区间中的控制信号的图。
图19为用于说明以往的激光加工方法的粒子区间中的控制信号的图。
符号的说明
1：加工对象物；3：表面(激光照射面)；5：切断预定线；
L：激光；P：聚光点；S：线区间；V0：反馈基准值(特定值)；
Z：粒子区间(特定的线区间)
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选的实施方式。在本实施方式的激光加工方法中，为了将改质区域形成在加工对象物的内部，利用了多光子吸收的现象。因此，首先说明利用多光子吸收而形成改质区域的激光加工方法。
若光子的能量hv小于材料的吸收的带隙E_G，则成为光学透明。因此，在材料中产生吸收的条件为hv>E_G。然而，即使为光学透明，若使激光的强度极大，则在nhv>E_G的条件(n＝2，3，4，...)下，会在材料中产生吸收。此现象被称为多光子吸收。在脉冲波的情况下，激光的强度由激光的聚光点的峰值功率密度(W/cm²)决定，例如在峰值功率密度为1×10⁸(W/cm²)以上的条件下，会产生多光子吸收。峰值功率密度由(聚光点的激光的每1脉冲的能量)÷(激光的束斑剖面积×脉冲宽度)求出。此外，在连续波的情况下，激光的强度由激光的聚光点的电场强度(W/cm²)所决定。
以下，参照图1～图6，说明利用这样的多光子吸收的本实施方式的激光加工方法的原理。如图1所示，在晶片状(板状)的加工对象物1的表面3上，具有用于切断加工对象物1的切断预定线5。切断预定线5为以直线状延伸的虚拟线。在本实施方式的激光加工方法中，如图2所示，在产生多光子吸收的条件下，将聚光点P对准加工对象物1的内部并照射激光L，从而形成改质区域7。所谓的聚光点P，是指激光L的聚光处。此外，切断预定线5并不局限于直线，也可以为曲线，且不局限于虚拟线，也可以为实际描绘在加工对象物1上的线。
此外，通过使激光L沿着切断预定线5(亦即沿着图1的A方向)相对地移动，而使聚光点P沿着切断预定线5移动。由此，如图3～图5所示，改质区域7沿着切断预定线5而形成在加工对象物1的内部，此改质区域7成为切断的起点区域8。在此，所谓的切断的起点区域8，是指在切断加工对象物1时成为切断(破裂)的起点的区域。此切断的起点区域8可以通过连续地形成改质区域7而形成，也可以通过间断地形成改质区域7而形成。
在本实施方式的激光加工方法中，由于在激光L几乎不会在加工对象物1的表面3被吸收，因此加工对象物1的表面3不会被熔融。
若在加工对象物1的内部形成切断的起点区域8，由于容易以此切断的起点区域8为起点产生破裂，因此如图6所示，可以利用相对较小的力切断加工对象物1。因此，不会在加工对象物1的表面3产生不必要的破裂，而能够高精度地切断加工对象物1。
以此切断的起点区域8为起点所进行的加工对象物1的切断，可使用下列2种方式。第1种方式为：在形成切断的起点区域8之后，人为地向加工对象物1施加力，由此以切断的起点区域8为起点使加工对象物1破裂，从而切断加工对象物1。此方式适用于，例如加工对象物1的厚度较大的情况下的切断。所谓的人为地施加力是指，例如沿着加工对象物1的切断的起点区域8，向加工对象物1施加弯曲应力或剪切应力、或是向加工对象物1赋予温度差以产生热应力。另1种方式为：通过形成切断的起点区域8，以此切断的起点区域8为起点朝向加工对象物1的剖面方向(厚度方向)自然地产生破裂，最终使加工对象物1被切断。此方式适用于，例如在加工对象物1的厚度较小的情况下，可通过1列改质区域7而形成切断的起点区域8；在加工对象物1的厚度较大的情况下，可通过在厚度方向上多列形成的改质区域7而形成切断的起点区域8。在此，在自然地产生破裂的情况下，在切断处，破裂并不会先进行至对应于未形成有切断的起点区域8的部分的表面3上，而仅会切断对应于形成有切断的起点区域8的部位的部分，因此可以有效地控制切断。近年来，由于硅晶片等的加工对象物1的厚度有逐渐变薄的趋势，因此该控制性良好的切断方法极为有效。
