特許 7438009 レーザ加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-15

(45)【発行日】2024-02-26

(54)【発明の名称】レーザ加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/53 20140101AFI20240216BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

B23K26/53

H01L21/78 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020079497

(22)【出願日】2020-04-28

(65)【公開番号】P2021171803

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-04-27

(73)【特許権者】

【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】坂本 剛志

【審査官】山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－７９０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１６８２７０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００ － ２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に沿って延びると共に前記第１方向に交差する第２方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、前記ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、前記ラインに沿って前記対象物に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を照射するための第１レーザ加工ヘッドと、
前記支持部に支持された前記対象物を撮像するためのカメラと、
前記支持部を第１方向に沿って移動させるための第１移動機構と、
少なくとも前記第１レーザ加工ヘッドを前記第１方向及び前記第２方向に沿って移動させるための第２移動機構と、
前記第１レーザ加工ヘッドから前記レーザ光が出力されている状態において、前記第１方向に沿って前記支持部と前記第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御することにより、前記ラインに沿って前記対象物に前記レーザ光を照射する照射処理を実施する制御部と、
を備え、
前記第２移動機構は、
前記第１方向に沿って延びると共に前記第１レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第１レーザ加工ヘッドを前記第１方向に沿って移動させるための第１移動部と、
前記第２方向に沿って延びると共に前記第１移動部が取り付けられており、前記第１移動部を前記第２方向に沿って移動させるための第２移動部と、
を含み、
前記カメラは、前記第１移動部とは異なる部材を介して前記第２移動部に取り付けられている、
レーザ加工装置。

【請求項2】

前記第２移動機構は、前記第１方向に互いに対向して配置された一対の前記第２移動部を含み、
前記第１移動部は、前記一対の第２移動部に掛け渡されて支持されている、
請求項１に記載のレーザ加工装置。

【請求項3】

前記第１レーザ加工ヘッドには、光源から出力された前記レーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、
前記制御部は、前記照射処理において、前記第１方向に沿った前記第１レーザ加工ヘッドの速さを、前記第１方向に沿った前記支持部の速さよりも小さくする、
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。

【請求項4】

前記第２移動機構は、前記第１方向に沿って延びると共に前記カメラが取り付けられており、前記カメラを前記第１方向に沿って移動させるための第３移動部を、前記異なる部材として含む、
請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。

【請求項5】

前記支持部に支持された前記対象物に対してレーザ光を照射するための第２レーザ加工ヘッドを備え、
前記第２移動機構は、前記第１方向に沿って延びると共に前記第２レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第２レーザ加工ヘッドを前記第１方向に沿って移動させるための第４移動部を含み、
前記第２移動部は、前記第４移動部が取り付けられており、前記第４移動部を前記第２方向に沿って移動させるための機能を有し、
前記制御部は、前記照射処理において、前記複数のラインの一のラインに対して前記第１レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第１処理と、前記複数のラインのうちの別のラインに対して前記第２レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第２処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施し、
前記第１処理では、前記制御部は、前記第１方向に沿って前記支持部と前記第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御し、
前記第２処理では、前記制御部は、前記第１方向に沿って前記支持部と前記第２レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御する、
請求項１～４のいずれか一項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】

特許文献１には、ワークを保持する保持機構と、保持機構に保持されたワークにレーザ光を照射するレーザ照射機構と、を備えるレーザ加工装置が記載されている。特許文献１に記載のレーザ加工装置では、集光レンズを有するレーザ照射機構が基台に対して固定されており、集光レンズの光軸に垂直な方向に沿ったワークの移動が保持機構によって実施される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５４５６５１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述したようなレーザ加工装置にあっては、加工速度の向上が望まれている。そのためには、保持機構によるワークの移動速度を増大させることが考えられる。しかしながら、保持機構によるワークの移動速度の増大には限界がある。これに対して、例えば、保持機構によるワークの移動と共に、反対方向にレーザ照射機構を移動させることによって、レーザ光の集光点のワークに対する移動速度を向上させることが考えられる。しかしながら、上述したように、特許文献１に記載のレーザ加工装置にあっては、レーザ照射機構が基台に対して固定されているため、レーザ照射機構を移動させることが困難である。したがって、特許文献１に記載のようなレーザ加工装置では、さらなる加工速度の向上が困難である。

【0005】

そこで、本発明は、加工速度の向上を可能とする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、第１方向に沿って延びると共に第１方向に交差する第２方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、ラインに沿って対象物に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を照射するための第１レーザ加工ヘッドと、支持部に支持された対象物を撮像するためのカメラと、支持部を第１方向に沿って移動させるための第１移動機構と、少なくとも第１レーザ加工ヘッドを第１方向及び第２方向に沿って移動させるための第２移動機構と、第１レーザ加工ヘッドからレーザ光が出力されている状態において、第１方向に沿って支持部と第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように第１移動機構及び第２移動機構を制御することにより、ラインに沿って対象物にレーザ光を照射する照射処理を実施する制御部と、を備え、第２移動機構は、第１方向に沿って延びると共に第１レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第１レーザ加工ヘッドを第１方向に沿って移動させるための第１移動部と、第２方向に沿って延びると共に第１移動部が取り付けられており、第１移動部を第２方向に沿って移動させるための第２移動部と、を含み、カメラは、第１移動部とは異なる部材を介して第２移動部に取り付けられている。

【0007】

このレーザ加工装置では、対象物を支持するための支持部が、第１移動機構によって少なくとも第１方向に移動可能とされており、且つ、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ための第１レーザ加工ヘッドが、第２移動機構によって第１方向及び第２方向に移動可能とされている。第１方向は、対象物に設定された加工予定のラインの延在方向が設定される方向であり、第２方向は、当該ラインの配列方向に設定される方向である。これにより、このレーザ加工装置では、制御部の制御のもとで、第１方向に沿って支持部と第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させながら、当該ラインに沿って対象物にレーザ光を照射する照射処理を実施できる。よって、レーザ光の照射に際して対象物側のみを移動させる場合と比較して、加工速度を向上可能である。

【0008】

特に、このレーザ加工装置では、対象物を撮像するためのカメラが、第１レーザ加工ヘッドの第１方向の移動を担う第１移動部と別の部材を介して、第２移動部に取り付けられている。このため、照射処理の際に、カメラを付随させずに第１レーザ加工ヘッド（及び支持部）のみを第１方向に沿って移動させることができる。よって、第１レーザ加工ヘッドの第１方向に沿った移動速度をより向上させ、加工速度を確実に向上可能である。

【0009】

なお、このレーザ加工装置では、上記のとおり、照射処理の際に支持部と第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させることにより、対象物に対するレーザ光の集光点の移動速度を向上させ得る。換言すれば、集光点の目標の移動速度が、支持部及び第１レーザ加工ヘッドのそれぞれで分担される。このため、支持部及び第１レーザ加工ヘッドの一方を移動させる場合と比較して、それぞれの移動速度を抑えることが可能である。この結果、支持部及び第１レーザ加工ヘッドの加減速に係る時間及び距離が削減され得る。

【0010】

さらに、レーザ加工装置によれば、第１方向に関するフットプリントの削減が可能である。すなわち、照射処理に際して支持部のみを移動させる場合には、支持部の移動距離は少なくとも支持部に支持された対象物のラインの長さ以上となる。一方、上記のように、照射処理に際して支持部及び第１レーザ加工ヘッドを互いに反対方向に移動させる場合には、支持部の移動距離は、当該ラインの長さから支持部の移動距離を減じた距離まで減少させ得る。換言すれば、この場合には、支持部の移動距離と第１レーザ加工ヘッドの移動距離との合計が当該ラインの長さ以上となればよい。よって、レーザ加工装置によれば、第１方向についてフットプリントの削減を図ることができる。

【0011】

本発明に係るレーザ加工装置では、第２移動機構は、第１方向に互いに対向して配置された一対の第２移動部を含み、第１移動部は、一対の第２移動部に掛け渡されて支持されていてもよい。この場合、第１レーザ加工ヘッドが確実に支持される。

【0012】

ここで、レーザ加工ヘッドの重量は、支持部の重量よりも軽量であることが一般的である。したがって、集光点を目標の移動速度で移動させるに際して、第１レーザ加工ヘッドを支持部よりも速く移動させる（すなわち、第１レーザ加工ヘッドの速度の負担を相対的に大きくする）ことが考えられる。

【0013】

これに対して、本発明に係るレーザ加工装置では、第１レーザ加工ヘッドには、光源から出力されたレーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、制御部は、照射処理において、第１方向に沿った第１レーザ加工ヘッドの速さを、第１方向に沿った支持部の速さよりも小さくしてもよい。このように、第１レーザ加工ヘッドに対して、光源からレーザ光を導入するための光ファイバが接続されている場合には、第１レーザ加工ヘッドと支持部との重量の関係に関わらず、第１レーザ加工ヘッドを相対的に遅くする（すなわち、第１レーザ加工ヘッドの速度の負担を相対的に小さくする）ことによって、光ファイバの保護を図ることが可能である。

