特開 2022-184051 レーザ加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022184051

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】レーザ加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/53 20140101AFI20221206BHJP

   B23K 26/02 20140101ALI20221206BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

B23K26/53

B23K26/02 A

H01L21/78 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021091672

(22)【出願日】2021-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100156395

【弁理士】

【氏名又は名称】荒井 寿王

(72)【発明者】

【氏名】坂本 剛志

(72)【発明者】

【氏名】佐野 いく

(72)【発明者】

【氏名】荒谷 知巳

【テーマコード（参考）】

4E168

5F063

【Ｆターム（参考）】

4E168AE01

4E168CA06

4E168CA07

4E168CB01

4E168CB07

4E168CB15

4E168CB22

4E168CB23

4E168DA43

4E168JA12

5F063AA26

5F063BA45

5F063CB03

5F063CB07

5F063DD27

5F063DD31

5F063DE14

5F063DE23

5F063DE33

5F063DE34

(57)【要約】

【課題】タクトアップを実現し、且つ、内部観察部による観察不良の低減が可能なレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置１は、ステージ２と、レーザ加工ヘッド３と、レーザ加工ヘッド３に設けられたアライメント用カメラ５，６と、透過光Ｉ１を対象物２０に集光させる透過光集光レンズ４３を有し透過光Ｉ１により対象物２０の内部を観察する内部観察ユニット４と、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド３をアライメント用カメラ５，６と共に移動させる第１鉛直移動機構７Ａと、Ｚ方向に沿って内部観察ユニット４を移動させる第２鉛直移動機構７Ｂと、水平方向に沿ってステージ２を移動させる第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂと、第１鉛直移動機構７Ａ、第２鉛直移動機構７Ｂ、第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂの動作を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物にレーザ光を照射することにより、前記対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
前記対象物を支持する支持部と、
前記支持部に支持された前記対象物に対して前記レーザ光を照射する照射部と、
前記照射部に設けられ、前記対象物における前記レーザ光の集光位置の位置合わせに用いられる情報を取得する情報取得部と、
前記対象物に透過性を有する透過光を前記対象物に集光させる透過光集光レンズを有し、前記透過光により前記対象物の内部を観察する内部観察部と、
鉛直方向に沿って前記照射部を前記情報取得部と共に移動させる第１鉛直移動機構と、
鉛直方向に沿って前記内部観察部及び前記透過光集光レンズの少なくとも何れかを移動させる第２鉛直移動機構と、
水平方向に沿って前記支持部を移動させる水平移動機構と、
少なくとも前記第１鉛直移動機構、前記第２鉛直移動機構及び前記水平移動機構の動作を制御する制御部と、を備える、レーザ加工装置。

【請求項2】

前記水平移動機構は、
第１水平方向に沿って前記支持部を移動させる第１水平移動機構と、
前記第１水平方向に直交する第２水平方向に沿って前記支持部を移動させる第２水平移動機構と、を有する、請求項１に記載のレーザ加工装置。

【請求項3】

前記第１鉛直移動機構は、第１ベース部に設けられた第１鉛直軸を有しており、前記照射部を前記第１鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させ、
前記第２鉛直移動機構は、前記第１ベース部に対して前記第１水平方向に離間する第２ベース部に設けられた第２鉛直軸を有しており、前記内部観察部を前記第２鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させる、請求項２に記載のレーザ加工装置。

【請求項4】

前記第１鉛直移動機構は、第１ベース部における前記第１水平方向の一方側に設けられた第１鉛直軸を有しており、前記照射部を前記第１鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させ、
前記第２鉛直移動機構は、前記第１ベース部における前記第１水平方向の他方側に設けられた第２鉛直軸を有しており、前記内部観察部を前記第２鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させる、請求項２に記載のレーザ加工装置。

【請求項5】

前記第１鉛直移動機構は、第１ベース部に設けられた第１鉛直軸を有しており、前記照射部を前記第１鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させ、
前記第２鉛直移動機構は、前記第１ベース部に対して前記第２水平方向に離間する第２ベース部に設けられた第２鉛直軸を有しており、前記内部観察部を前記第２鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させる、請求項２に記載のレーザ加工装置。

【請求項6】

前記照射部及び前記内部観察部は、水平方向に移動不能に構成されている、請求項１～５の何れか一項に記載のレーザ加工装置。

【請求項7】

前記支持部は、鉛直方向に沿う回転軸を中心に回転可能に構成されている、請求項１～５の何れか一項に記載のレーザ加工装置。

【請求項8】

前記情報取得部は、前記対象物に光を照射し、前記対象物から戻る当該光を受光することで、前記レーザ光の集光位置の位置合わせに用いられる情報を取得する、請求項１～７の何れか一項に記載のレーザ加工装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記情報取得部で取得した情報に基づいて前記水平移動機構により前記支持部を前記水平方向に沿って移動させ、前記レーザ光の集光位置を前記対象物における所定位置に位置合わせすると共に、当該位置合わせのときの前記支持部の位置情報に関するアライメント情報を取得する処理と、
前記内部観察部により前記対象物の内部を観察する場合に、前記アライメント情報と前記照射部に対する前記内部観察部の位置関係に関する位置補正情報とに基づいて前記水平移動機構により前記支持部を水平方向に沿って移動させ、前記透過光集光レンズの光軸を前記対象物における前記所定位置に合わせる処理と、を実行する、請求項１～８の何れか一項に記載のレーザ加工装置。

【請求項10】

前記照射部は、前記レーザ光を前記対象物に集光させるレーザ光集光レンズを有し、
前記制御部は、
前記支持部に支持されたテスト用対象物の基準位置が前記レーザ光集光レンズの光軸上に位置するように、前記水平移動機構により前記支持部を前記水平方向に沿って移動させると共に、当該移動後の前記支持部の位置情報である第１情報を取得する処理と、
前記支持部に支持された前記テスト用対象物の基準位置が前記透過光集光レンズの光軸上に位置するように、前記水平移動機構により前記支持部を前記水平方向に沿って移動させると共に、当該移動後の前記支持部の位置情報である第２情報を取得する処理と、
前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記位置補正情報を取得する処理と、を実行する、請求項９に記載のレーザ加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

対象物にレーザ光を照射することにより、対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置が知られている。この種の技術として、例えば特許文献１には、レーザ光を照射するレーザ加工ヘッド（照射部）と、レーザ光の集光位置のアライメント（位置合わせ）に用いられる画像を撮像する撮像ユニット（情報取得部）と、対象物に透過性を有する透過光により対象物の内部を撮像する撮像ユニット（内部観察部）と、を備えたレーザ加工装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－０５５０３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したようなレーザ加工装置では、情報取得部と内部観察部とが、同じ移動機構（鉛直軸）によって鉛直方向にともに移動する。そのため、内部観察部による観察の際に内部観察部を鉛直方向に沿って移動させると、その重量が大きいために振動が大きくなり、観察不良が生じる可能性ある。また、情報取得部及び内部観察部の何れか一方が作動中の場合には、何れか他方は鉛直方向に移動することができず、タクト（作業効率）が低下してしまう。

