JP7293475B2 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

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。

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、上述したようなレーザ加工装置では、対象物にレーザ光を照射することにより、対象物の内部において仮想面に沿って改質領域を形成する場合がある。この場合、仮想面に渡る改質領域を境界として、対象物の一部が剥離される。このような剥離加工では、例えば対象物にレーザ光を照射する際の加工条件によっては、対象物を剥離することが困難になるおそれがある。

そこで、本発明は、対象物を確実に剥離することが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課題とする。

本発明に係るレーザ加工装置は、対象物にレーザ光を照射することにより、対象物の内部において仮想面に沿って改質領域を形成するレーザ加工装置であって、対象物を支持する支持部と、支持部によって支持された対象物にレーザ光を照射する照射部と、レーザ光の集光点の位置が仮想面に沿って移動するように支持部及び照射部の少なくとも一方を移動させる移動機構と、支持部、照射部及び移動機構を制御する制御部と、レーザ光の入射方向に沿う方向から対象物を撮像する撮像部と、を備え、制御部は、並ぶように配された複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って、レーザ光を対象物に照射させて、改質領域を対象物に形成する第１前処理を実行し、撮像部は、第１前処理により複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態を映す第１画像を取得する。

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、対象物の剥離と、複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態と、の間には、相関があることを見出した。そこで、本発明に係るレーザ加工装置では、複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態を映す第１画像を取得する。この第１画像に基づくことで、対象物を剥離できるように加工条件を策定することが可能となる。したがって、対象物を確実に剥離することが可能となる。

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、一本の加工用ラインに沿って、レーザ光を対象物に照射させて、改質領域を対象物に形成する第２前処理を実行し、撮像部は、第２前処理により一本の加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態を映す第２画像を取得してもよい。

本発明者らは更に鋭意検討を重ねた結果、対象物の剥離と、一本の加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態と、の間には、相関があることを見出した。そこで、本発明に係るレーザ加工装置では、一本の加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態を映す第２画像を取得する。この第２画像に基づくことで、対象物を剥離できるように加工条件を策定することが可能となる。対象物を確実に剥離することが可能となる。

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、第２画像に映る加工状態を判定し、当該判定結果に応じて第２前処理の加工条件を変更してもよい。この場合、第２前処理の加工条件を、第２画像に応じて自動的に変更することができる。

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、第２画像に映る加工状態が第１スライシング状態か否かを判定し、第１スライシング状態ではない場合に第２前処理の加工条件を変更し、第１スライシング状態は、改質領域に含まれる複数の改質スポットから延びる亀裂が、一本の加工用ラインに沿う方向に伸展する状態であってもよい。一本の加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態が第１スライシング状態でないと、対象物の剥離が困難になることが見出される。そこで、本発明では、第２画像に映る加工状態が第１スライシング状態ではない場合に、第２前処理の加工条件を変更する。これにより、対象物を剥離できるように加工条件を策定することが可能となる。

本発明に係るレーザ加工装置では、制御部は、第１画像に映る加工状態を判定し、当該判定結果に応じて第１前処理の加工条件を変更してもよい。この場合、第１前処理の加工条件を、第１画像に応じて自動的に変更することができる。

本発明に係るレーザ加工装置において、第１前処理では、並ぶように配された複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って、第１加工条件でレーザ光を対象物に照射させて、改質領域を対象物に形成し、撮像部は、第１画像として、第１規定量のレーザ加工後の加工状態を映す画像を取得し、制御部は、第１画像に基づいて、第１前処理による第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態か否かを判定し、第２スライシング状態ではない場合に第１加工条件を変更し、第２スライシング状態は、改質領域に含まれる複数の改質スポットから延びる亀裂が、並行ラインに沿う方向及び並行ラインと交差する方向に伸展して互いに繋がる状態であってもよい。

複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域を形成する際、第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態となるようにレーザ加工を行うと、対象物を確実に剥離し得ることが見出される。そこで、本発明では、第１画像に基づいて第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態か否かを判定し、第２スライシング状態ではない場合に第１加工条件を変更する。これにより、対象物を確実に剥離し得る第１加工条件を策定することが可能となる。

本発明に係るレーザ加工装置において、第１前処理では、並ぶように配された複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って、第２加工条件でレーザ光を対象物に照射させて、改質領域を対象物に形成し、撮像部は、第１画像として、第１規定量のレーザ加工後の加工状態を映す画像と、第１規定量よりも多い第２規定量のレーザ加工後の加工状態を映す画像と、を取得し、制御部は、第１規定量のレーザ加工後の加工状態を映す画像としての第１画像に基づいて、第１前処理による第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態か否かを判定し、第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態の場合、第２加工条件を変更し、第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態ではない場合、第２規定量のレーザ加工後の加工状態を映す画像としての第１画像に基づいて、第１前処理による第２規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態か否かを判定し、第２規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態ではない場合に、第２加工条件を変更し、第２スライシング状態は、改質領域に含まれる複数の改質スポットから延びる亀裂が、並行ラインに沿う方向及び並行ラインと交差する方向に伸展して互いに繋がる状態であってもよい。

複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域を形成する際、第２規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態となるようにレーザ加工を行うと、タクトの悪化を抑えつつ対象物を剥離し得ることが見出される。そこで、本発明では、第１画像に基づいて第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態か否かを判定し、第２スライシング状態の場合に第２加工条件を変更する。第１画像に基づいて第２規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシング状態か否かを判定し、第２スライシング状態ではない場合に第２加工条件を変更する。これにより、タクトの悪化を抑えつつ対象物を剥離し得る第２加工条件を策定することが可能となる。

本発明に係るレーザ加工装置では、対象物は、条件決定用のウェハであってもよいし、半導体デバイス用のウェハであってもよい。対象物が条件決定用のウェハの場合には、ウェハの全体領域の何れかに加工用ラインを設定して、加工条件を決定できる。対象物が半導体デバイス用のウェハの場合には、ウェハにおける剥離品質に影響が少ない外縁領域に加工用ラインを設定して、加工条件を決定できる。条件決定用のウェハは、例えば最終的に半導体デバイス（製品）とはならないプラクティス用のウェハである。半導体デバイス用のウェハは、例えば最終的に半導体デバイスとなるプロダクション用のウェハである。

本発明に係るレーザ加工方法は、対象物にレーザ光を照射することにより、対象物の内部において仮想面に沿って改質領域を形成するレーザ加工方法であって、並ぶように配された複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って、レーザ光を対象物に照射させて、改質領域を対象物に形成する第１前工程と、第１前工程により複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態を映す第１画像を取得する第１撮像工程と、を備える。

このレーザ加工方法では、第１前工程により複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域を形成した場合の加工状態を映す第１画像を取得する。取得した第１画像に基づくことで、対象物を剥離できる加工状態となるように加工条件を策定することが可能となる。したがって、対象物を確実に剥離することが可能となる。

本発明によれば、対象物を確実に剥離することが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。

実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。 図１に示されるレーザ加工装置の一部分の正面図である。 図１に示されるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの正面図である。 図３に示されるレーザ加工ヘッドの側面図である。 図３に示されるレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。 変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。 変形例のレーザ加工装置の一部分の正面図である。 変形例のレーザ加工装置の斜視図である。 第１実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。 （ａ）は、対象物の例を示す平面図である。（ｂ）は、図１０（ａ）に示す対象物の側面図である。 （ａ）は、第１実施形態に係るレーザ加工装置を用いて半導体デバイスを製造する方法を説明するための対象物の側面図である。（ｂ）は、図１１（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。 （ａ）は、図１１（ｂ）の続きを示す対象物の側面図である。（ｂ）は、図１２（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｃ）は、図１２（ｂ）に示す対象物の側面図である。 （ａ）は、図１２（ｂ）の続きを示す対象物の側面図である。（ｂ）は、図１３（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。 （ａ）は、第１実施形態に係る剥離加工の対象となる対象物の平面図である。（ｂ）は、図１４（ａ）の破線枠内の箇所を拡大して示す側面図である。 第１実施形態に係る剥離加工において形成される複数の改質スポットを説明するための平面図である。 （ａ）は、スライシングステルス状態を示す画像である。（ｂ）は、スライシングハーフカット状態を示す画像である。 （ａ）は、スライシングステルス状態を示す他の画像である。（ｂ）は、スライシングハーフカット状態を示す他の画像である。 （ａ）は、第１規定量のレーザ加工後の加工状態であってスライシングフルカット状態を示す画像である。（ｂ）は、第２規定量のレーザ加工後の加工状態であってスライシングフルカット状態を示す画像である。 第１実施形態に係る剥離加工を示すフローチャートである。 （ａ）は、第１実施形態に係る剥離加工を説明するための対象物の平面図である。（ｂ）は、図２０（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。 （ａ）は、図２０（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図２１（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。 改質領域から延びる亀裂を説明するための対象物の平面図である。 図２２の対象物の亀裂を観察した結果を示す図である。 （ａ）は、第１実施形態の変形例に係る剥離加工を説明するための対象物の平面図である。（ｂ）は、図２４（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。 ＧＵＩの設定画面の例を示す図である。 ＧＵＩの設定画面の他の例を示す図である。 ＧＵＩの設定画面の管理者モードの例を示す図である。 剥離加工における最適なパルスエネルギを調査した実験結果を示す図である。 （ａ）は、第２実施形態に係る剥離加工を説明するための対象物の平面図である。（ｂ）は、図２９（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。 第２実施形態に係る剥離加工を示すフローチャートである。 第２実施形態の変形例に係る剥離加工を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る剥離加工を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る剥離加工においてハーフカット加工条件を決定する場合の処理の例を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る剥離加工において第１加工条件を決定する場合の処理の例を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る剥離加工において第２加工条件を決定する場合の処理の例を示すフローチャートである。 （ａ）は、変形例に係る半導体デバイスを製造する方法を説明するための対象物の側面図である。（ｂ）は、図３６（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。 （ａ）は、他の変形例に係る半導体デバイスを製造する方法を説明するための対象物の側面図である。（ｂ）は、図３７（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。 （ａ）は、更に他の変形例に係る半導体デバイスを製造する方法を説明するための対象物の側面図である。（ｂ）は、図３８（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。 変形例に係る剥離加工の対象となる対象物の平面図である。 変形例のレーザ加工装置の平面図である。 （ａ）は、対象物の例を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す対象物の側面図である。 変形例のレーザ加工装置を用いて半導体デバイスを製造する方法を説明するためのレーザ加工装置の平面図である。 （ａ）は、変形例のレーザ加工装置を用いて半導体デバイスを製造する方法を説明するための対象物の側面図である。（ｂ）は、図４３（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。 （ａ）は、図４３（ｂ）の続きを示す対象物の側面図である。（ｂ）は、図４４（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｃ）は、図４４（ｂ）に示す対象物の側面図である。 変形例のレーザ加工装置を用いて半導体デバイスを製造する方法を説明するためのレーザ加工装置の平面図である。 変形例のレーザ加工装置を用いて半導体デバイスを製造する方法を説明するためのレーザ加工装置の一部分の側面図である。 図４４（ｂ）及び（ｃ）の続きを示す対象物の周縁部分の側面図である。 （ａ）は、図４７の続きを示す対象物の側面図である。（ｂ）は、図４８（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。 （ａ）は、対象物の周縁部分の断面写真を示す図である。（ｂ）は、図４９（ａ）の一部を拡大した断面写真を示す図である。 変形例のレーザ加工装置を用いて半導体デバイスを製造する方法を説明するためのレーザ加工装置の一部分の側面図である。

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。

まず、レーザ加工装置の基本的な構成、作用、効果及び変形例について説明する。

［レーザ加工装置の構成］
図１に示されるように、レーザ加工装置１は、複数の移動機構５，６と、支持部７と、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと、光源ユニット８と、制御部９と、を備えている。以下、第１方向をＸ方向、第１方向に垂直な第２方向をＹ方向、第１方向及び第２方向に垂直な第３方向をＺ方向という。本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。

移動機構５は、固定部５１と、移動部５３と、取付部５５と、を有している。固定部５１は、装置フレーム１ａに取り付けられている。移動部５３は、固定部５１に設けられたレールに取り付けられており、Ｙ方向に沿って移動することができる。取付部５５は、移動部５３に設けられたレールに取り付けられており、Ｘ方向に沿って移動することができる。

移動機構６は、固定部６１と、１対の移動部６３，６４と、１対の取付部６５，６６と、を有している。固定部６１は、装置フレーム１ａに取り付けられている。１対の移動部６３，６４のそれぞれは、固定部６１に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Ｙ方向に沿って移動することができる。取付部６５は、移動部６３に設けられたレールに取り付けられており、Ｚ方向に沿って移動することができる。取付部６６は、移動部６４に設けられたレールに取り付けられており、Ｚ方向に沿って移動することができる。つまり、装置フレーム１ａに対しては、１対の取付部６５，６６のそれぞれが、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれに沿って移動することができる。移動部６３，６４のそれぞれは、第１及び第２水平移動機構（水平移動機構）をそれぞれ構成する。取付部６５，６６のそれぞれは、第１及び第２鉛直移動機構（鉛直移動機構）をそれぞれ構成する。

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

図１及び図２に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ａは、移動機構６の取付部６５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ａは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光Ｌ１（「第１レーザ光Ｌ１」とも称する）を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、移動機構６の取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光Ｌ２（「第２レーザ光Ｌ２」とも称する）を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂは、照射部を構成する。

光源ユニット８は、１対の光源８１，８２を有している。光源８１は、レーザ光Ｌ１を出力する。レーザ光Ｌ１は、光源８１の出射部８１ａから出射され、光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ａに導光される。光源８２は、レーザ光Ｌ２を出力する。レーザ光Ｌ２は、光源８２の出射部８２ａから出射され、別の光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ｂに導光される。

制御部９は、レーザ加工装置１の各部（支持部７、複数の移動機構５，６、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂ、及び光源ユニット８等）を制御する。制御部９は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部９では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部９は、各種機能を実現する。

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

まず、対象物１００を支持している支持部７がＺ方向において１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと対向するように、移動機構５が、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って支持部７を移動させる。続いて、対象物１００において一方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。

続いて、一方向に延在する一のライン上にレーザ光Ｌ１の集光点（集光領域の一部）が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、一方向に延在する他のライン上にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。続いて、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。

続いて、光源８１がレーザ光Ｌ１を出力してレーザ加工ヘッド１０Ａが対象物１００にレーザ光Ｌ１を照射すると共に、光源８２がレーザ光Ｌ２を出力してレーザ加工ヘッド１０Ｂが対象物１００にレーザ光Ｌ２を照射する。それと同時に、一方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点が相対的に移動し且つ一方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光Ｌ２の集光点が相対的に移動するように、移動機構５が、Ｘ方向に沿って支持部７を移動させる。このようにして、レーザ加工装置１は、対象物１００において一方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物１００の内部に改質領域を形成する。

続いて、対象物１００において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。

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

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

なお、上述した加工の一例では、光源８１は、例えばパルス発振方式によって、対象物１００に対して透過性を有するレーザ光Ｌ１を出力し、光源８２は、例えばパルス発振方式によって、対象物１００に対して透過性を有するレーザ光Ｌ２を出力する。そのようなレーザ光が対象物１００の内部に集光されると、レーザ光の集光点に対応する部分においてレーザ光が特に吸収され、対象物１００の内部に改質領域が形成される。改質領域は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。

パルス発振方式によって出力されたレーザ光が対象物１００に照射され、対象物１００に設定されたラインに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動させられると、複数の改質スポットがラインに沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポットは、１パルスのレーザ光の照射によって形成される。１列の改質領域は、１列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物１００に対するレーザ光の集光点の相対的な移動速度及びレーザ光の繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。設定されるラインの形状は、格子状に限定されず、環状、直線状、曲線状及びこれらの少なくとも何れかを組合せた形状であってもよい。
［レーザ加工ヘッドの構成］

図３及び図４に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ａは、筐体１１と、入射部１２と、調整部１３と、集光部１４と、を備えている。

筐体１１は、第１壁部２１及び第２壁部２２、第３壁部２３及び第４壁部２４、並びに、第５壁部２５及び第６壁部２６を有している。第１壁部２１及び第２壁部２２は、Ｘ方向において互いに対向している。第３壁部２３及び第４壁部２４は、Ｙ方向において互いに対向している。第５壁部２５及び第６壁部２６は、Ｚ方向において互いに対向している。

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

レーザ加工ヘッド１０Ａでは、第１壁部２１は、移動機構６の固定部６１とは反対側に位置しており、第２壁部２２は、固定部６１側に位置している。第３壁部２３は、移動機構６の取付部６５側に位置しており、第４壁部２４は、取付部６５とは反対側であってレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置している（図２参照）。第５壁部２５は、支持部７とは反対側に位置しており、第６壁部２６は、支持部７側に位置している。

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

入射部１２は、第５壁部２５に取り付けられている。入射部１２は、筐体１１内にレーザ光Ｌ１を入射させる。入射部１２は、Ｘ方向においては第２壁部２２側（一方の壁部側）に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における入射部１２と第２壁部２２との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第１壁部２１との距離よりも小さく、Ｙ方向における入射部１２と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第３壁部２３との距離よりも小さい。