【0014】

本発明に係るレーザ加工装置では、第２移動機構は、第１方向に沿って延びると共にカメラが取り付けられており、カメラを第１方向に沿って移動させるための第３移動部を、上記の異なる部材として含んでもよい。この場合、カメラが第１方向及び第２方向に移動可能となる。

【0015】

本発明に係るレーザ加工装置では、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ための第２レーザ加工ヘッドを備え、第２移動機構は、第１方向に沿って延びると共に第２レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第２レーザ加工ヘッドを第１方向に沿って移動させるための第４移動部を含み、第２移動部は、第４移動部が取り付けられており、第４移動部を第２方向に沿って移動させるための機能を有し、制御部は、照射処理において、複数のラインの一のラインに対して第１レーザ加工ヘッドからのレーザ光を照射する第１処理と、複数のラインのうちの別のラインに対して第２レーザ加工ヘッドからのレーザ光を照射する第２処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施し、第１処理では、制御部は、第１方向に沿って支持部と第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように第１移動機構及び第２移動機構を制御し、第２処理では、制御部は、第１方向に沿って支持部と第２レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように第１移動機構及び第２移動機構を制御してもよい。この場合、第１レーザ加工ヘッドと第２レーザ加工ヘッドとを、少なくとも一部の時間において協働させることにより、スループットが向上される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、加工速度の向上を可能とするレーザ加工装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、一実施形態に係るレーザ加工装置の平面図である。

【図2】図２は、図１に示されたレーザ加工装置の部分的な側面図である。

【図3】図３は、図１に示されたレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの正面図である。

【図4】図４は、図３に示されるレーザ加工ヘッドの側面図である。

【図5】図５は、図３に示されたレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。

【図6】図６は、変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。

【図7】図７は、変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。

【図8】図８は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。

【図9】図９は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。

【図10】図１０は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。

【図11】図１１は、変形例のレーザ加工装置を示す模式的な上面図である。

【図12】図１２は、変形例のレーザ加工装置を示す模式的な上面図である。

【図13】図１３は、変形例のレーザ加工装置を示す模式的な上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、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部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、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。Ｘ方向は、第１方向の一例であり、第１の水平方向である。Ｙ方向は、第１方向に交差する第２方向の一例であり、第２の水平方向である。Ｚ方向は、第１方向及び第２方向に交差する第３方向の一例であり、鉛直方向である。
［レーザ加工装置の構成］

【0019】

図１及び図２に示されるように、レーザ加工装置１は、移動機構５（第１移動機構）、移動機構６（第２移動機構）、支持部７、光源ユニット８、制御部９、レーザ加工ヘッド１０Ａ（第１レーザ加工ヘッド）、レーザ加工ヘッド１０Ｂ（第２レーザ加工ヘッド）、及び、カメラユニット１０Ｃを備えている。

【0020】

移動機構５は、固定部５１と、移動部５３と、取付部５５と、を有している。固定部５１は、装置フレーム１ａに取り付けられている。移動部５３は、固定部５１に設けられたレールに取り付けられており、Ｙ方向に沿って移動することができる。取付部５５は、移動部５３に設けられたレールに取り付けられており、Ｘ方向に沿って移動することができる。支持部７は、取付部５５に設けられた回転軸に取り付けられており、Ｚ方向に平行な軸線を中心として回転することができる。すなわち、移動機構５は、支持部７を、Ｘ方向及びＹ方向に沿って移動するための機能、及び、Ｚ方向に沿った軸の周りに回転させるための機能を有している。

【0021】

移動機構６は、一対のＹ軸移動部（第２移動部）６１、Ｘ軸移動部（第１移動部）６２Ａ、Ｘ軸移動部（第４移動部）６２Ｂ、Ｘ軸移動部（第３移動部）６２Ｃ、Ｚ軸移動部６３，６４，６８、及び、取付部６５，６６，６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ，６９を有している。一対のＹ軸移動部６１は、Ｘ方向に互いに対向して配置され、Ｙ方向に沿って（ここでは略平行に）延びている。Ｘ軸移動部６２Ａは、Ｘ方向に沿って延びており、Ｘ方向の両端において、取付部６７Ａを介してＹ軸移動部６１に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、Ｘ軸移動部６２Ａは、一対のＹ軸移動部６１に掛け渡されて支持されている。これにより、Ｘ軸移動部６２Ａは、Ｙ軸移動部６１によってＹ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Ｙ軸移動部６１は、Ｘ軸移動部６２ＡをＹ方向に移動させるための機能を有している。

【0022】

Ｚ軸移動部６３は、Ｚ方向に沿って延びており、Ｘ軸移動部６２Ａに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Ｚ軸移動部６３は、Ｘ軸移動部６２ＡによってＸ方向に沿って移動可能とされている。Ｚ軸移動部６３には、取付部６５を介してレーザ加工ヘッド１０Ａが取り付けられている。したがって、Ｘ軸移動部６２Ａは、Ｚ軸移動部６３ごと、レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って移動させるための機能を有している。レーザ加工ヘッド１０Ａは、取付部６５を介して、Ｚ軸移動部６３に設けられたレールに取り付けられている。これにより、レーザ加工ヘッド１０Ａは、Ｚ軸移動部６３によってＺ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Ｚ軸移動部６３は、レーザ加工ヘッド１０ＡをＺ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構６は、レーザ加工ヘッド１０Ａを、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向に沿って３次元的に移動可能に保持している。

【0023】

Ｘ軸移動部６２Ｂは、Ｘ方向に沿って延びており、Ｘ方向の両端において、取付部６７Ｂを介してＹ軸移動部６１に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、Ｘ軸移動部６２Ｂは、一対のＹ軸移動部６１に掛け渡されて支持されている。これにより、Ｘ軸移動部６２Ｂは、Ｙ軸移動部６１によってＹ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Ｙ軸移動部６１は、Ｘ軸移動部６２ＢをＹ方向に移動させるための機能を有している。

【0024】

Ｚ軸移動部６４は、Ｚ方向に沿って延びており、Ｘ軸移動部６２Ｂに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Ｚ軸移動部６４は、Ｘ軸移動部６２ＢによってＸ方向に沿って移動可能とされている。Ｚ軸移動部６４には、取付部６６を介してレーザ加工ヘッド１０Ｂが取り付けられている。したがって、Ｘ軸移動部６２Ｂは、Ｚ軸移動部６４ごと、レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って移動させるための機能を有している。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、取付部６６を介して、Ｚ軸移動部６４に設けられたレールに取り付けられている。これにより、レーザ加工ヘッド１０Ｂは、Ｚ軸移動部６４によってＺ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Ｚ軸移動部６４は、レーザ加工ヘッド１０ＡをＺ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構６は、レーザ加工ヘッド１０Ｂを、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向に沿って３次元的に移動可能に保持している。

【0025】

Ｘ軸移動部６２Ｃは、Ｘ方向に沿って延びており、Ｘ方向の両端において、取付部６７Ｃを介してＹ軸移動部６１に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、Ｘ軸移動部６２Ｃは、一対のＹ軸移動部６１に掛け渡されて支持されている。これにより、Ｘ軸移動部６２Ｃは、Ｙ軸移動部６１によってＹ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Ｙ軸移動部６１は、Ｘ軸移動部６２ＣをＹ方向に移動させるための機能を有している。

【0026】

Ｚ軸移動部６８は、Ｚ方向に沿って延びており、Ｘ軸移動部６２Ｃに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Ｚ軸移動部６８は、Ｘ軸移動部６２ＣによってＸ方向に沿って移動可能とされている。Ｚ軸移動部６８には、取付部６９を介してカメラユニット１０Ｃが取り付けられている。したがって、Ｘ軸移動部６２Ｃは、Ｚ軸移動部６８ごと、カメラユニット１０ＣをＸ方向に沿って移動させるための機能を有している。カメラユニット１０Ｃは、取付部６９を介して、Ｚ軸移動部６８に設けられたレールに取り付けられている。これにより、カメラユニット１０Ｃは、Ｚ軸移動部６８によってＺ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Ｚ軸移動部６８は、カメラユニット１０ＣをＺ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構６は、カメラユニット１０Ｃを、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向に沿って３次元的に移動可能に保持している。

【0027】

ここで、Ｘ軸移動部６２Ａ、Ｘ軸移動部６２Ｂ、及び、Ｘ軸移動部６２Ｃは、Ｙ方向に沿って順に配列されている。したがって、Ｚ方向からみたとき、レーザ加工ヘッド１０Ａ、レーザ加工ヘッド１０Ｂ、及び、カメラユニット１０Ｃも、Ｙ方向に沿って順に配列されることとなる。このため、レーザ加工装置１では、カメラユニット１０Ｃが間に介在することなく、Ｙ方向についてレーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとが互いに近接するように移動可能とされている。