在本实施方式的激光加工方法中，改质区域有下列(1)～(3)的情况。
(1)改质区域为包含1个或多个裂纹的裂纹区域的情况
将聚光点对准加工对象物(例如由玻璃或LiTaO₃形成的压电材料)的内部，并在聚光点的电场强度为1×10⁸(W/cm²)以上且脉冲宽度为1μs以下的条件下照射激光。此脉冲宽度的大小，为可产生多光子吸收且不会对加工对象物的表面产生不必要的破坏而能够在加工对象物的内部形成裂纹区域的条件。由此，在加工对象物的内部产生由多光子吸收所形成的光学损伤的现象。利用该光学损伤，在加工对象物的内部引发热应变，由此在加工对象物的内部形成裂纹区域。电场强度的上限值，例如为1×10¹²(W/cm²)。脉冲宽度优选，例如1ns～200ns。多光子吸收引起的裂纹区域的形成被记载在，例如第45届日本激光熱加工研究会论文集(1998年12月)的第23页～第28页的“利用固体激光高次谐波的玻璃基板的内部标记”中。
本发明者通过实验而求出了电场强度与裂纹大小之间的关系。实验条件如下所述。
(A)加工对象物：Pyrex(注册商标)玻璃(厚度700μm)
(B)激光
光源：半导体激光激发Nd:YAG激光
波长：1064nm
激光光斑剖面面积：3.14×10^-8cm²
振荡型态：Q开关脉冲
重复频率：100kHz
脉冲宽度：30ns
输出：输出<1mJ/脉冲
激光质量：TEM₀₀
偏光特性：直线偏光
(C)聚光用透镜
激光波长的透射率：60％
(D)载置有加工对象物的载置台的移动速度：100mm/秒
其中，所谓的激光质量TEM₀₀是指聚光性高且至激光的波长程度均可进行聚光。
图7为显示上述实验结果的曲线图。横轴为峰值功率密度，由于激光为脉冲激光，因此电场强度以峰值功率密度表示。纵轴表示1脉冲的激光在加工对象物的内部所形成的裂纹部分(裂纹点)的大小。裂纹点所集中的区域为裂纹区域。裂纹点的大小为裂纹点的形状当中具有最大长度的部分的大小。曲线图中的黑点所示的数据为聚光用透镜(C)的倍率为100倍、开口数(NA)为0.80的情况下的结果。而曲线图中的白点所示的数据为聚光用透镜(C)的倍率为50倍、开口数(NA)为0.55的情况下的结果。从曲线图中可知，从峰值功率密度为10¹¹(W/cm²)左右开始，在加工对象物的内部产生裂纹点，随着峰值功率密度的增大，裂纹点也变大。
接着参照图8～图11，说明利用裂纹区域的形成而进行加工对象物的切断的机理。如第8图所示，在产生多光子吸收的条件下，将聚光点P对准加工对象物的内部并照射激光L，从而沿着切断预定线在内部形成裂纹区域9。裂纹区域9为包含1个或多个裂纹的区域。如此形成的裂纹区域9为成为切断的起点区域。如图9所示，以裂纹区域9为起点(即以切断的起点区域为起点)，裂纹进一步扩展，如图10所示，裂纹到达加工对象物1的表面3及背面21，如图11所示，由于加工对象物1产生破裂而使加工对象物1被切断。到达加工对象物1的表面3及背面21的裂纹可以是自然地扩展，也可以是通过向加工对象物1施加力而扩展。
(2)改质区域为熔融处理区域的情况
将聚光点对准加工对象物(例如硅等半导体材料)的内部，并在聚光点的电场强度为1×10⁸(W/cm²)以上且脉冲宽度为1μs以下的条件下照射激光。由此，加工对象物的内部由于多光子吸收而被局部加热。该加热使得在加工对象物的内部形成熔融处理区域。所谓的熔融处理区域是指暂时熔融而后再固化的区域、或处在熔融状态的区域、或从熔融状态再变为固化状态的区域，也可以为产生了相变的区域或结晶结构产生了变化的区域。此外，所谓的熔融处理区域也可以为在单晶结构、非晶质结构、多晶结构中，某种结构转变为其它结构的区域。总之，例如为从单晶结构转变为非晶质结构的区域、从单晶结构转变为多晶结构的区域、从单晶结构转变为包含非晶质结构及多晶结构的区域。在加工对象物为硅单晶结构时，熔融处理区域为，例如非晶质硅结构。电场强度的上限值为例如1×10¹²(W/cm²)。脉冲宽度优选例如1ns～200ns。