入射部１２は、光ファイバ２の接続端部２ａが接続可能となるように構成されている。光ファイバ２の接続端部２ａには、ファイバの出射端から出射されたレーザ光Ｌ１をコリメートするコリメータレンズが設けられており、戻り光を抑制するアイソレータが設けられていない。当該アイソレータは、接続端部２ａよりも光源８１側であるファイバの途中に設けられている。これにより、接続端部２ａの小型化、延いては、入射部１２の小型化が図られている。なお、光ファイバ２の接続端部２ａにアイソレータが設けられていてもよい。

調整部１３は、筐体１１内に配置されている。調整部１３は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１を調整する。調整部１３が有する各構成は、筐体１１内に設けられた光学ベース２９に取り付けられている。光学ベース２９は、筐体１１内の領域を第３壁部２３側の領域と第４壁部２４側の領域とに仕切るように、筐体１１に取り付けられている。光学ベース２９は、筐体１１と一体となっている。調整部１３が有する各構成は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。調整部１３が有する各構成の詳細については後述する。

集光部１４は、第６壁部２６に配置されている。具体的には、集光部１４は、第６壁部２６に形成された孔２６ａに挿通された状態で（図５参照）、第６壁部２６に配置されている。集光部１４は、調整部１３によって調整されたレーザ光Ｌ１を集光しつつ筐体１１外に出射させる。集光部１４は、Ｘ方向においては第２壁部２２側（一方の壁部側）に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における集光部１４と第２壁部２２との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第１壁部２１との距離よりも小さく、Ｙ方向における集光部１４と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第３壁部２３との距離よりも小さい。

図５に示されるように、調整部１３は、アッテネータ３１と、ビームエキスパンダ３２と、ミラー３３と、を有している。入射部１２、並びに、調整部１３のアッテネータ３１、ビームエキスパンダ３２及びミラー３３は、Ｚ方向に沿って延在する直線（第１直線）Ａ１上に配置されている。アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２は、直線Ａ１上において、入射部１２とミラー３３との間に配置されている。アッテネータ３１は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１の出力を調整する。ビームエキスパンダ３２は、アッテネータ３１で出力が調整されたレーザ光Ｌ１の径を拡大する。ミラー３３は、ビームエキスパンダ３２で径が拡大されたレーザ光Ｌ１を反射する。

調整部１３は、反射型空間光変調器３４と、結像光学系３５と、を更に有している。調整部１３の反射型空間光変調器３４及び結像光学系３５、並びに、集光部１４は、Ｚ方向に沿って延在する直線（第２直線）Ａ２上に配置されている。反射型空間光変調器３４は、ミラー３３で反射されたレーザ光Ｌ１を変調する。反射型空間光変調器３４は、例えば、反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）である。結像光学系３５は、反射型空間光変調器３４の反射面３４ａと集光部１４の入射瞳面１４ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。結像光学系３５は、３つ以上のレンズによって構成されている。

直線Ａ１及び直線Ａ２は、Ｙ方向に垂直な平面上に位置している。直線Ａ１は、直線Ａ２に対して第２壁部２２側（一方の壁部側）に位置している。レーザ加工ヘッド１０Ａでは、レーザ光Ｌ１は、入射部１２から筐体１１内に入射して直線Ａ１上を進行し、ミラー３３及び反射型空間光変調器３４で順次に反射された後、直線Ａ２上を進行して集光部１４から筐体１１外に出射する。なお、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２の配列の順序は、逆であってもよい。また、アッテネータ３１は、ミラー３３と反射型空間光変調器３４との間に配置されていてもよい。また、調整部１３は、他の光学部品（例えば、ビームエキスパンダ３２の前に配置されるステアリングミラー等）を有していてもよい。

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

ダイクロイックミラー１５は、直線Ａ２上において、結像光学系３５と集光部１４との間に配置されている。つまり、ダイクロイックミラー１５は、筐体１１内において、調整部１３と集光部１４との間に配置されている。ダイクロイックミラー１５は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。ダイクロイックミラー１５は、レーザ光Ｌ１を透過させる。ダイクロイックミラー１５は、非点収差を抑制する観点では、例えば、キューブ型、又は、ねじれの関係を有するように配置された２枚のプレート型が好ましい。

測定部１６は、筐体１１内において、調整部１３に対して第１壁部２１側（一方の壁部側とは反対側）に配置されている。測定部１６は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。測定部１６は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌ１が入射する側の表面）と集光部１４との距離を測定するための測定光Ｌ１０を出力し、集光部１４を介して、対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０を検出する。つまり、測定部１６から出力された測定光Ｌ１０は、集光部１４を介して対象物１００の表面に照射され、対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０は、集光部１４を介して測定部１６で検出される。

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

観察部１７は、筐体１１内において、調整部１３に対して第１壁部２１側（一方の壁部側とは反対側）に配置されている。観察部１７は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。観察部１７は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌ１が入射する側の表面）を観察するための観察光Ｌ２０を出力し、集光部１４を介して、対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０を検出する。つまり、観察部１７から出力された観察光Ｌ２０は、集光部１４を介して対象物１００の表面に照射され、対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０は、集光部１４を介して観察部１７で検出される。

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

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

回路部１９は、筐体１１内において、光学ベース２９に対して第３壁部２３側に配置されている。つまり、回路部１９は、筐体１１内において、調整部１３、測定部１６及び観察部１７に対して第３壁部２３側に配置されている。回路部１９は、例えば、複数の回路基板である。回路部１９は、測定部１６から出力された信号、及び反射型空間光変調器３４に入力する信号を処理する。回路部１９は、測定部１６から出力された信号に基づいて駆動部１８を制御する。一例として、回路部１９は、測定部１６から出力された信号に基づいて、対象物１００の表面と集光部１４との距離が一定に維持されるように（すなわち、対象物１００の表面とレーザ光Ｌ１の集光点との距離が一定に維持されるように）、駆動部１８を制御する。なお、筐体１１には、回路部１９を制御部９（図１参照）等に電気的に接続するための配線が接続されるコネクタ（図示省略）が設けられている。

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

例えば、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体（第１筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６５に取り付けられている。これに対し、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体（第２筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ａ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６６に取り付けられている。

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

レーザ加工ヘッド１０Ａでは、レーザ光Ｌ１を出力する光源が筐体１１内に設けられていないため、筐体１１の小型化を図ることができる。更に、筐体１１において、第３壁部２３と第４壁部２４との距離が第１壁部２１と第２壁部２２との距離よりも小さく、第６壁部２６に配置された集光部１４がＹ方向において第４壁部２４側に片寄っている。これにより、集光部１４の光軸に垂直な方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第４壁部２４側に他の構成（例えば、レーザ加工ヘッド１０Ｂ）が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。よって、レーザ加工ヘッド１０Ａは、集光部１４をその光軸に垂直な方向に沿って移動させるのに好適である。

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２が、第５壁部２５に設けられており、Ｙ方向において第４壁部２４側に片寄っている。これにより、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第３壁部２３側の領域に他の構成（例えば、回路部１９）を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、集光部１４が、Ｘ方向において第２壁部２２側に片寄っている。これにより、集光部１４の光軸に垂直な方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第２壁部２２側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２が、第５壁部２５に設けられており、Ｘ方向において第２壁部２２側に片寄っている。これにより、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第１壁部２１側の領域に他の構成（例えば、測定部１６及び観察部１７）を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。

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

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

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２、並びに、調整部１３のアッテネータ３１、ビームエキスパンダ３２及びミラー３３が、Ｚ方向に沿って延在する直線Ａ１上に配置されており、調整部１３の反射型空間光変調器３４、結像光学系３５及び集光部１４、並びに、集光部１４が、Ｚ方向に沿って延在する直線Ａ２上に配置されている。これにより、アッテネータ３１、ビームエキスパンダ３２、反射型空間光変調器３４及び結像光学系３５を有する調整部１３をコンパクトに構成することができる。

また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、直線Ａ１が、直線Ａ２に対して第２壁部２２側に位置している。これにより、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第１壁部２１側の領域において、集光部１４を用いた他の光学系（例えば、測定部１６及び観察部１７）を構成する場合に、当該他の光学系の構成の自由度を向上させることができる。

以上の作用及び効果は、レーザ加工ヘッド１０Ｂによっても同様に奏される。

また、レーザ加工装置１では、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４が、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１においてレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に片寄っており、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４が、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１においてレーザ加工ヘッド１０Ａ側に片寄っている。これにより、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢのそれぞれをＹ方向に沿って移動させる場合に、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４とレーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４とを互いに近付けることができる。よって、レーザ加工装置１によれば、対象物１００を効率良く加工することができる。

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

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

例えば、図６に示されるように、入射部１２、調整部１３及び集光部１４は、Ｚ方向に沿って延在する直線Ａ上に配置されていてもよい。これによれば、調整部１３をコンパクトに構成することができる。その場合、調整部１３は、反射型空間光変調器３４及び結像光学系３５を有していなくてもよい。また、調整部１３は、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２を有していてもよい。これによれば、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２を有する調整部１３をコンパクトに構成することができる。なお、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２の配列の順序は、逆であってもよい。

また、筐体１１は、第１壁部２１、第２壁部２２、第３壁部２３及び第５壁部２５の少なくとも１つがレーザ加工装置１の取付部６５（又は取付部６６）側に配置された状態で筐体１１が取付部６５（又は取付部６６）に取り付けられるように、構成されていればよい。また、集光部１４は、少なくともＹ方向において第４壁部２４側に片寄っていればよい。これらによれば、Ｙ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第４壁部２４側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。また、Ｚ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、対象物１００に集光部１４を近付けることができる。

また、集光部１４は、Ｘ方向において第１壁部２１側に片寄っていてもよい。これによれば、集光部１４の光軸に垂直な方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第１壁部２１側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。その場合、入射部１２は、Ｘ方向において第１壁部２１側に片寄っていてもよい。これによれば、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第２壁部２２側の領域に他の構成（例えば、測定部１６及び観察部１７）を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。

また、光源ユニット８の出射部８１ａからレーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２へのレーザ光Ｌ１の導光、及び光源ユニット８の出射部８２ａからレーザ加工ヘッド１０Ｂの入射部１２へのレーザ光Ｌ２の導光の少なくとも１つは、ミラーによって実施されてもよい。図７は、レーザ光Ｌ１がミラーによって導光されるレーザ加工装置１の一部分の正面図である。図７に示される構成では、レーザ光Ｌ１を反射するミラー３が、Ｙ方向において光源ユニット８の出射部８１ａと対向し且つＺ方向においてレーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２と対向するように、移動機構６の移動部６３に取り付けられている。

図７に示される構成では、移動機構６の移動部６３をＹ方向に沿って移動させても、Ｙ方向においてミラー３が光源ユニット８の出射部８１ａと対向する状態が維持される。また、移動機構６の取付部６５をＺ方向に沿って移動させても、Ｚ方向においてミラー３がレーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２と対向する状態が維持される。したがって、レーザ加工ヘッド１０Ａの位置によらず、光源ユニット８の出射部８１ａから出射されたレーザ光Ｌ１を、レーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２に確実に入射させることができる。しかも、光ファイバ２による導光が困難な高出力長短パルスレーザ等の光源を利用することもできる。

また、図７に示される構成では、ミラー３は、角度調整及び位置調整の少なくとも１つが可能となるように、移動機構６の移動部６３に取り付けられていてもよい。これによれば、光源ユニット８の出射部８１ａから出射されたレーザ光Ｌ１を、レーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２に、より確実に入射させることができる。

また、光源ユニット８は、１つの光源を有するものであってもよい。その場合、光源ユニット８は、１つの光源から出力されたレーザ光の一部を出射部８１ａから出射させ且つ当該レーザ光の残部を出射部８２ｂから出射させるように、構成されていればよい。

また、レーザ加工装置１は、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えていてもよい。１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１でも、集光部１４の光軸に垂直なＹ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第４壁部２４側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。よって、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１によっても、対象物１００を効率良く加工することができる。また、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１において、取付部６５がＺ方向に沿って移動すれば、対象物１００をより効率良く加工することができる。また、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１において、支持部７が、Ｘ方向に沿って移動し、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転すれば、対象物１００をより効率良く加工することができる。

また、レーザ加工装置１は、３つ以上のレーザ加工ヘッドを備えていてもよい。図８は、２対のレーザ加工ヘッドを備えるレーザ加工装置１の斜視図である。図８に示されるレーザ加工装置１は、複数の移動機構２００，３００，４００と、支持部７と、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと、１対のレーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０Ｄと、光源ユニット（図示省略）と、を備えている。

移動機構２００は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれの方向に沿って支持部７を移動させ、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。

移動機構３００は、固定部３０１と、１対の取付部（第１取付部、第２取付部）３０５，３０６と、を有している。固定部３０１は、装置フレーム（図示省略）に取り付けられている。１対の取付部３０５，３０６のそれぞれは、固定部３０１に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Ｙ方向に沿って移動することができる。

移動機構４００は、固定部４０１と、１対の取付部（第１取付部、第２取付部）４０５，４０６と、を有している。固定部４０１は、装置フレーム（図示省略）に取り付けられている。１対の取付部４０５，４０６のそれぞれは、固定部４０１に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Ｘ方向に沿って移動することができる。なお、固定部４０１のレールは、固定部３０１のレールと立体的に交差するように配置されている。

レーザ加工ヘッド１０Ａは、移動機構３００の取付部３０５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ａは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ａから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、移動機構３００の取付部３０６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｂから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。

レーザ加工ヘッド１０Ｃは、移動機構４００の取付部４０５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｃは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｃから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。レーザ加工ヘッド１０Ｄは、移動機構４００の取付部４０６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｄは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｄから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。

図８に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの構成は、図１に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの構成と同様である。図８に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０Ｄの構成は、図１に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＺ方向に平行な軸線を中心線として９０°回転した場合の１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの構成と同様である。

例えば、レーザ加工ヘッド１０Ｃの筐体（第１筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｄ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｃの集光部１４は、Ｙ方向において第４壁部２４側（すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ｄ側）に片寄っている。

レーザ加工ヘッド１０Ｄの筐体（第２筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｃ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｄの集光部１４は、Ｙ方向において第４壁部２４側（すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ｃ側）に片寄っている。

以上により、図８に示されるレーザ加工装置１では、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢのそれぞれをＹ方向に沿って移動させる場合に、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４とレーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４とを互いに近付けることができる。また、１対のレーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０ＤのそれぞれをＸ方向に沿って移動させる場合に、レーザ加工ヘッド１０Ｃの集光部１４とレーザ加工ヘッド１０Ｄの集光部１４とを互いに近付けることができる。

また、レーザ加工ヘッド及びレーザ加工装置は、対象物１００の内部に改質領域を形成するためのものに限定されず、他のレーザ加工を実施するためのものであってもよい。

次に、各実施形態を説明する。以下、上述した実施形態と重複する説明は省略する。第１～第３実施形態は参考実施形態である。

［第１実施形態］
図９に示されるレーザ加工装置１０１は、対象物１００に集光点（少なくとも集光領域の一部）を合わせてレーザ光を照射することにより、対象物１００に改質領域を形成する。レーザ加工装置１０１は、対象物１００にトリミング加工及び剥離加工を施し、半導体デバイスを取得（製造）する。トリミング加工は、対象物１００において不要部分を除去するための加工である。剥離加工は、対象物１００の一部分を剥離するための加工である。

対象物１００は、例えば円板状に形成された半導体ウェハを含む。対象物としては特に限定されず、種々の材料で形成されていてもよいし、種々の形状を呈していてもよい。対象物１００の表面１００ａには、機能素子（不図示）が形成されている。機能素子は、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、対象物１００には、有効領域Ｒ及び除去領域Ｅが設定されている。有効領域Ｒは、取得する半導体デバイスに対応する部分である。例えば有効領域Ｒは、対象物１００を厚さ方向から見て中央部分を含む円板状の部分である。除去領域Ｅは、対象物１００における有効領域Ｒよりも外側の領域である。除去領域Ｅは、対象物１００において有効領域Ｒ以外の外縁部分である。例えば除去領域Ｅは、有効領域Ｒを囲う円環状の部分である。除去領域Ｅは、対象物１００を厚さ方向から見て周縁部分（外縁のベベル部）を含む。

対象物１００には、剥離予定面としての仮想面Ｍ１が設定されている。仮想面Ｍ１は、改質領域の形成を予定する面である。仮想面Ｍ１は、対象物１００のレーザ光入射面である裏面１００ｂに対向する面である。仮想面Ｍ１は、裏面１００ｂに平行な面であり、例えば円形状を呈している。仮想面Ｍ１は、仮想的な領域であり、平面に限定されず、曲面ないし３次元状の面であってもよい。有効領域Ｒ、除去領域Ｅ及び仮想面Ｍ１の設定は、制御部９において行うことができる。有効領域Ｒ、除去領域Ｅ及び仮想面Ｍ１は、座標指定されたものであってもよい。