【0028】

支持部７は、上述したように、移動機構５の取付部５５に設けられた回転軸に取り付けられており、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。つまり、支持部７は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動することができ、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。支持部７は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って対象物１００を支持する。対象物１００は、例えば、ウェハである。

【0029】

レーザ加工ヘッド１０Ａは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００に対してレーザ光Ｌ１を照射するためのものである。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００に対してレーザ光Ｌ２を照射するためのものである。

【0030】

カメラユニット１０Ｃは、一対のカメラＡＣを含む。一対のカメラＡＣは、互いに異なる倍率を有しており、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００を撮像するためのものである。カメラＡＣは、例えば、対象物１００を透過する光を用いて、対象物１００のデバイスパターンや、改質領域及び改質領域から延びる亀裂の形成状態等を撮像することができる。カメラＡＣによって得られた画像は、例えば、対象物１００に対するレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射位置のアライメントや、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射条件の調整に供される。

【0031】

光源ユニット８は、１対の光源８１，８２を有している。光源８１は、レーザ光Ｌ１を出力する。レーザ光Ｌ１は、光源８１の出射部８１ａから出射され、光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ａに導光される。すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ａには、光源８１から出力されたレーザ光Ｌ１を導入するための光ファイバ２が接続されている。光源８２は、レーザ光Ｌ２を出力する。レーザ光Ｌ２は、光源８２の出射部８２ａから出射され、別の光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ｂに導光される。すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ｂには、光源８２から出力されたレーザ光Ｌ２を導入するための光ファイバ２が設けられている。

【0032】

制御部９は、レーザ加工装置１の各部（複数の移動機構５，６、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂ、カメラユニット１０Ｃ、及び光源ユニット８等）を制御する。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、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、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が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部９は、各種機能を実現する。

【0033】

以上のように構成されたレーザ加工装置１による加工の一例について説明する。当該加工の一例は、ウェハである対象物１００を複数のチップに切断するために、格子状に設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物１００の内部に改質領域を形成する例である。

【0034】

まず、対象物１００を支持している支持部７がＺ方向において１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと対向するように、移動機構５が、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って支持部７を移動させる。続いて、対象物１００において一方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。これにより、対象物１００には、Ｘ方向に沿って延びると共にＹ方向に沿って配列された複数のライン（図１に示されたラインＣ）が設定されることとなる。

【0035】

続いて、一方向に延在する一のライン上にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、一方向に延在する他のライン上にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。続いて、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。

【0036】

続いて、光源８１がレーザ光Ｌ１を出力してレーザ加工ヘッド１０Ａが対象物１００にレーザ光Ｌ１を照射すると共に、光源８２がレーザ光Ｌ２を出力してレーザ加工ヘッド１０Ｂが対象物１００にレーザ光Ｌ２を照射する。それと同時に、一方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点が相対的に移動し（レーザ光Ｌ１がスキャンされ）、且つ、一方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光Ｌ２の集光点が相対的に移動する（レーザ光Ｌ２がスキャンされる）ように、移動機構５が、Ｘ方向に沿って支持部７を移動させると共に、移動機構６が、Ｘ方向に沿って、支持部７と反対方向に、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを移動させる。このようにして、レーザ加工装置１は、対象物１００において一方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物１００の少なくとも内部に改質領域を形成する。

【0037】

続いて、対象物１００において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。これにより、対象物１００には、Ｘ方向に沿って延びると共にＹ方向に沿って配列された複数の別のライン（図１に示されたラインＣ）が設定されることとなる。

【0038】

続いて、他方向に延在する一のライン上にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、他方向に延在する他のライン上にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。続いて、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。

【0039】

続いて、光源８１がレーザ光Ｌ１を出力してレーザ加工ヘッド１０Ａが対象物１００にレーザ光Ｌ１を照射すると共に、光源８２がレーザ光Ｌ２を出力してレーザ加工ヘッド１０Ｂが対象物１００にレーザ光Ｌ２を照射する。それと同時に、他方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点が相対的に移動し（レーザ光Ｌ１がスキャンされ）、且つ、他方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光Ｌ２の集光点が相対的に移動する（レーザ光Ｌ２がスキャンされる）ように、移動機構５が、Ｘ方向に沿って支持部７を移動させると共に、移動機構６が、Ｘ方向に沿って、支持部７と反対方向にレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを移動させる。このようにして、レーザ加工装置１は、対象物１００において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物１００の少なくとも内部に改質領域を形成する。

【0040】

なお、上述した加工の一例では、光源８１は、例えばパルス発振方式によって、対象物１００に対して透過性を有するレーザ光Ｌ１を出力し、光源８２は、例えばパルス発振方式によって、対象物１００に対して透過性を有するレーザ光Ｌ２を出力する。そのようなレーザ光が対象物１００の内部に集光されると、レーザ光の集光点に対応する部分においてレーザ光が特に吸収され、対象物１００の内部に改質領域が形成される。改質領域は、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。

【0041】

パルス発振方式によって出力されたレーザ光が対象物１００に照射され、対象物１００に設定されたラインに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動させられると、複数の改質スポットがラインに沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポットは、１パルスのレーザ光の照射によって形成される。１列の改質領域は、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１００に対するレーザ光の集光点の相対的な移動速度及びレーザ光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。
［レーザ加工ヘッドの構成］

【0042】

引き続いて、レーザ加工ヘッドの構成について具体的に説明する。図３及び図４に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ａは、筐体１１と、入射部１２と、レーザ光調整部１３と、集光部１４と、を備えている。筐体１１は、第１壁部２１及び第２壁部２２、第３壁部２３及び第４壁部２４、並びに、第５壁部２５及び第６壁部２６を有している。第１壁部２１及び第２壁部２２は、Ｘ方向において互いに対向している。第３壁部２３及び第４壁部２４は、Ｙ方向において互いに対向している。第５壁部２５及び第６壁部２６は、Ｚ方向において互いに対向している。

【0043】

第３壁部２３と第４壁部２４との距離は、第１壁部２１と第２壁部２２との距離よりも小さい。第１壁部２１と第２壁部２２との距離は、第５壁部２５と第６壁部２６との距離よりも小さい。なお、第１壁部２１と第２壁部２２との距離は、第５壁部２５と第６壁部２６との距離と等しくてもよいし、或いは、第５壁部２５と第６壁部２６との距離よりも大きくてもよい。

【0044】

レーザ加工ヘッド１０Ａでは、第１壁部２１は、移動機構６のＹ軸移動部６１と反対側に位置しており、第２壁部２２は、Ｙ軸移動部６１側に位置している。第３壁部２３は、移動機構６の取付部６５側に位置しており、第４壁部２４は、取付部６５とは反対側であってレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置している（図２参照）。すなわち、第４壁部２４は、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体（第２筐体）にＹ方向に沿って対向する対向壁部である。第５壁部２５は、支持部７とは反対側に位置しており、第６壁部２６は、支持部７側に位置している。

【0045】

筐体１１は、第３壁部２３が移動機構６の取付部６５側に配置された状態で筐体１１が取付部６５に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部６５は、ベースプレート６５ａと、取付プレート６５ｂと、を有している。ベースプレート６５ａは、Ｚ軸移動部６３に設けられたレールに取り付けられている（図２参照）。取付プレート６５ｂは、ベースプレート６５ａにおけるレーザ加工ヘッド１０Ｂ側の端部に立設されている（図２参照）。筐体１１は、第３壁部２３が取付プレート６５ｂに接触した状態で、台座２７を介してボルト２８が取付プレート６５ｂに螺合されることで、取付部６５に取り付けられている。台座２７は、第１壁部２１及び第２壁部２２のそれぞれに設けられている。筐体１１は、取付部６５に対して着脱可能である。

【0046】

入射部１２は、第５壁部２５に配置されている。入射部１２は、筐体１１内にレーザ光Ｌ１を入射させる。入射部１２は、Ｘ方向においては第１壁部２１側に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における入射部１２と第１壁部２１との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第２壁部２２との距離よりも小さく、Ｙ方向における入射部１２と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第３壁部２３との距離よりも小さい。

【0047】

入射部１２には、光ファイバ２の出射端部２ａが接続されている。具体的には、入射部１２は、第５壁部２５に形成された孔２５ａを含む部分である。第５壁部２５には、取付部２５ｂが設けられている。取付部２５ｂには、出射端部２ａの本体部分２ｂがボルト等によって取り付けられている。この状態で、孔２５ａには、出射端部２ａの先端部分２ｃが挿通されている。これにより、光ファイバ２の出射端部２ａは、入射部１２に対して着脱可能である。第５壁部２５と本体部分２ｂとの間には、カバー２５ｃが配置されている。カバー２５ｃは、孔２５ａと先端部分２ｃとの間に形成された隙間を覆っている。一例として、出射端部２ａにおいては、戻り光を抑制するアイソレータが本体部分２ｂ内に配置されており、レーザ光Ｌ１をコリメートするコリメータレンズが先端部分２ｃ内に配置されている。なお、入射部１２は、光ファイバ２の出射端部２ａが接続可能となるように構成されたコネクタ等であってもよい。

