JP2011248241A

JP2011248241A - Plate-like material processing method and laser processing apparatus

Info

Publication number: JP2011248241A
Application number: JP2010123338A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Watanabe; 陽介渡邊
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a modification layer inside a scheduled division line.SOLUTION: The processing method of this invention detects a direction of an optical axis of a work 1 made of birefringence crystal materials, selects one of an ordinary ray, an extraordinary ray, and a compound ray of an ordinary ray and an extraordinary ray based on the detected direction of the optical axis and an extending direction of a scheduled division line 11 as a laser beam to be irradiated to the scheduled division line 11, and irradiates the selected laser beam to scan the scheduled division line 11, thereby forming a modification layer inside the scheduled division line 11.

Description

本発明は、複屈折性結晶材料から構成された板状物の加工面にレーザー光線を照射して走査することによって、分割予定ラインの内部に改質層を形成して板状物を分割する切っ掛けを形成する板状物の加工方法及びレーザー加工装置に関する。 According to the present invention, a processed surface of a plate-shaped object made of a birefringent crystal material is scanned by irradiating a laser beam to form a modified layer inside the planned dividing line, thereby dividing the plate-shaped object. The present invention relates to a processing method and a laser processing apparatus for a plate-like object that forms a plate.

半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の板状物を分割予定ラインに沿って分割する方法として、分割予定ラインの内部に集光点を合わせて板状物に対し透過性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー加工方法が提案されている（特許文献１参照）。このレーザー加工方法では、分割予定ラインの内部に集光点を合わせて板状物に対し透過性を有する波長のレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿って板状物の内部に改質層を連続的に形成する。なお、本明細書中において、改質層とは、密度、屈折率、機械的強度等の物理的特性が周囲の物理的特性とは異なった状態になっている領域を意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、これらの領域が混在している領域等を例示することができる。そして、改質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って板状物に外力を加えることにより、分割予定ラインに沿って板状物を分割することができる。 As a method of dividing a plate-like object such as a semiconductor wafer or an optical device wafer along the planned division line, a condensing point is set inside the planned division line and a laser beam having a wavelength that is transparent to the plate-like object is irradiated. A laser processing method has been proposed (see Patent Document 1). In this laser processing method, a condensing point is aligned inside the planned division line, and a laser beam having a wavelength that is transmissive to the plate-like material is irradiated, and a modified layer is formed inside the plate-like material along the planned division line. Form continuously. In the present specification, the modified layer means a region in which physical properties such as density, refractive index, mechanical strength and the like are different from the surrounding physical properties, and a melt processing region. Examples include a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, a region where these regions are mixed, and the like. And a plate-shaped object can be divided | segmented along a division | segmentation planned line by applying external force to a plate-shaped object along the division | segmentation planned line where intensity | strength fell by forming a modified layer.

特許第３４０８８０５号公報Japanese Patent No. 3408805

本願発明の発明者は、鋭意研究を重ねてきた結果、従来のレーザー加工方法を用いて複屈折性結晶材料から構成された板状物を分割した場合、分割面に大きな凹凸が形成される、分割予定ラインに沿って分割できない等の不具合が発生し、板状物を品質高く分割できないことを知見した。そして、本願発明の発明者は、板状物を品質高く分割できない原因の１つとして、分割予定ラインの内部に改質層が形成されていないことを知見した。複屈折性結晶材料から構成された板状物は、変調器や圧電素子等の電子機器への利用が期待されている。このため、分割予定ラインの内部に改質層を形成可能な板状物の加工方法及びレーザー加工装置の提供が急務となっている。 The inventor of the present invention, as a result of earnest research, as a result of dividing a plate-shaped object composed of a birefringent crystal material using a conventional laser processing method, large irregularities are formed on the divided surface, It was discovered that problems such as inability to divide along the planned division line occurred and the plate-like material could not be divided with high quality. And the inventor of this invention discovered that the modified layer was not formed in the inside of a division | segmentation planned line as one of the causes which cannot divide | segment a plate-shaped object with high quality. A plate-like material made of a birefringent crystal material is expected to be used for electronic devices such as modulators and piezoelectric elements. For this reason, there is an urgent need to provide a plate-like material processing method and a laser processing apparatus that can form a modified layer inside the division line.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、分割予定ラインの内部に改質層を形成可能な板状物の加工方法及びレーザー加工装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is to provide the processing method and laser processing apparatus of the plate-shaped object which can form a modified layer in the inside of a division | segmentation scheduled line.

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る板状物の加工方法は、複屈折性結晶材料から構成された板状物の加工面にレーザー光線を照射して走査することによって、分割予定ラインの内部に改質層を形成して板状物を分割する切っ掛けを形成する板状物の加工方法であって、前記複屈折性結晶材料の光学軸の方向を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された光学軸の方向と前記分割予定ラインの延伸方向とに基づいて、常光線、異常光線、及び常光線と異常光線との複合光線のうちのいずれか１つを前記分割予定ラインに照射するレーザー光線として選択する選択工程と、前記選択工程によって選択されたレーザー光線を前記分割予定ラインに照射して走査することによって、分割予定ラインの内部に改質層を形成する改質層形成工程と、を含む。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the processing method of the plate-like object according to the present invention is to scan the processing surface of the plate-like object composed of the birefringent crystal material by irradiating with a laser beam. A plate-like material processing method for forming a cut for dividing a plate-like material by forming a modified layer inside a division-scheduled line, wherein the detecting step detects the direction of the optical axis of the birefringent crystal material And, based on the direction of the optical axis detected by the detection step and the extending direction of the scheduled division line, one of ordinary light, extraordinary light, and composite light of ordinary light and extraordinary light. A selection step of selecting as a laser beam to be irradiated to the planned division line, and a laser beam selected by the selection step is irradiated and scanned on the planned division line to form a modified layer inside the planned division line. Comprising a modified layer forming step of, a.

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るレーザー加工装置は、複屈折性結晶材料から構成された板状物を保持する保持手段と、前記板状物を透過する波長を有するレーザー光線を発振する発振器と、前記保持手段に保持された板状物の内部に集光点を位置付けて該発振器が発振したレーザー光線を集光する集光部と、を有するレーザー加工手段と、前記板状物の光学軸の方向と前記分割予定ラインの延伸方向とに基づいて、前記レーザー光線の直線偏光方向を設定する偏光方向設定手段と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a laser processing apparatus according to the present invention includes a holding unit that holds a plate-like object made of a birefringent crystal material, and a wavelength that transmits the plate-like object. A laser processing means comprising: an oscillator that oscillates a laser beam; and a condensing unit that condenses a laser beam oscillated by the oscillator by positioning a condensing point inside a plate-like object held by the holding means, Polarization direction setting means for setting a linear polarization direction of the laser beam based on the direction of the optical axis of the plate-like object and the extending direction of the scheduled division line.

本発明に係る板状物の加工方法及びレーザー加工装置によれば、板状物の光学軸の方向と分割予定ラインの延伸方向とに基づいて板状物に照射するレーザー光線の直線偏光方向を設定するので、分割予定ラインの内部に改質層を形成することができる。 According to the processing method and the laser processing apparatus of the plate-like object according to the present invention, the linear polarization direction of the laser beam irradiated to the plate-like object is set based on the direction of the optical axis of the plate-like object and the extending direction of the line to be divided. Therefore, the modified layer can be formed inside the division planned line.

