JP2023069018A - レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制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では、デバイス層１５０を介して第２ウェハ２００に接合された第１ウェハ１００にレーザ光Ｌを照射してレーザ加工を行う。デバイス層１５０は、複数のチップを含むアクティブエリア１６０とアクティブエリア１６０を囲うようにアクティブエリア１６０の外側に位置する周縁部１７０とを含む。そして、レーザ加工では、この周縁部１７０上において環状に延びる第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射することにより、第１ラインＡ１に沿った第１改質領域１２１を形成する。これにより、第１改質領域１２１や第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を利用して、ウェハの外縁部分を不要部分（除去領域Ｅ）として除去するトリミングが可能となる。【選択図】図２１

Description

本開示は、レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法に関する。

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。

特許第５４５６５１０号公報

ところで、例えば半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハからその外縁部分を不要部分として除去するトリミング加工が実施される場合がある。すなわち、対象物からその外縁部分を除去するために、対象物の外縁の内側において環状に延在するラインに沿ってレーザ光の集光領域を相対的に移動させることにより、当該ラインに沿って改質領域を形成する場合がある。特に、現在では、半導体ウェハのデバイス層を介して半導体ウェハを別部材（例えば別のウェハ）に接合して構成される貼合ウェハに対して、上記のトリミング加工を行う要求がある。

ここで、貼合ウェハでは、半導体ウェハの内部に応力が生じている場合がある。この応力は、一例として、反りが生じた状態の半導体ウェハや別部材を互いに接合したときや、デバイス層の周縁部においてデバイス層と別部材との剥離を行ったときに生じ得る。半導体ウェハの内部にそのような応力が生じていると、半導体ウェハにトリミング加工のための改質領域を形成した際に、当該改質領域からデバイス層（別部材）側に延びる亀裂が、当該応力によって意図しない方向に伸展するおそれがある。そのような意図しない方向への亀裂の伸展は、トリミング加工の品質低下の原因となる。

そこで、本開示は、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制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。

本開示に係るレーザ加工装置は、第１面と第１面と反対側の第２面とを含み、第１面側において別部材に接合されたウェハに対して、第２面を入射面としてレーザ光を照射することによりウェハに改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、ウェハを支持するための支持部と、支持部に支持されたウェハに向けてレーザ光を照射するための照射部と、レーザ光の集光領域をウェハに対して相対移動させるための移動部と、照射部及び移動部を制御するための制御部と、を備え、第１面には、複数のチップを含むと共に別部材に接合されたデバイス層が形成されており、デバイス層は、複数のチップを含むアクティブエリアと、第１面に交差するＺ方向からみてアクティブエリアを囲うようにアクティブエリアの外側に位置する周縁部と、を含み、制御部は、照射部及び移動部を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部上において環状に延びる第１ラインに沿って集光領域を相対移動させながらレーザ光をウェハに照射することにより、改質領域としての第１改質領域を第１ラインに沿って形成すると共に、第１改質領域から第１面に至るように第１亀裂を形成する第１加工処理と、Ｚ方向からみて周縁部上においてウェハの外縁から第１ラインに至るように延びる第２ラインに沿って集光領域を相対移動させながらレーザ光をウェハに照射することにより、改質領域としての第２改質領域を第２ラインに沿って形成する第２加工処理と、Ｚ方向からみて周縁部上において第１ライン及び第２ラインと異なる位置に集光領域を位置させつつレーザ光をウェハに照射することにより、改質領域としての第３改質領域を形成する第３加工処理と、を実行し、制御部は、第１加工処理において第１亀裂を第１面に至るように伸展させる前に第３加工処理を実行する。

本開示に係るレーザ加工方法は、第１面と第１面と反対側の第２面とを含み、第１面において別部材に接合されたウェハに対して、第２面を入射面としてレーザ光を照射することによりウェハに改質領域を形成するレーザ加工工程を備え、第１面には、複数のチップを含むと共に別部材に接合されたデバイス層が形成されており、デバイス層は、複数のチップを含むアクティブエリアと、第１面に交差するＺ方向からみてアクティブエリアを囲うようにアクティブエリアの外側に位置する周縁部と、を含み、レーザ加工工程は、Ｚ方向からみて周縁部上において環状に延びる第１ラインに沿って、集光領域を相対移動させながらレーザ光をウェハに照射することにより、改質領域としての第１改質領域を第１ラインに沿って形成すると共に、第１改質領域から第１面に至るように第１亀裂を形成する第１加工工程と、Ｚ方向からみて周縁部上においてウェハの外縁から第１ラインに至るように延びる第２ラインに沿って、集光領域を相対移動させながらレーザ光をウェハに照射することにより、改質領域としての第２改質領域を第２ラインに沿って形成する第２加工工程と、Ｚ方向からみて周縁部上において第１ライン及び第２ラインと異なる位置に集光領域を位置させつつ、レーザ光をウェハに照射することにより、改質領域としての第３改質領域を形成する第３加工工程と、を含み、第３加工工程は、第１加工工程において第１亀裂を第１面に至るように伸展させる前に実施される。

この装置及び方法では、デバイス層を介して別部材に接合されたウェハにレーザ光を照射してレーザ加工を行う。デバイス層は、複数のチップを含むアクティブエリアとアクティブエリアを囲うようにアクティブエリアの外側に位置する周縁部とを含む。そして、レーザ加工では、この周縁部上において環状に延びる第１ラインに沿ってレーザ光をウェハに照射することにより、第１ラインに沿った第１改質領域を形成する。これにより、第１改質領域や第１改質領域から延びる第１亀裂を利用して、ウェハの外縁部分を不要部分として除去するトリミングが可能となる。

特に、この装置及び方法では、レーザ加工において、デバイス層の周縁部上においてウェハの外縁から第１ラインに至るように延びる第２ラインに沿ってレーザ光をウェハに照射することにより、第２改質領域を第２ラインに沿って形成する。これにより、第２改質領域や第２改質領域から延びる亀裂を利用して、ウェハの外縁部分を周方向に複数の部分に分割して容易にトリミングを行うことが可能となる。

さらに、この装置及び方法では、デバイス層の周縁部上の第１ライン及び第２ラインと異なる位置においてレーザ光をウェハに照射することにより、第３改質領域を形成する。このような第３改質領域は、ウェハ内部に生じた応力を緩和する。したがって、この第３改質領域の形成を、第１改質領域から延びる第１亀裂を第１面に至るように伸展させる前に行うことにより、ウェハ内部の応力によって第１亀裂が意図しない方向に伸展することが抑制される。よって、この装置及び方法によれば、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制可能である。

本開示に係るレーザ加工装置では、制御部は、第１加工処理の前に第３加工処理を実行してもよい。この場合、第３改質領域の形成を、より確実に、第１亀裂が第１面に至るように伸展する前に行うことが可能となる。

本開示に係るレーザ加工装置では、周縁部は、デバイス層の外縁を含む領域であって、別部材との接合が弱化された前処理領域と、Ｚ方向からみて前処理領域の内側に位置する接合領域と、を有し、第１加工処理では、制御部は、第１亀裂が前処理領域と接合領域との境界に向けて延びるように第１改質領域を形成してもよい。このように、ウェハの接合部分であるデバイス層が、接合の弱化された前処理領域を含む場合、ウェハ内部に応力が生じやすくなる。したがって、上記のとおり第３改質領域を形成して応力緩和を図ることがより有効となる。また、この場合には、第１亀裂が意図せずに前処理領域の内部に至るように伸展することが抑制され、品質低下が抑制される。

本開示に係るレーザ加工装置では、第１加工処理において、制御部は、第１亀裂が第２面から第１面に向かうにつれて接合領域から境界に向かって斜めに延びるように第１改質領域を形成してもよい。この場合、第１亀裂が斜め亀裂となることから、第１亀裂がデバイス層を越えて別部材に至ることが抑制される。

本開示に係るレーザ加工装置では、第３加工処理において、制御部は、少なくとも前処理領域上に集光領域を位置させてレーザ光を照射することにより、少なくとも前処理領域上に第３改質領域を形成してもよい。この場合、前処理領域に起因するウェハ内部の応力を確実に緩和することが可能となる。

本開示に係るレーザ加工装置では、第３加工処理において、制御部は、少なくとも、Ｚ方向からみて前処理領域上において環状に延びる第３ラインに沿って集光領域を相対移動させながらレーザ光を照射することにより、第３ラインに沿って第３改質領域を形成してもよい。この場合、ウェハの全周にわたって応力緩和を図ることが可能となる。

本開示に係るレーザ加工装置では、第２加工処理において、制御部は、第２ラインのうちのウェハの外縁から第３ラインに至る第１部分に沿って集光領域を相対移動させながらレーザ光を照射することにより、第２改質領域を第１部分に沿って形成する第１部分処理と、第２ラインのうちの第３ラインから第１ラインに至る第２部分に沿って集光領域を相対移動させながらレーザ光を照射することにより、第２改質領域を第２部分に沿って形成する第２部分処理と、を実行し、制御部は、少なくとも第１部分処理を第１加工処理の前に実行してもよい。この場合、第１亀裂が第１面に至るように伸展する前に、第３改質領域に加えて第２ラインの第１部分に形成される第２改質領域によって、ウェハ内部の応力緩和を図ることが可能となる。

本開示に係るレーザ加工装置では、制御部は、第１部分処理及び第２部分処理を第１加工処理の前に実行してもよい。この場合、第１亀裂が第１面に至るように伸展する前に、第３改質領域に加えて第２ラインの第１部分及び第２部分に形成される第２改質領域によって、ウェハ内部の応力緩和を図ることが可能となる。

本開示に係るレーザ加工装置では、第３加工処理において、制御部は、第３改質領域を形成すると共に当該第３改質領域から延びる亀裂を第２面に到達させてもよい。この場合、ウェハ内部の応力緩和に加えて、ウェハの反りも抑制可能となる。

本開示に係るレーザ加工装置では、第３加工処理において、制御部は、周縁部上において第１ライン及び第２ラインと異なる位置に集光領域を位置させつつレーザ光を照射することにより、第３改質領域から延びる亀裂が第１面及び第２面に至らないように第３改質領域を形成してもよい。この場合、第３改質領域や第３改質領域から延びる亀裂に起因したウェハの割れを抑制可能となる。

本開示に係るレーザ加工装置では、第１加工処理において、制御部は、複数のＺ方向の位置に集光領域を位置させてレーザ光を照射することによって、Ｚ方向に沿って複数の第１改質領域を形成し、第３加工処理において、制御部は、複数の第１改質領域のうちの最も第１面側に位置する第１改質領域を形成するときの集光領域のＺ方向の位置である第１Ｚ位置に集光領域を位置させてレーザ光を照射することにより、第３改質領域を形成してもよい。この場合、第３改質領域や第３改質領域から延びる亀裂に起因したウェハの割れを抑制可能となる。

本開示によれば、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制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ができる。

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は、図１に示された照射部の構成を示す模式図である。 図３は、図２に示された４ｆレンズユニットを示す図である。 図４は、図２に示された空間光変調器を示す図である。 図５は、斜め亀裂形成の知見を説明するための対象物の断面図である。 図６は、斜め亀裂形成の知見を説明するための対象物の断面図である。 図７は、レーザ光の集光領域のビーム形状を示す図である。 図８は、変調パターンのオフセットを示す図である。 図９は、斜め亀裂の形成状態を示す断面写真である。 図１０は、変調パターンの一例を示す図である。 図１１は、集光レンズの入射瞳面における強度分布、及び、集光領域のビーム形状を示す図である。 図１２は、集光領域のビーム形状、及び、集光領域の強度分布の観測結果を示す図である。 図１３は、変調パターンの一例を示す図である。 図１４は、非対称な変調パターンの別の例を示す図である。 図１５は、集光レンズの入射瞳面における強度分布、及び、集光領域のビーム形状を示す図である。 図１６は、変調パターンの一例、及び集光領域の形成を示す図である。 図１７は、本実施形態に係る加工対象物を示す断面図である。 図１８は、本実施形態に係る加工対象物を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 図１９は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 図２０は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 図２１は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 図２２は、第１加工工程の一工程を示す断面図である。 図２３は、第１加工工程の一工程を示す断面図である。 図２４は、第１加工工程の一工程を示す断面図である。 図２５は、第１加工工程の一工程を示す断面図である。 図２６は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 図２７は、変形例を説明するための断面図である。 図２８は、変形例を説明するための平面図である。 図２７は、変形例を説明するための断面図である。 図３０は、第１ウェハの一例を示す平面図である。 図３１は、本実施形態に係る加工対象物を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 図３２は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 図３３は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す断面図である。 図３４は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す断面図である。 図３５は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す断面図である。 図３３は、本実施形態に係るレーザ加工方法の一工程を示す断面図である。