対象物１００には、トリミング予定ラインとしてのラインＭ３が設定されている。ラインＭ３は、改質領域の形成を予定するラインである。ラインＭ３は、対象物１００の外縁の内側において環状に延在する。ここでのラインＭ３は、円環状に延在する。ラインＭ３は、対象物１００の内部における仮想面Ｍ１よりもレーザ光入射面とは反対側の部分にて、有効領域Ｒと除去領域Ｅとの境界に設定されている。ラインＭ３の設定は、制御部９において行うことができる。ラインＭ３は、仮想的なラインであるが、実際に引かれたラインであってもよい。ラインＭ３は、座標指定されたものであってもよい。

図９に示されるように、レーザ加工装置１０１は、ステージ１０７、レーザ加工ヘッド１０Ａ、第１Ｚ軸レール１０６Ａ、Ｙ軸レール１０８、撮像部１１０、ＧＵＩ（Graphical User Interface）１１１、及び、制御部９を備える。ステージ１０７は、対象物１００が載置される支持部である。ステージ１０７は、上記支持部７（図１参照）と同様に構成されている。本実施形態のステージ１０７には、対象物１００の裏面１００ｂをレーザ光入射面側である上側にした状態（表面１００ａをステージ１０７側である下側にした状態）で、対象物１００が載置される。ステージ１０７は、その中心に設けられた回転軸Ｃを有する。回転軸Ｃは、Ｚ方向に沿って延びる軸である。ステージ１０７は、回転軸Ｃを中心に回転可能である。ステージ１０７は、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により回転駆動される。

レーザ加工ヘッド１０Ａは、ステージ１０７に載置された対象物１００に第１レーザ光Ｌ１（図１１（ａ）参照）をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に改質領域を形成する。レーザ加工ヘッド１０Ａは、第１Ｚ軸レール１０６Ａ及びＹ軸レール１０８に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ａは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、第１Ｚ軸レール１０６Ａに沿ってＺ方向に直線的に移動可能である。レーザ加工ヘッド１０Ａは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、Ｙ軸レール１０８に沿ってＹ方向に直線的に移動可能である。レーザ加工ヘッド１０Ａは、照射部を構成する。

レーザ加工ヘッド１０Ａは、上述したように反射型空間光変調器３４を備えている。レーザ加工ヘッド１０Ａは、測距センサ３６を備えている。測距センサ３６は、対象物１００のレーザ光入射面に対して測距用レーザ光を出射し、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１００のレーザ光入射面の変位データを取得する。測距センサ３６としては、第１レーザ光Ｌ１と別軸のセンサである場合、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。測距センサ３６としては、第１レーザ光Ｌ１と同軸のセンサである場合、非点収差方式等のセンサを利用することができる。レーザ加工ヘッド１０Ａの回路部１９（図３参照）は、測距センサ３６で取得した変位データに基づいて、集光部１４がレーザ光入射面に追従するように駆動部１８（図５参照）を駆動させる。これにより、対象物１００のレーザ光入射面と第１レーザ光Ｌ１の集光点である第１集光点との距離が一定に維持されるように、当該変位データに基づき集光部１４がＺ方向に沿って移動する。

第１Ｚ軸レール１０６Ａは、Ｚ方向に沿って延びるレールである。第１Ｚ軸レール１０６Ａは、取付部６５を介してレーザ加工ヘッド１０Ａに取り付けられている。第１Ｚ軸レール１０６Ａは、第１レーザ光Ｌ１の第１集光点がＺ方向（仮想面Ｍ１と交差する方向）に沿って移動するように、レーザ加工ヘッド１０ＡをＺ方向に沿って移動させる。第１Ｚ軸レール１０６Ａは、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図８参照）のレールに対応する。

Ｙ軸レール１０８は、Ｙ方向に沿って延びるレールである。Ｙ軸レール１０８は、第１Ｚ軸レール１０６Ａに取り付けられている。Ｙ軸レール１０８は、第１レーザ光Ｌ１の第１集光点がＹ方向（仮想面Ｍ１に沿う方向）に沿って移動するように、レーザ加工ヘッド１０ＡをＹ方向に沿って移動させる。Ｙ軸レール１０８は、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図８参照）のレールに対応する。

撮像部１１０は、第１レーザ光Ｌ１の入射方向に沿う方向から対象物１００を撮像する。撮像部１１０は、アライメントカメラＡＣ及び撮像ユニットＩＲを含む。アライメントカメラＡＣ及び撮像ユニットＩＲは、レーザ加工ヘッド１０Ａと共に取付部６５に取り付けられている。アライメントカメラＡＣは、例えば、対象物１００を透過する光を用いてデバイスパターン等を撮像する。これにより得られる画像は、対象物１００に対する第１レーザ光Ｌ１の照射位置のアライメントに供される。

撮像ユニットＩＲは、対象物１００を透過する光により対象物１００を撮像する。例えば、対象物１００がシリコンを含むウェハである場合、撮像ユニットＩＲにおいては近赤外領域の光が用いられる。撮像ユニットＩＲは、光源と、対物レンズと、光検出部と、を有する。光源は、対象物１００に対して透過性を有する光を出力する。光源は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、例えば近赤外領域の光を出力する。光源から出力された光は、ミラー等の光学系によって導光されて対物レンズを通過し、対象物１００に照射される。

対物レンズは、対象物１００のレーザ光入射面とは反対側の面で反射された光を通過させる。つまり、対物レンズは、対象物１００を伝搬（透過）した光を通過させる。対物レンズの開口数（ＮＡ）は、例えば０．４５以上である。対物レンズは、補正環を有している。補正環は、例えば対物レンズを構成する複数のレンズにおける相互間の距離を調整することにより、対象物１００内において光に生じる収差を補正する。光検出部は、対物レンズを通過した光を検出する。光検出部は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外領域の光を検出する。撮像ユニットＩＲは、対象物１００の内部に形成された改質領域、及び、改質領域から延びる亀裂の少なくとも何れかを撮像することができる。つまり、レーザ加工装置１０１においては、撮像ユニットＩＲを用いて、非破壊にてレーザ加工の加工状態を確認できる。撮像ユニットＩＲは、対象物１００の内部におけるレーザ加工の加工状態を監視（内部監視）する加工状態監視部を構成する。

ＧＵＩ１１１は、各種の情報を表示する。ＧＵＩ１１１は、例えばタッチパネルディスプレイを含む。ＧＵＩ１１１には、ユーザのタッチ等の操作により、加工条件に関する各種の設定が入力される。ＧＵＩ１１１は、ユーザからの入力を受け付ける入力部を構成する。

制御部９は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部９では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。制御部９は、レーザ加工装置１０１の各部を制御し、各種機能を実現する。

制御部９は、ステージ１０７と、レーザ加工ヘッド１０Ａと、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図１参照）と、を少なくとも制御する。制御部９は、ステージ１０７の回転、レーザ加工ヘッド１０Ａからの第１レーザ光Ｌ１の照射、及び、第１レーザ光Ｌ１の第１集光点の移動を制御する。制御部９は、ステージ１０７の回転量に関する回転情報（以下、「θ情報」ともいう）に基づいて、各種の制御を実行可能である。θ情報は、ステージ１０７を回転させる駆動装置の駆動量から取得されてもよいし、別途のセンサ等により取得されてもよい。θ情報は、公知の種々の手法により取得することができる。ここでのθ情報は、対象物１００が０°方向の位置に位置するときの状態を基準にした回転角度を含む。

制御部９は、ステージ１０７を回転させながら、対象物１００におけるラインＭ３（有効領域Ｒの周縁）に沿った位置に第１集光点を位置させた状態で、θ情報に基づいてレーザ加工ヘッド１０Ａにおける第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止を制御することにより、有効領域Ｒの周縁に沿って改質領域を形成させるトリミング処理を実行する。トリミング処理は、トリミング加工を実現する制御部９の処理である。本実施形態のトリミング処理では、剥離処理（後述の第１加工処理）の前に、ラインＭ３に沿って、対象物１００の内部における仮想面Ｍ１よりもレーザ光入射面とは反対側の部分に、第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域を形成する。

制御部９は、ステージ１０７を回転させながら、レーザ加工ヘッド１０Ａから第１レーザ光Ｌ１を照射させると共に、第１集光点のＹ方向における移動を制御することにより、対象物１００の内部において仮想面Ｍ１に沿って改質領域を形成させる剥離処理を実行する。剥離処理は、剥離加工を実現する制御部９の処理である。制御部９は、ＧＵＩ１１１の表示を制御する。ＧＵＩ１１１から入力された各種の設定に基づいて、トリミング処理及び剥離処理を実行する。

改質領域の形成及びその停止の切り替えは、次のようにして実現することができる。例えば、レーザ加工ヘッド１０Ａにおいて、第１レーザ光Ｌ１の照射（出力）の開始及び停止（ＯＮ／ＯＦＦ）を切替えることで、改質領域の形成と当該形成の停止とを切り替えることが可能である。具体的には、レーザ発振器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、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止が高速に切り替えられる。レーザ発振器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、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止が高速に切り替えられる。レーザ発振器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、第１レーザ光Ｌ１の照射のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。

或いは、改質領域の形成及びその停止の切り替えは、次のようにして実現してもよい。例えば、シャッタ等の機械式機構を制御するによって第１レーザ光Ｌ１の光路を開閉し、改質領域の形成と当該形成の停止とを切り替えてもよい。第１レーザ光Ｌ１をＣＷ光（連続波）へ切り替えることで、改質領域の形成を停止させてもよい。反射型空間光変調器３４の液晶層に、第１レーザ光Ｌ１の集光状態を改質できない状態とするパターン（例えば、レーザ散乱させる梨地模様のパターン）を表示することで、改質領域の形成を停止させてもよい。アッテネータ等の出力調整部を制御し、改質領域が形成できないように第１レーザ光Ｌ１の出力に低下させることで、改質領域の形成を停止させてもよい。偏光方向を切り替えることで、改質領域の形成を停止させてもよい。第１レーザ光Ｌ１を光軸以外の方向に散乱させて（飛ばして）カットすることで、改質領域の形成を停止させてもよい。

次に、レーザ加工装置１０１を用いて、対象物１００にトリミング加工及び剥離加工を施し、半導体デバイスを製造（取得）する方法の一例について、以下に説明する。以下に説明する製造方法は、トリミング加工及び剥離加工によって対象物１００から取り除く除去部分（対象物１００において半導体デバイスとして用いられない部分）について、リユース可能な方法である。

まず、裏面１００ｂをレーザ光入射面側にした状態でステージ１０７上に対象物１００を載置する。対象物１００において機能素子が搭載された表面１００ａ側は、支持基板ないしテープ材が接着されて保護されている。

続いて、トリミング加工を実施する。具体的には、図１１（ａ）に示されるように、ステージ１０７を一定の回転速度で回転しながら、対象物１００のラインＭ３上の位置に第１集光点Ｐ１を位置させた状態で、レーザ加工ヘッド１０Ａにおける第１レーザ光Ｌ１を照射する。当該第１レーザ光Ｌ１の照射を、第１集光点Ｐ１のＺ方向の位置を変えて繰り返し行う。つまり、図１０（ｂ）及び１１（ｂ）に示されるように、剥離処理の前に、ラインＭ３に沿って、対象物１００の内部における仮想面Ｍ１よりもレーザ光入射面とは反対側の部分に改質領域４３を形成する。

続いて、剥離加工を実施する。具体的には、図１２（ａ）に示されるように、ステージ１０７を一定の回転速度で回転させながら、レーザ加工ヘッド１０Ａから第１レーザ光Ｌ１を照射すると共に、第１集光点Ｐ１が仮想面Ｍ１の外縁側から内側にＹ方向に沿って移動するように、レーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動する。これにより、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示されるように、対象物１００の内部において仮想面Ｍ１に沿って、回転軸Ｃ（図９参照）の位置を中心とする渦巻き状（インボリュート曲線）に延びる改質領域４を形成する。形成した改質領域４は、複数の改質スポットを含む。これにより、図１３（ａ）に示されるように、仮想面Ｍ１に渡る改質領域４及び改質領域４の改質スポットから延びる亀裂を境界として、対象物１００の一部を剥離する。これと共に、ラインＭ３に沿う改質領域４３及び改質領域４３の改質スポットから延びる亀裂を境界として、除去領域Ｅを取り除く。

なお、対象物１００の剥離及び除去領域Ｅの除去は、例えば吸着冶具を用いて行ってもよい。対象物１００の剥離は、ステージ１０７上で実施してもよいし、剥離専用のエリアに移動させて実施してもよい。対象物１００の剥離は、エアーブロー又はテープ材を利用して剥離してもよい。外部応力だけで対象物１００を剥離できない場合には、対象物１００に反応するエッチング液（ＫＯＨ又はＴＭＡＨ等）で改質領域４，４３を選択的にエッチングしてもよい。これにより、対象物１００を容易に剥離することが可能となる。ステージ１０７を一定の回転速度で回転させたが、当該回転速度は変化させてもよい。例えばステージ１０７の回転速度は、改質領域４に含まれる改質スポットのピッチが一定間隔となるように変化させてもよい。

続いて、図１３（ｂ）に示されるように、対象物１００の剥離面１００ｈに対して、仕上げの研削又は砥石等の研磨材による研磨を行う。エッチングにより対象物１００を剥離している場合、当該研磨を簡略化することができる。以上の結果、半導体デバイス１００ｋが取得される。

次に、本実施形態の剥離加工に関して、より詳細に説明する。

図１４（ａ）に示されるように、剥離加工の対象となる対象物１００には、ライン（加工用ライン）Ｍ１１が設定されている。ラインＭ１１は、改質領域４の形成を予定するラインである。ラインＭ１１は、対象物１００において周縁側から内側に向かって渦巻き状に延在する。換言すると、ラインＭ１１は、ステージ１０７の回転軸Ｃ（図９参照）の位置を中心とする渦巻き状（インボリュート曲線）に延びる。ラインＭ１１は、並ぶように配された複数の並行ラインＭ１１ａを有する加工用ラインである。例えば渦巻き状における一周部分が、１つの並行ラインＭ１１ａを構成する。ラインＭ１１は、仮想的なラインであるが、実際に引かれたラインであってもよい。ラインＭ１１は、座標指定されたものであってもよい。

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、対象物１００は、レーザ光入射面である裏面１００ｂに対して交差する側面を有するベベル部（周縁部分）ＢＢを有する。ベベル部ＢＢは、例えば強度向上のための面取り面である。ベベル部ＢＢは、対象物１００の周縁の角が曲面（Ｒ面）にされて成る。ベベル部ＢＢは、例えば、対象物１００において周縁から２００～３００μｍ内側までの間の部分である。

対象物１００には、アライメント対象１００ｎが設けられている。例えばアライメント対象１００ｎは、対象物１００の０°方向の位置に対してθ方向（ステージ１０７の回転軸Ｃ回りの回転方向）に一定の関係を有する。０°方向の位置とは、θ方向において基準となる対象物１００の位置である。例えばアライメント対象１００ｎは、対象物１００の周縁側に形成されたノッチである。なお、アライメント対象１００ｎは、特に限定されず、対象物１００のオリエンテーションフラットであってもよいし、機能素子のパターンであってもよい。

制御部９は、ベベル部ＢＢを含むベベル周辺部（第１部分）１００Ｘに、第１加工条件で第１レーザ光Ｌ１を照射させる第１加工処理を実行する。制御部９は、第１加工処理の後、対象物１００においてベベル周辺部１００Ｘよりも内側の内周部（第２部分）１００Ｙに、第１加工条件とは異なる第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を照射させる第２加工処理を実行する。第１加工処理及び第２加工処理は、剥離処理に含まれる。対象物におけるベベル周辺部１００Ｘ及び内周部１００Ｙの広さは、ＧＵＩ１１１を介して入力することができる。

第１加工処理及び第２加工処理では、図１５に示されるように、ラインＭ１１の延在方向Ｃ１（加工進行方向）と直交する直交方向に対して傾斜する傾斜方向Ｃ２に沿って一列に並ぶ複数の改質スポットＳＡが仮想面Ｍ１上に形成されるように、第１レーザ光Ｌ１が分岐される。第１レーザ光Ｌ１の分岐は、例えば反射型空間光変調器３４（図５参照）を利用して実現することができる。

図示される例では、第１レーザ光Ｌ１が４分岐され、４つの改質スポットＳＡが形成される。分岐された４つの改質スポットＳＡのうち隣接する一対の改質スポットＳＡについて、ラインＭ１１の延在方向Ｃ１における間隔が分岐ピッチＢＰｘであり、延在方向Ｃ１の直交方向における間隔が分岐ピッチＢＰｙである。連続する２パルスの第１レーザ光Ｌ１の照射で形成される一対の改質スポットＳＡについて、延在方向Ｃ１における間隔がパルスピッチＰＰである。延在方向Ｃ１と傾斜方向Ｃ２と間の角度が分岐角度αである。