本发明者通过实验而确认了在硅晶片(半导体基板)的内部形成有熔融处理区域。实验条件如下所述。
(A)加工对象物：硅晶片(厚度350μm、外径4英寸)
(B)激光
光源：半导体激光激发Nd:YAG激光
波长：1064nm
激光光斑剖面面积：3.14×10^-8cm²
振荡型态：Q开关脉冲
重复频率：100kHz
脉冲宽度：30ns
输出：20mJ/脉冲
激光质量：TEM₀₀
偏光特性：直线偏光
(C)聚光用透镜
倍率：50倍
N.A.：0.55
激光波长的透射率：60％
(D)载置有加工对象物的载置台的移动速度：100mm/秒
图为12利用上述条件下的激光加工而被切断后的硅晶片的一部分的剖面照片的示意图。在硅晶片11的内部形成有熔融处理区域13。其中以上述条件形成的熔融处理区域13在厚度方向的大小约为100μm。
以下为说明通过多光子吸收形成熔融处理区域13。图13为示意激光的波长与硅基板的内部透射率之间关系的曲线图。在此，分别除去硅基板的表面侧及背面侧的反射成分、仅表示内部的透射率。且示意了硅基板的厚度t为50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm时的上述关系。
例如，在Nd:YAG激光的波长为1064nm时，可知在硅基板的厚度为500μm的情况下，在硅基板的内部激光透射80％以上。由于图12所示的硅晶片11的厚度为350μm，因此，通过多光子吸收形成的熔融处理区域13被形成在硅晶片11的中心附近、即距离表面为175μm的部分上。若参考厚度200μm的硅晶片，则此时的透射率为90％以上，因此，仅有少许激光在硅晶片11内部被吸收，绝大部分激光透射。这说明并不是激光在硅晶片11的内部被吸收、使得熔融处理区域13形成在硅晶片11的内部(即由于利用激光的一般加热而形成熔融处理区域)，而是通过多光子吸收而形成熔融处理区域13。利用多光子吸收的熔融处理区域的形成被记载在，例如日本熔接学会全国大会演讲概要第66集(2000年4月)的第72页～第73页的“利用微微秒脉冲激光的硅的加工特性评价”中。
在此，通过使龟列以由熔融处理区域形成的切断的起点区域为起点而朝向剖面方向产生、且该破裂到达硅晶片的表面及背面，最终切断硅晶片。到达硅晶片的表面及背面的破裂可以是自然地扩展、也可以是通过向硅晶片施加力而扩展。在破裂从切断的起点区域自然地扩展至硅晶片的表面及背面的情况下，有破裂从形成切断的起点区域的熔融处理区域呈熔融的状态开始扩展的情况，以及破裂在从形成切断的起点区域的熔融处理区域呈熔融的状态再固化时开始扩展的情况。在此，在任一种情况下，均为熔融处理区域仅形成在硅晶片内部，在切断后的断面上，如第12图所示，仅在内部形成有熔融处理区域。这样，若通过熔融处理区域在加工对象物的内部形成切断的起点区域，则在切断时，不易在远离切断的起点区域处产生不必要的破裂，因此容易进行切断控制。顺带需要说明，熔融处理区域的形成并不仅是起因于多光子吸收，也可以是起因于其它的吸收作用。
(3)改质区域为折射率变化区域的情况
将聚光点对准加工对象物(例如玻璃)的内部，在聚光点的电场强度为1×10⁸(W/cm²)以上且脉冲宽度为1μs以下的条件下照射激光。若极度缩小脉冲宽度而在加工对象物的内部引发多光子吸收，则多光子吸收所形成的能量不会被转化为热能，而是在加工对象物的内部引发离子价数变化、结晶化或极化配向等永久性的结构变化，从而形成折射率变化区域。电场强度的上限值例如为1×10¹²(W/cm²)。脉冲宽度优选例如1ns以下，更优选1ps以下。利用多光子吸收的折射率化区域的形成被记载在，例如第42届日本激光热加工研究会论文集(1997年11月)的第105页～第111页的“利用飞秒激光照射的玻璃内部的光诱发结构的形成”中。