【0005】

そこで、本発明は、タクトアップを実現し、且つ、内部観察部による観察不良の低減が可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るレーザ加工装置は、対象物にレーザ光を照射することにより、対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、対象物を支持する支持部と、支持部に支持された対象物に対してレーザ光を照射する照射部と、照射部に設けられ、対象物におけるレーザ光の集光位置の位置合わせに用いられる情報を取得する情報取得部と、対象物に透過性を有する透過光を対象物に集光させる透過光集光レンズを有し、透過光により対象物の内部を観察する内部観察部と、鉛直方向に沿って照射部を情報取得部と共に移動させる第１鉛直移動機構と、鉛直方向に沿って内部観察部及び透過光集光レンズの少なくとも何れかを移動させる第２鉛直移動機構と、水平方向に沿って支持部を移動させる水平移動機構と、少なくとも第１鉛直移動機構、第２鉛直移動機構及び水平移動機構の動作を制御する制御部と、を備える。

【0007】

このレーザ加工装置では、情報取得部と内部観察部及び透過光集光レンズの少なくとも何れかとが、互いに別の移動機構によって鉛直方向にそれぞれ移動可能である。これにより、内部観察部による観察の際に鉛直方向に移動させる重量を低減して振動を抑えることができる。また、情報取得部及び内部観察部の何れか一方が作動中でも何れか他方を鉛直方向に移動することができる。したがって、本発明によれば、タクトアップを実現し、且つ、内部観察部による観察不良の低減が可能となる。

【0008】

本発明に係るレーザ加工装置では、水平移動機構は、第１水平方向に沿って支持部を移動させる第１水平移動機構と、第１水平方向に直交する第２水平方向に沿って支持部を移動させる第２水平移動機構と、を有していてもよい。この場合、第１水平方向及び第２水平方向に支持部を移動させることで、照射部による対象物のレーザ光照射位置、情報取得部による対象物の情報取得位置、及び内部観察部による対象物の観察位置を、第１水平方向及び第２水平方向に移動させることが可能となる。

【0009】

本発明に係るレーザ加工装置では、第１鉛直移動機構は、第１ベース部に設けられた第１鉛直軸を有しており、照射部を第１鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させ、第２鉛直移動機構は、第１ベース部に対して第１水平方向に離間する第２ベース部に設けられた第２鉛直軸を有しており、内部観察部を第２鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させてもよい。この場合、第２水平方向においてコンパクトな装置構成を実現することができる。

【0010】

本発明に係るレーザ加工装置では、第１鉛直移動機構は、第１ベース部における第１水平方向の一方側に設けられた第１鉛直軸を有しており、照射部を第１鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させ、第２鉛直移動機構は、第１ベース部における第１水平方向の他方側に設けられた第２鉛直軸を有しており、内部観察部を第２鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させてもよい。この場合、第１鉛直軸及び第２鉛直軸を設けるベース部を共用した装置構成を実現することができる。

【0011】

本発明に係るレーザ加工装置では、第１鉛直移動機構は、第１ベース部に設けられた第１鉛直軸を有しており、照射部を第１鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させ、第２鉛直移動機構は、第１ベース部に対して第２水平方向に離間する第２ベース部に設けられた第２鉛直軸を有しており、内部観察部を第２鉛直軸に沿って鉛直方向に移動させてもよい。この場合、第１水平方向においてコンパクトな装置構成を実現することができる。

【0012】

本発明に係るレーザ加工装置では、照射部及び内部観察部は、水平方向に移動不能に構成されていてもよい。この場合、情報取得部及び内部観察部が水平方向に移動しないことから、当該移動に伴う振動の発生を回避することができる。

【0013】

本発明に係るレーザ加工装置では、支持部は、鉛直方向に沿う回転軸を中心に回転可能に構成されていてもよい。この場合、支持部を回転させることで、照射部による対象物のレーザ光照射位置、情報取得部による対象物の情報取得位置、及び内部観察による対象物の観察位置を、鉛直方向に沿う回転軸を中心とする回転方向に移動させることが可能となる。

【0014】

本発明に係るレーザ加工装置では、情報取得部は、対象物に光を照射し、対象物から戻る当該光を受光することで、レーザ光の集光位置の位置合わせに用いられる情報を取得してもよい。この場合、レーザ光の集光位置の位置合わせに用いられる情報の取得を、具体的に実現することができる。

【0015】

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、情報取得部で取得した情報に基づいて水平移動機構により支持部を水平方向に沿って移動させ、レーザ光の集光位置を対象物における所定位置に位置合わせすると共に、当該位置合わせのときの支持部の位置情報に関するアライメント情報を取得する処理と、内部観察部により対象物の内部を観察する場合に、アライメント情報と照射部に対する内部観察部の位置関係に関する位置補正情報とに基づいて水平移動機構により支持部を水平方向に沿って移動させ、透過光の集光位置を対象物における所定位置に合わせる処理と、を実行してもよい。これにより、レーザ光の集光位置を所定位置へ位置合わせすると共に、そのときのアライメント情報を、内部観察部による観察に共用することができる。

【0016】

本発明に係るレーザ加工装置では、照射部は、レーザ光を対象物に集光させるレーザ光集光レンズを有し、制御部は、支持部に支持されたテスト用対象物の基準位置がレーザ光集光レンズの光軸上に位置するように、水平移動機構により支持部を水平方向に沿って移動させると共に、当該移動後の支持部の位置情報である第１情報を取得する処理と、支持部に支持されたテスト用対象物の基準位置が透過光集光レンズの光軸上に位置するように、水平移動機構により支持部を水平方向に沿って移動させると共に、当該移動後の支持部の位置情報である第２情報を取得する処理と、第１情報及び第２情報に基づいて、位置補正情報を取得する処理と、を実行してもよい。この場合、位置補正情報を具体的に取得することが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、タクトアップを実現し、且つ、内部観察部による観察不良の低減が可能なレーザ加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、第１実行形態に係るレーザ加工装置を示す構成図である。

【図2】図２は、図１の対象物を示す平面図である。

【図3】図３は、図２の対象物の一部分を示す断面図である。

【図4】図４は、図１のレーザ加工ヘッドを示す構成図である。

【図5】図５は、図１の内部観察ユニットを示す構成図である。

【図6】図６は、図１のレーザ加工装置における動作例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、図１のレーザ加工装置によるＸＹθ補正情報の取得処理を示すフローチャートである。

