特開 2024-50864 レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法

(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】P2024050864

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/53 20140101AFI20240403BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20240403BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240403BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

B23K26/53

B23K26/08 D

H01L21/304 601B

H01L21/304 611Z

B23K26/08 F

B23K26/08 Z

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024017836

(22)【出願日】2024-02-08

(62)【分割の表示】P 2020011100の分割

【原出願日】2020-01-27

(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

(72)【発明者】

【氏名】是松 克洋

(72)【発明者】

【氏名】坂本 剛志

(57)【要約】

【課題】加工速度の向上と加工品質の低下の抑制とを両立可能なレーザ加工装置、及びレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置１は、対象物１１を支持するためのステージ２と、ステージ２に支持された対象物１１に対して、レーザ光Ｌの第１集光点Ｃ１と、第１集光点Ｃ１よりも対象物１１におけるレーザ光Ｌの入射面側に位置するレーザ光Ｌの第２集光点Ｃ２と、を形成しつつレーザ光Ｌを照射するためのレーザ照射部３と、対象物１１に対して第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が相対移動するように、ステージ２及びレーザ照射部３の少なくとも一方を移動させる駆動部４，５と、レーザ照射部３及び駆動部４，５を制御する制御部６と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物にレーザ光を照射して改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、
前記対象物を支持するための支持部と、
前記支持部に支持された前記対象物に対して、前記レーザ光の第１集光点と、前記第１集光点よりも前記対象物における前記レーザ光の入射面側に位置する前記レーザ光の第２集光点と、を形成しつつ前記レーザ光を照射するためのレーザ照射部と、
前記対象物に対して前記第１集光点及び前記第２集光点が相対移動するように、前記支持部及び前記レーザ照射部の少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記レーザ照射部及び前記移動機構を制御する制御部と、
を備え、
前記対象物は、前記入射面に交差する方向からみて、前記対象物の内側に位置する第１部分と、前記第１部分の外側に位置し、前記対象物の外縁を含む第２部分と、を含み、
前記対象物には、前記入射面に交差する方向からみて、前記第１部分と前記第２部分との境界上において環状に延びる第１ラインと、前記第２部分において前記対象物の外縁から前記対象物の内側に向かって延びて前記境界に至る第２ラインと、が設定されており、
前記制御部は、
前記第１ラインに沿った方向における前記第１集光点と前記第２集光点との距離を第１距離に設定した状態において、前記第１ラインに沿って前記第１集光点及び前記第２集光点を相対移動させながら前記対象物に前記レーザ光を照射するように、前記レーザ照射部及び前記移動機構を制御する第１処理と、
前記第２ラインに沿った方向における前記第１集光点と前記第２集光点との距離を前記第１距離よりも小さな第２距離に設定した状態において、前記第２ラインに沿って前記第１集光点及び前記第２集光点を相対移動させながら前記対象物に前記レーザ光を照射するように、前記レーザ照射部及び前記移動機構を制御する第２処理と、を実行し、
前記レーザ照射部では、前記入射面に交差する方向における前記第１集光点と前記第２集光点との距離である縦分岐量が可変とされている、
レーザ加工装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記縦分岐量を前記第１処理よりも第２処理において大きく設定する、
請求項１に記載のレーザ加工装置。

【請求項3】

前記レーザ照射部は、前記第１集光点及び前記第２集光点を含む３つ以上の前記レーザ光の集光点を形成しつつ、前記レーザ光を照射する、
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。

【請求項4】

対象物にレーザ光を照射して改質領域を形成するためのレーザ加工方法であって、
前記対象物に対して、前記レーザ光の第１集光点と、前記第１集光点よりも前記対象物における前記レーザ光の入射面側に位置する前記レーザ光の第２集光点と、を形成しつつ、前記レーザ光を照射するレーザ照射工程を備え、
前記対象物は、前記入射面に交差する方向からみて、前記対象物の内側に位置する第１部分と、前記第１部分の外側に位置し、前記対象物の外縁を含む第２部分と、を含み、
前記対象物には、前記入射面に交差する方向からみて、前記第１部分と前記第２部分との境界上において環状に延びる第１ラインと、前記第２部分において前記対象物の外縁から前記対象物の内側に向かって延びて前記境界に至る第２ラインと、が設定されており、
前記レーザ照射工程は、
前記第１ラインに沿った方向における前記第１集光点と前記第２集光点との距離を第１距離に設定した状態において、前記第１ラインに沿って前記第１集光点及び前記第２集光点を相対移動させながら前記対象物に前記レーザ光を照射する第１照射工程と、
前記第２ラインに沿った方向における前記第１集光点と前記第２集光点との距離を前記第１距離よりも小さな第２距離に設定した状態において、前記第２ラインに沿って前記第１集光点及び前記第２集光点を相対移動させながら前記対象物に前記レーザ光を照射する第２照射工程と、を含み、
レーザ照射工程では、前記入射面に交差する方向における前記第１集光点と前記第２集光点との距離である縦分岐量が可変とされている、
レーザ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レーザ加工装置が記載されている。このレーザ加工装置は、集光レンズを備えており、集光レンズから出射したレーザ光によって単結晶部材に加工層を形成する。集光レンズは、レーザ光が入射する副集光系と、副集光系から出射したレーザ光が入射し、単結晶部材に向けてレーザ光を照射する主集光系と、からなる。副集光系は、複数のシリンドリカルレンズが一体に配列されてなるシリンドリカルレンズ配列体と、シリンドリカルレンズ配列体からの光を通過させるシリンドリカル凸レンズと、を有している。

【0003】

このレーザ加工装置では、シリンドリカルレンズに入射したレーザ光は、複数に分岐された後に集光点を形成しつつシリンドリカル凸レンズに入射し、照射面が細長状の平行ビームとなって主集光系に入射するようにされている。主集光系から出射したレーザ光は、単結晶部材の被照射面で分岐レーザ光となって入射して、単結晶部材の内部で複数の集光点を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１９１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したレーザ加工装置では、レーザ光の集光点を複数形成しながら加工層を形成することによって、加工層の形成速度の向上を図っている。すなわち、上記技術分野にあっては、加工速度の向上が望まれている。一方、上記技術分野にあっては、対象物から、対象物の外縁を含む環状の領域（除去領域）を切除することにより、対象物の中心側の領域（有効領域）を切り出す加工の要求がある。有効領域とは、例えば、デバイスが形成される領域である。したがって、上記技術分野にあっては、有効領域の品質（すなわち、加工品質）の低下を抑制することも同時に望まれている。

【0006】

そこで、本発明は、加工速度の向上と加工品質の低下の抑制とを両立可能なレーザ加工装置、及びレーザ加工方法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】

【0007】

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を進めることにより、以下の知見を得た。すなわち、対象物から有効領域を切り出す場合には、次のような２通りの加工を行うことが考えられる。第１の加工は、有効領域と除去領域との境界上にレーザ光を照射することにより、有効領域と除去領域との境界に改質領域を形成する加工である。第２の加工は、環状の除去領域を複数に分断して除去しやすくするために、対象物の外縁から有効領域と除去領域との境界に至るようにレーザ光を照射することにより、対象物の外縁から有効領域と除去領域との境界に至るように除去領域に改質領域を形成する加工である。