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。
［レーザ加工装置、及び、レーザ加工の概要］

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、照射部３と、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。

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。

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の集光領域Ｃ（例えば後述する中心Ｃａ）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。なお、集光領域Ｃは、詳細な説明は後述するが、レーザ光Ｌのビーム強度が最も高くなる位置又はビーム強度の重心位置から所定範囲の領域である。

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。

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に対して集光領域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に対する集光領域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。

移動部４は、ステージ２をＺ方向に交差（直交）する面内の一方向に移動させる第１移動部４１と、ステージ２をＺ方向に交差（直交）する面内の別方向に移動させる第２移動部４２と、を含む。一例として、第１移動部４１は、ステージ２をＸ方向に沿って移動させ、第２移動部４２は、ステージ２をＹ方向に沿って移動させる。また、移動部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。移動部５は、照射部３を支持している。移動部５は、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。レーザ光Ｌの集光領域Ｃが形成されている状態においてステージ２及び/又は照射部３が移動させられることにより、集光領域Ｃが対象物１１に対して相対移動させられる。すなわち、移動部４，５は、対象物１１に対してレーザ光Ｌの集光領域Ｃを相対移動させるために、ステージ２及び照射部３の少なくとも一方を移動させる。

制御部６は、ステージ２、照射部３、及び移動部４，５の動作を制御する。制御部６は、処理部、記憶部、及び入力受付部を有している（不図示）。処理部は、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。入力受付部は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を構成している。

図２は、図１に示された照射部の構成を示す模式図である。図２には、レーザ加工の予定を示す仮想的なラインＡを示している。図２に示されるように、照射部３は、光源３１と、空間光変調器（成形部）７と、集光レンズ３３と、４ｆレンズユニット３４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、照射部３は、光源３１を有さず、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。空間光変調器７は、光源３１から出力されたレーザ光Ｌを変調する。集光レンズ３３は、空間光変調器７によって変調されて空間光変調器７から出力されたレーザ光Ｌを対象物１１に向けて集光する。

図３に示されるように、４ｆレンズユニット３４は、空間光変調器７から集光レンズ３３に向かうレーザ光Ｌの光路上に配列された一対のレンズ３４Ａ，３４Ｂを有している。一対のレンズ３４Ａ，３４Ｂは、空間光変調器７の変調面７ａと集光レンズ３３の入射瞳面（瞳面）３３ａ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。これにより、空間光変調器７の変調面７ａでのレーザ光Ｌの像（空間光変調器７において変調されたレーザ光Ｌの像）が、集光レンズ３３の入射瞳面３３ａに転像（結像）される。なお、図中のＦｓはフーリエ面を示す。

図４に示されるように、空間光変調器７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。空間光変調器７は、半導体基板７１上に、駆動回路層７２、画素電極層７３、反射膜７４、配向膜７５、液晶層７６、配向膜７７、透明導電膜７８及び透明基板７９がこの順序で積層されることで、構成されている。

半導体基板７１は、例えば、シリコン基板である。駆動回路層７２は、半導体基板７１上において、アクティブ・マトリクス回路を構成している。画素電極層７３は、半導体基板７１の表面に沿ってマトリックス状に配列された複数の画素電極７３ａを含んでいる。各画素電極７３ａは、例えば、アルミニウム等の金属材料によって形成されている。各画素電極７３ａには、駆動回路層７２によって電圧が印加される。

反射膜７４は、例えば、誘電体多層膜である。配向膜７５は、液晶層７６における反射膜７４側の表面に設けられており、配向膜７７は、液晶層７６における反射膜７４とは反対側の表面に設けられている。各配向膜７５，７７は、例えば、ポリイミド等の高分子材料によって形成されており、各配向膜７５，７７における液晶層７６との接触面には、例えば、ラビング処理が施されている。配向膜７５，７７は、液晶層７６に含まれる液晶分子７６ａを一定方向に配列させる。

透明導電膜７８は、透明基板７９における配向膜７７側の表面に設けられており、液晶層７６等を挟んで画素電極層７３と向かい合っている。透明基板７９は、例えば、ガラス基板である。透明導電膜７８は、例えば、ＩＴＯ等の光透過性且つ導電性材料によって形成されている。透明基板７９及び透明導電膜７８は、レーザ光Ｌを透過させる。

以上のように構成された空間光変調器７では、変調パターンを示す信号が制御部６から駆動回路層７２に入力されると、当該信号に応じた電圧が各画素電極７３ａに印加され、各画素電極７３ａと透明導電膜７８との間に電界が形成される。当該電界が形成されると、液晶層７６において、各画素電極７３ａに対応する領域ごとに液晶分子７６ａの配列方向が変化し、各画素電極７３ａに対応する領域ごとに屈折率が変化する。この状態が、液晶層７６に変調パターンが表示された状態である。変調パターンは、レーザ光Ｌを変調するためのものである。

すなわち、液晶層７６に変調パターンが表示された状態で、レーザ光Ｌが、外部から透明基板７９及び透明導電膜７８を介して液晶層７６に入射し、反射膜７４で反射されて、液晶層７６から透明導電膜７８及び透明基板７９を介して外部に出射させられると、液晶層７６に表示された変調パターンに応じて、レーザ光Ｌが変調される。このように、空間光変調器７によれば、液晶層７６に表示する変調パターンを適宜設定することで、レーザ光Ｌの変調（例えば、レーザ光Ｌの強度、振幅、位相、偏光等の変調）が可能である。なお、図３に示された変調面７ａは、例えば液晶層７６である。

以上のように、光源３１から出力されたレーザ光Ｌが、空間光変調器７及び４ｆレンズユニット３４を介して集光レンズ３３に入射され、集光レンズ３３によって対象物１１内に集光されることにより、その集光領域Ｃにおいて対象物１１に改質領域１２及び改質領域１２から延びる亀裂が形成される。さらに、制御部６が移動部４，５を制御することにより、集光領域Ｃを対象物１１に対して相対移動させることにより、集光領域Ｃの移動方向に沿って改質領域１２及び亀裂が形成されることとなる。
［斜め亀裂形成に関する知見の説明］

ここで、このときの集光領域Ｃの相対移動の方向（加工進行方向）をＸ方向とする。また、対象物１１におけるレーザ光Ｌの入射面である第２面１１ａに交差（直交）する方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向及びＺ方向に交差（直交）する方向をＹ方向とする。Ｘ方向及びＹ方向は第２面１１ａに沿った方向である。なお、Ｚ方向は、集光レンズ３３の光軸、集光レンズ３３を介して対象物１１に向けて集光されるレーザ光Ｌの光軸として規定されてもよい。

図５に示されるように、加工進行方向であるＸ方向に交差する交差面（Ｙ方向及びＺ方向を含むＹＺ面Ｓ）内において、Ｚ方向及びＹ方向に対して傾斜するラインＲＡ（ここではＹ方向から所定の角度θをもって傾斜するラインＲＡ）に沿って斜めに亀裂を形成する要求がある。このような斜め亀裂形成に対する知見について、加工例を示しながら説明する。

ここでは、改質領域１２として改質領域１２ａ，１２ｂを形成する。これにより、改質領域１２ａから延びる亀裂１３ａと、改質領域１２ｂから延びる亀裂１３ｂとをつなげて、ラインＲＡに沿って斜めに延びる亀裂１３を形成する。ここでは、まず、図６に示されるように、対象物１１における第２面１１ａをレーザ光Ｌの入射面としつつ集光領域Ｃ１を形成する。一方、集光領域Ｃ１よりも第２面１１ａ側において、第２面１１ａをレーザ光Ｌの入射面としつつ集光領域Ｃ２を形成する。このとき、集光領域Ｃ２は、集光領域Ｃ１よりもＺ方向に距離Ｓｚだけシフトされており、且つ、集光領域Ｃ１よりもＹ方向に距離Ｓｙだけシフトされている。距離Ｓｚ及び距離Ｓｙは、一例として、ラインＲＡの傾きに対応する。

他方、図７に示されるように、空間光変調器７を用いてレーザ光Ｌを変調することにより、集光領域Ｃ（少なくとも集光領域Ｃ２）のＹＺ面Ｓ内でのビーム形状を、少なくとも集光領域Ｃの中心Ｃａよりも第２面１１ａ側において、Ｚ方向に対してシフトの方向（ここではＹ方向の負側）に傾斜する傾斜形状とする。図７の例では、中心Ｃａよりも第２面１１ａ側において、Ｚ方向に対してＹ方向の負側に傾斜すると共に、中心Ｃａよりも第２面１１ａと反対側の第１面１１ｂ側においても、Ｚ方向に対してＹ方向の負側に傾斜する弧形状とされている。なお、ＹＺ面Ｓ内における集光領域Ｃのビーム形状とは、ＹＺ面Ｓ内における集光領域Ｃでのレーザ光Ｌの強度分布である。

このように、少なくとも２つの集光領域Ｃ１，Ｃ２をＹ方向にシフトさせると共に、少なくとも集光領域Ｃ２（ここでは集光領域Ｃ１，Ｃ２の両方）のビーム形状を傾斜形状とすることにより、図９の（ａ）に示されるように、斜めに伸びる亀裂１３を形成することができる。なお、対象物１１がＺ方向に比較的薄い場合や、より第１面１１ｂ側において加工を行う場合には、改質領域１２ａのみの形成でも、改質領域１２ａから延びる亀裂１３ａが第１面１１ｂに到達する場合がある。この場合には、改質領域１２ａを形成するための集光領域Ｃ１のビーム形状を、少なくとも集光領域Ｃの中心Ｃａよりも第２面１１ａ側において、所望する亀裂１３ａのＺ方向に対する傾斜方向に応じた傾斜形状とすることにより、改質領域１２ｂの形成を行うことなく、第１面１１ｂに至る斜め亀裂（亀裂１３ａ）を形成可能である。また、例えば空間光変調器７の変調パターンの制御によって、レーザ光Ｌを分岐することにより集光領域Ｃ１，Ｃ２を同時に形成して改質領域１２及び亀裂１３の形成を行ってもよいし（多焦点加工）、集光領域Ｃ１の形成により改質領域１２ａ及び亀裂１３ａを形成した後に、集光領域Ｃ２の形成により改質領域１２ｂ及び亀裂１３ｂを形成するようにしてもよい（シングルパス加工）。

また、集光領域Ｃ１と集光領域Ｃ２との間に別の集光領域を形成することにより、図９の（ｂ）に示されるように、改質領域１２ａと改質領域１２ｂとの間に別の改質領域１２ｃを介在させ、より長く斜めに伸びる亀裂１３を形成してもよい。

引き続いて、集光領域ＣのＹＺ面Ｓ内でのビーム形状を傾斜形状とするための知見について説明する。まず、集光領域Ｃの定義について具体的に説明する。ここでは、集光領域Ｃとは、中心Ｃａから所定範囲（例えばＺ方向について中心Ｃａから±２５μｍの範囲）の領域である。中心Ｃａは、上述したように、ビーム強度が最も高くなる位置、又は、ビーム強度の重心位置である。ビーム強度の重心位置は、例えば、レーザ光Ｌを分岐させるための変調パターンといったようなレーザ光Ｌの光軸をシフトさせる変調パターンによる変調が行われていない状態でのレーザ光Ｌの光軸上で、ビーム強度の重心が位置する位置である。ビーム強度が最も高くなる位置やビーム強度の重心は、以下のように取得できる。すなわち、レーザ光Ｌの出力を対象物１１に改質領域１２が形成されない程度に（加工閾値よりも）低くした状態で、対象物１１にレーザ光Ｌを照射する。これと共に、対象物１１のレーザ光Ｌの入射面と反対側の面（ここでは第１面１１ｂ）からのレーザ光Ｌの反射光を、例えば図１２に示されるＺ方向の複数の位置Ｆ１～Ｆ７についてカメラで撮像する。これにより、得られた画像に基づいてビーム強度の最も高くなる位置や重心を取得できる。なお、改質領域１２は、この中心Ｃａ付近で形成される。

集光領域Ｃでのビーム形状を傾斜形状とするためには、変調パターンをオフセットさせる方法がある。より具体的には、空間光変調器７には、波面の歪を補正するための歪補正パターン、レーザ光を分岐するためのグレーティングパターン、スリットパターン、非点収差パターン、コマ収差パターン、及び、球面収差補正パターン等の種々のパターンが表示される（これらが重畳されたパターンが表示される）。このうち、図８に示されるように、球面収差補正パターンＰｓをオフセットさせることにより、集光領域Ｃのビーム形状を調整可能である。