【図8】図８は、テスト用対象物を示す平面図である。

【図9】図９は、図１のレーザ加工装置による補正係数取得処理を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、補正係数用対象物を示す側面図である。

【図11】図１１は、第２実行形態に係るレーザ加工装置を示す構成図である。

【図12】図１２は、第３実行形態に係るレーザ加工装置を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、実施形態について、図面を参照して詳細を説明する。なお、各図の説明において、同一又は相当する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、各図には、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸によって規定される直交座標系を示す場合がある。一例として、Ｘ方向及びＹ方向は、互いに交差（直交）する第１水平方向及び第２水平方向であり、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に交差（直交）する鉛直方向である。

【0020】

［第１実施形態］
図１に示されるように、第１実施形態に係るレーザ加工装置１は、ステージ（支持部）２と、レーザ加工ヘッド３（照射部）と、アライメント用カメラ（情報取得部）５，６と、内部観察ユニット（内部観察部）４と、第１鉛直移動機構７Ａと、第２鉛直移動機構７Ｂと、第１水平移動機構（水平移動機構）８Ａと、第２水平移動機構（水平移動機構）８Ｂと、制御部９と、ＧＵＩ（Graphical User Interface）１０と、を備える。レーザ加工装置１は、対象物２０にレーザ光Ｌを照射することにより、対象物２０に改質領域１２（図４参照）を形成する装置である。

【0021】

図２及び図３に示されるように、対象物２０は、例えばウェハである。対象物２０は、半導体基板２１と、機能素子層２２と、を備えている。半導体基板２１は、表面２１ａ及び裏面２１ｂを有する。半導体基板２１は、例えば、シリコン基板である。機能素子層２２は、半導体基板２１の表面２１ａに形成されている。機能素子層２２は、表面２１ａに沿って２次元に配列された複数の機能素子２２ａを含む。機能素子２２ａは、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。機能素子２２ａは、複数の層がスタックされて３次元的に構成される場合もある。なお、対象物２０は機能素子層２２を有していても有していなくてもよく、ベアウェハであってもよい。半導体基板２１には、結晶方位を示すノッチ２１ｃが設けられているが、ノッチ２１ｃの替わりにオリエンテーションフラットが設けられていてもよい。

【0022】

対象物２０は、複数のライン１５のそれぞれに沿って機能素子２２ａごとに切断される。複数のライン１５は、対象物２０の厚さ方向から見た場合に複数の機能素子２２ａのそれぞれの間を通っている。より具体的には、ライン１５は、対象物２０の厚さ方向から見た場合にストリート領域２３の中心（幅方向における中心）を通っている。ストリート領域２３は、機能素子層２２において、隣り合う機能素子２２ａの間を通るように延在している。本実行形態では、複数の機能素子２２ａは、表面２１ａに沿ってマトリックス状に配列されており、複数のライン１５は、格子状に設定されている。なお、ライン１５は、仮想的なラインであるが、実際に引かれたラインであってもよい。

【0023】

図１に示されるように、ステージ２上には、対象物２０が載置される。ステージ２は、例えば対象物２０を吸着することにより、対象物２０を支持する。ステージ２は、第１水平移動機構８ＡによりＸ方向に沿って移動可能である。ステージ２は、第２水平移動機構８ＢによりＹ方向に沿って移動可能である。ステージ２は、Ｚ方向に沿う回転軸を中心に回転可能に構成されている。ステージ２は、モータ等の公知の回転駆動装置（不図示）を有し、その駆動力により回転軸を中心回転駆動される。ステージ２の回転（回転駆動装置の動作）は、制御部９により制御される。

【0024】

図１及び図４に示されるように、レーザ加工ヘッド３は、ステージ２に支持された対象物２０に対して透過性を有するレーザ光Ｌを照射する。レーザ加工ヘッド３は、対象物２０の内部にレーザ光Ｌを集光する。ステージ２に支持された対象物２０の内部にレーザ光Ｌが集光されると、レーザ光Ｌの集光位置（集光領域の少なくとも一部）に対応する部分においてレーザ光Ｌが特に吸収され、対象物２０の内部に改質領域１２が形成される。

【0025】

改質領域１２は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域１２としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。改質領域１２は、改質領域１２からレーザ光Ｌの入射側及びその反対側に亀裂が延び易いという特性を有している。このような改質領域１２の特性は、対象物２０の切断に利用される。

【0026】

レーザ加工ヘッド３は、レーザ光集光レンズ３３及び観察カメラ３５を筐体Ｈ３内に有する。レーザ加工ヘッド３の筐体Ｈ３内には、外部の光源３１からレーザ光Ｌが入射される。光源３１は、例えばパルス発振方式によって、レーザ光Ｌを出力する。レーザ光集光レンズ３３は、レーザ光Ｌをステージ２に支持された対象物２０に集光する。レーザ加工ヘッド３では、光源３１から入射されたレーザ光Ｌは、筐体Ｈ３内においてダイクロイックミラー３２を介してレーザ光集光レンズ３３に入射し、レーザ光集光レンズ３３により対象物２０に集光される。レーザ光集光レンズ３３は、複数の対物レンズを含むレンズユニットであってもよい。筐体Ｈ３は、その側面に設けられた取付部３９を含み、この取付部３９を介して後述の第１鉛直移動機構７Ａに接続されて支持されている。

【0027】

観察カメラ３５は、ステージ２に支持された対象物２０を可視光Ｖにより撮像する。観察カメラ３５は、可視光源３６から出射した可視光Ｖによる対象物２０の像を撮像する。具体的には、可視光源３６から出射した可視光Ｖは、ダイクロイックミラー３７で反射され、ダイクロイックミラー３２を透過した後、レーザ光集光レンズ３３を介して対象物２０に照射される。当該可視光Ｖは、対象物２０のレーザ光入射面で反射され、レーザ光集光レンズ３３及びダイクロイックミラー３２，３７を透過し、レンズ３８を介して観察カメラ３５で受光される。可視光Ｖの光路上には、可視光Ｖに目盛り線を付与するレチクル（不図示）が設けられていてもよい。観察カメラ３５は、制御部９に接続されている。観察カメラ３５は、撮像した可視画像を制御部９に出力する。観察カメラ３５としては、特に限定されず、要求される性能を満たしていれば、公知の種々のカメラを用いることができる。

【0028】

アライメント用カメラ５，６は、対象物２０におけるレーザ光Ｌの集光位置の位置合わせ（以下、単に「アライメント」ともいう）に用いられる情報を取得する。アライメント用カメラ５，６は、光を対象物２０に照射し、対象物２０から戻る当該光を検出することで、アライメントに用いられる情報として画像を取得する。アライメント用カメラ５，６は、ステージ２に支持された対象物２０を、により撮像する。