【0008】

ここで、改質領域の形成速度を向上する観点からは、対象物の厚さ方向に複数の集光点を形成することにより、対象物の厚さ方向に複数列の改質領域を形成することが考えられる。この場合には、集光点の進行方向（加工進行方向）に集光点同士をオフセットさせることにより、改質領域からの亀裂の進展量を増大させることが可能である。亀裂の進展量が増大すれば、対象物の厚さ方向について、対象物を切断するために必要となる改質領域の列数を減少させ得る。したがって、上述した第１の加工において、有効領域と除去領域との境界に改質領域を形成する際には、集光点同士をオフセットさせることによって、加工速度を向上させることが可能となる。

【0009】

これに対して、上述した第２の加工の際には、集光点同士が加工進行方向にオフセットしていると、例えば、一の集光点が有効領域と除去領域との境界に到達したときに、当該一の集光点よりも加工進行方向の前方にオフセットされた別の集光点が、オフセット量に応じた距離だけ有効領域内に進行することとなる。この場合、有効領域の内部に改質領域が形成される。したがって、この場合には、集光点同士のオフセット量を小さくすることにより、有効領域内に形成される改質領域を低減し、有効領域の品質の低下を抑制できる。

【0010】

一方、当該別の集光点が有効領域内に進行しないように、有効領域と除去領域の境界に達したときにレーザ光の照射をオフとすると、当該一の集光点が、オフセット量に応じた距離だけ有効領域に至らないこととなる。この場合には、有効領域に至るように改質領域が形成されないため、有効領域と除去領域との境界に沿って対象物を切断したときの切断面の品質が低下するおそれがある。したがって、この場合には、集光点同士のオフセット量を小さくすることにより、切断面の品質の低下を抑制できる。

【0011】

以上のように、第１の加工において集光点同士のオフセット量を相対的に大きくすると共に、第２の加工において集光点同士のオフセット量を相対的に小さくすることにより、加工速度の向上と加工品質の低下の抑制との両立を図ることができるのである。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。

【0012】

すなわち、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して改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、対象物を支持するための支持部と、支持部に支持された対象物に対して、レーザ光の第１集光点と、第１集光点よりも対象物におけるレーザ光の入射面側に位置するレーザ光の第２集光点と、を形成しつつレーザ光を照射するためのレーザ照射部と、対象物に対して第１集光点及び第２集光点が相対移動するように、支持部及びレーザ照射部の少なくとも一方を移動させる移動機構と、レーザ照射部及び移動機構を制御する制御部と、を備え、対象物は、入射面に交差する方向からみて、対象物の内側に位置する第１部分と、第１部分の外側に位置し、対象物の外縁を含む第２部分と、を含み、対象物には、入射面に交差する方向からみて、第１部分と第２部分との境界上において環状に延びる第１ラインと、第２部分において対象物の外縁から対象物の内側に向かって延びて境界に至る第２ラインと、が設定されており、制御部は、第１ラインに沿った方向における第１集光点と第２集光点との距離を第１距離に設定した状態において、第１ラインに沿って第１集光点及び第２集光点を相対移動させながら対象物にレーザ光を照射するように、レーザ照射部及び移動機構を制御する第１処理と、第２ラインに沿った方向における第１集光点と第２集光点との距離を第１距離よりも小さな第２距離に設定した状態において、第２ラインに沿って第１集光点及び第２集光点を相対移動させながら対象物にレーザ光を照射するように、レーザ照射部及び移動機構を制御する第２処理と、を実行する。

【0013】

また、本発明に係るレーザ加工方法は、対象物にレーザ光を照射して改質領域を形成するためのレーザ加工方法であって、対象物に対して、レーザ光の第１集光点と、第１集光点よりも対象物におけるレーザ光の入射面側に位置するレーザ光の第２集光点と、を形成しつつ、レーザ光を照射するレーザ照射工程を備え、対象物は、入射面に交差する方向からみて、対象物の内側に位置する第１部分と、第１部分の外側に位置し、対象物の外縁を含む第２部分と、を含み、対象物には、入射面に交差する方向からみて、第１部分と第２部分との境界上において環状に延びる第１ラインと、第２部分において対象物の外縁から対象物の内側に向かって延びて境界に至る第２ラインと、が設定されており、レーザ照射工程は、第１ラインに沿った方向における第１集光点と第２集光点との距離を第１距離に設定した状態において、第１ラインに沿って第１集光点及び第２集光点を相対移動させながら対象物にレーザ光を照射する第１照射工程と、第２ラインに沿った方向における第１集光点と第２集光点との距離を第１距離よりも小さな第２距離に設定した状態において、第２ラインに沿って第１集光点及び第２集光点を相対移動させながら対象物にレーザ光を照射する第２照射工程と、を含む。

【0014】

これらの装置及び方法では、対象物には、内側に位置する第１部分と第１部分の外側に位置する第２部分との境界上において環状に延びる第１ラインと、第２部分において対象物の外縁から対象物の内側に向かって延びて境界に至る第２ラインと、が設定されている。そして、第１ラインに沿った加工及び第２ラインに沿った加工のそれぞれにおいて、対象物にレーザ光の２つの集光点を形成しつつ対象物にレーザ光を照射する。このとき、第１ラインに沿った加工の際に、集光点同士の第１ラインに沿った距離が相対的に大きくされる。このため、上記知見に示されるように、加工速度の向上が可能となる。一方、第２ラインに沿った加工の際には、集光点同士の第２ラインに沿った距離が相対的に小さくされる。このため、上記知見に示されるとおり、加工品質の低下が可能となる。

【0015】

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、一の第２ラインに対して、入射面に交差する方向における第１集光点の位置及び第２集光点の位置を異ならせながら第２処理を複数回実行してもよい。このように、集光点同士の距離が相対的に小さくされる第２処理については、１つの第２ラインに対して複数回を行うことが有効である。

【0016】

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、ｎ回目の第２処理のときの入射面に交差する方向における第１集光点と第２集光点との間の位置に、第１集光点及び第２集光点の少なくとも一方を位置させた状態において、ｍ回目（ｍはｎよりも大きな整数）の第２処理を実行してもよい。この場合、入射面に交差する方向について、より密に改質領域が形成され、加工品質が向上される。

【0017】

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、ｎ回目の第２処理のときの入射面に交差する方向における第１集光点の位置よりも、入射面側に第１集光点を位置させた状態において、ｎ＋１回目の第２処理を実行してもよい。このように、入射面から遠い側から順に集光点を合わせて第２処理を実行することにより、より好適に改質領域を形成できる。