【0048】

レーザ光調整部１３は、筐体１１内に配置されている。レーザ光調整部１３は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１を調整する。レーザ光調整部１３は、筐体１１内において、仕切壁部２９に対して第４壁部２４側に配置されている。レーザ光調整部１３は、仕切壁部２９に取り付けられている。仕切壁部２９は、筐体１１内に設けられており、筐体１１内の領域を第３壁部２３側の領域と第４壁部２４側の領域とに仕切っている。仕切壁部２９は、筐体１１の一部分として構成されている。レーザ光調整部１３が有する各構成は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。仕切壁部２９は、レーザ光調整部１３が有する各構成を支持する光学ベースとして機能している。

【0049】

集光部１４は、第６壁部２６に配置されている。具体的には、集光部１４は、第６壁部２６に形成された孔２６ａに挿通された状態で、第６壁部２６に配置されている。集光部１４は、レーザ光調整部１３によって調整されたレーザ光Ｌ１を集光しつつ筐体１１外に出射させる。集光部１４は、Ｘ方向においては第２壁部２２側に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における集光部１４と第２壁部２２との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第１壁部２１との距離よりも小さく、Ｙ方向における集光部１４と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第３壁部２３との距離よりも小さい。

【0050】

図５に示されるように、レーザ光調整部１３は、反射部（第１反射部）３１と、アッテネータ３２と、光軸調整部３３と、を有している。反射部３１、アッテネータ３２及び光軸調整部３３は、Ｘ方向に沿って延在する第１直線Ａ１上に配置されている。反射部３１は、Ｚ方向において入射部１２と対向している。すなわち、反射部３１は、Ｚ方向において光ファイバ２の出射端部２ａと対向している。反射部３１は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１を第２壁部２２側に反射する。反射部３１は、例えば、ミラー又はプリズムである。アッテネータ３２は、反射部３１で反射されたレーザ光Ｌ１の出力を調整する。光軸調整部３３は、アッテネータ３２によって出力が調整されたレーザ光Ｌ１を第６壁部２６側に反射する。

【0051】

光軸調整部３３は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１の光軸を調整するための部分である。本実施形態では、光軸調整部３３は、第１ステアリングミラー３３１と、反射部材３３２と、第２ステアリングミラー３３３と、を有している。

【0052】

第１ステアリングミラー３３１は、第１直線Ａ１上に配置されている。第１ステアリングミラー３３１は、ミラー３３１ａ及びホルダ３３１ｂによって構成されている。ミラー３３１ａは、ホルダ３３１ｂに取り付けられている。ホルダ３３１ｂは、仕切壁部２９に取り付けられている。ホルダ３３３１は、ミラー３３１ａの向きの調整が可能となるようにミラー３３１ａを保持している。第１ステアリングミラー３３１は、アッテネータ３２によって出力が調整されたレーザ光Ｌ１を第６壁部２６側に反射する。

【0053】

反射部材３３２は、第１ステアリングミラー３３１で反射されたレーザ光Ｌ１を第２壁部２２側に反射する。反射部材３３２は、例えば、ミラー又はプリズムである。

【0054】

第２ステアリングミラー３３３は、第２直線Ａ２上に配置されている。第２ステアリングミラー３３３は、ミラー３３３ａ及びホルダ３３３ｂによって構成されている。ミラー３３３ａは、ホルダ３３３ｂに取り付けられている。ホルダ３３３ｂは、仕切壁部２９に取り付けられている。ホルダ３３３ｂは、ミラー３３３ａの向きの調整が可能となるようにミラー３３３ａを保持している。第２ステアリングミラー３３３は、反射部材３３２で反射されたレーザ光Ｌ１を第６壁部２６側に反射する。

【0055】

一例として、各ホルダ３３１ｂ，３３３ｂに対しては、第２壁部２２に形成された蓋付の開口（図示省略）を介した工具のアクセスが可能である。これにより、後述する観察部１７によって取得される画像等を見つつ工具を操作することで、集光部１４に入射するレーザ光Ｌ１の光軸が集光部１４の光軸に一致するように、各ミラー３３１ａ，３３３ａの向きを調整することができる。

【0056】

レーザ光調整部１３は、ビームエキスパンダ３４と、反射部（第２反射部）３５と、を更に有している。光軸調整部３３、ビームエキスパンダ３４及び反射部３５は、Ｚ方向に沿って延在する第２直線Ａ２上に配置されている。ビームエキスパンダ３４は、光軸調整部３３で反射されたレーザ光Ｌ１の径を拡大する。反射部３５は、ビームエキスパンダ３４で径が拡大されたレーザ光Ｌ１を第１壁部２１側且つ第５壁部２５側に反射する。反射部３５は、例えば、ミラー又はプリズムである。

【0057】

レーザ光調整部１３は、反射型空間光変調器３６と、結像光学系３７と、を更に有している。反射型空間光変調器３６、結像光学系３７及び集光部１４は、Ｚ方向に沿って延在する第３直線Ａ３上に配置されている。反射型空間光変調器３６は、反射部３５で反射されたレーザ光Ｌ１を変調しつつ第６壁部２６側に反射する。反射型空間光変調器３６は、例えば、反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）である。結像光学系３７は、反射型空間光変調器３６の反射面３６ａと集光部１４の入射瞳面１４ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。結像光学系３７は、３つ以上のレンズによって構成されている。

【0058】

第１直線Ａ１、第２直線Ａ２及び第３直線Ａ３は、Ｙ方向に垂直な平面上に位置している。第２直線Ａ２は、第３直線Ａ３に対して第２壁部２２側に位置している。レーザ加工ヘッド１０Ａでは、Ｚ方向に沿って入射部１２から筐体１１内に入射したレーザ光Ｌ１は、反射部３１で反射されて、第１直線Ａ１上を進行する。第１直線Ａ１上を進行したレーザ光Ｌ１は、光軸調整部３３で反射されて、第２直線Ａ２上を進行する。第２直線Ａ２上を進行したレーザ光Ｌ１は、反射部３５及び反射型空間光変調器３６で順次に反射されて、第３直線Ａ３上を進行する。第３直線Ａ３上を進行したレーザ光Ｌ１は、Ｚ方向に沿って集光部１４から筐体１１外に出射される。

【0059】

レーザ加工ヘッド１０Ａは、ダイクロイックミラー１５と、測定部１６と、観察部１７と、駆動部１８と、回路部１９と、を更に備えている。

【0060】

ダイクロイックミラー１５は、第３直線Ａ３上において、結像光学系３７と集光部１４との間に配置されている。つまり、ダイクロイックミラー１５は、筐体１１内において、レーザ光調整部１３と集光部１４との間に配置されている。ダイクロイックミラー１５は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。ダイクロイックミラー１５は、レーザ光Ｌ１を透過させる。ダイクロイックミラー１５は、非点収差を抑制する観点では、例えば、キューブ型、又は、ねじれの関係を有するように配置された２枚のプレート型が好ましい。

【0061】

測定部１６は、筐体１１内において、第３直線Ａ３に対して第１壁部２１側に配置されている。つまり、測定部１６は、Ｘ方向においては、集光部１４に対して第１壁部２１側に配置されている。測定部１６は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。測定部１６は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌ１が入射する側の表面）と集光部１４との距離を測定するための測定光Ｌ１０を出力し、集光部１４を介して、対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０を検出する。つまり、測定部１６から出力された測定光Ｌ１０は、集光部１４を介して対象物１００の表面に照射され、対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０は、集光部１４を介して測定部１６で検出される。

【0062】

より具体的には、測定部１６から出力された測定光Ｌ１０は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられたビームスプリッタ２０、及びダイクロイックミラー１５で順次に反射され、集光部１４から筐体１１外に出射される。対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０は、集光部１４から筐体１１内に入射してダイクロイックミラー１５及びビームスプリッタ２０で順次に反射され、測定部１６に入射し、測定部１６で検出される。

【0063】

観察部１７は、筐体１１内において、第３直線Ａ３に対して第１壁部２１側に配置されている。つまり、観察部１７は、Ｘ方向においては、集光部１４に対して第１壁部２１側に配置されている。観察部１７は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。観察部１７は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌ１が入射する側の表面）を観察するための観察光Ｌ２０を出力し、集光部１４を介して、対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０を検出する。つまり、観察部１７から出力された観察光Ｌ２０は、集光部１４を介して対象物１００の表面に照射され、対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０は、集光部１４を介して観察部１７で検出される。

【0064】

より具体的には、観察部１７から出力された観察光Ｌ２０は、ビームスプリッタ２０を透過してダイクロイックミラー１５で反射され、集光部１４から筐体１１外に出射される。対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０は、集光部１４から筐体１１内に入射してダイクロイックミラー１５で反射され、ビームスプリッタ２０を透過して観察部１７に入射し、観察部１７で検出される。なお、レーザ光Ｌ１、測定光Ｌ１０及び観察光Ｌ２０のそれぞれの波長は、互いに異なっている（少なくともそれぞれの中心波長が互いにずれている）。