図１は、本実施の一実施形態であるレーザー加工装置の構成を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１に示すレーザー照射機構の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the laser irradiation mechanism shown in FIG. 図３は、屈折率が光の進行方向や偏光状態によらず一定である媒質中における光の伝播の様子を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining how light propagates in a medium whose refractive index is constant regardless of the traveling direction of light and the polarization state. 図４は、複屈折性結晶材料中における光の伝播の様子を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic view for explaining the state of light propagation in the birefringent crystal material. 図５は、ワークの表面に対し傾きを有する光学軸の方向を説明するための模式図であり、図５（ａ）はワークの平面図であり、図５（ｂ）はワークの側面図である。5A and 5B are schematic diagrams for explaining the direction of the optical axis having an inclination with respect to the surface of the workpiece, FIG. 5A is a plan view of the workpiece, and FIG. 5B is a side view of the workpiece. is there. 図６は、レーザー光線がｙ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｙのみを有する場合における改質層の形成位置を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the formation position of the modified layer when the laser beam has only the linearly polarized light component Ey that vibrates in the y-axis direction. 図７は、レーザー光線がｘ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｘのみを有する場合における改質層の形成位置を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the formation position of the modified layer when the laser beam has only the linearly polarized light component Ex that vibrates in the x-axis direction. 図８は、レーザー光線がｘ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｘとｙ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｙとを有する場合における改質層の形成位置を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the formation position of the modified layer when the laser beam has a linearly polarized light component Ex that vibrates in the x-axis direction and a linearly polarized light component Ey that vibrates in the y-axis direction. 図９は、本発明の一実施形態であるレーザー加工処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the flow of laser processing that is one embodiment of the present invention. 図１０は、ワークの光学軸が、分割予定ラインとワークに照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在するが、ワークに照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合におけるワークの光学軸及び分割予定ラインの方向を説明するための模式図であり、図１０（ａ）はワークの平面図であり、図１０（ｂ）はワークの側面図である。FIG. 10 shows a case where the optical axis of the workpiece exists in a plane formed by the division line and the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece, but does not intersect perpendicularly with the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece. It is a schematic diagram for demonstrating the direction of the optical axis and division | segmentation scheduled line of a workpiece | work, Fig.10 (a) is a top view of a workpiece | work, FIG.10 (b) is a side view of a workpiece | work. 図１１は、分割予定ラインにおけるワークの断面図であり、図１０（ａ）に示すワークのＡ−Ａ線断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the workpiece along the planned dividing line, and is a cross-sectional view taken along the line AA of the workpiece shown in FIG. 図１２は、ワークの光学軸がワークに照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わる場合におけるワークの光学軸及び分割予定ラインの方向を説明するための模式図であり、図１２（ａ）はワークの平面図であり、図１２（ｂ）はワークの側面図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the direction of the optical axis of the workpiece and the line to be divided when the optical axis of the workpiece intersects perpendicularly with the optical axis of the laser beam applied to the workpiece. FIG. FIG. 12B is a plan view of the workpiece, and FIG. 12B is a side view of the workpiece. 図１３は、分割予定ラインにおけるワークの断面図であり、図１２（ａ）に示すワークのＡ−Ａ線断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the workpiece along the planned division line, and is a cross-sectional view taken along line AA of the workpiece shown in FIG. 図１４は、光学軸に対して垂直な直線偏光成分のみを有するレーザー光線を用いたレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１４（ａ）はワークの平面図であり、図１４（ｂ）はワークの側面図である。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a laser processing method using a laser beam having only a linearly polarized light component perpendicular to the optical axis. FIG. 14 (a) is a plan view of a workpiece, and FIG. b) is a side view of the workpiece. 図１５は、光学軸に対して平行な直線偏光成分のみを有するレーザー光線を用いたレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１５（ａ）はワークの平面図であり、図１５（ｂ）はワークの側面図である。FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a laser processing method using a laser beam having only a linearly polarized light component parallel to the optical axis. FIG. 15A is a plan view of a workpiece, and FIG. b) is a side view of the workpiece. 図１６は、ワークが０°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウムによって形成されている場合におけるレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１６（ａ）はワークの平面図であり、図１６（ｂ）はワークの側面図である。FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a laser processing method when the workpiece is formed of 0 ° rotation Y-cut X-propagating lithium niobate, and FIG. 16 (a) is a plan view of the workpiece. 16 (b) is a side view of the workpiece. 図１７は、図１６に示すレーザー加工方法を用いて分割されたワークを示す写真図である。FIG. 17 is a photograph showing a workpiece divided using the laser processing method shown in FIG. 図１８は、ワークが１２８°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウムによって形成されている場合におけるレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１８（ａ）はワークの平面図であり、図１８（ｂ）はワークの側面図である。FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a laser processing method when the workpiece is formed of 128 ° rotated Y-cut X-propagating lithium niobate, and FIG. 18 (a) is a plan view of the workpiece. 18 (b) is a side view of the workpiece. 図１９は、図１８に示すレーザー加工方法を用いて分割されたワークを示す写真図である。FIG. 19 is a photograph showing a work divided using the laser processing method shown in FIG.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるレーザー加工装置について説明する。 Hereinafter, a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔レーザー加工装置の構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態であるレーザー加工装置の構成について説明する。 [Configuration of laser processing equipment]
First, with reference to FIG. 1, the structure of the laser processing apparatus which is one Embodiment of this invention is demonstrated.

図１は、本実施の一実施形態であるレーザー加工装置の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるレーザー加工装置は、ワーク１を保持するための保持機構２と、保持機構２を加工送り方向であるＸ軸方向及び割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させるためのＸＹ駆動機構４と、保持機構２によって保持されたワーク１にレーザー光線を照射するためのレーザー照射機構５と、レーザー加工装置を構成する各部の動作を制御してレーザー加工装置を統括的に制御する制御装置６とを備える。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention has a holding mechanism 2 for holding a workpiece 1, and the holding mechanism 2 in the X-axis direction and the indexing feeding direction that are machining feeding directions. An XY drive mechanism 4 for moving in the Y-axis direction, a laser irradiation mechanism 5 for irradiating the workpiece 1 held by the holding mechanism 2 with a laser beam, and the operation of each part of the laser processing apparatus are controlled to control the laser. And a control device 6 for comprehensively controlling the processing device.

ワーク１は、略円板形状の板状物により構成されている。ワーク１の表面側は互いに直交する分割予定ライン１１によって格子状に区画され、区画された領域内にはデバイスが形成されている。ワーク１を形成する材料としては、特に限定はされないが、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を主成分とするカルサイト等の複屈折性結晶材料を例示することができる。 The workpiece 1 is configured by a substantially disk-shaped plate-like object. The surface side of the workpiece 1 is partitioned in a grid pattern by dividing lines 11 orthogonal to each other, and devices are formed in the partitioned areas. As a material for forming the workpiece 1 is not particularly limited, lithium niobate (LiNbO _3), lithium tantalate (LiTaO _3), sapphire _(Al _{2 O} 3), a main component calcium carbonate (CaCO ₃₎ A birefringent crystal material such as calcite can be exemplified.

保持機構２は、ワーク１に応じた大きさのチャックテーブルを主体とするものであり、図示しない吸引手段によって上面である保持面２１上に載置されたワーク１を吸引保持する。ワーク１は、図示しない搬送手段によって例えば表面側を上にして保持機構２に搬入され、保持面２１上に吸引保持される。このようにワーク１を保持面２１上で保持する保持機構２は、円筒部材２２の上端に設けられ、円筒部材２２内に配設された図示しないパルスモータによって鉛直軸を軸中心として回転自在な構成となっている。保持機構２は、本発明に係る保持手段として機能する。 The holding mechanism 2 mainly includes a chuck table having a size corresponding to the workpiece 1, and sucks and holds the workpiece 1 placed on the holding surface 21 which is the upper surface by a suction unit (not shown). The workpiece 1 is carried into the holding mechanism 2 by, for example, a surface side up by a conveying means (not shown), and is sucked and held on the holding surface 21. In this way, the holding mechanism 2 that holds the workpiece 1 on the holding surface 21 is provided at the upper end of the cylindrical member 22 and is rotatable about a vertical axis by a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 22. It has a configuration. The holding mechanism 2 functions as a holding unit according to the present invention.

ＸＹ駆動機構４は、２段の滑動ブロック４１，４２を備える。保持機構２は、円筒部材２２を介して２段の滑動ブロック４１，４２の上に搭載されている。ＸＹ駆動機構４は、ボールネジ４３１やパルスモータ４３２等によって構成された加工送り機構４３を備え、滑動ブロック４１は、この加工送り機構４３によってＸ軸方向への移動が自在である。そして、加工送り機構４３が駆動して滑動ブロック４１が移動し、レーザー照射機構５に対して保持機構２がＸ軸方向に移動することによって、滑動ブロック４１に搭載された保持機構２とレーザー照射機構５とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。なお、以下の説明において、加工送り方向であるＸ軸方向について、図１中で矢印が指し示す方向を正の方向、その逆方向を負の方向と呼ぶ。 The XY drive mechanism 4 includes two stages of sliding blocks 41 and 42. The holding mechanism 2 is mounted on the two-stage sliding blocks 41 and 42 via the cylindrical member 22. The XY drive mechanism 4 includes a machining feed mechanism 43 configured by a ball screw 431, a pulse motor 432, and the like, and the sliding block 41 can be moved in the X-axis direction by the machining feed mechanism 43. Then, the machining feed mechanism 43 is driven to move the sliding block 41, and the holding mechanism 2 moves in the X-axis direction with respect to the laser irradiation mechanism 5, so that the laser irradiation with the holding mechanism 2 mounted on the sliding block 41 is performed. The mechanism 5 is relatively moved along the X-axis direction. In the following description, with respect to the X-axis direction that is the machining feed direction, the direction indicated by the arrow in FIG. 1 is referred to as a positive direction, and the opposite direction is referred to as a negative direction.

ＸＹ駆動機構４は、ボールネジ４４１やパルスモータ４４２等で構成された割り出し送り機構４４を備え、滑動ブロック４２は、割り出し送り機構４４によってＹ軸方向への移動が自在である。そして、割り出し送り機構４４が駆動して滑動ブロック４２が移動し、レーザー照射機構５に対して保持機構２がＹ軸方向に移動することによって、滑動ブロック４２に搭載された保持機構２とレーザー照射機構５とをＹ軸方向に沿って相対的に移動させる。 The XY drive mechanism 4 includes an index feed mechanism 44 configured with a ball screw 441, a pulse motor 442, and the like, and the sliding block 42 can be moved in the Y-axis direction by the index feed mechanism 44. Then, the indexing feed mechanism 44 is driven to move the sliding block 42, and the holding mechanism 2 moves in the Y-axis direction with respect to the laser irradiation mechanism 5, so that the laser irradiation with the holding mechanism 2 mounted on the sliding block 42 is performed. The mechanism 5 is relatively moved along the Y-axis direction.

