JP2023125392A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が所定方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる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】４ｆレンズユニット４２０は、空間光変調器４１０におけるレーザ光Ｌの像を集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに転像する。観察用カメラ４８８は、第１面１ａ側から対象物１に入射して第２面１ｂで反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬを検出する。制御部５００は、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬが検出される際に、球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０を制御する。【選択図】図１０

Description

本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。

対象物を支持する支持部と、レーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を変調する空間光変調器と、空間光変調器によって変調されたレーザ光を対象物に集光する集光部と、空間光変調器におけるレーザ光の像を集光部の入射瞳面に転像する転像部と、を備えるレーザ加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－５１０１１号公報

上述したようなレーザ光照射装置では、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が集光部の入射瞳面の中心位置からずれていると、所望の加工品質を得ることができないおそれがある。

本発明は、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が所定方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる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。

本発明のレーザ加工装置は、対向する第１面及び第２面を有する対象物を支持する支持部と、レーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を変調する空間光変調器と、空間光変調器によって変調されたレーザ光を第１面側から対象物に集光する集光部と、空間光変調器におけるレーザ光の像を集光部の入射瞳面に転像する転像部と、第１面側から対象物に入射して第２面で反射されたレーザ光の反射光を検出する光検出器と、少なくとも空間光変調器を制御する制御部と、を備え、制御部は、入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が集光部の光軸の方向と交差する第１方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面において光軸の方向及び第１方向と交差する第２方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器を制御する。

このレーザ加工装置では、第１面側から対象物に入射して第２面で反射されたレーザ光の反射光が光検出器によって検出される。このとき、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ集光部の入射瞳面において第２方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器が制御される。これにより、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第１方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致している場合と、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第１方向において集光部の入射瞳面の中心位置からずれている場合とで、反射光の検出結果に顕著な差が現れる。よって、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第１方向（所定方向）において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、反射光の検出結果に基づいて、レーザ光の像の中心位置が第１方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを判定してもよい。これによれば、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第１方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを自動で判定することができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、レーザ光の像の中心位置が第１方向において入射瞳面の中心位置に一致していた場合に空間光変調器が表示していた第１位相パターンに関する情報を取得し、空間光変調器における位相パターンの表示位置の基準である基準位置の第１座標として、第１方向に相当する方向における第１位相パターンの第１基準位置の座標を記憶してもよい。対象物の加工時に、第１基準位置の座標を基準位置の第１座標として位相パターンを空間光変調器に表示させることで、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第１方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致した状態で、対象物を加工することができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、レーザ光の像の中心位置が第１方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターン、及び入射瞳面において第２方向にコマ収差を発生させるためのコマ収差付与パターンを空間光変調器に表示させてもよい。これによれば、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光部の入射瞳面において第２方向にコマ収差を確実に発生させることができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、レーザ光の像の中心位置が第１方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターンを、入射瞳面において第２方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器に表示させてもよい。これによれば、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光部の入射瞳面において第２方向にコマ収差を確実に発生させることができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面において第１方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器を制御してもよい。これによれば、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第２方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致している場合と、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第２方向において集光部の入射瞳面の中心位置からずれている場合とで、反射光の検出結果に顕著な差が現れる。よって、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第２方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、反射光の検出結果に基づいて、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを判定してもよい。これによれば、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第２方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを自動で判定することができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致していた場合に空間光変調器が表示していた第２位相パターンに関する情報を取得し、空間光変調器における位相パターンの表示位置の基準である基準位置の第２座標として、第２方向に相当する方向における第２位相パターンの第２基準位置の座標を記憶してもよい。対象物の加工時に、第２基準位置の座標を基準位置の第２座標として位相パターンを空間光変調器に表示させることで、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第２方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致した状態で、対象物を加工することができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターン、及び入射瞳面において第１方向にコマ収差を発生させるためのコマ収差付与パターンを空間光変調器に表示させてもよい。これによれば、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光部の入射瞳面において第１方向にコマ収差を確実に発生させることができる。

本発明のレーザ加工装置では、制御部は、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターンを、入射瞳面において第１方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器に表示させてもよい。これによれば、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光部の入射瞳面において第１方向にコマ収差を確実に発生させることができる。

本発明のレーザ加工装置では、所定距離は、所定距離をｄとし、第１面と第２面との距離をｔとすると、（２ｔ－０．１ｔ）≦ｄ≦（２ｔ＋０．１ｔ）を満たすように設定されてもよい。これによれば、反射光の検出結果に与えられる球面収差の影響を適切に抑制することができる。

本発明のレーザ加工装置は、反射光の検出結果を表示する表示部を更に備えてもよい。これによれば、反射光の検出結果をオペレータに報知することができる。

本発明のレーザ加工方法は、対向する第１面及び第２面を有する対象物を支持する支持部と、レーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を変調する空間光変調器と、空間光変調器によって変調されたレーザ光を第１面側から対象物に集光する集光部と、空間光変調器におけるレーザ光の像を集光部の入射瞳面に転像する転像部と、第１面側から対象物に入射して第２面で反射されたレーザ光の反射光を検出する光検出器と、を備えるレーザ加工装置において実施されるレーザ加工方法である。本発明のレーザ加工方法は、入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が集光部の光軸の方向と交差する第１方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面において光軸の方向及び第１方向と交差する第２方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器を制御するステップと、反射光の検出結果に基づいて、レーザ光の像の中心位置が第１方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを判定するステップと、レーザ光の像の中心位置が第１方向において入射瞳面の中心位置に一致していた場合に空間光変調器が表示していた第１位相パターンに関する情報を取得し、空間光変調器における位相パターンの表示位置の基準である基準位置の第１座標として、第１方向に相当する方向における第１位相パターンの第１基準位置の座標を記憶するステップと、を備える。

このレーザ加工方法によれば、上述したように、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第１方向（所定方向）において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。更に、対象物の加工時に、第１基準位置の座標を基準位置の第１座標として位相パターンを空間光変調器に表示させることで、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第１方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致した状態で、対象物を加工することができる。

本発明のレーザ加工方法は、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、光検出器によって反射光が検出される際に、レーザ光が第１面から所定距離だけ対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面において第１方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器を制御するステップと、反射光の検出結果に基づいて、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを判定するステップと、レーザ光の像の中心位置が第２方向において入射瞳面の中心位置に一致していた場合に空間光変調器が表示していた第２位相パターンに関する情報を取得し、基準位置の第２座標として、第２方向に相当する方向における第２位相パターンの第２基準位置の座標を記憶するステップと、を更に備えてもよい。これによれば、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第２方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。更に、対象物の加工時に、第２基準位置の座標を基準位置の第２座標として位相パターンを空間光変調器に表示させることで、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が第２方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致した状態で、対象物を加工することができる。

本発明によれば、集光部の入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が所定方向において集光部の入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することが可能となる。

一実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。 図１に示される支持台に取り付けられる対象物の斜視図である。 図１に示されるレーザ出力部の平面図である。 図１に示されるレーザ出力部及びレーザ集光部の斜視図である。 図１に示されるレーザ集光部の断面図である。 図５に示されるVI－VI線に沿ってのレーザ集光部の断面図である。 図６に示されるVII－VII線に沿ってのレーザ集光部の断面図である。 図５に示される空間光変調器の断面図である。 図５に示される空間光変調器、４ｆレンズユニット及び集光レンズユニットの光学的配置関係を示す図である。 図１に示されるレーザ加工装置の要部の構成図である。 対象物におけるレーザ光の集光状態を示す図である。 点像画像を示す図である。 転像位置ずれが生じていない状態を示す図である。 転像位置ずれが生じている状態を示す図である。 位相パターンの表示位置ごとの点像画像を示す図である。 位相パターンの表示位置ごとの点像画像を示す図である。 位相パターンの表示位置ごとの点像画像を示す図である。 位相パターンの表示位置ごとの点像画像を示す図である。 点像画像に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。 点像画像に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。 点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。 位相パターンの表示位置ごとの加工結果を示す図である。 位相パターンの表示位置ごとの加工結果を示す図である。 位相パターンの表示位置ごとの加工結果を示す図である。 点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。 点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。

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。
［レーザ加工装置の全体構成］

図１に示されるように、レーザ加工装置２００は、装置フレーム２１０と、第１移動機構２２０と、支持台（支持部）２３０と、第２移動機構２４０と、を備えている。更に、レーザ加工装置２００は、レーザ出力部３００と、レーザ集光部４００と、制御部５００と、を備えている。以下の説明では、水平面内において互いに直交する方向をＸ方向及びＹ方向とし、鉛直方向をＺ方向とする。

第１移動機構２２０は、装置フレーム２１０に取り付けられている。第１移動機構２２０は、第１レールユニット２２１と、第２レールユニット２２２と、可動ベース２２３と、を有している。第１レールユニット２２１は、装置フレーム２１０に取り付けられている。第１レールユニット２２１には、Ｙ方向に沿って延在する一対のレール２２１ａ，２２１ｂが設けられている。第２レールユニット２２２は、Ｙ方向に沿って移動可能となるように、第１レールユニット２２１の一対のレール２２１ａ，２２１ｂに取り付けられている。第２レールユニット２２２には、Ｘ方向に沿って延在する一対のレール２２２ａ，２２２ｂが設けられている。可動ベース２２３は、Ｘ方向に沿って移動可能となるように、第２レールユニット２２２の一対のレール２２２ａ，２２２ｂに取り付けられている。可動ベース２２３は、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。

支持台２３０は、可動ベース２２３に取り付けられている。支持台２３０は、対象物１を支持する。対象物１は、例えば、シリコン等の半導体材料からなる基板の表面側に複数の機能素子（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、又は回路として形成された回路素子等）がマトリックス状に形成されたウェハである。対象物１が支持台２３０に支持される際には、図２に示されるように、環状のフレーム１１に張られたフィルム１２上に、例えば対象物１の表面１０ａ（複数の機能素子側の面）が貼付される。支持台２３０は、クランプによってフレーム１１を保持すると共に真空チャックテーブルによってフィルム１２を吸着することで、対象物１を支持する。支持台２３０上において、対象物１には、互いに平行な複数のライン５ａ、及び互いに平行な複数のライン５ｂが、隣り合う機能素子の間を通るように格子状に設定される。複数のライン５ａ及び複数のライン５ｂは、対象物１を機能素子ごとに切断するためのラインである。

図１に示されるように、支持台２３０は、第１移動機構２２０において第２レールユニット２２２が動作することで、Ｙ方向に沿って移動させられる。また、支持台２３０は、第１移動機構２２０において可動ベース２２３が動作することで、Ｘ方向に沿って移動させられる。更に、支持台２３０は、第１移動機構２２０において可動ベース２２３が動作することで、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転させられる。このように、支持台２３０は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って移動可能となり且つＺ方向に平行な軸線を中心線として回転可能となるように、装置フレーム２１０に取り付けられている。

レーザ出力部３００は、装置フレーム２１０に取り付けられている。レーザ集光部４００は、第２移動機構２４０を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。レーザ集光部４００は、第２移動機構２４０が動作することで、Ｚ方向に沿って移動させられる。このように、レーザ集光部４００は、レーザ出力部３００に対してＺ方向に沿って移動可能となるように、装置フレーム２１０に取り付けられている。

制御部５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成されている。制御部５００は、レーザ加工装置２００の各部を制御する。

一例として、レーザ加工装置２００では、次のように、各ライン５ａ，５ｂ（図２参照）に沿って対象物１の内部に改質領域が形成される。

まず、対象物１の裏面１０ｂ（図２参照）がレーザ光入射面となるように、対象物１が支持台２３０に支持され、対象物１の各ライン５ａがＸ方向に平行な方向に合わせられる。続いて、対象物１の内部において対象物１のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Ｌの集光点が位置するように、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００が移動させられる。続いて、対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されつつ、各ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各ライン５ａに沿って対象物１の内部に改質領域が形成される。