図８の例では、変調面７ａにおいて、球面収差補正パターンＰｓの中心Ｐｃを、レーザ光Ｌの（ビームスポットの）中心Ｌｃに対して、Ｙ方向の負側にオフセット量Ｏｙ１だけオフセットさせている。上述したように、変調面７ａは、４ｆレンズユニット３４によって、集光レンズ３３の入射瞳面３３ａに転像される。したがって、変調面７ａにおけるオフセットは、入射瞳面３３ａでは、Ｙ方向の正側へのオフセットになる。すなわち、入射瞳面３３ａでは、球面収差補正パターンＰｓの中心Ｐｃは、レーザ光Ｌの中心Ｌｃ、及び入射瞳面３３ａの中心（ここでは、中心Ｌｃと一致している）からＹ方向の正側にオフセット量Ｏｙ２だけオフセットされる。

このように、球面収差補正パターンＰｓをオフセットさせることにより、レーザ光Ｌの集光領域Ｃのビーム形状が、図７に示されるように弧状の傾斜形状に変形される。以上のように球面収差補正パターンＰｓをオフセットさせることは、レーザ光Ｌに対してコマ収差を与えることに相当する。したがって、空間光変調器７の変調パターンに、レーザ光Ｌに対してコマ収差を付与するためのコマ収差パターンを含ませることにより、集光領域Ｃのビーム形状を傾斜形状としてもよい。なお、コマ収差パターンとしては、Ｚｅｒｎｉｋｅの多項式の９項（３次のコマ収差のＹ成分）に相当するパターンであって、Ｙ方向にコマ収差が発生するパターンを使用することができる。

なお、このように斜めに延びる亀裂１３を形成するためのビーム形状の制御は、上記の例に限定されない。引き続いて、ビーム形状を傾斜形状とするための別の例について説明する。図１０の（ａ）に示されるように、加工進行方向であるＸ方向に沿った軸線Ａｘに対して非対称な変調パターンＰＧ１によってレーザ光Ｌを変調し、集光領域Ｃのビーム形状を傾斜形状としてもよい。変調パターンＰＧ１は、Ｙ方向におけるレーザ光Ｌのビームスポットの中心Ｌｃを通るＸ方向に沿った軸線ＡｘよりもＹ方向の負側にグレーティングパターンＧａを含むと共に、軸線ＡｘよりもＹ方向の正側に非変調領域Ｂａを含む。換言すれば、変調パターンＰＧ１は、軸線ＡｘよりもＹ方向の正側のみにグレーティングパターンＧａが含まれる。なお、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）の変調パターンＰＧ１を集光レンズ３３の入射瞳面３３ａに対応するように反転させたものである。

図１１の（ａ）は、集光レンズ３３の入射瞳面３３ａにおけるレーザ光Ｌの強度分布を示す。図１１の（ａ）に示されるように、このような変調パターンＰＧ１を用いることにより、空間光変調器７に入射したレーザ光ＬのうちのグレーティングパターンＧａにより変調された部分が集光レンズ３３の入射瞳面３３ａに入射しなくなる。この結果、図１４の（ｂ）及び図１５に示されるように、ＹＺ面Ｓ内における集光領域Ｃのビーム形状を、その全体がＺ方向に対して一方向に傾斜した傾斜形状とすることができる。

すなわち、この場合には、集光領域Ｃのビーム形状が、集光領域Ｃの中心Ｃａよりも第２面１１ａ側において、Ｚ方向に対してＹ方向の負側に傾斜する共に、集光領域Ｃの中心Ｃａよりも第２面１１ａと反対側の第１面１１ｂ側において、Ｚ方向に対してＹ方向の正側に傾斜することとなる。なお、図１２の（ｂ）の各図は、図１２の（ａ）に示されたＺ方向の各位置Ｆ１～Ｆ７におけるレーザ光ＬのＸＹ面内の強度分布を示し、カメラによる実際の観測結果である。集光領域Ｃのビーム形状をこのように制御した場合であっても、上記の例と同様に、斜めに伸びる亀裂１３を形成できる。

さらに、軸線Ａｘに対して非対称な変調パターンとしては、図１３に示される変調パターンＰＧ２，ＰＧ３，ＰＧ４を採用することもできる。変調パターンＰＧ２は、軸線ＡｘよりもＹ方向の負側において、軸線Ａｘから離れる方向に順に配列された非変調領域Ｂａ及びグレーティングパターンＧａを含み、軸線ＡｘよりもＹ方向の正側に非変調領域Ｂａを含む。すなわち、変調パターンＰＧ２は、軸線ＡｘよりもＹ方向の負側の領域の一部にグレーティングパターンＧａを含む。

変調パターンＰＧ３は、軸線ＡＸよりもＹ方向の負側において、軸線Ａｘから離れる方向に順に配列された非変調領域Ｂａ及びグレーティングパターンＧａを含むと共に、軸線ＡｘよりもＹ方向の正側においても、軸線Ａｘから離れる方向に順に配列された非変調領域Ｂａ及びグレーティングパターンＧａを含む。変調パターンＰＧ３では、軸線ＡｘよりもＹ方向の正側とＹ方向の負側とで、非変調領域Ｂａ及びグレーティングパターンＧａの割合を異ならせることで（Ｙ方向の負側で相対的に非変調領域Ｂａが狭くされることで）、軸線Ａｘに対して非対称とされている。

変調パターンＰＧ４は、変調パターンＰＧ２と同様に、軸線ＡｘよりもＹ方向の負側の領域の一部にグレーティングパターンＧａを含む。変調パターンＰＧ４では、さらに、Ｘ方向についても、グレーティングパターンＧａが設けられた領域が一部とされている。すなわち、変調パターンＰＧ４では、軸線ＡｘよりもＹ方向の負側の領域において、Ｘ方向に順に配列された非変調領域Ｂａ、グレーティングパターンＧａ、及び、非変調領域Ｂａを含む。ここでは、グレーティングパターンＧａは、Ｘ方向におけるレーザ光Ｌのビームスポットの中心Ｌｃを通るＹ方向に沿った軸線Ａｙを含む領域に配置されている。

以上のいずれの変調パターンＰＧ２～ＰＧ４によっても、集光領域Ｃのビーム形状を、少なくとも中心Ｃａよりも第２面１１ａ側においてＺ方向に対してＹ方向の負側に傾斜する傾斜形状とすることができる。すなわち、集光領域Ｃのビーム形状を、少なくとも中心Ｃａよりも第２面１１ａ側においてＺ方向に対してＹ方向の負側に傾斜するように制御するためには、変調パターンＰＧ１～ＰＧ４のように、或いは、変調パターンＰＧ１～ＰＧ４に限らず、グレーティングパターンＧａを含む非対称な変調パターンを用いることができる。

さらに、集光領域Ｃのビーム形状を傾斜形状とするための非対称な変調パターンとしては、グレーティングパターンＧａを利用するものに限定されない。図１４は、非対称な変調パターンの別の例を示す図である。図１４の（ａ）に示されるように、変調パターンＰＥは、軸線ＡｘよりもＹ方向の負側に楕円パターンＥｗを含むと共に、軸線ＡｘよりもＹ方向の正側に楕円パターンＥｓを含む。なお、図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）の変調パターンＰＥを集光レンズ３３の入射瞳面３３ａに対応するように反転させたものである。

図１４の（ｃ）に示されるように、楕円パターンＥｗ，Ｅｓは、いずれも、Ｘ方向及びＹ方向を含むＸＹ面における集光領域Ｃのビーム形状を、Ｘ方向を長手方向とする楕円形状とするためのパターンである。ただし、楕円パターンＥｗと楕円パターンＥｓとでは変調の強度が異なる。より具体的には、楕円パターンＥｓによる変調の強度が楕円パターンＥｗによる変調の強度よりも大きくされている。すなわち、楕円パターンＥｓによって変調されたレーザ光Ｌが形成する集光領域Ｃｓが、楕円パターンＥｗによって変調されたレーザ光Ｌが形成する集光領域ＣｗよりもＸ方向に長い楕円形状となるようにされている。ここでは、軸線ＡｘよりもＹ方向の負側に相対的に強い楕円パターンＥｓが配置されている。

図１５の（ａ）に示されるように、このような変調パターンＰＥを用いることにより、ＹＺ面Ｓ内における集光領域Ｃのビーム形状を、中心Ｃａよりも第２面１１ａ側においてＺ方向に対してＹ方向の負側に傾斜する傾斜形状とすることができる。特に、この場合には、ＹＺ面Ｓ内における集光領域Ｃのビーム形状が、中心Ｃａよりも第２面１１ａと反対側においてもＺ方向に対してＹ方向の負側に傾斜することとなり、全体として弧状となる。なお、図１５の（ｂ）の各図は、図１５の（ａ）に示されたＺ方向の各位置Ｈ１～Ｆ８におけるレーザ光ＬのＸＹ面内の強度分布を示し、カメラによる実際の観測結果である。

さらには、集光領域Ｃのビーム形状を傾斜形状とするための変調パターンは、以上の非対称なパターンに限定されない。一例として、そのような変調パターンとして、図１６に示されるように、ＹＺ面Ｓ内において複数位置に集光点ＣＩを形成して、複数の集光点ＣＩの全体で（複数の集光点ＣＩを含む）傾斜形状である集光領域Ｃを形成するように、レーザ光Ｌを変調するためのパターンが挙げられる。このような変調パターンは一例として、アキシコンレンズパターンに基づいて形成できる。このような変調パターンを用いた場合には、改質領域１２自体もＹＺ面Ｓ内において斜めに形成することができる。このため、この場合には、所望する傾斜に応じて正確に斜めの亀裂１３を形成できる。一方、このような変調パターンを用いた場合には、上記の他の例と比較して、亀裂１３の長さが短くなる傾向がある。したがって、要求に応じて各種の変調パターンを使い分けることにより、所望の加工が可能となる。

なお、上記集光点ＣＩは、例えば、非変調のレーザ光が集光される点である。以上のように、本発明者の知見によれば、ＹＺ面Ｓ内において少なくとの２つの改質領域１２ａ，１２ｂをＹ方向及びＺ方向にシフトさせ、且つ、ＹＺ面Ｓ内において集光領域Ｃのビーム形状を傾斜形状とすることにより、Ｚ方向に対してＹ方向に傾斜するように斜めに延びる亀裂１３を形成することができるのである。

なお、ビーム形状の制御に際して、球面収差補正パターンのオフセットを利用する場合、コマ収差パターンを利用する場合、及び、楕円パターンを利用する場合には、回折格子パターンを利用してレーザ光の一部をカットする場合と比較して、高エネルギーでの加工が可能となる。また、これらの場合には、亀裂の形成を重視する場合に有効である。また、コマ収差パターンを利用する場合には、多焦点加工の場合に、一部の集光領域のビーム形状のみを傾斜形状とすることが可能である。さらに、アキシコンレンズパターンを利用する場合は、他のパターンの利用は、他のパターンと比較して改質領域の形成を重視する場合に有効である。
［レーザ加工の第１実施形態］

引き続いて、第１実施形態に係るレーザ加工について説明する。ここでは、トリミング加工を行う。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加工である。図１７及び図１８は、本実施形態に係る加工対象物を示す図である。図１７の（ａ），（ｂ）及び図１８の（ｂ）は、断面図であり、図１８の（ａ）は平面図である。以下、理解の容易化のため、断面図においてハッチングを省略する場合がある。

図１７及び図１８に示されるように、対象物１１は、第１ウェハ（ウェハ）１００と第２ウェハ（別部材）２００とを含む。第１ウェハ１００は、第１面１０１と第１面１０１の反対側の第２面１０２とを含む。第１ウェハ１００及び第２ウェハ２００は、任意のウェハであるが、例えば半導体ウェハ（例えばシリコンウェハ）である。

第１ウェハ１００は、第１面１０１側において第２ウェハ２００に接合されている。より具体的には、第１ウェハ１００の第１面１０１には、デバイス層１５０が形成されており、このデバイス層１５０において第２ウェハ２００に接合されている。なお、ここでは、第２ウェハ２００にもデバイス層２５０が形成されており、デバイス層１５０及びデバイス層２５０が互いに接合されている。このように、本実施形態では、対象物１１は、第１ウェハ１００がデバイス層１５０，２５０を介して別部材としての第２ウェハ２００に接合されて構成される貼合ウェハである。

デバイス層１５０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複数の機能素子のチップを含む。デバイス層１５０は、第１面１０１及び第２面１０２に交差（直交）するＺ方向からみてデバイス層の中心部分を含むアクティブエリア１６０と、Ｚ方向からみてアクティブエリア１６０を囲うようにアクティブエリア１６０の外側に位置する環状の周縁部１７０と、を含む。アクティブエリア１６０は、上記の複数のチップを含むエリアである。