【0018】

本発明に係るレーザ加工装置は、入力を受け付けるための入力部と、情報を表示するための表示部と、をさらに備え、入力部は、第１処理の前において、第１距離の入力を受け付け、制御部は、第１処理の前において、入力部が受け付けた第１距離の入力値である第１入力値が第１閾値よりも小さい場合に、第１入力値の確認を促すための情報を表示部に表示させると共に、第１入力値が第１閾値以上である場合に第１処理を実行してもよい。この場合、第１処理において、第１集光点と第２集光点とが閾値以上であることが確保され、亀裂の進展量を確実に増大させて加工速度の向上が図られる。

【0019】

本発明に係るレーザ加工装置では、入力部は、第２処理の前において、第２距離の入力を受け付け、制御部は、第２処理の前において、入力部が受け付けた第２距離の入力値である第２入力値が第２閾値よりも大きい場合に、第２入力値の確認を促すための情報を表示部に表示させると共に、第２入力値が第２閾値以下である場合に第２処理を実行してもよい。この場合、第２処理において、第１集光点と第２集光点との距離が閾値以下であることが確保され、確実に加工品質の向上が図られる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、加工速度の向上と加工品質の低下の抑制とを両立可能なレーザ加工装置、及びレーザ加工方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、一実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。

【図2】図２は、図１に示されたレーザ照射部の構成を示す模式図である。

【図3】図３は、図１に示されたレーザ照射部の構成を示す模式図である。

【図4】図４は、距離Ｄｘを０とした場合の加工結果を示す断面写真である。

【図5】図５は、距離Ｄｘを０とした場合の別の加工結果を示す断面写真である。

【図6】図６は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、図６に示されたレーザ加工方法の一工程を示す平面図である。

【図8】図６は、図７に示された対象物を示す図である。

【図9】図９は、図６に示されたレーザ加工方法の一工程を示す図である。

【図10】図１０は、図６に示されたレーザ加工方法の一工程を示す図である。

【図11】図１１は、入力受付部に表示された設定画面の一例を示す図である。

【図12】図１２は、図６に示されたレーザ加工方法の一工程を示す図である。

【図13】図１３は、図６に示されたレーザ加工方法の一工程を示す図である。

【図14】図１４は、改質領域を形成した後の断面を示す写真である。

【図15】図１５は、剥離加工の一工程を示す図である。

【図16】図１６は、剥離加工の一工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、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。

【0023】

図１は、一実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。図１に示されるように、レーザ加工装置１は、ステージ（支持部）２と、レーザ照射部３と、駆動部（移動部）４，５と、制御部６と、を備えている。レーザ加工装置１は、対象物１１にレーザ光Ｌを照射することにより、対象物１１に改質領域１２を形成するための装置である。

【0024】

ステージ２は、例えば対象物１１に貼り付けられたフィルムを保持することにより、対象物１１を支持する。ステージ２は、Ｚ方向に平行な軸線を回転軸として回転可能である。ステージ２は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動可能とされてもよい。なお、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方向は鉛直方向である。

【0025】

レーザ照射部３は、対象物１１に対して透過性を有するレーザ光Ｌを集光して対象物１１に照射する。ステージ２に支持された対象物１１の内部にレーザ光Ｌが集光されると、レーザ光Ｌの集光点Ｃ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１１の内部に改質領域１２が形成される。

【0026】

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るように形成され得る。そのような改質領域１２及び亀裂は、例えば対象物１１の切断に利用される。

【0027】

一例として、ステージ２をＸ方向に沿って移動させ、対象物１１に対して集光点ＣをＸ方向に沿って相対的に移動させると、複数の改質スポット１２ｓがＸ方向に沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポット１２ｓ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１２ｓの集合である。隣り合う改質スポット１２ｓは、対象物１１に対する集光点Ｃ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。

【0028】

駆動部４は、ステージ２をＺ方向に平行な軸線を回転軸として回転させる。駆動部４は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿ってステージ２を移動させてもよい。駆動部５は、レーザ照射部３を支持している。駆動部５は、レーザ照射部３をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に沿って移動させる。

【0029】

制御部６は、ステージ２、レーザ照射部３、及び駆動部４，５の動作を制御する。制御部６は、処理部６１と、記憶部６２と、入力受付部（表示部、入力部）６３と、を有している。処理部６１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。処理部６１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。記憶部６２は、例えばハードディスク等であり、各種データを記憶する。入力受付部６３は、各種情報を表示すると共に、ユーザから各種情報の入力を受け付けるインターフェース部である。本実施形態では、入力受付部６３は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を構成している。

【0030】

図２及び図３は、図１に示されたレーザ照射部の構成を示す模式図である。図２，３に示されるように、レーザ照射部３は、光源３１と、空間光変調器３２と、集光レンズ３３と、を有している。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。なお、レーザ照射部３は、光源３１を有さず、レーザ照射部３の外部からレーザ光Ｌを導入するように構成されてもよい。

【0031】

空間光変調器３２は、光源３１から出力されたレーザ光Ｌを変調する。空間光変調器３２は、反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）である。集光レンズ３３は、空間光変調器３２によって変調されたレーザ光Ｌを集光する。空間光変調器３２は、液晶層（不図示）を含み、液晶層に表示された変調パターンに応じてレーザ光Ｌを変調する。ここでは、空間光変調器３２には、少なくともレーザ光Ｌを複数（ここでは２つ）に分岐するための分岐パターンが表示される。これにより、空間光変調器３２に入射したレーザ光Ｌは、空間光変調器３２において２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２に分岐されると共に、集光レンズ３３によって集光され、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を形成する。

【0032】

この点についてより具体的に説明する。空間光変調器３２は、少なくとも、対象物１１におけるレーザ光Ｌの入射面である裏面１１ｂに交差するＺ方向について、互いに異なる位置に第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が形成されるように、レーザ光Ｌを分岐させる。このため、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を対象物１１に対して相対移動させることにより、改質領域１２として、Ｚ方向に互いに異なる位置に２列の改質領域１２１及び改質領域１２２が形成される。

【0033】

改質領域１２１は、レーザ光Ｌ１及びその第１集光点Ｃ１に対応し、改質領域１２２は、レーザ光Ｌ２及びその第２集光点Ｃ２に対応する。第１集光点Ｃ１及び改質領域１２１は、第２集光点Ｃ２及び改質領域１２２に対して裏面１１ｂと反対側（対象物１１の表面１１ａ側）に位置する。空間光変調器３２は、Ｚ方向における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離Ｄｚ（縦分岐量）を可変とされている。

【0034】

さらに、空間光変調器３２は、レーザ光Ｌをレーザ光Ｌ１，Ｌ２に分岐させるに際して、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との水平方向（図示の例ではＸ方向）の距離Ｄｘ（横分岐量）を変更可能とされている。図２の例では、空間光変調器３２は、第１集光点Ｃ１をＸ方向（加工進行方向）について第２集光点Ｃ２よりも前方に位置するように、距離Ｄｘを０よりも大きくしている。図３の例では、空間光変調器３２は、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離Ｄｘを０としている。