第１加工処理及び第２加工処理では、第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射させると共に、周縁から内側に向かって渦巻き状のラインＭ１１に沿って第１集光点Ｐ１の位置を対象物１００に対して相対的に移動させ、当該ラインＭ１１に沿って改質領域４を形成する。つまり、第１及び第２加工処理では、対象物１００において改質領域４を形成する領域を、周縁から内側へ向かう第１方向に変遷させる。

第１加工条件及び第２加工条件は、一本の加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合に、対象物１００の内部の加工状態（以下、単に「加工状態」ともいう）が後述のスライシングハーフカット状態（第１スライシング状態）になる条件である。第１加工条件及び第２加工条件は、並ぶように配された複数の並行ラインを有する加工用ラインであるラインＭ１１に沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合に、加工状態が後述のスライシングフルカット状態（第２スライシング状態）になる条件である。

第１加工条件は、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態になる条件である。第２加工条件は、第１規定量よりも多い第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態になる条件である。第１加工条件及び第２加工条件の具体的なパラメータとしては、第１レーザ光Ｌ１の分岐数、分岐ピッチＢＰｙ，ＢＰｘ、パルスエネルギ、パルスピッチ及びパルス幅、並びに加工速度等が挙げられる。加工状態がスライシングハーフカット状態になる加工条件は、加工状態がスライシングハーフカット状態になるように公知技術に基づきパラメータが適宜設定された加工条件である。加工状態がスライシングフルカット状態になる加工条件は、加工状態がスライシングフルカット状態になるように公知技術に基づきパラメータが適宜設定された加工条件である。例えば第１加工条件は、分岐数は４、分岐ピッチＢＰｙが２０μｍ、分岐ピッチＢＰｘが３０μｍ、パルスエネルギは１６．７３μＪ、加工速度は８００ｍｍ／ｓ、パルスピッチは１０μｍ、パルス幅は７００ｎｓである。例えば第２加工条件は、分岐ピッチＢＰｙが３０μｍである以外は第１加工条件と同じである。

ここで、剥離加工において見出された加工状態について、以下に説明する。

図１６（ａ）及び図１７（ａ）は、スライシングステルス状態を示す画像である。図１６（ｂ）及び図１７（ｂ）は、スライシングハーフカット状態を示す画像である。図１８（ａ）は、第１規定量のレーザ加工後の加工状態であってスライシングフルカット状態を示す画像である。図１８（ｂ）は、第２規定量のレーザ加工後の加工状態であってスライシングフルカット状態を示す画像である。

図１６（ａ）～図１８（ｂ）は、レーザ光入射面から撮像ユニットＩＲで撮像した、仮想面Ｍ１の位置における画像である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、一本の加工用ライン（並行ライン）に沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合の加工状態である。図１７（ａ）～図１８（ｂ）は、複数本の加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合の加工状態である。加工用ラインは、図示において左右に直線状に延びるように設定されている。図１６（ａ）～図１８（ｂ）に示されるように、加工状態は、パルスエネルギ及び分岐ピッチ等により、３段階に変化することがわかる。

図１６（ａ）及び図１７（ａ）に示されるように、スライシングステルス（ＳＳＴ）状態は、改質領域４に含まれる複数の改質スポット（打痕）ＳＡから亀裂が伸展していない、又は、当該亀裂が繋がっていない状態である。スライシングステルス状態は、改質スポットＳＡのみが観察できる状態である。スライシングステルス状態では、亀裂の伸展がないため、加工用ラインの数を増加させてもスライシングフルカット状態へ状態変化することはない。

図１６（ｂ）及び図１７（ｂ）に示されるように、スライシングハーフカット（ＳＨＣ）状態は、改質領域４に含まれる複数の改質スポットＳＡから延びる亀裂が、加工用ラインに沿う方向に伸展する状態である。画像において、スライシングハーフカット状態では、改質スポットＳＡと加工用ラインに沿った染みが確認できる。加工状態がスライシングハーフカット状態となるように加工用ラインの数を増加させることで、スライシングフルカット状態に変化するが、加工条件によってスライシングフルカット状態に変化する当該加工用ラインの数が変化する。また、スライシングフルカット状態を発生させるためには、一本の加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合の加工状態として、スライシングハーフカット状態が必要不可欠となることがわかる。

スライシングフルカット（ＳＦＣ）状態は、改質領域４に含まれる複数の改質スポットＳＡから延びる亀裂が、複数の加工用ラインに沿う方向及び加工用ラインと交差する方向に伸展して互いに繋がる状態である。スライシングフルカット状態は、改質スポットＳＡから延びる亀裂が、画像上において左右上下に伸展し、複数の加工用ラインを跨いで繋がっている状態である。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示されるように、スライシングフルカット状態は、画像上において改質スポットＳＡが確認できない状態（当該亀裂により形成された空間ないし隙間が確認される状態）である。スライシングフルカット状態は、複数の加工用ラインの間を跨ぐ亀裂の繋がりによって発生する状態であることから、一本の加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合には、発生し得ない。

スライシングフルカット状態とは、第１スライシングフルカット状態と、第２スライシングフルカット状態と、を含む。第１スライシングフルカット状態は、第１規定量のレーザ加工後に発生するスライシングフルカット状態である（図１８（ａ）参照）。第２スライシングフルカット状態は、第１規定量よりも多い第２規定量のレーザ加工後に発生するスライシングフルカット状態である（図１８（ａ）参照）。

第１規定量のレーザ加工は、例えば１００本未満の複数の並行ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合である。第１規定量のレーザ加工とは、例えば、対象物１００における改質領域４を形成する領域のインデックス方向の幅が１２ｍｍ未満の場合である。インデックス方向は、レーザ光入射面から見て加工用ラインの延在方向に直交する方向である。第２規定量のレーザ加工とは、例えば１００本以上の複数の加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合である。第２規定量のレーザ加工とは、例えば、対象物１００における改質領域４を形成する領域のインデックス方向の幅が１２ｍｍ以上の場合である。第１規定量及び第２規定量は特に限定されず、種々のパラメータ量であってもよい。第1期定量及び第２規定量は、例えば加工時間であってもよい。第1期定量及び第２規定量は、複数のパラメータ量の組合せであってもよい。

なお、図１６（ａ）～図１８（ｂ）は撮像ユニットＩＲで撮像した画像であるが、通常のＩＲカメラで撮影した場合も、図１６（ａ）～図１８（ｂ）と同様の画像が得られる。図１６（ａ）～図１８（ｂ）の結果は、対象物１００の形状及び大きさ等に特に限定されず、対象物１００がホールウェハ又は小片ウェハであっても、図１６（ａ）～図１８（ｂ）と同様の結果が得られる。図１６（ａ）～図１８（ｂ）の結果はレーザ加工のみの結果（応力を加えないことを前提に実施した結果）である。１００本未満の複数の加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合であっても、対象物１００に応力を加えることでスライシングフルカット状態となる場合がある。

制御部９は、ＧＵＩ１１１を介したユーザからの入力に基づいて、第１加工条件及び第２加工条件を設定する。ＧＵＩ１１１の表示及び入力に関しては、後述する。制御部９は、撮像ユニットＩＲの撮像結果、すなわち対象物１００の内部の加工状態を、ＧＵＩ１１１に表示させる。

撮像ユニットＩＲは、渦巻き状のラインＭ１１に沿って改質領域４が形成された場合の加工状態がスライシングハーフカット状態であるかを監視する。撮像ユニットＩＲは、第１加工処理において、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態であるか（つまり、第１スライシングフルカット状態であるか）を監視する。撮像ユニットＩＲは、第２加工処理において、第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態であるか（つまり、第２スライシングフルカット状態であるか）を監視する。状態を監視することは、当該状態を見張るような作用を実現すること、及び／又は、当該状態を判別可能な情報を取得（例えば画像取得）すること、を含む。

制御部９は、撮像ユニットＩＲの監視結果に基づいて、第１加工処理における第１規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシングフルカット状態か否か、及び、第２加工処理における第２規定量のレーザ加工後の加工状態が第２スライシングフルカット状態か否かを判定する。加工状態の判定は、公知の種々の画像処理手法を用いて行うことができる。加工状態の判定は、ディープラーニングによって得られる学習済みモデル（ＡＩ；人工知能）を利用して行ってもよい。これらについては、制御部９における他の判定について同様である。

次に、上述した剥離加工について、図１９のフローチャートを参照しつつ詳説する。

本実施形態の剥離加工は、第１加工処理にて亀裂をベベル部ＢＢに到達させた後に第２加工処理を行い、対象物１００の剥離を実現する。具体的には、制御部９によりレーザ加工装置１０１の各部を制御し、以下の各処理を実行する。

まず、アライメントカメラＡＣが対象物１００のアライメント対象１００ｎの直上に位置し且つアライメント対象１００ｎにアライメントカメラＡＣのピントが合うように、ステージ１０７を回転させると共にレーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８及び第１Ｚ軸レール１０６Ａに沿って移動させる。アライメントカメラＡＣにより撮像を行う。アライメントカメラＡＣの撮像画像に基づいて、対象物１００の０度方向の位置を取得する。また、アライメントカメラＡＣの撮像画像に基づいて、対象物１００の直径を取得する。なお、対象物１００の直径は、ユーザからの入力により設定されてもよい。

続いて、図９及び図２０（ａ）に示されるように、ステージ１０７を回転させ、対象物１００を０度方向の位置に位置させる。Ｙ方向において第１集光点Ｐ１が剥離開始所定位置に位置するように、レーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動させる。Ｚ方向において第１集光点Ｐ１が仮想面Ｍ１に位置するように、レーザ加工ヘッド１０Ａを第１Ｚ軸レール１０６Ａに沿って移動させる。例えば剥離開始所定位置は、対象物１００よりも離れた所定位置である。

続いて、ステージ１０７の回転を開始する。測距センサによる裏面１００ｂの追従を開始する。なお、測距センサの追従開始の前に、第１集光点Ｐ１の位置が、測距センサの測長可能範囲内であることを予め確認する。ステージ１０７の回転速度が一定（等速）になった時点で、レーザ加工ヘッド１０Ａによる第１レーザ光Ｌ１の照射を開始する。

ベベル周辺部１００Ｘに第１加工条件で第１レーザ光Ｌ１を照射しながら、第１集光点Ｐ１がＹ方向に沿って内周側へ移動するようにレーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動させる（ステップＳ１，第１加工工程）。上記ステップＳ１では、対象物１００において改質領域４を形成する領域を、周縁から内側へ向かう第１方向Ｅ１に変遷させる。上記ステップＳ１では、インデックス方向を第１方向Ｅ１としてレーザ加工を行う。上記ステップＳ１では、渦巻き状のラインＭ１１に沿って、周縁から内側に向かうように第１集光点Ｐ１を移動させて改質領域４を形成する。上記ステップＳ１では、第１レーザ光Ｌ１の照射を開始するタイミングは、第１レーザ光Ｌ１の光軸が未だ対象物１００外に位置するときであってもよいし、ベベル周辺部１００Ｘに位置するときであってもよい。

第１規定量の第１加工工程の加工後、ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を停止し、第１加工工程を停止する。撮像ユニットＩＲの撮像結果に基づいて、第１規定量の加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否かを判定する（ステップＳ２）。上記ステップＳ２でＹｅｓの場合、ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を再び開始し、第１加工工程を再開する（ステップＳ３）。これにより、ベベル周辺部１００Ｘでは、改質領域４が渦巻き状のラインＭ１１に沿って形成され、加工状態がスライシングフルカット状態となる（図２０（ｂ）参照）。

続いて、図９及び図２１（ａ）に示されるように、ステージ１０７を回転させた状態で、内周部１００Ｙに第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を照射しながら、第１集光点Ｐ１がＹ方向に沿って内周側へ移動するようにレーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動させる（ステップＳ４，第２加工工程）。上記ステップＳ４では、インデックス方向を第１方向Ｅ１としてレーザ加工を行う。上記ステップＳ４では、渦巻き状のラインＭ１１に沿って、周縁から内側に向かうように第１集光点Ｐ１を移動させて改質領域４を形成する。

第２規定量の第２加工工程の加工後、ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を停止し、第２加工工程を停止する。撮像ユニットＩＲの撮像結果に基づいて、第２規定量の加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否かを判定する（ステップＳ５）。上記ステップＳ５でＹｅｓの場合、ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を再び開始し、第２加工工程を再開する（ステップＳ６）。これにより、内周部１００Ｙでは、改質領域４が渦巻き状のラインＭ１１に沿って形成され、加工状態がスライシングフルカット状態となる（図２１（ｂ）参照）。

以上により、仮想面Ｍ１の全域に改質領域４がラインＭ１１に沿って形成され、加工が完了する（ステップＳ７）。撮像ユニットＩＲの撮像結果に基づいて、加工完了後の加工状態が仮想面Ｍ１の全域でスライシングフルカット状態か否かを判定する（ステップＳ８）。上記ステップＳ８でＹｅｓの場合、剥離加工が正常に完了したとして、処理を正常終了する。一方、上記ステップＳ２でＮｏ、上記ステップＳ５でＮｏ、又は、上記ステップＳ８でＮｏの場合、加工状態にエラーがあると判定し、例えば加工状態のエラーをＧＵＩ１１１を介して報知する（ステップＳ９）。例えば上記ステップＳ９の後、別途の工程（例えば後述の第４実施形態の処理）によって、第１加工条件及び第２加工条件が再設定される。

なお、ベベル周辺部１００Ｘのインデックス方向の幅が３５ｍｍ以下の場合、第２加工処理時にベベル部ＢＢの反りが発生する場合がある。ベベル周辺部１００Ｘのインデックス方向の幅が３５ｍｍよりも大きい場合、第１加工処理時にベベル部ＢＢの反りが発生する場合がある。

図２２は、仮想面Ｍ１に沿って形成された改質領域４から延びる亀裂を説明するための対象物１００の平面図である。図２３は、図２２の対象物１００の亀裂を観察した結果を示す図である。図２２は、レーザ光入射面から対象物１００を見た状態を示す。ここでの実験では、対象物１００において、外周部１００Ｇと、それよりも内周側の内周部１００Ｆと、において、並設された複数の直線状の加工用ラインに沿って改質領域４を形成している。そして、内周部１００Ｆのインデックス方向後側（外周部１００Ｇ）の亀裂と、内周部１００Ｆのインデックス方向前側の亀裂と、外周部１００Ｇのインデックス方向前側の亀裂と、について、設定された加工用ラインの数である加工ライン数を変えて観察している。

図中において、左右方向がスキャン方向（加工用ラインの延在方向）であり、上下方向がインデックス方向である。第１レーザ光Ｌ１の分岐数は４、分岐ピッチＢＰｙは２０μｍ、分岐ピッチＢＰｘは３０μｍ、パルスエネルギは１６．７３μＪ、加工速度は８００ｍｍ／ｓ、パルスピッチは１０μｍ、パルス幅は７００ｎｓである。対象物１００は、（１００）面を主面とするシリコンウェハである。対象物１００の厚さは７７５μｍである。

図２２及び図２３に示されるように、インデックス方向前側では、亀裂伸展量にバラつきが大きく、加工ライン数に依存しない。インデックス方向後側では、加工ライン数の増加とともに亀裂伸展量も大きくなる。亀裂は、インデックス方向と逆方向（インデックス方向後側）に伸展することがわかる。当該亀裂の亀裂伸展量は、加工ライン数に依存することがわかる。すなわち、仮想面Ｍ１に沿って改質領域４を形成する場合、その改質領域４から仮想面Ｍ１に沿って延びる亀裂の伸展方向は、対象物１００において改質領域４を形成する領域の変遷方向（インデックス方向）に大きく寄与することが見出される。具体的には、当該亀裂は、当該変遷方向とは逆方向に安定的に亀裂が伸展しやすいことが見出される。

また、加工条件Ｉを用いて、加工状態がスライシングフルカット状態となるように、ベベル部ＢＢを有するウェハにレーザ加工を行った。実験結果は、以下の通りである。なお、改質エリアの幅は、そのインデックス方向における幅である。「×」はNo Good、「△」はGood、「○」はVery Goodをそれぞれ意味する。
＜加工条件Ｉ＞
分岐数４、分岐ピッチＢＰｙ２０μｍ、分岐ピッチＢＰｘ３０μｍ、加工速度８００ｍｍ、周波数８０ｋＨｚ
＜実験結果＞
改質エリアの幅１０ｍｍ（加工ライン数５００本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×
改質エリアの幅２０ｍｍ（加工ライン数１０００本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×
改質エリアの幅２５ｍｍ（加工ライン数１２５２本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×
改質エリアの幅３０ｍｍ（加工ライン数１５００本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達△
改質エリアの幅３５ｍｍ（加工ライン数１７５２本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達○（反り量０．３ｍｍ）