各ライン５ａに沿っての改質領域の形成が終了すると、第１移動機構２２０によって支持台２３０が回転させられ、対象物１の各ライン５ｂがＸ方向に平行な方向に合わせられる。続いて、対象物１の内部において対象物１のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Ｌの集光点が位置するように、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００が移動させられる。続いて、対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されつつ、各ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各ライン５ｂに沿って対象物１の内部に改質領域が形成される。

このように、レーザ加工装置２００では、Ｘ方向に平行な方向が加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）とされている。なお、各ライン５ａに沿ったレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動、及び各ライン５ｂに沿ったレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動は、第１移動機構２２０によって支持台２３０がＸ方向に沿って移動させられることで、実施される。また、各ライン５ａ間におけるレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動、及び各ライン５ｂ間におけるレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動は、第１移動機構２２０によって支持台２３０がＹ方向に沿って移動させられることで、実施される。

図３に示されるように、レーザ出力部３００は、取付ベース３０１と、カバー３０２と、複数のミラー３０３，３０４と、を有している。更に、レーザ出力部３００は、レーザ発振器（光源）３１０と、シャッタ３２０と、λ／２波長板ユニット３３０と、偏光板ユニット３４０と、ビームエキスパンダ３５０と、ミラーユニット３６０と、を有している。

取付ベース３０１は、複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器３１０、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０を支持している。複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器３１０、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０は、取付ベース３０１の主面３０１ａに取り付けられている。取付ベース３０１は、板状の部材であり、装置フレーム２１０（図１参照）に対して着脱可能である。レーザ出力部３００は、取付ベース３０１を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。つまり、レーザ出力部３００は、装置フレーム２１０に対して着脱可能である。

カバー３０２は、取付ベース３０１の主面３０１ａ上において、複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器３１０、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０を覆っている。カバー３０２は、取付ベース３０１に対して着脱可能である。

レーザ発振器３１０は、直線偏光のレーザ光ＬをＸ方向に沿ってパルス発振する。レーザ発振器３１０から出射されるレーザ光Ｌの波長は、５００～５５０ｎｍ、１０００～１１５０ｎｍ又は１３００～１４００ｎｍのいずれかの波長帯に含まれる。５００～５５０ｎｍの波長帯のレーザ光Ｌは、例えばサファイアからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。１０００～１１５０ｎｍ及び１３００～１４００ｎｍの各波長帯のレーザ光Ｌは、例えばシリコンからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。レーザ発振器３１０から出射されるレーザ光Ｌの偏光方向は、例えば、Ｙ方向に平行な方向である。レーザ発振器３１０から出射されたレーザ光Ｌは、ミラー３０３によって反射され、Ｙ方向に沿ってシャッタ３２０に入射する。

レーザ発振器３１０では、次のように、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。レーザ発振器３１０が固体レーザで構成されている場合、共振器内に設けられたＱスイッチ（ＡＯＭ（音響光学変調器）、ＥＯＭ（電気光学変調器）等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。レーザ発振器３１０がファイバレーザで構成されている場合、シードレーザ、アンプ（励起用）レーザを構成する半導体レーザの出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。レーザ発振器３１０が外部変調素子を用いている場合、共振器外に設けられた外部変調素子（ＡＯＭ、ＥＯＭ等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。

シャッタ３２０は、機械式の機構によってレーザ光Ｌの光路を開閉する。レーザ出力部３００からのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、上述したように、レーザ発振器３１０でのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって実施されるが、シャッタ３２０が設けられていることで、例えばレーザ出力部３００からレーザ光Ｌが不意に出射されることが防止される。シャッタ３２０を通過したレーザ光Ｌは、ミラー３０４によって反射され、Ｘ方向に沿ってλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０に順次入射する。

λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの出力（光強度）を調整する出力調整部として機能する。また、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部として機能する。λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を順次通過したレーザ光Ｌは、Ｘ方向に沿ってビームエキスパンダ３５０に入射する。

ビームエキスパンダ３５０は、レーザ光Ｌの径を調整しつつ、レーザ光Ｌを平行化する。ビームエキスパンダ３５０を通過したレーザ光Ｌは、Ｘ方向に沿ってミラーユニット３６０に入射する。

ミラーユニット３６０は、支持ベース３６１と、複数のミラー３６２，３６３と、を有している。支持ベース３６１は、複数のミラー３６２，３６３を支持している。支持ベース３６１は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って位置調整可能となるように、取付ベース３０１に取り付けられている。ミラー３６２は、ビームエキスパンダ３５０を通過したレーザ光ＬをＹ方向に反射する。ミラー３６２は、その反射面が例えばＺ方向に平行な軸線回りに角度調整可能となるように、支持ベース３６１に取り付けられている。ミラー３６３は、ミラー３６２によって反射されたレーザ光ＬをＺ方向に反射する。ミラー３６３は、その反射面が例えばＸ方向に平行な軸線回りに角度調整可能となり且つＹ方向に沿って位置調整可能となるように、支持ベース３６１に取り付けられている。ミラー３６３によって反射されたレーザ光Ｌは、支持ベース３６１に形成された開口３６１ａを通過し、Ｚ方向に沿ってレーザ集光部４００（図１参照）に入射する。つまり、レーザ出力部３００によるレーザ光Ｌの出射方向は、レーザ集光部４００の移動方向に一致している。上述したように、各ミラー３６２，３６３は、反射面の角度を調整するための機構を有している。ミラーユニット３６０では、取付ベース３０１に対する支持ベース３６１の位置調整、支持ベース３６１に対するミラー３６３の位置調整、及び各ミラー３６２，３６３の反射面の角度調整が実施されることで、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸の位置及び角度がレーザ集光部４００に対して合わされる。つまり、複数のミラー３６２，３６３は、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するための構成である。

図４に示されるように、レーザ集光部４００は、筐体４０１を有している。筐体４０１は、Ｙ方向を長手方向とする直方体状の形状を呈している。筐体４０１の一方の側面４０１ｅには、第２移動機構２４０が取り付けられている（図５及び図７参照）。筐体４０１には、ミラーユニット３６０の開口３６１ａとＺ方向において対向するように、円筒状の光入射部４０１ａが設けられている。光入射部４０１ａは、レーザ出力部３００から出射されたレーザ光Ｌを筐体４０１内に入射させる。ミラーユニット３６０と光入射部４０１ａとは、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００がＺ方向に沿って移動させられた際に互いに接触することがない距離だけ、互いに離間している。

図５及び図６に示されるように、レーザ集光部４００は、ミラー４０２と、ダイクロイックミラー４０３と、を有している。更に、レーザ集光部４００は、空間光変調器４１０と、４ｆレンズユニット（転像部）４２０と、集光レンズユニット（集光部）４３０と、駆動機構４４０と、一対の測距センサ４５０と、を有している。

ミラー４０２は、光入射部４０１ａとＺ方向において対向するように、筐体４０１の底面４０１ｂに取り付けられている。ミラー４０２は、光入射部４０１ａを介して筐体４０１内に入射したレーザ光ＬをＸＹ平面に平行な方向に反射する。ミラー４０２には、レーザ出力部３００のビームエキスパンダ３５０によって平行化されたレーザ光ＬがＺ方向に沿って入射する。つまり、ミラー４０２には、レーザ光Ｌが平行光としてＺ方向に沿って入射する。そのため、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００がＺ方向に沿って移動させられても、Ｚ方向に沿ってミラー４０２に入射するレーザ光Ｌの状態は一定に維持される。ミラー４０２によって反射されたレーザ光Ｌは、空間光変調器４１０に入射する。

空間光変調器４１０は、反射面４１０ａが筐体４０１内に臨んだ状態で、Ｙ方向における筐体４０１の端部４０１ｃに取り付けられている。空間光変調器４１０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）であり、レーザ光Ｌを変調しつつ、レーザ光ＬをＹ方向に反射する。空間光変調器４１０によって変調されると共に反射されたレーザ光Ｌは、Ｙ方向に沿って４ｆレンズユニット４２０に入射する。ここで、ＸＹ平面に平行な平面内において、空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とが成す角度αは、鋭角（例えば、１０～６０°）とされている。つまり、レーザ光Ｌは、空間光変調器４１０においてＸＹ平面に沿って鋭角に反射される。これは、レーザ光Ｌの入射角及び反射角を抑えて回折効率の低下を抑制し、空間光変調器４１０の性能を十分に発揮させるためである。なお、空間光変調器４１０では、例えば、液晶が用いられた光変調層の厚さが数μｍ～数十μｍ程度と極めて薄いため、反射面４１０ａは、光変調層の光入出射面と実質的に同じと捉えることができる。

４ｆレンズユニット４２０は、ホルダ４２１と、空間光変調器４１０側のレンズ４２２と、集光レンズユニット４３０側のレンズ４２３と、スリット部材４２４と、を有している。ホルダ４２１は、一対のレンズ４２２，４２３及びスリット部材４２４を保持している。ホルダ４２１は、レーザ光Ｌの光軸に沿った方向における一対のレンズ４２２，４２３及びスリット部材４２４の互いの位置関係を一定に維持している。一対のレンズ４２２，４２３は、空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａ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４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの像（空間光変調器４１０において変調されたレーザ光Ｌの像）が、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに転像（結像）される。スリット部材４２４には、スリット４２４ａが形成されている。スリット４２４ａは、レンズ４２２とレンズ４２３との間であって、レンズ４２２の焦点面付近に位置している。空間光変調器４１０によって変調されると共に反射されたレーザ光Ｌのうち不要な部分は、スリット部材４２４によって遮断される。４ｆレンズユニット４２０を通過したレーザ光Ｌは、Ｙ方向に沿ってダイクロイックミラー４０３に入射する。

ダイクロイックミラー４０３は、レーザ光Ｌの一部（例えば、９５～９９．５％）をＺ方向に反射し、レーザ光Ｌの残部（例えば、０．５～５％）をＹ方向に沿って透過させる。レーザ光Ｌの一部は、ダイクロイックミラー４０３においてＹＺ平面に沿って直角に反射される。ダイクロイックミラー４０３によって反射されたレーザ光Ｌは、Ｚ方向に沿って集光レンズユニット４３０に入射する。

集光レンズユニット４３０は、Ｙ方向における筐体４０１の端部４０１ｄ（端部４０１ｃとは反対側の端部）に、駆動機構４４０を介して取り付けられている。集光レンズユニット４３０は、ホルダ４３１と、複数のレンズ４３２と、を有している。ホルダ４３１は、複数のレンズ４３２を保持している。複数のレンズ４３２は、支持台２３０に支持された対象物１（図１参照）に対してレーザ光Ｌを集光する。駆動機構４４０は、圧電素子の駆動力によって、集光レンズユニット４３０をＺ方向に沿って移動させる。

一対の測距センサ４５０は、Ｘ方向において集光レンズユニット４３０の両側に位置するように、筐体４０１の端部４０１ｄに取り付けられている。各測距センサ４５０は、支持台２３０に支持された対象物１（図１参照）のレーザ光入射面に対して測距用の光（例えば、レーザ光）を出射し、当該レーザ光入射面によって反射された測距用の光を検出することで、対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する。なお、測距センサ４５０には、三角測距方式、レーザ共焦点方式、白色共焦点方式、分光干渉方式、非点収差方式等のセンサを利用することができる。

レーザ加工装置２００では、上述したように、Ｘ方向に平行な方向が加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）とされている。そのため、各ライン５ａ，５ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる際に、一対の測距センサ４５０のうち集光レンズユニット４３０に対して相対的に先行する測距センサ４５０が、各ライン５ａ，５ｂに沿った対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する。そして、対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されるように、駆動機構４４０が、測距センサ４５０によって取得された変位データに基づいて集光レンズユニット４３０をＺ方向に沿って移動させる。