以上说明了改质区域为(1)～(3)时的情况，若考虑晶片状的加工对象物的结晶结构或其解理性等而以下列方式形成切断的起点区域，则能够以该切断的起点区域为起点，以更小的力高精度地将加工对象物切断。
即，在由硅等金刚石结构的单晶半导体形成基板的情况下，优选将切断的起点区域形成在沿(111)面(第1解理面)或沿(110)面(第2解理面)的方向上。此外，在以GaAs等闪锌矿型结构的III-V族化合物半导体形成基板的情况下，优选将切断的起点区域形成在沿(110)面的方向上。此外，在具有蓝宝石(Al₂O₃)等六角晶系的结晶结构的基板的情况下，优选将切断的起点区域形成在以(0001)面(C面)为主面且沿(1120)面(A面)或沿(1100)面(M面)的方向上。
在此，若在沿应形成上述切断的起点区域的方向(例如沿着单结晶硅基板的(111)面的方向)、或是在沿与应形成切断的起点区域的方向垂直的方向上形成定向平面(Orientation Flat)，则通过以该定向平面为基准，可以容易且正确地在基板上形成沿着应形成切断的起点区域的方向的切断的起点区域。
接着说明本发明的优选实施方式。
如图14及图15所示，加工对象物1具备硅晶片11、以及包含多个功能元件15且形成在硅晶片11的表面11a上的功能元件层16。功能元件15为，例如通过结晶生长而形成的半导体动作层、光电二极管等受光元件、或作为电路而被形成的电路元件等，且在与硅晶片11的定向平面6平行的方向及垂直的方向上以矩阵状被形成为多个。沿着以通过邻接的功能元件间的方式而被设定为网格状的切断预定线5而将这样的加工对象物1切断，且使其成为，例如芯片尺寸为1mm×1mm的芯片。
接着说明切断这样的工对象物1的情况的一个例子。首先，将扩展胶带贴附在加工对象物1的背面21，将该加工对象物1载置在载置台上。然后利用聚光用透镜使聚光点对准硅晶片11的内部，在产生多光子吸收的条件下，从加工对象物1的表面3侧照射加工用激光，沿着各条切断预定线5，将成为切断的起点的改质区域形成在加工对象物1的内部。此后通过使扩展胶带扩展，以改质区域为切断的起点，沿着切断预定线5高精度地将加工对象物1切断为各个功能元件15，且使多个半导体芯片彼此。在此，除了熔融处理区域之外，改质区域也包含裂纹区域等。
接下来更为详细地说明上述改质区域的形成。在此，以加工对象物1的厚度方向为Z轴方向进行说明。
首先，在切断预定线5上，利用例如CCD摄影机、经由聚光用透镜对加工对象物1的表面3摄像，以使投影的光栅图案(Reticle pattern)的对比成为最大的方式，使载置台在Z轴方向相对地移动。将此时的表面3的Z方向位置设定为聚焦位置(表面3的位移为0μm)。
接着使测定用激光经由聚光用透镜向加工对象物1照射，且利用例如四分割光电二极管接受在表面3上反射的反射光。该反射光利用例如由柱状透镜及平凸透镜构成的整形光学系统而被附加散光(Astigmatism)，并在四分割光电二极管的受光面被聚光，从而在该受光面形成聚光像。因此，该聚光像的形状对应于加工对象物1的表面3的位移(测定用激光在表面3上的聚光点的位置)而产生变化。因此，可通过以四分割光电二极管接受反射光将表面3的位移作为散光信号而检测，并检测出相当于反射光量的全光量值的全光量信号。
接着，通过例如控制器，利用散光信号及全光量信号求出位移传感器信号，并将该位移传感器信号作为反馈基准值(特定值)V0保存。即，将聚焦位置的位移传感器信号作为反馈基准值V0保存。其中，所谓的位移传感器信号为散光信号除以全光量信号，是散光信号相对于受光的全光量的相对值。由此，即使光量产生变化，也可以稳定地检测出表面3的位移。