また、加工条件ＩＩを用いて、加工状態がスライシングハーフカット状態となるように、ベベル部ＢＢを有するウェハにレーザ加工を行った。実験結果は、以下の通りである。実験結果は、以下の通りである。なお、改質エリアの幅は、そのインデックス方向における幅である。「×」はNo Good、「△」はGood、「○」はVery Goodをそれぞれ意味する。
＜加工条件ＩＩ＞
分岐数４、分岐ピッチＢＰｙ３０μｍ、分岐ピッチＢＰｘ３０μｍ、加工速度８００ｍｍ、周波数８０ｋＨｚ
＜実験結果＞
改質エリアの幅１０ｍｍ（加工ライン数３３３本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×
改質エリアの幅２０ｍｍ（加工ライン数６６６本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×
改質エリアの幅２５ｍｍ（加工ライン数８３３本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×
改質エリアの幅３０ｍｍ（加工ライン数１０００本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×
改質エリアの幅１００ｍｍ（加工ライン数３３３３本）：ベベル部ＢＢまでの亀裂到達×

これらの実験結果から、改質エリアの加工状態がスライシングフルカット状態であると、亀裂がベベル部ＢＢまで到達できることがわかる。改質エリアの加工状態がスライシングハーフカット状態であると、亀裂がベベル部ＢＢまで到達困難であることがわかる。すなわち、ベベル部ＢＢに亀裂を伸展させるためには、少なくとも改質エリアの加工状態がスライシングフルカット状態であることが求められる。

以上、レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、ベベル周辺部１００Ｘにおいて改質領域４を形成する領域を、周縁から内側へ向かう第１方向Ｅ１に変遷させる。つまり、第１レーザ光Ｌ１のインデックス方向を第１方向Ｅ１としている。これにより、第１方向Ｅ１とは逆方向である内側から周縁に向かう方向に当該亀裂が安定的に伸展しやすくなる。改質領域４における第１方向Ｅ１とは逆方向の内側から周縁に向かう方向に、当該亀裂が安定的に伸展しやすくなる。その結果、加工が困難なベベル部ＢＢにおいても当該亀裂を形成することが可能となり、対象物１００を確実に剥離することが可能となる。また、ベベル周辺部１００Ｘよりも内側の内周部１００Ｙでは、所望の加工条件を第２加工条件としたレーザ加工が可能となり、タクトアップ等々の種々のニーズに応じたレーザ加工が可能となる。

レーザ加工装置１０１の第１加工処理及びレーザ加工方法の第１加工工程では、対象物１００において周縁から内側に向かって渦巻き状に延在するラインＭ１１に沿って、改質領域４を周縁から内側に向かって形成する、又は、対象物１００において周縁から内側に並ぶ直線状の複数の並行ラインに沿って、複数の改質領域４を周縁から内側の順に形成する。これにより、ベベル部ＢＢを含むベベル周辺部１００Ｘにおいて改質領域４を形成する領域を周縁から内側へ向かう第１方向Ｅ１に変遷させることを、具体的に実現できる。

レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、第１加工条件及び第２加工条件は、一本の加工用ラインに沿ってレーザ光を照射して改質領域を形成した場合に、加工状態がスライシングハーフカット状態になる条件である。このような加工条件により、対象物１００を確実に剥離することが可能となる。

レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、第１加工条件及び第２加工条件は、複数の並行ラインを有する加工用ライン（渦巻き状のラインＭ１１及び複数の直線状のライン）に沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合に、加工状態がスライシングフルカット状態になる条件である。このような加工条件により、対象物１００を確実に剥離することが可能となる。

レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、第１加工条件は、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態になる条件である。第２加工条件は、第１規定量よりも多い第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態になる条件である。この場合、第２加工条件によれば、第１加工条件に比べて、形成される改質領域４に含まれる複数の改質スポットＳＡを粗にして効率よくレーザ加工することが可能となる。タクトアップしたレーザ加工が可能となる。

レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、剥離加工（剥離処理）の前に、対象物１００の周縁の内側に環状に延在するラインＭ３に沿って対象物１００の内部における仮想面Ｍ１よりも表面１００ａ側の部分に改質領域４３を形成するトリミング加工（トリミング処理）を行う。これにより、ラインＭ３の周縁側の部分を除去するトリミング加工を実現できる。対象物１００を剥離する前にトリミング加工を行うことができるため、剥離後にトリミング加工を行う場合に比べて、剥離により発生する亀裂を通過するように第１レーザ光Ｌ１を照射することを避けることができる。また、トリミング加工及び剥離加工によって対象物１００から取り除く除去部分について、リユース可能である。

レーザ加工装置１０１の第２加工処理及びレーザ加工方法の第２加工工程では、対象物１００において改質領域４を形成する領域を、第１方向Ｅ１に変遷させる。つまり、第２加工処理ないし第２加工工程の第１レーザ光Ｌ１のインデックス方向を、第１方向Ｅ１としている。これにより、対象物１００を確実に剥離することが可能となる。

上述したように、複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域４が形成された場合の加工状態がスライシングフルカット状態でないと、対象物１００を剥離することが困難であることが見出される。そこで、レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、ラインＭ１１に沿って改質領域４が形成された場合の加工状態がスライシングフルカット状態であるかを監視する。当該監視結果によれば、対象物１００を剥離できるか否かを容易に把握することが可能となる。

レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、第１加工処理（第１加工工程）において、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態であるかを監視する。第２加工処理（第２加工工程）において、第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態であるかを監視する。これによれば、第１加工処理（第１加工工程）により対象物１００を剥離できるか否かを容易に把握することができる。第２加工処理（第２加工工程）により対象物１００を剥離できるか否かを容易に把握することができる。

レーザ加工装置１０１では、制御部９は、撮像ユニットＩＲの監視結果に基づいて、第１加工処理における第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否か、及び、第２加工処理における第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否かを判定する。この場合、制御部９により、監視結果から加工状態がスライシングフルカット状態か否かを自動で判定することができる。

レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、加工完了後の加工状態がスライシングフルカット状態であるかを更に監視する。これにより、加工完了後において、対象物１００を剥離できることを把握することが可能となる。なお、加工完了後に加工状態がスライシングフルカット状態であるかを判定する上記ステップＳ８及びそれに関する各処理は、省略することもできる。

ちなみに、本実施形態では、撮像ユニットＩＲは、一本の加工用ラインに沿って改質領域４が形成された場合の加工状態がスライシングハーフカット状態であるかを監視してもよい。例えば、加工用ラインが複数のラインを含む場合、そのうちの何れか一本に沿って改質領域４が形成された場合の加工状態を監視してもよい。また例えば、加工用ラインが渦巻き状のラインＭ１１である場合、そのうちの一周部分のラインに沿って改質領域４が形成された場合の加工状態を監視してもよい。

この場合、制御部９は、撮像ユニットＩＲの監視結果に基づいて、一本の加工用ラインに沿って改質領域４が形成された場合の加工状態がスライシングハーフカット状態か否かを判定してもよい。これにより、監視結果から加工状態がスライシングハーフカット状態か否かを自動で判定することができる。一本の加工用ラインに沿って改質領域４が形成された場合の加工状態がスライシングハーフカット状態では無い（スライシングステルス状態である）場合、加工状態にエラーがあると判定し、例えば加工状態のエラーをＧＵＩ１１１を介して報知すると共に、別途に加工条件を再設定してもよい。

本実施形態では、ベベル周辺部１００Ｘに対して第１加工処理（第１加工方法）を行い、内周部１００Ｙに対して第２加工処理（第２加工処理）を行ったが、第２加工処理（第２加工処理）を行わずに、対象物１００の全域に第１加工処理（第１加工処理）を行ってもよい。

本実施形態に係る第２加工処理（第２加工工程）では、図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示されるように、改質領域４を形成する領域を、第２方向Ｅ２に変遷させてもよい。具体的には、インデックス方向を第１方向Ｅ１としてベベル周辺部１００Ｘにレーザ加工を施し、ベベル周辺部１００Ｘに改質領域４を、渦巻き状の外縁から内周に向かうようにラインＭ１１に沿って形成する。その後、インデックス方向を第２方向Ｅ２として内周部１００Ｙにレーザ加工を施し、渦巻き状の内周から外縁に向かうようにラインＭ１１に沿って、内周部１００Ｙに改質領域４を形成する。

このように、第２加工処理（第２加工工程）の第１レーザ光Ｌ１のインデックス方向を第２方向Ｅ２とする場合でも、対象物１００を確実に剥離することが可能となる。なお、この場合には、インデックス方向におけるベベル周辺部１００Ｘの距離は、予め設定された所定距離以下であってもよい。所定距離以下は、例えば３５ｍｍ以下の距離であり、具体的には２０ｍｍである。これにより、対象物１００に割れを発生させずに剥離させることができる。

本実施形態では、第１加工処理（第１加工工程）と第２加工処理（第２加工工程）との順序を入れ替え、第２加工処理の後に第１加工処理を行ってもよい。この場合、ベベル周辺部１００Ｘの加工中に割れが発生しやすいが、ベベル周辺部１００Ｘは少なくとも剥離可能である。本実施形態では、第１加工処理のインデックス方向が第１方向Ｅ１であれば、その他の加工条件（第１及び第２加工処理の順序、並びに、第１及び第２加工処理の加工状態等）については特に限定されないが、以上に説明した加工条件であれば、確実に対象物１００を剥離させることが可能となる。

レーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、ユーザからの入力をＧＵＩ１１１により受け付け、ＧＵＩ１１１の入力に基づいて第１加工条件及び第２加工条件の少なくとも何れかを制御部９により設定することができる。第１加工条件及び第２加工条件を所望に設定することができる。以下、ＧＵＩ１１１に表示する設定画面について、例示する。

図２５は、ＧＵＩ１１１の設定画面の例を示す図である。図２５に示される設定画面は、量産時又はユーザによる加工条件の決定時に使用される。図２５に示される設定画面は、複数の加工方法から何れか選択する加工方法選択ボタン２０１と、ベベル周辺部１００Ｘの広さを設定する入力欄２０２と、内周部１００Ｙの広さを設定する入力欄２０３と、詳細設定へ移行する詳細ボタン２０４と、を含む。複数の加工方法は、第１加工処理におけるインデックス方向、第２加工処理におけるインデックス方向、及び、第２加工処理の有無、が異なる。第２加工処理が無い場合（つまり、第１加工処理で全面加工を行う場合）の入力欄２０２ａには、全面という選択肢が用意されている。

図２６は、ＧＵＩ１１１の設定画面の他の例を示す図である。図２６に示される設定画面は、例えば詳細ボタン２０４（図２５参照）がユーザによりタッチされた場合の詳細設定時の画面である。図２６に示される設定画面は、加工条件を選択する加工条件選択ボタン２１１と、第１レーザ光Ｌ１の分岐数を入力又は選択する分岐数欄２１２と、１本の加工用ラインに沿ったレーザ加工の後に次の加工用ラインまでの移動する距離であるインデックスを入力するインデックス欄２１３と、分岐数及びインデックスの入力又は表示を行うイメージ図２１４と、Ｚ方向における改質スポットＳＡの位置を入力する加工Ｚハイト欄２１５と、加工速度を入力する加工速度欄２１６と、加工条件の切替方法を選択する条件切替方法ボタン２１７と、を含む。

加工条件選択ボタン２１１では、第１加工条件及び第２加工条件の何れを設定するかを選択できる。インデックス欄２１３によれば、分岐数が１の場合には、その入力値分だけ自動でインデックス方向にレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。分岐数を１よりも大きくした場合には、以下の計算式に基づくインデックスだけ、インデックス方向にレーザ加工ヘッド１０Ａを自動で移動させる。
インデックス＝(分岐数)×インデックス入力値

イメージ図２１４は、インデックス入力値の表示部２１４ａと、各改質スポットＳＡの出力を入力する出力入力欄２１４ｂと、を含む。加工速度欄２１６は、実際はステージ１０７が回転するため、回転数としてもよい。加工速度欄２１６では、入力された加工速度から自動で回転数に置き換えて表示してもよい。条件切替方法ボタン２１７では、第１加工処理の完了時に自動で第２加工処理を続行するか、第１加工処理の完了時に一度装置を停止して状態監視を実施してから第１加工処理を続行するかを選択する。

図２７は、ＧＵＩ１１１の設定画面の管理者モードの例を示す図である。図２７に示される設定画面は、第１レーザ光Ｌ１の分岐方向を選択する分岐方向選択ボタン２２１と、第１レーザ光Ｌ１の分岐数を入力又は選択する分岐数欄２２２と、分岐ピッチＢＰｘを入力する分岐ピッチ入力欄２２３と、分岐ピッチＢＰｘの列数を入力する分岐ピッチ列数入力欄２２４と、分岐ピッチＢＰｙを入力する分岐ピッチ入力欄２２５と、インデックスを入力するインデックス欄２２６と、分岐数に基づく光軸イメージ図２２７と、第１レーザ光Ｌ１のスキャン方向が一方向（往路）か他方向（復路）かを選択する往路復路選択ボタン２２８と、各種の数値のバランスを自動で調整するバランス調整開始ボタン２２９と、を含む。

分岐数及び分岐ピッチＢＰｘ，ＢＰｙが入力された時点で、光軸の距離を自動で計算し、計算値が結像光学系３５（図５参照）の関係でエラーとなる距離の場合、ＧＵＩ１１１にその旨を表示させる。当該計算のために、結像光学系３５に関する情報を入力させてもよい。分岐方向選択ボタン２２１で分岐方向として垂直を選択した場合、光軸イメージ図２２７では、複数の分岐ピッチ２２７ａは非表示としてもよい。分岐数の大小によって、光軸イメージ図２２７の分岐ピッチ２２７ａ，２２７ｂのマスを増減させてもよい。光軸イメージ図２２７では、分岐ピッチ列数入力欄２２４及び分岐ピッチ入力欄２２５の入力値が適応されるが、各チェック欄ＣＫにチェックを入れると、チェックを入れたチェック欄ＣＫに対応する分岐ピッチ２２７ａ，２２７ｂの距離を変更することができる。

図２８は、剥離加工における最適なパルスエネルギの調査例を示す図である。図２８では、一本の加工用ラインに沿ってレーザ加工した場合の加工状態と、複数の加工用ライン（並行ライン）に沿ってレーザ加工した後の剥離の可否と、を示す。第１レーザ光Ｌ１の分岐数は４、分岐ピッチＢＰｘ，ＢＰｙはともに３０μｍ、加工速度は８００ｍｍ／ｓ、パルスピッチは１０μｍ、パルス幅は７００ｎｓである。図中の「ＳＳＴ」は、スライシングステルス状態を意味する。図中の「ＳＨＣ」は、スライシングハーフカット状態を意味する。図２８に示されるように、スライシングハーフカット状態が発生する最適パルスエネルギは、９．０８～５６μＪの範囲であることがわかる。また特に、パルスエネルギが１２．９７～２５μＪには、問題なく剥離が可能であることがわかる。なお、パルスピッチが１０μｍよりも大きい場合、最適パルスエネルギは図中の当該実験結果よりも高くなる傾向がある。パルスピッチが１０μｍよりも小さい場合、最適パルスエネルギは図中の当該実験結果よりも小さくなる傾向がある。

本実施形態では、制御部９により加工状態を自動的に判定したが、撮像ユニットＩＲの監視結果に基づいてユーザが加工状態を判定してもよい。加工状態がスライシングフルカット状態であるとの判定は、加工状態がスライシングハーフカット状態及びスライシングステルス状態ではないとの判定に相当する。

一般的な剥離加工においては、形成される改質領域４に含まれる複数の改質スポットＳＡのピッチを密にし、剥離予定面としての仮想面Ｍ１に改質スポットＳＡを敷き詰めることで、対象物１００を剥離する場合がある。この場合、加工条件としては、改質スポットＳＡから亀裂が比較的伸びない条件（例えば、レーザ光の波長が短波長（１０２８ｎｍ）、パルス幅が５０ｎｓｅｃ、パルスピッチが１～１０μｍ（特に、１．５～３．５μｍ））が選択される。これに対し、本実施形態では、加工条件として、仮想面Ｍ１に沿って亀裂が伸びる条件を選択している。例えば、仮想面Ｍ１に沿って改質領域４を形成するための第１レーザ光Ｌ１の加工条件として、第１レーザ光Ｌ１の波長が長波長（例えば１０９９ｎｍ）、パルス幅が７００ｎｓｅｃを選択している。その結果、新たな加工状態（スライシングハーフカット状態及びスライシングフルカット等）を見出すことに至っている。

本実施形板において、制御部９は、ベベル周辺部１００Ｘに第１加工条件とは異なる他の加工条件で第１レーザ光Ｌ１を照射させる第３加工処理を、第１加工処理の途中に実行してもよい。換言すると、ベベル周辺部１００Ｘに第１加工条件とは異なる他の加工条件で第１レーザ光Ｌ１を照射する第３加工工程を、第１加工工程の途中に実行してもよい。当該他の加工条件は、特に限定されず種々の条件であってもよい。当該他の加工条件は。例えば、対象物１００の内部の加工状態がスライシングステルス状態、スライシングハーフカット状態又はスライシングフルカット状態となるときの加工条件であってもよい。この場合でも、対象物１００を確実に剥離することは可能である。第３加工処理（第３加工工程）における加工用ラインのインデックス方向の間隔は、第１加工処理（第１加工工程）における加工用ラインのインデックス方向の間隔よりも広くてもよい。