本実施形態では、保持機構２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることによって保持機構２とレーザー照射機構５とを相対的に移動させる構成とした。これに対して、保持機構２を移動させずにレーザー照射機構５をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる構成としてもよい。また、保持機構２及びレーザー照射機構５の双方をＸ軸方向に沿って逆方向に移動させ、保持機構２及びレーザー照射機構５の双方をＹ軸方向に沿って逆方向に移動させてこれらを相対移動させる構成としてもよい。 In the present embodiment, the holding mechanism 2 and the laser irradiation mechanism 5 are relatively moved by moving the holding mechanism 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction. In contrast, the laser irradiation mechanism 5 may be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction without moving the holding mechanism 2. Further, both the holding mechanism 2 and the laser irradiation mechanism 5 are moved in the reverse direction along the X-axis direction, and both the holding mechanism 2 and the laser irradiation mechanism 5 are moved in the reverse direction along the Y-axis direction to move them. It is good also as a structure moved relatively.

加工送り機構４３に対しては、保持機構２の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段４５が付設されている。加工送り量検出手段４５は、Ｘ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック４１に配設されて滑動ブロック４１と共に移動することによってリニアスケールを読み取る読み取りヘッド等で構成される。同様に、割り出し送り機構４４に対しては、保持機構２の割り出し送り量を検出するための割り出し送り量検出手段４６が付設されている。割り出し送り量検出手段４６は、Ｙ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック４２に配設されて滑動ブロック４２と共に移動することによってリニアスケールを読み取る読み取りヘッド等によって構成される。 A processing feed amount detecting means 45 for detecting the processing feed amount of the holding mechanism 2 is attached to the processing feed mechanism 43. The processing feed amount detection means 45 is configured by a linear scale disposed along the X-axis direction, a reading head that is disposed on the sliding block 41 and moves along with the sliding block 41, and reads the linear scale. Similarly, an index feed amount detection means 46 for detecting the index feed amount of the holding mechanism 2 is attached to the index feed mechanism 44. The index feed amount detection means 46 is configured by a linear scale disposed along the Y-axis direction, a reading head that is disposed on the sliding block 42 and reads the linear scale by moving together with the sliding block 42, and the like.

レーザー照射機構５は、保持面２１上に吸引保持されたワーク１にレーザー光線を照射し、ワーク１の加工すべき位置に沿ってレーザー加工を施すためのものである。レーザー照射機構５は、本発明に係るレーザー加工手段として機能する。制御装置６は、レーザー加工装置の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータ等によって構成される。 The laser irradiation mechanism 5 is for irradiating the workpiece 1 sucked and held on the holding surface 21 with a laser beam and performing laser processing along the position where the workpiece 1 is to be processed. The laser irradiation mechanism 5 functions as laser processing means according to the present invention. The control device 6 is constituted by a microcomputer having a built-in memory for holding various data necessary for the operation of the laser processing apparatus.

〔レーザー照射機構の構成〕
次に、図２を参照して、レーザー照射機構５の構成について説明する。 [Configuration of laser irradiation mechanism]
Next, the configuration of the laser irradiation mechanism 5 will be described with reference to FIG.

図２は、図１に示すレーザー照射機構の構成を示すブロック図である。図２に示すように、レーザー照射機構５は、発振器５１と、強度調整部（アッテネータ）５２と、偏光方向設定部５３と、ミラー素子５４と、集光レンズ５５とを備える。発振器５１は、所定波長のレーザー光線を発振するためのものであり、例えばＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ４レーザー発振器等からなるレーザー光線発振器、１０６４ｎｍ等の赤外線波長域のレーザー光線を発振する発振器等によって構成される。強度調整部５２は、１／２波長板５２１と、モータ５２２と、偏光ビームスプリッタ５２３と、アブソーバ５２４とを備える。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the laser irradiation mechanism shown in FIG. As shown in FIG. 2, the laser irradiation mechanism 5 includes an oscillator 51, an intensity adjustment unit (attenuator) 52, a polarization direction setting unit 53, a mirror element 54, and a condenser lens 55. The oscillator 51 is for oscillating a laser beam having a predetermined wavelength, and includes, for example, a laser beam oscillator composed of a YAG laser oscillator or a YVO4 laser oscillator, an oscillator that oscillates a laser beam in an infrared wavelength region such as 1064 nm, and the like. The intensity adjustment unit 52 includes a half-wave plate 521, a motor 522, a polarization beam splitter 523, and an absorber 524.

１／２波長板５２１は、モータ５２２によって回動可能な状態で発振器５１の後段に配設されている。１／２波長板５２１は、その回動角度に応じて発振器５１が発振したレーザー光線ＬＢの直線偏光方向を変化させる。偏光ビームスプリッタ５２３は、１／２波長板５２１を通過したレーザー光線のうち、所定の直線偏光方向を有するレーザー光線を偏光方向設定部５３に向けて透過すると共に、所定の直線偏光方向以外の直線偏光方向を有するレーザー光線をアブソーバ５２４側に分岐する。アブソーバ５２４は、偏光ビームスプリッタ５２３によって分岐されたレーザー光線を吸収するためのものであり、レーザー光線を良好に吸収すべく例えばつや消し黒色系金属によって構成するとよい。 The half-wave plate 521 is disposed at the subsequent stage of the oscillator 51 so as to be rotatable by the motor 522. The half-wave plate 521 changes the linear polarization direction of the laser beam LB oscillated by the oscillator 51 according to the rotation angle. The polarization beam splitter 523 transmits a laser beam having a predetermined linear polarization direction out of the laser beams that have passed through the half-wave plate 521 toward the polarization direction setting unit 53 and has a linear polarization direction other than the predetermined linear polarization direction. Is branched to the absorber 524 side. The absorber 524 is for absorbing the laser beam branched by the polarization beam splitter 523, and may be made of, for example, a matte black metal in order to absorb the laser beam satisfactorily.

偏光方向設定部５３は、１／２波長板５３１と、モータ５３２とを備える。１／２波長板５３１は、モータ５３２によって回動可能な状態で偏光ビームスプリッタ５２３の後段に配設されている。１／２波長板５３１は、その回動角度に応じて偏光ビームスプリッタ５２３を透過したレーザー光線の直線偏光方向を変化させる。偏光方向設定部５３は、本発明に係る偏光方向設定手段として機能する。ミラー素子５４は、１／２波長板５３１を通過したレーザー光線を集光レンズ５５側に向けて反射させるためのものである。集光レンズ５５は、ワーク１と対向するように配設され、ワーク１の内部に集光点を位置付けてミラー素子５４によって反射されたレーザー光線を集光するものである。集光レンズ５５は、本発明に係る集光部として機能する。但し、集光レンズ５５によって集光されるレーザー光線の少なくとも中央光が、本発明が規定するレーザー光線の要件を満たしていればよい。 The polarization direction setting unit 53 includes a half-wave plate 531 and a motor 532. The half-wave plate 531 is disposed downstream of the polarization beam splitter 523 so as to be rotatable by a motor 532. The half-wave plate 531 changes the linear polarization direction of the laser beam transmitted through the polarization beam splitter 523 according to the rotation angle. The polarization direction setting unit 53 functions as a polarization direction setting unit according to the present invention. The mirror element 54 is for reflecting the laser beam that has passed through the half-wave plate 531 toward the condenser lens 55 side. The condensing lens 55 is disposed so as to face the work 1, positions a condensing point inside the work 1, and condenses the laser beam reflected by the mirror element 54. The condensing lens 55 functions as a condensing unit according to the present invention. However, it is only necessary that at least the central light of the laser beam condensed by the condenser lens 55 satisfies the requirements of the laser beam defined by the present invention.

このような構成を有するレーザー加工装置は、以下のように動作することによってワーク１の加工面に対してレーザー加工処理を施す。すなわち、始めに、保持機構２にワーク１を搬入し、保持面２１上でワーク１を吸引保持する。その後、円筒部材２２内に配設された図示しないパルスモータを駆動し、保持面２１上のワーク１の向きを、その表面の互いに直交するうちの一方の分割予定ライン１１がＸ軸方向に沿う向きに調整する。続いて、ＸＹ駆動機構４を駆動し、保持機構２をＸＹ平面内で移動させて保持面２１上のワーク１を図示しない撮像ユニットの鉛直下方に位置付ける。そして、図示しない撮像ユニットによって保持面２１上のワーク１を撮像することでアライメントを実施し、直交するうちの一方の分割予定ライン１１の１つである加工対象の分割予定ライン１１の一端部を集光レンズ５５の鉛直下方に位置付ける。 The laser processing apparatus having such a configuration performs laser processing on the processing surface of the workpiece 1 by operating as follows. That is, first, the work 1 is carried into the holding mechanism 2, and the work 1 is sucked and held on the holding surface 21. Thereafter, a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 22 is driven, and the direction of the workpiece 1 on the holding surface 21 is set so that one of the scheduled dividing lines 11 on the surface is perpendicular to the X-axis direction. Adjust the direction. Subsequently, the XY drive mechanism 4 is driven, and the holding mechanism 2 is moved in the XY plane to position the workpiece 1 on the holding surface 21 vertically below an imaging unit (not shown). Then, alignment is performed by imaging the work 1 on the holding surface 21 by an imaging unit (not shown), and one end of the planned division line 11 to be processed, which is one of the division division lines 11 out of the orthogonal ones. It is positioned vertically below the condenser lens 55.