【0035】

図４は、距離Ｄｘを０とした場合の加工結果を示す断面写真である。図４の加工結果は、レーザ光Ｌの出力を２Ｗ（レーザ光Ｌ１，Ｌ２のそれぞれのパルスエネルギは１０μＪ）とし、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２との出力比を５０：５０とすると共に、距離Ｄｚ（縦分岐量）を１５μｍから７０μｍまで変化させた場合の加工結果である。図４に示されるように、距離Ｄｘを０とした場合には、距離Ｄｚが１５μｍ及び２０μｍのときに、一部、表面１１ａ側の改質領域１２（改質領域１２１）が形成されない領域１２Ｎが生じるものの、距離Ｄｚを２５μｍ以上とすることにより、全体に改質領域１２１が形成される。なお、図４の例のレーザ光Ｌ１，Ｌ２の具体的な照射条件は、周波数が８０ｋＨｚ、加工速度が４３０ｍｍ/ｓ、パルスピッチが５．３７５μｍ、パルス幅が７００ｎｓである。

【0036】

一方、図５は、距離Ｄｘを０とした場合の別の加工結果を示す断面写真である。図５の加工結果は、レーザ光Ｌの出力を４Ｗ（レーザ光Ｌ１，Ｌ２のそれぞれのパルスエネルギは２０μＪ）とし、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２との出力比を５０：５０とすると共に、距離Ｄｚを１５μｍから７０μｍまで変化させた場合の加工結果である。図５に示されるように、図４の例と比較して、レーザ光Ｌの出力を増大させることにより、表面１１ａ側の改質領域１２が形成されない領域１２Ｎが減少し、距離Ｄｚの１５μｍから７０μｍの全ての場合について、概ね全体に改質領域１２が形成される。なお、図５の例のレーザ光Ｌ１，Ｌ２の具体的な照射条件は、周波数が８０ｋＨｚ、加工速度が４３０ｍｍ/ｓ、パルスピッチが５．３７５μｍ、パルス幅が７００ｎｓである。

【0037】

なお、本発明者の知見によれば、距離Ｄｘが０に近いほど、裏面１１ｂ側の第２集光点Ｃ２及び改質領域１２（改質領域１２２）の影響により、表面１１ａ側の改質領域１２（改質領域１２１）が形成されにくくなる。したがって、上記のとおり、距離Ｄｘを０とした場合に十分に改質領域１２１が形成されることから、距離Ｄｘを０よりも大きくした場合（図２の例）には、改質領域１２１をより確実に形成可能である。特に、距離Ｄｘを８μｍ以上とすることで、第２集光点Ｃ２及び改質領域１２２の影響が低減され、改質領域１２１を確実に形成可能である。

【0038】

以上のように、レーザ照射部３は、ステージ２に支持された対象物１１に対して、レーザ光Ｌ１の第１集光点Ｃ１と、第１集光点Ｃ１よりも対象物１１におけるレーザ光Ｌの入射面（裏面１１ｂ）側に位置するレーザ光Ｌ２の第２集光点Ｃ２と、を形成しつつレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射することができる。特に、レーザ照射部３では、レーザ光Ｌをレーザ光Ｌ１，Ｌ２に分岐可能であると共に、それぞれの第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２の各方向についての距離が可変とされている。

【0039】

引き続いて、レーザ加工装置１が実行するレーザ加工方法の一例を挙げつつ、レーザ加工装置の詳細について説明する。図６は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、レーザ加工装置１は、トリミング加工及び放射カット加工を対象物１１に施す。トリミング加工は、対象物１１において不要部分を除去するために改質領域を形成する加工である。放射カット加工は、トリミング加工で除去する不要部分を分離するために改質領域を形成する加工である。ここでは、まず、図７に示されるように、ステージ２に対象物１１が支持される。

【0040】

図８は、図７に示された対象物を示す図である。図８の（ａ）は平面図であり、図８の（ｂ）は側面図である。図７，８に示されるように、ここでの対象物１１は、例えば円板状に形成された半導体ウェハを含む。しかしながら、対象物１１は、特に限定されず、種々の材料により種々の形状に形成され得る。対象物１１の表面１１ａには、一例として機能素子（不図示）が形成されている。機能素子は、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。対象物１１は、表面１１ａの反対側の裏面１１ｂがレーザ照射部３側に臨むようにステージ２に支持されている。

【0041】

対象物１１には、有効領域Ｒ（第１部分）及び除去領域Ｅ（第２部分）が設定されている。有効領域Ｒは機能素子が形成されたデバイス領域である。有効領域Ｒは、例えば、対象物１１の厚さ方向（表面１１ａから裏面１１ｂに向かう方向であり、Ｚ方向）からみて、中央部分を含む円板状の部分である。すなわち、有効領域Ｒは、除去領域Ｅよりも対象物１１の内側に位置する部分である。

【0042】

除去領域Ｅは、対象物１１における有効領域Ｒの外側に位置し、対象物１１の外縁を含む部分である。ここでは、除去領域Ｅは、対象物１１における有効領域Ｒ以外の部分であり、Ｚ方向からみて有効領域Ｒを囲う円環状の部分である。除去領域Ｅは、Ｚ方向からみて対象物１１の周縁部分（外縁のベベル部）を含む。除去領域Ｅは、放射カット加工の対象となる放射カット領域である。

【0043】

対象物１１には、ライン（第１ライン）Ｍ１及びライン（第２ライン）Ｍ２が設定されている。ラインＭ１は、トリミング加工において改質領域を形成する予定のラインである。ラインＭ１は、Ｚ方向からみて、有効領域Ｒと除去領域Ｅとの境界上において環状（円環状）に延びている。ラインＭ１は、Ｚ方向からみて有効領域Ｒの外縁（除去領域Ｅの内縁）と一致している。すなわち、ラインＭ１は、有効領域Ｒと除去領域Ｅとの境界を示す。ラインＭ２は、放射カット加工において改質領域を形成する予定のラインである。ラインＭ２は、Ｚ方向からみて、対象物１１の径方向に沿って直線状（放射状）に延びている。

【0044】

ラインＭ２は、Ｚ方向からみて、除去領域Ｅにおいて対象物１１の外縁から対象物１１の内側に向かって延びて、有効領域Ｒと除去領域Ｅとの境界に至っている。ラインＭ２は、有効領域Ｒ内には至っておらず、ラインＭ１との交点で留められている。ラインＭ２のうち、ラインＭ２ａとラインＭ２ｂとは、一直線上に配列されている。ラインＭ２のうち、ラインＭ２ｃとラインＭ２ｄとは、ラインＭ２ａ，Ｍ２ｂと交差（直交）する方向の一直線上に配列されている。ラインＭ１，Ｍ２の設定は、制御部６において行うことができる。ラインＭ１，Ｍ２は、一例として仮想的な線、又は、座標指定されたものである。