周縁部１７０は、トリミング加工により除去される部分を含む。周縁部１７０は、デバイス層１５０の外縁１５３を含む領域であって、第２ウェハ２００との接合が弱化された前処理領域１７２を含む。また、周縁部１７０は、Ｚ方向からみて前処理領域の内側（アクティブエリア１６０側）に位置すると共に、第２ウェハ２００との接合が維持されている接合領域を含む。デバイス層１５０の周縁部１７０において、接合領域１７１と前処理領域１７２とは接しており、互いの境界Ｂ１２を形成している。

前処理領域１７２は、例えば、第１ウェハ１００と第２ウェハ２００とを接合する前に、エッチング等により接合面を荒らす前処理にて形成され得る。この場合、第１ウェハ１００と第２ウェハ２００とを接合する際に、前処理領域１７２の全体において接合がなされない場合もあるし、部分的に接合がなされる場合もあり得るが、全体として他の部分よりも接合が弱化される（接合強度が小さくなる）。

また、前処理領域１７２は、第１面１０１と第２ウェハ２００とを接合した後に、第１ウェハ１００を透過すると共に接合部分で吸収されるレーザ光を照射することにより、Ｚ方向に交差する面内に延びる亀裂を形成する前処理にて形成され得る。この場合、前処理領域１７２の全体にわたって亀裂が形成され、前処理領域１７２の全体において剥離が行われている場合もあるし、部分的に接合が維持される場合もあり得るが、全体として他の部分よりも接合が弱化される（接合強度が小さくなる）。

本実施形態に係るレーザ加工では、第１ウェハ１００のアクティブエリア１６０に対応する領域へのレーザ光Ｌの照射を抑制しつつ、以上のような周縁部１７０に対応する領域へのレーザ光Ｌの照射により、第１ウェハ１００の除去領域Ｅを除去して有効領域Ｒを残存させるトリミング加工を行う。そのために、本実施形態に係るレーザ加工では、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において環状（ここでは円環状）に延びる第１ラインＡ１に沿った第１加工と、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至るように直線状に延びる複数（ここでは４つ）の第２ラインＡ２に沿った第２加工と、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ラインＡ１及び第２ラインＡ２と異なる位置での第３加工と、を行う。

本実施形態では、第３加工は、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において環状（ここでは円環状）に延びる第３ラインＡ３に沿って行われる。第３ラインＡ３は、第１ラインＡ１と外縁１０３との間、より具体的には境界Ｂ１２と外縁１０３との間に設定されている。すなわち、第３ラインＡ３は前処理領域１７２上に位置する。なお、本実施形態では、第１ラインＡ１は境界Ｂ１２よりもアクティブエリア１６０側に設定される。すなわち、第１ラインＡ１は接合領域１７１上に位置する。

引き続いて、各加工を含む本実施形態に係るレーザ加工方法（レーザ加工工程）について具体的に説明する。なお、以下の説明において、Ｚ方向は第１ウェハ１００の第１面１０１及び第２面１０２に交差（直交）する方向であり、Ｘ方向はＺ方向からみたときの第１ウェハ１００の外縁１０３の接線方向（又は周方向）であり、Ｙ方向はＺ方向からみたときの第１ウェハ１００の中心から外縁１０３に向かう径方向である。

図１９に示されるように、本実施形態に係るレーザ加工方法では、まず、第３加工を行う（工程Ｓ１０１：第３加工工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０１では、第１ウェハ１００の第１面１０１がステージ２側となるように、対象物１１がステージ２に支持された状態とされる。したがって、この工程Ｓ１０１を含む以下の工程では、第１ウェハ１００の第２面１０２が照射部３側に臨む状態とされる。そして、第２面１０２をレーザ光Ｌの入射面として、レーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、第１ウェハ１００に改質領域１２及び改質領域１２から延びる亀裂１３を形成する。

工程Ｓ１０１では、制御部６が移動部４，５を制御することにより、ステージ２と照射部３との相対的な位置を調整し、第１ウェハ１００上に照射部３を位置させる。特に、工程Ｓ１０１では、レーザ光Ｌの集光領域Ｃが、第１ウェハ１００の内部において第３ラインＡ３直下に位置させられる。その状態において、制御部６は、照射部３を制御することによりレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射すると共に、移動部４を制御することによりステージ２を回転させる。これにより、レーザ光Ｌの集光領域Ｃが第３ラインＡ３に沿って第１ウェハ１００に対して相対移動させられながら、レーザ光Ｌが第１ウェハ１００に照射される。これにより、第１ウェハ１００の内部に改質領域１２としての第３改質領域１２３が形成される（図２０参照）。

すなわち、工程Ｓ１０１では、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ラインＡ１及び第２ラインＡ２と異なる位置に集光領域Ｃを位置させつつレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第３改質領域１２３を形成する第３加工処理を実行する。特に、工程Ｓ１０１では、第３加工処理として、制御部６が、第３ラインＡ３に沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを照射することにより、第３ラインＡ３に沿って第３改質領域１２３を形成する。上述したように、第３ラインＡ３は、前処理領域１７２上に設定される。したがって、第３加工処理では、制御部６は、前処理領域１７２上に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、前処理領域１７２上に第３改質領域１２３を形成する。

また、工程Ｓ１０１では、図２０に示されるように、制御部６が、Ｚ方向について複数の位置に集光領域Ｃを位置させて同様のレーザ光Ｌの照射を行うことにより、Ｚ方向に沿って複数の第３改質領域１２３を形成する。そして、この例では、Ｚ方向に沿って複数の第３改質領域１２３にわたって延びる第３亀裂１３３を形成し、当該第３亀裂１３３を第２面１０２に到達させる。

引き続いて、図２１に示されるように、本実施形態に係るレーザ加工方法では、第１加工を行う（工程Ｓ１０２：第１加工工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０２では、制御部６が、移動部４，５を制御することにより、ステージ２と照射部３との相対的な位置を調整し、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第１ウェハ１００の内部において第１ラインＡ１の下部に位置させる。その状態において、制御部６が、照射部３を制御することによりレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射すると共に、移動部４を制御することによりステージ２を回転させる。これにより、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第１ラインＡ１に沿って第１ウェハ１００に対して相対移動させながら、レーザ光Ｌが第１ウェハ１００に照射される。これにより、第１ウェハ１００の内部に改質領域１２としての第１改質領域１２１が形成される（図２６等参照）。

すなわち、工程Ｓ１０２では、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において環状に延びる第１ラインＡ１に沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第１改質領域１２１を第１ラインＡ１に沿って形成する第１加工処理を実行する。

ここで、工程Ｓ１０２（第１加工処理）では、斜め亀裂の形成と垂直亀裂の形成とが行われる。この点についてより具体的に説明する。工程Ｓ１０２では、まず、斜め亀裂の形成が行われる。そのために、まず、図２２に示されるように、集光領域Ｃの位置を、第１ウェハ１００の中心から外縁１０３に向かうＹ方向について第１Ｙ位置Ｙ１とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１として、第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射する。なお、第１Ｙ位置Ｙ１は、複数の第１改質領域１２１を形成する際に集光領域Ｃを位置させる複数のＹ方向の位置のうちの最も境界Ｂ１２側の位置である。また、第１Ｚ位置Ｚ１は、複数の第１改質領域１２１を形成する際に集光領域Ｃを位置させる複数のＺ方向の位置のうちの最も第１面１０１側の位置である。これにより、図２３に示されるように、第１改質領域１２１としての第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第１Ｚ改質領域１２１ａから延びる亀裂１３としての第１亀裂１３１を形成する。

その後、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１よりも境界Ｂ１２と反対側（すなわち第１ウェハ１００の中心側）の第２Ｙ位置Ｙ２とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１よりも第２面１０２側の第２Ｚ位置Ｚ２として、第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射する。これにより、図２４に示されるように、第１Ｚ改質領域１２１ａよりも第２面１０２側且つ第１ウェハ１００の外縁１０３と反対側に第１改質領域１２１としての第２Ｚ改質領域１２１ｂを形成する。これらの第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第２Ｚ改質領域１２１ｂの形成時には、上述した斜め亀裂形成に係る知見に示されるように、集光領域Ｃの少なくとも中心Ｃａよりも第２面１０２側において、Ｚ方向に対して第１Ｙ位置Ｙ１から第２Ｙ位置Ｙ２に向かう方向（シフト方向）に傾斜する傾斜形状とする。これにより、第１亀裂１３１が、第２Ｚ改質領域１２１ｂから第１Ｚ改質領域１２１ａにわたると共に第１Ｚ改質領域１２１ａから境界Ｂ１２に向かうように斜めに伸展させられ、第１面１０１（特に境界Ｂ１２）に至らせられる。

以上のように、工程Ｓ１０２（第１加工処理）では、制御部６が、複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することによって、Ｚ方向に沿って複数の第１改質領域１２１（第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第２Ｚ改質領域１２１ｂ）を形成し、複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１面１０１側に位置する第１改質領域１２１（第１Ｚ改質領域１２１ａ）から第１面１０１に至るように第１亀裂１３１を形成する。

また、工程Ｓ１０２（第１加工処理）では、制御部６が、第１亀裂１３１が前処理領域１７２と接合領域１７１との境界Ｂ１２に向けて延びるように、複数の第１改質領域１２１（第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第２Ｚ改質領域１２１ｂ）を形成する。特に、工程Ｓ１０２（第１加工処理）では、制御部６が、第１亀裂１３１が、第２面１０２から第１面１０１に向かうにつれて接合領域１７１から境界Ｂ１２に向かって斜めに延びるように、複数の第１改質領域１２１（第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第２Ｚ改質領域１２１ｂ）を形成する。

より具体的には、工程Ｓ１０２（第１加工処理）では、制御部６が、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１としてレーザ光Ｌを照射することにより第１Ｚ改質領域１２１ａを形成する第１斜め加工処理を実行する。そして、第１斜め加工処理の後に、制御部６が、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１よりも第１ウェハ１００の外縁１０３と反対側の第２Ｙ位置Ｙ２とし、且つ、前記Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１よりも第２面１０２側の第２Ｚ位置Ｚ２としてレーザ光Ｌを照射することにより、第１Ｚ改質領域１２１ａよりも第２面１０２側且つ第１ウェハ１００の外縁１０３と反対側に第２Ｚ改質領域１２１ｂを形成し、第１Ｚ改質領域１２１ａから境界Ｂ１２に向かうように斜めに第１亀裂１３１を伸展させる第２斜め加工処理を実行する。

続いて、工程Ｓ１０２では、垂直亀裂の形成を行う。そのために、図２４に示されるように、レーザ光Ｌの集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第２Ｙ位置Ｙ２とし、且つ、Ｚ方向について第２Ｚ位置Ｚ２よりも第２面１０２側の第３Ｚ位置Ｚ３として、第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射する。これにより、図２５に示されるように、第１改質領域１２１としての第３Ｚ改質領域１２１ｃを形成する。ここでは、複数の第３Ｚ位置Ｚ３について同様にレーザ光Ｌの照射を行うことにより、Ｚ方向に沿って複数の第３Ｚ改質領域１２１ｃを形成すると共に、当該複数の第３Ｚ改質領域１２１ｃにわたるようにＺ方向に沿って延びる第３亀裂（垂直亀裂）１３１ｂを形成する。このとき、第３亀裂１３１ｂを第２面１０２に至るように伸展させることができる。

このように、工程Ｓ１０２（第１加工処理）では、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、第２Ｙ位置Ｙ２において、第２Ｚ位置Ｚ２よりも第２面１０２側の複数の第３Ｚ位置Ｚ３に集光領域Ｃを位置させ、第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射することにより、第２Ｙ位置Ｙ２においてＺ方向に沿って配列された複数の第３Ｚ改質領域１２１ｃを形成し、当該複数の第３Ｚ改質領域１２１ｃにわたって垂直に第３亀裂１３１ｂを伸展させる垂直加工処理を実行する。

引き続いて、図２６に示されるように、本実施形態に係るレーザ加工方法では、第２加工を行う（工程Ｓ１０３、第２加工工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０３では、制御部６が、移動部４，５を制御することにより、ステージ２と照射部３との相対的な位置を調整し、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第１ウェハ１００の内部において第２ラインＡ２の下部に位置させる。その状態において、制御部６が、照射部３を制御することによりレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射すると共に、移動部４及び移動部５の少なくとも一方を制御することにより、ステージ２をＹ方向に沿って移動させる。これにより、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第２ラインＡ２に沿って第１ウェハ１００に対して相対移動させながら、レーザ光Ｌが第１ウェハ１００に照射される。これにより、第１ウェハ１００の内部に改質領域１２としての第２改質領域１２２が形成される（図２６等参照）。