【0029】

例えばアライメント用カメラ５は、レーザ光入射面である裏面２１ｂ側から光を対象物２０に照射すると共に、表面２１ａ（機能素子層２２）から戻る光を検出することにより、機能素子層２２を撮像する。また例えば、アライメント用カメラ５は、同様に、裏面２１ｂ側から光を対象物２０に照射すると共に、半導体基板２１における改質領域１２の形成位置から戻る光を検出することにより、改質領域１２を含む領域の画像を取得する。これらの画像は、アライメントに用いられる。アライメント用カメラ６は、そのレンズがより低倍率である点を除いて、アライメント用カメラ５と同様の構成を備える。アライメント用カメラ６は、アライメント用カメラ５と同様にアライメントに用いられる。

【0030】

アライメント用カメラ５，６は、レーザ加工ヘッド３に設けられ、レーザ加工ヘッド３と一体で移動する。図示する例では、アライメント用カメラ５，６は、レーザ加工ヘッド３の取付部３９に固定されている。アライメント用カメラ５，６は、制御部９に接続されている。アライメント用カメラ５，６は、撮像した画像を制御部９に出力する。アライメント用カメラ５，６としては、特に限定されず、要求される性能を満たしていれば、公知の種々のカメラを用いることができる。

【0031】

図１及び図５に示されるように、内部観察ユニット４は、透過光により対象物２０の内部を観察する。内部観察ユニット４は、対象物２０に透過光を照射し、対象物２０から戻る当該透過光を検出することで、対象物２０の内部を観察する。例えば内部観察ユニット４は、対象物２０に形成された改質領域１２及び改質領域１２から延びた亀裂１４の先端を撮像する。

【0032】

図５に示されるように、内部観察ユニット４は、光源４１と、ミラー４２と、透過光集光レンズ４３と、光検出部４４と、を筐体Ｈ４内に有する。光源４１は、半導体基板２１透過性を有する透過光Ｉ１を出力する。光源４１は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、近赤外領域の透過光Ｉ１を出力する。光源４１から出力された透過光Ｉ１は、ミラー４２によって反射されて透過光集光レンズ４３を通過し、半導体基板２１の裏面２１ｂ側から対象物２０に照射される。透過光集光レンズ４３は、透過光Ｉ１を半導体基板２１に集光させるレンズである。透過光集光レンズ４３は、半導体基板２１の表面２１ａで反射された透過光Ｉ１を通過させる。

【0033】

光検出部４４は、透過光集光レンズ４３及びミラー４２を透過した透過光Ｉ１を検出する。光検出部４４は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外領域の透過光Ｉ１を検出する。筐体Ｈ４は、その側面に設けられた取付部４９を含み、この取付部４９を介して後述の第２鉛直移動機構７Ｂに接続されて支持されている。内部観察ユニット４は、制御部９に接続されている。内部観察ユニット４は、撮像した画像（内部画像）を制御部９に出力する。内部観察ユニット４としては、特に限定されず、要求される性能を満たしていれば、公知の種々のカメラを用いることができる。

【0034】

図１に示されるように、第１鉛直移動機構７Ａは、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド３をアライメント用カメラ５，６と共に移動させる機構である。第１鉛直移動機構７Ａは、柱状の第１ベース部７５に設けられた第１鉛直軸７１を有する。第１ベース部７５は、例えば設置面等に固定されている。第１鉛直軸７１は、Ｚ方向に沿って延在する。第１鉛直軸７１には、レーザ加工ヘッド３の取付部３９がＺ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このような第１鉛直移動機構７Ａは、不図示の駆動源の駆動力により、レーザ加工ヘッド３を第１鉛直軸７１に沿ってＺ方向に移動させる。第１鉛直移動機構７Ａとしては、特に限定されず、レーザ加工ヘッド３をＺ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0035】

第２鉛直移動機構７Ｂは、Ｚ方向に沿って内部観察ユニット４を移動させる機構である。第２鉛直移動機構７Ｂは、例えば設置面等に固定された柱状の第２ベース部７６に設けられた第２鉛直軸７２を有する。第２ベース部７６は、第１ベース部７５に対してＸ方向に離間する。例えば第１ベース部７５に対する第２ベース部７６の離間距離は、レーザ加工ヘッド３のＸ方向の幅以上である。

【0036】

第２鉛直軸７２は、Ｚ方向に沿って延在する。第２鉛直軸７２には、内部観察ユニット４の取付部４９がＺ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このような第２鉛直移動機構７Ｂは、不図示の駆動源の駆動力により、内部観察ユニット４を第２鉛直軸７２に沿ってＺ方向に移動させる。第２鉛直移動機構７Ｂとしては、特に限定されず、内部観察ユニット４をＺ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0037】

第１水平移動機構８Ａは、Ｘ方向に沿ってステージ２を移動させる機構である。第１水平移動機構８Ａは、例えば設置面等に固定された第１水平軸８１を有する。第１水平軸８１は、Ｘ方向に沿って延在する。第１水平軸８１には、第２水平移動機構８Ｂを介してステージ２がＸ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このような第１水平移動機構８Ａは、不図示の駆動源の駆動力により、ステージ２及び第２水平移動機構８Ｂを第１水平軸８１に沿ってＸ方向に移動させる。第１水平移動機構８Ａとしては、特に限定されず、ステージ２をＸ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0038】

第２水平移動機構８Ｂは、Ｙ方向に沿ってステージ２を移動させる機構である。第２水平移動機構８Ｂは、例えば第１水平移動機構８Ａ上に設けられた第２水平軸８２を有する。第２水平軸８２は、Ｙ方向に沿って延在する。第２水平軸８２には、ステージ２がＹ方向に沿って移動可能に取り付けられている。第２水平軸８２は、ステージ２と共に第１水平軸８１に沿って移動可能である。このような第２水平移動機構８Ｂは、不図示の駆動源の駆動力により、ステージ２を第２水平軸８２に沿ってＹ方向に移動させる。第２水平移動機構８Ｂとしては、特に限定されず、ステージ２をＹ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0039】

制御部９は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部９では、プロセッサが、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）を実行し、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信を制御する。制御部９は、レーザ加工装置１の各種の動作を制御する。制御部９は、ステージ２の回転駆動装置、レーザ加工ヘッド３、アライメント用カメラ５，６、内部観察ユニット４、第１鉛直移動機構７Ａ、第２鉛直移動機構７Ｂ、第１水平移動機構８Ａ、第２水平移動機構８Ｂ及びＧＵＩ１０の動作を制御する。