レーザ集光部４００は、ビームスプリッタ４６１と、一対のレンズ４６２，４６３と、プロファイル取得用カメラ４６４と、を有している。ビームスプリッタ４６１は、ダイクロイックミラー４０３を透過したレーザ光Ｌを反射成分と透過成分とに分ける。ビームスプリッタ４６１によって反射されたレーザ光Ｌは、Ｚ方向に沿って一対のレンズ４６２，４６３及びプロファイル取得用カメラ４６４に順次入射する。一対のレンズ４６２，４６３は、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとプロファイル取得用カメラ４６４の撮像面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、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａでのレーザ光Ｌの像が、プロファイル取得用カメラ４６４の撮像面に転像（結像）される。上述したように、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａでのレーザ光Ｌの像は、空間光変調器４１０において変調されたレーザ光Ｌの像である。したがって、レーザ加工装置２００では、プロファイル取得用カメラ４６４による撮像結果を監視することで、空間光変調器４１０の動作状態を把握することができる。

更に、レーザ集光部４００は、ビームスプリッタ４７１と、レンズ４７２と、光軸位置モニタ用カメラ４７３と、を有している。ビームスプリッタ４７１は、ビームスプリッタ４６１を透過したレーザ光Ｌを反射成分と透過成分とに分ける。ビームスプリッタ４７１によって反射されたレーザ光Ｌは、Ｚ方向に沿ってレンズ４７２及び光軸位置モニタ用カメラ４７３に順次入射する。レンズ４７２は、入射したレーザ光Ｌを光軸位置モニタ用カメラ４７３の撮像面上に集光する。レーザ加工装置２００では、プロファイル取得用カメラ４６４及び光軸位置モニタ用カメラ４７３のそれぞれによる撮像結果を監視しつつ、ミラーユニット３６０において、取付ベース３０１に対する支持ベース３６１の位置調整、支持ベース３６１に対するミラー３６３の位置調整、及び各ミラー３６２，３６３の反射面の角度調整を実施することで（図９及び図１０参照）、集光レンズユニット４３０に入射するレーザ光Ｌの光軸のずれ（集光レンズユニット４３０に対するレーザ光の強度分布の位置ずれ、及び集光レンズユニット４３０に対するレーザ光Ｌの光軸の角度ずれ）を補正することができる。

複数のビームスプリッタ４６１，４７１は、筐体４０１の端部４０１ｄからＹ方向に沿って延在する筒体４０４内に配置されている。一対のレンズ４６２，４６３は、Ｚ方向に沿って筒体４０４上に立設された筒体４０５内に配置されており、プロファイル取得用カメラ４６４は、筒体４０５の端部に配置されている。レンズ４７２は、Ｚ方向に沿って筒体４０４上に立設された筒体４０６内に配置されており、光軸位置モニタ用カメラ４７３は、筒体４０６の端部に配置されている。筒体４０５と筒体４０６とは、Ｙ方向において互いに並設されている。なお、ビームスプリッタ４７１を透過したレーザ光Ｌは、筒体４０４の端部に設けられたダンパ等に吸収されるようにしてもよいし、或いは、適宜の用途で利用されるようにしてもよい。

図６及び図７に示されるように、レーザ集光部４００は、可視光源４８１と、複数のレンズ４８２と、レチクル４８３と、ミラー４８４と、ハーフミラー４８５と、ビームスプリッタ４８６と、レンズ４８７と、観察用カメラ（光検出器）４８８と、を有している。可視光源４８１は、Ｚ方向に沿って可視光Ｖを出射する。複数のレンズ４８２は、可視光源４８１から出射された可視光Ｖを平行化する。レチクル４８３は、可視光Ｖにレチクルマークを付与する。ミラー４８４は、複数のレンズ４８２によって平行化された可視光ＶをＸ方向に反射する。ハーフミラー４８５は、ミラー４８４によって反射された可視光Ｖを反射成分と透過成分とに分ける。ハーフミラー４８５によって反射された可視光Ｖは、Ｚ方向に沿ってビームスプリッタ４８６及びダイクロイックミラー４０３を順次透過し、集光レンズユニット４３０を介して、支持台２３０に支持された対象物１（図１参照）に照射される。

対象物１に照射された可視光Ｖは、対象物１のレーザ光入射面によって反射され、集光レンズユニット４３０を介してダイクロイックミラー４０３に入射し、Ｚ方向に沿ってダイクロイックミラー４０３を透過する。ビームスプリッタ４８６は、ダイクロイックミラー４０３を透過した可視光Ｖを反射成分と透過成分とに分ける。ビームスプリッタ４８６を透過した可視光Ｖは、ハーフミラー４８５を透過し、Ｚ方向に沿ってレンズ４８７及び観察用カメラ４８８に順次入射する。レンズ４８７は、入射した可視光Ｖを観察用カメラ４８８の撮像面上に集光する。レーザ加工装置２００では、観察用カメラ４８８による撮像結果を観察することで、対象物１の状態を把握することができる。

ミラー４８４、ハーフミラー４８５及びビームスプリッタ４８６は、筐体４０１の端部４０１ｄ上に取り付けられたホルダ４０７内に配置されている。複数のレンズ４８２及びレチクル４８３は、Ｚ方向に沿ってホルダ４０７上に立設された筒体４０８内に配置されており、可視光源４８１は、筒体４０８の端部に配置されている。レンズ４８７は、Ｚ方向に沿ってホルダ４０７上に立設された筒体４０９内に配置されており、観察用カメラ４８８は、筒体４０９の端部に配置されている。筒体４０８と筒体４０９とは、Ｘ方向において互いに並設されている。なお、Ｘ方向に沿ってハーフミラー４８５を透過した可視光Ｖ、及びビームスプリッタ４８６によってＸ方向に反射された可視光Ｖは、それぞれ、ホルダ４０７の壁部に設けられたダンパ等に吸収されるようにしてもよいし、或いは、適宜の用途で利用されるようにしてもよい。

レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００の交換が想定されている。これは、対象物１の仕様、加工条件等に応じて、加工に適したレーザ光Ｌの波長が異なるからである。そのため、出射するレーザ光Ｌの波長が互いに異なる複数のレーザ出力部３００が用意される。ここでは、出射するレーザ光Ｌの波長が５００～５５０ｎｍの波長帯に含まれるレーザ出力部３００、出射するレーザ光Ｌの波長が１０００～１１５０ｎｍの波長帯に含まれるレーザ出力部３００、及び出射するレーザ光Ｌの波長が１３００～１４００ｎｍの波長帯に含まれるレーザ出力部３００が用意される。

一方、レーザ加工装置２００では、レーザ集光部４００の交換が想定されていない。これは、レーザ集光部４００がマルチ波長に対応している（互いに連続しない複数の波長帯に対応している）からである。具体的には、ミラー４０２、空間光変調器４１０、４ｆレンズユニット４２０の一対のレンズ４２２，４２３、ダイクロイックミラー４０３、及び集光レンズユニット４３０のレンズ４３２等がマルチ波長に対応している。ここでは、レーザ集光部４００は、５００～５５０ｎｍ、１０００～１１５０ｎｍ及び１３００～１４００ｎｍの波長帯に対応している。これは、レーザ集光部４００の各構成に所定の誘電体多層膜をコーティングすること等、所望の光学性能が満足されるようにレーザ集光部４００の各構成が設計されることで実現される。なお、レーザ出力部３００において、λ／２波長板ユニット３３０はλ／２波長板を有しており、偏光板ユニット３４０は偏光板を有している。λ／２波長板及び偏光板は、波長依存性が高い光学素子である。そのため、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、波長帯ごとに異なる構成としてレーザ出力部３００に設けられている。
［レーザ加工装置におけるレーザ光の光路及び偏光方向］

レーザ加工装置２００では、支持台２３０に支持された対象物１に対して集光されるレーザ光Ｌの偏光方向は、図５に示されるように、Ｘ方向に平行な方向であり、加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）に一致している。ここで、空間光変調器４１０では、レーザ光ＬがＰ偏光として反射される。これは、空間光変調器４１０の光変調層に液晶が用いられている場合において、空間光変調器４１０に対して入出射するレーザ光Ｌの光軸を含む平面に平行な面内で液晶分子が傾斜するように、当該液晶が配向されているときには、偏波面の回転が抑制された状態でレーザ光Ｌに位相変調が施されるからである。一方、ダイクロイックミラー４０３では、レーザ光ＬがＳ偏光として反射される。これは、レーザ光ＬをＰ偏光として反射させるよりも、レーザ光ＬをＳ偏光として反射させたほうが、ダイクロイックミラー４０３をマルチ波長に対応させるための誘電体多層膜のコーティング数が減少する等、ダイクロイックミラー４０３の設計が容易となるからである。

したがって、レーザ集光部４００では、ミラー４０２から空間光変調器４１０及び４ｆレンズユニット４２０を介してダイクロイックミラー４０３に至る光路が、ＸＹ平面に沿うように設定されており、空間光変調器４１０から４ｆレンズユニット４２０及びダイクロイックミラー４０３を介して集光レンズユニット４３０に至る光路が、ＹＺ平面に沿うように設定されている。

図３に示されるように、レーザ出力部３００では、レーザ光Ｌの光路がＸ方向又はＹ方向に沿うように設定されている。具体的には、レーザ発振器３１０からミラー３０３に至る光路、並びに、ミラー３０４からλ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０及びビームエキスパンダ３５０を介してミラーユニット３６０に至る光路が、Ｘ方向に沿うように設定されており、ミラー３０３からシャッタ３２０を介してミラー３０４に至る光路、及び、ミラーユニット３６０においてミラー３６２からミラー３６３に至る光路が、Ｙ方向に沿うように設定されている。

ここで、Ｚ方向に沿ってレーザ出力部３００からレーザ集光部４００に進行したレーザ光Ｌは、図５に示されるように、ミラー４０２によってＸＹ平面に平行な方向に反射され、空間光変調器４１０に入射する。このとき、ＸＹ平面に平行な平面内において、空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とは、鋭角である角度αをなしている。一方、上述したように、レーザ出力部３００では、レーザ光Ｌの光路がＸ方向又はＹ方向に沿うように設定されている。

したがって、レーザ出力部３００において、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を、レーザ光Ｌの出力を調整する出力調整部としてだけでなく、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部としても機能させる必要がある。
［空間光変調器］

図８に示されるように、空間光変調器４１０は、シリコン基板２１３、駆動回路層９１４、複数の画素電極２１４、誘電体多層膜ミラー等の反射膜２１５、配向膜９９９ａ、液晶層２１６、配向膜９９９ｂ、透明導電膜２１７、及びガラス基板等の透明基板２１８がこの順に積層されることで構成されている。

透明基板２１８は、空間光変調器４１０の反射面４１０ａを構成する表面２１８ａを有している。透明基板２１８は、例えばガラス等の光透過性材料からなり、空間光変調器４１０の表面２１８ａから入射した所定波長のレーザ光Ｌを、空間光変調器４１０の内部へ透過する。透明導電膜２１７は、透明基板２１８の裏面上に形成されており、レーザ光Ｌを透過する導電性材料（例えばＩＴＯ）からなる。

複数の画素電極２１４は、透明導電膜２１７に沿ってシリコン基板２１３上にマトリックス状に配列されている。各画素電極２１４は、例えばアルミニウム等の金属材料からなり、これらの表面２１４ａは、平坦且つ滑らかに加工されている。複数の画素電極２１４は、駆動回路層９１４に設けられたアクティブ・マトリクス回路によって駆動される。アクティブ・マトリクス回路は、空間光変調器４１０から出力しようとする光像に応じて、各画素電極２１４に印加する電圧を制御する。

配向膜９９９ａ，９９９ｂは、液晶層２１６の両端面に配置されており、液晶分子群を一定方向に配列させる。配向膜９９９ａ，９９９ｂは、例えばポリイミド等の高分子材料からなり、液晶層２１６との接触面にラビング処理等が施されている。