【0065】

駆動部１８は、第４壁部２４側において仕切壁部２９に取り付けられている。駆動部１８は、例えば圧電素子の駆動力によって、第６壁部２６に配置された集光部１４をＺ方向に沿って移動させる。

【0066】

回路部１９は、筐体１１内において、仕切壁部２９に対して第３壁部２３側に配置されている。つまり、回路部１９は、筐体１１内において、レーザ光調整部１３、測定部１６及び観察部１７に対して第３壁部２３側に配置されている。回路部１９は、仕切壁部２９から離間している。回路部１９は、例えば、複数の回路基板である。回路部１９は、測定部１６から出力された信号、及び反射型空間光変調器３６に入力する信号を処理する。回路部１９は、測定部１６から出力された信号に基づいて駆動部１８を制御する。一例として、回路部１９は、測定部１６から出力された信号に基づいて、対象物１００の表面と集光部１４との距離が一定に維持されるように（すなわち、対象物１００の表面とレーザ光Ｌ１の集光点との距離が一定に維持されるように）、駆動部１８を制御する。

【0067】

なお、仕切壁部２９には、測定部１６、観察部１７、駆動部１８及び反射型空間光変調器３６のそれぞれと回路部１９とを電気的に接続するための配線が通る切欠き、孔等（図示省略）が形成されている。また、筐体１１には、回路部１９と制御部９（図１参照）とを電気的に接続するための配線等が接続されるコネクタ（図示省略）が設けられている。

【0068】

レーザ加工ヘッド１０Ｂは、レーザ加工ヘッド１０Ａと同様に、筐体１１と、入射部１２と、レーザ光調整部１３と、集光部１４と、ダイクロイックミラー１５と、測定部１６と、観察部１７と、駆動部１８と、回路部１９と、を備えている。ただし、レーザ加工ヘッド１０Ｂの各構成は、図２に示されるように、１対の取付部６５，６６間の中点を通り且つＹ方向に垂直な仮想平面に関して、レーザ加工ヘッド１０Ａの各構成と面対称の関係を有するように、配置されている。

【0069】

例えば、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６５に取り付けられている。これに対し、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ａ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６６に取り付けられている。

【0070】

レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第３壁部２３が取付部６６側に配置された状態で筐体１１が取付部６６に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部６６は、ベースプレート６６ａと、取付プレート６６ｂと、を有している。ベースプレート６６ａは、Ｚ軸移動部６３に設けられたレールに取り付けられている。取付プレート６６ｂは、ベースプレート６６ａにおけるレーザ加工ヘッド１０Ａ側の端部に立設されている。レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第３壁部２３が取付プレート６６ｂに接触した状態で、取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、取付部６６に対して着脱可能である。
［レーザ加工ヘッドの作用及び効果］

【0071】

レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２から集光部１４に至るレーザ光Ｌ１の光路上に、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１の光軸を調整するための光軸調整部３３が配置されている。これにより、例えば、メンテナンス等のために光ファイバ２の出射端部２ａを筐体１１から外し、再度、光ファイバ２の出射端部２ａを入射部１２に接続した際に、集光部１４に入射するレーザ光Ｌ１の光軸を集光部１４の光軸に一致させることができる。また、入射部１２がＸ方向において筐体１１の第１壁部２１側に片寄っており、集光部１４がＸ方向において筐体１１の第２壁部２２側に片寄っている。これにより、入射部１２から光軸調整部３３に至るレーザ光Ｌ１の光路が長くなるのを抑制することができ、その結果として、集光部１４に入射するレーザ光Ｌ１の光軸が集光部１４の光軸からずれるのを抑制することができる。よって、レーザ加工ヘッド１０Ａによれば、レーザ光Ｌ１を精度良く集光することができる。

【0072】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２が筐体１１の第５壁部２５に配置されており、レーザ光調整部１３において、光軸調整部３３が、反射部３１及びアッテネータ３２の後段（レーザ光Ｌ１の進行方向における下流側）、且つビームエキスパンダ３４、反射部３５、反射型空間光変調器３６及び結像光学系３７の前段（レーザ光Ｌ１の進行方向における上流側）に、配置されている。ビームエキスパンダ３４、反射部３５、反射型空間光変調器３６及び結像光学系３７の前段（レーザ光Ｌ１の進行方向における上流側）に配置されている。これにより、レーザ光Ｌ１の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ３４、反射部３５、反射型空間光変調器３６、結像光学系３７及び集光部１４」に入射するレーザ光Ｌ１の光軸を調整することができるため、レーザ光Ｌ１をより精度良く集光することができる。また、入射部１２が第５壁部２５に配置されており、レーザ光調整部１３において、アッテネータ３２が、反射部３１と光軸調整部３３との間に配置されている。これにより、アッテネータ３２の適用による筐体１１の大型化を抑制することができる。

【0073】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、レーザ光Ｌ１を出力する光源が筐体１１内に設けられていないため、筐体１１の小型化を図ることができる。更に、筐体１１において、第３壁部２３と第４壁部２４との距離が第１壁部２１と第２壁部２２との距離よりも小さく、第６壁部２６に配置された集光部１４がＹ方向において第４壁部２４側に片寄っている。これにより、第３壁部２３及び第４壁部２４が互いに対向するＹ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第４壁部２４側に他の構成（例えば、レーザ加工ヘッド１０Ｂ）が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。また、第３壁部２３と第４壁部２４との距離が第１壁部２１と第２壁部２２との距離よりも小さいため、第３壁部２３及び第４壁部２４が互いに対向するＹ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、筐体１１が占有する空間を小さくすることができる。更に、入射部１２及び集光部１４がＹ方向において第４壁部２４側に片寄っているため、筐体１１内の領域のうちレーザ光調整部１３に対して第３壁部２３側の領域に他の構成（例えば、回路部１９）を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。

【0074】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、回路部１９が、筐体１１内において、レーザ光調整部１３に対して第３壁部２３側に配置されている。これにより、筐体１１内の領域のうちレーザ光調整部１３に対して第３壁部２３側の領域を有効に利用することができる。

【0075】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、レーザ光調整部１３が、筐体１１内において、仕切壁部２９に対して第４壁部２４側に配置されており、回路部１９が、筐体１１内において、仕切壁部２９に対して第３壁部２３側に配置されている。これにより、回路部１９で発生する熱がレーザ光調整部１３に伝わり難くなるため、回路部１９で発生する熱によってレーザ光調整部１３に歪みが生じるのを抑制することができ、レーザ光Ｌ１を適切に調整することができる。更に、例えば空冷又は水冷等によって、筐体１１内の領域のうち第３壁部２３側の領域において回路部１９を効率良く冷却することができる。

【0076】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、レーザ光調整部１３が仕切壁部２９に取り付けられている。これにより、レーザ光調整部１３を筐体１１内において確実に且つ安定的に支持することができる。

【0077】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、回路部１９が仕切壁部２９から離間している。これにより、回路部１９で発生する熱が仕切壁部２９を介してレーザ光調整部１３に伝わるのをより確実に抑制することができる。

【0078】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、測定部１６及び観察部１７が、筐体１１内の領域のうち集光部１４に対して第１壁部２１側の領域に配置されており、回路部１９が、筐体１１内の領域のうちレーザ光調整部１３に対して第３壁部２３側に配置されており、ダイクロイックミラー１５が、筐体１１内においてレーザ光調整部１３と集光部１４との間に配置されている。これにより、筐体１１内の領域を有効に利用することができる。更に、レーザ加工装置１において、対象物１００の表面と集光部１４との距離の測定結果に基づいた加工が可能となる。また、レーザ加工装置１において、対象物１００の表面の観察結果に基づいた加工が可能となる。

【0079】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、回路部１９が、測定部１６から出力された信号に基づいて駆動部１８を制御する。これにより、対象物１００の表面と集光部１４との距離の測定結果に基づいてレーザ光Ｌ１の集光点の位置を調整することができる。

【0080】

以上の作用及び効果は、レーザ加工ヘッド１０Ｂによっても同様に奏される。

【0081】

また、レーザ加工装置１では、各レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによってレーザ光Ｌ１が精度良く集光されるため、対象物１００を効率良く且つ精度良く加工することができる。

【0082】

また、レーザ加工装置１では、１対の取付部６５，６６のそれぞれが、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれに沿って移動する。これにより、対象物１００をより効率良く加工することができる。

【0083】

また、レーザ加工装置１では、支持部７が、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動し、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転する。これにより、対象物１００をより効率良く加工することができる。
［レーザ加工ヘッドの変形例］