このように、工程Ｓ１０３では、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至るように直線状に延びる第２ラインＡ２に沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第２改質領域１２２を第２ラインＡ２に沿って形成する第２加工処理を実行する。

以上の第２工程で形成される第２改質領域１２２及び第２改質領域１２２から延びる亀裂は、第１ウェハ１００の外縁１０３から、第１ラインＡ１に沿って形成された第１改質領域１２１及び第１亀裂１３１に至るように形成される。これにより、第１ウェハ１００の除去領域Ｅが周方向に沿って第２ラインＡ２の数（ここでは４つ）だけ分割することが可能となる。

その後、所定の治具や装置を利用して、第１ウェハ１００から除去領域Ｅを除去し、デバイス層１５０，２５０を介して第２ウェハ２００に接合された有効領域Ｒが残存させられる。これにより、対象物１１のトリミング加工が完了する。その後、第２面１０２側から有効領域Ｒを研削して薄化する工程を実施した後に、薄化された有効領域Ｒに別のウェハをさらに接合すると共に上記の一連の工程を繰り返し実施することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１では、デバイス層１５０，２５０を介して第２ウェハ２００に接合された第１ウェハ１００にレーザ光Ｌを照射してレーザ加工を行う。デバイス層１５０は、複数のチップを含むアクティブエリア１６０とアクティブエリア１６０を囲うようにアクティブエリア１６０の外側に位置する周縁部１７０とを含む。そして、レーザ加工では、この周縁部１７０上において環状に延びる第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射することにより、第１ラインＡ１に沿った第１改質領域１２１を形成する。これにより、第１改質領域１２１や第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を利用して、ウェハの外縁部分を不要部分（除去領域Ｅ）として除去するトリミングが可能となる。

特に、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１では、レーザ加工において、デバイス層１５０の周縁部１７０上において第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至るように延びる第２ラインＡ２に沿ってレーザ光を照射することにより、第２改質領域１２２を第２ラインＡ２に沿って形成する。これにより、第２改質領域１２２や第２改質領域１２２から延びる亀裂を利用して、第１ウェハ１００の除去領域Ｅを周方向に複数の部分に分割して容易にトリミングを行うことが可能となる。

さらに、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１では、デバイス層１５０の周縁部１７０上の第１ラインＡ１及び第２ラインＡ２と異なる位置においてレーザ光Ｌを照射することにより、第３改質領域１２３を形成する。このような第３改質領域１２３は、第１ウェハ１００内部に生じた応力を緩和する。したがって、この第３改質領域１２３の形成を、第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させる前に行うことにより、第１ウェハ１００内部の応力によって第１亀裂１３１が意図しない方向に伸展することが抑制される。よって、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制可能である。

なお、第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させる前（一例としては第１加工処理の前）に形成された改質領域１２（ここでは第３改質領域１２３）は、第１亀裂１３１が意図しない方向に伸展しないように第１ウェハ１００内部の応力を緩和するための改質領域として機能する。

このような観点から、レーザ加工装置１では、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、第１ウェハ１００の内部に生じた応力を緩和するための改質領域１２を形成する応力緩和処理を実行することとなる。特に、制御部６は、第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させる前（一例としては第１加工処理の前）に、応力緩和処理を実行することとなる。

なお、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１では、第１ラインＡ１に沿った第１改質領域１２１をＺ方向に複数形成する。これにより、複数の第１改質領域１２１や第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を利用して、ウェハの外縁部分を不要部分（除去領域Ｅ）として除去するトリミングを可能とする。そして、第３改質領域１２３の形成を、複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１ウェハ１００の第１面１０１側（すなわちデバイス層１５０側）に位置する第１Ｚ改質領域１２１ａから延びる第１亀裂１３１が、第１面１０１に至るように伸展させるための加工前に行うことにより、第１ウェハ１００内部の応力によって第１亀裂１３１が意図しない方向に伸展することを抑制する。よって、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制可能である。なお、複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１ウェハ１００の第１面１０１側に位置する第１Ｚ改質領域１２１ａから延びる第１亀裂１３１が第１面１０１に至るように伸展させるための加工とは、ここでは、第２Ｚ改質領域１２１ｂを形成する加工である。

したがって、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、制御部６が、複数の第１改質領域１２１のうちの第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させるための第１改質領域１２１（ここでは第２Ｚ改質領域１２１ｂ）を形成する前（一例としては第１加工処理の前）に、応力緩和処理を実行することとなる。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、制御部６が、第１加工処理の前に第３加工処理を実行する。これにより、第３改質領域１２３の形成を、より確実に、第１亀裂１３１が第１面１０１に至るように伸展する前に行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、周縁部１７０は、デバイス層１５０の外縁１５３を含む領域であって、第２ウェハ２００との接合が弱化された前処理領域１７２と、Ｚ方向からみて前処理領域１７２の内側に位置する接合領域１７１と、を有する。そして、第１加工処理では、制御部６は、第１亀裂１３１が前処理領域１７２と接合領域１７１との境界Ｂ１２に向けて延びるように第１改質領域１２１を形成する。このように、第１ウェハ１００の接合部分であるデバイス層１５０が、接合の弱化された前処理領域１７２を含む場合、第１ウェハ１００の内部に応力が生じやすくなる。したがって、上記のとおり、第３改質領域１２３を形成して応力緩和を図ることがより有効となる。また、この場合には、第１亀裂１３１が意図せずに前処理領域１７２の内部に至るように伸展することが抑制され、品質低下が抑制される。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第１加工処理において、制御部６が、第１亀裂１３１が第２面１０２から第１面１０１に向かうにつれて接合領域１７１から境界Ｂ１２に向かって斜めに延びるように第１改質領域１２１を形成する。このため、第１亀裂１３１が斜め亀裂となることから、第１亀裂１３１がデバイス層１５０を越えて第２ウェハ２００に至ることが抑制される。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第３加工処理において、制御部６が、前処理領域１７２上に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、前処理領域１７２上に第３改質領域１２３を形成する。これにより、前処理領域１７２に起因する第１ウェハ１００内部の応力を確実に緩和することが可能となる。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第３加工処理において、制御部６が、Ｚ方向からみて前処理領域１７２上において環状に延びる第３ラインＡ３に沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを照射することにより、第３ラインＡ３に沿って第３改質領域１２３を形成する。このため、第１ウェハ１００の全周にわたって応力緩和を図ることが可能となる。

さらに、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第３加工処理において、制御部６が、複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、Ｚ方向に沿って複数の第３改質領域１２３を形成すると共に、当該複数の第３改質領域１２３にわたって延びる第３亀裂１３３を第２面１０２に到達させる。これにより、第１ウェハ１００内部の応力緩和に加えて、第１ウェハ１００の反りも抑制可能となる。
［第１実施形態の変形例］

引き続いて、第１実施形態の変形例について説明する。また、上記第１実施形態に係るレーザ加工装置１では、工程Ｓ１０１（第３加工工程、第３加工処理）において、制御部６が、複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、Ｚ方向に沿って複数の第３改質領域１２３を形成すると共に、当該複数の第３改質領域１２３にわたって延びる第３亀裂１３３を第２面１０２に到達させる例について説明した。しかし、工程Ｓ１０１では、単一の第３改質領域１２３を形成しつつ第３亀裂１３３を第２面１０２に到達させてもよい。すなわち、工程Ｓ１０１では、制御部６が、第３改質領域１２３を形成すると共に当該第３改質領域１２３から延びる第３亀裂１３３を第２面１０２に到達させてもよい。また、上記第１実施形態では、工程Ｓ１０１（第３加工工程、第３加工処理）において、第３亀裂１３３が第１ウェハ１００の第２面１０２に至るように、且つ、第１ウェハ１００の第１面１０１に至らないように複数の第３改質領域１２３を形成する例について説明した。

しかしながら、図２７の（ａ）に示されるように、工程Ｓ１０１では、第３亀裂１３３が第１面１０１及び第２面１０２のいずれにも至らないように複数の第３改質領域１２３を形成してもよい（第３改質領域１２３は１つでもよい）。すなわち、第３加工処理では、制御部６が、周縁部１７０上において第１ラインＡ１及び第２ラインＡ２と異なる位置に集光領域Ｃを位置させつつレーザ光Ｌを照射することにより、第３改質領域１２３から延びる第３亀裂１３３が第１面１０１及び第２面１０２に至らないように第３改質領域１２３を形成することができる。この場合、第３改質領域や第３改質領域から延びる亀裂に起因したウェハの割れを抑制可能となる。

また、図２７の（ｂ）に示されるように、工程Ｓ１０１において、第３亀裂１３３が第１面１０１及び第２面１０２に至らないように第３改質領域１２３を形成する場合に、より深い位置（より第１面１０１に近い位置）に第３改質領域１２３を形成してもよい。この場合の第３改質領域１２３（当該第３改質領域１２３を形成するさいの集光領域Ｃ）のＺ方向の位置は、少なくとも第１ウェハ１００のＺ方向の中心よりも第１面１０１側の位置とすることができる。

この例では、第１加工処理において、制御部６が、複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することによって、Ｚ方向に沿って複数の第１改質領域１２１を形成しており、その複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１面１０１側に位置する第１改質領域１２１を形成するときの集光領域ＣのＺ方向の位置である第１Ｚ位置Ｚ１に集光領域Ｃを位置させ、第３改質領域１２３を形成している。すなわち、第３加工処理では、制御部６が、複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１面１０１側に位置する第１改質領域１２１を形成するときの集光領域ＣのＺ方向の位置である第１Ｚ位置Ｚ１に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、第３改質領域１２３を形成してもよい。この場合、第３改質領域１２３や第３改質領域１２３から延びる第３亀裂１３３に起因した第１ウェハ１００の割れを抑制可能となる。特に、この場合には、第３改質領域１２３が前処理領域１７２の直上に形成されることから、前処理領域１７２に起因した応力を好適に緩和することが可能となる。

なお、以上の例では、工程Ｓ１０１において、Ｙ方向について１列の第３改質領域１２３を形成する例を挙げたが、Ｙ方向について複数列の第３改質領域１２３を形成してもよい。例えば、周縁部１７０上に同心円状に複数の第３ラインＡ３を設定し、それぞれの第３ラインＡ３に沿ってのレーザ光Ｌの照射を行うことにより、Ｙ方向について複数列の第３改質領域１２３を形成することが可能である。

また、上記第１実施形態では、工程Ｓ１０３（第２加工工程、第２加工処理）において、第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至る１つの第２ラインＡ２に沿って、一括してレーザ光Ｌの照射を行う例について説明した。しかし、第２ラインＡ２に沿ったレーザ光Ｌの照射を複数回に分けて行ってもよい。

より具体的には、図２８に示されるように、第２ラインＡ２が、第１ウェハ１００の外縁１０３から第３ラインＡ３に至る第１部分Ａ２ａと、第３ラインＡ３から第１ラインＡ１に至る第２部分Ａ２ｂと、を含むものとし、それぞれの部分に対してレーザ光Ｌの照射を行うことができる。一例として、第１部分Ａ２ａに沿ったレーザ光Ｌの照射を、第１工程Ｓ１０１の前に行うと共に、第２部分Ａ２ｂに沿ったレーザ光Ｌの照射を、第１工程Ｓ１０１の後に行うことができる。

すなわち、第２加工処理では、制御部６が、第２ラインＡ２のうちの第１部分Ａ２ａに沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを照射することにより、第２改質領域１２２を第１部分Ａ２ａに沿って形成する第１部分処理と、第２ラインのうちの第２部分Ａ２ｂに沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを照射することにより、第２改質領域１２２を第２部分Ａ２ｂに沿って形成する第２部分処理と、を実行すると共に、制御部６が、少なくとも第１部分処理を第１加工処理の前に実行することができる。

この場合、第１亀裂１３１が第１面１０１に至るように伸展する前に、第３改質領域１２３に加えて第２ラインＡ２の第１部分Ａ２ａに形成される第２改質領域１２２によって、第１ウェハ１００内部の応力緩和を図ることが可能となる。この場合、第３改質領域１２３に加えて、第１部分処理で形成される第２改質領域１２２も、第１ウェハ１００の内部に生じた応力を緩和するための改質領域１２として機能する。したがって、制御部６は、第１部分処理と同時に応力緩和処理を実行することとなる。

さらに、この場合において、制御部６が、第１部分処理及び第２部分処理の両方を、第１加工処理の前に行うことも可能である。この場合、第１亀裂１３１が第１面１０１に至るように伸展する前に、第３改質領域１２３に加えて第２ラインＡ２の第１部分Ａ２ａ及び第２部分Ａ２ｂに形成される第２改質領域１２２によって、第１ウェハ１００内部の応力緩和を図ることが可能となる。この場合、第３改質領域１２３に加えて、第１部分処理及び第２部分処理で形成される第２改質領域１２２も、第１ウェハ１００の内部に生じた応力を緩和するための改質領域１２として機能する。したがって、制御部６は、第１部分処理及び第２部分処理と同時に応力緩和処理を実行することとなる。