液晶層２１６は、複数の画素電極２１４と透明導電膜２１７との間に配置されており、各画素電極２１４と透明導電膜２１７とにより形成される電界に応じてレーザ光Ｌを変調する。すなわち、駆動回路層９１４のアクティブ・マトリクス回路によって各画素電極２１４に電圧が印加されると、透明導電膜２１７と各画素電極２１４との間に電界が形成され、液晶層２１６に形成された電界の大きさに応じて液晶分子２１６ａの配列方向が変化する。そして、レーザ光Ｌが透明基板２１８及び透明導電膜２１７を透過して液晶層２１６に入射すると、レーザ光Ｌは、液晶層２１６を通過する間に液晶分子２１６ａによって変調され、反射膜２１５よって反射された後、再び液晶層２１６によって変調されて、出射する。

このとき、制御部５００（図１参照）によって各画素電極２１４に印加される電圧が制御され、その電圧に応じて、液晶層２１６において透明導電膜２１７と各画素電極２１４とに挟まれた部分の屈折率が変化する（各画素電極２１４に対応した位置の液晶層２１６の屈折率が変化する）。この屈折率の変化によって、レーザ光Ｌの位相を液晶層２１６の画素電極２１４ごとに変化させることができる。つまり、ホログラムパターンに応じた位相変調を液晶層２１６の画素電極２１４ごとにレーザ光Ｌに付与することができる。換言すると、空間光変調器４１０は、ホログラムパターンとしての位相パターンを液晶層２１６に表示する。この位相パターンによってレーザ光Ｌの波面が調整され、レーザ光Ｌを構成する各光線において進行方向に垂直な所定方向の成分の位相にずれが生じる。したがって、空間光変調器４１０に表示させる位相パターンを適宜設定することで、レーザ光Ｌを変調することができる（例えば、レーザ光Ｌの強度、振幅、位相、偏光等を変調することができる）。
［４ｆレンズユニット］

上述したように、４ｆレンズユニット４２０の一対のレンズ４２２，４２３は、空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａ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。具体的には、図９に示されるように、空間光変調器４１０側のレンズ４２２の中心と空間光変調器４１０の反射面４１０ａとの間の光路の距離がレンズ４２２の第１焦点距離ｆ１となり、集光レンズユニット４３０側のレンズ４２３の中心と集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとの間の光路の距離がレンズ４２３の第２焦点距離ｆ２となり、レンズ４２２の中心とレンズ４２３の中心との間の光路の距離が第１焦点距離ｆ１と第２焦点距離ｆ２との和（すなわち、ｆ１＋ｆ２）となっている。空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至る光路のうち一対のレンズ４２２，４２３間の光路は、一直線である。

レーザ加工装置２００では、空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径を大きくする観点から、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍが、０．５＜Ｍ＜１（縮小系）を満たしている。空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径が大きいほど、高精細な位相パターンでレーザ光Ｌが変調される。空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が長くなるのを抑制するという観点では、０．６≦Ｍ≦０．９５であることがより好ましい。ここで、（両側テレセントリック光学系の倍率Ｍ）＝（集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａでの像の大きさ）／（空間光変調器４１０の反射面４１０ａでの物体の大きさ）である。レーザ加工装置２００の場合、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍ、レンズ４２２の第１焦点距離ｆ１及びレンズ４２３の第２焦点距離ｆ２が、Ｍ＝ｆ２／ｆ１を満たしている。

なお、空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径を小さくする観点から、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍが、１＜Ｍ＜２（拡大系）を満たしていてもよい。空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径が小さいほど、ビームエキスパンダ３５０（図３参照）の倍率が小さくて済み、ＸＹ平面に平行な平面内において、空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とが成す角度α（図５参照）が小さくなる。空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が長くなるのを抑制するという観点では、１．０５≦Ｍ≦１．７であることがより好ましい。
［レーザ加工装置の要部構成］

図１０は、図１に示されるレーザ加工装置２００の要部の構成図である。図１０に示されるように、レーザ加工装置２００は、支持台（支持部）２３０と、レーザ発振器（光源）３１０と、空間光変調器４１０と、集光レンズユニット（集光部）４３０と、４ｆレンズユニット（転像部）４２０と、観察用カメラ（光検出器）４８８と、制御部５００と、表示部６００と、を備えている。支持台２３０は、対向する第１面１ａ及び第２面１ｂを有する対象物１を支持する。レーザ発振器３１０は、レーザ光Ｌを出射する。空間光変調器４１０は、レーザ発振器３１０から出射されたレーザ光Ｌを変調する。集光レンズユニット４３０は、空間光変調器４１０によって変調されたレーザ光Ｌを第１面１ａ側から対象物１に集光する。４ｆレンズユニット４２０は、空間光変調器４１０におけるレーザ光Ｌの像を集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに転像する。観察用カメラ４８８は、第１面１ａ側から対象物１に入射して第２面１ｂで反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬを検出する。制御部５００は、空間光変調器４１０を含むレーザ加工装置２００の各部を制御する。表示部６００は、例えばＧＵＩ（Graphical User Interface）であり、各種情報を表示する。表示部６００は、後述する基準値の確認時に、反射光ＲＬの検出結果を表示する。

空間光変調器４１０で反射されたレーザ光Ｌは、４ｆレンズユニット４２０のリレーレンズであるレンズ４２２で集束された後、４ｆレンズユニット４２０のリレーレンズであるレンズ４２３でコリメートされて、ダイクロイックミラー４０３に入射する。ダイクロイックミラー４０３で反射されたレーザ光Ｌは、集光レンズユニット４３０に入射し、集光レンズユニット４３０によって第１面１ａ側から対象物１に集光される。

集光レンズユニット４３０から出射されたレーザ光Ｌは、第１面１ａから第２面１ｂに向かって対象物１中を進行し、第２面１ｂで反射される。第２面１ｂで反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬは、第２面１ｂから第１面１ａに向かって対象物１中を進行し、第１面１ａから出射される。第１面１ａから出射された反射光ＲＬは、ダイクロイックミラー４０３を透過した後、レンズ４８７を介して観察用カメラ４８８に入射する。

本実施形態では、観察用カメラ４８８は、反射光ＲＬの点像（ビームスポット、集光スポット、第２面１ｂでの反射像とも称される）を含む画像である点像画像を取得する撮像部である。観察用カメラ４８８は、取得した点像画像を制御部５００に出力する。

制御部５００は、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が集光レンズユニット４３０の光軸に垂直なＸ方向（集光部の光軸の方向と交差する第１方向）において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって点像画像が取得される際に（光検出器によって反射光が検出される際に）、次のように空間光変調器４１０を制御する。すなわち、制御部５００は、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいて集光レンズユニット４３０の光軸に垂直且つＸ方向に垂直なＹ方向（集光部の光軸の方向及び第１方向と交差する第２方向）にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０を制御する。

制御部５００は、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって点像画像が取得される際に、次のように空間光変調器４１０を制御する。すなわち、制御部５００は、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０を制御する。

ここで、所定距離ｄは、第１面１ａと第２面１ｂとの距離ｔよりも大きい値である。本実施形態では、所定距離ｄは、（２ｔ－０．１ｔ）≦ｄ≦（２ｔ＋０．１ｔ）を満たすように設定される。なお、第１面１ａが対象物１におけるレーザ光Ｌの入射側の外表面であり、第２面１ｂが対象物１における第１面１ａとは反対側の外表面である場合には、第１面１ａと第２面１ｂとの距離ｔは、対象物１の厚さに相当する。ここでは、集光レンズユニット４３０によって集光されるレーザ光Ｌに十分な球面収差が発生し得る厚さを有する対象物１（例えば、７７５μｍ程度の厚さを有するシリコンウェハ）が用いられる。

レーザ加工装置２００において、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かの確認（以下、「転像位置の確認」という）が実施されるのは、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置からずれていると、所望の加工品質を得ることができないおそれがあるからである。制御部５００は、定期的に転像位置の確認を実施し、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致するように、空間光変調器４１０における位相パターンの表示位置の基準である基準位置（以下、単に「基準位置」という）を設定する。転像位置の確認の詳細については、後述する。
［基準位置の設定に関する原理］

転像位置の確認の説明に先立って、基準位置の設定に関する原理について説明する。なお、空間光変調器４１０における位相パターンの表示位置を示す二次元座標系は、レーザ加工装置２００における各部の空間的な位置を示す三次元座標系とは必ずしも一致しない。ただし、以下の説明では、便宜上、上記三次元座標系のＸ軸に相当する上記二次元座標系の軸を同様にＸ軸と捉え、上記三次元座標系のＹ軸に相当する上記二次元座標系の軸を同様にＹ軸と捉える。上記三次元座標系のＸ軸に相当する上記二次元座標系の軸とは、上記二次元座標系の第１軸に平行な方向に沿って＋側（又は－側）に位相パターンが移動すると、上記三次元座標系のＸ方向に沿って＋側（又は－側）に「入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像」が移動する場合における当該第１軸を意味する。上記三次元座標系のＹ軸に相当する上記二次元座標系の軸とは、上記二次元座標系の第２軸に平行な方向に沿って＋側（又は－側）に位相パターンが移動すると、上記三次元座標系のＹ方向に沿って＋側（又は－側）に「入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像」が移動する場合における当該第２軸を意味する。

図１１は、対象物１におけるレーザ光Ｌの集光状態を示す図である。図１１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれに示される集光状態は、集光レンズユニット４３０の焦点が第２面１ｂに位置している場合のものである。図１２は、観察用カメラ４８８によって取得された点像画像を示す図である。図１２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれに示される点像画像は、図１１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれに示される集光状態において取得されたものである。図１１の（ａ）及び図１２の（ａ）では、球面収差が空間光変調器４１０によって補正されていない。図１１の（ｂ）及び図１２の（ｂ）では、レーザ光Ｌが第１面１ａから距離ｔ（ｔは、第１面１ａと第２面１ｂとの距離）だけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が空間光変調器４１０によって補正されている。図１１の（ｃ）及び図１２の（ｃ）では、レーザ光Ｌが第１面１ａから距離２ｔだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が空間光変調器４１０によって補正されている。

図１１の（ａ）に示されるように、球面収差が空間光変調器４１０によって補正されていない場合には、レーザ光Ｌの外周成分がレーザ光Ｌの内周成分よりも深い領域に集光される。図１１の（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌが第１面１ａから距離ｔだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が空間光変調器４１０によって補正されている場合には、レーザ光Ｌの全成分が第２面１ｂ上の領域に集光される。そのため、第２面１ｂで反射されて対象物１中を更に進行して第１面１ａから出射された反射光ＲＬは、レンズ４８７によって集光されても、観察用カメラ４８８の撮像面上においてぼやけてしまう。その結果、図１２の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、観察用カメラ４８８によって取得された画像では、十分な明度及び大きさ等を有する反射光ＲＬの点像を確認することができない。

一方、図１１の（ｃ）に示されるように、レーザ光Ｌが第１面１ａから距離２ｔだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が空間光変調器４１０によって補正されている場合には、レーザ光Ｌの外周成分がレーザ光Ｌの内周部分よりも浅い領域に集光される。そのため、第２面１ｂで反射されて対象物１中を更に進行して第１面１ａから出射された反射光ＲＬは、レンズ４８７によって集光されると、観察用カメラ４８８の撮像面上の領域に集光される。その結果、図１２の（ｃ）に示されるように、観察用カメラ４８８によって取得された画像では、十分な明度及び大きさ等を有する反射光ＲＬの点像を確認することができる。

図１３は、転像位置ずれが生じていない状態（すなわち、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している状態）を示す図である。図１４は、転像位置ずれが生じている状態（すなわち、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置からずれている状態）を示す図である。

