特開 2024-164609 レーザ加工装置の調整方法

(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】P2024164609

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】レーザ加工装置の調整方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20241120BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 M

B23K26/53

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080218

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】傍島 駿介

(72)【発明者】

【氏名】政近 諄

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AE01

4E168CA02

4E168CA13

4E168CB04

4E168CB07

4E168CB19

4E168EA02

4E168EA06

4E168EA11

4E168EA15

4E168HA01

4E168KA01

(57)【要約】

【課題】レーザ加工装置の調整作業をよりいっそう短期化あるいは簡便化しつつ、高品質なレーザ加工を可能とすること。
【解決手段】本発明は、レーザ加工装置（１）の調整方法に関するものである。かかるレーザ加工装置は、被加工物（Ｗ）にレーザビーム（Ｂ）を照射することで、前記被加工物に対してレーザ加工を行うように構成されている。前記レーザ加工装置の調整方法は、少なくとも、以下の（ａ）および（ｂ）の手順を含む：（ａ）前記レーザ加工装置に備えられていて調整対象となる光学要素（４０３）を通過した前記レーザビームの波面を計測する。（ｂ）前記波面の計測結果に基づいて、前記光学要素を調整する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物（Ｗ）にレーザビーム（Ｂ）を照射することで前記被加工物に対してレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置（１）の調整方法であって、
前記レーザ加工装置に備えられていて調整対象となる光学要素（４０３）を通過した前記レーザビームの波面を計測し、
前記波面の計測結果に基づいて、前記光学要素を調整する、
レーザ加工装置の調整方法。

【請求項2】

前記波面の計測結果と、前記光学要素を通過した前記レーザビームの強度分布の計測結果とに基づいて、前記光学要素を調整する、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。

【請求項3】

前記レーザビームの光路（ＢＬ）における、前記光学要素を通過する前の第一位置（Σ１）および前記光学要素を通過した後の第二位置（Σ２）にて、前記レーザビームの光軸を調整し、
前記光軸を調整した後の前記光路における、前記光学要素を通過した後の第三位置（Σ３）にて、前記波面を計測する、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。

【請求項4】

前記光路における、前記光学要素と当該光学要素よりも前記被加工物側に設けられた他の光学要素（４９１）との間に設けられた空間光変調器（４９２）の動作を、前記他の光学要素に入射した前記レーザビームの一部であって前記被加工物に向かわない漏れ光（ＢＰ）の波面の計測結果に基づいて制御する、
請求項３に記載のレーザ加工装置の調整方法。

【請求項5】

前記被加工物に前記レーザビームを集光するように設けられた集光レンズ（４０５）を通過した前記レーザビームの計測結果に基づいて、前記レーザビームのビーム形状および強度分布を調整する、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。

【請求項6】

前記レーザ加工装置は、前記被加工物への前記レーザビームの照射方向と交差する面内方向における複数の異なる位置に対して同時に前記レーザビームを照射可能に構成された、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。

【請求項7】

前記レーザ加工装置は、前記レーザビームの照射により、前記被加工物としての半導体（６０２）の表面（６２１）から所定深さに改質層（６２３）を形成するように構成された、
請求項６に記載のレーザ加工装置の調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物にレーザビームを照射することで被加工物に対してレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置の調整方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

高エネルギのレーザビームを用いたレーザ加工は、半導体のインゴットからウェハを生成するレーザスライスや、ウェハを分割してチップ単位に個片化するレーザダイシング等、様々な用途で用いられる。この種のレーザ加工においては、レーザビームをファイバにより伝送しようとするとレーザビームによりファイバ自体が熱加工されてしまう等の問題が生じ得るため、ミラーやレンズ等の光学要素を用いてレーザビームを空間伝送する構成のレーザ加工装置が採用されている。しかしながら、このような空間伝送のレーザ加工装置においては、従来、被加工物に対するレーザビームの照射状態が所望の状態となるように装置を調整するために、多大な労力および時間を要するという問題があった。この点、特許文献１は、レーザ光軸の調整を容易に行うことができるようにするための技術を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１６７５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種のレーザ加工装置において、調整作業をよりいっそう短期化あるいは簡便化しつつ、高品質なレーザ加工を可能とすることが求められている。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１に記載の、レーザ加工装置（１）の調整方法は、被加工物（Ｗ）にレーザビーム（Ｂ）を照射することで前記被加工物に対してレーザ加工を行うように構成された前記レーザ加工装置の調整方法であって、以下の手順を含む：
前記レーザ加工装置に備えられていて調整対象となる光学要素（４０３）を通過した前記レーザビームの波面を計測し、
前記波面の計測結果に基づいて、前記光学要素を調整する。

【0006】

なお、出願書類中の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付されている場合がある。但し、かかる参照符号は、同要素と後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の単なる一例を示すものにすぎない。よって、本発明は、かかる参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の適用対象であるレーザ加工装置の一構成例を示す概略図である。

【図2】図１に示されたビームエキスパンダおよびその周囲を拡大して示す斜視図である。

【図3】図１に示されたレーザ加工装置の調整方法の一具体例を示すフローチャートである。

【図4】ゼルニケモードの各項番に対応する波面収差を模式的に示す概略図である。

【図5】図１に示された第三位置にて計測した波面収差をゼルニケ解析した結果の一例を示す棒グラフである。

【図6】図１に示された第三位置にて計測した波面収差をゼルニケ解析した結果の他の一例を示す棒グラフである。

【図7】図１に示されたレーザ加工装置の調整方法の他の一具体例を示すフローチャートである。

【図8】図７に示された具体例による調整方法の概要を示すグラフである。

【図9】図７に示された具体例による調整方法の概要を示すグラフである。

【図10】本発明の適用対象であるレーザ加工装置の他の一構成例を示す概略図である。

【図11】図１０に示されたレーザ加工装置の調整方法の一具体例を示すフローチャートである。

【図12】図１または図１０に示されたレーザ加工装置による多点同時照射の一具体例を示す概念図である。

【図13】図１または図１０に示されたレーザ加工装置を用いた半導体ウェハ製造方法の概要を示す概念図である。

【図14】図１または図１０に示されたレーザ加工装置を用いた半導体ウェハ製造方法の概要を示す概念図である。

【図15】図１または図１０に示されたレーザ加工装置を用いた半導体ウェハ製造方法の概要を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると、当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中には挿入せず、その後にまとめて説明する。また、各図面の記載、および、これに対応して以下に説明する装置構成やその機能あるいは動作に関する記載は、本発明の内容を簡潔に説明するために模式化あるいは簡略化されたものであって、これによって本発明の内容は何ら限定されるものではない。このため、各図面の記載と、実際に製造販売される具体的な装置構成とは、必ずしも一致するとは限らないということは、云うまでもない。すなわち、出願人が本願の出願経過により明示的に限定しない限りにおいて、本発明は、各図面の記載、および、これに対応して以下に説明する装置構成やその機能あるいは動作に関する記載によって限定的に解釈されてはならないことは、云うまでもない。