そして、このようにして加工対象の分割予定ライン１１の一端部を集光レンズ５５の鉛直下方に位置付けた後、保持機構２を加工送り方向であるＸ軸方向に往復移動させながらレーザー照射機構５によってレーザー光線を照射し、一方の分割予定ライン１１のそれぞれに沿ってレーザー加工を施す。例えば、最初に加工対象とする分割予定ライン１１に沿ったレーザー加工では、保持機構２を正のＸ軸方向に加工送りしながら往路加工を行い、加工対象の分割予定ライン１１の一端部から他端部までレーザービームを照射する。このように他端部までレーザー光線を照射したならば、保持機構２をＹ軸方向に移動させて隣接するレーザー光線の他端部を集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付け、加工対象を移す。そして、保持機構２を負のＸ軸方向に加工送りしながら復路加工を行い、加工対象のレーザー光線の他端部から一端部までレーザー光線を照射する。 Then, after positioning one end portion of the scheduled division line 11 to be processed in the vertical direction below the condenser lens 55 in this way, the laser irradiation mechanism 5 while reciprocating the holding mechanism 2 in the X-axis direction that is the processing feed direction. Is irradiated with a laser beam, and laser processing is performed along each of the division lines 11. For example, in laser processing along the planned division line 11 to be processed first, forward processing is performed while the holding mechanism 2 is processed and fed in the positive X-axis direction. Irradiate the laser beam to the edge. When the laser beam is irradiated to the other end in this way, the holding mechanism 2 is moved in the Y-axis direction, the other end of the adjacent laser beam is positioned vertically below the condenser lens 541, and the object to be processed is moved. Then, the return path processing is performed while processing and feeding the holding mechanism 2 in the negative X-axis direction, and the laser beam is irradiated from the other end of the laser beam to be processed to one end.

その後は、保持機構２をＹ軸方向に移動させて順次隣接するレーザー光線を集光レンズ５５の鉛直下方に位置付け、加工対象を移しながら往路加工と復路加工とを順番に行う。そして、直交する一方の分割予定ライン１１の全てに対して往路加工又は復路加工を行ったならば、保持機構２を９０度回転させることで直交する他方の分割予定ライン１１がＸ軸方向に沿うようにワーク１の姿勢を変更する。そして、一方の分割予定ライン１１に対する動作と同様にアライメントを行った後、順次他方の分割予定ライン１１を集光レンズ５５の鉛直下方に位置付けて加工対象を移しながら往路加工と復路加工とを順番に行い、この他方の分割予定ライン１１のそれぞれに沿って往路加工又は復路加工を行う。 Thereafter, the holding mechanism 2 is moved in the Y-axis direction so that adjacent laser beams are positioned vertically below the condensing lens 55, and forward processing and backward processing are sequentially performed while moving the processing target. Then, if the forward path machining or the backward path machining is performed on all of the orthogonal divisional lines 11, the other orthogonal divisional line 11 is orthogonal to the X-axis direction by rotating the holding mechanism 2 by 90 degrees. Thus, the posture of the work 1 is changed. Then, after alignment is performed in the same manner as the operation for one of the planned dividing lines 11, the forward processing and the backward processing are sequentially performed while the other dividing planned line 11 is positioned vertically below the condenser lens 55 and the processing target is moved. Then, the forward path machining or the backward path machining is performed along each of the other division planned lines 11.

〔複屈折性結晶材料のレーザー加工方法〕
本願発明の発明者は、鋭意研究を重ねてきた結果、レーザー加工装置を用いて複屈折性結晶材料から構成されたワーク１に対しレーザー加工処理を施した場合、分割面に大きな凹凸が形成される、分割予定ラインに沿って分割できない等の不具合が発生し、ワーク１を分割予定ラインに沿って品質高く分割できないことを知見した。そして、本願発明の発明者は、ワーク１を品質高く分割できない原因の１つとして、分割予定ラインの内部に改質層が形成されていないことを知見した。そこで、ワーク１が複屈折性結晶材料によって構成されている場合には、以下のようにしてワーク１に対しレーザー加工処理を施す。以下、ワーク１が複屈折性結晶材料によって構成されている場合におけるレーザー加工方法について説明する。 [Laser processing method of birefringent crystal material]
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that when laser processing is performed on the workpiece 1 made of a birefringent crystal material using a laser processing apparatus, large irregularities are formed on the divided surfaces. It has been found that the work 1 cannot be divided along the planned dividing line, and the work 1 cannot be divided with high quality along the planned dividing line. And the inventor of this invention discovered that the modified layer was not formed in the division | segmentation planned line as one of the causes which cannot divide | segment the workpiece | work 1 with high quality. Therefore, when the workpiece 1 is made of a birefringent crystal material, the workpiece 1 is subjected to laser processing as follows. Hereinafter, a laser processing method in the case where the workpiece 1 is made of a birefringent crystal material will be described.

〔複屈折性結晶材料の物性〕
始めに、図３乃至図８を参照して、複屈折性結晶材料の物性について説明する。 [Physical properties of birefringent crystal materials]
First, physical properties of the birefringent crystal material will be described with reference to FIGS.

空気やガラスのように分子が無秩序に分布する媒質中では、媒質の屈折率は光の進行方向や偏光状態によらず一定である。このため、媒質中において、光は、ホイヘンスの原理に従って図３に示すように伝播する。すなわち、図３に示すように、光は、光の波面上の点Ｐ１〜Ｐ４の各点において発生した円形形状の二次波Ｗ１〜Ｗ４及び二次波Ｗ１’〜Ｗ４’の包絡面を新たな光の波面ＷＰ及び波面ＷＰ’とすることによって媒質中を進行する。しかしながら、複屈折性結晶材料中では、屈折率は光の進行方向や偏光状態によって異なる。このため、光は図４に示すように進行する。 In a medium in which molecules are distributed randomly, such as air or glass, the refractive index of the medium is constant regardless of the traveling direction of light and the polarization state. For this reason, light propagates in the medium as shown in FIG. 3 according to Huygens' principle. That is, as shown in FIG. 3, the light renews the envelope surfaces of the circular secondary waves W1 to W4 and secondary waves W1 ′ to W4 ′ generated at points P1 to P4 on the wavefront of the light. The light travels in the medium by setting the wavefront WP and the wavefront WP ′ of light. However, in the birefringent crystal material, the refractive index varies depending on the traveling direction of light and the polarization state. For this reason, the light travels as shown in FIG.

すなわち、図４に示すように、複屈折性結晶材料であるワーク１の加工面１ａに対し垂直な方向（ｚ軸方向）から光が入射した場合、光学軸ＯＡの延伸方向と光学軸ＯＡの延伸方向に対し垂直な方向とでは光の屈折率が異なるために、加工面１ａ上の点Ｐ１〜Ｐ４の各点において発生する二次波Ｗ１〜Ｗ４及び二次波Ｗ１’〜Ｗ４’の形状は回転楕円体になる。このため、二次波Ｗ１〜Ｗ４及び二次波Ｗ１’〜Ｗ４’の包絡面である新たな光の波面ＷＰ及び波面ＷＰ’は、加工面１ａに対して垂直な方向（ｚ軸方向）に対し角度を有して進行する。 That is, as shown in FIG. 4, when light is incident from a direction (z-axis direction) perpendicular to the processed surface 1a of the work 1 that is a birefringent crystal material, the extending direction of the optical axis OA and the optical axis OA Since the refractive index of light is different from the direction perpendicular to the stretching direction, the shapes of secondary waves W1 to W4 and secondary waves W1 ′ to W4 ′ generated at points P1 to P4 on the processed surface 1a. Becomes a spheroid. For this reason, the wavefronts WP and WP ′ of the new light, which are the envelope surfaces of the secondary waves W1 to W4 and the secondary waves W1 ′ to W4 ′, are in a direction perpendicular to the processing surface 1a (z-axis direction). Proceed with an angle.

これにより、複屈折性結晶材料に光が入射した場合、入射光線は常光線（Ordinary Wave，Ｏ線）と異常光線（Extraordinary Wave，Ｅ線）との２つの光線に分離される。ここで、常光線とは、光学軸ＯＡと入射光線の光軸とで形成される平面に対し直交するように振動する直線偏光成分を有する光線であり、光学軸ＯＡの影響を受けずに複屈折性結晶材料内で入射光線の光軸と同一直線上を進行する。一方、異常光線とは、光学軸ＯＡと入射光線の光軸とで形成される平面に対し平行になるように振動する直線偏光成分を有する光線であり、光学軸ＯＡの影響を受けて複屈折性結晶材料内で常光線と分離して進行する。 As a result, when light is incident on the birefringent crystal material, the incident light is separated into two rays, an ordinary ray (Ordinary Wave, O ray) and an extraordinary ray (Extraordinary Wave, E ray). Here, the ordinary ray is a ray having a linearly polarized component that vibrates perpendicularly to a plane formed by the optical axis OA and the optical axis of the incident ray, and is not affected by the optical axis OA. It proceeds on the same straight line as the optical axis of the incident light within the refractive crystal material. On the other hand, an extraordinary ray is a ray having a linearly polarized component that vibrates so as to be parallel to a plane formed by the optical axis OA and the optical axis of the incident ray, and is birefringent under the influence of the optical axis OA. It progresses separately from ordinary rays in the crystalline material.