之后，以沿着切断预定线5的方式，一边以例如300mm/s的速度使载置台相对移动，一边照射测定用激光，算出位移传感器信号，且以使该位移传感器信号维持为反馈基准值V0的方式，即使表面3与聚光用透镜之间的间隔距离成为在聚焦位置中的间隔距离的方式，利用例如压电元件，控制聚光用透镜的Z轴方向的位置。同时，将该控制的控制信号(信号值)记录于例如控制器(追踪记录)。在此，位置的控制为设定取样周期为0.05ms的反馈控制。此外，将加工对象物1的沿着切断预定线5的区间称为切断预定线区间。
在此，在加工对象物1的表面3的切断预定线5上，可能存在有灰尘、尘埃或杂质等的粒子。在这种情况下，在以往的激光加工方法中，在切断预定线区间中，存在有粒子的区间会产生漫反射。因此，如图19所示，位移传感器信号产生非常紊乱，对应于此，导致压电元件被过度驱动而使控制信号也产生紊乱(参照图中的内框)。
因此，在本实施方式中，执行下列动作。首先，如图16所示，与上述追踪记录同时进行位移传感器信号α的监控，并算出作为位移传感器信号α的例如8个取样量的平均值的移动平均β。之后，为了使位移传感器信号α中因粒子的存在而使信号波形产生紊乱的部分更加明确化，以及为了抑制该部分以外的其它部分的微小的信号变化(噪音)，算出位移传感器信号α与移动平均β之间的差的平均差分γ。
接着如图17所示，在平均差分γ超过特定阈值的情况下，在切断预定线区间内，将包含有平均差分γ超过特定阈值的线区间S的特定线区间设定为粒子区间Z。具体而言，在切断预定线区间中，将从平均差分γ的绝对值为0.2V以上处P1至平均差分γ的绝对值为0.05V以下处P2为止的切断预定线区间设定为粒子区间Z。由此，检测出存在于切断预定线区间的粒子。在此，由于加工对象物1的一端(图16中距离为0mm处)及另一端(图16中距离为150mm处)为测定用激光的进入端及射出端，因此测定用激光在该一端及另一端会产生漫反射，因此在本实施方式中并未考虑此两端的信号值。
接着，在所取得的切断预定线区间的控制信号(参照图18(a))中，通过将粒子区间Z中的控制信号设定为一定(图18(b)的虚线)，从而在粒子区间Z中校正控制信号，并再次进行粒子区间Z以外的追踪记录(再追踪记录)。
具体而言，以再次沿着切断预定线5的方式一边使载置台相对移动，一边照射测定用激光，算出位移传感器信号，且以将该位移传感器信号维持为反馈基准值V0的方式，利用压电元件控制聚光用透镜的Z轴方向位置，并再次记录该控制的控制信号。此时，在粒子区间Z中，将压电元件固定。换言之，在再追踪记录时，将粒子区间Z的聚光用透镜的Z轴方向的位置固定。
或者，利用该粒子区间Z附近的控制信号使粒子区间Z中的控制信号平滑化(图18(c)的虚线)，由此在粒子区间Z中补充控制信号，并再次进行粒子区间Z以外的追踪记录。
具体而言，根据比粒子区间Z更位于前侧及后侧的切断预定线区间中的控制信号，以使这些前侧及后侧的切断预定线区间平滑地连续的方式，补充对粒子区间Z中的控制信号进行曲线补充。之后，再次沿着切断预定线5一边使载置台相对移动一边照射测定用激光，算出位移传感器信号，且以使该位移传感器信号维持为反馈基准值V0的方式，利用压电元件控制聚光用透镜的Z轴方向位置，并再次记录该控制的控制信号。此时，在粒子区间Z中，利用曲线补充后的控制信号驱动压电元件。换言之，在再追踪记录时，粒子区间Z的聚光用透镜的Z轴方向位置为曲线补充后的控制信号所决定的位置。
最后，通过利用压电元件再生所记录的控制信号，使聚光用透镜在Z轴方向进行动作，且将聚光点对准硅晶片11的内部而对加工对象物1照射加工用激光。此时，在粒子区间Z中，关闭加工用激光。换言之，在照射加工用激光时，并不进行粒子区间Z中的加工用激光的照射。由此，在硅晶片11的内部形成成为切断的起点的改质区域。