【0040】

制御部９は、アライメント用カメラ５，６で取得した情報に基づいてアライメントを実行させると共に、アライメントのときのステージ２の位置情報に関するアライメント情報を取得する処理を実行する。ステージ２の位置情報は、例えばＸ方向、Ｙ方向及びθ方向（ステージ２の回転軸周りの回転方向）におけるステージ２の位置に関する情報である。

【0041】

制御部９は、内部観察ユニット４により対象物２０の内部を観察する場合に、アライメント情報とＸＹθ補正情報（位置補正情報）とに基づいてステージ２を移動させ、透過光Ｉ１の集光位置を対象物２０におけるアライメント位置（アライメント時のレーザ光Ｌの集光位置）に合わせる処理を実行する。ＸＹθ補正情報は、レーザ加工ヘッド３に対する内部観察ユニット４の位置関係に関する情報である。例えばＸＹθ補正情報は、レーザ加工ヘッド３のレーザ光集光レンズ３３の光軸が対象物２０の中心に位置するときのステージ２のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置に対する、内部観察ユニット４の透過光集光レンズ４３の光軸が対象物２０の当該中心に位置するときのステージ２のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置の差異に対応する。

【0042】

制御部９は、ステージ２に支持されたテスト用対象物の基準位置がレーザ光集光レンズ３３の光軸上に位置するように、ステージ２の回転駆動装置、第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂによってステージ２をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動させると共に、当該移動後のステージ２の位置情報である第ＸＹθ情報（第１情報）を取得する処理を実行する。制御部９は、ステージ２に支持されたテスト用対象物の基準位置が透過光集光レンズ４３の光軸上に位置するように、ステージ２の回転駆動装置、第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂによってステージ２をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動させると共に、当該移動後のステージ２の位置情報である第２ＸＹθ情報（第２情報）を取得する処理を実行する。制御部９は、第１ＸＹθ情報及び第２ＸＹθ情報に基づいて、ＸＹθ補正情報を取得する処理を実行する。制御部９の処理の詳細については後述する。

【0043】

ＧＵＩ１０は、各種の情報を表示する。ＧＵＩ１０は、内部観察ユニット４の撮像結果、及び、アライメント用カメラ５，６の撮像結果を表示する。ＧＵＩ１０は、例えばタッチパネルディスプレイを含む。ＧＵＩ１０には、ユーザのタッチ等の操作により、加工条件等に関する各種の設定が入力される。

【0044】

レーザ加工装置１では、一例として、半導体基板２１の裏面２１ｂ側から対象物２０にレーザ光Ｌを照射すると共に、ステージ２をライン１５に沿って移動させ、対象物２０に対してレーザ光Ｌの集光位置（集光点）をライン１５に沿って相対的に移動させることにより、複数の改質スポットがライン１５に沿って並ぶように形成される。１つの改質スポットは、１パルスのレーザ光Ｌの照射によって形成される。１列の改質領域１２は、１列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物２０に対する集光位置の相対的な移動速度及びレーザ光Ｌの繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。本実行形態では、図４に示されるように、ライン１５に沿って半導体基板２１の内部に２列の改質領域１２ａ，１２ｂを形成する。２列の改質領域１２ａ，１２ｂは、対象物２０の厚さ方向（Ｚ方向）において隣り合っている。２列の改質領域１２ａ，１２ｂは、半導体基板２１に対して２つの集光位置Ｃがライン１５に沿って相対的に移動させられることにより形成される。

【0045】

レーザ加工装置１では、上述したように、レーザ加工ヘッド３の筐体Ｈ３が第１鉛直移動機構７ＡでＺ方向に移動可能に支持されており、これにより、レーザ加工ヘッド３及びレーザ加工ヘッド３に設けられたアライメント用カメラ５，６は、Ｚ方向に移動可能で、且つ、Ｘ方向及びＹ方向には移動不能に構成される。レーザ加工装置１では、上述したように、内部観察ユニット４の筐体Ｈ４が第２鉛直移動機構７ＢでＺ方向に移動可能に支持されており、これにより、内部観察ユニット４は、Ｚ方向に移動可能で、且つ、Ｘ方向及びＹ方向には移動不能に構成される。

【0046】

次に、レーザ加工装置１の動作の一例について、図６のフローチャートを参照して説明する。

【0047】

まず、起動後、各装置のウォームアップ及びキャリブレーションを行った後、不図示のロボットアームによりステージ２上に対象物２０を載置し、対象物２０をステージ２上に吸着させる（ステップＳ１）。

【0048】

続いて、アライメントを行う（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部９により、アライメント用カメラ５又はアライメント用カメラ６で取得された画像（例えば、対象物２０が有する機能素子層２２の像）に基づいて第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂの動作を制御し、レーザ光Ｌの集光位置がアライメント位置に合うようにＸ方向及びＹ方向に沿ってステージ２を移動させる。例えばアライメント位置は、Ｚ方向から見てライン１５上の加工開始位置（所定位置）である。また、ステップＳ２では、アライメント時のステージ２の位置情報を、アライメント情報として取得する。

【0049】

続いて、ハイトセットを行う（ステップＳ３）。ステップＳ３では、制御部９により、観察カメラ３５によって取得された可視画像（例えば、対象物２０のレーザ光入射面の像）に基づいて第１鉛直移動機構７Ａの動作を制御し、レーザ光Ｌの集光位置がレーザ光入射面上に位置するように、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド３（すなわち、レーザ光集光レンズ３３）を移動させる。続いて、制御部９により第１鉛直移動機構７Ａの動作を制御し、ハイトセット時の位置を基準としてレーザ光Ｌの集光位置がレーザ光入射面から所定深さに位置するように、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド３を移動させる。

【0050】

続いて、制御部９により、レーザ加工ヘッド３からのレーザ光ＬのＯＮ／ＯＦＦ、並びに、第１水平移動機構８Ａ、第２水平移動機構８Ｂ及びステージ２の回転駆動装置の動作を適宜制御し、レーザ光Ｌの集光位置が複数のライン１５に沿って相対的に移動するようにステージ２を移動させる。これにより、複数のライン１５に沿って対象物２０の内部に改質領域１２を形成する（ステップＳ４）。

【0051】

続いて、対象物２０の内部観察を行う。対象物２０の内部観察では、制御部９によりステージ２の回転駆動装置、第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂの動作を制御し、内部観察ユニット４による内部観察の開始位置に対象物２０が位置するようにステージ２を移動させる（ステップＳ５）。ステップＳ５では、上記ステップＳ２で取得したアライメント情報と予め設定されたＸＹθ補正情報とに基づいて、対象物２０のアライメント位置（ここでは、ライン１５上の加工開始位置）に透過光集光レンズ４３の光軸が合うように、Ｘ方向、Ｙ方向及びθ方向における対象物２０の位置を制御する。