図１３に示されるように、転像位置ずれが生じていない状態では、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像３９の中心位置Ｃ１が、入射瞳面４３０ａの中心位置Ｃ２に一致している。このとき、空間光変調器４１０が液晶層２１６に表示している位相パターン９の中心位置Ｃ３は、基準位置である液晶層２１６の光軸中心Ｃ４に一致している。

一方、図１４に示されるように、転像位置ずれが生じている状態では、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像３９の中心位置Ｃ１が、入射瞳面４３０ａの中心位置Ｃ２からずれている。このとき、空間光変調器４１０が液晶層２１６に表示している位相パターン９の中心位置Ｃ３は、基準位置である液晶層２１６の光軸中心Ｃ４からずれている。換言すれば、位相パターン９の中心位置Ｃ３が、基準位置である液晶層２１６の光軸中心Ｃ４からずれた状態で、位相パターン９が液晶層２１６に表示されると、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像３９の中心位置Ｃ１が、入射瞳面４３０ａの中心位置Ｃ２からずれ、意図しないコマ収差が発生することになる。例えば、位相パターン９の中心位置Ｃ３が液晶層２１６の光軸中心Ｃ４から１ピクセル分だけ、すなわち、一つの画素電極２１４（図８参照）分だけずれると、２０μｍ程度の転像位置ずれが生じる場合があり、加工品質に影響が及ぶおそれがある。

図１５は、位相パターンの表示位置ごとの点像画像を示す図である。点像画像Ｇ０は、位相パターンの中心位置が基準位置に一致した状態で液晶層２１６に表示された場合に取得された点像画像である。点像画像Ｇ１は、位相パターンの中心位置が基準位置からＸ方向に沿って－側に１ピクセル分ずれた状態で液晶層２１６に表示された場合に取得された点像画像である。点像画像Ｇ２は、位相パターンの中心位置が基準位置からＸ方向に沿って＋側に１ピクセル分ずれた状態で液晶層２１６に表示された場合に取得された点像画像である。点像画像Ｇ３は、位相パターンの中心位置が基準位置からＹ方向に沿って－側に１ピクセル分ずれた状態で液晶層２１６に表示された場合に取得された点像画像である。点像画像Ｇ４は、位相パターンの中心位置が基準位置からＹ方向に沿って＋側に１ピクセル分ずれた状態で液晶層２１６に表示された場合に取得された点像画像である。つまり、点像画像Ｇ０は、転像位置ずれが生じていない状態で取得された点像画像であり、点像画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、転像位置ずれが生じている状態で取得された点像画像である。

図１５に示されるように、転像位置ずれが生じている状態で取得された点像画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４では、意図しないコマ収差の発生に起因して、点像が回転対称の光学像となっていない。例えば、点像画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４では、点像が偏心していたり、外側に円弧状の像ＥＺが生じていたり、周方向において一部分が他部分よりも大きくぼやけていたりする。一方、転像位置ずれが生じていない状態で取得された点像画像Ｇ０では、点像が回転対称の光学像となっている。

なお、回転対称とは、ある点を中心として３６０／ｎ°（ｎは２以上の整数）回転させると自らと重なる対称性を意味する。回転対称の点像は、完全な回転対称のものに加え、略回転対称のものを含む。回転対称の点像は、偏心していない点像、外周側に円弧状の像ＥＺが生じていない点像、周方向において一部分が他部分よりも大きくぼやけていない点像、及び、これらの少なくともいずれかを含む点像である。

図１６は、位相パターンの表示位置ごとの点像画像（図１５とは別の例）を示す図である。図１６に示されるＸ方向の数字のうち、「０」は、位相パターンの中心位置がＸ方向において基準位置に一致していることを表し、「－２」、「－１」、「１」、「２」は、位相パターンの中心位置がＸ方向において基準位置から「－側に２ピクセル分」、「－側に１ピクセル分」、「＋側に１ピクセル分」、「＋側に２ピクセル分」ずれていることを表している。図１６に示されるＹ方向の数字のうち、「０」は、位相パターンの中心位置がＹ方向において基準位置に一致していることを表し、「－２」、「－１」、「１」、「２」は、位相パターンの中心位置がＹ方向において基準位置から「－側に２ピクセル分」、「－側に１ピクセル分」、「＋側に１ピクセル分」、「＋側に２ピクセル分」ずれていることを表している。図１６には、転像位置ずれが生じていない状態での点像、転像位置ずれが生じていない状態からＸ方向のみに転像位置ずれが生じている状態での点像、及び転像位置ずれが生じていない状態からＹ方向のみに転像位置ずれが生じている状態での点像が示されている。

図１６に示されるように、Ｘ方向にもＹ方向にも転像位置ずれが生じていない状態での点像は、回転対称の光学像となっている。それに対し、Ｘ方向又はＹ方向に転像位置ずれが生じている状態での点像は、回転対称の光学像となっていない。更に、基準位置からの位相パターンの中心位置のずれ量が大きくなるほど（すなわち、転像位置ずれのずれ量が大きくなるほど）、回転対象の光学像からの乖離が大きくなっている。
［転像位置の確認］

以上の基準位置の設定に関する原理を前提として、レーザ加工装置２００では、転像位置の確認（すなわち、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かの確認）が実施される。以下、転像位置の確認について詳細に説明する。

上述したように、制御部５００は、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって点像画像が取得される際に、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０を制御する。また、制御部５００は、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって点像画像が取得される際に、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０を制御する。

レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０が制御されると、図１７に示されるように、反射光ＲＬの点像が明確に現れると共にＸ方向における一方の側に扇状の像が明確に現れる。レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致してる状態で取得された「図１７の中央に示される点像画像」では、扇状の像がＸ方向に関して対称（すなわち、Ｘ方向に平行な直線に関して線対称）となる。レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から＋側にずれている状態で取得された「図１７の上側に示される点像画像」では、扇状の像がＹ方向における一方の側に傾いており、Ｘ方向に関して対称とはならない。レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から－側にずれている状態で取得された「図１７の下側に示される点像画像」では、扇状の像がＹ方向における他方の側に傾いており、Ｘ方向に関して対称とはならない。以上のように、Ｘ方向における一方の側に現れる扇状の像によって、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かの確認が容易になるため、Ｙ方向における転像位置ずれの確認の際に、Ｘ方向へのコマ収差が付与される。

レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０が制御されると、図１８に示されるように、反射光ＲＬの点像が明確に現れると共にＹ方向における一方の側に扇状の像が明確に現れる。レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致してる状態で取得された「図１８の中央に示される点像画像」では、扇状の像がＹ方向に関して対称（すなわち、Ｙ方向に平行な直線に関して線対称）となる。レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から＋側にずれている状態で取得された「図１８の右側に示される点像画像」では、扇状の像がＸ方向における一方の側に傾いており、Ｙ方向に関して対称とはならない。レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から－側にずれている状態で取得された「図１８の左側に示される点像画像」では、扇状の像がＸ方向における他方の側に傾いており、Ｙ方向に関して対称とはならない。以上のように、Ｙ方向における一方の側に現れる扇状の像によって、レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かの確認が容易になるため、Ｘ方向における転像位置ずれの確認の際に、Ｙ方向へのコマ収差が付与される。
［点像画像に基づく基準位置の設定方法］

レーザ加工装置２００において実施される一実施形態のレーザ加工方法である「点像画像に基づく基準位置の設定方法」について、図１０、図１９及び図２０を参照して説明する。図１９及び図２０は、点像画像に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。

まず、対象物１が支持台２３０にセットされる（ステップＳ０１）。この対象物１は、基準位置の設定用に用意されたものであり、例えば、第１面１ａ及び第２面１ｂが鏡面であり且つ抵抗率が１Ω・cm以上であるウェハである。続いて、Ｚ方向において集光レンズユニット４３０が対象物１に対向するように、支持台２３０がＸ方向及びＹ方向に移動させられる（ステップＳ０２）。Ｘ方向及びＹ方向への支持台２３０の移動は、制御部５００による第１移動機構２２０（図１参照）の制御によって実施される。続いて、集光レンズユニット４３０の焦点が対象物１の第２面１ｂ上に位置するように、集光レンズユニット４３０がＺ方向に移動させられる（ステップＳ０３）。Ｚ方向への集光レンズユニット４３０の移動は、制御部５００による第２移動機構２４０（図１参照）の制御によって実施される。

続いて、制御部５００が、球面収差補正パターンを空間光変調器４１０に表示させ（ステップＳ０４）、更に、Ｘ方向コマ収差付与パターンを空間光変調器４１０に表示させる（ステップＳ０５）。球面収差補正パターンは、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を補正するための位相パターンである。Ｘ方向コマ収差付与パターンは、入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差を発生させるための位相パターンである。続いて、空間光変調器４１０が球面収差補正パターン及びＸ方向コマ収差付与パターンを表示している状態で、レーザ発振器３１０からレーザ光Ｌが出射されて対象物１にレーザ光Ｌが照射され、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される（ステップＳ０６）。このとき、対象物１にアブレーションが生じないレーザ光Ｌの出力が予め設定されていてもよいし、或いは、対象物１にアブレーションが生じないようにレーザ光Ｌの出力の調整が行われてもよい。

続いて、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを、反射光ＲＬの点像画像（反射光の検出結果）に基づいて判定する（ステップＳ０７）。具体的には、制御部５００は、反射光ＲＬの点像画像において、扇状の像がＸ方向に関して対称であれば（「図１７の中央に示される点像画像」参照）、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していると判定し、扇状の像がＸ方向に関して対称でなければ（「図１７の上側に示される点像画像」及び「図１７の下側に示される点像画像」参照）、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれていると判定する。なお、扇状の像がＸ方向に関して対称であるか否かは、例えば、幾何学的手法によって認識されてもよいし、パターン認識等の公知の画像認識処理によって認識されてもよい。

以上のように、点像画像に基づく基準位置の設定方法では、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される際に、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０が制御される。

ステップＳ０７の判定の結果、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していた場合には、制御部５００が、この場合に空間光変調器４１０が表示していた位相パターンのＹ値（第２方向に相当する方向における第２位相パターンの第２基準位置の座標）を基準位置のＹ値（基準位置の第２座標）として記憶する（ステップＳ０８）。位相パターンのＹ値は、「球面収差補正パターン、Ｘ方向コマ収差付与パターン、又はそれらが重畳された位相パターン（いずれも第２位相パターン）が表示される際に基準とされた基準位置（第２基準位置）」の「Ｙ方向の座標」である。基準位置のＹ値は、「対象物１の加工用の位相パターンが表示される際に基準とされる基準位置」の「Ｙ方向の座標（第２座標）」である。

ステップＳ０７の判定の結果、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれていた場合には、制御部５００が、空間光変調器４１０が表示していた位相パターンのＹ値をシフトし（ステップＳ０９）、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していたと判定されるまで、ステップＳ０６及びステップＳ０７のステップが繰り返される。

ステップＳ０８に続いて、制御部５００が、Ｘ方向コマ収差付与パターンに代えて、Ｙ方向コマ収差付与パターンを空間光変調器４１０に表示させる（ステップＳ１１）。Ｙ方向コマ収差付与パターンは、入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差を発生させるための位相パターンである。続いて、空間光変調器４１０が球面収差補正パターン及びＹ方向コマ収差付与パターンを表示している状態で、レーザ発振器３１０からレーザ光Ｌが出射されて対象物１にレーザ光Ｌが照射され、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される（ステップＳ１２）。このとき、対象物１にアブレーションが生じないレーザ光Ｌの出力が予め設定されていてもよいし、或いは、対象物１にアブレーションが生じないようにレーザ光Ｌの出力の調整が行われてもよい。