【0084】

図６に示されるように、入射部１２が筐体１１の第１壁部２１に配置されており、レーザ光調整部１３において、光軸調整部３３が、アッテネータ３２の後段、且つビームエキスパンダ３４、反射部３５、反射型空間光変調器３６及び結像光学系３７の前段に、配置されていてもよい。図６に示されるレーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２、アッテネータ３２及び光軸調整部３３（具体的には、光軸調整部３３の第１ステアリングミラー３３１）が、第１直線Ａ１上に配置されている（その他は、図５に示されるレーザ加工ヘッド１０Ａと同じである）。図６に示されるレーザ加工ヘッド１０Ａでは、アッテネータ３２が、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１の出力を調整する。これによれば、レーザ光Ｌ１の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ３４、反射部３５、反射型空間光変調器３６、結像光学系３７及び集光部１４」に入射するレーザ光Ｌ１の光軸を調整することができるため、レーザ光Ｌ１をより精度良く集光することができる。また、入射部１２と光軸調整部３３との間にアッテネータ３２が配置されているため、アッテネータ３２の適用による筐体１１の大型化を抑制することができる。更に、レーザ加工装置１の低背化を図ることができる。以上の構成は、レーザ加工ヘッド１０Ｂにも適用可能である。

【0085】

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、図７に示されるように、入射部１２が筐体１１の第５壁部２５に配置されており、レーザ光調整部１３において、光軸調整部３３が、アッテネータ３２、反射部３１、ビームエキスパンダ３４、反射部３５、反射型空間光変調器３６及び結像光学系３７の前段に、配置されていてもよい。図７に示されるレーザ加工ヘッド１０Ａでは、光軸調整部３３（具体的には、光軸調整部３３の第２ステアリングミラー３３３）、アッテネータ３２及び反射部３１が、第１直線Ａ１上に配置されており、光軸調整部３３（具体的には、光軸調整部３３の第１ステアリングミラー３３１）がＺ方向において入射部１２と対向しており、反射部３１がＺ方向においてビームエキスパンダ３４と対向している（その他は、図５に示されるレーザ加工ヘッド１０Ａと同じである）。図７に示されるレーザ加工ヘッド１０Ａでは、光軸調整部３３が、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１を筐体１１の第２壁部２２側に反射し、アッテネータ３２が、光軸調整部３３で反射されたレーザ光Ｌ１の出力を調整し、反射部３１が、アッテネータ３２によって出力が調整されたレーザ光Ｌ１を筐体１１の第６壁部２６側に反射し、ビームエキスパンダ３４が、反射部３１で反射されたレーザ光Ｌ１の径を拡大する。これによれば、レーザ光Ｌ１の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ３４、反射部３５、反射型空間光変調器３６、結像光学系３７及び集光部１４」に入射するレーザ光Ｌ１の光軸を調整することができるため、レーザ光Ｌ１をより精度良く集光することができる。また、光軸調整部３３と反射部３１との間にアッテネータ３２が配置されているため、アッテネータ３２の適用による筐体１１の大型化を抑制することができる。以上の構成は、レーザ加工ヘッド１０Ｂにも適用可能である。

【0086】

また、図５及び図６のそれぞれに示されるレーザ加工ヘッド１０Ａにおいて、アッテネータ３２は、光軸調整部３３とビームエキスパンダ３４との間に配置されていてもよい。また、図７に示されるレーザ加工ヘッド１０Ａにおいて、アッテネータ３２は、反射部３１とビームエキスパンダ３４との間に配置されていてもよい。また、図５、図６及び図７のそれぞれに示されるレーザ加工ヘッド１０Ａにおいて、アッテネータ３２は、ビームエキスパンダ３４の後段（例えば、反射部３５と反射型空間光変調器３６との間）に配置されていてもよい。以上のそれぞれの構成は、レーザ加工ヘッド１０Ｂにも適用可能である。

【0087】

また、光軸調整部３３は、第１ステアリングミラー３３１と、反射部材３３２と、第２ステアリングミラー３３３と、を有するものに限定されない。光軸調整部３３は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１の光軸を調整するための構成を有していればよい。一例として、光軸調整部３３は、Ｘ方向に沿って第１壁部２１側から入射したレーザ光Ｌ１を第１壁部２１側且つ第５壁部２５側に反射する第１ステアリングミラー３３１と、第１ステアリングミラー３３１で反射されたレーザ光Ｌ１をＺ方向に沿って第６壁部２６側に反射する第２ステアリングミラー３３３と、を有するものであってもよい。また、第１ステアリングミラー３３１及び第２ステアリングミラー３３３のそれぞれは、電動で動作する電動ミラーであってもよい。その場合、第１ステアリングミラー３３１及び第２ステアリングミラー３３３は、観察部１７によって取得された画像に基づいて各ミラー３３１ａ，３３３ａの向きを自動で調整するように構成されていてもよい。

【0088】

また、筐体１１は、第１壁部２１、第２壁部２２、第３壁部２３及び第５壁部２５の少なくとも１つがレーザ加工装置１の取付部６５（又は取付部６６）側に配置された状態で筐体１１が取付部６５（又は取付部６６）に取り付けられるように、構成されていればよい。

【0089】

また、回路部１９は、測定部１６から出力された信号、及び／又は、反射型空間光変調器３６に入力する信号を処理するものに限定されず、レーザ加工ヘッドにおいて何らかの信号を処理するものであればよい。

【0090】

また、光源ユニット８は、１つの光源を有するものであってもよい。その場合、光源ユニット８は、１つの光源から出力されたレーザ光の一部を出射部８１ａから出射し且つ当該レーザ光の残部を出射部８２ａから出射するように、構成されていればよい。
［レーザ加工装置の動作等について］

【0091】

引き続いて、レーザ加工装置１の動作について説明する。図８は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。図１及び以降の図においては、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの模式化された内部を示す。図１，８に示されるように、支持部７には、対象物１００が支持されている。なお、図中の符号Ｓは、上述した測定部１６や観察部１７といったように、改質領域を形成するためのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射に係る光学系以外の光学系を代表して示している。

【0092】

対象物１００には、上述したように、Ｘ方向に沿って延びると共にＹ方向に沿って配列された複数のラインＣが設定されている。ラインＣは、仮想的な線であるが、実際に描かれた線であってもよい。なお、対象物１００には、Ｙ方向に沿って延びると共にＸ方向に沿って配列された複数のラインも設定されているが、その図示が省略されている。

【0093】

レーザ加工装置１は、制御部９の制御のもとで各ラインＣに沿ったレーザ加工を行う照射処理を実施する。制御部９は、照射処理では、少なくとも、移動機構５による支持部７の移動と、移動機構６によるレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの移動と、レーザ加工ヘッド１０Ａ及びレーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射と、を制御する。レーザ加工装置１にあっては、制御部９は、照射処理として、第１処理と第２処理とを実行する（照射処理は、第１処理と第２処理とを含む）。

【0094】

第１処理は、複数のラインＣの一のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０Ａからのレーザ光Ｌ１をＸ方向にスキャンする処理である。第２処理は、複数のラインＣのうちの別のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２をＸ方向にスキャンする処理である。

【0095】

制御部９がレーザ光Ｌ１，Ｌ２をＸ方向にスキャンするとは、以下のような動作によりそれぞれの集光点をＸ方向に沿って移動させることである。すなわち、まず、移動機構６のＹ軸移動部６１、及びＺ軸移動部６３，６４を介して、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＹ方向及びＺ方向に移動させて、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点を、それぞれのラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。そして、その状態において、移動機構５を介して支持部をＸ方向に沿って移動させると共に、Ｘ軸移動部６２Ａ，６２Ｂを介してレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ方向に沿って、支持部７と反対方向に移動させることにより、対象物１００内をラインＣに沿ってＸ方向に沿ってレーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点を移動させる。

【0096】

特に、ここでは、制御部９は、第１処理と第２処理とを、少なくとも一部の時間において重複するように実行する。すなわち、制御部９は、一のラインＣに沿ってレーザ光Ｌ１がスキャンされている状態と、別のラインＣに沿ってレーザ光Ｌ２がスキャンされている状態とが、同時に実現されるようにする。つまり、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとを同時に稼働する。これにより、１つのレーザ加工ヘッドを用いた加工に比べて明確にスループットの向上が図られる。

【0097】

制御部９は、１つのラインＣに沿ったレーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャンが完了すると、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂのそれぞれを独立してラインＣの間隔の分だけＹ方向（必要に応じてＺ方向）に移動させて、次のラインＣに沿ったレーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャン（すなわち第１処理及び第２処理）を続ける。制御部９は、概ねラインＣの本数分だけこの動作を続けて行うことにより、全てのラインＣに沿って改質領域Ｍを形成する。