【0052】

続いて、内部観察ユニット４により対象物２０の内部観察を行い、複数の内部画像を取得する（ステップＳ６）。ステップＳ６では、例えば各ライン１５の少なくとも一箇所において、制御部９の制御のもと、内部観察ユニット４により次の内部観察処理を実行する。すなわち、第２鉛直移動機構７ＢによりＺ方向に沿って内部観察ユニット４を移動させ、対象物２０の内部の複数の位置に透過光Ｉ１の集光位置を合わせて対象物２０を撮像し、複数の内部画像を取得する。複数の内部画像のそれぞれに対して内部観察ユニット４の移動量に関する情報を関連付け、これを撮像データとして取得する。このような撮像データの取得を、同じライン１５上又は別のライン１５上の他の箇所に透過光集光レンズ４３の光軸を合わせて繰り返す。

【0053】

続いて、制御部９により、取得した撮像データに基づいて加工状態を判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７では、一例として、画像認識によって複数の撮像データにおける内部画像のうち亀裂１４の像が相対的に鮮明な何れかを自動的に判定する（ＡＩ判定を行う）。制御部９は、判定した当該内部画像を撮像したときの移動量に基づいて亀裂位置を算出する。亀裂位置は、例えば、予め設定された所定の補正係数を移動量に乗じることにより算出できる。補正係数については、後述する。また、制御部９は、取得された亀裂位置等に基づいて、改質領域１２の位置等を推定する。続いて、制御部９は、上記ステップＳ７で判定した判定結果を任意の記憶装置に保存する。制御部９により、上記ステップＳ７で判定した判定結果をＧＵＩ１０に表示させる（ステップＳ８）。以上により、処理を終了する。

【0054】

次に、ＸＹθ補正情報の取得例について、図７のフローチャートを参照して説明する。

【0055】

上述のステップＳ１～Ｓ８の処理に先だって、次のＸＹθ補正情報の取得処理を実行する。まず、不図示のロボットアームによりステージ２上にテスト用対象物を載置し、テスト用対象物をステージ２上に吸着させる（ステップＳ１１）。図８に示されるように、テスト用対象物２０Ｔは、例えば円板状の半導体基板１２１を含み、半導体基板１２１の主面には、中心１２５を通り且つ周方向に八等分する切欠き等の指示線１２２が形成されている。

【0056】

制御部９により、レーザ加工ヘッド３の観察カメラ３５で取得された可視画像に基づいて、ステージ２の回転駆動装置、第１鉛直移動機構７Ａ、第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂの動作を制御し、レーザ光集光レンズ３３の光軸上にテスト用対象物２０Ｔの基準位置（例えば中心１２５）が位置するように、θ方向、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に沿ってステージ２を移動させる（ステップＳ１２）。このときのステージ２の位置情報を、第１ＸＹθ情報として取得する（ステップＳ１３）。

【0057】

制御部９により、内部観察ユニット４で取得された画像に基づいて、ステージ２の回転駆動装置、第２鉛直移動機構７Ｂ、第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂの動作を制御し、透過光集光レンズ４３の光軸上にテスト用対象物２０Ｔの基準位置が位置するように、θ方向、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に沿ってステージ２を移動させる（ステップＳ１４）。このときのステージ２の位置情報を、第２ＸＹθ情報として取得する（ステップＳ１５）。そして、第１ＸＹθ情報と第２ＸＹθ情報との差分から、ＸＹθ補正情報を取得する（ステップＳ１６）。

【0058】

なお、別例として、アライメント用カメラ５，６とレーザ加工ヘッド３の観察カメラ３５との座標が紐づけられ、且つ、アライメント用カメラ５，６と内部観察ユニット４との座標も紐づけられている一方で、レーザ加工ヘッド３の観察カメラ３５と内部観察ユニット４との座標が直接的には紐づけられていない場合がある。この場合は、アライメント用カメラ５，６を基準として、間接的に、レーザ加工ヘッド３の観察カメラ３５と内部観察ユニット４との座標が紐づけられているという状態になる。

【0059】

次に、内部観察ユニット４による内部観察で用いられる補正係数の取得例について、図９のフローチャートを参照して説明する。

【0060】

上述のステップＳ１～Ｓ８の処理に先だって、次の補正係数取得処理を実行する。まず、不図示のロボットアームによりステージ２上に補正係数用対象物を載置し、補正係数用対象物をステージ２上に吸着させる（ステップＳ２１）。制御部９により、ステージ２の回転駆動装置、第１水平移動機構８Ａ及び第２水平移動機構８Ｂの動作を制御し、制御部補正係数用対象物を内部観察ユニット４の透過光集光レンズ４３の下部に移動させる。

【0061】

図１０は、補正係数用対象物６０を示す側面図である。図１０に示されるように、補正係数用対象物６０は、裏面６０ｂと、裏面６０ｂの反対側の表面６０ａと、を含む。補正係数用対象物６０には、レーザ加工によって、裏面６０ｂ及び表面６０ａに沿ったＸ方向に配列された改質領域１２及び改質領域１２から延びる亀裂が形成されている。特に、補正係数用対象物６０は、改質領域１２から、Ｚ方向及びＸ方向に交差する方向に沿って延びる亀裂１４が形成されている。補正係数用対象物６０では、Ｚ方向に並ぶように複数列の改質領域１２が形成されている。

【0062】

補正係数用対象物６０には、改質領域１２が露出するように切断面が形成されており、改質領域１２のそれぞれのＺ方向の位置は、例えば亀裂１４の位置として、当該切断面の観察により実測されて既知である。この既知の実測値は、制御部９が保持していてもよいし、制御部９がアクセス可能な任意の記憶装置に保持されていてもよい。

【0063】

続いて、透過光Ｉ１によって補正係数用対象物６０の撮像を行う（ステップＳ２２）。ステップＳ２２では、内部観察ユニット４の制御により、改質領域１２から延びる亀裂のうちのＺ方向及びＸ方向に交差する方向に沿って延びる亀裂１４を透過光Ｉ１により撮像する。ステップＳ２では、制御部９が、内部観察ユニット４及び第２鉛直移動機構７Ｂを制御することにより、透過光Ｉ１を補正係数用対象物６０の裏面６０ｂから入射させると共に、Ｚ方向に沿って内部観察ユニット４を移動させて透過光Ｉ１の集光位置をＺ方向に沿って移動させ、補正係数用対象物６０の内部の複数の位置に透過光Ｉ１の集光位置を合わせて複数回にわたって補正係数用対象物６０を撮像する。これにより、複数の内部画像を取得する。なお、ステップＳ２２では、内部画像の輝度値を調整しながら、及び、観察領域に応じて当該内部画像をシェーディングしながら、補正係数用対象物６０の撮像を行ってもよい。