【0009】

（レーザ加工装置：第一実施形態）
図１は、本発明の適用対象であるレーザ加工装置１の一構成例を示す。なお、図１は、レーザ加工装置１におけるレーザビームＢの光路ＢＬに沿った構成の概要を示すための概念図である。このため、図１において、各構成要素同士の図中の位置関係については、光路ＢＬにおけるレーザビームＢの光路ＢＬに沿った進行順序に関する位置関係以外の特段の技術的な意味はないものとする。すなわち、図１における図中上下方向は、重力作用方向または水平方向と平行であるとは限らない。よって、例えば、図１にて二つの構成要素が図中上下に配列して示されていることは、両者が重力作用方向または水平方向に沿って配置されていることを必ずしも意味しない。

【0010】

レーザ加工装置１は、被加工物ＷにレーザビームＢを照射することで、被加工物Ｗに対してレーザ加工を行うように構成されている。具体的には、図１に示されているように、本実施形態に係るレーザ加工装置１は、加工ステージ２と、レーザ発振器３と、光学系４と、制御部５とを備えている。加工ステージ２は、レーザ加工中に被加工物Ｗを保持するように構成されている。レーザ光源とも称され得るレーザ発振器３は、レーザビームＢを出力すなわち発射するように構成されている。光学系４は、レンズやミラー等の光学要素を少なくとも備えていて、レーザ発振器３から出力されたレーザビームＢを被加工物Ｗに導くように構成されている。なお、「光学要素」は「光学素子」とも称され得る。

【0011】

制御部５は、加工ステージ２に支持された被加工物ＷとレーザビームＢとの相対移動や、レーザ発振器３におけるレーザビームＢの出力を含む、レーザ加工装置１の動作の全体を制御するように設けられている。具体的には、制御部５は、少なくともプロセッサとメモリとを備えた、いわゆるマイクロコンピュータとしての構成を有していて、メモリからプログラムを読み出して実行することで各種動作を実行可能に構成されている。「メモリ」は、ＲＯＭ、磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ、等の、非遷移的実体的記憶媒体である。プロセッサおよびメモリは、それぞれ、少なくとも１つ設けられている。

【0012】

光学系４は、第一反射ミラー４０１と、第二反射ミラー４０２と、ビームエキスパンダ４０３と、ガルバノヘッド４０４と、集光レンズ４０５と、ビームサンプラ４０６と、加工点計測部４０７と、位置調整ステージ４０８とを備えている。以下、光学系４に設けられた各構成要素について、順に説明する。

【0013】

第一反射ミラー４０１は、レーザ発振器３からのレーザビームＢの出射先に配置されている。第一反射ミラー４０１は、レーザビームＢの進路方向を反射により変更して第二反射ミラー４０２に向けるように設けられている。第二反射ミラー４０２は、第一反射ミラー４０１による反射光をビームエキスパンダ４０３に向けて反射するように設けられている。ビームエキスパンダ４０３は、レーザビームＢの径を拡大する光学要素であって、レーザ発振器３から被加工物Ｗに向かうレーザビームＢの光路ＢＬにおける第二反射ミラー４０２とガルバノヘッド４０４との間に設けられている。

【0014】

図２は、ビームエキスパンダ４０３およびその周囲を拡大して示す。図２に示されているように、ビームエキスパンダ４０３は、広角調整ηおよび倍率調整ξを調整可能に構成されている。図２において、ビームエキスパンダ４０３に入射する平行光状のレーザビームＢの中心線を延長したものを、光路中心線ＢＮとして示す。また、ビームエキスパンダ４０３を通過して径が拡大されたレーザビームＢの中心線を、拡大ビーム中心線ＢＣとして示す。また、αは発散角を示し、βはずれ角を示す。ずれ角は、光路中心線ＢＮと拡大ビーム中心線ＢＣとのなす角である。さらに、説明の簡略化のため、ｘｙｚ座標系を、ｙ軸が光路中心線ＢＮと平行となるように設定する。以下、図２におけるｚ軸方向を、便宜上「上下方向」と称することがある。同様に、図２におけるｘ軸方向を、便宜上「左右方向」と称することがある。

【0015】

ビームエキスパンダ４０３は、光学系４を支持する不図示のベース上に、ベース固定マウント４３１および調整マウント４３２を介して支持されている。ベース固定マウント４３１は、上記のベース上にて、所定の位置決めをしつつ固定されている。調整マウント４３２は、ベース固定マウント４３１に、ボルト等の締結手段を用いて固定されている。ビームエキスパンダ４０３は、調整マウント４３２に装着されている。調整マウント４３２は、ビームエキスパンダ４０３すなわち光路中心線ＢＮの位置を、上下方向および左右方向に調整可能に構成されている。図２において、左右方向の調整をＤｘとして示し、上下方向の調整をＤｚとして示している。また、調整マウント４３２は、ビームエキスパンダ４０３すなわち拡大ビーム中心線ＢＣの煽り角を、上下方向および左右方向に調整可能に構成されている。図２において、上下方向の煽り角の調整をＤφとして示し、左右方向の煽り角の調整をＤθとして示す。

【0016】

再び図１を参照すると、ガルバノヘッド４０４は、ビームエキスパンダ４０３を通過したレーザビームＢを反射して被加工物Ｗに向けるとともに、被加工物Ｗに照射するレーザビームＢの照射位置を所定範囲内で変更可能に構成されている。集光レンズ４０５は、被加工物ＷにレーザビームＢを集光するように設けられている。具体的には、集光レンズ４０５は、ｆθレンズ等のレンズ要素を少なくとも備えていて、光路ＢＬにおけるガルバノヘッド４０４と加工点すなわち被加工物Ｗとの間に配置されている。