【0045】

以上のような対象物１１に対して、まず、トリミング加工が行われる。そのために、まず、制御部６が、トリミング加工に対する加工条件の入力を受け付ける（工程Ｓ１）。より具体的には、この工程Ｓ１では、制御部６が、入力受付部６３に対して、加工条件の入力を促す情報を表示させる。入力受付部６３は、加工条件の入力を受け付ける。このとき、入力受付部６３は、少なくとも、トリミング加工における距離Ｄｘ（第１距離）の入力を受け付ける。距離Ｄｘの入力値の一例は１１０μｍである。

【0046】

入力受付部６３は、その他にも、後述する図１１の各値と同様に、各条件の入力を受け付けることができる。すなわち、一例として、入力受付部６３は、基本的な加工条件として、焦点数、パス数、加工速度、パルス幅、及び、周波数の入力を受け付ける。焦点数は、空間光変調器３２によるレーザ光Ｌの分岐数であり、ここでは主に２である。パス数は、ラインＭ１に対するトリミング加工の回数、すなわち、ラインＭ１に対する第１処理（後述）の回数であって、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャン回数であり、一例として４である。このため、トリミング加工では、Ｚ方向について焦点数×パス数に相当する列数の改質領域１２が形成されることとなる。

【0047】

さらに、入力受付部６３は、それぞれのスキャンにおける詳細な加工条件の入力を受け付けることができる。ここでは、パス数として４が入力されていることから、入力受付部６３は、４回のスキャンのそれぞれの加工条件の入力を受け付けることができる。各スキャンにおける入力値の一例は以下のとおりである。

【0048】

［１回目のスキャン］
ＺＨ（下点）：１７６
ＺＨ（上点）：１６０
加工出力（下点）：２．６Ｗ
加工出力（上点）：２．６Ｗ
周波数：１２０ｋＨｚ
速度：８００ｍｍ/ｓ。
パルス幅：７００ｎｓｅｃ
縦分岐距離（ＶＤ）：１６
［２回目のスキャン］
ＺＨ（下点）：１４０
ＺＨ（上点）：１１５
加工出力（下点）：２．６Ｗ
加工出力（上点）：２．６Ｗ
周波数：１２０ｋＨｚ
速度：８００ｍｍ/ｓ
パルス幅：７００ｎｓｅｃ
縦分岐距離（ＶＤ）：２５
［３回目のスキャン］
ＺＨ（下点）：７８
ＺＨ（上点）：４０
加工出力（下点）：２．６Ｗ
加工出力（上点）：２．６Ｗ
周波数：１２０ｋＨｚ
速度：８００ｍｍ/ｓ
パルス幅：７００ｎｓｅｃ
縦分岐距離（ＶＤ）：３８
［４回目のスキャン］（ここでは１焦点）
ＺＨ（下点）：２２
ＺＨ（上点）：－
加工出力（下点）：２．６Ｗ
加工出力（上点）：－
周波数：１２０ｋＨｚ
速度：８００ｍｍ/ｓ
パルス幅：７００ｎｓｅｃ
縦分岐距離（ＶＤ）：－

【0049】

ＺＨ（下点）は、Ｚ方向における第１集光点Ｃ１の位置に対応する。ＺＨ（上点）は、Ｚ方向における第２集光点Ｃ２の位置に対応する。ＺＨ（下点）及びＺＨ（上点）は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の入射面である裏面１１ｂを基準としているため、数値が大きいほど裏面１１ｂから遠いことを示す。縦分岐距離（ＶＤ）は、距離Ｄｚであり、ＺＨ（下点）とＺＨ（上点）との差に相当する。加工出力（下点）は、レーザ光Ｌ１の出力であり、加工出力（上点）は、レーザ光Ｌ２の出力である。ここでは、加工出力（下点）と加工出力（上点）とについて同一の値が入力されている。このため、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２との出力比が５０：５０とされる。

【0050】

続く工程では、制御部６が、入力受付部６３が受け付けた距離Ｄｘの入力値である第１入力値が、第１閾値以上であるか否かの判定を行う（工程Ｓ２）。第１閾値は、例えば５０μｍである。工程Ｓ２の判定の結果、距離Ｄｘの第１入力値が第１閾値以上である場合（工程Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部６は、距離Ｄｘの第１入力値に応じた分岐パターンを設定（生成）する（工程Ｓ３）。なお、工程Ｓ２の判定の結果、距離Ｄｘの第１入力値が第１閾値以上でない場合（工程Ｓ２：ＮＯ）、制御部６が、第１入力値の確認を促すための情報を入力受付部６３に表示させ（工程Ｓ９）、距離Ｄｘの再度の入力を促すべく工程Ｓ１に移行する。

【0051】

続く工程では、制御部６は、実際に加工を行う（工程Ｓ４：レーザ照射工程、第１照射工程）。より具体的には、図９及び図１０の（ａ）に示されるように、制御部６は、Ｚ方向からみたときに第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２がラインＭ１上に位置するように、駆動部５（及び/又は駆動部４）を制御することによってレーザ照射部３を移動させる。これと共に、制御部６は、空間光変調器３２を制御することによって、第１集光点Ｃ１が第２集光点Ｃ２に対して距離ＤｘだけＸ方向の前方に位置するように、且つ、第２集光点Ｃ２が第１集光点Ｃ１に対して距離Ｄｚだけ裏面１１ｂ側に位置するように、分岐パターンを空間光変調器３２に表示させる。なお、図９の（ａ）は平面図であり、図９の（ｂ）は、図９の（ａ）のＢ１－Ｂ１線に沿った断面図である。図１０の（ａ）及び（ｃ）は側面図であり、図１０の（ｂ）は平面図である。

【0052】

続いて、この工程Ｓ４では、制御部６が、駆動部４を制御することによってステージ２を回転軸Ａの周りに回転させると共に、レーザ照射部３を制御することによってレーザ光Ｌ１，Ｌ２を対象物１１に照射する。回転軸Ａは、対象物１１及びラインＭ１の中心である。これにより、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が、対象物１１に対して、ラインＭ１に沿った方向であってステージ２の回転方向ＡＲと反対方向（ここではＸ方向）に相対移動させられる。すなわち、ここでは、距離Ｄｘは、ラインＭ１に沿った方向（ラインＭ１の接線方向）における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離である。

【0053】

ここでは、制御部６は、ステージ２を一定の回転速度で回転させながら、ステージ２の回転角度に基づいてレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射の開始及び停止を制御する。制御部６は、ラインＭ１の全周に渡ってレーザ光Ｌ１，Ｌ２を対象物１１に照射する。これにより、対象物１１の少なくとも内部に、レーザ光Ｌ１及び第１集光点Ｃ１に対応する改質領域１２（改質領域１２１）と、レーザ光Ｌ２及び第２集光点Ｃ２に対応する改質領域１２（改質領域１２２）と、がラインＭ１上に形成される。

【0054】

すなわち、レーザ加工装置１では、駆動部４，５は、対象物１１に対して第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が相対移動するように、ステージ２を移動させる移動機構である。また、制御部６は、このようなレーザ照射部３及び駆動部４，５を制御する。そして、制御部６は、ラインＭ１に沿った方向における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離Ｄｘを第１入力値（第１距離）に設定した状態において、ラインＭ１に沿って第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を相対移動させながら、対象物１１にレーザ光Ｌを照射するように、レーザ照射部３及び駆動部４，５を制御する第１処理を実行することとなる。