【0064】

続いて、内部画像に関する撮像データが保存される（ステップＳ２３）。ステップＳ２３では、内部画像のそれぞれに対して、その移動量に関する情報が関連付けられて撮像データとして保存される。続いて、制御部９が撮像データを入力する（ステップＳ２４）。そして、制御部９が、亀裂１４の形成状態を判定する（ステップＳ２５）。ここでは、一例として、制御部９が、画像認識によって、複数の内部画像のうち、亀裂の像が相対的に鮮明な内部画像を自動的に判定する（ＡＩ判定を行う）。

【0065】

続いて、制御部９により補正係数を導出する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、制御部９は、Ｚ方向に並ぶ複数の改質領域１２のそれぞれについて、移動量に補正係数を乗じた値である改質領域１２の位置の測定値が対応する実測値となるように、補正係数を導出する。換言すれば、制御部９は、補正係数＝実測値／移動量として、補正係数を導出する。その後、制御部９は、導出した補正係数を示すデータを保存し（ステップＳ２７）、処理を終了する。

【0066】

以上、レーザ加工装置１では、アライメント用カメラ５，６と内部観察ユニット４とが、互いに別の移動機構によってＺ方向にそれぞれ移動可能である。これにより、内部観察ユニット４による観察の際にＺ方向に移動させる重量を低減して振動を抑えることができる。当該振動の静定にかかる時間を低減できる。また、アライメント用カメラ５，６及び内部観察ユニット４の何れか一方が作動中でも何れか他方をＺ方向に移動することができる。したがって、レーザ加工装置１によれば、タクトアップを実現し、且つ、内部観察ユニット４による観察不良の低減が可能となる。

【0067】

レーザ加工装置１は、Ｘ方向に沿ってステージ２を移動させる第１水平移動機構８Ａと、Ｙ方向に沿ってステージ２を移動させる第２水平移動機構８Ｂと、を有する。この場合、Ｘ方向及びＹ方向にステージ２を移動させることで、レーザ加工ヘッド３による対象物２０のレーザ光照射位置（レーザ光Ｌの集光位置）、アライメント用カメラ５，６による対象物２０の撮像位置（情報取得位置）、及び、内部観察ユニット４による対象物２０の観察位置を、Ｘ方向及びＹ方向に移動させることが可能となる。

【0068】

レーザ加工装置１では、第１鉛直移動機構７Ａは、第１ベース部７５に設けられた第１鉛直軸７１を有しており、レーザ加工ヘッド３を第１鉛直軸７１に沿ってＺ方向に移動させる。第２鉛直移動機構７Ｂは、第１ベース部に対してＸ水平方向に離間する第２ベース部７６に設けられた第２鉛直軸７２を有しており、内部観察ユニット４を第２鉛直軸７２に沿ってＺ方向に移動させる。この場合、Ｙ方向においてコンパクトな装置構成を実現することができる。Ｘ方向が生産ラインの方向に沿うようにレーザ加工装置１を配置することで、当該生産ラインに適した装置構成を実現できる。

【0069】

レーザ加工装置１では、レーザ加工ヘッド３及び内部観察ユニット４は、Ｘ方向及びＹ方向に移動不能に構成されている。この場合、アライメント用カメラ５，６及び内部観察ユニット４がＸ方向及びＹ方向に移動しないことから、アライメント用カメラ５，６及び内部観察ユニット４のＸ方向及びＹ方向の移動に伴う振動の発生を回避することができる。

【0070】

レーザ加工装置１では、ステージ２はＺ方向に沿う回転軸を中心に回転可能に構成されている。この場合、ステージ２を回転させることで、レーザ加工ヘッド３による対象物２０のレーザ光照射位置、アライメント用カメラ５，６による対象物２０の撮像位置、及び、内部観察ユニット４による対象物２０の観察位置を、回転方向に移動させることが可能となる。

【0071】

レーザ加工装置１では、情報取得部としてアライメント用カメラ５，６を用いており、対象物２０に光を照射し、対象物２０から戻る当該光を受光することで、アライメントに用いられる画像を取得する。この場合、アライメントに用いられる情報の取得及び対象物２０の内部観察を、具体的に実現することができる。

【0072】

レーザ加工装置１では、制御部９は、アライメント用カメラ５，６の撮像結果に基づいてステージ２をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動させ、レーザ光Ｌの集光位置を対象物２０における所定位置にアライメントすると共に、アライメント情報を取得する。制御部９は、内部観察ユニット４により対象物２０の内部を観察する場合に、アライメント情報とＸＹθ補正情報とに基づいてステージ２をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動させ、透過光集光レンズ４３の光軸を当該所定位置に合わせる。これにより、アライメントを行うと共に、そのときのアライメント情報を内部観察ユニット４による観察に共用することができる。

【0073】

レーザ加工装置１では、制御部９は、ステージ２に支持されたテスト用対象物２０Ｔの中心１２５がレーザ光集光レンズ３３の光軸上に位置するようにステージ２をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動させると共に、当該移動後のステージ２の位置情報である第１ＸＹθ情報を取得する。制御部９は、ステージ２に支持されたテスト用対象物２０Ｔの中心１２５が透過光集光レンズ４３の光軸上に位置するようにステージ２をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動させると共に、当該移動後のステージ２の位置情報である第２ＸＹθ情報を取得する。制御部９は、第１ＸＹθ情報及び第２ＸＹθ情報に基づいて、ＸＹθ補正情報を取得する。この場合、ＸＹθ補正情報を具体的に取得することが可能となる。

【0074】

レーザ加工装置１は、１つのステージ２のみを備えている。換言すると、レーザ加工装置１では、複数のユニット（レーザ加工ヘッド３及び内部観察ユニット４）に対して、１つのステージ２を用いている。このように、１つのステージ２で各処理を実施するので、タクトアップを図ることが可能となる。

【0075】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と同様な点は省略し、異なる点について説明する。

【0076】

図１１に示されるように、第２実施形態に係るレーザ加工装置１０１が第１実施形態に係るレーザ加工装置１（図１参照）と異なる点は、第１鉛直移動機構７Ａ（図１参照）に代えて第１鉛直移動機構１０７Ａを備え、第２鉛直移動機構７Ｂ（図１参照）に代えて第２鉛直移動機構１０７Ｂを備える点である。

【0077】

第１鉛直移動機構１０７Ａは、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド３をアライメント用カメラ５，６と共に移動させる機構である。第１鉛直移動機構１０７Ａは、柱状の第１ベース部１７５におけるＸ方向の一方側に設けられた第１鉛直軸１７１を有する。第１ベース部１７５は、例えば設置面等に固定されている。第１鉛直軸１７１は、Ｚ方向に沿って延在する。第１鉛直軸１７１には、レーザ加工ヘッド３の取付部３９がＺ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このような第１鉛直移動機構１０７Ａは、不図示の駆動源の駆動力により、レーザ加工ヘッド３を第１鉛直軸１７１に沿ってＺ方向に移動させる。第１鉛直移動機構１０７Ａとしては、特に限定されず、レーザ加工ヘッド３をＺ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0078】