【0017】

ビームサンプラ４０６は、光路ＢＬにおける集光レンズ４０５と被加工物Ｗとの間の位置に設けられている。ビームサンプラ４０６は、入射したレーザビームＢの一部（例えば数％程度あるいはそれ以下）であって被加工物Ｗに向かわない漏れ光である測定光ＢＭを発生させつつ、残部を被加工物Ｗに向けて出射するように構成されている。加工点計測部４０７は、集光レンズ４０５を通過したレーザビームＢすなわち測定光ＢＭのビーム特性を計測するように設けられている。本実施形態においては、加工点計測部４０７は、測定光ＢＭすなわちレーザビームＢの二次元的な強度分布やビーム形状を計測可能なビームプロファイラとしての構成を有している。なお、ビーム形状や二次元的な強度分布を、以下「ビームプロファイル」と称する。加工点計測部４０７は、一軸ステージである位置調整ステージ４０８に固定されている。位置調整ステージ４０８は、レーザビームＢの焦点位置の変動に対応して加工点計測部４０７の位置を調整可能に設けられている。

【0018】

（調整方法：具体例１）
図３は、図１に示されたレーザ加工装置１の調整方法の一具体例を示す。図示されたフローチャートにおいて、「Ｓ」は「ステップ」を略記したものである。以下、上記の通りの構成を有するレーザ加工装置１の調整方法、具体的には、光軸調整およびビームエキスパンダ４０３の調整の方法について、各図面を参照しつつ説明する。

【0019】

まず、ステップ１０１にて、光学系４におけるレーザビームＢの光軸を設定する。すなわち、第一反射ミラー４０１、第二反射ミラー４０２、ガルバノヘッド４０４を、上記のベースにおける所定位置に固定する。そして、レーザビームＢの光軸を調整する。具体的には、第一反射ミラー４０１および第二反射ミラー４０２の位置や向きを調整する。第一反射ミラー４０１および第二反射ミラー４０２が電動調整可能なステージ（例えばピエゾステージ）を用いて支持されている場合、かかる光軸調整は、制御部５の制御下で自動的に行うことが可能である。

【0020】

より詳細には、図１に示された第一位置Σ１および第二位置Σ２にて、ビームプロファイラを用いた光軸中心合わせを行う。第一位置Σ１は、光路ＢＬにおける、ビームエキスパンダ４０３を設置した場合にビームエキスパンダ４０３を通過する前の位置であって、より詳細には、第二反射ミラー４０２の直後の位置、すなわち、第二反射ミラー４０２とビームエキスパンダ４０３の設置予定位置との間の位置である。第二位置Σ２は、ビームエキスパンダ４０３を設置した場合にビームエキスパンダ４０３を通過した後の位置であって、より詳細には、ガルバノヘッド４０４の直前の位置、すなわち、ビームエキスパンダ４０３の設置予定位置とガルバノヘッド４０４との間の位置である。第一位置Σ１および第二位置Σ２は、同一データムである。かかるビームプロファイラは、本願の出願人の先願に係る特許文献１に開示された方法と同様の方法で、所定位置に段取りされる。「段取り」とは、レーザビームＢにおけるビームプロファイルを良好に計測できるように、高精度に位置決めされることをいうものとする。

【0021】

次に、ステップ１０２にて、本発明における調整対象の光学要素であるビームエキスパンダ４０３を、上記のベースにおける所定位置に据え付ける。続いて、ステップ１０３にて、ビームエキスパンダ４０３の調整を行う。具体的には、ビームエキスパンダ４０３において、広角調整η、倍率調整ξ、および、姿勢調整を行う。姿勢調整は、上下・左右方向の位置調整、および、上下・左右方向の煽り角調整を含む。なお、本具体例においては、広角調整ηおよび倍率調整ξについては、レーザビームＢにおける所望の特性に応じて一旦調整された後は、以降の処理において再調整されないものとする。また、調整マウント４３２が電動調整可能な構成を有している場合、少なくとも、上下・左右方向の位置調整、および、上下・左右方向の煽り角調整は、制御部５の制御下で自動的に行うことが可能である。

【0022】

ところで、レーザビームＢを空間伝送するレーザ加工装置１において、従来、被加工物Ｗに対するレーザビームＢの照射状態が所望の状態となるように装置を調整するために、多大な労力および時間を要するという問題があった。具体的には、光路ＢＬに設けられる光学要素の調整の自由度は大きく、光軸の僅かなずれが加工精度に大きく影響する。このため、かかる光学要素の調整には高い精度が要求される。一方、調整のためのレーザビームＢの状態の定量化は困難であり、ビームプロファイラ等の計測器の分解能は現状充分には高くはない。よって、従来の調整方法においては、作業者の勘や経験への依存度が大きかった。この点、発明者は、本願の出願人の先願に係る特許文献１に開示されたレーザ光軸調整方法を既に提案した。これによれば、レーザ光軸の調整を容易に行うことが可能となる。すなわち、上記のステップ１０１～ステップ１０３の処理は、特許文献１に記載された方法を用いて、迅速且つ高精度で行うことが可能である。

【0023】

そして、さらに、発明者は、レーザ加工装置１における加工精度等の加工品質が、光軸調整状態のみならず、波面状態にも影響を受けるという事実を見出した。具体的には、例えば、光軸が乱れることで、光路ＢＬ内の各光学要素に対してレーザビームＢが適切に入射しなかった場合、波面が大きく崩れる。但し、光軸調整を行っても、各光学要素にて収差が発生し得る。よって、例えば、複数の光軸調整パラメータの或る一つを微小量ずらしても、レーザビームＢの真円度にほとんど差が確認できない一方で加工品質には大きな差が生じる場合がある。被加工物Ｗあるいはそのダミーに対する試験的なレーザ加工を繰り返し行いつつ調整する作業は、非常に長期間を要し、作業者の勘や経験への依存度が大きい。しかしながら、このような場合であっても、波面計測結果には有意な差が生じ得る。

【0024】

そこで、本具体例においては、ステップ１０４およびステップ１０５の処理を実行する。すなわち、まず、ステップ１０４にて、ビームエキスパンダ４０３を通過したレーザビームＢの波面を計測する。かかる波面の計測は、図１に示された第三位置Σ３にて行う。第三位置Σ３は、ステップ１０１によって光軸を調整した後の光路ＢＬにおける、ビームエキスパンダ４０３を通過した後の位置であって、本具体例においては、ビームエキスパンダ４０３の直後の位置、すなわち、ビームエキスパンダ４０３と第二位置Σ２との間の位置である。第三位置Σ３は、第一位置Σ１および第二位置Σ２と同一データムである。波面計測は、所定位置に段取りされた波面計を用いて行う。波面計としては、例えば、いわゆるシャックハルトマン型波面センサを用いることが可能である。