一方で、制御部６が、第１部分処理を第１加工処理の前に行うと共に、第２部分処理を第１加工処理の後に行うことも可能である。この場合、第２ラインＡ２のうちの第１ラインＡ１に至る第２部分Ａ２ｂにおける第２改質領域１２２の形成時に、第１ラインＡ１において第１改質領域１２１が既に形成されていることから、第２改質領域１２２から水平方向に延びる亀裂の伸展が、第１改質領域１２１によって留められる。なお、いずれの場合においても、工程Ｓ１０１（第３加工工程、第３加工処理）との前後関係については任意である。

さらに、工程Ｓ１０１と工程Ｓ１０２とが、少なくとも部分的に同時に行われてもよい。より具体的には、図２９に示されるように、工程Ｓ１０１で第１Ｚ改質領域１２１ａを形成する際（第１斜め加工処理のとき）に、レーザ光Ｌを複数（ここでは２つ）のレーザ光Ｌ１，Ｌ２に分岐し、第１Ｚ位置Ｚ１及び第１Ｙ位置Ｙ１にレーザ光Ｌ１の集光領域Ｃを位置させつつ、第１Ｚ位置Ｚ１及び第３Ｙ位置Ｙ３にレーザ光Ｌ２の集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を行うことにより、それぞれの位置において第１Ｚ改質領域１２１ａと第３改質領域１２３とを同時に形成することができる。なお、第３Ｙ位置Ｙ３は、境界Ｂ１２のＹ方向の位置よりも外縁１５３側の位置である。また、Ｙ方向に複数の第３改質領域１２３を第１Ｚ改質領域１２１ａと同時に形成する場合には、レーザ光Ｌを３つ以上に分岐すればよい。

以上の例では、工程Ｓ１０２（第１加工工程、第１加工処理）において、斜め亀裂（第１亀裂１３１）を形成する場合について説明した。しかし、工程Ｓ１０２では、垂直亀裂のみを形成してもよい。すなわち、第１改質領域１２１からＺ方向に延びる第１亀裂１３１を第１面１０１（特に境界Ｂ１２）に至るように形成してもよい。或いは、複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１面１０１側の第１改質領域１２１からＺ方向に延びる第１亀裂１３１を第１面１０１（特に境界Ｂ１２）に至るように形成してもよい。

ここで、以上の例では、工程Ｓ１０１（第３加工工程、第３加工処理）において、Ｚ方向からみて円環状の第３ラインＡ３に沿ったレーザ光Ｌの照射を行い、第３ラインＡ３に沿って第３改質領域１２３を形成した。しかし、第３改質領域１２３は、第１ウェハ１００の少なくとも周縁部１７０上の領域に形成されればよく、このような円環状の第３ラインＡ３の全体にわたって形成される場合に限定されない。換言すれば、工程Ｓ１０１では、第３ラインＡ３の一部のみにおいて第３改質領域１２３を形成してもよい。

図３０は、第１ウェハの一例を示す平面図である。図３０の例では、第１ウェハ１００がシリコンウェハである。第１ウェハ１００は、第２面１０２が（１００）面とされており、一の（１１０）面と、別の（１１０）面と、一の（１１０）面に直交する第１結晶方位Ｋ１と、別の（１１０）面に直交する第２結晶方位Ｋ２と、を含む結晶構造を有している。なお、第３結晶方位Ｋ３及び第４結晶方位Ｋ４は、いずれも（１００）面に直交する結晶方位である。

第２結晶方位Ｋ２と第３ラインＡ３とが直交する点を０°及び１８０°とし、第１結晶方位Ｋ１と第３ラインＡ３とが直交する点を９０°及び２７０°とし、第３ラインＡ３における０°と９０°との中間の点を４５°、９０°と１８０°との中間の点を１３５°、１８０°と２７０°との中間の点を２２５°、２７０°と０°との中間の点を３１５°とする。４５°及び２２５°の点は、第３結晶方位Ｋ３と第３ラインＡ３とが直交する点である。１３５°及び３１５°の点は、第４結晶方位Ｋ４と第３ラインＡ３とが直交する点である。なお、第１ウェハ１００には、０°の位置にノッチ１００ｎが設けられている。

工程Ｓ１０１で第３ラインＡ３の一部のみに第３改質領域１２３を形成する場合であって、工程Ｓ１０２で垂直亀裂のみを形成する場合には、以上の角度の定義づけに沿って、第３ラインＡ３の５°～１５°の第１角度範囲、及び、７５°～８５°の第２角度範囲において、レーザ光Ｌの照射を行って部分的に第３改質領域１２３を形成することが有効である。これは、第１角度範囲及び第２角度範囲が、垂直亀裂の制御が相対的に難しい範囲であるため、応力緩和がより有効に作用するためである。なお、第１角度範囲及び第２角度範囲は、それぞれ、上記の数値に９０°の整数倍を加算した範囲も含む。

また、工程Ｓ１０１で第３ラインＡ３の一部のみに第３改質領域１２３を形成する場合であって、工程Ｓ１０２で斜め亀裂を形成する場合（上記第１実施形態の場合）には、第３ラインＡ３の４５°を含む範囲（例えば４０°～５０°）の第３角度範囲において、レーザ光Ｌの照射を行って部分的に第３改質領域１２３を形成することが有効である。これは、第３角度範囲が、斜め亀裂の制御が相対的に難しい範囲であるため、応力緩和がより有効に作用するためである。なお、第３角度範囲は、上記の数値に９０°の整数倍を加算した範囲も含む。

なお、上記変形例では、円環状の第３ラインＡ３の一部に第３改質領域１２３を形成する場合について説明したが、第３改質領域１２３の形成の態様は、円環状に形成される場合に限定されず、任意である。また、第３改質領域１２３の形成位置及び形成数も任意である。例えば、第３改質領域１２３は、周縁部１７０上において、第１改質領域１２１よりも第１ウェハ１００の中心側に形成されてもよいし、第１改質領域１２１の両側に形成されていてもよい。
［レーザ加工の第２実施形態］

引き続いて、第２実施形態に係るレーザ加工について説明する。ここでは、第１実施形態と同様にトリミング加工を行う。図３１は、本実施形態に係る加工対象物を示す図である。図３１の（ａ）は、平面図であり、図３１の（ｂ）は断面図である。図３１に示される対象物１１は、図１７等に示される第１実施形態の対象物１１と同様である。すなわち、本実施形態においても、対象物１１は、第１ウェハ１００がデバイス層１５０，２５０を介して別部材としての第２ウェハ２００に接合されて構成される貼合ウェハである。

本実施形態に係るレーザ加工においても、第１実施形態と同様に、第１ウェハ１００のアクティブエリア１６０に対応する領域へのレーザ光Ｌの照射を抑制しつつ、周縁部１７０に対応する領域へのレーザ光Ｌの照射により、第１ウェハ１００の除去領域Ｅを除去して有効領域Ｒを残存させるトリミング加工を行う。ただし、本実施形態に係るレーザ加工では、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において環状（ここでは円環状）に延びる第１ラインＡ１に沿った第１加工と、第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至るように直線状に延びる複数（ここでは４つ）の第２ラインＡ２に沿った第２加工と、を行う。すなわち、本実施形態に係るレーザ加工では、第１実施形態と比較して、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ラインＡ１及び第２ラインＡ２と異なる位置での第３加工が行われない（第３加工が必須でない）。また、本実施形態では、第１ラインＡ１が、Ｚ方向からみて前処理領域１７２上に設定される。

各加工を含む本実施形態に係るレーザ加工方法（レーザ加工工程）について具体的に説明する。図３２に示されるように、本実施形態に係るレーザ加工方法では、まず、第１加工を行う（工程Ｓ２０１：第１加工工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０１では、制御部６が、移動部４，５を制御することにより、ステージ２と照射部３との相対的な位置を調整し、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第１ウェハ１００の内部において第１ラインＡ１の下部に位置させる。その状態において、制御部６が、照射部３を制御することによりレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射すると共に、移動部４を制御することによりステージ２を回転させる。これにより、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第１ラインＡ１に沿って第１ウェハ１００に対して相対移動させながら、レーザ光Ｌが第１ウェハ１００に照射される。これにより、第１ウェハ１００の内部に改質領域１２としての第１改質領域１２１が形成される（図３６等参照）。

すなわち、工程Ｓ２０１では、制御部が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において環状に延びる第１ラインＡ１に沿って、集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第１改質領域１２１を第１ラインＡ１に沿って形成する第１加工処理を実行する。

ここで、工程Ｓ２０１（第１加工処理）では、斜め亀裂の形成と垂直亀裂の形成とが行われる。この点についてより具体的に説明する。工程Ｓ２０１では、まず、斜め亀裂の形成が行われる。そのために、まず、図３３に示されるように、集光領域Ｃの位置を、第１ウェハ１００の中心から外縁１０３に向かうＹ方向について第１Ｙ位置Ｙ１とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１として、第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射する。なお、第１Ｙ位置Ｙ１は、複数の第１改質領域１２１を形成する際に集光領域Ｃを位置させる複数のＹ方向の位置のうちの最も境界Ｂ１２側の位置である。また、第１Ｚ位置Ｚ１は、複数の第１改質領域１２１を形成する際に集光領域Ｃを位置させる複数のＺ方向の位置のうちの最も第１面１０１側の位置である。

また、一例として、ここでの第１Ｚ位置Ｚ１は第１実施形態での第１Ｚ位置Ｚ１と同様であり、且つ、第１Ｙ位置Ｙ１は第１実施形態での第１Ｙ位置Ｙ１と異なる。すなわち、第１実施形態では、第１Ｙ位置Ｙ１は、境界Ｂ１２よりもアクティブエリア１６０側の位置であったが、ここでは、境界Ｂ１２よりも外縁１０３，１５３側の位置である。これにより、図３４に示されるように、第１改質領域１２１としての第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第１Ｚ改質領域１２１ａから延びる亀裂１３としての第１亀裂１３１を形成する。ここでは、第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第１亀裂１３１は、上記のような第１Ｙ位置Ｙ１に応じて境界Ｂ１２よりも外縁１０３，１５３側に形成される。すなわち、本実施形態では、第１ウェハ１００の前処理領域１７２上の領域に第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第１亀裂１３１を形成する。

その後、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１よりも外縁１０３，１５３側の第２Ｙ位置Ｙ２とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１よりも第２面１０２側の第２Ｚ位置Ｚ２として、第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射する。これにより、図３５に示されるように、第１Ｚ改質領域１２１ａよりも第２面１０２側且つ第１ウェハ１００の外縁１０３側に第１改質領域１２１としての第２Ｚ改質領域１２１ｂを形成する。これらの第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第２Ｚ改質領域１２１ｂの形成時には、上述した斜め亀裂形成に係る知見に示されるように、集光領域Ｃのなくとも集光領域Ｃの中心Ｃａよりも第２面１０２側において、Ｚ方向に対して第１Ｙ位置Ｙ１から第２Ｙ位置Ｙ２に向かう方向（シフト方向）に傾斜する傾斜形状とする。これにより、第１亀裂１３１が、第２Ｚ改質領域１２１ｂから第１Ｚ改質領域１２１ａにわたると共に第１Ｚ改質領域１２１ａから境界Ｂ１２に向かうように斜めに伸展させられ、第１面１０１（特に境界Ｂ１２）に至らせられる。

以上のように、工程Ｓ２０１（第１加工処理）では、制御部６が、Ｚ方向からみて前処理領域１７２上の位置において、複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、Ｚ方向に沿って複数の第１改質領域１２１（第１Ｚ改質領域１２１ａ及び第２Ｚ改質領域１２１ｂ）を形成し、複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１面１０１側に位置する第１改質領域１２１（第１Ｚ改質領域１２１ａ）から、第２面１０２から第１面１０１に向かうにつれて境界Ｂ１２の外側から境界Ｂ１２に向かうように斜めに延びる第１亀裂１３１を形成する。

より具体的には、工程Ｓ２０１（第１加工処理）では、制御部６が、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１としてレーザ光Ｌを照射することにより、第１改質領域１２１としての第１Ｚ改質領域１２１ａを形成する第１斜め加工処理を実行する。そして、第１斜め加工処理の後に、制御部６が、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１よりも第１ウェハ１００の外縁１０３側の第２Ｙ位置Ｙ２とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１よりも第２面１０２側の第２Ｚ位置Ｚ２としてレーザ光Ｌを照射することにより、第１Ｚ改質領域１２１ａよりも第２面１０２側且つ第１ウェハ１００の外縁１０３側に第１改質領域１２１としての第２Ｚ改質領域１２１ｂを形成し、第１Ｚ改質領域１２１ａから境界Ｂ１２に向かうように斜めに第１亀裂１３１を伸展させる第２斜め加工処理を実行する。