第２鉛直移動機構１０７Ｂは、Ｚ方向に沿って内部観察ユニット４を移動させる機構である。第２鉛直移動機構１０７Ｂは、第１ベース部１７５におけるＸ方向の他方側に設けられた第２鉛直軸１７２を有する。つまり、第１鉛直軸１７１と第２鉛直軸１７２とは、第１ベース部１７５にともに設けられており、且つ、第１ベース部１７５を介して対向するように配置されている。第２鉛直軸１７２は、Ｚ方向に沿って延在する。第２鉛直軸１７２には、内部観察ユニット４の取付部４９がＺ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このような第２鉛直移動機構１０７Ｂは、不図示の駆動源の駆動力により、内部観察ユニット４を第２鉛直軸１７２に沿ってＺ方向に移動させる。第２鉛直移動機構１０７Ｂとしては、特に限定されず、内部観察ユニット４をＺ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0079】

以上、レーザ加工装置１０１においても、タクトアップを実現し、且つ、内部観察ユニット４による観察不良の低減が可能となる等の効果を奏する。また、レーザ加工装置１０１では、第１鉛直軸１７１及び第２鉛直軸１７２を設けるベース部を第１ベース部１７５として共用した装置構成を実現することができる。

【0080】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と同様な点は省略し、異なる点について説明する。

【0081】

図１２に示されるように、第３実施形態に係るレーザ加工装置２０１が第１実施形態に係るレーザ加工装置１（図１参照）と異なる点は、第１鉛直移動機構７Ａ（図１参照）に代えて第１鉛直移動機構２０７Ａを備え、第２鉛直移動機構７Ｂ（図１参照）に代えて第２鉛直移動機構２０７Ｂを備え、レーザ加工ヘッド３と同様なレーザ加工ヘッド２０３を更に備える点である。

【0082】

第１鉛直移動機構２０７Ａは、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド３をアライメント用カメラ５，６と共に移動させる機構である。第１鉛直移動機構２０７Ａは、柱状の第１ベース部２７５に設けられた第１鉛直軸２７１を有する。第１ベース部２７５は、例えば設置面等に固定されている。第１ベース部２７５は、第１水平移動機構８Ａの第１水平軸８１に対してＹ方向の一方側に離れて配置されている。第１鉛直軸２７１は、Ｚ方向に沿って延在する。第１鉛直軸２７１には、レーザ加工ヘッド３の取付部３９がＺ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このような第１鉛直移動機構２０７Ａは、不図示の駆動源の駆動力により、レーザ加工ヘッド３を第１鉛直軸２７１に沿ってＺ方向に移動させる。第１鉛直移動機構２０７Ａとしては、特に限定されず、レーザ加工ヘッド３をＺ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0083】

第２鉛直移動機構２０７Ｂは、Ｚ方向に沿って内部観察ユニット４をレーザ加工ヘッド２０３と共に移動させる機構である。第２鉛直移動機構２０７Ｂは、柱状の第２ベース部２７６に設けられた第２鉛直軸２７２を有する。第２ベース部２７６は、例えば設置面等に固定されている。第２ベース部２７６は、第１ベース部２７５に対してＹ方向の他方側に離間する。第２ベース部２７６は、第１水平移動機構８Ａの第１水平軸８１に対してＹ方向の他方側に離間する。第２鉛直軸２７２は、Ｚ方向に沿って延在する。第２鉛直軸２７２には、内部観察ユニット４の取付部４９がＺ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このような第２鉛直移動機構２０７Ｂは、不図示の駆動源の駆動力により、内部観察ユニット４を第２鉛直軸２７２に沿ってＺ方向に移動させる。第２鉛直移動機構２０７Ｂとしては、特に限定されず、内部観察ユニット４をＺ方向に移動できれば種々の機構を用いることができる。

【0084】

レーザ加工ヘッド２０３は、上述したレーザ加工ヘッド３と同様に構成されている。レーザ加工ヘッド２０３は、取付部４９に設けられている。レーザ加工ヘッド２０３は、取付部４９にレーザ加工ヘッド３とＹ方向に対向するように配置されている。

【0085】

以上、レーザ加工装置２０１においても、タクトアップを実現し、且つ、内部観察ユニット４による観察不良の低減が可能となる等の効果を奏する。また、レーザ加工装置２０１では、Ｘ方向においてコンパクトな装置構成を実現することができる。

【0086】

以上の実施形態は、本発明の一態様を説明したものである。したがって、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、任意に変形される。

【0087】

上記実施形態では、情報取得部としてアライメント用カメラ５，６を用いたが、これに限定されず、アライメントに供される情報を取得できれば、センサ等を用いてもよい。上記実施形態では、内部観察ユニット４の全体をＺ方向に移動させる第２鉛直移動機構７Ｂ，１０７Ｂ，２０７Ｂを用いたが、これに代えて、透過光集光レンズ４３をＺ方向に移動させるアクチュエータ等を第２鉛直移動機構として用いてもよい。この場合、アライメント用カメラ５，６と透過光集光レンズ４３とが、互いに別の移動機構によってＺ方向にそれぞれ移動可能となる。

【0088】

上記実施形態では、アライメント情報をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置に関する情報としたが、アライメント情報は、Ｘ方向及びＹ方向のみの位置に関する情報であってもよい。上記実施形態では、位置補正情報をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置に関するＸＹθ補正情報としたが、Ｘ方向及びＹ方向のみの位置に関する情報であってもよい。上述した実施形態及び変形例における各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。また、上述した実施形態及び変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。

【符号の説明】

【0089】

１，１０１，２０１…レーザ加工装置、２…ステージ（支持部）、３…レーザ加工ヘッド（照射部）、４…内部観察ユニット（内部観察部）、５，６…アライメント用カメラ（情報取得部）、７Ａ，１０７Ａ，２０７Ａ…第１鉛直移動機構、７Ｂ，１０７Ｂ，２０７Ｂ…第２鉛直移動機構、８Ａ…第１水平移動機構（水平移動機構）、８Ｂ…第２水平移動機構（水平移動機構）、９…制御部、１２…改質領域、２０…対象物、２０Ｔ…テスト用対象物、３３…レーザ光集光レンズ、４３…透過光集光レンズ、７１，１７１，２７１…第１鉛直軸、７２，１７２，２７２…第２鉛直軸、７５，１７５，２７５…第１ベース部、７６，２７６…第２ベース部、Ｉ１…透過光、Ｌ…レーザ光。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】