【0025】

続いて、ステップ１０５にて、ステップ１０４による波面計測結果に基づく判定を行う。すなわち、波面計を用いて計測した波面マップをゼルニケ解析することで、如何なる態様の波面収差がどの程度生じているかを判定する。図４は、ゼルニケモードの各項番に対応する波面収差を、ツリー状に示している。図４における［ｊ］のように示されている数字ｊは、ゼルニケモードの項番すなわちＯＳＡ／ＡＮＳＩインデックスを示す。［０］は定数項、［１］はｙ方向のティルト、［２］はｘ方向のティルト、［３］は±４５°方向の非点収差、［４］は光軸方向のデフォーカス、［５］は０°および９０°方向の非点収差、［６］はトレフォイル収差、［７］はｙ方向のコマ収差、［８］はｘ方向のコマ収差、［９］は斜めトレフォイル収差、［１０］は斜めクアドラフォイル収差、［１１］は斜め二次非点収差、［１２］は三次球面収差、［１３］は二次非点収差、［１４］はクアドラフォイル収差である。

【0026】

ここで、項番１および２のティルト成分については、波面計の据え付け状態の影響を大きく受ける。このため、かかるティルト成分については、ビームエキスパンダ４０３の調整には用いない。図５および図６は、項番３以降のゼルニケモードについてのゼルニケ係数の大きさを棒グラフで示している。図５は、調整前の、波面収差が大きい場合の一例を示す。図６は、調整により波面収差が小さくなった場合の一例を示す。図５および図６において、縦軸は波面収差を示すゼルニケ係数を示し、横軸はゼルニケモードの項番を示す。波面収差の大きさの程度は、ＲＭＳ値を用いて評価することが可能である。ＲＭＳはRoot Mean Squareの略であって、ゼルニケ係数の二乗和の平方根を取ったものである。

【0027】

本具体例においては、項番４のデフォーカス成分については、これが判定閾値よりも小さいか否かという判定に用いる。一方、それ以外の項番、すなわち、項番３および５の乱視成分や項番６以降の高次収差については、これらを用いてＲＭＳ値を算出し、下記の（１）式によりストレール比を算出する。（１）式は、ストレール比の近似式であって、式中、Ｓはストレール比、λは波長、ＷはＲＭＳ値を示す。

【数1】

【0028】

したがって、ステップ１０５においては、波面解析結果として、項番４のデフォーカス成分の大きさが判定閾値よりも小さいか否か、および、ストレール比が判定閾値（例えば０．８）以上であるか、という判定を行う。波面解析結果がＮＧである場合、すなわち、デフォーカス成分の大きさが判定閾値以上であるか、または、ストレール比が判定閾値未満である場合、ステップ１０５における判定結果が「ＮＯ」となり、処理がステップ１０３に戻る。この場合、上下・左右の調整量Ｄｘ，Ｄｚや、煽り角の調整量Ｄθ，Ｄφや、広角調整ηを微小量調整した後、再度、ステップ１０４およびステップ１０５の処理が実行される。なお、ステップ１０５の判定処理に先立ち、実験計画法における直交表等を用いた要因解析をあらかじめ実施しておき、各調整項目を変化させた場合の傾向を把握しておいてもよい。そして、波面解析結果がＯＫとなった場合（すなわちステップ１０５＝ＹＥＳ）、調整作業が終了する。

【0029】

なお、従来のビームエキスパンダ４０３の調整においては、発散角の調整は行わない一方、ずれ角を最小化するようにしていた。これは、以下の理由による。すなわち、発散角の影響は、ビームプロファイラでは計測できない程度の微小な変化である。よって、ビームエキスパンダ４０３の発散角調整ダイヤルを０で固定して、光学系４の調整を行っていた。一方、ずれ角については、レーザビームＢがまっすぐ伝播することが最も品質が高い状態であると判断していた。しかしながら、波面収差を最小化した結果として、所定のずれ角が生じることがあり得る。よって、本具体例においては、ずれ角の調整は行わない。

【0030】

以上詳述したように、本具体例は、ビームエキスパンダ４０３の調整を、かかるビームエキスパンダ４０３を通過したレーザビームＢの波面の計測結果に基づいて行う。このため、ビームプロファイラやパワーメータを用いた調整だけでは達成され得なかった高精度な光学的調整を簡便に行うことが可能となる。また、かかる調整は、被加工物Ｗあるいはそのダミーに対する試験的なレーザ加工を繰り返し行わなくても実施することができる。したがって、本具体例によれば、調整作業をよりいっそう短期化あるいは簡便化しつつ、高品質（例えば高精度）な加工を行うことが可能となる。さらに、加工点計測部４０７は、実際の被加工物Ｗに対するレーザ加工の最中にレーザ加工装置１から取り外す必要がない。よって、レーザ加工の最中にリアルタイムで状態をモニタしつつ、必要に応じて補正等の処理を行うことが可能である。

【0031】

（調整方法：具体例２）
以下、本実施形態に係るレーザ加工装置１の調整方法の他の一具体例について説明する。本具体例は、ビームエキスパンダ４０３を通過したレーザビームＢにおける波面の計測結果に加え、かかるレーザビームＢにおけるビームプロファイルの計測結果に基づいて、ビームエキスパンダ４０３を調整するものである。

【0032】

具体的には、本具体例は、左右調整量Ｄｘ，上下調整量Ｄｚ、煽り角調整量Ｄθ，Ｄφ、および、広角調整ηの、合計５つの調整パラメータについて、実験計画法における直交表等を用いて水準を振って、以下の４つの測定項目を評価する。
・測定項目１：第三位置Σ３（すなわちビームエキスパンダ４０３の前）にて波面計により計測した波面収差（すなわちゼルニケ係数）
・測定項目２：第三位置Σ３にてビームプロファイラにより計測した強度分布
・測定項目３：第二位置Σ２（すなわちガルバノヘッド４０４の前）にてビームプロファイラにより計測した強度分布
・測定項目４：加工点計測部４０７により計測した強度分布

【0033】

例えば、測定項目４すなわち加工点における強度分布が最良となるようにパラメータ調整を行うことで、良好な加工特性が得られる。一方、これに加えて、測定項目１の波面収差をも最小化するようにパラメータ調整を行うことで、加工精度がよりいっそう向上する。このため、測定項目１と測定項目４とを評価項目としてパラメータ調整を行うことが好適である。あるいは、測定項目４が最良となる状態を測定項目１～３のデータのみから探索するようにすることが好適である。