【0098】

このとき、制御部９は、複数のラインＣのうちの対象物１００のＹ方向の一方の端部に位置するラインＣからＹ方向の内側のラインＣに向けて順に第１処理を実行する。これと共に、制御部９は、複数のラインＣのうちの対象物１００のＹ方向の他方の端部に位置するラインＣからＹ方向の内側のラインに向けて順に第２処理を実行する（これを主加工処理と称する）。Ｙ方向の一方の端部に位置するラインＣと、Ｙ方向の他方の端部に位置するラインＣとは、Ｘ方向について互いに同一の長さを有している。

【0099】

この点についてより詳細に説明する。主加工処理においては、まず、制御部９は、Ｙ軸移動部６１及びＺ軸移動部６３を制御することにより、レーザ加工ヘッド１０ＡをＹ方向及びＺ方向に移動させる。これにより、レーザ光Ｌ１の集光点を、対象物１００のＹ方向の一方の端部に位置するラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。同時に、制御部９は、Ｙ軸移動部６１及びＺ軸移動部６４を制御することにより、レーザ加工ヘッド１０ＢをＹ方向及びＺ方向に移動させる。これにより、レーザ光Ｌ２の集光点を、対象物１００のＹ方向の他方の端部に位置するラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。このとき、レーザ光Ｌ１の集光点のＸ方向の位置とレーザ光Ｌ２の集光点のＸ方向の位置とは、例えば一致している。

【0100】

その状態において、制御部９は、移動機構５の移動部５３を制御することにより、支持部７をＸ方向に沿って移動させる。また、その状態において、制御部９は、Ｘ軸移動部６２Ａを制御することにより、レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って支持部７と反対方向に移動させる。さらに、制御部９は、その状態においえｔ、Ｘ軸移動部６２Ｂを制御することにより、レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って支持部７と反対方向に移動させる。これにより、対象物１００内を、それぞれのラインＣに沿ってＸ方向に沿ってレーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点が移動させられる。

【0101】

すなわち、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂからレーザ光Ｌ１，Ｌ２が出力されている状態において、Ｘ方向に沿って支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂとを互いに反対方向に移動させるように移動機構５，６を制御することにより、それぞれのラインＣに沿って対象物１００にレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射する（照射処理を実施する）。

【0102】

特に、制御部９は、第１処理として、Ｘ方向に沿って支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ａとを互いに反対方向に移動させるように、移動機構５及び移動機構６（Ｘ軸移動部６２Ａ）を制御し、第２処理として、第１処理と同一のタイミングにおいて、Ｘ方向に沿って支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ｂとを互いに反対方向に移動させるように、移動機構５及び移動機構６（Ｘ軸移動部６２Ｂ）を制御する。これにより、それぞれのラインＣに対する第１処理と第２処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでは、第１処理と第２処理とがその全体において重複している。これにより、ラインＣに沿って対象物１００の内部に改質領域Ｍが形成される。

【0103】

なお、照射処理における支持部７のＸ方向に沿った移動の速さと、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢのＸ方向に沿った移動の速さとの関係は、合計の速さが集光点の移動の速さの目標値に至る範囲において制御部９が任意に設定できる。一例として、ここでは、制御部９は、Ｘ方向に沿ったレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの速さを、Ｘ方向に沿った支持部７の速さよりも小さくする。さらに、レーザ加工ヘッド１０Ａの速度及びレーザ加工ヘッド１０Ｂの速度は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射の対象となるラインＣの長さが互いに同一の場合には、互いに同一とすることができる。ただし、例えば、レーザ光Ｌ１の照射の対象となるラインＣの長さと、レーザ光Ｌ２の照射の対象となるラインＣの長さとが、互いに異なる場合等には、レーザ加工ヘッド１０Ａの速度とレーザ加工ヘッド１０Ｂの速度とを互いに異ならせてもよい。

【0104】

続いて、制御部９は、Ｙ軸移動部６１を制御することにより、レーザ加工ヘッド１０ＡをＹ方向に移動させる。これにより、レーザ光Ｌ１の集光点が、対象物１００のＹ方向の一方の端部から１つだけ内側に位置するラインＣ上であって、対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とされる。同時に、制御部９は、Ｙ軸移動部６１を制御することによって、レーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。これにより、レーザ光Ｌ２の集光点が、対象物１００のＹ方向の他方の端部から１つだけ内側に位置するラインＣ上であって、対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とされる。このとき、レーザ光Ｌ１の集光点のＸ方向の位置とレーザ光Ｌ２の集光点のＸ方向の位置とは、例えば一致している。

【0105】

その状態において、制御部９は、移動機構５，６の制御により、支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢとをＸ方向に沿って互いに反対方向に移動させることにより、対象物１００内をそれぞれのラインＣに沿ってＸ方向に沿ってレーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点を移動させる。これにより、ここでも、それぞれのラインＣに対する第１処理と第２処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでも、第１処理と第２処理とがその全体において重複している。この制御部９の動作を繰り返し行うことにより、対象物１００のより内側のラインＣに至るまで、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとを同時に稼働させて無駄なくレーザ加工ができる。

【0106】

なお、各図においては、説明の必要上から、改質領域Ｍを実線として示しているが、対象物１００の表面から実際に改質領域Ｍが見えていることを要さない。

【0107】

ここで、図９に示されるように、上記の動作を繰り返すうちに、より対象物１００の内側の領域において、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとの位置関係が、互いの距離がＹ方向にこれ以上縮まらない位置関係（例えば、互いに接触する間近の状態）となり、且つ、それぞれの集光部１４の間の距離Ｄに相当する対象物１００の領域に、未加工のラインＣが残存している場合がある。この場合には、上記のように第１処理と第２処理とを同時に実行することが困難となる。したがって、制御部９は、この場合には、次のような後加工処理を実行する。

【0108】

すなわち、図１０に示されるように、制御部９は、主加工処理の結果、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０ＢとがＹ方向について最接近したときに、対象物１００におけるそれぞれの集光部１４の間の領域に一部のラインＣが残存しているときには、レーザ加工ヘッド１０Ａを対象物１００の当該領域から退避させつつ、レーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２を当該一部のラインＣに対してＸ方向にスキャンする（第２処理を実行する）後加工処理を実行する。なお、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとは逆でもよい。

【0109】

これにより、全てのラインＣに対してレーザ加工が完了する。その後、必要に応じて、支持部７を回転させることによりラインＣに交差するラインをＸ方向に沿うように設定し、上記の動作を繰り返すことができる。
［レーザ加工装置の作用及び効果］

【0110】

以上説明したように、レーザ加工装置１では、対象物１００を支持するための支持部７が、移動機構５によってＸ方向に移動可能とされており、且つ、支持部７に支持された対象物１００に対してレーザ光Ｌ１を照射するためのレーザ加工ヘッド１０Ａが、移動機構６によってＸ方向及びＹ方向に移動可能とされている。これにより、レーザ加工装置１では、制御部９の制御のもとで、Ｘ方向に沿って支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ａとを互いに反対方向に移動させながら、ラインＣに沿って対象物１００にレーザ光Ｌ１を照射する照射処理（第１処理）を実施できる。よって、レーザ光Ｌ１の照射に際して対象物１００側（支持部７）のみを移動させる場合と比較して、加工速度を向上可能である。

【0111】

特に、レーザ加工装置１では、対象物１００を撮像するためのカメラＡＣが、レーザ加工ヘッド１０ＡのＸ方向の移動を担うＸ軸移動部６２Ａと別の部材（Ｘ軸移動部６２Ｃ）を介して、Ｙ軸移動部６１に取り付けられている。このため、照射処理の際に、カメラＡＣを付随させずにレーザ加工ヘッド１０Ａ（及び支持部７）のみをＸ方向に沿って移動させることができる。よって、レーザ加工ヘッド１０ＡのＸ方向に沿った移動速度をより向上させ、加工速度を確実に向上可能である。

【0112】

なお、レーザ加工装置１では、上記のとおり、照射処理の際に支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ａとを互いに反対方向に移動させることにより、対象物１００に対するレーザ光Ｌ１の集光点の移動速度を向上させ得る。換言すれば、集光点の目標の移動速度が、支持部７及びレーザ加工ヘッド１０Ａのそれぞれで分担される。このため、支持部７及びレーザ加工ヘッド１０Ａの一方を移動させる場合と比較して、それぞれの移動速度の最大値を抑えることが可能である。この結果、支持部７及びレーザ加工ヘッド１０Ａの加減速に係る時間及び距離が削減され得る。

【0113】

また、レーザ加工装置１では、移動機構６は、Ｘ方向に互いに対向して配置された一対のＹ軸移動部６１を含み、Ｘ軸移動部６２Ａは、一対のＹ軸移動部６１に掛け渡されて支持されていてもよい。この場合、レーザ加工ヘッド１０Ａが確実に支持される。

【0114】

ここで、レーザ加工ヘッド１０Ａの重量は、支持部７の重量よりも軽量であることが一般的である。したがって、集光点を目標の移動速度で移動させるに際して、レーザ加工ヘッド１０Ａを支持部７よりも速く移動させる（すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ａの速度の負担を相対的に大きくする）ことが考えられる。