このため、複屈折性結晶材料にレーザー光線を照射した場合には、常光線に由来する改質層と異常光線に由来する改質層とが形成される。具体例として、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク１の表面（加工面，ｘｙ平面）に対し傾き角度を有する光学軸ＯＡを有する複屈折性材料によって形成されたワーク１にレーザー光線を照射する場合を考える。この場合、図６に示すように、レーザー光線がｙ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｙ、すなわち光学軸ＯＡとレーザー光線の光軸とで形成される平面に対し直交する直線偏光成分Ｅｙのみを有する場合には、異常光線は発生せずに常光線のみが発生する。これにより、改質層はレーザー光線の照射位置Ｐ１の下方に形成される。 For this reason, when a laser beam is irradiated to the birefringent crystal material, a modified layer derived from ordinary light and a modified layer derived from extraordinary light are formed. As a specific example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a workpiece 1 formed of a birefringent material having an optical axis OA having an inclination angle with respect to the surface (processed surface, xy plane) of the workpiece 1. Consider the case of irradiating a laser beam. In this case, as shown in FIG. 6, the laser beam has only a linearly polarized light component Ey that vibrates in the y-axis direction, that is, only a linearly polarized light component Ey that is orthogonal to the plane formed by the optical axis OA and the optical axis of the laser beam. In this case, only ordinary rays are generated without generating extraordinary rays. As a result, the modified layer is formed below the irradiation position P1 of the laser beam.

一方、図７に示すように、レーザー光線がｘ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｙ、すなわち光学軸ＯＡと入射光線の光軸とで形成される平面に対し平行な直線偏光成分Ｅｘのみを有する場合には、常光線は発生せずに異常光線のみが発生する。これにより、改質層は、レーザー光線の照射位置Ｐ１からｘ軸方向にずれた表面位置Ｐ２の下方に形成される。また、図８に示すように、レーザー光線の直線偏光成分Ｅがｘ軸及びｙ軸に対して傾きを有する場合には、レーザー光線の直線偏光成分Ｅをｘ軸方向成分Ｅｘとｙ軸方向成分Ｅｙとに分解することによって、各成分について図６及び図７に示す場合と同様に考えることができる。すなわち、レーザー光線の直線偏光成分Ｅがｘ軸及びｙ軸に対して傾きを有する場合には、図８に示すように、常光線に由来する改質層と異常光線に由来する改質層とがｘ軸方向に並んで形成される。 On the other hand, as shown in FIG. 7, when the laser beam has only a linearly polarized light component Ey that vibrates in the x-axis direction, that is, only a linearly polarized light component Ex parallel to the plane formed by the optical axis OA and the optical axis of the incident light beam. In this case, only an extraordinary ray is generated without generating an ordinary ray. As a result, the modified layer is formed below the surface position P2 shifted in the x-axis direction from the irradiation position P1 of the laser beam. In addition, as shown in FIG. 8, when the linearly polarized light component E of the laser beam has an inclination with respect to the x axis and the y axis, the linearly polarized light component E of the laser beam is converted into an x axis direction component Ex and a y axis direction component Ey. Each component can be considered in the same manner as shown in FIG. 6 and FIG. That is, when the linearly polarized light component E of the laser beam has an inclination with respect to the x-axis and the y-axis, as shown in FIG. 8, there are a modified layer derived from ordinary light and a modified layer derived from extraordinary light. They are formed side by side in the x-axis direction.

〔レーザー加工処理〕
以上のように、ワーク１が複屈折性結晶材料により形成されている場合には、レーザー光線の偏光方向及び複屈折性結晶材料の光学軸ＯＡの方向に応じて、常光線に由来する改質層、異常光線に由来する改質層、及び常光線に由来する改質層と異常光線に由来する改質層とが形成される。そこで、ワーク１が複屈折性結晶材料によって構成されている場合には、以下に示すレーザー加工処理を実行する。以下、図９を参照して、ワーク１が複屈折性結晶材料によって構成されている場合におけるレーザー加工処理の流れについて説明する。 [Laser processing]
As described above, when the work 1 is formed of a birefringent crystal material, a modified layer derived from ordinary light according to the polarization direction of the laser beam and the direction of the optical axis OA of the birefringent crystal material. A modified layer derived from extraordinary rays, a modified layer derived from ordinary rays, and a modified layer derived from extraordinary rays are formed. Therefore, when the workpiece 1 is made of a birefringent crystal material, the laser processing shown below is executed. Hereinafter, with reference to FIG. 9, the flow of laser processing when the workpiece 1 is made of a birefringent crystal material will be described.

図９は、ワーク１が複屈折性結晶材料によって構成されている場合におけるレーザー加工処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、ワーク１が複屈折性結晶材料によって形成されている場合には、始めに、複屈折性結晶材料の光学軸ＯＡの方向を検出する（検出工程、ステップＳ１）。具体的には、複屈折性結晶材料の光学軸ＯＡの方向は、複屈折性結晶材料に照射されたレーザー光線が常光線と異常光線とに分離される現象を検出する、若しくは、ワーク１の製造工程から検出することができる。 FIG. 9 is a flowchart showing the flow of laser processing when the workpiece 1 is made of a birefringent crystal material. As shown in FIG. 9, when the workpiece 1 is formed of a birefringent crystal material, first, the direction of the optical axis OA of the birefringent crystal material is detected (detection step, step S1). Specifically, the direction of the optical axis OA of the birefringent crystal material detects the phenomenon that the laser beam irradiated to the birefringent crystal material is separated into an ordinary ray and an extraordinary ray, or manufacture of the workpiece 1. It can be detected from the process.

次に、ステップＳ１の検出工程によって検出された複屈折性結晶材料の光学軸ＯＡの方向と分割予定ライン１１の延伸方向とに基づいて、常光線、異常光線、及び常光線と異常光線との複合光線のうちのいずれか１つを分割予定ライン１１に照射するレーザー光線として選択する（選択工程、ステップＳ２）。選択工程の詳細については後述する。次に、ステップＳ２の選択工程によって選択されたレーザー光線を分割予定ライン１１に照射して走査することによって、分割予定ライン１１に沿ってワーク１の内部に改質層を連続的に形成する（改質層形成工程、ステップＳ３）。これにより、一連のレーザー加工処理は完了する。以後、分割予定ライン１１に沿ってワーク１に外力を加えることにより、分割予定ライン１１に沿ってワーク１を分割することができる。 Next, based on the direction of the optical axis OA of the birefringent crystal material detected by the detection process of step S1 and the extending direction of the planned dividing line 11, the ordinary ray, extraordinary ray, and ordinary ray and extraordinary ray Any one of the composite beams is selected as a laser beam to be applied to the division line 11 (selection step, step S2). Details of the selection step will be described later. Next, the modified layer is continuously formed in the work 1 along the scheduled division line 11 by irradiating the scanning with the laser beam selected in the selection step of step S2 and scanning (division). Quality layer forming step, step S3). Thereby, a series of laser processing is completed. Thereafter, the work 1 can be divided along the planned division line 11 by applying an external force to the work 1 along the planned division line 11.

〔選択工程〕
次に、図１０乃至図１５を参照して、（１）ワーク１の光学軸ＯＡが、分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在するが、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合、（２）ワーク１の光学軸ＯＡがワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わる場合、及び（３）ワーク１の光学軸ＯＡが分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在せず、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合における、上記ステップＳ２の選択工程について詳しく説明する。 [Selection process]
Next, referring to FIG. 10 to FIG. 15, (1) the optical axis OA of the work 1 exists in the plane formed by the division line 11 and the optical axis of the laser beam irradiated on the work 1. When the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece 1 does not intersect perpendicularly, (2) When the optical axis OA of the workpiece 1 intersects perpendicularly with the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece 1, and (3) The above steps when the optical axis OA does not exist in a plane formed by the division line 11 and the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece 1 and does not intersect the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece 1 perpendicularly. The selection process of S2 will be described in detail.

〔ワークの光学軸が、分割予定ラインとワークに照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在するが、ワークに照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合〕
始めに、図１０及び図１１を参照して、ワーク１の光学軸ＯＡが、分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在するが、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合における選択工程について説明する。図１０は、ワークの光学軸及び分割予定ラインの方向を説明するための模式図であり、図１０（ａ）はワークの平面図であり、図１０（ｂ）はワークの側面図である。図１１は、分割予定ラインにおけるワークの断面図であり、図１０（ａ）に示すワークのＡ−Ａ線断面図である。 [When the optical axis of the workpiece is in the plane formed by the line to be divided and the optical axis of the laser beam applied to the workpiece, but does not intersect the optical axis of the laser beam applied to the workpiece perpendicularly]
First, referring to FIG. 10 and FIG. 11, the optical axis OA of the work 1 exists in the plane formed by the division-scheduled line 11 and the optical axis of the laser beam irradiated to the work 1. A selection process in the case where it does not intersect perpendicularly with the optical axis of the laser beam to be irradiated will be described. 10A and 10B are schematic diagrams for explaining the direction of the optical axis of the work and the planned division line, FIG. 10A is a plan view of the work, and FIG. 10B is a side view of the work. FIG. 11 is a cross-sectional view of the workpiece along the planned dividing line, and is a cross-sectional view taken along the line AA of the workpiece shown in FIG.