続いて、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを、反射光ＲＬの点像画像（反射光の検出結果）に基づいて判定する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部５００は、反射光ＲＬの点像画像において、扇状の像がＹ方向に関して対称であれば（「図１８の中央に示される点像画像」参照）、レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していると判定し、扇状の像がＹ方向に関して対称でなければ（「図１８の右側に示される点像画像」及び「図１８の左側に示される点像画像」参照）、レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれていると判定する。なお、扇状の像がＹ方向に関して対称であるか否かは、例えば、幾何学的手法によって認識されてもよいし、パターン認識等の公知の画像認識処理によって認識されてもよい。

以上のように、点像画像に基づく基準位置の設定方法では、レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される際に、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０が制御される。

ステップＳ１３の判定の結果、レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していた場合には、制御部５００が、この場合に空間光変調器４１０が表示していた位相パターンのＸ値（第１方向に相当する方向における第１位相パターンの第１基準位置の座標）を基準位置のＸ値（基準位置の第１座標）として記憶する（ステップＳ１４）。位相パターンのＸ値は、「球面収差補正パターン、Ｙ方向コマ収差付与パターン、又はそれらが重畳された位相パターン（いずれも第１位相パターン）が表示される際に基準とされた基準位置（第１基準位置）」の「Ｙ方向の座標」である。基準位置のＸ値は、「対象物１の加工用の位相パターンが表示される際に基準とされる基準位置」の「Ｘ方向の座標（第１座標）」である。

ステップＳ１３の判定の結果、レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれていた場合には、制御部５００が、空間光変調器４１０が表示していた位相パターンのＸ値をシフトし（ステップＳ１５）、レーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していたと判定されるまで、ステップＳ１２及びステップＳ１３のステップが繰り返される。

以上説明したように、レーザ加工装置２００では、第１面１ａ側から対象物１に入射して第２面１ｂで反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬが観察用カメラ４８８によって検出される。このとき、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０が制御される。これにより、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している場合と、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれている場合とで、反射光ＲＬの点像に顕著な差が現れる。よって、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。

レーザ加工装置２００では、第１面１ａ側から対象物１に入射して第２面１ｂで反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬが観察用カメラ４８８によって検出される。このとき、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０が制御される。これにより、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している場合と、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれている場合とで、反射光ＲＬの点像に顕著な差が現れる。よって、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づいて、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを判定する。これにより、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを自動で判定することができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づいて、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを判定する。これにより、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを自動で判定することができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していた場合に空間光変調器４１０が表示していた位相パターンに関する情報を取得し、基準位置のＸ方向の座標として、Ｘ方向における当該位相パターンの基準位置の座標を記憶する。対象物１の加工時に、当該座標をＸ方向の基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させることで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していた場合に空間光変調器４１０が表示していた位相パターンに関する情報を取得し、基準位置のＹ方向の座標として、Ｙ方向における当該位相パターンの基準位置の座標を記憶する。対象物１の加工時に、当該座標をＹ方向の基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させることで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターン、及び入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差を発生させるためのコマ収差付与パターンを空間光変調器４１０に表示させる。これにより、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差を確実に発生させることができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターン、及び入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差を発生させるためのコマ収差付与パターンを空間光変調器４１０に表示させる。これにより、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差を確実に発生させることができる。

レーザ加工装置２００では、所定距離ｄが、第１面１ａと第２面１ｂとの距離をｔとすると、（２ｔ－０．１ｔ）≦ｄ≦（２ｔ＋０．１ｔ）を満たすように設定される。これにより、反射光ＲＬの点像画像に与えられる球面収差の影響を適切に抑制することができる。なお、上述したように、Ｙ方向にコマ収差が発生させられることで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している場合と、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれている場合とで、反射光ＲＬの点像に顕著な差が現れる。そのため、（２ｔ－０．１ｔ）≦ｄ≦（２ｔ＋０．１ｔ）を満たすように所定距離ｄが設定されなくても、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認することができる場合がある。同様に、Ｘ方向にコマ収差が発生させられることで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している場合と、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置からずれている場合とで、反射光ＲＬの点像に顕著な差が現れる。そのため、（２ｔ－０．１ｔ）≦ｄ≦（２ｔ＋０．１ｔ）を満たすように所定距離ｄが設定されなくても、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認することができる場合がある。

レーザ加工装置２００は、表示部６００が、反射光ＲＬの点像画像を表示する。これにより、反射光ＲＬの点像画像をオペレータに報知することができる。

レーザ加工装置２００において実施されるレーザ加工方法によれば、上述したように、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。更に、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。

レーザ加工装置２００において実施されるレーザ加工方法によれば、上述したように、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。更に、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＸ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターンを、入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０に表示させてもよい。これによれば、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差を確実に発生させることができる。一例として、制御部５００は、基準位置と推定される位置からＹ方向にずれた位置を基準として球面収差補正パターンを空間光変調器４１０に表示させる。このとき球面収差補正パターンをずらす量は、ステップＳ１５でのシフト量よりも大きく且つ観察用カメラ４８８の画角から外れる量よりも小さい量である。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを確認するために、観察用カメラ４８８によって反射光ＲＬの点像画像が取得される際に、球面収差を補正するための球面収差補正パターンを、入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差が発生するように、空間光変調器４１０に表示させてもよい。これによれば、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差を確実に補正すると共に、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差を確実に発生させることができる。一例として、制御部５００は、基準位置と推定される位置からＸ方向にずれた位置を基準として球面収差補正パターンを空間光変調器４１０に表示させる。このとき球面収差補正パターンをずらす量は、ステップＳ０９でのシフト量よりも大きく且つ観察用カメラ４８８の画角から外れる量よりも小さい量である。
［点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法］

レーザ加工装置２００において実施される一実施形態のレーザ加工方法である「点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法」について説明する。点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法は、入射瞳面に転像されたレーザ光の像の中心位置が入射瞳面の中心位置に一致するように、基準位置を設定するレーザ加工方法である。

点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法（設定処理）は、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置（第１基準位置）Ｐ１及び対象物１の加工結果に基づく基準位置（第２基準位置）Ｐ２を取得するステップ（処理）と、「対象物１の加工時」に、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させるステップ（処理）と、を備えている。以下、それらのステップについて、図１０及び図２１を参照して説明する。図２１は、点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。

まず、対象物１が支持台２３０にセットされる（ステップＳ２１）。この対象物１は、基準位置の設定用に用意されたものであり、例えば、第１面１ａ及び第２面１ｂが鏡面であり且つ抵抗率が１Ω・cm以上であるウェハである。続いて、Ｚ方向において集光レンズユニット４３０が対象物１に対向するように、支持台２３０がＸ方向及びＹ方向に移動させられる（ステップＳ２２）。Ｘ方向及びＹ方向への支持台２３０の移動は、制御部５００による第１移動機構２２０（図１参照）の制御によって実施される。続いて、集光レンズユニット４３０の焦点が対象物１の第２面１ｂ上に位置するように、集光レンズユニット４３０がＺ方向に移動させられる（ステップＳ２３）。Ｚ方向への集光レンズユニット４３０の移動は、制御部５００による第２移動機構２４０（図１参照）の制御によって実施される。

続いて、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値を取得する（ステップＳ２４）。Ｘ値は、基準位置Ｐ１のＸ方向の座標であり、Ｙ値は、基準位置Ｐ１のＹ方向の座標である。このように、制御部５００は、反射光ＲＬの点像画像（反射光の検出結果）に基づいて基準位置Ｐ１を取得する。一例として、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値の取得は、図１９及び図２０に示される「点像画像に基づく基準位置の設定方法」によって実施される。

なお、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値を取得する方法は、上記方法に限定されない。例えば、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１のＸ値を取得するために、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように空間光変調器４１０を制御し、入射瞳面４３０ａにおいてＹ方向にコマ収差が発生するように空間光変調器４１０を制御しなくてもよい。同様に、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１のＹ値を取得するために、レーザ光Ｌが第１面１ａから所定距離ｄだけ対象物１中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように空間光変調器４１０を制御し、入射瞳面４３０ａにおいてＸ方向にコマ収差が発生するように空間光変調器４１０を制御しなくてもよい。また、反射光ＲＬの検出結果に基づく基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値を取得するために、制御部５００が、位相パターンとしてアキシコンパターンを空間光変調器４１０に表示させ、その状態で、Ｚ方向に沿って集光レンズユニット４３０を移動させてもよい。その場合、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致していると、対象物１の第１面１ａで反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬの像の中心が移動しない。一方、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置からずれていると、対象物１の第１面１ａで反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬの像の中心が移動する。以上のように、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１は、対象物１で反射されたレーザ光Ｌの反射光ＲＬの検出結果に基づいて特定可能である。

続いて、制御部５００が、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値を取得する（ステップＳ２５）。Ｘ値は、基準位置Ｐ２のＸ方向の座標であり、Ｙ値は、基準位置Ｐ２のＹ方向の座標である。このように、制御部５００は、対象物１の加工結果に基づいて基準位置Ｐ２を取得する。対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値を取得する際には、必要に応じて対象物１を交換してもよい。一例として、図２２、図２３及び図２４に示されるように、対象物１の内部に改質領域を形成し、その対象物１の加工状態を観察することで、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値を取得する。

図２２の（ａ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から＋側に１ピクセル分ずれている状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）として加工が実施された対象物１の「Ｘ方向に垂直な断面図」である。図２２の（ｂ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「Ｘ方向に垂直な断面図」である。図２２の（ｃ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から－側に１ピクセル分ずれている状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「Ｘ方向に垂直な断面図」である。図２２の（ｂ）に示される亀裂は、図２２の（ａ）及び（ｃ）に示される亀裂に比べ、対象物１の厚さ方向（ＺＸ平面）に沿うように延びている。この場合、制御部５００は、図２２の（ｂ）に示される加工結果が得られた際に空間光変調器４１０が表示していた位相パターンの基準位置のＸ値及びＹ値を、基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値として取得する。

図２３の（ａ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から＋側に１ピクセル分ずれている状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「Ｘ方向に平行な切断面の図」である。図２３の（ｂ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「Ｘ方向に平行な切断面の図」である。図２３の（ｃ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から－側に１ピクセル分ずれている状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「Ｘ方向に平行な切断面の図」である。図２３の（ｂ）に示される切断面は、図２３の（ａ）及び（ｃ）に示される切断面に比べ、対象物１の厚さ方向（ＺＸ平面）に沿うように延びている。この場合、制御部５００は、図２３の（ｂ）に示される加工結果が得られた際に空間光変調器４１０が表示していた位相パターンの基準位置のＸ値及びＹ値を、基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値として取得する。

図２４の（ａ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から＋側に１ピクセル分ずれている状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「レーザ光の入射側とは反対側の外表面の図」である。図２４の（ｂ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「レーザ光の入射側とは反対側の外表面の図」である。図２４の（ｃ）は、レーザ光Ｌの像の中心位置がＹ方向において入射瞳面４３０ａの中心位置から－側に１ピクセル分ずれている状態で、Ｘ方向に平行な方向を加工方向として加工が実施された対象物１の「レーザ光の入射側とは反対側の外表面の図」である。図２４の（ｂ）に示される加工痕は、図２４の（ａ）及び（ｃ）に示される加工痕に比べ、対象物１の外表面に到達した亀裂の両側に均一に形成されている。この場合、制御部５００は、図２４の（ｂ）に示される加工結果が得られた際に空間光変調器４１０が表示していた位相パターンの基準位置のＸ値及びＹ値を、基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値として取得する。

なお、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値を取得する方法は、上記方法に限定されず、レーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致している場合と、レーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置からずれている場合とで、対象物１の加工結果に差が生じる加工を利用したものであればよい。また、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値の取得は、撮像装置によって取得された「対象物１（加工後の対象物１）の画像」に基づいて制御部５００が基準位置Ｐ２を特定することで、実施されてもよい。或いは、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値の取得は、撮像装置によって取得された「対象物１（加工後の対象物１）の画像」を表示部６００上でオペレータが確認し、オペレータが制御部５００に基準位置Ｐ２を入力することで、実施されてもよい。或いは、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値の取得は、加工後の対象物１をオペレータが確認し、オペレータが制御部５００に基準位置Ｐ２を入力することで、実施されてもよい。