本実施形態では、第１加工処理（第１加工工程）と第２加工処理（第２加工工程）とを切り替える際には、加工を一旦止めて切り替えてもよいし、加工を止めることなく切り替えてもよい。本実施形態では、第１加工処理（第１加工工程）と第３加工処理（第３加工工程）とを切り替える際には、加工を一旦止めて切り替えてもよいし、加工を止めることなく切り替えてもよい。加工を止めることなく加工処理（加工工程）を切り替える場合には、加工条件をゆるやかに切り替えてもよい。例えば、第１加工条件と第２加工条件との違いが分岐ピッチＢＰｙだけであった場合、分岐ピッチＢＰｙを２０μｍから３０μｍへ変更するに際して、加工を止めて切り替えるのではなく、分岐ピッチＢＰｙを徐々に（２０μｍ、２１μｍ、２２μｍ、２３μｍ・・・３０μｍと順に）ステージ１０７の回転を止めることなく変更してもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。

上記第１実施形態では、第１及び第２加工処理で剥離加工を実現するのに対して、本実施形態では、１つの加工処理で剥離加工を実現する。すなわち、図２９（ａ）及び図２９（ｂ）に示されるように、本実施形態では、１つの加工条件でベベル周辺部１００Ｘ及び内周部１００Ｙを含む対象物１００の全域をレーザ加工する点で上記第１実施形態と異なる。

制御部９は、対象物１００の全域に第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を照射させる加工処理を実行する。具体的には、第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射させると共に、周縁から内側に向かって渦巻き状のラインＭ１１に沿って第１集光点Ｐ１の位置を対象物１００に対して相対的に移動させ、当該ラインＭ１１に沿って改質領域４を形成する。つまり、対象物１００において改質領域４を形成する領域を、周縁から内側へ向かう第１方向Ｅ１に変遷させる。

制御部９は、レーザ加工後の対象物１００を吸着する吸着冶具をＺ方向回りにひねるように動作させる。これにより、対象物１００に対して剥離するように外部応力を印加することができる。

次に、本実施形態の剥離加工について図３０のフローチャートを参照しつつ詳説する。

本実施形態の剥離加工では、制御部９によりレーザ加工装置１０１の各部を制御し、以下の各処理を実行する。すなわち、ステージ１０７の回転を開始する。第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射しながら、第１集光点Ｐ１がＹ方向に沿って内周側へ移動するようにレーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動させる（ステップＳ１１，加工工程）。

上記ステップＳ１１では、インデックス方向を第１方向Ｅ１としてレーザ加工を行う。上記ステップＳ１１では、渦巻き状のラインＭ１１に沿って、周縁から内側に向かうように第１集光点Ｐ１を移動させて改質領域４を形成する。上記ステップＳ１１において、第１レーザ光Ｌ１の照射を開始するタイミングは、第１レーザ光Ｌ１の光軸が未だ対象物１００外に位置するときであってもよいし、ベベル周辺部１００Ｘに位置するときであってもよい。

第２規定量の加工工程の加工後、ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を停止し、当該加工工程を停止する。撮像ユニットＩＲの撮像結果に基づいて、第２規定量の加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否か（つまり、第２スライシングフルカット状態か否か）を判定する（ステップＳ１２）。上記ステップＳ１２でＹｅｓの場合、ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を再び開始し、当該加工工程を再開する（ステップＳ１３）。これにより、対象物１００では、改質領域４が渦巻き状のラインＭ１１に沿って形成され、加工状態がスライシングフルカット状態となる（図２９（ｂ）参照）。以上により、仮想面Ｍ１の全域に改質領域４がラインＭ１１に沿って形成され、加工が完了する（ステップＳ１４）。

撮像ユニットＩＲの撮像結果に基づいて、加工完了後の加工状態が仮想面Ｍ１の全域でスライシングフルカット状態か否かを判定する（ステップＳ１５）。上記ステップＳ１５でＹｅｓの場合、対象物１００の一部が剥離するように応力を印加する（ステップＳ１６）。上記ステップＳ１６では、例えば対象物１００を吸着している吸着冶具をＺ方向回りにひねることで、当該対象物１００に外部応力を印可してもよい。その後、剥離加工が正常に完了したとして、処理を正常終了する。一方、上記ステップＳ１２でＮｏ、又は、上記ステップＳ１５でＮｏの場合、加工状態にエラーがあると判定し、例えば加工状態のエラーをＧＵＩ１１１を介して報知する（ステップＳ１７）。例えば上記ステップＳ１７の後には、別途の工程（例えば後述の第４実施形態の処理）によって、第２加工条件が再設定される。

以上、本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法においても、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、レーザ加工のみで加工状態をスライシングフルカット状態とし、応力印加で対象物１００を剥離させることができる。

なお、本実施形態では、加工状態がスライシングハーフカット状態となる条件を加工条件としてもよい。また、加工状態が第１スライシングフルカット状態となる条件を加工条件としてもよい。加工状態が第１スライシングフルカット状態となる加工条件では、応力を印加する上記ステップＳ１６は省略してもよい。

本実施形態では、応力印加の手法及び構成は特に限定されない。例えば、物理的な応力印加（吸着、加圧又は水圧等）により、亀裂を伸展させて剥離してもよい。また例えば、レーザ予備加熱及び超音波等により応力を印加し、亀裂を伸展させて剥離してもよい。

図３１は、第２実施形態の変形例に係る剥離加工を示すフローチャートである。変形例では、レーザ加工及び応力印加により加工状態をスライシングフルカット状態として剥離する。変形例では、図３０に示す処理に代えて、図３１に示す次の各処理を実施する。すなわち、ステージ１０７の回転を開始し、第３加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射しながら、第１集光点Ｐ１がＹ方向に沿って内周側へ移動するようにレーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動させる（ステップＳ２１）。第３加工条件は、一本の加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合に加工状態がスライシングハーフカット状態になる条件であって、並ぶように配された複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って第１レーザ光Ｌ１を照射して改質領域４を形成した場合に加工状態がスライシングフルカット状態にならない条件である。このような第３加工条件は、加工状態がスライシングハーフカット状態になり且つスライシングフルカット状態にならないように公知技術に基づき各種のパラメータが適宜設定されて成る。これにより、仮想面Ｍ１の全域に改質領域４がラインＭ１１に沿って形成され、加工が完了する（ステップＳ２２）。加工状態がスライシングフルカット状態となるように対象物１００に応力を印加する（ステップＳ２３）。

撮像ユニットＩＲの撮像結果に基づいて、加工完了後の加工状態が仮想面Ｍ１の全域でスライシングフルカット状態か否かを判定する（ステップＳ２４）。上記ステップＳ２４でＹｅｓの場合、剥離加工が正常に完了したとして、処理を正常終了する。一方、上記ステップＳ２４でＮｏの場合、加工状態にエラーがあると判定し、例えば加工状態のエラーをＧＵＩ１１１を介して報知する（ステップＳ２５）。このような変形例に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法においても、上記と同様な効果を奏する。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。

本実施形態の剥離加工では、レーザ加工ヘッド１０Ａの測距センサ３６（図９参照）は、ベベル部ＢＢの高さ（変位）を検出することで、ベベル部ＢＢの反りを監視する。本実施形態の剥離加工では、制御部９によりレーザ加工装置１０１の各部を制御し、図３２に示す以下の各処理を実行する。

ステージ１０７の回転を開始する。第１加工条件で第１レーザ光Ｌ１をベベル周辺部１００Ｘに照射しながら、第１集光点Ｐ１がＹ方向に沿って内周側へ移動するようにレーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動させる（ステップＳ３１）。第１加工条件又は第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を内周部１００Ｙに照射しながら、第１集光点Ｐ１がＹ方向に沿って内周側へ移動するようにレーザ加工ヘッド１０ＡをＹ軸レール１０８に沿って移動させる（ステップＳ３２）。上記ステップＳ３１，Ｓ３２では、渦巻き状のラインＭ１１に沿って、周縁から内側に向かうように第１集光点Ｐ１を移動させて改質領域４を形成する。

ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を停止し、内周部１００Ｙに対するレーザ加工を停止する。測距センサ３６の検出結果に基づいて、ベベル部ＢＢに反りが発生したか否かを判定する（ステップＳ３３）。上記ステップＳ３３では、測距センサ３６で検出したベベル部ＢＢの高さが、予め設定された所定高さ以上である場合、ベベル部ＢＢに反りが発生したと判定する。

上記ステップＳ３３でＹｅｓの場合、ステージ１０７の回転及び第１レーザ光Ｌ１の照射等を再び開始し、内周部１００Ｙに対するレーザ加工を再開する（ステップＳ３４）。その後、仮想面Ｍ１の全域に改質領域４がラインＭ１１に沿って形成され、加工が完了する（ステップＳ３５）。一方、上記ステップＳ３３でＮｏの場合、加工状態にエラーがあると判定し、例えば加工状態のエラーをＧＵＩ１１１を介して報知する（ステップＳ３６）。例えば上記ステップＳ３６の後には、別途の工程（例えば後述の第４実施形態の処理）によって、第１加工条件及び第２加工条件が再設定される。

以上、本実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法においても、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。また、ベベル部ＢＢの内部まで亀裂が仮想面Ｍ１に沿って伸展すると、ベベル部ＢＢに反りが生じることが見出される。このことから、本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、ベベル部ＢＢの反りを監視（外観監視）することで、ベベル部ＢＢにおける亀裂の到達を把握することができる。

なお、ベベル部ＢＢの反りが顕著になると、レーザ加工装置１とベベル部ＢＢとが接触してしまう可能性がある。よって、本実施形態では、上記ステップＳ３３でＹｅｓの場合、ベベル部ＢＢの反りの大きさを測距センサ３６の検出結果から算出し、ベベル部ＢＢの反りの大きさが予め設定された規定値以上であれば、エラーを報知する上記ステップＳ３６の処理へ移行してもよい。

ところで、対象物１００における周縁から一定距離（例えば３５ｍｍ）以上内側の位置までの部分に、加工状態が第１スライシングフルカット状態となるようにレーザ加工を施すと、ベベル部ＢＢが反る傾向がある。当該レーザ加工の後、対象物１００の内周から周縁に向かう第２方向Ｅ２をインデックス方向としてレーザ加工を更に施すと、対象物１００が当該反りの応力によって割れてしまうおそれがある。そこでこの場合には、第２方向Ｅ２をインデックス方向としてレーザ加工を施す前に反りが発生していないことを監視することで、対象物１００の割れを事前に防ぐことが可能となる。

本実施形態では、ベベル部ＢＢの反りを監視する周縁監視部として測距センサ３６を用いたが、これに限定されない。ベベル部ＢＢの外観を監視できれば周縁監視部として種々の装置を用いることができ、例えば観察カメラ又は非接触センサが挙げられる。非接触センサを用いてベベル部ＢＢの反りを監視する場合には、レーザ加工を停止せずにリアルタイムで、ベベル部ＢＢの反りの有無及び反り量をモニタリングできる。本実施形態では、制御部９によりベベル部ＢＢの反りを判定したが、測距センサ３６の検出結果に基づいてユーザがベベル部ＢＢの反りを判定してもよい。本実施形態は、第１実施形態のみならず、第２実施形態にも適用することができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。

本実施形態では、対象物１００の内部の加工状態がスライシングハーフカット状態となるときの加工条件であるハーフカット加工条件を、実際に対象物１００にレーザ加工を施すのに先立って事前に決定する（見極める）。

すなわち、制御部９は、一本の加工用ラインに沿って、ハーフカット加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射させて、改質領域４を対象物１００に形成する１ライン加工（第２前処理）を実行する。撮像ユニットＩＲは、１ライン加工により一本の加工用ラインに沿って改質領域４を形成した場合の加工状態を映す１ライン画像（第２画像）を取得する。制御部９は、１ライン画像に映る加工状態を判定し、当該判定結果に応じてハーフカット加工条件を変更する。具体的には、制御部９は、１ライン画像に映る加工状態がスライシングハーフカット状態か否かを判定し、スライシングハーフカット状態ではない場合にハーフカット加工条件を変更する。ハーフカット加工条件は、上述した第１及び第２加工条件の前提となる条件である。制御部９は、ＧＵＩ１１１の入力に基づいて、ハーフカット加工条件（第２前処理の加工条件）を設定する。

図３３は、ハーフカット加工条件を決定する場合の処理の例を示すフローチャートである。ハーフカット加工条件を決定する場合には、制御部９によりレーザ加工装置１０１の各部を制御し、図３３に例示する以下の各処理を実行する。

まず、一本の加工用ラインに沿って、設定されているハーフカット加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射して、改質領域４を対象物１００に形成する（ステップＳ４１、１ライン加工）。上記ステップＳ４１で改質領域４を形成した場合の加工状態を映す１ライン画像を、撮像ユニットＩＲにより取得する（ステップＳ４２）。１ライン画像に基づいて、加工状態がスライシングハーフカット状態か否かを判定する（ステップＳ４３）。

上記ステップＳ４３でＹｅｓの場合、現在設定されているハーフカット加工条件を最終的な加工条件として決定する（ステップＳ４４）。上記ステップＳ４３でＮｏの場合、ハーフカット加工条件を調整する（ステップＳ４５）。上記ステップＳ４５では、例えば、第１レーザ光Ｌ１のパルスエネルギを最適化（図２８参照）、及び／又は、分岐ピッチＢＰｙ，ＢＰｘないしパルスピッチを狭める。上記ステップＳ４５の後、上記ステップＳ４１に戻る。なお、上記ステップＳ４１のハーフカット加工条件の初期値は、ＧＵＩ１１１を介してユーザが設定することができる。

また、本実施形態では、対象物１００の内部の加工状態が第１スライシングフルカット状態となるときの加工条件である第１加工条件を、実際に対象物１００にレーザ加工を施すのに先立って事前に決定する（見極める）。

すなわち、制御部９は、並ぶように配された複数のライン（並行ライン）を有する加工用ラインに沿って、第１加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射させて、改質領域４を対象物１００に形成する複数ライン加工（第１前処理）を実行する。撮像ユニットＩＲは、複数ライン加工により改質領域４を形成した場合の加工状態を映す複数ライン画像（第１画像）を取得する。制御部９は、複数ライン画像に映る加工状態を判定し、当該判定結果に応じて第１加工条件を変更する。制御部９は、ＧＵＩ１１１の入力に基づいて、第１加工条件を設定する。

撮像ユニットＩＲは、複数ライン画像として、第１規定量のレーザ加工後の加工状態を映す第１複数ライン画像を取得する。制御部９は、第１複数ライン画像に基づいて、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否か（つまり、第１スライシングフルカット状態か否か）を判定する。制御部９は、加工状態が第１スライシングフルカット状態ではない場合に、第１加工条件を変更する。

図３４は、第１加工条件を決定する場合の処理の例を示すフローチャートである。第１加工条件を決定する場合には、制御部９によりレーザ加工装置１０１の各部を制御し、図３４に例示する以下の各処理を実行する。

まず、並ぶように配された複数の並行ラインに沿って、設定されている第１加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射して、改質領域４を対象物１００に形成する（ステップＳ５１、複数ライン加工）。上記ステップＳ５１で改質領域４を形成した場合の加工状態であって第１規定量のレーザ加工後の加工状態を映す第１複数ライン画像を、撮像ユニットＩＲにより取得する（ステップＳ５２）。第１複数ライン画像に基づいて、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態（第１スライシングフルカット状態）か否かを判定する（ステップＳ５３）。

上記ステップＳ５３でＹｅｓの場合、現在設定されている第１加工条件を最終的な加工条件として決定する（ステップＳ５４）。上記ステップＳ５２でＮｏの場合、第１加工条件を調整する（ステップＳ５５）。上記ステップＳ５５では、例えば、第１レーザ光Ｌ１のパルスエネルギを最適化（図２８参照）、及び／又は、分岐ピッチＢＰｙ，ＢＰｘないしパルスピッチを狭める。上記ステップＳ５５の後、上記ステップＳ５１に戻る。なお、上記ステップＳ５１の第１加工条件の初期値は、ＧＵＩ１１１を介してユーザが設定することができる。

また、本実施形態では、対象物１００の内部の加工状態が第２スライシングフルカット状態となるときの加工条件である第２加工条件を、実際に対象物１００にレーザ加工を施すのに先立って事前に決定する（見極める）。

すなわち、制御部９は、並ぶように配された複数のライン（並行ライン）を有する加工用ラインに沿って、第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射させて、改質領域４を対象物１００に形成する複数ライン加工（第１前処理）を実行する。撮像ユニットＩＲは、複数ライン加工により改質領域４を形成した場合の加工状態を映す複数ライン画像（第１画像）を取得する。制御部９は、複数ライン画像に映る加工状態を判定し、当該判定結果に応じて第２加工条件を変更する。制御部９は、ＧＵＩ１１１の入力に基づいて、第２加工条件を設定する。

撮像ユニットＩＲは、複数ライン画像として、第２規定量のレーザ加工後で且つ応力印加後の加工状態を映す第２複数ライン画像を取得する。応力印加は、例えば上記ステップＳ１６（図３０参照）の応力印加と同様にして実現できる。制御部９は、第２複数ライン画像に基づいて、第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否か（つまり、第２スライシングフルカット状態か否か）を判定する。制御部９は、加工状態が第２スライシングフルカット状態ではない場合に、第２加工条件を変更する。