【0034】

図７は、本具体例の具現化の一例としてのフローチャートを示す。ここで、図７におけるステップ１０１～ステップ１０４の処理は、図３の場合と同様である。よって、以下の、図７に示されたフローチャートにおける各処理の説明においては、ステップ１０１～ステップ１０４については説明を省略し、ステップ１０５以降について説明する。

【0035】

ステップ１０５にて、ステップ１０４による波面計測結果に基づく判定を行う。判定内容については図３の場合と同様である。ステップ１０５における判定は、上記の測定項目１についての評価に相当する。波面解析結果がＮＧである場合（すなわちステップ１０５＝ＮＯ）、図３の場合と同様に、処理がステップ１０３に戻る。この場合、上下・左右の調整量Ｄｘ，Ｄｚや、煽り角の調整量Ｄθ，Ｄφや、広角調整ηを微小量調整した後、再度、ステップ１０４およびステップ１０５の処理が実行される。一方、波面解析結果がＯＫとなった場合（すなわちステップ１０５＝ＹＥＳ）、処理がステップ１０６およびステップ１０７に進行する。

【0036】

ステップ１０６にて、ビームエキスパンダ４０３を通過したレーザビームＢにおけるビームプロファイルを計測する。すなわち、上記の測定項目２～４のうちの少なくともいずれか１つについての測定結果を取得する。ステップ１０７にて、ビームプロファイル、すなわち、長短径比や強度分布形状を判定する。なお、ステップ１０７の処理に際し、必要に応じて、位置調整ステージ４０８による焦点位置調整が適宜行われ得る。ビームプロファイルすなわち長短径比や強度分布形状が所望の状態ではない場合（すなわちステップ１０７＝ＮＯ）、処理がステップ１０３に戻る。一方、ビームプロファイルが所望の状態である場合（すなわちステップ１０７＝ＹＥＳ）、調整制御動作が終了する。

【0037】

図８および図９は、図２に示された倍率調整ξを固定として他の調整パラメータを振った場合のプロットを示す。図８および図９における縦軸は、上記の（１）式を用いて算出したストレール比を示す。ストレール比０．８に対応する水平な二点鎖線は判定閾値を示す。すなわち、ストレール比が０．８以上であることをＯＫ条件とする。図８における横軸は、長短径比を示す。長短径比５％に対応する縦の二点鎖線は判定閾値を示す。すなわち、長短径比が５％以下であることをＯＫ条件とする。

【0038】

図９における横軸は、集光点面積を示す。本具体例においては、集光点面積は、強度がピーク値に対する１／ｅ^２となった位置でのビーム幅に対応するガウシアンビーム径を用いて算出したものである。よって、横軸は「１／ｅ^２面積」とも称される。図９における二つの縦の二点鎖線は、それぞれ、集光点面積の下側閾値および上側閾値を示す。すなわち、集光点面積が下側閾値と上側閾値との間となることをＯＫ条件とする。下側閾値および上側閾値は、事前の強度分布と加工痕との紐付けの結果により設定することが可能である。

【0039】

図８において一点鎖線の楕円で囲んだ点群と、図９において一点鎖線の楕円で囲んだ点群とは、同じ点群である。同様に、図８において破線の楕円で囲んだプロットと、図９において破線の楕円で囲んだプロットとは、同じプロットである。図８および図９に示されているように、本具体例においては、ストレール比が０．８以上であり、長短径比が５％以下であり、集光点面積が下側閾値と上側閾値との間となるように、調整パラメータを設定する。

【0040】

このように、本具体例は、集光レンズ４０５を通過したレーザビームＢの計測結果に基づいて、レーザビームＢのビーム形状および強度分布を調整する。これにより、高品質なレーザ加工が可能となる。

【0041】

（レーザ加工装置：第二実施形態）
図１０は、本発明の適用対象であるレーザ加工装置１の他の一構成例を示す。以下、図１０等を参照しつつ、本発明に係る調整方法の第二実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記第一実施形態との相違点を主として説明する。また、上記第一実施形態と本実施形態とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一の符号が付されている。したがって、以下の本実施形態の説明において、上記第一実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記第一実施形態における説明が適宜援用され得る。

【0042】

図１０において、光路ＢＬにおけるレーザ発振器３とビームエキスパンダ４０３との間の部分は、直線状に描かれていて、何らの光学要素も配置されていないように図示されているが、これは、単なる図示の都合上のものであって、本実施形態あるいは本発明の内容を何ら限定するものではない。よって、例えば、図１の場合と同様に、レーザ発振器３とビームエキスパンダ４０３との間には、反射ミラー等の光学要素が設けられていてもよい。

【0043】

本実施形態においては、光学系４は、ビームエキスパンダ４０３と、集光レンズ４０５と、ビームサンプラ４０６と、加工点計測部４０７と、位置調整ステージ４０８と、照射部４９１と、波面計測部４９２と、空間光変調器４９３とを備えている。レーザ発振器３から被加工物Ｗに向かうレーザビームＢの光路ＢＬにおいて、ビームエキスパンダ４０３と、空間光変調器４９３と、照射部４９１と、集光レンズ４０５と、ビームサンプラ４０６とは、この順に配置されている。

【0044】

照射部４９１は、レーザ発振器３から出力されビームエキスパンダ４０３および空間光変調器４９３を通過したレーザビームＢを、被加工物Ｗに向けるように設けられている。すなわち、本発明における「他の光学要素」としての照射部４９１は、光路ＢＬにおける、ビームエキスパンダ４０３よりも被加工物Ｗ側に配置されている。具体的には、照射部４９１は、ビームエキスパンダ４０３および空間光変調器４９３を通過したレーザビームＢの進路方向を反射により変更して被加工物Ｗに向ける反射ミラーとしての機能を有している。また、照射部４９１は、入射したレーザビームＢの一部（例えば数％程度あるいはそれ以下）であって被加工物Ｗに向かわない漏れ光である波面測定光ＢＰを発生するように構成されている。すなわち、本実施形態においては、照射部４９１は、ビームサンプラ４０６と同様の機能を有している。

【0045】

波面計測部４９２は、照射部４９１にて発生した透過光である波面測定光ＢＰの波面を計測するように設けられている。具体的には、波面計測部４９２は、いわゆるシャックハルトマン型波面センサとしての構成を有している。空間光変調器４９３は、入射したレーザビームＢの波面を、制御部５の制御下で変調するように構成されている。すなわち、制御部５は、波面計測部４９２による波面の計測結果に基づいて、空間光変調器４９３の動作を制御するように設けられている。なお、波面計測部４９２と被加工物Ｗとが共役関係となるように、空間光変調器４９３と照射部４９１との間や、照射部４９１と波面計測部４９２との間には、不図示のテレスコープ光学系が設けられていてもよい。