続いて、制御部５００が、Ｘ値の差分及びＹ値の差分を算出して記憶する（ステップＳ２６）。Ｘ値の差分は、基準位置Ｐ１のＸ値から基準位置Ｐ２のＸ値を引いた値であり、Ｙ値の差分は、基準位置Ｐ１のＹ値から基準位置Ｐ２のＹ値を引いた値である。或いは、Ｘ値の差分は、基準位置Ｐ２のＸ値から基準位置Ｐ１のＸ値を引いた値であり、Ｙ値の差分は、基準位置Ｐ２のＹ値から基準位置Ｐ１のＹ値を引いた値である。

以上のように反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１及び対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２を取得した後、制御部５００は、「対象物１の加工時」に、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させる。なお、「対象物１の加工時」とは、加工対象の対象物１（一種類の場合も、複数種類の場合もある）について、レーザ加工装置２００が加工動作を実施する期間を意味する。

点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法（設定処理）は、或る「対象物１の加工時」後の「基準位置の確認時」に、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置（第３基準位置）Ｐ３を取得するステップ（処理）と、基準位置Ｐ３が基準位置Ｐ１からずれていた場合に、基準位置Ｐ１、基準位置Ｐ２及び基準位置Ｐ３に基づいて、基準位置（第４基準位置）Ｐ４を算出し、基準位置Ｐ４を記憶するステップ（処理）と、次の「対象物１の加工時」に、基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させるステップ（処理）と、を更に備えている。以下、それらのステップについて、図１０及び図２５を参照して説明する。図２５は、点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。なお、「基準位置の確認時」とは、或る「対象物１の加工時」とその次の「対象物１の加工時」との間のタイミングであって、例えば、定期的に実施されるレーザ加工装置２００のメンテナンスのタイミングを意味する。

まず、対象物１が支持台２３０にセットされる（ステップＳ３１）。この対象物１は、基準位置の設定用に用意されたものであり、例えば、第１面１ａ及び第２面１ｂが鏡面であり且つ抵抗率が１Ω・cm以上であるウェハである。続いて、Ｚ方向において集光レンズユニット４３０が対象物１に対向するように、支持台２３０がＸ方向及びＹ方向に移動させられる（ステップＳ３２）。Ｘ方向及びＹ方向への支持台２３０の移動は、制御部５００による第１移動機構２２０（図１参照）の制御によって実施される。続いて、集光レンズユニット４３０の焦点が対象物１の第２面１ｂ上に位置するように、集光レンズユニット４３０がＺ方向に移動させられる（ステップＳ３３）。Ｚ方向への集光レンズユニット４３０の移動は、制御部５００による第２移動機構２４０（図１参照）の制御によって実施される。

続いて、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３のＸ値及びＹ値を取得する（ステップＳ３４）。Ｘ値は、基準位置Ｐ３のＸ方向の座標であり、Ｙ値は、基準位置Ｐ３のＹ方向の座標である。このように、制御部５００は、「基準位置の確認時」に、反射光ＲＬの点像画像（反射光の検出結果）に基づいて基準位置Ｐ３を取得する。

続いて、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３にずれがあるか否かを判定する（ステップＳ３５）。具体的には、制御部５００は、今回取得した基準位置Ｐ３が、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ１（図２１のステップＳ２４参照）からずれているか否かを判定する。この判定は、基準位置Ｐ１のＸ値と基準位置Ｐ３のＸ値とを比較すると共に基準位置Ｐ１のＹ値と基準位置Ｐ３のＹ値とを比較することで、実施される。ステップＳ３５の判定の結果、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３にずれがなかった場合には、処理が終了となる。

ステップＳ３５の判定の結果、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３にずれがあった場合には、制御部５００が、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値を、今回取得した基準位置Ｐ３のＸ値及びＹ値に更新する（ステップＳ３６）。すなわち、制御部５００は、基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値に代えて、基準位置Ｐ３のＸ値及びＹ値を記憶する。このとき、制御部５００は、後のステップ３７の処理のために基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値を残しておく。

続いて、制御部５００が、基準位置Ｐ１のＸ値と基準位置Ｐ３のＸ値との差分、及び基準位置Ｐ１のＹ値と基準位置Ｐ３のＹ値との差分に基づいて、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ４を算出する（ステップＳ３７）。具体的には、制御部５００は、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ２（図２１のステップＳ２５参照）のＸ値と基準位置Ｐ４のＸ値との差分が、基準位置Ｐ１のＸ値と基準位置Ｐ３のＸ値との差分と同じになるように、基準位置Ｐ４のＸ値を算出する。同様に、制御部５００は、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ２のＹ値と基準位置Ｐ４のＹ値との差分が、基準位置Ｐ１のＹ値と基準位置Ｐ３のＹ値との差分と同じになるように、基準位置Ｐ４のＹ値を算出する。

続いて、制御部５００が、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値を、今回算出した基準位置Ｐ４のＸ値及びＹ値に更新する（ステップＳ３８）。すなわち、制御部５００は、基準位置Ｐ２のＸ値及びＹ値に代えて、基準位置Ｐ４のＸ値及びＹ値を記憶する。ここでの基準位置Ｐ４は、実際の「対象物１の加工結果に基づく基準位置」ではなく、算出によって求められた推定の「対象物１の加工結果に基づく基準位置」である。このように、制御部５００は、基準位置Ｐ１、基準位置Ｐ２及び基準位置Ｐ３に基づいて、基準位置Ｐ４を算出し、基準位置Ｐ４を記憶する。

以上のように反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３及び対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ４を取得した後、制御部５００は、「対象物１の加工時」に、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させる。

以上説明したように、レーザ加工装置２００では、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ１、及び対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２が取得される。基準位置Ｐ１及び基準位置Ｐ２が取得された状態で、「対象物１の加工時」には、空間光変調器４１０が、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２を基準として位相パターンを表示する。これにより、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。そして、「基準位置の確認時」には、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３が取得される。この基準位置Ｐ３を、反射光ＲＬの点像画像に基づいて予め取得された基準位置Ｐ１と比較することで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。

レーザ加工装置２００では、今回取得した基準位置Ｐ３が、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ１からずれていた場合に、制御部５００が、基準位置Ｐ１、基準位置Ｐ２及び基準位置Ｐ３に基づいて、基準位置Ｐ４を算出し、「対象物１の加工時」に、記憶している基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させる。反射光ＲＬの点像画像に基づいて取得される基準位置と、対象物１の加工結果に基づいて取得される基準位置との間には、一定の位置関係が維持される傾向がある。そのため、基準位置Ｐ３が基準位置Ｐ１からずれていた場合、「対象物１の加工時」に、空間光変調器４１０が、基準位置Ｐ１、基準位置Ｐ２及び基準位置Ｐ３に基づいて算出された基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを表示することで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。

レーザ加工装置２００では、表示部６００が、「基準位置の確認時」に、反射光ＲＬの点像画像を表示する。これにより、反射光ＲＬの点像画像をオペレータに報知することができる。

レーザ加工装置２００において実施されるレーザ加工方法によれば、上述したように、基準位置Ｐ１及び基準位置Ｐ２が取得された状態で、「対象物１の加工時」には、空間光変調器４１０が、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２を基準として位相パターンを表示する。これにより、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。そして、「基準位置の確認時」には、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３が取得される。この基準位置Ｐ３を、反射光ＲＬの点像画像に基づいて予め取得された基準位置Ｐ１と比較することで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致しているか否かを容易に且つ精度良く確認することができる。

点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法（設定処理）は、図２５のフローチャートに示される複数のステップに代えて、次の複数のステップを備えていてもよい。すなわち、点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法（設定処理）は、「基準位置の確認時」に、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置（第３基準位置）Ｐ３を取得するステップ（処理）と、基準位置Ｐ３が基準位置Ｐ１からずれていた場合に、対象物１の加工結果に基づく基準位置（第４基準位置）Ｐ４を取得するステップ（処理）と、基準位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との差分（第１差分）と、基準位置Ｐ３と基準位置Ｐ４との差分（第２差分）とを比較するステップ（処理）と、それらの差分が互いに異なっていた場合に、基準位置Ｐ１及び基準位置Ｐ２に代えて、基準位置Ｐ３及び基準位置Ｐ４を記憶するステップ（処理）と、「対象物１の加工時」に、基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させるステップ（処理）と、を備えていてもよい。以下、それらのステップについて、図１０及び図２６を参照して説明する。図２６は、点像画像及び加工結果に基づく基準位置の設定方法を示すフローチャートである。

まず、対象物１が支持台２３０にセットされる（ステップＳ４１）。この対象物１は、基準位置の設定用に用意されたものであり、例えば、第１面１ａ及び第２面１ｂが鏡面であり且つ抵抗率が１Ω・cm以上であるウェハである。続いて、Ｚ方向において集光レンズユニット４３０が対象物１に対向するように、支持台２３０がＸ方向及びＹ方向に移動させられる（ステップＳ４２）。Ｘ方向及びＹ方向への支持台２３０の移動は、制御部５００による第１移動機構２２０（図１参照）の制御によって実施される。続いて、集光レンズユニット４３０の焦点が対象物１の第２面１ｂ上に位置するように、集光レンズユニット４３０がＺ方向に移動させられる（ステップＳ４３）。Ｚ方向への集光レンズユニット４３０の移動は、制御部５００による第２移動機構２４０（図１参照）の制御によって実施される。

続いて、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３のＸ値及びＹ値を取得する（ステップＳ４４）。Ｘ値は、基準位置Ｐ３のＸ方向の座標であり、Ｙ値は、基準位置Ｐ３のＹ方向の座標である。このように、制御部５００は、「基準位置の確認時」に、反射光ＲＬの点像画像（反射光の検出結果）に基づいて基準位置Ｐ３を取得する。

続いて、制御部５００が、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３にずれがあるか否かを判定する（ステップＳ４５）。具体的には、制御部５００は、今回取得した基準位置Ｐ３が、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ１（図２１のステップＳ２４参照）からずれているか否かを判定する。この判定は、基準位置Ｐ１のＸ値と基準位置Ｐ３のＸ値とを比較すると共に基準位置Ｐ１のＹ値と基準位置Ｐ３のＹ値とを比較することで、実施される。ステップＳ４５の判定の結果、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３にずれがなかった場合には、処理が終了となる。

ステップＳ３５の判定の結果、反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３にずれがあった場合には、制御部５００がアラームを発出する（ステップＳ４６）。具体的には、制御部５００が、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ２を更新すべきであることを表示部６００に表示させる。続いて、制御部５００が、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値を、今回取得した基準位置Ｐ３のＸ値及びＹ値に更新する（ステップＳ４７）。すなわち、制御部５００は、基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値に代えて、基準位置Ｐ３のＸ値及びＹ値を記憶する。このとき、制御部５００は、後のステップ４９の処理のために基準位置Ｐ１のＸ値及びＹ値を残しておく。

続いて、制御部５００が、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ４のＸ値及びＹ値を取得する（ステップＳ４８）。Ｘ値は、基準位置Ｐ４のＸ方向の座標であり、Ｙ値は、基準位置Ｐ４のＹ方向の座標である。このように、制御部５００は、対象物１の加工結果に基づいて基準位置Ｐ４を取得する。

続いて、制御部５００が、基準位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との差分、及び基準位置Ｐ３と基準位置Ｐ４との差分を算出する（ステップＳ４９）。具体的には、制御部５００は、基準位置Ｐ１のＸ値と基準位置Ｐ２のＸ値との差分、及び基準位置Ｐ１のＹ値と基準位置Ｐ２のＹ値との差分を算出する。同様に、制御部５００は、基準位置Ｐ３のＸ値と基準位置Ｐ４のＸ値との差分、及び基準位置Ｐ３のＹ値と基準位置Ｐ４のＹ値との差分を算出する。