或いは、撮像ユニットＩＲは、複数ライン画像として、第１規定量のレーザ加工後の加工状態を映す第１複数ライン画像を取得する。制御部９は、第１複数ライン画像に基づいて、加工状態が第１スライシングフルカット状態か否かを判定する。加工状態が第１スライシングフルカット状態の場合、制御部９は第２加工条件を変更する。加工状態が第１スライシングフルカット状態ではない場合、撮像ユニットＩＲは、複数ライン画像として、第２規定量のレーザ加工後の加工状態を映す第２複数ライン画像を取得する。制御部９は、第２複数ライン画像に基づいて、加工状態が第２スライシングフルカット状態か否かを判定する。制御部９は、加工状態が第２スライシングフルカット状態ではない場合、第２加工条件を変更する。

図３５は、第２加工条件を決定する場合の処理の例を示すフローチャートである。第２加工条件を決定する場合には、制御部９によりレーザ加工装置１０１の各部を制御し、図３５に例示する以下の各処理を実行する。

まず、並ぶように配された複数の並行ラインに沿って、設定されている第２加工条件で第１レーザ光Ｌ１を対象物１００に照射して、改質領域４を対象物１００に形成する（ステップＳ６１、複数ライン加工）。第１規定量のレーザ加工後の加工状態を映す第１複数ライン画像を、撮像ユニットＩＲにより取得する（ステップＳ６２）。第１複数ライン画像に基づいて、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態（第１スライシングフルカット状態）か否かを判定する（ステップＳ６３）。

上記ステップＳ６３でＮＯの場合、つまり、加工状態がスライシングステルス状態又はスライシングハーフカット状態の場合、引き続き複数ライン加工を実施する（ステップＳ６４）。第２規定量のレーザ加工後の加工状態を映す第２複数ライン画像を、撮像ユニットＩＲにより取得する（ステップＳ６５）。第２複数ライン画像に基づいて、第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態（第２スライシングフルカット状態）か否かを判定する（ステップＳ６６）。

上記ステップＳ６６でＹＥＳの場合、現在設定されている第２加工条件を最終的な加工条件として決定する（ステップＳ６７）。上記ステップＳ６３でＹＥＳの場合、第２加工条件を調整する（ステップＳ６８）。上記ステップＳ６８では、例えば分岐ピッチＢＰｙ，ＢＰｘないしパルスピッチを広げる。

上記ステップＳ６６でＮＯの場合、第２加工条件を調整する（ステップＳ６９）。上記ステップＳ６９では、例えば第１レーザ光Ｌ１のパルスエネルギを最適化（図２８参照）、及び／又は、分岐ピッチＢＰｙ，ＢＰｘないしパルスピッチを狭める。上記ステップＳ６８又は上記ステップＳ６９の後、上記ステップＳ６１に戻る。なお、上記ステップＳ６１の第２加工条件の初期値は、ＧＵＩ１１１を介してユーザが設定することができる。

以上、本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法においても、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。また、対象物１００の剥離と、複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域４を形成した場合の加工状態と、の間には、相関があることが見出される。そこで、本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域４を形成した場合の加工状態を映す複数ライン画像を取得する。この複数ライン画像に基づくことで、対象物１００を剥離できるように加工条件を策定することが可能となる。したがって、対象物１００を確実に剥離することが可能となる。

対象物１００の剥離と、一本の加工用ラインに沿って改質領域４を形成した場合の加工状態と、の間には、相関があることが見出される。そこで、本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、一本の加工用ラインに沿って改質領域４を形成した場合の加工状態を映す１ライン画像を取得する。この１ライン画像に基づくことで、対象物１００を剥離できるようにハーフカット加工条件を策定することが可能となる。対象物１００を確実に剥離することが可能となる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、１ライン画像に映る加工状態を判定する。当該判定結果に応じてハーフカット加工条件を変更する。この場合、ハーフカット加工条件を、１ライン画像に応じて自動的に変更することができる。

一本の加工用ラインに沿って改質領域４を形成した場合の加工状態がスライシングハーフ状態でないと、対象物１００の剥離が困難になることが見出される。そこで、本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、１ライン画像に映る加工状態がスライシングハーフカット状態ではない場合に、ハーフカット加工条件を変更する。これにより、対象物１００を剥離できるようにハーフカット加工条件を策定することが可能となる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、複数ライン画像に映る加工状態を判定する。当該判定結果に応じて、第１及び第２加工条件を変更する。この場合、第１及び第２加工条件を、第１画像に応じて自動的に変更することができる。

複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域４を形成する際、第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態となるようにレーザ加工を行うと、対象物１００を確実に剥離し得ることが見出される。そこで、本実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、第１複数ライン画像に基づいて第１規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否かを判定し、スライシングフルカット状態ではない場合に第１加工条件を変更する。これにより、対象物１００を確実に剥離し得る第１加工条件を策定することが可能となる。

複数の並行ラインを有する加工用ラインに沿って改質領域４を形成する際、第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態となるようにレーザ加工を行うと、タクトの悪化を抑えつつ対象物１００を剥離し得ることが見出される。そこで、本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工方法では、第２複数ライン画像に基づいて第２規定量のレーザ加工後の加工状態がスライシングフルカット状態か否かを判定し、スライシングフルカット状態ではない場合に第２加工条件を変更する。これにより、タクトの悪化を抑えつつ対象物１００を剥離し得る第２加工条件を策定することが可能となる。

本実施形態では、ハーフカット加工条件、第１加工条件及び第２加工条件を決定したが、これらの少なくとも何れかを決定すればよい。例えば撮像ユニットＩＲでスライシングハーフカット状態を確認できない場合には、第１加工条件及び第２加工条件の少なくとも何れかのみを決定してもよい。本実施形態では、制御部９により加工状態を自動的に判定したが、撮像ユニットＩＲの撮像結果に基づいてユーザが加工状態を判定してもよい。上記ステップＳ５１，Ｓ６１が第１前工程を構成し、上記ステップＳ５２，Ｓ６２が第１撮像工程を構成する。本実施形態は、第１実施形態のみならず、第２実施形態又は第３実施形態にも適用することができる。

本実施形態において加工条件を決定する際に用いられる対象物１００としては、例えば剥離加工等により最終的に半導体デバイス（製品）とはならないプラクティス用のウェハである条件決定用のウェハと、例えば剥離加工等により最終的に半導体デバイスとなるプロダクション用のウェハである半導体デバイス用のウェハと、が挙げられる。前者の場合には、ウェハの全体領域の何れかに加工用ラインを設定して、加工条件を決定してもよい。後者の場合には、ウェハにおける剥離品質に影響が少ない外縁領域に加工用ラインを設定して、加工条件を決定し、そのまま連続して、決定した当該加工条件で剥離加工を実施してもよい。後者は、例えば、ウェハの裏面膜がバラつく等のために１枚毎に加工条件を調整する必要がある場合に、採用してもよい。

［変形例］
以上、本発明の一態様は、上述した実施形態に限定されない。

上記実施形態では、剥離加工により対象物１００を剥離する前に、改質領域４３を形成するトリミング加工を行ったが、図３６（ａ）及び図３６（ｂ）に示されるように、剥離加工により対象物１００を剥離した後に、トリミング加工により除去領域Ｅを除去してもよい。この場合においても、剥離加工によって対象物１００から取り除く除去部分について、リユース可能である。

また、図３７（ａ）及び図３７（ｂ）に示されるように、剥離加工により対象物１００の有効領域Ｒの内部に仮想面Ｍ１に沿って改質領域４を形成した後、トリミング加工で除去領域Ｅを除去してもよい。また、図３８（ａ）及び図３８（ｂ）に示されるように、トリミング加工で除去領域Ｅを除去した後、剥離加工により対象物１００を剥離してもよい。

上記実施形態では、加工用ラインは渦巻き状のラインＭ１１に限定されず、種々の形状の加工用ラインが対象物１００に設定されていてもよい。例えば図３９に示されるように、直線状の複数のライン（並行ライン）Ｍ１２が、所定方向に並ぶように対象物１００に設定されていてもよい。これらの複数のラインＭ１２は、ライン（加工用ライン）Ｍ２０に含まれる。ラインＭ１２は、仮想的なラインであるが、実際に引かれたラインであってもよい。ラインＭ１２は、座標指定されたものであってもよい。並ぶように配された複数のラインＭ１２は、その一部又は全部が繋がっていてもよいし、繋がっていなくてもよい。

上記実施形態は、照射部として複数のレーザ加工ヘッドを備えていてもよい。照射部として複数のレーザ加工ヘッドを備える場合、上述の第１加工処理（第１加工工程）、第２加工処理（第２加工工程）、第１前処理（第１前工程）及び第２前処理（第２前工程）のそれぞれにおいて、複数のレーザ加工ヘッドを用いてレーザ加工を実施してもよい。

上記実施形態では、反射型空間光変調器３４を採用したが、空間光変調器は反射型のものに限定されず、透過型の空間光変調器を採用してもよい。上記実施形態では、対象物１００の種類、対象物１００の形状、対象物１００のサイズ、対象物１００が有する結晶方位の数及び方向、並びに、対象物１００の主面の面方位は特に限定されない。

上記実施形態では、対象物１００の裏面１００ｂをレーザ光入射面としたが、対象物１００の表面１００ａをレーザ光入射面としてもよい。上記実施形態では、改質領域は、例えば対象物１００の内部に形成された結晶領域、再結晶領域、又は、ゲッタリング領域であってもよい。結晶領域は、対象物１００の加工前の構造を維持している領域である。再結晶領域は、一旦は蒸発、プラズマ化あるいは溶融した後、再凝固する際に単結晶あるいは多結晶として凝固した領域である。ゲッタリング領域は、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する領域であり、連続的に形成されていてもよいし、断続的に形成されていてもよい。上記実施形態は、アブレーション等の加工へ適用されてもよい。

上記実施形態のレーザ加工において、第２加工処理では、装置の限界（ステージ１０７の回転速度が最大回転速度）に達してしまうと、改質領域４に含まれる改質スポットＳＡのピッチが詰まる可能性が生じ得る。この場合、当該ピッチが一定間隔となるように、その他の加工条件を変更してもよい。

別の変形例について以下に説明する。

図４０に示されるように、レーザ加工装置１Ａは、アライメントカメラＡＣ及び撮像ユニットＩＲを備えている点、並びに、レーザ加工ヘッド（第１照射部）１０Ｂが旋回機構６７を介して取付部６６に取り付けられている点で、上述したレーザ加工装置１と主に相違している。本実施形態では、レーザ加工装置１Ａは、表面１００ａ（以下、「第１主面１００ａ」ともいう）及び表面１００ｂ（以下、「第２主面１００ｂ」ともいう）を有する対象物１００にトリミング加工及び剥離加工を施し、半導体デバイスを取得（製造）する。トリミング加工は、対象物１００において不要部分を除去するための加工である。剥離加工は、対象物１００の一部分を剥離するための加工である。まず、レーザ加工装置１Ａの構成について、上述したレーザ加工装置１との相違点を中心に説明する。なお、図４０においては、装置フレーム１ａ、光源ユニット８等の図示が省略されている。

図４０に示されるように、アライメントカメラＡＣ及び撮像ユニットＩＲは、レーザ加工ヘッド（第２照射部）１０Ａと共に取付部６５に取り付けられている。アライメントカメラＡＣは、例えば、対象物１００を透過する光を用いてデバイスパターン等を撮像する。アライメントカメラＡＣにより得られる画像に基づいて、対象物１００に対するレーザ光Ｌ１の照射位置のアライメント等が実施される。撮像ユニットＩＲは、対象物１００を透過する光により対象物１００を撮像する。例えば、対象物１００がシリコンを含むウェハである場合、撮像ユニットＩＲにおいては、近赤外領域の光が用いられる。撮像ユニットＩＲにより得られる画像に基づいて、対象物１００の内部に形成された改質領域及び当該改質領域から延びる亀裂の状態の確認等が実施される。

レーザ加工ヘッド１０Ｂは、旋回機構６７を介して取付部６６に取り付けられている。旋回機構６７は、Ｘ方向に平行な軸線を中心線として旋回可能となるように取付部６６に取り付けられている。これにより、移動機構６は、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部（第１集光部）１４の光軸が対象物１００の第２主面１００ｂに平行なＹ方向（対象物の表面に垂直な方向と交差する第１方向）に沿った状態、又はレーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸が第２主面１００ｂに垂直なＺ方向（第２方向）に沿った状態となるように、レーザ加工ヘッド１０Ｂの向きを変えることができる。なお、レーザ加工装置１Ａにおいて、集光部１４の光軸が第１方向に沿った状態とは、当該光軸が第１方向に対して１０°以下の角度を成す状態を意味し、集光部１４の光軸が第２方向に沿った状態とは、当該光軸が第２方向に対して１０°以下の角度を成す状態を意味する。

次に、レーザ加工装置１Ａの加工対象である対象物１００について説明する。対象物１００は、例えば円板状に形成された半導体ウェハを含む。対象物１００は、種々の材料で形成されていてもよいし、種々の形状を呈していてもよい。対象物１００の第１主面１００ａには、機能素子（図示省略）が形成されている。機能素子は、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。

図４１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、対象物１００には、有効部分ＲＲ及び周縁部分ＥＥが設定されている。有効部分ＲＲは、取得する半導体デバイスに対応する部分である。有効部分ＲＲは、例えば、対象物１００を厚さ方向から見た場合に中央部分を含む円板状の部分である。周縁部分ＥＥは、対象物１００における有効部分ＲＲよりも外側の領域である。周縁部分ＥＥは、対象物１００において有効部分ＲＲ以外の外縁部分である。周縁部分ＥＥは、例えば、有効部分ＲＲを囲う円環状のベベル部分（ベベル部）である。

対象物１００には、剥離予定面としての仮想面Ｍ１が設定されている。仮想面Ｍ１は、改質領域の形成を予定する面である。仮想面Ｍ１は、対象物１００のレーザ光入射面である第２主面１００ｂと向かい合う面（すなわち、第２主面１００ｂに対向する面）である。仮想面Ｍ１は、第１領域Ｍ１ａ及び第２領域Ｍ１ｂを含んでいる。第１領域Ｍ１ａは、仮想面Ｍ１のうち有効部分ＲＲに位置する領域である。第２領域Ｍ１ｂは、仮想面Ｍ１のうち周縁部分ＥＥに位置する領域である。仮想面Ｍ１は、第２主面１００ｂに平行な面であり、例えば円形状を呈している。仮想面Ｍ１は、仮想的な領域であり、平面に限定されず、曲面ないし３次元状の面であってもよい。有効部分ＲＲ、周縁部分ＥＥ及び仮想面Ｍ１の設定は、制御部９において行うことができる。有効部分ＲＲ、周縁部分ＥＥ及び仮想面Ｍ１は、座標指定されたものであってもよい。

対象物１００には、トリミング予定ラインとしてのラインＭ３が設定されている。ラインＭ３は、改質領域の形成を予定するラインである。ラインＭ３は、対象物１００の外縁の内側において環状に延在する。ラインＭ３は、例えば、円環状に延在する。ラインＭ３は、対象物１００の内部における仮想面Ｍ１よりもレーザ光入射面とは反対側の部分にて、有効部分ＲＲと周縁部分ＥＥとの境界に設定されている。ラインＭ３の設定は、制御部９において行うことができる。ラインＭ３は、座標指定されたものであってもよい。

次に、レーザ加工装置１Ａを用いて、対象物１００にトリミング加工及び剥離加工を施し、半導体デバイスを製造（取得）する方法の一例について、説明する。以下に説明する製造方法は、トリミング加工及び剥離加工によって対象物１００から取り除く除去部分（対象物１００において半導体デバイスとして用いられない部分）について、リユース可能な方法である。

まず、図４０に示されるように、第２主面１００ｂをレーザ光入射面側にした状態で、支持部７に対象物１００を支持させる。対象物１００において機能素子が形成された第１主面１００ａ側には、支持基板等の基板が接合されているか、或いはテープ材が貼り付けられている。

続いて、図４２及び図４３（ａ）に示されるように、対象物１００にトリミング加工を施す。具体的には、ラインＭ３の上方にレーザ加工ヘッド１０Ａの集光部（第２集光部）１４が位置し、且つラインＭ３上の位置にレーザ光Ｌ１の第１集光点Ｐ１（以下、単に「集光点Ｐ１」ともいう）が位置するように、移動機構５が支持部７を移動させると共に移動機構６がレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。そして、移動機構５が回転軸Ｃ（以下、「軸線Ｃ」ともいう）を中心線として支持部７を一定の回転速度で回転させながら、ラインＭ３上の位置にレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を位置させた状態で、レーザ加工ヘッド１０Ａからレーザ光Ｌ１を出射させる。このようなレーザ光Ｌ１の照射を、集光点Ｐ１のＺ方向の位置を変えて繰り返し行う。これにより、図４３（ｂ）に示されるように、剥離処理の前に、対象物１００の内部における仮想面Ｍ１（図４１参照）よりもレーザ光入射面とは反対側の部分に、ラインＭ３（図４１参照）に沿って改質領域４３を形成する。なお、対象物１００に対するトリミング加工では、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４の光軸がＺ方向に沿っており、対象物１００の第２主面１００ｂがレーザ光Ｌ１の入射面である。