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク１の光学軸ＯＡが、分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在するが、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合には、図５乃至図８を用いた議論から明らかなように、異常光線は分割予定ライン１１の延伸方向に沿って発生する。このため、異常光線が発生したとしても、異常光線に由来する改質層は分割予定ライン１１の下方に形成され、図１１に示すように、異常光線に由来する改質層の形成位置Ｐ２’は分割予定ライン１１の延伸方向に沿って常光線に由来する改質層の形成位置Ｐ１’に隣接する。従って、ワーク１の光学軸ＯＡが、分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在するが、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合、制御装置６は、分割予定ライン１１に照射するレーザー光線として常光線、異常光線、及び常光線と異常光線との複合光線のいずれが選択されるように、偏光方向設定部５３を制御することによってレーザー光線の直線偏光方向を調整する。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the optical axis OA of the work 1 exists in a plane formed by the division-scheduled line 11 and the optical axis of the laser beam applied to the work 1. If the laser beam does not intersect perpendicularly to the optical axis of the laser beam, as is apparent from the discussion using FIGS. 5 to 8, the extraordinary beam is generated along the extending direction of the line to be divided 11. For this reason, even if an extraordinary ray is generated, the modified layer derived from the extraordinary ray is formed below the planned dividing line 11, and as shown in FIG. 11, the formation position P2 ′ of the modified layer derived from the extraordinary ray. Is adjacent to the formation position P1 ′ of the modified layer derived from the ordinary ray along the extending direction of the division line 11. Accordingly, the optical axis OA of the work 1 exists in a plane formed by the division line 11 and the optical axis of the laser beam irradiated to the work 1, but intersects the optical axis of the laser beam irradiated to the work 1 perpendicularly. If not, the control device 6 controls the polarization direction setting unit 53 so that any one of an ordinary ray, an extraordinary ray, and a combined ray of an ordinary ray and an extraordinary ray is selected as the laser beam applied to the division line 11. This adjusts the linear polarization direction of the laser beam.

〔ワークの光学軸がワークに照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わる場合〕
次に、図１２及び図１３を参照して、ワーク１の光学軸ＯＡがワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わる場合における選択工程について説明する。図１２は、ワークの光学軸及び分割予定ラインの方向を説明するための模式図であり、図１２（ａ）はワークの平面図であり、図１２（ｂ）はワークの側面図である。図１３は、分割予定ラインにおけるワークの断面図であり、図１２（ａ）に示すワークのＡ−Ａ線断面図である。 [When the optical axis of the workpiece intersects perpendicularly with the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece]
Next, with reference to FIG. 12 and FIG. 13, a selection process when the optical axis OA of the workpiece 1 intersects the optical axis of the laser beam irradiated onto the workpiece 1 will be described. 12A and 12B are schematic views for explaining the direction of the optical axis of the work and the line to be divided, FIG. 12A is a plan view of the work, and FIG. 12B is a side view of the work. FIG. 13 is a cross-sectional view of the workpiece along the planned division line, and is a cross-sectional view taken along line AA of the workpiece shown in FIG.

図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク１の光学軸ＯＡがワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わる場合には、図５乃至図８を用いた議論から明らかなように、異常光線は分割予定ライン１１の延伸方向に沿って発生する。このため、異常光線が発生したとしても、異常光線によって由来する改質層は分割予定ライン１１の下方に形成され、図１３に示すように、異常光線に由来する改質層は、常光線に由来する改質層の形成位置Ｐ１’とは異なる深さ位置Ｐ２’に形成される。従って、ワーク１の光学軸ＯＡがワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わる場合、制御装置６は、分割予定ライン１１に照射するレーザー光線として常光線、異常光線、及び常光線と異常光線との複合光線のいずれが選択されるように、偏光方向設定部５３を制御することによってレーザー光線の直線偏光方向を調整する。 As shown in FIGS. 12A and 12B, when the optical axis OA of the workpiece 1 intersects the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece 1 perpendicularly, it is clear from the discussion using FIGS. As described above, extraordinary rays are generated along the extending direction of the division-scheduled line 11. For this reason, even if an extraordinary ray is generated, the modified layer derived from the extraordinary ray is formed below the planned dividing line 11, and the modified layer derived from the extraordinary ray is converted into an ordinary ray as shown in FIG. It is formed at a depth position P2 ′ different from the formation position P1 ′ of the derived modified layer. Therefore, when the optical axis OA of the workpiece 1 intersects perpendicularly with the optical axis of the laser beam applied to the workpiece 1, the control device 6 uses the ordinary ray, the extraordinary ray, and the ordinary ray and the extraordinary ray as the laser beam applied to the division line 11. The linear polarization direction of the laser beam is adjusted by controlling the polarization direction setting unit 53 so that any one of the combined light beams and the light beam is selected.

〔ワークの光学軸が分割予定ラインとワークに照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在せず、ワークに照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合〕
次に、図１４及び図１５を参照して、ワーク１の光学軸ＯＡが分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在せず、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合における選択工程について説明する。図１４は、光学軸に対して垂直な直線偏光成分を有するレーザー光線を用いたレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１４（ａ）はワークの平面図であり、図１４（ｂ）はワークの側面図である。図１５は、光学軸に対して平行な直線偏光成分を有するレーザー光線を用いたレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１５（ａ）はワークの平面図であり、図１５（ｂ）はワークの側面図である。 [When the optical axis of the workpiece does not exist in the plane formed by the division line and the optical axis of the laser beam applied to the workpiece, and does not intersect the optical axis of the laser beam applied to the workpiece perpendicularly]
Next, referring to FIG. 14 and FIG. 15, the optical axis OA of the work 1 does not exist in the plane formed by the division-scheduled line 11 and the optical axis of the laser beam applied to the work 1, and the work 1 is irradiated. A selection process when the laser beam does not intersect perpendicularly with the optical axis will be described. FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a laser processing method using a laser beam having a linearly polarized light component perpendicular to the optical axis, FIG. 14A is a plan view of a workpiece, and FIG. ) Is a side view of the workpiece. FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a laser processing method using a laser beam having a linearly polarized light component parallel to the optical axis, FIG. 15A is a plan view of the workpiece, and FIG. ) Is a side view of the workpiece.

図１４（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク１の光学軸ＯＡが分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在せず、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合、常光線に由来する改質層と異常光線に由来する改質層とは分割予定ライン１１に沿って形成されない。そこで、ワーク１の光学軸ＯＡが分割予定ライン１１とワーク１に照射されるレーザー光線の光軸とが形成する平面内に存在せず、ワーク１に照射されるレーザー光線の光軸と垂直に交わらない場合には、制御装置６は、分割予定ライン１１に照射するレーザー光線として常光線又は異常光線が選択されるように、偏光方向設定部５３を制御することによってレーザー光線の直線偏光方向を調整する。具体的には、分割予定ライン１１に照射するレーザー光線として常光線を選択する場合、制御装置６は、図１４（ａ）に示すように、分割予定ライン１１ａ，１１ｂに沿って光学軸ＯＡに対して垂直な直線偏光成分のみを有するレーザー光線Ｌ１を照射する。なお、この場合、レーザー光線の直線偏光方向は、加工に悪影響を与えるほどの常光線が発生しない程度に調整されていればよい。一方、分割予定ライン１１に照射するレーザー光線として異常光線を選択する場合には、制御装置６は、図１５（ｂ）に示すように、レーザー光線の光軸からの異常光線の光軸の分離幅ｄを考慮して、分割予定ライン１１ａ，１１ｂに対し所定間隔ΔＬをあけてレーザー光線Ｌ２を照射する。なお、この場合、レーザー光線の直線偏光方向は、加工に悪影響を与えるほどの常光線が発生しない程度に調整されていればよい。 As shown in FIGS. 14A and 14B, the optical axis OA of the work 1 does not exist in the plane formed by the division-scheduled line 11 and the optical axis of the laser beam applied to the work 1, and When the laser beam does not intersect perpendicularly with the optical axis of the irradiated laser beam, the modified layer derived from the ordinary light beam and the modified layer derived from the extraordinary beam are not formed along the planned division line 11. Therefore, the optical axis OA of the work 1 does not exist in the plane formed by the division line 11 and the optical axis of the laser beam applied to the work 1, and does not intersect the optical axis of the laser beam applied to the work 1 perpendicularly. In this case, the control device 6 adjusts the linear polarization direction of the laser beam by controlling the polarization direction setting unit 53 so that an ordinary ray or an extraordinary ray is selected as the laser beam to be irradiated to the division line 11. Specifically, when an ordinary ray is selected as the laser beam to be applied to the planned division line 11, as shown in FIG. 14 (a), the control device 6 performs the optical axis OA along the planned division lines 11a and 11b. And a laser beam L1 having only a perpendicular linearly polarized light component. In this case, the linear polarization direction of the laser beam only needs to be adjusted to such an extent that an ordinary beam that will adversely affect the processing is not generated. On the other hand, when the extraordinary ray is selected as the laser beam to be applied to the planned division line 11, the control device 6 separates the optical axis separation width d of the extraordinary ray from the optical axis of the laser beam, as shown in FIG. In consideration of the above, the laser beam L2 is irradiated with a predetermined interval ΔL with respect to the division lines 11a and 11b. In this case, the linear polarization direction of the laser beam only needs to be adjusted to such an extent that an ordinary beam that will adversely affect the processing is not generated.