【0055】

なお、制御部６は、駆動部５の制御によってレーザ照射部３をＺ方向に移動させることにより、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のＺ方向の位置を異ならせながら、複数回の第１処理を実行することができる（上述したパス数）。これにより、図１０の（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、対象物１１の表面１１ａから裏面１１ｂに渡って改質領域１２及び改質領域１２から延びる亀裂を形成できる。ただし、改質領域１２及び亀裂は、表面１１ａ及び裏面１１ｂの少なくとも何れかに到達していてもよいし、表面１１ａ及び裏面１１ｂの少なくとも何れかに到達していなくてもよい。以上により、トリミング加工が完了する。引き続いて、放射カット加工が行われる。

【0056】

続く工程では、制御部６が、放射カット加工に対する加工条件の入力を受け付ける（工程Ｓ５）。より具体的には、この工程Ｓ５では、制御部６が、入力受付部６３に対して、加工条件の入力を促す情報を表示させる。入力受付部６３は、加工条件の入力を受け付ける。このとき、入力受付部６３は、少なくとも、放射カット加工における距離Ｄｘ（第２距離）の入力を受け付ける。入力受付部６３は、その他にも、種々に加工条件の入力を受け付ける。この点について詳細に説明する。

【0057】

図１１は、入力受付部に表示された設定画面の一例を示す図である。図１１に示されるように、ここでは、選択内容Ｑとして、ウェハ厚さ、ＬＢＡ－Ｘオフセット、ＬＢＡ－Ｙオフセット、及び、横分岐距離（距離Ｄｘ）の入力を受け付ける。ＬＢＡ－Ｘオフセットは、空間光変調器３２に表示された各種のパターンのうちの球面収差補正パターンの中心と、集光レンズ３３の入射瞳面の中心とのＸ方向（ラインＭ１に沿った方向）におけるオフセット量である。ＬＢＡ－Ｙオフセットとは、同様に、球面収差補正パターンの中心と、集光レンズ３３の入射瞳面の中心とのＹ方向（ラインＭ１に交差する方向）におけるオフセット量である。ここでは、横分岐距離（距離Ｄｘ）として０が入力されている。

【0058】

また、入力受付部６３は、基本的な加工条件Ｈ０として、焦点数、パス数、加工速度、パルス幅、及び、周波数の入力を受け付ける。焦点数は、空間光変調器３２によるレーザ光Ｌの分岐数であり、ここでは２である。パス数は、１つのラインＭ２に対する放射カット加工の回数、すなわち、１つのラインＭ２に対する第２処理の回数であって、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャン回数である。このため、放射カット加工では、Ｚ方向について焦点数×パス数に相当する列数の改質領域１２が形成されることとなる。加工速度は、対象物１１に対する第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２の相対移動の速度である。

【0059】

さらに、入力受付部６３は、それぞれのスキャンにおける詳細な加工条件の入力を受け付ける。ここでは、パス数として６が入力されていることから、入力受付部６３は、６回のスキャンのそれぞれの加工条件Ｈ１～Ｈ６の入力を受け付ける。加工条件Ｈ１～Ｈ６において、ＺＨ（下点）は、Ｚ方向における第１集光点Ｃ１の位置に対応する。ＺＨ（上点）は、Ｚ方向における第２集光点Ｃ２の位置に対応する。ＺＨ（下点）及びＺＨ（上点）は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の入射面である裏面１１ｂを基準としているため、数値が大きいほど裏面１１ｂから遠いことを示す。

【0060】

縦分岐距離（ＶＤ）は、距離Ｄｚであり、ＺＨ（下点）とＺＨ（上点）との差に相当する。加工出力（下点）は、レーザ光Ｌ１の出力であり、加工出力（上点）は、レーザ光Ｌ２の出力である。ここでは、加工出力（下点）と加工出力（上点）とについて同一の値が入力されている。このため、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２との出力比が５０：５０とされる。

【0061】

続く工程では、制御部６が、入力受付部６３が受け付けた（放射カットのための）距離Ｄｘの入力値である第２入力値が、第２閾値以下であるか否かの判定を行う（工程Ｓ６）。第２閾値は、トリミング加工（第１処理）の際の第１閾値よりも小さな値であって、例えば１５μｍである。工程Ｓ６の判定の結果、距離Ｄｘの第２入力値が第２閾値以下である場合、制御部６は、距離Ｄｘの第２入力値に応じた分岐パターンを設定（生成）する（工程Ｓ７）。なお、工程Ｓ６の判定の結果、距離Ｄｘの第２入力値が第２閾値以下でない場合（工程Ｓ６：ＮＯ）、制御部６が、第２入力値の確認を促すための情報を入力受付部６３に表示させ（工程Ｓ１０）、距離Ｄｘの再度の入力を促すべく工程Ｓ５に移行する。

【0062】

続く工程では、実際に加工を行う（工程Ｓ８：レーザ照射工程、第２照射工程）。より具体的には、図１２及び図１３の（ａ）に示されるように、制御部６は、Ｚ方向からみたときに、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が、対象物１１の外部から対象物１１に進入してラインＭ２上を移動するように、駆動部５（及び/又は駆動部４）を制御することによってレーザ照射部３を移動させる。これと共に、制御部６は、空間光変調器３２を制御することによって、第２集光点Ｃ２が第１集光点Ｃ１に対して距離Ｄｚだけ裏面１１ｂ側に位置するように、分岐パターンを空間光変調器３２に表示させる。ここでは、上記のとおり、距離Ｄｘの第２入力値として０が入力されている。したがって、ラインＭ２に沿った第１集光点Ｃ１の位置と第２集光点Ｃ２の位置とは一致させられている。なお、図１２の（ａ）は平面図であり、図１２の（ｂ）は図１２の（ａの）Ｂ２－Ｂ２線に沿っての断面図である。図１３の（ａ）は、側面図であり、図１３の（ｂ）は平面図である。

【0063】

ここでは、制御部６は、ラインＭ２のうちの一のラインＭ２ａについて、対象物１１の外縁側の端部から対象物１１の内側に向かって第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を相対移動させながら、対象物１１にレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を行う。対象物１１は、ラインＭ２ａがＸ方向に沿うように位置させられている。これにより、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が、Ｘ方向に相対移動させられる。すなわち、ここでは、距離Ｄｘは、ラインＭ２ａに沿ったＸ方向における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離である（ここでは０である）。

【0064】

このように、制御部６は、ラインＭ２（ラインＭ２ａ）に沿った方向における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離Ｄｘを、トリミング加工の際の距離Ｄｘ（第１距離）よりも小さな第２入力値（第２距離）に設定した状態において、ラインＭ２に沿って第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を相対移動させながら、対象物１１にレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射するように、レーザ照射部３及び駆動部５（及び/又は駆動部４）を制御する第２処理を実行することとなる。