なお、複数の第１改質領域１２１のうちの第２Ｚ改質領域１２１ｂは、第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させるためのものである。また、第１Ｚ改質領域１２１ａは、前処理領域１７２上に形成されて第１ウェハ１００内部の応力緩和に寄与する。したがって、工程Ｓ２０１では、制御部６は、Ｚ方向からみて周縁部１７０上の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、第１ウェハ１００の内部に生じた応力を緩和するための改質領域１２（第１Ｚ改質領域１２１ａ）を形成する応力緩和処理を、複数の第１改質領域１２１のうちの第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させるための第１改質領域１２１（第２Ｚ改質領域１２１ｂ）を形成する前に実行することとなる。すなわち、ここでは、第１斜め加工処理が応力緩和処理と捉えられる。

続いて、工程Ｓ２０１では、垂直亀裂の形成を行う。そのために、図３５に示されるように、レーザ光Ｌの集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第２Ｙ位置Ｙ２とし、且つ、Ｚ方向について第２Ｚ位置Ｚ２よりも第２面１０２側の第３Ｚ位置Ｚ３として、第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射する。これにより、図３６に示されるように、第１改質領域１２１としての第３Ｚ改質領域１２１ｃを形成する。ここでは、複数の第３Ｚ位置Ｚ３について同様にレーザ光Ｌの照射を行うことにより、Ｚ方向に沿って複数の第３Ｚ改質領域１２１ｃを形成すると共に、当該複数の第３Ｚ改質領域１２１ｃにわたるようにＺ方向に沿って延びる第３亀裂（垂直亀裂）１３１ｂを形成する。このとき、第３亀裂１３１ｂを第２面１０２に至るように伸展させることができる。

このように、工程Ｓ２０１（第１加工処理）では、制御部６が、第２斜め加工処理の後に、第２Ｙ位置Ｙ２において、第２Ｚ位置Ｚ２よりも第２面１０２側の複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、第２Ｙ位置Ｙ２においてＺ方向に沿って配列された複数の第１改質領域１２１（第３Ｚ改質領域１２１ｃ）を形成し、当該複数の第１改質領域１２１にわたって垂直に第３亀裂１３１ｂを伸展させる垂直加工処理を実行する。

引き続いて、第１実施形態と同様に、本実施形態に係るレーザ加工方法でも、第２加工を行う（工程Ｓ２０２、第２加工工程）。より具体的には、この工程Ｓ２０２では、制御部６が、移動部４，５を制御することにより、ステージ２と照射部３との相対的な位置を調整し、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第１ウェハ１００の内部において第２ラインＡ２の下部に位置させる（図２６参照）。その状態において、制御部６が、照射部３を制御することによりレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射すると共に、移動部４及び移動部５の少なくとも一方を制御することにより、ステージ２をＹ方向に沿って移動させる。これにより、レーザ光Ｌの集光領域Ｃを第２ラインＡ２に沿って第１ウェハ１００に対して相対移動させながら、レーザ光Ｌが第１ウェハ１００に照射される。これにより、第１ウェハ１００の内部に改質領域１２としての第２改質領域１２２が形成される（図２６参照）。

このように、工程Ｓ２０２では、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至るように直線状に延びる第２ラインＡ２に沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第２改質領域１２２を第２ラインＡ２に沿って形成する第２加工処理を実行する。

以上の第２工程で形成される第２改質領域１２２及び第２改質領域１２２から延びる亀裂は、第１ウェハ１００の外縁１０３から、第１ラインＡ１に沿って形成された第１改質領域１２１及び第１亀裂１３１に至るように形成される。これにより、第１ウェハ１００の除去領域Ｅが周方向に沿って第２ラインＡ２の数（ここでは４つ）だけ分割することが可能となる。

その後、所定の治具や装置を利用して、第１ウェハ１００から除去領域Ｅを除去し、デバイス層１５０，２５０を介して第２ウェハ２００に接合された有効領域Ｒが残存させられる。これにより、対象物１１のトリミング加工が完了する。その後、第２面１０２側から有効領域Ｒを研削して薄化する工程を実施した後に、薄化された有効領域Ｒに別のウェハをさらに接合すると共に上記の一連の工程を繰り返し実施することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１では、デバイス層１５０，２５０を介して第２ウェハ２００に接合された第１ウェハ１００にレーザ光Ｌを照射してレーザ加工を行う。デバイス層１５０は、複数のチップを含むアクティブエリア１６０とアクティブエリア１６０を囲うようにアクティブエリア１６０の外側に位置する周縁部１７０とを含む。そして、レーザ加工では、この周縁部１７０上において環状に延びる第１ラインＡ１に沿ってレーザ光Ｌを照射することにより、第１ラインＡ１に沿った第１改質領域１２１を形成する。これにより、第１改質領域１２１や第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を利用して、ウェハの外縁部分を不要部分（除去領域Ｅ）として除去するトリミングが可能となる。

特に、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１では、デバイス層１５０の周縁部１７０に対して、第２ウェハ２００との接合が弱化された前処理領域１７２が形成されている。このように前処理領域１７２が形成される場合には、上述したように第１ウェハ１００内部に応力が生じるおそれがある。前処理領域１７２の形成に起因した第１ウェハ１００内部の応力は、前処理領域１７２上に改質領域１２を形成することによって緩和することが可能である。そこで、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１では、前処理領域１７２上の位置において、レーザ光Ｌを照射して第１改質領域１２１を形成することにより、前処理領域１７２の形成に起因した第１ウェハ１００内部の応力を緩和しつつ、第１改質領域１２１から意図した方向に斜めに第１亀裂１３１を伸展させることが可能となる。よって、本実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置１によれば、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制可能である。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第１加工処理において、制御部６が、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１としてレーザ光Ｌを照射することにより、第１改質領域１２１としての第１Ｚ改質領域１２１ａを形成する第１斜め加工処理と、第１斜め加工処理の後に、集光領域Ｃの位置を、Ｙ方向について第１Ｙ位置Ｙ１よりも外縁１０３側の第２Ｙ位置Ｙ２とし、且つ、Ｚ方向について第１Ｚ位置Ｚ１よりも第２面１０２側の第２Ｚ位置Ｚ２としてレーザ光Ｌを照射することにより、第１Ｚ改質領域１２１ａよりも第２面１０２側且つ外縁１０３側に第１改質領域１２１としての第２Ｚ改質領域１２１ｂを形成し、第１Ｚ改質領域１２１ａから境界Ｂ１２に向かうように斜めに第１亀裂１３１を伸展させる第２斜め加工処理と、を実行する。このように、斜めに並ぶ少なくとも２つの改質領域１２を順に形成することにより、より好適に斜め亀裂の形成を図ることが可能となる。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第１加工処理では、制御部６が、第２斜め加工処理の後に、第２Ｙ位置Ｙ２において、第２Ｚ位置Ｚ２よりも第２面１０２側の複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、第２Ｙ位置Ｙ２においてＺ方向に沿って配列された複数の第１改質領域１２１（第３Ｚ改質領域１２１ｃ）を形成し、当該複数の第１改質領域１２１にわたって垂直に第３亀裂１３１ｂを伸展させる垂直加工処理を実行する。このように、レーザ光Ｌの入射面である第２面１０２からより遠い（より深い）Ｚ位置において第１斜め加工処理及び第２斜め加工処理が行われた後に、より浅い位置において垂直加工処理が行われる。よって、いずれの処理においても、既に形成された改質領域１２の影響を受けることなく、新たな改質領域１２を形成することが可能となる。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、制御部６が、第１加工処理の後に、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至るように延びる第２ラインＡ２に沿って、集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第２改質領域１２２を第２ラインＡ２に沿って形成する第２加工処理を実行する。これにより、第２改質領域１２２や第２改質領域１２２から延びる亀裂を利用して、第１ウェハ１００の外縁部分（除去領域Ｅ）を周方向に複数の部分に分割して容易にトリミングを行うことが可能となる。特に、この場合には、第１加工処理の後に第２加工処理が行われる。このため、第２改質領域１２２から延びる亀裂の伸展を、第１ラインＡ１に沿って既に形成されている第１改質領域１２１及び第１改質領域１２１から延びる亀裂によって留めることが可能となる。よって、加工品質の低下を抑制できる。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、Ｚ方向からみて周縁部１７０上の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、第１ウェハ１００の内部に生じた応力を緩和するための改質領域１２（第１Ｚ改質領域１２１ａ）を形成する応力緩和処理（第１斜め加工処理）を実行する。特に、制御部６が、第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させる前に、応力緩和処理を実行する。

このように、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１が、第１面１０１に至るように伸展させられる前に、第１ウェハ１００内部の応力を緩和するための改質領域１２（第１Ｚ改質領域１２１ａ）を形成する。このため、第１ウェハ１００内部の応力によって第１亀裂１３１が意図しない方向に伸展することが抑制される。よって、本実施形態に係るレーザ加工装置１によれば、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制可能である。

なお、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第１ラインＡ１に沿った第１改質領域１２１をＺ方向に複数形成する。これにより、複数の第１改質領域１２１や第１改質領域１２１から延びる第１亀裂１３１を利用して、ウェハの外縁部分を不要部分（除去領域Ｅ）として除去するトリミングを可能とする。そして、制御部６が、複数の第１改質領域１２１のうちの少なくとも第１亀裂１３１を第１面１０１に至るように伸展させるための第１改質領域１２１（第２Ｚ改質領域１２１ｂ）を形成する前に、応力緩和処理を実行する。

このように、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、複数の第１改質領域１２１のうちの最も第１ウェハ１００の第１面１０１側（すなわちデバイス層１５０側）に位置する第１改質領域１２１（第１Ｚ改質領域１２１ａ）から延びる第１亀裂１３１が、第１面１０１に至るように伸展させるための加工前に、第１ウェハ１００内部の応力を緩和するための改質領域１２（第１Ｚ改質領域１２１ａ）を形成する。このため、第１ウェハ１００内部の応力によって第１亀裂１３１が意図しない方向に伸展することが抑制される。よって、本実施形態に係るレーザ加工装置１によれば、貼合ウェハのトリミング加工の品質低下を抑制可能である。
［第２実施形態の変形例］

引き続いて、第２実施形態の変形例について説明する。まず、上記第２実施形態では、第３改質領域１２３を形成する第３加工処理を行わない場合について説明した。しかし、第２実施形態にあっても、第１実施形態と同様に第３加工処理をさらに行ってもよい。すなわち、制御部６が、工程Ｓ２０１（第１加工工程、第１加工処理）の前において、Ｚ方向からみて周縁部１７０上において第１ラインＡ１及び第２ラインＡ２と異なる位置に集光領域Ｃを位置させつつ、レーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第３改質領域１２３を形成する第３加工処理を実行してもよい。第３加工処理の実行のタイミングや具体的な処理内容については、第１実施形態と同様に行うことが可能である。また、第２実施形態にて第３加工処理を行う場合には、第１実施形態の変形例と同様の変形を採用することも可能である。

また、上記第２実施形態では、工程Ｓ２０１（第１加工工程、第１加工処理）の後に、工程Ｓ２０２（第２加工工程、第２加工処理）を行って、第２ラインＡ２に沿って第２改質領域１２２を形成する例を説明した。しかし、この順序は変更可能である。この点について、より具体的に説明する。

すなわち、第２施形態に係るレーザ加工装置１では、制御部６が、第１加工処理の前に、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、第２ラインＡ２に沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを第１ウェハ１００に照射することにより、改質領域１２としての第２改質領域１２２を第２ラインＡ２に沿って形成する第２加工処理を実行してもよい。この場合にも、上記の場合と同様に、第２改質領域１２２や第２改質領域１２２から延びる亀裂を利用して、第１ウェハ１００の除去領域Ｅを周方向に複数の部分に分割して容易にトリミングを行うことが可能となる。特に、この場合には、第１加工処理の前に第２加工処理が行われる。よって、第２加工処理で形成される第２改質領域１２２によって、第１ウェハ１００内部の応力をさらに緩和した状態において、第１加工処理において斜めに延びる第１亀裂１３１を形成することが可能となる。

一方で、第２実施形態についても、第１実施形態と同様に、第２加工処理では、制御部６が、第２ラインＡ２のうちの第１部分Ａ２ａに沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを照射することにより、第２改質領域１２２を第１部分Ａ２ａに沿って形成する第１部分処理と、第２ラインのうちの第２部分Ａ２ｂに沿って集光領域Ｃを相対移動させながらレーザ光Ｌを照射することにより、第２改質領域１２２を第２部分Ａ２ｂに沿って形成する第２部分処理と、を実行すると共に、制御部６が、少なくとも第１部分処理を第１加工処理の前に実行することができる。