ここで、レーザー光線の光軸からの異常光線の光軸の分離幅ｄは以下の数式１によって算出することができる。数式１中、パラメータｔは改質層が形成される深さ位置を示し、パラメータθはレーザー光線の波面の法線と光学軸とがなす角度を示す。また、数式１中、パラメータｎ_Ｏ及びパラメータｎ_ｅはそれぞれ、常光線及び異常光線の屈折率を示す。常光線及び異常光線の屈折率は、材料とレーザー光線の波長（λ）によって決まり、例えばニオブ酸リチウムの場合、以下の数式２，３によって算出することができる。 Here, the separation width d of the optical axis of the extraordinary ray from the optical axis of the laser beam can be calculated by the following Equation 1. In Equation 1, the parameter t indicates the depth position where the modified layer is formed, and the parameter θ indicates the angle formed by the normal of the wavefront of the laser beam and the optical axis. Further, in Equation 1, the parameter n _O and parameter n _e, respectively, the refractive index of the ordinary ray and the extraordinary ray. The refractive indexes of ordinary and extraordinary rays are determined by the material and the wavelength (λ) of the laser beam. For example, in the case of lithium niobate, it can be calculated by the following mathematical formulas 2 and 3.

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるレーザー加工方法では、複屈折性結晶材料から構成されたワーク１の光学軸ＯＡの方向を検出し、検出された光学軸ＯＡの方向と分割予定ライン１１の延伸方向とに基づいて、常光線、異常光線、及び常光線と異常光線との複合光線のうちのいずれか１つを分割予定ライン１１に照射するレーザー光線として選択し、選択されたレーザー光線を分割予定ラインに照射して走査する。そして、このようなレーザー加工方法によれば、ワーク１の光学軸ＯＡの方向と分割予定ライン１１の延伸方向とに基づいてワーク１に照射するレーザー光線の直線偏光方向を設定するので、分割予定ライン１１の内部に改質層を形成することができる。 As is clear from the above description, in the laser processing method according to an embodiment of the present invention, the direction of the optical axis OA of the workpiece 1 made of a birefringent crystal material is detected, and the detected optical axis OA is detected. Based on the direction and the extending direction of the planned dividing line 11, select any one of ordinary light, extraordinary light, and a combined light of ordinary light and extraordinary light as a laser beam for irradiating the planned dividing line 11, The selected laser beam is irradiated to the division planned line and scanned. And according to such a laser processing method, since the linear polarization direction of the laser beam irradiated to the workpiece | work 1 is set based on the direction of the optical axis OA of the workpiece | work 1, and the extending | stretching direction of the division | segmentation planned line 11, a division | segmentation planned line A modified layer can be formed inside 11.

〔具体例〕
最後に、選択工程の幾つかの具体例について説明する。〔Concrete example〕
Finally, some specific examples of the selection process will be described.

〔具体例１〕
始めに、図１６及び図１７を参照して、ワーク１が０°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム（リチウムナイオベイト０°Ｙ）によって形成されている場合について説明する。図１６は、ワークが０°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウムによって形成されている場合におけるレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１６（ａ）はワークの平面図であり、図１６（ｂ）はワークの側面図である。図１７は、図１６に示すレーザー加工方法を用いて分割されたワークを示す写真図である。 [Specific Example 1]
First, the case where the workpiece 1 is formed of 0 ° rotation Y-cut X propagation lithium niobate (lithium niobate 0 ° Y) will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a laser processing method when the workpiece is formed of 0 ° rotation Y-cut X-propagating lithium niobate, and FIG. 16 (a) is a plan view of the workpiece. 16 (b) is a side view of the workpiece. FIG. 17 is a photograph showing a workpiece divided using the laser processing method shown in FIG.

図１６（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク１が０°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウムによって形成されている場合、光学軸ＯＡはｘ軸方向に沿ってワーク１の加工面が存在する平面内に存在している。そこで、光学軸ＯＡの方向に対し平行な方向（ｘ軸方向）に第１の分割予定ライン１１ａを設定すると共に、第１の分割予定ライン１１ａに直交する方向（ｙ軸方向）に第２の分割予定ライン１１ｂを設定する。そして、制御装置６は、偏光方向設定部５３を制御することによって、第１の分割予定ライン１１ａに照射するレーザー光線ＬＢの直線偏光方向を、光学軸ＯＡとレーザー光線の光軸とが形成する面に直交する方向（ｙ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｙ）に調整することにより、第１の分割予定ライン１１ａに照射するレーザー光線として常光線を選択する。また、制御装置６は、偏光方向設定部５３を制御することによって、第２の分割予定ライン１１ｂに照射するレーザー光線ＬＢの直線偏光方向を、光学軸ＯＡとレーザー光線の光軸とが形成する面に直交する方向（ｙ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｙ）に調整することにより、第２の分割予定ライン１１ｂに照射するレーザー光線として常光線を選択する。この結果、図１７に示すように、分割予定ライン１１ａ，１１ｂに沿ってワーク１を分割することができた。 As shown in FIGS. 16A and 16B, when the workpiece 1 is formed of 0 ° rotated Y-cut X-propagating lithium niobate, the optical axis OA is the machining surface of the workpiece 1 along the x-axis direction. It exists in the existing plane. Therefore, the first planned division line 11a is set in a direction parallel to the direction of the optical axis OA (x-axis direction), and the second in the direction orthogonal to the first planned division line 11a (y-axis direction). The division planned line 11b is set. Then, the control device 6 controls the polarization direction setting unit 53 so that the linear polarization direction of the laser beam LB irradiated to the first divisional line 11a is formed on the surface formed by the optical axis OA and the optical axis of the laser beam. By adjusting to the orthogonal direction (linearly polarized light component Ey oscillating in the y-axis direction), an ordinary ray is selected as a laser beam to be applied to the first scheduled division line 11a. Further, the control device 6 controls the polarization direction setting unit 53 so that the linear polarization direction of the laser beam LB applied to the second scheduled division line 11b is formed on the surface formed by the optical axis OA and the optical axis of the laser beam. By adjusting to the orthogonal direction (linearly polarized light component Ey oscillating in the y-axis direction), an ordinary ray is selected as a laser beam to be irradiated to the second scheduled division line 11b. As a result, as shown in FIG. 17, the workpiece 1 could be divided along the division planned lines 11a and 11b.

なお、この場合、レーザー光線の直線偏光方向は、加工に悪影響を与えるほどの異常光線が発生しない程度に調整されていればよい。また、往路加工及び復路加工のために保持機構２を９０度回転させる場合、第１の分割予定ライン１１ａを加工するときと第２の分割予定ライン１１ｂを加工するときとでレーザー光線ＬＢの直線偏光方向を９０度変化させる必要がある。また、保持機構２を回転させないで保持機構２をＸＹ方向に移動させて第１の分割予定ライン１１ａ及び第２の分割予定ライン１１ｂを加工する場合には、レーザー光線ＬＢの直線偏光方向を変える必要はない。 In this case, the linear polarization direction of the laser beam only needs to be adjusted to such an extent that an extraordinary beam that will adversely affect the processing is not generated. Further, when the holding mechanism 2 is rotated 90 degrees for the forward path processing and the backward path processing, the linearly polarized light of the laser beam LB is used when processing the first scheduled line 11a and when processing the second scheduled line 11b. It is necessary to change the direction by 90 degrees. Further, when the first splitting line 11a and the second scheduled line 11b are processed by moving the holding mechanism 2 in the XY directions without rotating the holding mechanism 2, it is necessary to change the linear polarization direction of the laser beam LB. There is no.

〔具体例２〕
次に、図１８及び図１９を参照して、ワーク１が１２８°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム（リチウムナイオベイト１２８°Ｙ）によって形成されている場合について説明する。図１８は、ワークが１２８°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウムによって形成されている場合におけるレーザー加工方法を説明するための模式図であり、図１８（ａ）はワークの平面図であり、図１８（ｂ）はワークの側面図である。図１９は、図１８に示すレーザー加工方法を用いて分割されたワークを示す写真図である。 [Specific Example 2]
Next, with reference to FIGS. 18 and 19, a case where the workpiece 1 is formed of 128 ° rotated Y-cut X-propagating lithium niobate (lithium niobate 128 ° Y) will be described. FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a laser processing method when the workpiece is formed of 128 ° rotated Y-cut X-propagating lithium niobate, and FIG. 18 (a) is a plan view of the workpiece. 18 (b) is a side view of the workpiece. FIG. 19 is a photograph showing a work divided using the laser processing method shown in FIG.