【0115】

これに対して、レーザ加工装置１では、制御部９は、照射処理において、Ｘ方向に沿ったレーザ加工ヘッド１０Ａの速さを、Ｘ方向に沿った支持部７の速さよりも小さくする。このように、レーザ加工ヘッド１０Ａに対して、光源８１からレーザ光Ｌ１を導入するための光ファイバ２が接続されている場合には、レーザ加工ヘッド１０Ａと支持部７との重量の関係に関わらず、レーザ加工ヘッド１０Ａを相対的に遅くする（すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ａの速度の負担を相対的に小さくする）ことによって、光ファイバ２の保護を図ることが可能である。

【0116】

さらに、レーザ加工装置１では、支持部７に支持された対象物１００に対してレーザ光Ｌ２を照射するためのレーザ加工ヘッド１０Ｂを備えている。移動機構６は、Ｘ方向に沿って延びると共にレーザ加工ヘッド１０Ｂが取り付けられており、レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って移動させるためのＸ軸移動部６２Ｂを含む。Ｙ軸移動部６１は、Ｘ軸移動部６２Ｂが取り付けられており、Ｘ軸移動部６２ＢをＹ方向に沿って移動させるための機能を有している。そして、制御部９は、照射処理において、複数のラインＣの一のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０Ａからのレーザ光Ｌ１を照射する第１処理と、複数のラインＣのうちの別のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２を照射する第２処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施する。このように、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとを、少なくとも一部の時間において同時に稼働させることにより、スループットが向上される。

【0117】

なお、第１処理では、制御部９は、Ｘ方向に沿って支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ａとを互いに反対方向に移動させるように移動機構５及び移動機構６（Ｘ軸移動部６２Ａ）を制御し、第２処理では、制御部９は、Ｘ方向に沿って支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ｂとを互いに反対方向に移動させるように移動機構５及び移動機構６（Ｘ軸移動部６２Ｂ）を制御する。
［レーザ加工装置の変形例］

【0118】

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ加工装置の一実施形態について説明したものである。したがって、上記のレーザ加工装置１は、任意に変形され得る。

【0119】

例えば、図１１に示されるように、レーザ加工装置１は、レーザ加工ヘッド１０Ｂを備えていなくてもよい。また、これに伴い、移動機構６は、レーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させるためのＸ軸移動部６２Ｂ及びＺ軸移動部６４等を含まなくてもよい。この場合であっても、照射処理において、支持部７とレーザ加工ヘッド１０Ａとを互いに反対方向に移動させながらレーザ光Ｌ１を照射することにより、加工速度の向上を図ることが可能である。特に、この場合でも、照射処理の際に、カメラＡＣを付随させずにレーザ加工ヘッド１０Ａ（及び支持部７）のみをＸ方向に沿って移動させることができるため、レーザ加工ヘッド１０ＡのＸ方向に沿った移動速度を向上させ、より確実に加工速度を向上可能である。なお、図１１～１３では、取付部５５の図示が省略されている。

【0120】

また、図１２及び図１３に示されるように、レーザ加工装置１にあっては、カメラＡＣが、レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って移動させるためのＸ軸移動部６２Ａに、レーザ加工ヘッド１０Ａと共に取り付けられることにより、Ｘ軸移動部６２Ａを介してＹ軸移動部６１に取り付けられていてもよい。図１２の例では、レーザ加工ヘッド１０Ｂが備えられておらず、図１３の例では、レーザ加工ヘッド１０Ｂが備えられている。これらの場合には、カメラＡＣを別途にＹ軸移動部６１に取り付けるための構成が不要となり、装置構成の簡素化が図られる。この場合については、下記の付記が参照され得る。

【0121】

また、以上の例では、Ｘ軸移動部６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃが、一対のＹ軸移動部６１に掛け渡されて支持されている場合を示した。しかし、移動機構６は、単一のＹ軸移動部６１を含み、Ｘ軸移動部６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃは、当該単一のＹ軸移動部６１に片持ち梁の状態で支持されていてもよい。

【0122】

また、図１の例では、Ｙ方向について、互いに隣接するＸ軸移動部６２Ａ，６２Ｂの外側にＸ軸移動部６２Ｃが設けられる例、すなわち、Ｚ方向からみたとき、レーザ加工ヘッド１０Ａ、レーザ加工ヘッド１０Ｂ、及び、カメラＡＣがこの順でＹ方向に配列される例を示した。しかし、Ｘ軸移動部６２Ａ～６２Ｃ、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂ、及び、カメラＡＣの配列は、これに限定されない。すなわち、Ｙ方向について、Ｘ軸移動部６２ＡとＸ軸移動部６２Ｂとの間にＸ軸移動部６２Ｃが配置されてもよい。この場合、Ｚ方向からみとき、レーザ加工ヘッド１０Ａ、カメラＡＣ、及び、レーザ加工ヘッド１０Ｂがこの順でＹ方向に配列されることとなる。

【0123】

さらに、上記実施形態においては、レーザ加工装置１（移動機構５）は、支持部７をＹ方向に移動させるための機能（移動部５３）を備えていなくてもよい。この場合、支持部７側の軽量化によって、支持部７の加減速に要する距離の削減、及び、支持部７の速度上昇を図ることができる。これによれば、上述したようにレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂ速さを支持部７の速さよりも小さくする条件下において、加工速度を向上可能である。

【0124】

以上の実施形態について、以下に付記する。
［付記１］
第１方向に沿って延びると共に前記第１方向に交差する第２方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、前記ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、前記ラインに沿って前記対象物に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を照射するための第１レーザ加工ヘッドと、
前記支持部を第１方向に沿って移動させるための第１移動機構と、
少なくとも前記第１レーザ加工ヘッドを前記第１方向及び前記第２方向に沿って移動させるための第２移動機構と、
前記第１レーザ加工ヘッドから前記レーザ光が出力されている状態において、前記第１方向に沿って前記支持部と前記第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御することにより、前記ラインに沿って前記対象物に前記レーザ光を照射する照射処理を実施する制御部と、
を備え、
前記第２移動機構は、
前記第１方向に沿って延びると共に前記第１レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第１レーザ加工ヘッドを前記第１方向に沿って移動させるための第１移動部と、
前記第２方向に沿って延びると共に前記第１移動部が取り付けられており、前記第１移動部を前記第２方向に沿って移動させるための第２移動部と、
を含み、
前記第１レーザ加工ヘッドには、光源から出力された前記レーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、
前記制御部は、前記照射処理において、前記第１方向に沿った前記第１レーザ加工ヘッドの速さを、前記第１方向に沿った前記支持部の速さよりも小さくする、
レーザ加工装置。
［付記２］
前記第２移動機構は、前記第１方向に互いに対向して配置された一対の前記第２移動部を含み、
前記第１移動部は、前記一対の第２移動部に掛け渡されて支持されている、
付記１に記載のレーザ加工装置。
［付記３］
前記支持部に支持された前記対象物を撮像するためのカメラを備え、
前記カメラは、前記第１移動部とは異なる部材を介して前記第２移動部に取り付けられている、
付記１又は２に記載のレーザ加工装置。
［付記４］
前記第２移動機構は、前記第１方向に沿って延びると共に前記カメラが取り付けられており、前記カメラを前記第１方向に沿って移動させるための第３移動部を、前記異なる部材として含む、
付記３に記載のレーザ加工装置。
［付記５］
前記支持部に支持された前記対象物に対してレーザ光を照射するための第２レーザ加工ヘッドを備え、
前記第２移動機構は、前記第１方向に沿って延びると共に前記第２レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第２レーザ加工ヘッドを前記第１方向に沿って移動させるための第４移動部を含み、
前記第２移動部は、前記第４移動部が取り付けられており、前記第４移動部を前記第２方向に沿って移動させるための機能を有し、
前記制御部は、前記照射処理において、前記複数のラインの一のラインに対して前記第１レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第１処理と、前記複数のラインのうちの別のラインに対して前記第２レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を照射する第２処理とを、少なくとも一部の時間において重複するよう実施し、
前記第１処理では、前記制御部は、前記第１方向に沿って前記支持部と前記第１レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御し、
前記第２処理では、前記制御部は、前記第１方向に沿って前記支持部と前記第２レーザ加工ヘッドとを互いに反対方向に移動させるように前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御する、
付記１～４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。

【符号の説明】

【0125】

１…レーザ加工装置、５…移動機構（第１移動機構）、６…移動機構（第２移動機構）、７…支持部、９…制御部、１０Ａ…レーザ加工ヘッド（第１レーザ加工ヘッド）、１０Ｂ…レーザ加工ヘッド（第２レーザ加工ヘッド）、６１…Ｙ軸移動部（第２移動部）、６２Ａ…Ｘ軸移動部（第１移動部）、６２Ｂ…Ｘ軸移動部（第４移動部）、６２Ｃ…Ｘ軸移動部（第３移動部）、１００…対象物、ＡＣ…カメラ。

【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】