続いて、図４２及び図４４（ａ）に示されるように、対象物１００の有効部分ＲＲに剥離加工を施す。具体的には、移動機構５が軸線Ｃを中心線として支持部７を一定の回転速度で回転させながら、レーザ加工ヘッド１０Ａからレーザ光Ｌ１を出射させると共に、仮想面Ｍ１の第１領域Ｍ１ａ（図４１参照）において集光点Ｐ１が外側から内側にＹ方向に沿って移動するように、移動機構６がレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。これにより、図４４（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、対象物１００の内部に、第１領域Ｍ１ａ（図４１参照）に沿って、渦巻き状（インボリュート曲線）に延びる改質領域４を形成する。なお、対象物１００の有効部分ＲＲに対する剥離加工では、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４の光軸がＺ方向に沿っており、対象物１００の第２主面１００ｂがレーザ光Ｌ１の入射面である。このように、対象物１００の有効部分ＲＲに対する剥離加工では、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４の光軸がＺ方向に沿った状態で、有効部分ＲＲの内部に第１領域Ｍ１ａに沿って改質領域４が形成されるように、支持部７、レーザ加工ヘッド１０Ａ、及び複数の移動機構５，６を制御する。

続いて、図４５及び図４６に示されるように、対象物１００の周縁部分ＥＥに剥離加工を施す。具体的には、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態となるように、移動機構６がレーザ加工ヘッド１０Ｂの向きを変え、図４１及び図４７に示されるように、仮想面Ｍ１の第２領域Ｍ１ｂ上の位置にレーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２が位置するように、移動機構５が支持部７を移動させると共に移動機構６がレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。そして、移動機構５が軸線Ｃを中心線として支持部７を一定の回転速度で回転させながら、第２領域Ｍ１ｂ上の位置にレーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２を位置させた状態で、レーザ加工ヘッド１０Ｂからレーザ光Ｌ２を出射させる。これにより、周縁部分ＥＥの内部に、第２領域Ｍ１ｂに沿って改質領域４ａを形成する。この改質領域４ａからは、内側（すなわち、第１領域Ｍ１ａに沿った改質領域４側）及び外側（すなわち、対象物１００の側面ＥＥ１側）に亀裂４ｂが延びる。

なお、対象物１００の周縁部分ＥＥに対する剥離加工では、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＹ方向に沿っており、対象物１００の側面ＥＥ１がレーザ光Ｌ２の入射面である。図４６及び図４７に示されるように、側面ＥＥ１は、第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂと交差する側面のうち、第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂに垂直な面（第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂに平行な方向から見た場合に垂直な面）である。側面ＥＥ２は、第１主面１００ａ及び第２主面１００ｂと交差する側面のうち、第１主面１００ａと側面ＥＥ１との間及び第２主面１００ｂと側面ＥＥ１との間に形成された面取り面であり、例えば、外側に凸のラウンド状を呈している。側面ＥＥ１，側面ＥＥ２は、周縁部分ＥＥに含まれている。本実施形態では、側面ＥＥ１，ＥＥ２は、ベベル部分を構成している。

以上のように、対象物１００の周縁部分ＥＥに対する剥離加工では、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態で、周縁部分ＥＥの内部に改質領域４ａが形成されるように、支持部７、レーザ加工ヘッド１０Ｂ、及び複数の移動機構５，６を制御する。また、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態で、対象物１００の第２主面１００ｂに垂直な軸線Ｃを中心線として支持部７が回転するように、移動機構５を制御する。なお、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態において、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４から出射されるレーザ光Ｌ２の偏光方向は、レーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２が対象物１００に対して移動する方向に沿っている。

続いて、図４８（ａ）に示されるように、仮想面Ｍ１（図４１参照）に渡る改質領域及び改質領域から延びる亀裂を境界として、対象物１００の一部を剥離する。これと共に、ラインＭ３（図４１参照）に沿う改質領域及び改質領域から延びる亀裂を境界として、周縁部分ＥＥを取り除く。なお、対象物１００の一部の剥離及び周縁部分ＥＥの除去は、例えば吸着冶具を用いて実施してもよい。対象物１００の一部の剥離は、支持部７上で実施してもよいし、剥離専用のエリアに移動させて実施してもよい。対象物１００の一部の剥離は、エアーブロー又はテープ材を利用して実施してもよい。外部応力だけで対象物１００を剥離することができない場合には、対象物１００に反応するエッチング液（ＫＯＨ又はＴＭＡＨ等）で改質領域４，４３を選択的にエッチングしてもよい。これにより、対象物１００を容易に剥離することができる。支持部７を一定の回転速度で回転させたが、当該回転速度は変化させてもよい。例えば支持部７の回転速度は、改質領域４に含まれる改質スポットのピッチが一定間隔となるように変化させてもよい。

続いて、図４８（ｂ）に示されるように、対象物１００の剥離面１００ｈに対して、仕上げの研削又は砥石等の研磨材による研磨を実施する。エッチングにより対象物１００を剥離している場合、当該研磨を簡略化することができる。以上の結果、半導体デバイス１００ｋが取得される。

なお、一般的な剥離加工においては、形成される改質領域４に含まれる複数の改質スポットのピッチを密にし、剥離予定面としての仮想面Ｍ１に改質スポットを敷き詰めることで、対象物１００を剥離する場合がある。この場合、加工条件としては、改質スポットから亀裂が比較的伸びない条件（例えば、レーザ光の波長が短波長（１０２８ｎｍ）、パルス幅が５０ｎｓｅｃ、パルスピッチが１～１０μｍ（特に、１．５～３．５μｍ））が選択される。これに対し、本実施形態では、加工条件として、仮想面Ｍ１に沿って亀裂が伸びる条件を選択している。例えば仮想面Ｍ１の第１領域Ｍ１ａに沿って改質領域４を形成するためのレーザ光Ｌ１の加工条件として、レーザ光Ｌ１の波長が長波長（例えば１０９９ｎｍ）、パルス幅が７００ｎｓｅｃを選択している。
［作用及び効果］

レーザ加工装置１Ａでは、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸が対象物１００の第２主面１００ｂに垂直な方向と交差するＹ方向に沿った状態で、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４からレーザ光Ｌ２が集光されつつ出射させられることにより、対象物１００の周縁部分ＥＥの内部に改質領域４ａが形成される。これにより、例えば、強度向上のために対象物１００の側面ＥＥ１，ＥＥ２が面取り面を含んでいるような場合にも、対象物１００のうち当該側面ＥＥ１，ＥＥ２を含む周縁部分ＥＥの内部にレーザ光Ｌ２を適切に集光させることができる。よって、レーザ加工装置１Ａによれば、対象物１００の周縁部分ＥＥの内部に改質領域４ａを精度良く形成することができる。

図４９（ａ）は、対象物の周縁部分の断面写真を示す図であり、図４９（ｂ）は、図４９（ａ）の一部を拡大した断面写真を示す図である。図４９（ａ）及び（ｂ）に示される例では、対象物はシリコンウェハであり、周縁部分はベベル部分である。当該ベベル部分の水平方向（シリコンウェハの主面に平行な方向）の幅は、２００～３００μｍ程度であり、当該ベベル部分を構成する側面のうちシリコンウェハの主面に垂直な面の垂直方向（シリコンウェハの主面に垂直な方向）の幅は、１００μｍ程度であった。図４９（ａ）及び（ｂ）に示される例では、ベベル部分を構成する側面のうちシリコンウェハの主面に垂直な面をレーザ光入射面として、ベベル部分の外側からベベル部分の内部に水平方向に沿ってレーザ光を集光させた。その結果、周縁部分の内部に、改質領域、並びに、当該改質領域から内側及び外側に水平方向に沿って延びる亀裂が形成された。当該亀裂の延び量は、１２０μｍ程度であった。

また、レーザ加工装置１Ａでは、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４の光軸が対象物１００の第２主面１００ｂに垂直なＺ方向に沿った状態で、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４からレーザ光Ｌ１が集光されつつ出射させられることにより、対象物１００の有効部分ＲＲの内部に仮想面Ｍ１に沿って改質領域４が形成される。これにより、対象物１００の有効部分ＲＲの内部に仮想面Ｍ１に沿って改質領域４を精度良く形成することができる。

また、レーザ加工装置１Ａでは、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態で、第２主面１００ｂに垂直な軸線Ｃを中心線として支持部７が回転させられて、対象物１００の周縁部分ＥＥの内部に改質領域４ａが形成される。これにより、対象物１００の周縁部分ＥＥの内部に改質領域４ａを効率良く形成することができる。

また、レーザ加工装置１Ａでは、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態において、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４から出射されるレーザ光Ｌ２の偏光方向が、レーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２が対象物１００に対して移動する方向に沿っている。これにより、対象物１００の周縁部分ＥＥの内部において改質領域４ａから対象物１００の第２主面１００ｂに平行な方向に延びる亀裂４ｂの延び量を大きくすることができる。

なお、以上に説明した変形例では、例えば、移動機構５，６は、支持部７及びレーザ加工ヘッド１０Ａの少なくとも１つを移動させるように構成されていればよい。同様に、移動機構５，６は、支持部７及びレーザ加工ヘッド１０Ｂの少なくとも１つを移動させるように構成されていればよい。

また、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸がＺ方向に沿った状態で、対象物１００の有効部分ＲＲの内部に仮想面Ｍ１に沿って改質領域４が形成されるように、支持部７、レーザ加工ヘッド１０Ｂ及び移動機構５，６を制御してもよい。これにより、レーザ加工ヘッド１０Ａと共に或いはレーザ加工ヘッド１０Ａに代わって、対象物１００の有効部分ＲＲの内部に仮想面Ｍ１に沿って改質領域４を精度良く形成することができる。

また、レーザ加工ヘッド１０Ｂが、その集光部１４の光軸がＺ方向に沿った状態及びその集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態の両方の状態で、対象物１００に改質領域４を形成する場合には、レーザ加工装置１Ａは、レーザ加工ヘッド１０Ａを備えていなくてもよい。

また、レーザ加工ヘッド１０Ｂは、その集光部１４の光軸がＹ方向に沿った状態で、対象物１００の周縁部分ＥＥに改質領域４ａを形成することを、専用として実施するものであってもよい。その場合にも、レーザ加工装置１Ａが対象物１００の周縁部分ＥＥに改質領域４ａを形成することを、専用として実施するものであるときには、レーザ加工装置１Ａは、レーザ加工ヘッド１０Ａを備えていなくてもよい。

また、レーザ加工装置１Ａでは、図５０に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸が対象物１００の第２主面１００ｂに垂直な方向（すなわち、Ｚ方向）と交差する方向のうちＹ方向以外の方向に沿った状態で、対象物１００の周縁部分ＥＥの内部に改質領域４ａが形成されるように、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４からレーザ光Ｌ２が集光されつつ出射させられてもよい。これにより、周縁部分ＥＥを構成する側面ＥＥ１，ＥＥ２の形状等に応じて、レーザ光Ｌ２が周縁部分ＥＥの内部に適切に集光されるように、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸の角度を調整することができる。なお、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４の光軸が対象物１００の第２主面１００ｂに垂直な方向と交差する方向（対象物の表面に垂直な方向と交差する第１方向）は、例えば、対象物１００の第２主面１００ｂに垂直な方向に対して１０～９０°の角度を成す方向、又は対象物１００の第２主面１００ｂに垂直な方向に対して３０～９０°の角度を成す方向である。

また、上記実施形態では、対象物１００の有効部分ＲＲに剥離加工を施した後に、対象物１００の周縁部分ＥＥに剥離加工を施したが、対象物１００の周縁部分ＥＥに剥離加工を施した後に、対象物１００の有効部分ＲＲに剥離加工を施してもよい。また、上記実施形態では、対象物１００の第２主面１００ｂをレーザ光入射面としたが、対象物１００の第１主面１００ａをレーザ光入射面としてもよい。また、レーザ加工装置１Ａは、アブレーション等の加工に適用されてもよい。

また、対象物１００の種類、対象物１００の形状、対象物１００のサイズ、対象物１００が有する結晶方位の数及び方向、並びに、対象物１００の主面の面方位は、特に限定されない。また、改質領域は、対象物１００の内部に形成された結晶領域、再結晶領域又はゲッタリング領域等であってもよい。結晶領域は、対象物１００の加工前の構造を維持している領域である。再結晶領域は、蒸発、プラズマ化又は溶融した後に再凝固する際に、単結晶又は多結晶として凝固した領域である。ゲッタリング領域は、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する領域である。

上述した実施形態及び変形例における各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。また、上述した実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。

１，１０１…レーザ加工装置、４，４３…改質領域、６，３００…移動機構、９…制御部、１０Ａ，１０Ｂ…レーザ加工ヘッド（照射部）、３６…測距センサ（周縁監視部）、１００…対象物、１００ａ…表面、１００ｂ…裏面（レーザ光入射面）、１００Ｘ…ベベル周辺部（第１部分）、１００Ｙ…内周部（第２部分）、１０７…ステージ（支持部）、１１１…ＧＵＩ（入力部）、ＢＢ…ベベル部（周縁部分）、Ｅ１…第１方向、Ｅ２…第２方向、ＩＲ…撮像ユニット（撮像部，加工状態監視部）、Ｌ１…第１レーザ光（レーザ光）、Ｌ２…第２レーザ光（レーザ光）、Ｍ１…仮想面、Ｍ１１…ライン（加工用ライン）、Ｍ１１ａ…並行ライン、Ｍ１２…ライン（並行ライン，加工用ライン）、Ｍ２０…ライン（加工用ライン）、Ｐ１…第１集光点（集光点）、ＳＡ…改質スポット。

Claims (4)

1. レーザ光入射面に対して交差する側面を有する周縁部分を含む対象物にレーザ光を照射することにより、前記対象物の内部において仮想面に沿って改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
   前記対象物を支持する支持部と、
   前記支持部によって支持された前記対象物に前記レーザ光を照射する照射部と、
   前記レーザ光の集光点の位置が前記仮想面に沿って移動するように前記支持部及び前記照射部の少なくとも一方を移動させる移動機構と、
   前記支持部、前記照射部及び前記移動機構を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記対象物において前記周縁部分から内側に向かって渦巻き状に延在する加工用ライ ンに沿って、加工状態がスライシングフルカット状態になる条件で前記レーザ光を照射さ せ、渦巻き状に延在する前記改質領域を前記対象物の前記周縁部分から内側に向かって形 成し、
   前記スライシングフルカット状態は、前記改質領域に含まれる複数の改質スポットから 延びる亀裂が、前記加工用ラインに沿う方向及び前記加工用ラインと交差する方向に伸展 して互いに繋がる状態である、レーザ加工装置。
2. 前記制御部は、
   前記周縁部分を含む第１部分に、第１加工条件で前記レーザ光を照射させる第１加工 処理と、
   前記第１加工処理の後、前記対象物において前記第１部分よりも内側の第２部分に、 第２加工条件で前記レーザ光を照射させる第２加工処理と、を実行し、
   前記第１加工条件は、第１規定量のレーザ加工後の加工状態が前記スライシングフルカ ット状態になる条件であり、
   前記第２加工条件は、前記第１規定量よりも多い第２規定量のレーザ加工後の加工状態 が前記スライシングフルカット状態になる条件である、請求項１に記載のレーザ加工装置 。
3. レーザ光入射面に対して交差する側面を有する周縁部分を含む対象物にレーザ光を照射することにより、前記対象物の内部において仮想面に沿って改質領域を形成するレーザ加工方法であって、
   前記対象物において前記周縁部分から内側に向かって渦巻き状に延在する加工用ライン に沿って、加工状態がスライシングフルカット状態になる条件で前記レーザ光を照射し、 渦巻き状に延在する前記改質領域を前記対象物の前記周縁部分から内側に向かって形成す る工程を備え、
   前記スライシングフルカット状態は、前記改質領域に含まれる複数の改質スポットから 延びる亀裂が、前記加工用ラインに沿う方向及び前記加工用ラインと交差する方向に伸展 して互いに繋がる状態である、レーザ加工方法。
4. 渦巻き状に延在する前記改質領域を形成する工程は、
   前記周縁部分を含む第１部分に、第１加工条件で前記レーザ光を照射させる第１加工 工程と、
   前記第１加工工程の後、前記対象物において前記第１部分よりも内側の第２部分に、 第２加工条件で前記レーザ光を照射させる第２加工工程と、を含み、
   前記第１加工条件は、第１規定量のレーザ加工後の加工状態が前記スライシングフルカ ット状態になる条件であり、
   前記第２加工条件は、前記第１規定量よりも多い第２規定量のレーザ加工後の加工状態 が前記スライシングフルカット状態になる条件である、請求項３に記載のレーザ加工方法 。

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