【0065】

制御部６は、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２の相対移動を続け、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２がラインＭ２ａとラインＭ１との交点に至ったときに、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射をオフとする。その後、制御部６は、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２が形成される位置（Ｘ方向の位置）が、ラインＭ２のうちのラインＭ２ａと同一直線状に位置する別のラインＭ２ｂとラインＭ１との交点に至ったときに、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射をオンとし、ラインＭ２ａと同様に、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２をラインＭ２ｂ上でＸ方向に相対移動させながら、対象物１１にレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射する。さらに、制御部６は、ラインＭ２のうちのさらに別のラインＭ２ｃ，Ｍ２ｄについても、同様に第２処理を実行する。

【0066】

なお、上述したように、ここでは、１つのラインＭ２あたりのレーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャン回数（パス数）として６が入力されている。したがって、制御部６は、１つのラインＭ２に対して、駆動部５の制御によってレーザ照射部３をＺ方向に移動させることにより、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のＺ方向の位置を異ならせながら、複数回（ここでは６回）の第２処理を実行する。

【0067】

特に、制御部６は、１つのラインＭ２に対して複数回の第２処理を実行するに際して、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、ｎ回目の第２処理のときのＺ方向における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との間の位置に、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２の少なくとも一方を位置させた状態において、ｍ回目（ｍはｎよりも大きな整数）の第２処理を実行することができる。

【0068】

図１１を参照すると、２回目のスキャンにおけるＺＨ（下点）の値として、１回目のスキャンにおけるＺＨ（下点）とＺＨ（上点）との間の値が入力されている。また、２回目のスキャンにおけるＺＨ（上点）の値として、１回目のスキャンにおけるＺＨ（上点）よりも小さな値が入力されている。４回目のスキャンと３回目のスキャンとの関係、及び、６回目のスキャンと５回目のスキャンとの関係も同様である。

【0069】

つまり、図１１の例では、制御部６は、１回目、３回目、５回目の第２処理を実行した後に、１回目、３回目、５回目の第２処理のときのＺ方向における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との間の位置に、第１集光点Ｃ１のみを位置させた状態において、２回目、４回目、６回目の第２処理を実行することとなる。

【0070】

換言すれば、図１１の例では、制御部６は、２ｎ－１回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、２ｎ－１回目の第２処理のときのＺ方向における第１集光点Ｃ１の位置と第２集光点Ｃ２の位置との間に第１集光点Ｃ１を位置させ、且つ、２ｎ－１回目の第２処理のときのＺ方向における第２集光点Ｃ２の位置よりも裏面１１ｂ側に第２集光点Ｃ２を位置させた状態において、２ｎ回目の第２処理を実行する。

【0071】

また、図１１の例では、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のそれぞれに着目すると、１回目から６回目にわたって、順次、Ｚ方向の位置が裏面１１ｂ側に移動するようにされている。つまり、図１１の例では、制御部６は、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、ｎ回目の第２処理のときのＺ方向における第１集光点Ｃ１の位置よりも、裏面１１ｂ側に第１集光点Ｃ１を位置させた状態において、ｎ＋１回目の第２処理を実行することとなる。また、制御部６は、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、ｎ回目の第２処理のときのＺ方向における第２集光点Ｃ２の位置よりも、裏面１１ｂ側に第２集光点Ｃ２を位置させた状態において、ｎ＋１回目の第２処理を実行することとなる。

【0072】

以上により、図１３の（ｂ）に示されるように、全てのラインＭ２に対して改質領域１２が形成される。特に、図１４の（ａ）に示されるように、１回目のスキャンＰ１で形成された一対の改質領域１２（改質領域１２１，１２２）の間に、２回目のスキャンＰ２の表面１１ａ側の改質領域１２（改質領域１２１）が形成され、３回目のスキャンＰ３で形成された一対の改質領域１２の間に、４回目のスキャンＰ４の表面１１ａ側の改質領域１２が形成され、且つ、５回目のスキャンＰ５で形成された一対の改質領域１２の間に、６回目のスキャンＰ２の表面１１ａ側の改質領域１２が形成される。

【0073】

これにより、対象物１１の表面１１ａから裏面１１ｂに渡って改質領域１２及び改質領域１２から延びる亀裂が形成される。ただし、改質領域１２及び亀裂は、表面１１ａ及び裏面１１ｂの少なくとも何れかに到達していてもよいし、表面１１ａ及び裏面１１ｂの少なくとも何れかに到達していなくてもよい。なお、図１４は、改質領域を形成した後の断面を示す写真である。

【0074】

その後、図１５に示されるように、例えば冶具又はエアーにより、ラインＭ１上の改質領域１２を境界として、除去領域Ｅを切り分けて除去する（取り除く）ことにより、対象物１１から対象物１１Ａが形成される（有効領域Ｒが切り出される）。その後、レーザ加工装置１では、剥離加工を行うことができる。引き続いて、剥離加工について説明する。なお、図１５の（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は側面図である。

【0075】

図１５に示されるように、対象物１１Ａには、剥離予定面としての仮想面Ｍ３が設定されている。仮想面Ｍ３は、剥離加工による改質領域の形成を予定する面である。仮想面Ｍ３は、対象物１１Ａのレーザ光入射面である裏面１１ｂに対向する面である。仮想面Ｍ３は、裏面１１ｂに平行な面であり、例えば円形状を呈している。仮想面Ｍ３は、仮想的な領域であり、平面に限定されず、曲面ないし３次元状の面であってもよい。仮想面Ｍ３の設定は、制御部６において行うことができる。仮想面Ｍ３は、座標指定されたものであってもよい。

【0076】

剥離加工では、制御部６が、駆動部４を制御することによって、ステージ２を一定の回転速度で回転させながら、レーザ照射部３からレーザ光Ｌ３を照射する。これと共に、制御部６が、駆動部５を制御することによって、レーザ光Ｌ３の集光点Ｃ３が仮想面Ｍ３の外縁側から内側に移動するように、レーザ照射部３を移動する。これにより、図１６の（ａ）に示されるように、対象物１１Ａの内部において仮想面Ｍ３に沿って、回転軸Ａ（図９参照）の位置を中心とする渦巻き状（インボリュート曲線）に延びる改質領域１２を形成する。形成した改質領域１２は、複数の改質スポットを含む。なお、図１６の（ａ）は平面図であり、他は側面図である。

【0077】

続いて、図１６の（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、例えば吸着冶具により、仮想面Ｍ３に渡る改質領域１２を境界として、対象物１１Ａの一部を剥離する。対象物１１Ａの剥離は、ステージ２上で実施してもよいし、剥離専用のエリアに移動させて実施してもよい。対象物１１Ａの剥離は、エアーブロー又はテープ材を利用して剥離してもよい。外部応力だけで対象物１１Ａを剥離できない場合には、対象物１１Ａに反応するエッチング液（ＫＯＨ又はＴＭＡＨ等）で改質領域１２を選択的にエッチングしてもよい。これにより、対象物１１Ａを容易に剥離することが可能となる。図１６の（ｂ）に示されるように、対象物１１Ａの剥離面１１ｈに対して仕上げの研削、ないし砥石等の研磨材ＫＭによる研磨を行う。エッチングにより対象物１１Ａを剥離している場合、当該研磨を簡略化することができる。以上の結果、半導体デバイス１１Ｂが取得される。