続いて、基準位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との差分と、基準位置Ｐ３と基準位置Ｐ４との差分とを比較する（ステップＳ５０）。具体的には、制御部５００は、「Ｘ値に関する比較」として、基準位置Ｐ１のＸ値と基準位置Ｐ２のＸ値との差分と、基準位置Ｐ３のＸ値と基準位置Ｐ４のＸ値との差分とを比較する。同様に、制御部５００は、「Ｙ値に関する比較」として、基準位置Ｐ１のＹ値と基準位置Ｐ２のＹ値との差分と、基準位置Ｐ３のＹ値と基準位置Ｐ４のＹ値との差分とを比較する。ステップＳ５０の判定の結果、「Ｘ値に関する比較」及び「Ｙ値に関する比較」のいずれの比較においても、差分が互いに異なっていなかった場合には、処理が終了となる。

ステップＳ５０の判定の結果、「Ｘ値に関する比較」及び「Ｙ値に関する比較」の少なくとも一方の比較において、差分が互いに異なっていた場合には、制御部５００が、基準位置Ｐ１のＸ値と基準位置Ｐ２のＸ値との差分、及び基準位置Ｐ１のＹ値と基準位置Ｐ２のＹ値との差分を、基準位置Ｐ３のＸ値と基準位置Ｐ４のＸ値との差分、及び基準位置Ｐ３のＹ値と基準位置Ｐ４のＹ値に更新する（ステップＳ５１）。つまり、制御部５００は、基準位置Ｐ１及び基準位置Ｐ２に代えて、基準位置Ｐ３及び基準位置Ｐ４を記憶する。

以上のように反射光ＲＬの点像画像に基づく基準位置Ｐ３及び対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ４を取得した後、制御部５００は、「対象物１の加工時」に、対象物１の加工結果に基づく基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させる。

以上説明したように、レーザ加工装置２００では、今回取得した基準位置Ｐ３が、前回取得して現在記憶している基準位置Ｐ１からずれていた場合に、制御部５００が、対象物１の加工結果に基づいて、基準位置Ｐ４を取得し、「対象物１の加工時」に、取得した基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを空間光変調器４１０に表示させる。反射光ＲＬの点像画像に基づいて取得される基準位置と、対象物１の加工結果に基づいて取得される基準位置との間には、一定の位置関係が維持される傾向がある。そのため、基準位置Ｐ３が基準位置Ｐ１からずれていた場合、「対象物１の加工時」に、空間光変調器４１０が、対象物１の加工結果に基づいて改めて取得された基準位置Ｐ４を基準として位相パターンを表示することで、入射瞳面４３０ａに転像されたレーザ光Ｌの像の中心位置が入射瞳面４３０ａの中心位置に一致した状態で、対象物１を加工することができる。

レーザ加工装置２００では、制御部５００が、基準位置Ｐ１と基準位置Ｐ２との第１差分と、基準位置Ｐ３と基準位置Ｐ４との第２差分とを比較し、第１差分と第２差分とが異なっていた場合に、基準位置Ｐ１及び基準位置Ｐ２に代えて、基準位置Ｐ３及び基準位置Ｐ４を記憶する。反射光ＲＬの点像画像に基づいて取得される基準位置と、対象物１の加工結果に基づいて取得される基準位置との間に、一定の位置関係が維持されていれば、第１差分と第２差分とが同じになるはずである。したがって、第１差分と第２差分とを比較することで、反射光ＲＬの点像画像に基づいて取得される基準位置と、対象物１の加工結果に基づいて取得される基準位置との間に、一定の位置関係が維持されているか否かを確認することができる。更に、第１差分と第２差分とが異なっていた場合に、制御部５００が、基準位置Ｐ１及び基準位置Ｐ２に代えて、基準位置Ｐ３及び基準位置Ｐ４を記憶するため、反射光ＲＬの点像画像に基づいて取得される基準位置と、対象物１の加工結果に基づいて取得される基準位置との位置関係を更新することができる。
［変形例］

本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態は、対象物１の内部に改質領域を形成するものに限定されず、アブレーション等、他のレーザ加工を実施するものであってもよい。上記実施形態は、対象物１の内部にレーザ光Ｌを集光するものに限定されず、対象物１におけるレーザ光Ｌの入射側の外表面又はその反対側の外表面にレーザ光Ｌを集光するものであってもよい。本発明が適用される装置は、レーザ光Ｌを対象物１に照射するものであれば、様々なレーザ光照射装置に適用することができる。上記実施形態では、レーザ光Ｌをスキャンするライン５ａ，５ｂが、対象物１を切断するためのラインであったが、レーザ光Ｌをスキャンするラインは、その他の目的のためのラインであってもよい。対象物１において、第１面１ａは、第２面１ｂに対してレーザ光Ｌの入射側に位置する面であれば、対象物１の外表面でなくてもよい。対象物１において、第２面１ｂは、第１面１ａに対してレーザ光Ｌの入射側とは反対側に位置する面であれば、対象物１の外表面でなくてもよい。

空間光変調器４１０は、反射型に限定されず、透過型であってもよい。空間光変調器４１０におけるレーザ光Ｌの像を入射瞳面４３０ａに転像する転像部は、一対のレンズ４２２，４２３を有する４ｆレンズユニット４２０に限定されず、空間光変調器４１０側の第１レンズ系（例えば、接合レンズ、三つ以上のレンズ等）及び入射瞳面４３０ａ側の第２レンズ系（例えば、接合レンズ、三つ以上のレンズ等）を含むもの等であってもよい。反射光ＲＬを検出する光検出器は、観察用カメラ４８８に限定されず、反射光ＲＬの波面を検出する波面センサ等であってもよい。波面センサは、例えば、マイクロレンズアレイ及び撮像素子によって構成されており、局所的な位相勾配を各マイクロレンズによる集光スポットの像位置から取得する。波面センサとしては、シャックハルトマン波面センサ（ＴＨＯＲＬＡＢＳ社製「ＷＦＳ１５０－５Ｃ」）を用いることができる。

１…対象物、１ａ…第１面、１ｂ…第２面、２００…レーザ加工装置、２３０…支持台（支持部）、３１０…レーザ発振器（光源）、４１０…空間光変調器、４２０…４ｆレンズユニット（転像部）、４３０…集光レンズユニット（集光部）、４３０ａ…入射瞳面、４８８…観察用カメラ（光検出器）、５００…制御部、６００…表示部、Ｌ…レーザ光、ＲＬ…反射光。

Claims (14)

1. 対向する第１面及び第２面を有する対象物を支持する支持部と、
   レーザ光を出射する光源と、
   前記光源から出射された前記レーザ光を変調する空間光変調器と、
   前記空間光変調器によって変調された前記レーザ光を前記第１面側から前記対象物に集光する集光部と、
   前記空間光変調器における前記レーザ光の像を前記集光部の入射瞳面に転像する転像部と、
   前記第１面側から前記対象物に入射して前記第２面で反射された前記レーザ光の反射光を検出する光検出器と、
   少なくとも前記空間光変調器を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記入射瞳面に転像された前記レーザ光の前記像の中心位置が前記集光部の光軸の方向と交差する第１方向において前記入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記レーザ光が前記第１面から所定距離だけ前記対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ前記入射瞳面において前記光軸の方向及び前記第１方向と交差する第２方向にコマ収差が発生するように、前記空間光変調器を制御する、レーザ加工装置。
2. 前記制御部は、前記反射光の検出結果に基づいて、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第１方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを判定する、請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記制御部は、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第１方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致していた場合に前記空間光変調器が表示していた第１位相パターンに関する情報を取得し、前記空間光変調器における位相パターンの表示位置の基準である基準位置の第１座標として、前記第１方向に相当する方向における前記第１位相パターンの第１基準位置の座標を記憶する、請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記制御部は、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第１方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記球面収差を補正するための球面収差補正パターン、及び前記入射瞳面において前記第２方向に前記コマ収差を発生させるためのコマ収差付与パターンを前記空間光変調器に表示させる、請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
5. 前記制御部は、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第１方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記球面収差を補正するための球面収差補正パターンを、前記入射瞳面において前記第２方向に前記コマ収差が発生するように、前記空間光変調器に表示させる、請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
6. 前記制御部は、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記レーザ光が前記第１面から所定距離だけ前記対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ前記入射瞳面において前記第１方向にコマ収差が発生するように、前記空間光変調器を制御する、請求項１～５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
7. 前記制御部は、前記反射光の検出結果に基づいて、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを判定する、請求項６に記載のレーザ加工装置。
8. 前記制御部は、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致していた場合に前記空間光変調器が表示していた第２位相パターンに関する情報を取得し、前記空間光変調器における位相パターンの表示位置の基準である基準位置の第２座標として、前記第２方向に相当する方向における前記第２位相パターンの第２基準位置の座標を記憶する、請求項７に記載のレーザ加工装置。
9. 前記制御部は、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記球面収差を補正するための球面収差補正パターン、及び前記入射瞳面において前記第１方向に前記コマ収差を発生させるためのコマ収差付与パターンを前記空間光変調器に表示させる、請求項６～８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
10. 前記制御部は、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記球面収差を補正するための球面収差補正パターンを、前記入射瞳面において前記第１方向に前記コマ収差が発生するように、前記空間光変調器に表示させる、請求項６～８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
11. 前記所定距離は、前記所定距離をｄとし、前記第１面と前記第２面との距離をｔとすると、（２ｔ－０．１ｔ）≦ｄ≦（２ｔ＋０．１ｔ）を満たすように設定される、請求項１～１０のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
12. 前記反射光の検出結果を表示する表示部を更に備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
13. 対向する第１面及び第２面を有する対象物を支持する支持部と、
    レーザ光を出射する光源と、
    前記光源から出射された前記レーザ光を変調する空間光変調器と、
    前記空間光変調器によって変調された前記レーザ光を前記第１面側から前記対象物に集光する集光部と、
    前記空間光変調器における前記レーザ光の像を前記集光部の入射瞳面に転像する転像部と、
    前記第１面側から前記対象物に入射して前記第２面で反射された前記レーザ光の反射光を検出する光検出器と、を備えるレーザ加工装置において実施されるレーザ加工方法であって、
    前記入射瞳面に転像された前記レーザ光の前記像の中心位置が前記集光部の光軸の方向と交差する第１方向において前記入射瞳面の中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記レーザ光が前記第１面から所定距離だけ前記対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ前記入射瞳面において前記光軸の方向及び前記第１方向と交差する第２方向にコマ収差が発生するように、前記空間光変調器を制御するステップと、
    前記反射光の検出結果に基づいて、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第１方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを判定するステップと、
    前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第１方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致していた場合に前記空間光変調器が表示していた第１位相パターンに関する情報を取得し、前記空間光変調器における位相パターンの表示位置の基準である基準位置の第１座標として、前記第１方向に相当する方向における前記第１位相パターンの第１基準位置の座標を記憶するステップと、を備える、レーザ加工方法。
14. 前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを確認するために、前記光検出器によって前記反射光が検出される際に、前記レーザ光が前記第１面から所定距離だけ前記対象物中を進行したと仮定した場合に発生する球面収差が補正されるように且つ前記入射瞳面において前記第１方向にコマ収差が発生するように、前記空間光変調器を制御するステップと、
    前記反射光の検出結果に基づいて、前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致しているか否かを判定するステップと、
    前記レーザ光の前記像の前記中心位置が前記第２方向において前記入射瞳面の前記中心位置に一致していた場合に前記空間光変調器が表示していた第２位相パターンに関する情報を取得し、前記基準位置の第２座標として、前記第２方向に相当する方向における前記第２位相パターンの第２基準位置の座標を記憶するステップと、を更に備える、請求項１３に記載のレーザ加工方法。

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