在本实施方式中，如上所述，将位移传感器信号α与移动平均β之间的差设定为平均差分γ，在该平均差分γ中设置阈值以检测出存在于切断预定线区间的粒子，然而也可以将位移传感器信号α与反馈基准值V0之间的差设定为平均差分，在该平均差分中设置阈值。此外，也可以不设置平均差分，而在位移传感器信号中直接设置阈值以检测出存在于切断预定线区间的粒子。顺带需要说明，在这些情况下，也相当于在检测值中设定特定阈值。
以上，利用本实施方式，在追踪记录时，确定包含有平均差分γ的绝对值超过0.2V的线区间S的粒子区间Z，并在该粒子区间Z中校正控制信号。由此，在切断预定线区间中检测出存在有粒子的区间作为线区间S，从而可以判断出在切断预定线5上存在粒子、且由于该粒子使测定用激光产生漫反射。同时，也可以在切断预定线中检测出由于粒子的存在对控制信号产生影响的区间作为粒子区间Z。于是，通过在粒子区间Z中校正控制信号，可防止因粒子存在产生的影响使控制信号包含误差而导致聚光用透镜在Z轴方向上过度移动，从而可使加工用激光的聚光点高精度地对加工对象物1的表面3进行追踪。因此可以相对于表面3将聚光点对准所期望的位置，从而可以相对于表面3高精度地将改质区域形成在所期望的位置。其结果，可防止由于加工用激光照射在粒子而使该粒子粉碎并飞散至周围，进而防止该粉碎对加工对象物1整体造成破坏。
在此，在一般的激光加工方法中，由于控制信号对平均差分γ的响应性的延迟，因此可能无法在粒子区间Z的附近高精度地取得控制信号。例如，在切断预定线区间中比粒子区间Z更靠后侧之处，平均差分γ波形中紊乱被收敛而达到稳定，但在控制信号的波形中，紊乱仍可能持续存在。因此在本实施方式中，如上所述，通过实施再次取得粒子区间Z以外的控制信号的再追踪记录，即使在粒子区间Z的附近，也可以高精度地取得控制信号，使加工用激光的聚光点高精度地对表面3进行追踪。
此外，在本实施方式中，如上所述，在粒子区间Z中将控制信号设定为一定，或是利用粒子区间Z附近的控制信号将控制信号平滑化，由此校正控制信号。由此，可平滑地使加工用激光的聚光点对表面3进行追踪。
此外，在贴附在加工对象物1的背面21侧的扩展胶带与载置台之间，可能会有混入粒子的情况。此时，在混入粒子的部分，由于该粒子而使加工对象物1产生极端变形，从而使表面3产生较大位移。因此，以往的方法具有无法利用测定用激光检测出表面3的位移、从而导致无法使加工用激光的聚光点高精度地对表面3进行追踪的之虞。因此在本实施方式中，如上所述，通过确定粒子区间Z、且在该粒子区间Z中校正控制信号，从而在扩展胶带与载置台之间混入有粒子的情况下，可适用本实施方式的激光加工方法，因此，即使在该情况下，也可以使加工用激光的聚光点高精度地对表面3进行追踪。
以上为说明本发明的优选实施方式，但是本发明并不局限于上述实施方式。
例如在上述实施方式中，实施再追踪记录，但在考虑控制信号的响应性延迟的必要性较小时，也可以不实施再追踪记录。
此外，在上述实施方式中，从算出精密度及算出速度的观点出发，优选将移动平均β设定为位移传感器信号α的8个取样量的平均值，但也可以设定为10个取样量的平均值或适当设定。
此外，平滑化也可以仅利用比粒子区间Z更靠前侧及后侧中的任一侧的切断预定线区间中的控制信号，对粒子区间的控制信号进行补充。此外，也可以使用直线补充以替代曲线补充。
此外，除了硅晶片11之外，例如可以使用砷化镓等半导体化合物材料、压电材料、蓝宝石等具有结晶性的材料。此外，在本实施方式中，加工用激光的照射条件并不被脉冲间距宽度或输出等限定，可设定为种种照射条件。
产业上的可利用性
根据本发明，可以高精度地将改质区域形成在距离加工对象物的激光照射面的期望位置。