【0046】

ここで、図１０は、レーザビームＢが空間光変調器４９３と通り抜けるように図示しているが、これは、単なる図示の都合上のものであって、空間光変調器４９３が透過型であることを意図したものではない。すなわち、空間光変調器４９３として、いわゆる反射型の構成を有するものを用いることが可能である。この場合、空間光変調器４９３とともに、不図示の反射ミラーやプリズム等が設けられ得る。かかる反射型の空間光変調器４９３は、二次元配列された複数の画素を有し、かかる複数の画素にホログラムパターンを表示することにより画素毎に独立してレーザビームＢの位相を変調可能に構成されている。具体的には、空間光変調器４９３として、光変調層として液晶層を有する、いわゆるＬＣＯＳ－ＳＬＭを用いることが可能である。ＬＣＯＳ－ＳＬＭはLiquid Crystal on Silicon－Spatial Light Modulatorの略である。ホログラムパターンはＣＧＨパターンあるいは位相変調パターンとも称され得る。ＣＧＨはComputer－Generated Hologramの略である。

【0047】

図１１は、本具体例の具現化の一例としてのフローチャートを示す。ここで、図１１におけるステップ１０１～ステップ１０６の処理は、図７の場合と同様である。よって、以下の、図１１に示されたフローチャートにおける各処理の説明においては、ステップ１０１～ステップ１０６については説明を省略し、ステップ１０７以降について説明する。また、説明の便宜上、以下の具体例の説明においては、空間光変調器４９３が反射型であるものとする。

【0048】

ビームプロファイルが所望の状態ではない場合（すなわちステップ１０７＝ＮＯ）、処理がステップ１０３に戻る。一方、ビームプロファイルが所望の状態である場合（すなわちステップ１０７＝ＹＥＳ）、ステップ１０８およびステップ１０９の処理を実行する。

【0049】

ステップ１０８にて、波面計測部４９２により、波面測定光ＢＰすなわちレーザビームＢの波面を計測する。このとき、空間光変調器４９３における光変調層には、キャリブレーションパターンを表示させる。キャリブレーションパターンは、空間光変調器４９３が単なる反射機能を奏するようにするためのホログラムパターンであって、空間光変調器４９３の機差を補償するためのものであり、あらかじめ取得されたものがメモリに格納されている。すなわち、ステップ１０８における波面計測の際には、レーザビームＢに対するビーム整形のための波面制御成分は含まれないようにする。これにより、ステップ１０８にて、レーザビームＢの伝送過程において蓄積した不可避的な波面収差の項を計測することが可能となる。

【0050】

ステップ１０９にて、制御部５は、ステップ１０８にて計測した波面データに基づいて、空間光変調器４９３を制御する。具体的には、制御部５は、波面収差を打ち消すための補正ホログラムパターンを生成する。補正ホログラムパターンの生成方法については、本願の出願時点で既に公知あるいは周知となっているため、その詳細な説明は本明細書においては省略する。そして、制御部５は、かかる補正ホログラムパターンとビーム整形のためのホログラムパターンとを合成した合成ホログラムパターンを生成して、空間光変調器４９３における光変調層に表示する。なお、ステップ１０８およびステップ１０９は、収差補正が充分となるまで（例えばストレール比が所定の目標値に達するまで）繰り返し実行されてもよい。すなわち、制御部５は、ゼルニケ係数の棒グラフが図６に示されているような「フラット」な状態に可能な限り近づくように、空間光変調器４９３における補正ホログラムパターンの表示を制御する。

【0051】

本具体例は、波面計測によって光学系４に設けられた光学要素すなわちビームエキスパンダ４０３の調整を行った後に、残留した不可避的な波面収差成分を空間光変調器４９３により打ち消す。したがって、本具体例によれば、加工点に達するレーザビームＢにおける波面が良好に調整され、以て、極めて良好な加工品質が得られる。

【0052】

本実施形態は、照射部４９１に入射したレーザビームＢのうちの漏れ光を波面測定光ＢＰとして、その波面を波面計測部４９２で計測している。このため、波面計測は、被加工物Ｗに向かうレーザビームＢの光路ＢＬの外で行われる。よって、波面計測部４９２は、実際の被加工物Ｗに対するレーザ加工の最中であっても、レーザ加工装置１から取り外す必要がない。また、波面計測は、実際の被加工物Ｗに対するレーザ加工の最中に、リアルタイムで行うことが可能である。したがって、本実施形態によれば、レーザ加工装置１の稼働を止めたり落としたりすることなく、波面状態を良好にフィードバック制御することが可能となる。

【0053】

空間光変調器４９３における補正ホログラムパターンと、波面計測部４９２にて取得した波面情報との間には、相関がある。このため、両者の差分に基づいて、レーザ加工装置１における経年劣化をモニタすることが可能である。すなわち、制御部５は、空間光変調器４９３の動作制御状態と波面計測部４９２による波面計測結果とに基づいて、経年劣化をモニタすることが可能である。そして、かかるモニタ結果に基づいて、経年劣化による波面のズレの補正を行うことが可能となる。但し、ホログラムパターンと波面情報との間で、分解能が異なり得る。よって、両者の分解能の違いを考慮して、一方または双方に平均化やフィルタリング等の処理を行うことがあり得る。また、両者の差分が大きくなりすぎて、ホログラムパターンによる補正によっては良好な波面状態が実現困難となった場合は、メンテナンス通知等の異常報知を実行することが可能である。

【0054】

（空間光変調器によるビーム整形例）
周知の通り、空間光変調器４９３は、レーザビームＢの位相や強度の特性を、二次元的に変調することが可能である。よって、ビームエキスパンダ４０３によって径を拡大したレーザビームＢを、ホログラムパターンを用いてビーム整形して複数に分岐することで、被加工物Ｗにおける多点同時加工を良好に行うことが可能となる。すなわち、この場合、レーザ加工装置１は、被加工物ＷへのレーザビームＢの照射方向と交差する面内方向における複数の異なる位置に対して同時にレーザビームＢを照射可能に構成されている。この場合、制御部５は、レーザビームＢの分岐すなわちパターニング用のホログラムパターンと収差補正のための補正ホログラムパターンとを合成した、合成ホログラムパターンを生成して、空間光変調器４９３における光変調層に表示する。なお、この場合、上記のステップ１０９における、補正ホログラムパターン生成のためのゼルニケ変換に供される波面データとしては、レーザビームＢの整形のための波面制御成分を含まないものが用いられる。

【0055】

図１２は、レーザビームＢを第一スポットＳＰ１～第四スポットＳＰ４の合計４つのビームスポットに分岐した例を示す。本具体例においては、第一スポットＳＰ１～第四スポットＳＰ４は、矩形状に配置されているものとする。図中、各スポットの強度を、斜線ハッチングの濃さで示す。また、図１２における（ａ）に示されているように、本具体例においては、第一スポットＳＰ１～第四スポットＳＰ４は、同一強度であることが望まれているものとする。

【0056】

ここで、同（ｂ）に示されているように、実際には、第一スポットＳＰ１と第二スポットＳＰ２と第四スポットＳＰ４とがほぼ同一の強度である一方、第三スポットＳＰ３の強度がこれらよりも低い状態が生じた場合を想定する。このような場合、制御部５は、加工点計測部４０７による計測結果から、かかる状態が生じていることを検知することが可能である。すると、制御部５は、同（ｃ）に示されているように第三スポットＳＰ３の強度を上げるようなホログラムパターンを生成する。これにより、同（ｄ）に示されているように、第一スポットＳＰ１～第四スポットＳＰ４における強度を均一化することが可能となる。

【0057】

なお、上記の具体例においては、第一スポットＳＰ１～第四スポットＳＰ４は、同一強度であることが望まれているものとしたが、本発明は、かかる態様には限定されない。すなわち、第一スポットＳＰ１～第四スポットＳＰ４に所定の強度分布を与えたものの、これらのうちのいずれかの強度が所定強度から外れた場合にも、同様の処理が可能である。また、第一スポットＳＰ１～第四スポットＳＰ４におけるレーザ強度のバラツキの補正について例示したが、これに代えて、あるいは、これとともに、スポット形状のバラツキの補正を行うことも可能である。このように、本実施形態によれば、ビームプロファイルのリアルタイムな計測結果をレーザ加工にフィードバックすることが可能となる。

【0058】

図１３～図１５は、ビームエキスパンダ４０３によって径を拡大した後に空間光変調器４９３によるビーム整形を行うことで多点同時照射可能なレーザビームＢの、好適な一適用例の概要を示す。本適用例は、レーザビームＢの照射により、半導体ウェハ６０１を半導体インゴット６０２から切り出す、いわゆるレーザスライスである。以下、ＳｉＣウェハである半導体ウェハ６０１のレーザスライスによる製造方法の概要について説明する。

【0059】

以下の説明を簡略化するため、便宜上、図１３～図１５に示した通りに、右手系ＸＹＺ座標系を設定する。なお、図１３～図１５に示されたＸＹＺ座標系は、図２に示されたｘｙｚ座標系とは別であるが、両者は整合していてもよい。図１３～図１５に示されたＸＹＺ座標系において、Ｚ軸は、半導体ウェハ６０１の厚さ方向、あるいは、半導体インゴット６０２の高さ方向と平行となるように規定している。半導体インゴット６０２の高さ方向は、半導体インゴット６０２の略円柱形状における中心軸ＬＣと平行な方向である。また、Ｘ軸およびＹ軸は、半導体ウェハ６０１の主面や半導体インゴット６０２の上下端面と略平行であるものとする。「主面」は、半導体ウェハ６０１のような板状物における板厚方向と直交する表面であって、「上面」や「下面」や「底面」や「板面」とも称され得る。

【0060】

半導体ウェハ６０１の主面や半導体インゴット６０２の上下端面に沿った方向、すなわち、Ｚ軸方向と交差する任意の方向を、以下の説明において「面内方向」と称することがある。かかる「面内方向」は、被加工物Ｗを半導体インゴット６０２とした場合、上記の「被加工物ＷへのレーザビームＢの照射方向と交差する面内方向」と整合する。典型的には、半導体ウェハ６０１の主面や半導体インゴット６０２の上下端面は、Ｚ軸と略直交する、ほぼ水平な面である。このため、典型的には、「面内方向」は、Ｚ軸と直交する任意の方向、すなわち、ＸＹ平面と平行な任意の方向である。また、面内方向と直交する方向を、以下「軸方向」と称することがある。

【0061】

半導体ウェハ６０１は、厚さ方向と略直交する一対の主面である、ウェハ表面６１１およびウェハ裏面６１２を有している。同様に、半導体インゴット６０２は、高さ方向と略直交する一対の端面である、インゴット頂面６２１およびインゴット底面６２２を有している。本製造方法は、レーザ照射により、インゴット頂面６２１から所定深さに剥離層６２３を形成し、インゴット頂面６２１と剥離層６２３との間の層状のウェハ前駆体６２４を剥離層６２３にて半導体インゴット６０２から剥離することで半導体ウェハ６０１を得る、というものである。剥離により生じた剥離面６２５は、研削や研磨により平坦化される。

【0062】

図１４および図１５は、半導体インゴット６０２にレーザビームＢを照射して剥離層６２３を形成する、レーザスライスにおける主要な工程の概要を示す。かかる工程においては、レーザビームＢを、半導体インゴット６０２に対して面内方向に相対移動させつつ、半導体インゴット６０２の表面であるインゴット頂面６２１に照射する。ここで、レーザビームＢは、半導体インゴット６０２に対する所定程度の透過性を有する。このため、レーザビームＢの集光点ＳＰを、インゴット頂面６２１から所定深さの位置に形成することができる。よって、レーザビームＢの照射により、被加工物Ｗとしての半導体インゴット６０２の表面であるインゴット頂面６２１から所定深さに、レーザビームＢの照射によりＳｉＣが改質された改質領域６２６を含む剥離層６２３が形成される。具体的には、剥離層６２３は、改質領域６２６と、この改質領域６２６から延びるクラックとによって形成される。このような、改質領域６２６によって形成された剥離層６２３は、「改質層」とも称され得る。

【0063】

レーザビームＢの集光点ＳＰは、面内方向における一方向である走査方向Ｄｓに走査される。これにより、改質領域６２６が、半導体インゴット６０２の走査方向Ｄｓにおける幅の全体にわたって形成される。そして、かかる集光点ＳＰの走査が、面内方向にける他の一方向であって走査方向Ｄｓと直交するラインフィード方向Ｄｆにインデックス送りされつつ多数回繰り返されて、レーザビームＢがインゴット頂面６２１のほぼ全面に照射されることで、剥離層６２３が形成される。ここで、図１４に示されているように、レーザビームＢの集光点ＳＰを、ラインフィード方向Ｄｆにおける異なる位置にて複数個同時に形成することで、剥離層６２３の形成工程が効率化され得る。なお、図１４および図１５は、複数の集光点ＳＰが、走査方向Ｄｓおよびラインフィード方向Ｄｆに対して傾斜した方向に一列に配置されつつ走査される例を示している。

【0064】

しかしながら、集光点ＳＰのインゴット頂面６２１からの深さに誤差や変動やバラツキが生じると、改質領域６２６の深さすなわち軸方向位置が変動する。これにより、剥離層６２３すなわち剥離面６２５の凹凸が大きくなり、剥離後の研削や研磨の加工代が大きくなって材料の歩留まりが悪化することで生産性が低下する。そこで、波面制御を用いたビーム整形および収差補正により、複数の集光点ＳＰの各々における強度等の特性を均一化することが好適である。これにより、レーザスライスにより半導体インゴット６０２から半導体ウェハ６０１を得るウェハ製造技術において、従来よりも生産性をよりいっそう向上することが可能となる。

【0065】

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態との相違点を主として説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。

【0066】

レーザ加工装置１の用途については、特段の限定はない。すなわち、本発明は、レーザスライスのみならず、レーザダイシングにも良好に適用され得る。レーザビームＢの波長についても、特段の限定はない。よって、本発明は、例えば、レーザアブレーションによる精密な穴あけや除去加工にも良好に適用され得る。加工ステージ２に対する被加工物Ｗの固定方法についても、特段の限定はなく、エア吸着、静電吸着、両面テープ固定、接着、等の任意の方法を採用することが可能である。

【0067】

レーザ加工装置１におけるレーザビームＢの光路ＢＬの形状、具体的には、ミラーによる折り返しの有無や回数や進路変更方向についても、特段の限定はない。よって、例えば、レーザビームＢの光路ＢＬにおける、ビームエキスパンダ４０３までの部分と、集光レンズ４０５から被加工物Ｗに達する部分とは、同一平面内にはなくてもよい。典型的には、例えば、前者については光学系４を支持する不図示のベースにおける当該光学系４を支持する支持面と平行となり、後者については当該支持面と直交する、という場合があり得る。被加工物Ｗと、かかる被加工物ＷにレーザビームＢを照射するガルバノヘッド４０４あるいは照射部４９１との相対移動は、前者が固定で後者が可動であってもよいし、その逆であってもよいし、両者が可動であってもよい。光路ＢＬに沿った光学要素の構成や配置個数や配置態様についても、特段の限定はない。

【0068】

本発明は、ビームエキスパンダ４０３の調整に限定されず、シリンドリカルレンズ、アキシコンレンズ、凹面鏡、凸面鏡等の、非平面的な光学要素の調整に対しても好適に適用可能である。また、かかる光学要素が光学系４に複数個設けられている場合、個々の光学要素に対して、本発明の調整方法が適用され得る。さらに、上記実施形態では、波面データをゼルニケ多項式として取得したが、これに限定されない。例えば、波面データをザイデルの５収差やルジャンドル多項式等として取得してもよい。

【0069】

波面やビームプロファイルの計測位置についても、適宜変更が可能である。すなわち、例えば、第二位置Σ２と第三位置Σ３とを、同一位置にしてもよい。また、加工点計測部４０７は、照射部４９１からの漏れ光である波面測定光ＢＰを計測するように設けられていてもよい。

【0070】

上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数値に限定される場合等を除き、その特定の数値に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。変形例も、上記の例示に限定されない。すなわち、例えば、複数の実施形態の各々における全部または一部が、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わされ得る。同様に、複数の変形例が、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わされ得る。

【0071】

（観点）
上記の通りの、実施形態および変形例に係る構成および動作の説明から明らかなように、本明細書による開示は、少なくとも、以下の観点を含む。
［観点１］
被加工物（Ｗ）にレーザビーム（Ｂ）を照射することで前記被加工物に対してレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置（１）の調整方法であって、
前記レーザ加工装置に備えられていて調整対象となる光学要素（４０３）を通過した前記レーザビームの波面を計測し、
前記波面の計測結果に基づいて、前記光学要素を調整する、
レーザ加工装置の調整方法。
［観点２］
前記波面の計測結果と、前記光学要素を通過した前記レーザビームの強度分布の計測結果とに基づいて、前記光学要素を調整する、
観点１に記載のレーザ加工装置の調整方法。
［観点３］
前記レーザビームの光路（ＢＬ）における、前記光学要素を通過する前の第一位置（Σ１）および前記光学要素を通過した後の第二位置（Σ２）にて、前記レーザビームの光軸を調整し、
前記光軸を調整した後の前記光路における、前記光学要素を通過した後の第三位置（Σ３）にて、前記波面を計測する、
観点１または２に記載のレーザ加工装置の調整方法。
［観点４］
前記光路における、前記光学要素と当該光学要素よりも前記被加工物側に設けられた他の光学要素（４９１）との間に設けられた空間光変調器（４９２）の動作を、前記他の光学要素に入射した前記レーザビームの一部であって前記被加工物に向かわない漏れ光（ＢＰ）の波面の計測結果に基づいて制御する、
観点３に記載のレーザ加工装置の調整方法。
［観点５］
前記被加工物に前記レーザビームを集光するように設けられた集光レンズ（４０５）を通過した前記レーザビームの計測結果に基づいて、前記レーザビームのビーム形状および強度分布を調整する、
観点１～４のいずれか１つに記載のレーザ加工装置の調整方法。
［観点６］
前記レーザ加工装置は、前記被加工物への前記レーザビームの照射方向と交差する面内方向における複数の異なる位置に対して同時に前記レーザビームを照射可能に構成された、
観点１～５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置の調整方法。
［観点７］
前記レーザ加工装置は、前記レーザビームの照射により、前記被加工物としての半導体（６０２）の表面（６２１）から所定深さに改質層（６２３）を形成するように構成された、
観点６に記載のレーザ加工装置の調整方法。

【符号の説明】

【0072】

１ レーザ加工装置
３ レーザ発振器
４ 光学系
４０３ ビームエキスパンダ（光学要素）
４０５ 集光レンズ
４９１ 照射部（他の光学要素）
４９２ 空間光変調器
Ｂ レーザビーム
ＢＬ 光路
Ｗ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】