【0078】

以上説明したように、レーザ加工装置１及びそのレーザ加工方法では、対象物１１には、内側に位置する有効領域Ｒと有効領域Ｒの外側に位置する除去領域Ｅとの境界上において環状に延びるラインＭ１と、除去領域Ｅにおいて対象物１１の外縁から対象物１１の内側に向かって延びて境界に至るラインＭ２と、が設定されている。そして、ラインＭ１に沿った加工（トリミング加工）及びラインＭ２に沿った加工（放射カット加工）のそれぞれにおいて、対象物１１にレーザ光Ｌの第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を形成しつつ対象物１１にレーザ光Ｌを照射する。このとき、ラインＭ１に沿った加工の際に、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２とのラインＭ１に沿った距離Ｄｘが相対的に大きくされる。このため、加工速度の向上が可能となる。一方、ラインＭ２に沿った加工の際には、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２とのラインＭ２に沿った距離Ｄｘが相対的に小さくされる。このため、加工品質の低下が可能となる。

【0079】

図１４の（ｂ）は、有効領域Ｒと除去領域Ｅとの境界部分の断面を示す写真である。図１４の（ｂ）に示されるように、ラインＭ２に沿った加工の際に、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離Ｄｘを相対的に小さく（一例として０）とすることにより、第１集光点Ｃ１に対応する改質領域１２の端部と第２集光点Ｃ２に対応する改質領域１２の端部とが揃えられている。すなわち、この場合には、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のうちの一方が有効領域Ｒ内に進入して有効領域Ｒ内に改質領域１２が形成されることや、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２のうちの他方が有効領域Ｒに至らずに、除去領域Ｅに未改質の領域が生じることが抑制される。

【0080】

また、レーザ加工装置１では、制御部６は、一のラインＭ２に対して、裏面１１ｂに交差するＺ方向における第１集光点Ｃ１の位置及び第２集光点Ｃ２の位置を異ならせながら第２処理を複数回実行することができる。このように、少なくとも、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離Ｄｘが相対的に小さくされる第２処理については、１つのラインＭ２に対して複数回を行うことが有効である。

【0081】

また、レーザ加工装置１では、制御部６は、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、ｎ回目の第２処理のときのＺ方向における第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との間の位置に、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２の少なくとも一方を位置させた状態において、ｍ回目（ｍはｎよりも大きな整数）の第２処理を実行することができる。この場合、Ｚ方向について、より密に改質領域１２が形成され、加工品質が向上される。

【0082】

また、レーザ加工装置１では、制御部６は、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の第２処理を実行した後に、ｎ回目の第２処理のときのＺ方向における第１集光点Ｃ１の位置よりも、裏面１１ｂ側に第１集光点Ｃ１を位置させた状態において、ｎ＋１回目の第２処理を実行することができる。このように、裏面１１ｂから遠い側から順に集光点を合わせて第２処理を実行することにより、より好適に改質領域１２を形成できる。

【0083】

また、レーザ加工装置１は、入力を受け付けるため、及び、情報を表示するための入力受付部６３をさらに備えている。入力受付部６３は、第１処理の前において、第１処理における距離Ｄｘの入力を受け付ける。制御部６は、第１処理の前において、入力受付部６３が受け付けた距離Ｄｘの入力値である第１入力値が第１閾値よりも小さい場合に、第１入力値の確認を促すための情報を入力受付部６３に表示させると共に、第１入力値が第１閾値以上である場合に第１処理を実行する。このため、第１処理において、距離Ｄｘが閾値以上であることが確保され、亀裂の進展量を確実に増大させて加工速度の向上が図られる。

【0084】

さらに、レーザ加工装置１では、入力受付部６３は、第２処理の前において、第２処理における距離Ｄｘの入力を受け付ける。制御部６は、第２処理の前において、入力受付部６３が受け付けた距離Ｄｘの入力値である第２入力値が第２閾値よりも大きい場合に、第２入力値の確認を促すための情報を入力受付部６３に表示させると共に、第２入力値が第２閾値以下である場合に第２処理を実行する。このため、第２処理において、第１集光点Ｃ１と第２集光点Ｃ２との距離Ｄｘが閾値以下であることが確保され、確実に加工品質の向上が図られる。

【0085】

以上の実施形態は、本発明の一形態を説明するものである。したがって、本発明は、上述した形態に限定されることなく、任意の変更がされ得る。

【0086】

例えば、図６に示されるレーザ加工装置１の動作では、第１処理及び第２処理の両方において、少なくとも距離Ｄｘの入力を受け付け、受け付けた距離Ｄｘに応じた分岐パターンを設定して空間光変調器３２に表示するようにした。しかし、分岐パターンは自動設定されるようにしてもよい。すなわち、レーザ加工装置１では、第１処理における距離Ｄｘが、第２処理における距離Ｄｘよりも相対的に大きくなるように（換言すれば、第２処理における距離Ｄｘが第１処理における距離Ｄｘよりも相対的に小さくなるように）、第１処理及び第２処理のそれぞれにおいて分岐パターンを自動設定し、第１処理及び第２処理を実行することができる。

【0087】

また、上記実施形態では、レーザ光Ｌを２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２に分岐し、第１集光点Ｃ１及び第２集光点Ｃ２を形成する場合について説明した。しかしながら、レーザ加工装置１では、レーザ光Ｌを３つ以上のレーザ光に分岐し、それぞれの集光点を形成してもよい。その場合には、３つ以上の集光点のうちの２つの集光点について、第１処理における距離Ｄｘ＞第２処理における距離Ｄｘの関係が満たされていればよい。

【0088】

さらに、上記実施形態では、ラインＭ１を、機能素子が形成されたデバイス領域である有効領域Ｒと、その外側の除去領域Ｅと、の境界上に延びるものとした。しかし、ラインＭ１は、上述したようなデバイス領域よりも広い領域（上述した有効領域Ｒを除去領域Ｅ側に拡大した領域）と、当該領域のさらに外側の領域との境界上に設定され得る。その他、ラインＭ１は、有効領域Ｒ及び除去領域Ｅに関わらず、対象物１１の任意の第１部分と第２部分との境界上に設定され得る。

【符号の説明】

【0089】

１…レーザ加工装置、２…ステージ（支持部）、３…レーザ照射部、４，５…駆動部（移動機構）、６…制御部、１１…対象物、６３…入力受付部（入力部、表示部）、Ｃ１…第１集光点、Ｃ２…第２集光点、Ｄｘ…距離、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…レーザ光、Ｍ１…ライン（第１ライン）、Ｍ２…ライン（第２ライン）。

【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】

【図16】