この場合、第１亀裂１３１が第１面１０１に至るように伸展する前に、第３改質領域１２３に加えて第２ラインＡ２の第１部分Ａ２ａに形成される第２改質領域１２２によって、第１ウェハ１００内部の応力緩和を図ることが可能となる。この場合、第１部分処理で形成される第２改質領域１２２も、第１ウェハ１００の内部に生じた応力を緩和するための改質領域１２として機能する。したがって、制御部６は、第１部分処理と同時に応力緩和処理を実行することとなる。

さらに、この場合において、制御部６が、第１部分処理及び第２部分処理の両方を、第１加工処理の前に行うことも可能である。この場合、第１亀裂１３１が第１面１０１に至るように伸展する前に、第２ラインＡ２の第１部分Ａ２ａ及び第２部分Ａ２ｂに形成される第２改質領域１２２によって、第１ウェハ１００内部の応力緩和を図ることが可能となる。この場合、第１部分処理及び第２部分処理で形成される第２改質領域１２２も、第１ウェハ１００の内部に生じた応力を緩和するための改質領域１２として機能する。したがって、制御部６は、第１部分処理及び第２部分処理と同時に応力緩和処理を実行することとなる。

一方、第２実施形態においても、制御部６が、第１部分処理を第１加工処理の前に行うと共に、第２部分処理を第１加工処理の後に行うことも可能である。この場合、第２ラインＡ２のうちの第１ラインＡ１に至る第２部分Ａ２ｂにおける第２改質領域１２２の形成時に、第１ラインＡ１において第１改質領域１２１が既に形成されていることから、第２改質領域１２２から水平方向に延びる亀裂の伸展が、第１改質領域１２１によって留められる。
［第１実施形態及び第２実施形態に共通の変形例］

ここで、上記第１及び第２実施形態では、工程Ｓ１０２，Ｓ２０１において、斜め亀裂を形成するための第１斜め加工処理、第２斜め加工処理、及び、垂直亀裂を形成するための垂直加工処理を、この順で行う例について説明した。しかし、この順序は変更可能である。より具体的には、制御部６は、工程Ｓ１０２，Ｓ２０１において、第１斜め加工処理及び第２斜め加工処理の前に、垂直加工処理を実行してもよい。

すなわち、制御部６は、第１加工処理では、第１斜め加工処理の前に、第２Ｙ位置Ｙ２において、第２Ｚ位置Ｚ２よりも第２面１０２側の複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することにより、第２Ｙ位置Ｙ２においてＺ方向に沿って配列された複数の第１改質領域１２１（第３Ｚ改質領域１２１ｃ）を形成し、当該複数の第１改質領域１２１にわたって垂直に第３亀裂１３１ｂを伸展させる垂直加工処理を実行することができる。この場合、垂直加工処理にて形成される第１改質領域１２１によってウェハ内部の応力を緩和した状態において、第１斜め加工処理及び第２斜め加工処理にて斜めに延びる第１亀裂１３１を形成することが可能となる。

また、上記第１及び第２実施形態では、第１加工処理、第２加工処理、及び、第３加工処理において、レーザ光Ｌの照射により改質領域１２を形成したが、各処理において異なるレーザ光を使用することも可能である。

また、上記第１及び第２実施形態では、第１加工処理において、制御部６が、照射部３及び移動部４，５を制御することにより、複数のＺ方向の位置に集光領域Ｃを位置させてレーザ光Ｌを照射することによって、Ｚ方向に沿って複数の第１改質領域１２１を形成する場合について説明した。しかし、対象物１１がＺ方向に比較的薄い場合や、より第１面１０１側において加工を行う場合には、第１加工処理において、第１Ｚ改質領域１２１ａの形成によって（第２Ｚ改質領域１２１ｂを形成することなく）、第１Ｚ改質領域１２１ａから第１面１０１に至る第１亀裂１３１を形成することができる。これは、第１亀裂１３１がＺ方向に対して傾斜する斜め亀裂である場合、及び、第１亀裂１３１がＺ方向に沿って延びる垂直亀裂である場合のいずれについても同様である。

また、上記第１及び第２実施形態では、第２ラインＡ２が、第１ウェハ１００の外縁１０３から第１ラインＡ１に至るように直線状に延びる場合について説明した。しかし、第２ラインＡ２は、外縁１０３から第１ラインＡ１に至っていればよく、曲線状であってもよい。一例としては、第２ラインＡ２は、ステージ２のＺ軸に沿った回転軸の周りの回転運動と、照射部３のＹ方向への直線運動との組み合わせで生成される（部分的な）渦巻き状の曲線とされ得る。

さらに、上記第１及び第２実施形態の対象物１１は、第１ウェハ１００を第２ウェハ２００に接合することで構成される貼合ウェハであるものとした。しかし、第１ウェハ１００が接合される別部材は、第２ウェハ２００に限定されない。

１…レーザ加工装置、２…ステージ（支持部）、３…照射部、４，５…移動部、６…制御部、１２…改質領域、１３…亀裂、１００…第１ウェハ（ウェハ）、１０１…第１面、１０２…第２面、１０３…外縁、１２１…第１改質領域、１２１ａ…第１Ｚ改質領域、１２１ｂ…第２Ｚ改質領域、１２１ｃ…第３Ｚ改質領域、１２２…第２改質領域、１２３…第３改質領域、１３１…第１亀裂、１３１ｂ…第３亀裂、１５０…デバイス層、１５３…外縁、１６０…アクティブエリア、１７０…周縁部、１７１…接合領域、１７２…前処理領域、Ａ１…第１ライン、Ａ２…第２ライン、Ａ３…第３ライン、Ｂ１２…境界。

Claims (12)

1. 第１面と前記第１面と反対側の第２面とを含み、前記第１面側において別部材に接合されたウェハに対して、前記第２面を入射面としてレーザ光を照射することにより前記ウェハに改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、
   前記ウェハ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ウェハに向けて前記レーザ光を照射するための照射部と、
   前記レーザ光の集光領域を前記ウェハに対して相対移動させるための移動部と、
   前記照射部及び前記移動部を制御するための制御部と、
   を備え、
   前記第１面には、複数のチップを含むと共に前記別部材に接合されたデバイス層が形成されており、
   前記デバイス層は、前記複数のチップを含むアクティブエリアと、前記第１面に交差するＺ方向からみて前記アクティブエリアを囲うように前記アクティブエリアの外側に位置する周縁部と、を含み、
   前記制御部は、前記照射部及び前記移動部を制御することにより、
   前記Ｚ方向からみて前記周縁部上において環状に延びる第１ラインに沿って前記集光領域を相対移動させながら前記レーザ光を前記ウェハに照射することにより、前記改質領域としての第１改質領域を前記第１ラインに沿って形成すると共に、前記第１改質領域から前記第１面に至るように第１亀裂を形成する第１加工処理と、
   前記Ｚ方向からみて前記周縁部上において前記ウェハの外縁から前記第１ラインに至るように延びる第２ラインに沿って前記集光領域を相対移動させながら前記レーザ光を前記ウェハに照射することにより、前記改質領域としての第２改質領域を前記第２ラインに沿って形成する第２加工処理と、
   前記Ｚ方向からみて前記周縁部上において前記第１ライン及び前記第２ラインと異なる位置に前記集光領域を位置させつつ前記レーザ光を前記ウェハに照射することにより、前記改質領域としての第３改質領域を形成する第３加工処理と、
   を実行し、
   前記制御部は、前記第１加工処理において前記第１亀裂を前記第１面に至るように伸展させる前に前記第３加工処理を実行する、
   レーザ加工装置。
2. 前記制御部は、前記第１加工処理の前に前記第３加工処理を実行する、
   請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記周縁部は、前記デバイス層の外縁を含む領域であって、前記別部材との接合が弱化された前処理領域と、前記Ｚ方向からみて前記前処理領域の内側に位置する接合領域と、を有し、
   前記第１加工処理では、前記制御部は、前記第１亀裂が前記前処理領域と前記接合領域との境界に向けて延びるように前記第１改質領域を形成する、
   請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記第１加工処理では、前記制御部は、前記第１亀裂が、前記第２面から前記第１面に向かうにつれて前記接合領域から前記境界に向かって斜めに延びるように前記第１改質領域を形成する、
   請求項３に記載のレーザ加工装置。
5. 前記第３加工処理では、前記制御部は、少なくとも前記前処理領域上に前記集光領域を位置させて前記レーザ光を照射することにより、少なくとも前記前処理領域上に前記第３改質領域を形成する、
   請求項３又は４に記載のレーザ加工装置。
6. 前記第３加工処理では、前記制御部は、少なくとも、前記Ｚ方向からみて前記前処理領域上において環状に延びる第３ラインに沿って前記集光領域を相対移動させながら前記レーザ光を照射することにより、前記第３ラインに沿って前記第３改質領域を形成する、
   請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記第２加工処理では、前記制御部は、
   前記第２ラインのうちの前記ウェハの外縁から前記第３ラインに至る第１部分に沿って前記集光領域を相対移動させながら前記レーザ光を照射することにより、前記第２改質領域を前記第１部分に沿って形成する第１部分処理と、
   前記第２ラインのうちの前記第３ラインから前記第１ラインに至る第２部分に沿って前記集光領域を相対移動させながら前記レーザ光を照射することにより、前記第２改質領域を前記第２部分に沿って形成する第２部分処理と、
   を実行し、
   前記制御部は、少なくとも前記第１部分処理を前記第１加工処理の前に実行する、
   請求項６に記載のレーザ加工装置。
8. 前記制御部は、前記第１部分処理及び前記第２部分処理を前記第１加工処理の前に実行する、
   請求項７に記載のレーザ加工装置。
9. 前記第３加工処理では、前記制御部は、前記第３改質領域を形成すると共に当該第３改質領域から延びる亀裂を前記第２面に到達させる、
   請求項１～８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
10. 前記第３加工処理では、前記制御部は、前記周縁部上において前記第１ライン及び前記第２ラインと異なる位置に前記集光領域を位置させつつ前記レーザ光を照射することにより、前記第３改質領域から延びる亀裂が前記第１面及び前記第２面に至らないように前記第３改質領域を形成する、
    請求項１～８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
11. 前記第１加工処理では、前記制御部は、複数の前記Ｚ方向の位置に前記集光領域を位置させて前記レーザ光を照射することによって、前記Ｚ方向に沿って複数の前記第１改質領域を形成し、
    前記第３加工処理では、前記制御部は、複数の前記第１改質領域のうちの最も前記第１面側に位置する前記第１改質領域を形成するときの前記集光領域の前記Ｚ方向の位置である第１Ｚ位置に前記集光領域を位置させて前記レーザ光を照射することにより、前記第３改質領域を形成する、
    請求項１０に記載のレーザ加工装置。
12. 第１面と前記第１面と反対側の第２面とを含み、前記第１面において別部材に接合されたウェハに対して、前記第２面を入射面としてレーザ光を照射することにより前記ウェハに改質領域を形成するレーザ加工工程を備え、
    前記第１面には、複数のチップを含むと共に前記別部材に接合されたデバイス層が形成されており、
    前記デバイス層は、前記複数のチップを含むアクティブエリアと、前記第１面に交差するＺ方向からみて前記アクティブエリアを囲うように前記アクティブエリアの外側に位置する周縁部と、を含み、
    前記レーザ加工工程は、
    前記Ｚ方向からみて前記周縁部上において環状に延びる第１ラインに沿って、前記レーザ光の集光領域を相対移動させながら前記レーザ光を前記ウェハに照射することにより、前記改質領域としての第１改質領域を前記第１ラインに沿って形成すると共に、前記第１改質領域から前記第１面に至るように第１亀裂を形成する第１加工工程と、
    前記Ｚ方向からみて前記周縁部上において前記ウェハの外縁から前記第１ラインに至るように延びる第２ラインに沿って、前記集光領域を相対移動させながら前記レーザ光を前記ウェハに照射することにより、前記改質領域としての第２改質領域を前記第２ラインに沿って形成する第２加工工程と、
    前記Ｚ方向からみて前記周縁部上において前記第１ライン及び前記第２ラインと異なる位置に前記集光領域を位置させつつ、前記レーザ光を前記ウェハに照射することにより、前記改質領域としての第３改質領域を形成する第３加工工程と、
    を含み、
    前記第３加工工程は、前記第１加工工程において前記第１亀裂を前記第１面に至るように伸展させる前に実施される、
    レーザ加工方法。

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