図１８（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク１が１２８°回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウムによって形成されている場合、光学軸ＯＡはｘ軸方向に延伸すると共にワーク１の加工面に対し角度３７．８°傾いている。そこで、光学軸ＯＡとレーザー光線の光軸とが形成する面内に第１の分割予定ライン１１ａを設定すると共に、第１の分割予定ライン１１ａに直交する方向に第２の分割予定ライン１１ｂを設定する。そして、制御装置６は、偏光方向設定部５３を制御することによって、第１の分割予定ライン１１ａに照射するレーザー光線の直線偏光方向を、光学軸ＯＡとレーザー光線の光軸とが形成する面に平行になる方向（ｘ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｘ）に調整することにより、第１の分割予定ライン１１ａに照射するレーザー光線として異常光線を選択する。なお、この場合、レーザー光線の直線偏光方向は、加工に悪影響を与えるほどの常光線が発生しない程度に調整されていればよい。また、制御装置６は、偏光方向設定部５３を制御することによって、第２の分割予定ライン１１ｂに照射するレーザー光線の直線偏光方向を、光学軸ＯＡとレーザー光線の光軸とが形成する面に直交する方向（ｙ軸方向に振動する直線偏光成分Ｅｙ）に調整することにより、第２の分割予定ライン１１ｂに照射するレーザー光線として常光線を選択する。この結果、図１９に示すように、分割予定ライン１１ａ，１１ｂに沿ってワーク１を分割することができた。 As shown in FIGS. 18A and 18B, when the workpiece 1 is formed of 128 ° rotated Y-cut X-propagating lithium niobate, the optical axis OA extends in the x-axis direction and the processed surface of the workpiece 1 The angle is inclined by 37.8 °. Therefore, the first planned division line 11a is set in the plane formed by the optical axis OA and the optical axis of the laser beam, and the second planned division line 11b is set in a direction orthogonal to the first planned division line 11a. To do. Then, the control device 6 controls the polarization direction setting unit 53 so that the linear polarization direction of the laser beam applied to the first scheduled split line 11a is parallel to the surface formed by the optical axis OA and the optical axis of the laser beam. By adjusting in the direction (linearly polarized light component Ex oscillating in the x-axis direction), an extraordinary ray is selected as the laser beam to be irradiated to the first scheduled division line 11a. In this case, the linear polarization direction of the laser beam only needs to be adjusted to such an extent that an ordinary beam that will adversely affect the processing is not generated. Further, the control device 6 controls the polarization direction setting unit 53 so that the linear polarization direction of the laser beam applied to the second scheduled division line 11b is orthogonal to the plane formed by the optical axis OA and the optical axis of the laser beam. By adjusting to the direction (linearly polarized light component Ey oscillating in the y-axis direction), the ordinary ray is selected as the laser beam irradiated to the second scheduled division line 11b. As a result, as shown in FIG. 19, the workpiece 1 could be divided along the division planned lines 11a and 11b.

なお、この場合、レーザー光線の直線偏光方向は、加工に悪影響を与えるほどの異常光線が発生しない程度に調整されていればよい。また、往路加工及び復路加工のために保持機構２を９０度回転させる場合、レーザー光線ＬＢの直線偏光方向を変える必要はない。また、保持機構２を回転させないで保持機構２をＸＹ方向に移動させて第１の分割予定ライン１１ａ及び第２の分割予定ライン１１ｂを加工する場合には、第１の分割予定ライン１１ａを加工するときと第２の分割予定ライン１１ｂを加工するときとでレーザー光線ＬＢの直線偏光方向を９０度変化させる必要がある。 In this case, the linear polarization direction of the laser beam only needs to be adjusted to such an extent that an extraordinary beam that will adversely affect the processing is not generated. Further, when the holding mechanism 2 is rotated by 90 degrees for the forward path processing and the backward path processing, it is not necessary to change the linear polarization direction of the laser beam LB. In addition, when the first dividing line 11a and the second dividing line 11b are processed by moving the holding mechanism 2 in the X and Y directions without rotating the holding mechanism 2, the first dividing line 11a is processed. It is necessary to change the linear polarization direction of the laser beam LB by 90 degrees between the time when the second scheduled division line 11b is processed.

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。 The embodiment to which the invention made by the present inventors has been described has been described above, but the present invention is not limited by the description and drawings that form part of the disclosure of the present invention according to the above embodiment. That is, other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above-described embodiments are all included in the scope of the present invention.

最後に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想を記載する。
（１）前記選択工程は、前記レーザー光線の直線偏光方向を、光学軸とレーザー光線の光軸とが形成する平面に直交する方向に調整することによって、前記分割予定ラインに照射するレーザー光線として常光線を選択する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の板状物の加工方法。 Finally, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described.
(1) The selection step adjusts the linear polarization direction of the laser beam to a direction perpendicular to a plane formed by the optical axis and the optical axis of the laser beam, thereby making an ordinary ray as a laser beam to be irradiated onto the division line. The method for processing a plate-like object according to claim 1, further comprising a selecting step.

（２）前記選択工程は、前記レーザー光線の直線偏光方向を、光学軸とレーザー光線の光軸とが形成する平面に平行になる方向に調整することによって、前記分割予定ラインに照射するレーザー光線として異常光線を選択する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の板状物の加工方法。 (2) The selection step includes adjusting the direction of linear polarization of the laser beam to a direction parallel to a plane formed by the optical axis and the optical axis of the laser beam, thereby producing an extraordinary ray as a laser beam to be irradiated to the division line. The processing method of the plate-shaped object of Claim 1 including the process of selecting.

１ワーク
２保持機構
４ＸＹ駆動機構
５レーザー照射機構
６制御装置
１１分割予定ライン
２１保持面
２２円筒部材
４１，４２滑動ブロック
４３加工送り機構
４４割り出し送り機構
４５加工送り量検出手段
４６割り出し送り量検出手段
５１発振器
５２強度調整部（アッテネータ）
５３偏光方向設定部
５４ミラー素子
５５集光レンズ
４３１，４４１ボールネジ
４３２，４４２パルスモータ
５２１，５３１１／２波長板
５２２，５３２モータ
５２３偏光ビームスプリッタ
５２４アブソーバ
ＯＡ光学軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work 2 Holding mechanism 4 XY drive mechanism 5 Laser irradiation mechanism 6 Control apparatus 11 Dividing schedule line 21 Holding surface 22 Cylindrical member 41, 42 Sliding block 43 Processing feed mechanism 44 Indexing feeding mechanism 45 Processing feeding amount detection means 46 Indexing feeding amount detection Means 51 Oscillator 52 Strength adjustment section (attenuator)
53 Polarization direction setting unit 54 Mirror element 55 Condensing lens 431, 441 Ball screw 432, 442 Pulse motor 521, 531 1/2 wavelength plate 522, 532 Motor 523 Polarizing beam splitter 524 Absorber OA Optical axis

Claims

A plate that forms a cut to divide the plate by forming a modified layer inside the division line by irradiating the laser beam to the processed surface of the plate made of a birefringent crystal material and scanning it A processing method for a material,
A detection step of detecting the direction of the optical axis of the birefringent crystal material;
Based on the direction of the optical axis detected by the detection step and the extending direction of the planned dividing line, any one of ordinary rays, extraordinary rays, and combined rays of ordinary rays and extraordinary rays is divided. A selection process for selecting the laser beam to irradiate the planned line;
A modified layer forming step of forming a modified layer inside the planned division line by irradiating the laser beam selected by the selection step to the division planned line and scanning,
A processing method for a plate-like material including

The birefringent crystal material is 0 ° rotated Y-cut X-propagating lithium niobate,
The planned division line includes a first planned division line set in a direction parallel to the direction of the optical axis, and a second planned division line installed in a direction orthogonal to the first planned division line. Including
The selection step includes
Irradiating the first planned split line by adjusting the linear polarization direction of the laser beam irradiated to the first planned split line in a direction perpendicular to the plane formed by the optical axis and the optical axis of the laser beam. Selecting an ordinary ray as the laser beam;
Irradiating the second scheduled division line by adjusting the linear polarization direction of the laser beam irradiated to the second scheduled division line in a direction perpendicular to the plane formed by the optical axis and the optical axis of the laser beam. The method of processing a plate-shaped object according to claim 1, comprising: selecting an ordinary ray as a laser beam.

The birefringent crystal material is 128 ° rotated Y-cut X-propagating lithium niobate,
The division planned line is a first division planned line set in a plane formed by the optical axis and the optical axis of the laser beam, and a second set up in a direction orthogonal to the first division planned line. Including the line to be split,
The selection step includes
Irradiating the first scheduled line by adjusting the linear polarization direction of the laser beam irradiated to the first scheduled line in a direction parallel to the plane formed by the optical axis and the optical axis of the laser beam. Selecting an extraordinary beam as the laser beam;
Irradiating the first scheduled line by adjusting the linear polarization direction of the laser beam irradiated to the second scheduled line in a direction perpendicular to the plane formed by the optical axis and the optical axis of the laser beam. The method of processing a plate-shaped object according to claim 1, comprising: selecting an ordinary ray as a laser beam.

Holding means for holding a plate-like object made of a birefringent crystal material;
An oscillator that oscillates a laser beam having a wavelength that passes through the plate-like object, and a condensing unit that condenses the laser beam oscillated by the oscillator by positioning a condensing point inside the plate-like object held by the holding unit; A laser processing means comprising:
A polarization direction setting means for setting a linear polarization direction of the laser beam based on the direction of the optical axis of the plate and the extending direction of the division line.
A laser processing apparatus comprising: