WO2022014618A1 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

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WO2022014618A1
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laser
laser beam
condensing
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剛志 坂本
克洋 是松
孝文 荻原
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浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a laser processing apparatus and a laser processing method.
  • Patent Document 1 describes a laser processing device including a holding mechanism for holding a work and a laser irradiation mechanism for irradiating a work held by the holding mechanism with a laser beam.
  • a laser irradiation mechanism having a condenser lens is fixed to the base, and the movement of the work along the direction perpendicular to the optical axis of the condenser lens is performed by the holding mechanism. Will be implemented.
  • a modified region may be formed along the virtual surface inside the object.
  • a part of the object is peeled off with the modified region extending over the virtual surface and the crack extending from the modified region as a boundary.
  • so-called multifocal laser processing in which laser light is modulated so as to branch into a plurality of processing lights, may be performed.
  • the multifocal laser machining there is a possibility that the problem that the side opposite to the laser beam incident side (for example, the functional element layer) of the object is damaged by the unmodulated light of the laser beam becomes remarkable. ..
  • the laser processing apparatus is a laser processing apparatus that forms a modified region along a virtual surface inside the object by irradiating the object with laser light, and supports the object.
  • a support unit an irradiation unit that irradiates an object supported by the support unit with laser light, a movement mechanism that moves at least one of the support unit and the irradiation unit, and a control unit that controls the irradiation unit and the movement mechanism.
  • the irradiation unit includes a spatial light modulator that modulates the laser light and a condensing unit that collects the laser light modulated by the spatial light modulator onto the object, and the control unit is the laser light.
  • the first control for modulation is executed, and in the first control, the focusing point of each of the plurality of processed lights is the focusing point of the unmodulated light of the laser light with respect to the ideal focusing point of the processed light in the irradiation direction.
  • the condensing point of each of the plurality of processed lights is located on the opposite side of the condensing point of the unmodulated light from the ideal condensing point of the processed light. Modulate light.
  • the laser light is branched into a plurality of processing lights, and the plurality of condensing points of the plurality of processing lights are located at different points in the direction perpendicular to the irradiation direction.
  • the condensing point of each of the plurality of processed lights is located on the side opposite to the condensing point of the unmodulated light of the laser light with respect to the ideal condensing point of the processed light, or is not. It is located on the side opposite to the ideal focusing point of the processed light with respect to the focusing point of the modulated light.
  • the focusing point of the unmodulated light of the laser light can be moved away from the side opposite to the laser light incident side of the object. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of damage on the opposite side of the object due to the focusing of the unmodulated light of the laser light. That is, it is possible to suppress damage on the object opposite to the laser beam incident side.
  • the laser processing apparatus in the first control, spatial light modulation is performed so that the focusing point of the unmodulated light of the laser light is located on the laser light incident side inside the object in the irradiation direction.
  • the laser beam may be modulated by the device. This makes it possible to effectively move the focusing point of the unmodulated light of the laser light away from the opposite side of the object.
  • the focusing point of the unmodulated light of the laser light is located outside the object and closer to the focusing portion than the object in the irradiation direction.
  • the laser light may be modulated by a spatial light modulator. This makes it possible to effectively move the focusing point of the unmodulated light of the laser light away from the opposite side of the object.
  • the focusing point of the unmodulated light of the laser light is outside the object and opposite to the focusing portion side of the object in the irradiation direction.
  • the laser light may be modulated by a spatial light modulator so that it is located on the side. This makes it possible to effectively move the focusing point of the unmodulated light of the laser light away from the opposite side of the object.
  • the object may include a substrate and a functional element layer provided on the side opposite to the laser light incident side of the substrate.
  • the functional element layer is provided on the opposite side of the object, the above effect of suppressing damage on the opposite side of the object is particularly effective.
  • the laser processing apparatus includes at least the first data regarding the position of the virtual surface and the second data regarding the distance between the condensing point of each of the plurality of processed lights and the ideal condensing point of the processed light. It has an input receiving unit that accepts any input, and in the first control, the condensing point of each of the plurality of processed lights is shifted from the ideal condensing point of the processed light based on the first data and the second data. You may. In this case, the operator can optionally set at least one of the position of the virtual surface and the distance between the focusing point and the ideal focusing point.
  • control unit moves at least one of the support unit and the irradiation unit by the moving mechanism so that the positions of the condensing points of the plurality of processed lights move along the virtual surface.
  • the second control to cause may be executed.
  • the laser processing method is a laser processing method for forming a modified region along a virtual surface inside an object by irradiating the object with laser light, and a plurality of laser lights are used. Including a step of branching into the processing light of the above and locating a plurality of condensing points of a plurality of processing lights at different points in a direction perpendicular to the irradiation direction of the laser beam, in the step, a direction along the irradiation direction.
  • the condensing point of each of the plurality of processed lights is positioned on the side opposite to the condensing point of the unmodulated light of the laser light with respect to the ideal condensing point of the processed light, or a collection of each of the plurality of processed lights.
  • the light spot is located on the side opposite to the ideal focusing point of the processed light with respect to the focusing point of the unmodulated light.
  • the focusing point of the unmodulated light of the laser light can be moved away from the side opposite to the laser light incident side of the object. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of damage on the opposite side of the object due to the focusing of the unmodulated light of the laser light. That is, it is possible to suppress damage on the object opposite to the laser beam incident side.
  • FIG. 1 is a block diagram of the laser processing apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of the spatial light modulator shown in FIG.
  • FIG. 3A is a plan view of the object.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the object.
  • FIG. 4 is a schematic surface for explaining the branching of the laser beam.
  • FIG. 5 is a side sectional view of an object for explaining the multifocal processing control according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a side sectional view of an object for explaining general multifocal machining control.
  • FIG. 7 is a diagram showing the results of an evaluation test for evaluating the peeling process of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a display example of the input receiving unit of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a side sectional view of an object for explaining the multifocal processing control according to the modified example of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a side sectional view of an object for explaining the multifocal processing control according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing the results of an evaluation test for evaluating the peeling process according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a side sectional view of an object for explaining the multifocal processing control according to the modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a side sectional view of an object for explaining multifocal processing control according to another modification of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a side sectional view of an object for explaining the multifocal processing control according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a plan sectional view of an object for explaining the crack of the third embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing the results of an evaluation test for evaluating the peeling process according to the third embodiment.
  • the laser processing apparatus 1 includes a support unit 2, a light source 3, an optical axis adjusting unit 4, a spatial light modulator 5, a condensing unit 6, an optical axis monitor unit 7, and the like. It includes a visible imaging unit 8A, an infrared imaging unit 8B, a moving mechanism 9, and a control unit 10.
  • the laser processing device 1 is a device that forms a modified region 12 on the object 11 by irradiating the object 11 with the laser beam L.
  • the three directions orthogonal to each other are referred to as the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively.
  • the X direction is the first horizontal direction
  • the Y direction is the second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction
  • the Z direction is the vertical direction.
  • the support portion 2 supports the object 11 so that the front surface 11a and the back surface 11b of the object 11 are orthogonal to the Z direction, for example, by adsorbing a film (not shown) attached to the object 11.
  • the support portion 2 can move along the respective directions of the X direction and the Y direction.
  • the object 11 is in a state where the back surface 11b of the object 11 is on the upper side which is the laser beam incident surface side (the surface 11a is on the lower side which is the support portion 2 side). It will be placed.
  • the support portion 2 has a rotation shaft 2R extending along the Z direction. The support portion 2 is rotatable about the rotation shaft 2R.
  • the light source 3 emits the laser beam L by, for example, a pulse oscillation method.
  • the laser beam L has transparency with respect to the object 11.
  • the optical axis adjusting unit 4 adjusts the optical axis of the laser beam L emitted from the light source 3.
  • the optical axis adjusting unit 4 adjusts the optical axis of the laser beam L while changing the traveling direction of the laser beam L emitted from the light source 3 so as to be along the Z direction.
  • the optical axis adjusting unit 4 is composed of, for example, a plurality of reflection mirrors whose positions and angles can be adjusted.
  • the spatial light modulator 5 is arranged in the laser processing head H.
  • the spatial light modulator 5 modulates the laser beam L emitted from the light source 3.
  • the laser light L traveling downward from the optical axis adjusting unit 4 along the Z direction is incident on the laser processing head H, and the laser light L incident on the laser processing head H is Y by the mirror H1.
  • the laser beam L reflected horizontally so as to form an angle with respect to the direction and reflected by the mirror H1 is incident on the spatial light modulator 5.
  • the spatial light modulator 5 modulates the laser beam L thus incident while horizontally reflecting it along the Y direction.
  • the light collecting unit 6 is attached to the bottom wall of the laser processing head H.
  • the condensing unit 6 condenses the laser beam L modulated by the spatial light modulator 5 onto the object 11 supported by the support unit 2.
  • the laser beam L horizontally reflected by the spatial light modulator 5 along the Y direction is reflected downward along the Z direction by the dichroic mirror H2, and the laser beam L reflected by the dichroic mirror H2.
  • the condensing unit 6 condenses the laser beam L so incident on the object 11.
  • the condensing unit 6 is configured such that the condensing lens unit 61 is attached to the bottom wall of the laser processing head H via the drive mechanism 62.
  • the drive mechanism 62 moves the condenser lens unit 61 along the Z direction, for example, by the drive force of the piezoelectric element.
  • an imaging optical system (not shown) is arranged between the spatial light modulator 5 and the condensing unit 6.
  • the imaging optical system constitutes a bilateral telecentric optical system in which the reflecting surface of the spatial light modulator 5 and the entrance pupil surface of the condensing unit 6 are in an imaging relationship.
  • the image of the laser beam L on the reflecting surface of the spatial light modulator 5 (the image of the laser beam L modulated by the spatial light modulator 5) is transferred (imaged) to the incident pupil surface of the condensing unit 6.
  • a pair of ranging sensors S1 and S2 are attached to the bottom wall of the laser processing head H so as to be located on both sides of the condenser lens unit 61 in the X direction.
  • the distance measuring sensors S1 and S2 emit light for distance measurement (for example, laser light) to the back surface 11b of the object 11 and detect the light for distance measurement reflected by the back surface 11b.
  • the displacement data of the back surface 11b is acquired.
  • the laser processing head H constitutes an irradiation unit.
  • the optical axis monitor unit 7 is arranged in the laser processing head H.
  • the optical axis monitor unit 7 detects a part of the laser beam L transmitted through the dichroic mirror H2.
  • the detection result by the optical axis monitor unit 7 shows, for example, the relationship between the optical axis of the laser beam L incident on the condenser lens unit 61 and the optical axis of the condenser lens unit 61.
  • the visible imaging unit 8A is arranged in the laser processing head H.
  • the visible imaging unit 8A emits visible light V and acquires an image of the object 11 by the visible light V as an image.
  • the visible light V emitted from the visible imaging unit 8A is irradiated to the back surface 11b of the object 11 via the dichroic mirror H2 and the condensing unit 6, and the visible light V reflected by the back surface 11b is condensed. It is detected by the visible imaging unit 8A via the unit 6 and the dichroic mirror H2.
  • the infrared imaging unit 8B is attached to the side wall of the laser processing head H. The infrared imaging unit 8B emits infrared light and acquires an image of the object 11 by the infrared light as an infrared image.
  • the moving mechanism 9 includes a mechanism for moving the laser processing head H in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • the moving mechanism 9 drives the laser processing head H by the driving force of a known driving device such as a motor so that the condensing point C of the laser beam L moves in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • the moving mechanism 9 includes a mechanism for rotating the support portion 2 around the rotation shaft 2R.
  • the moving mechanism 9 rotationally drives the support portion 2 by the driving force of a known driving device such as a motor so that the condensing point C of the laser beam L moves in the ⁇ direction around the rotation axis 2R.
  • the control unit 10 controls the operation of each unit of the laser processing device 1.
  • the control unit 10 controls at least the spatial light modulator 5 and the moving mechanism 9.
  • the control unit 10 has a processing unit 101, a storage unit 102, and an input receiving unit 103.
  • the processing unit 101 is configured as a computer device including a processor, a memory, a storage, a communication device, and the like.
  • the processor executes software (program) read into the memory or the like, and controls reading and writing of data in the memory and storage, and communication by the communication device.
  • the storage unit 102 is, for example, a hard disk or the like, and stores various data.
  • the input receiving unit 103 is an interface unit that receives input of various data from the operator. In the present embodiment, the input receiving unit 103 constitutes a GUI (Graphical User Interface). The input receiving unit 103 receives the input of the slicing position and the Z-direction shift amount, as will be described later.
  • the laser processing apparatus 1 when the laser beam L is focused inside the object 11, the laser beam L is absorbed at the portion of the laser beam L corresponding to the focusing point C, and the target.
  • a modified region 12 is formed inside the object 11.
  • the modified region 12 is a region whose density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from those of the surrounding non-modified region.
  • the modified region 12 includes, for example, a melt processing region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like.
  • the modified region 12 includes a plurality of modified spots 12s and cracks extending from the plurality of modified spots 12s.
  • the spatial light modulator 5 will be specifically described.
  • the spatial light modulator 5 is a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) of a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon).
  • SLM Spatial Light Modulator
  • LCOS Liquid Crystal on Silicon
  • the spatial light modulator 5 has a drive circuit layer 52, a pixel electrode layer 53, a reflective film 54, an alignment film 55, a liquid crystal layer 56, an alignment film 57, and a transparent conductive film on a semiconductor substrate 51.
  • the 58 and the transparent substrate 59 are laminated in this order to form a structure.
  • the semiconductor substrate 51 is, for example, a silicon substrate.
  • the drive circuit layer 52 constitutes an active matrix circuit on the semiconductor substrate 51.
  • the pixel electrode layer 53 includes a plurality of pixel electrodes 53a arranged in a matrix along the surface of the semiconductor substrate 51. Each pixel electrode 53a is made of a metal material such as aluminum. A voltage is applied to each pixel electrode 53a by the drive circuit layer 52.
  • the reflective film 54 is, for example, a dielectric multilayer film.
  • the alignment film 55 is provided on the surface of the liquid crystal layer 56 on the reflective film 54 side, and the alignment film 57 is provided on the surface of the liquid crystal layer 56 opposite to the reflective film 54.
  • Each of the alignment films 55, 57 is formed of, for example, a polymer material such as polyimide, and the contact surface of each of the alignment films 55, 57 with the liquid crystal layer 56 is subjected to, for example, a rubbing treatment.
  • the alignment films 55 and 57 arrange the liquid crystal molecules 56a contained in the liquid crystal layer 56 in a certain direction.
  • the transparent conductive film 58 is provided on the surface of the transparent substrate 59 on the alignment film 57 side, and faces the pixel electrode layer 53 with the liquid crystal layer 56 and the like interposed therebetween.
  • the transparent substrate 59 is, for example, a glass substrate.
  • the transparent conductive film 58 is formed of a light-transmitting and conductive material such as ITO.
  • the transparent substrate 59 and the transparent conductive film 58 transmit the laser beam L.
  • the spatial light modulator 5 configured as described above, when a signal indicating a modulation pattern is input from the control unit 10 to the drive circuit layer 52, a voltage corresponding to the signal is applied to each pixel electrode 53a, and each of them An electric field is formed between the pixel electrode 53a and the transparent conductive film 58.
  • the electric field is formed, in the liquid crystal layer 56, the arrangement direction of the liquid crystal molecules 56a changes in each region corresponding to each pixel electrode 53a, and the refractive index changes in each region corresponding to each pixel electrode 53a. This state is a state in which the modulation pattern is displayed on the liquid crystal layer 56.
  • the laser beam L is incident on the liquid crystal layer 56 from the outside via the transparent substrate 59 and the transparent conductive film 58, reflected by the reflective film 54, and is reflected from the liquid crystal layer 56.
  • the laser beam L is modulated according to the modulation pattern displayed on the liquid crystal layer 56.
  • the modulation of the laser beam L for example, the modulation of the intensity, amplitude, phase, polarization, etc. of the laser beam L
  • the modulation of the laser beam L is performed by appropriately setting the modulation pattern to be displayed on the liquid crystal layer 56.
  • the configuration of the object 11 will be specifically described.
  • the object 11 of the present embodiment is a wafer formed in a disk shape as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).
  • the object 11 has a front surface (first surface) 11a and a back surface (second surface) 11b opposite to the front surface 11a.
  • the object 11 includes a substrate 21 and a device layer (functional element layer) 22 provided on the side opposite to the laser beam incident surface side of the substrate 21.
  • the object 11 is configured by laminating the device layer 22 on the substrate 21.
  • the substrate 21 is a semiconductor substrate such as a silicon substrate.
  • the substrate 21 may be provided with a notch or an orientation flat indicating the crystal orientation.
  • the device layer 22 is provided on the surface 11a side of the object 11.
  • the device layer 22 includes a plurality of functional elements arranged in a matrix along the main surface of the substrate 21.
  • the device layer 22 includes a metal layer such as a Ti (titanium) layer and a Sn (tin) layer deposited on the substrate 21.
  • Each functional element is, for example, a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, a circuit element such as a memory, or the like.
  • Each functional element may be three-dimensionally configured by stacking a plurality of layers.
  • a virtual surface M1 as a planned peeling surface is set on the object 11.
  • the virtual surface M1 is a surface on which the modified region 12 is planned to be formed.
  • the virtual surface M1 is a surface facing the back surface 11b, which is the laser beam incident surface of the object 11.
  • the virtual surface M1 is a surface parallel to the back surface 11b, and has a circular shape, for example.
  • the virtual surface M1 is a virtual area, and is not limited to a plane, but may be a curved surface or a three-dimensional surface.
  • a processing line 15 is set on the object 11.
  • the processing line 15 is a line scheduled to form the modified region 12.
  • the processing line 15 extends in a spiral shape from the peripheral edge side to the inside in the object 11. In other words, the processing line 15 extends in a spiral shape (involute curve) centered on the position of the rotation axis 2R (see FIG. 1) of the support portion 2.
  • the processing line 15 is a virtual line, but it may be a line actually drawn.
  • the virtual surface M1 and the machining line 15 can be set by the control unit 10.
  • the virtual surface M1 and the processing line 15 may have coordinates specified. Only one of the virtual surface M1 and the machining line 15 may be set.
  • the laser processing apparatus 1 of the present embodiment aligns the condensing point (at least a part of the condensing region) C with the object 11 and irradiates the laser beam L, so that the inside of the object 11 is along the virtual surface M1.
  • the modified region 12 is formed.
  • the laser processing apparatus 1 performs laser processing including peeling processing on the object 11 to acquire (manufacture) a semiconductor device.
  • the peeling process is a process for peeling a part of the object 11.
  • the laser beam L is branched into a plurality of processed lights, and the plurality of focused points of the plurality of processed lights are located at different points in the direction perpendicular to the irradiation direction of the laser beam L.
  • Multifocal processing control (first control) for modulating the laser beam L by the spatial light modulator 5 is executed.
  • the spatial light modulator 5 is controlled, and a predetermined modulation pattern (modulation pattern including the diffraction pattern, etc.) is displayed on the liquid crystal layer 56 of the spatial light modulator 5.
  • the laser beam L is emitted from the light source 3, and the laser beam L is focused on the object 11 from the back surface 11b side by the condensing unit 6.
  • the laser light L is modulated by the spatial light modulator 5, and the modulated laser light L is focused on the object 11 by the condensing unit 6 with the back surface 11b as the incident surface of the laser light.
  • the laser beam L is branched (diffracted) into the two processed lights L1 and L2, and the condensing points C1 and C2 of the two processed lights L1 and L2 are located at different positions in the X direction and / or the Y direction. do.
  • the laser beam is provided so that two modified spots 12s arranged in a row in the inclination direction K2 with respect to the machining progress direction K1 (extending direction of the machining line 15) are formed on the virtual surface M1.
  • L is bifurcated into two processing lights L1 and L2.
  • the processing light L1 is -1st order light, and the processing light corresponds to +1st order light.
  • the interval in the X direction is the branch pitch BPx
  • the interval in the Y direction is the branch pitch BPy.
  • the interval in the machining progress direction K1 is the pulse pitch PP.
  • the angle between the machining progress direction K1 and the inclination direction K2 is the branch angle ⁇ .
  • the focusing points C1 and C2 of the plurality of processing lights L1 and L2 are relative to the ideal focusing points C10 and C20 of the processing lights L1 and L2.
  • the laser beam L is modulated so that it is located on the side opposite to the condensing point C0 of the unmodulated light L0 of the laser beam L.
  • the focusing points C1 and C2 of each of the plurality of processing lights L1 and L2 are on the device layer 22 side by the Z direction shift amount with respect to the ideal focusing points C10 and C20.
  • the laser light L is modulated by the spatial light modulator 5 so as to be located at.
  • the ideal focusing point of the processed light is a focusing point when it is assumed that the processed light is focused on one point in the object 11 without spherical aberration.
  • the unmodulated light L0 of the laser light L is the light emitted from the spatial light modulator 5 without being modulated by the spatial light modulator 5 among the laser light L incident on the spatial light modulator 5.
  • the light reflected on the outer surface of the transparent substrate 59 (the surface opposite to the transparent conductive film 58) becomes the unmodulated light L0.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 corresponds to the focal position of the condensing lens unit 61.
  • the condensing region is in the Z direction due to the influence of spherical aberration and the like. Although it grows, the point that has the greatest effect on damage and has the strongest strength is defined as the condensing point C0.
  • the spatial light L is arranged by the spatial light modulator 5 so that the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located on the laser light incident side (back surface 11b side) inside the object 11. Modulate.
  • the focusing points C1 and C2 of each of the plurality of processing lights L1 and L2 are ideally focused on the processing lights L1 and L2 based on the slicing position received by the input receiving unit 103 and the Z-direction shift amount. It shifts from the points C10 and C20 to the position along the virtual surface M1.
  • Such a shift of the focusing points C1 and C2 of the processed lights L1 and L2 can be realized by appropriately controlling the modulation pattern displayed on the liquid crystal layer 56 of the spatial light modulator 5.
  • the control unit 10 moves the moving mechanism 9 so that the positions of the condensing points C1 and C2 of the plurality of processing lights L1 and L2 move along the virtual surface M1 in accordance with the irradiation of the laser light L from the laser processing head H.
  • the movement control (second control) for moving at least one of the support portion 2 and the laser machining head H is executed.
  • the movement control at least one of the support portion 2 and the laser processing head H is moved so that the positions of the condensing points C1 and C2 of the plurality of processing lights L1 and L2 move along the processing line 15.
  • the movement of the laser processing head H (condensing points C1 and C2) in the X direction is controlled while rotating the support portion 2.
  • the control unit 10 can execute various controls based on the rotation information (hereinafter, also referred to as “ ⁇ information”) regarding the rotation amount of the support unit 2.
  • the ⁇ information may be acquired from the driving amount of the moving mechanism 9 that rotates the support portion 2, or may be acquired by a separate sensor or the like. ⁇ information can be obtained by various known methods.
  • the control unit 10 controls the display of the input reception unit 103.
  • the control unit 10 executes the peeling process based on various settings input from the input receiving unit 103.
  • the object 11 is placed on the support portion 2 with the back surface 11b facing the laser beam incident surface side.
  • the surface 11a side of the object 11 on which the device layer 22 is mounted is protected by adhering a support substrate or a tape material.
  • the condensing point C of the laser beam L is located on the back surface 11b along the Z direction.
  • the height set for moving the laser processing head H (that is, the condensing unit 6) is performed.
  • the laser processing head H is moved along the Z direction so that the condensing point C of the laser beam L is located at a predetermined depth from the back surface 11b with reference to the position of the height set.
  • the predetermined depth is a depth at which the modified region 12 can be formed along the virtual surface M1 of the object 11.
  • the laser beam L is irradiated from the light source 3, and laser processing is performed so that the condensing point C moves inward from the outer edge side of the virtual surface M1 in the X direction.
  • the head H is moved along the X direction.
  • a modified region 12 extending in a spiral shape centered on the position of the rotation axis 2R (see FIG. 1) is formed inside the object 11 along the processing line 15 on the virtual surface M1.
  • the laser light L is branched into a plurality of processing lights L1 and L2, and the plurality of focusing points C1 and C2 of the plurality of processing lights L1 and L2 are in the X direction. And / or they are located at different locations in the Y direction.
  • the positions of the light collecting points C1 and C2 of the plurality of processed lights L1 and L2 are relatively moved along the virtual surface M1.
  • a plurality of modified spots 12s are formed along the virtual surface M1.
  • the condensing point C of the laser beam L follows the back surface 11b based on the displacement data of the back surface 11b acquired while being located on the front side of the machining progress direction K1 among the pair of distance measuring sensors S1 and S2.
  • the drive mechanism 62 of the condensing unit 6 is operated as described above.
  • the formed modified region 12 includes a plurality of modified spots 12s.
  • One modified spot 12s is formed by irradiation with one pulse of laser light L.
  • the reforming region 12 is a set of a plurality of reforming spots 12s. Adjacent modified spots 12s may be connected to each other by the pulse pitch PP of the laser beam L (the value obtained by dividing the relative moving speed of the focusing point C with respect to the object 11 by the repetition frequency of the laser beam L). It may be separated.
  • a part of the object 11 is peeled off with the crack extending from the reformed region 12 over the virtual surface M1 and the modified spot 12s of the modified region 12 as a boundary.
  • the object 11 may be peeled off using, for example, an adsorption jig.
  • the peeling of the object 11 may be carried out on the support portion 2 or may be carried out by moving to an area dedicated to peeling.
  • the object 11 may be peeled off by using an air blow or a tape material. If the object 11 cannot be peeled off only by external stress, the modified region 12 may be selectively etched with an etching solution (KOH, TMAH, etc.) that reacts with the object 11. This makes it possible to easily peel off the object 11.
  • KOH, TMAH, etc. an etching solution
  • the rotation speed may be changed.
  • the rotation speed of the support portion 2 may be changed so that the pulse pitch PPs of the modified spots 12s are at regular intervals.
  • the peeled surface of the object 11 may be subjected to finish grinding or polishing with an abrasive such as a grindstone. When the object 11 is peeled off by etching, the polishing may be simplified.
  • the focusing points C1 and C2 of each of the plurality of processing lights L1 and L2 coincide with the ideal focusing points C10 and C20. It is composed.
  • the device layer 22 may be damaged due to the influence of the leaked light (light that is not absorbed by the object 11) of the unmodulated light L0 of the laser beam L.
  • the laser beam L is also irradiated on the active area of the device layer 22, so that the leaked light of the unmodulated light L0 easily leads to damage directly under the device layer 22, which in turn deteriorates the device characteristics. This is because it is easy to connect.
  • the focusing points C1 and C2 of the plurality of processing lights L1 and L2 in the Z direction are set to the ideal focusing points C10 and C20 of the processing lights L1 and L2.
  • the unmodulated light L0 of the laser beam L is located on the opposite side of the focusing point C0.
  • the light collecting points C1 and C2 of each of the plurality of processed lights L1 and L2 are located at positions close to the device layer 22 by the amount of Z-direction shift with respect to the ideal light collecting points C10 and C20.
  • the defocus position is located on the side away from the device layer 22 by the Z-direction shift amount as compared with the case where the ideal focusing points C10 and C20 are positioned along the virtual surface M1 (see the comparative example described later).
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located on the side away from the device layer 22 by the Z-direction shift amount as compared with the case where the ideal condensing points C10 and C20 are positioned along the virtual surface M1.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 of the laser light L can be kept away from the device layer 22 in the object 11.
  • the energy density of the leaked light reaching the device layer 22 can be suppressed.
  • the adverse effect on the device layer 22 can be reduced by condensing the unmodulated light L0. It is possible to suppress damage to the device layer 22 of the object 11 due to the light collection of the unmodulated light L0. That is, it is possible to suppress damage to the device layer 22 (the side opposite to the laser beam incident side) in the object 11.
  • the spatial light modulator 5 is located so that the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located on the laser light incident side (back surface 11b side) inside the object 11. Modulates the laser beam L.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is positioned on the laser beam incident side inside the object 11 in the Z direction.
  • the focusing point C0 of the unmodulated light L0 can be effectively separated from the device layer 22 of the object 11.
  • the object 11 includes the substrate 21 and the device layer 22. Since the device layer 22 is provided on the side of the object 11 opposite to the laser beam incident side, the device layer 22 in the object 11 is damaged as an effect of suppressing damage on the side opposite to the laser beam incident side of the object 11. The effect of suppressing is played. This effect is particularly effective.
  • the support portion 2 and the laser processing head H are provided by the moving mechanism 9 so that the positions of the condensing points C1 and C2 of the plurality of processing lights L1 and L2 move along the virtual surface M1. Move at least one of them.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located outside the object 11 and closer to the condensing portion 6 than the object 11 in the Z direction.
  • the laser light L may be modulated by the spatial light modulator 5.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 may be located outside the object 11 and closer to the condensing portion 6 than the object 11.
  • the focusing point C0 of the unmodulated light L0 can be effectively kept away from the device layer 22 of the object 11.
  • FIG. 7 is a diagram showing the results of an evaluation test for evaluating the peeling process according to the first embodiment.
  • the comparative example is an example of peeling processing related to the general multifocal processing control shown in FIG. 6, for example.
  • Example 1 is an example of peeling processing according to the multifocal processing control of the first embodiment described above.
  • the Z-direction shift amount indicates an absolute value.
  • the damage evaluation photograph is a photograph of the object 11 (device layer 22) after laser processing as viewed from the surface 11a.
  • the branch pitch BPx is 100 ⁇ m
  • the branch pitch BPy is 60 ⁇ m
  • the output of the laser beam L is 3.7 W
  • the pulse energy (converted value assuming 20% loss in branching) is 18.5 ⁇ J
  • the pulse pitch PP is.
  • the frequency is 6.25 ⁇ m
  • the frequency is 80 kHz
  • the pulse width is 700 ns.
  • the object 11 is a wafer whose front surface 11a and back surface 11b have a surface orientation of [100]. In the photographic diagram in the figure, the laser beam L is scanned along the processing line extending to the left and right.
  • FIG. 8 is a diagram showing a display example of the input receiving unit 103.
  • the input receiving unit 103 receives input of various data from the operator.
  • "SS1" indicates the processing light L1
  • "SS2" indicates the processing light L2.
  • the operator can input the "number of branches” and the "shift direction", numerical values related to the processed light L1 and L2, and the like via the input receiving unit 103.
  • the laser processing method of shifting in the Z direction is selected in a state where the laser light L is branched into the two processing lights L1 and L2.
  • the laser processing method of Z-direction shift the light-collecting points C1 and C2 of each of the plurality of processed lights L1 and L2 are on the device layer 22 by the amount of Z-direction shift with respect to the ideal light-collecting points C10 and C20. It is a laser processing method located in a close position.
  • the slicing position indicates the position of the virtual surface M1 on the object 11 (distance from the back surface 11b).
  • the slicing position corresponds to the first data.
  • the Z-direction shift amount indicates the distance between the focusing points C1 and C2 of the processed light L1 and L2 and the ideal focusing points C10 and C20, respectively.
  • the Z-direction shift amount corresponds to the second data.
  • the "reference" input to the "spherical aberration” indicates the correction amount of the spherical aberration of each processed light L1, L2, L3.
  • the input may be restricted so that the Z-direction shift amount becomes a certain value or more.
  • the focusing points C1 and C2 of the plurality of processing lights L1 and L2 are ideally focused based on various data including the slicing position and the Z-direction shift amount received by the input receiving unit 103. It can be shifted from the points C10 and C20. In this case, the operator can at least set the slicing position and the Z-direction shift amount as desired.
  • FIG. 9 is a side sectional view of the object 11 for explaining the multifocal processing control according to the modified example of the first embodiment.
  • the focusing points C1 and C2 of each of the plurality of processing lights L1 and L2 are the processing light L1 with respect to the focusing point C0 of the unmodulated light L0.
  • the laser beam L may be modulated so as to be located on the side opposite to the ideal focusing points C10 and C20 of L2.
  • the focusing points C1 and C2 of each of the plurality of processing lights L1 and L2 are focused by the Z direction shift amount with respect to the ideal focusing points C10 and C20.
  • the laser beam L is modulated by the spatial light modulator 5 so as to be located closer to the unit 6.
  • the focusing point C0 of the unmodulated light L0 can be kept away from the device layer 22 in the object 11. It is possible to suppress the energy density of the leaked light of the unmodulated light L0 that has reached the device layer 22, and it is possible to suppress damage to the device layer 22 (the side opposite to the laser beam incident side) in the object 11.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located outside the object 11 and on the opposite side of the object 11 from the condensing portion 6 side in the Z direction.
  • the laser light L is modulated by the spatial light modulator 5.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located outside the object 11 and on the side opposite to the condensing portion 6 side of the object 11. I'm letting you.
  • the focusing point C0 of the unmodulated light L0 can be effectively separated from the device layer 22 of the object 11.
  • the laser beam L is branched (diffracted) into three processing lights L1, L2, L3, and the respective condensing points C1, C2, C3 thereof.
  • the laser beam L is modulated by the spatial light modulator 5 so that the laser beam L is located at different locations in the X direction and / or the Y direction.
  • the processed light L3 is the 0th order light.
  • the processing light L3 is focused between the condensing point C0 of the unmodulated light L0 of the laser light L in the Z direction and the surface 11a (the surface opposite to the surface where the laser light is incident).
  • the laser beam L is modulated by the spatial light modulator 5 so that the modification region 12 (modification spot 12 m) exists. That is, in the multifocal processing control, the modified spot 12m is formed by condensing the processing lights L1 and L2 of the processing lights L1 to L3 formed by branching the laser light L, and at the same time, the processing light L3 which is the 0th order light is formed.
  • a modified spot 12m is formed between the condensing point C0 of the unmodulated light L0 in the Z direction and the surface 11a (immediately below the condensing point C0).
  • the output of the processed light L3 of the 0th order light is the smallest among the outputs of the processed light L1 to L3.
  • the modified spot 12m by condensing the processed light L3 of the 0th order light is smaller than the modified spot 12s by condensing the processed light L1 and L2.
  • the modification spot 12m is smaller than the modification spot 12s in terms of the degree of contribution of the object 11 to peeling along the virtual surface M1.
  • the output (energy) of the processed light L1 and L2 related to the modified spot 12s is 18.5 ⁇ J
  • the laser light L is branched into a plurality of processing lights L1 to L3, and a plurality of condensing points C1 to C3 of the plurality of processing lights L1 to L3 are formed. Position them at different locations in the X and / or Y directions.
  • the modified region 12 exists between the condensing point C0 of the unmodulated light L0 and the surface 11a (device layer 22) of the object 11.
  • the modified region 12 can block the unmodulated light L0 so as not to reach the device layer 22 on the surface 11a side of the object 11.
  • the leakage light of the unmodulated light L0 is also absorbed at the condensing point C3 and its vicinity from the time when the temperature rise occurs at the condensing point C3 of the processed light L3 and its vicinity and the absorption starts.
  • the amount of unmodulated light L0 leaked to the device layer 22 can be suppressed within a range that does not affect the device layer 22. It is possible to prevent the device layer 22 from being damaged by the unmodulated light L0. That is, it is possible to suppress damage to the device layer 22 in the object 11.
  • the condensing point C0 and the surface of the unmodulated light L0 in the Z direction are condensed by condensing the processing light L3 of the 0th order light contained in the plurality of processing lights L1 to L3.
  • a modified spot 12 m is formed between the 11a and the modified spot.
  • the unmodulated light L0 can be blocked so as not to reach the device layer 22 of the object 11 by utilizing the modified spot 12m formed at the same time as the modified spot 12s.
  • the output of the processing light L3, which is the 0th-order light is the smallest among the outputs of the plurality of processing lights L1 to L3. This makes it possible to make it difficult for the modified region 12 due to the light collection of the processed light L3, which is the 0th-order light, to contribute to the peeling of the object 11 along the virtual surface M1.
  • FIG. 11 is a diagram showing the results of an evaluation test for evaluating the peeling process according to the second embodiment.
  • the comparative example is an example of peeling processing related to the general multifocal processing control shown in FIG. 6, for example.
  • Example 2 is an example of peeling processing according to the multifocal processing control of the second embodiment described above.
  • the infrared image is an image acquired by the infrared imaging unit 8B and is an image at the position of the virtual surface M1.
  • the damage evaluation photograph is a photograph of the object 11 (device layer 22) after laser processing as viewed from the surface 11a.
  • the laser beam L is scanned along the processing lines extending to the left and right. As shown in FIG.
  • FIG. 12 is a side sectional view of the object 11 for explaining the multifocal processing control according to the modified example of the second embodiment.
  • the output of the processing light L3 of the 0th order light is the output of the processing light L1 and L2 (other than the processing light L3 of the 0th order light among the plurality of processing lights L1 to L3). It may be the same as the output of at least one of).
  • the modified region 12 (modified spot 12 m) by condensing the processed light L3, which is the 0th-order light, can be used for peeling the object 11 along the virtual surface M1.
  • FIG. 13 is a side sectional view of the object 11 for explaining the multifocal processing control according to another modification of the second embodiment.
  • the modified region 12 already formed between the condensing point C0 of the unmodulated light L0 in the Z direction and the surface 11a (modified in the illustrated example). Even if the laser light L is modulated by the spatial light modulator 5 so that the spot 12r) is located and the focusing points C1 and C2 of the processed lights L1 and L2 are moved in the direction perpendicular to the irradiation direction of the laser light L. good.
  • the condensing points C1 and C2 of the processed light L1 and L2 are moved in the X direction and / or the Y direction by the spatial optical modulator 5 so that the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located directly above the region 12. May be good.
  • the modified region 12 already formed can be used to physically block the unmodulated light L0 so as not to reach the device layer 22.
  • the laser processing device 1 and the laser processing method according to the second embodiment may include the laser processing device 1 and the laser processing method according to the first embodiment described above. That is, in the second embodiment, the condensing points C1 and C2 of the processed light L1 and L2 are located on the opposite side of the ideal condensing points C10 and C20 from the condensing point C0 of the unmodulated light L0 in the Z direction. , The condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located on the opposite side of the ideal condensing points C10 and C20, and as a result, the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is placed on the device layer 22 (laser light incident). It may be moved away from the side (opposite side).
  • the laser beam L is modulated so that there are cracks FC extending from the modified spot 12s and extending along the virtual surface M1 and connected to each other.
  • the crack FCs are connected to each other so as to spread two-dimensionally along the virtual surface M1 (see FIG. 15).
  • the crack FC extends in a direction along the machining line 15 and in a direction intersecting (orthogonal) with the machining line 15 and connects to each other.
  • the crack FC is a peeling crack.
  • the crack FC extends left, right, up and down on the infrared image at the position of the virtual surface M1 acquired by the infrared imaging unit 8B, and is connected across a plurality of processing lines 15.
  • the crack FC can be realized when the processing state is the slicing full cut state.
  • the slicing full-cut state is a state in which the crack FC extends from the modified spot 12s, and the modified spot 12s cannot be confirmed on the infrared image (the space or gap formed by the crack FC is confirmed).
  • the state see the infrared image of Example 3 in FIG. 16).
  • the processing conditions that can realize such crack FC are conditions (slicing full-cut conditions) in which various processing parameters are appropriately set based on known technology so that the processing state becomes the slicing full-cut state.
  • slicing full cut conditions for example, the output of the laser beam L is 3.7 W, the pulse energy (converted value assuming a 20% loss in branching) is 18.5 ⁇ J, the pulse width is 700 ns, and the branch pitch BPx and BPy are 10 ⁇ m.
  • the processing speed is 800 mm / s, the pulse pitch PP is 10 ⁇ m, and the pulse width is 700 ns.
  • multifocal machining control laser machining is performed with the slicing full cut condition as the machining condition.
  • the laser light L is branched into a plurality of processing lights L1 to L3, and a plurality of condensing points C1 to C3 of the plurality of processing lights L1 to L3 are formed. Position them at different locations in the X and / or Y directions.
  • a crack FC extending from the modified spot 12s and extending along the virtual surface M1 to connect with each other. do.
  • the unmodulated light L0 can be blocked so as not to reach the device layer 22 on the surface 11a side of the object 11. Therefore, it is possible to prevent the device layer 22 of the object 11 from being damaged by the unmodulated light L0. That is, it is possible to suppress damage to the device layer 22 in the object 11.
  • the crack FCs extending from the plurality of modified spots 12s are connected to each other so as to spread two-dimensionally along the virtual surface M1.
  • the crack FC can effectively block the unmodulated light L0.
  • the crack FCs extending from the plurality of reforming spots 12s extend in the direction along the machining line 15 and in the direction intersecting the machining line 15 and are connected to each other. ..
  • the crack FC can effectively block the unmodulated light L0.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located at an arbitrary position directly above the crack FC.
  • the light collection points C1 and C2 of the processed light L1 and L2 may be moved in the X direction and / or the Y direction by the spatial light modulator 5. That is, the condensing points C1 and C2 of the processed light L1 and L2 are perpendicular to the irradiation direction of the laser beam L so that the crack FC exists between the condensing point C0 of the unmodulated light L0 and the surface 11a in the Z direction. You may move it in any direction. As a result, the crack FC can be reliably positioned between the condensing point C0 of the unmodulated light L0 in the Z direction and the surface 11a.
  • FIG. 16 is a diagram showing the results of an evaluation test for evaluating the peeling process according to the third embodiment.
  • the comparative example is an example of peeling processing related to the general multifocal processing control shown in FIG. 6, for example.
  • Example 3 is an example of peeling processing according to the multifocal processing control of the third embodiment described above.
  • the infrared image is an image acquired by the infrared imaging unit 8B and is an image at the position of the virtual surface M1.
  • the damage evaluation photograph is a photograph of the object 11 (device layer 22) after laser processing as viewed from the surface 11a.
  • the laser beam L is scanned along the processing lines extending to the left and right. As shown in FIG.
  • the laser processing device and the laser processing method according to the third embodiment may include the laser processing device 1 and the laser processing method according to the first embodiment described above. That is, in the third embodiment, the condensing points C1 and C2 of the processed light L1 and L2 are located on the opposite side of the ideal condensing points C10 and C20 from the condensing point C0 of the unmodulated light L0 in the Z direction. , The condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located on the opposite side of the ideal condensing points C10 and C20, and as a result, the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is placed on the device layer 22 (laser light incident). It may be moved away from the side (opposite side).
  • the laser processing apparatus and laser processing method according to the third embodiment may include the laser processing apparatus and laser processing method according to the second embodiment described above. That is, in the third embodiment, the modified region 12 may be present between the condensing point C0 of the unmodulated light L0 and the surface 11a (device layer 22) of the object 11.
  • the number of branches of the laser beam L (the number of processed lights) is not limited, and may be four or more branches as well as the above-mentioned two branches and three branches.
  • the intervals between the focusing points of the plurality of processed lights may be equal or different.
  • both the laser machining head H and the support portion 2 are moved by the moving mechanism 9, but at least one of them may be moved by the moving mechanism 9.
  • the effect of suppressing damage to the device layer 22 on the side opposite to the laser beam incident side in the object 11 is exerted, but the effect is not limited to the effect of suppressing damage to the device layer 22. According to the above embodiment, it is possible to suppress damage to the surface 11a which is the opposite surface of the laser beam incident surface in the object 11. According to the above embodiment, damage to the portion of the object 11 on the surface 11a side can be suppressed. In short, according to the above embodiment, it is possible to suppress damage to the object 11 on the side opposite to the laser beam incident side.
  • the processing line is not limited to the spiral shape, and processing lines having various shapes may be set on the object 11.
  • the processing line may include, for example, a plurality of linear lines arranged along a predetermined direction. A plurality of linear lines may or may not be connected in part or in whole.
  • the above embodiment may include a plurality of laser processing heads as an irradiation unit.
  • the spatial light modulator 5 is not limited to the reflection type spatial light modulator, and a transmission type spatial light modulator may be adopted.
  • the type of the object 11, the shape of the object 11, the size of the object 11, the number and directions of crystal orientations of the object 11, and the plane orientation of the main surface of the object 11 are not particularly limited. ..
  • the object 11 may be formed by including a crystalline material having a crystalline structure, or in place of or in addition to the crystalline material having a non-crystalline structure (amorphous structure). It may be formed by including.
  • the crystal material may be either an anisotropic crystal or an isotropic crystal.
  • the object 11 is gallium nitride (GaN), silicon (Si), silicon carbide (SiC), LiTaO 3, diamond, GaOx, sapphire (Al 2 O 3), gallium arsenide, indium phosphide, glass, and alkali-free It may include a substrate formed of at least one of glass.
  • the modified region 12 may be, for example, a crystal region, a recrystallized region, or a gettering region formed inside the object 11.
  • the crystal region is a region that maintains the structure of the object 11 before processing.
  • the recrystallized region is a region that once evaporates, becomes plasma, or melts, and then solidifies as a single crystal or polycrystal when resolidified.
  • the gettering region is a region that exerts a gettering effect of collecting and capturing impurities such as heavy metals, and may be formed continuously or intermittently.
  • the above embodiment may be applied to processing such as ablation.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 is located on the laser beam incident side inside the object 11 in the Z direction, but the present invention is not limited to this.
  • the condensing point C0 of the unmodulated light L0 may be located in the central portion inside the object 11.

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Abstract

レーザ加工装置は、照射部及び制御部を備える。照射部は、空間光変調器と、空間光変調器で変調されたレーザ光を対象物に集光する集光部と、を有する。制御部は、レーザ光が複数の加工光に分岐し、且つ、複数の加工光の複数の集光点が、レーザ光の照射方向に垂直な方向において互いに異なる箇所に位置するように、空間光変調器によりレーザ光を変調させる第１制御を実行する。第１制御では、照射方向において、複数の加工光それぞれの集光点が当該加工光の理想集光点に対してレーザ光の非変調光の集光点とは反対側に位置するように、又は、複数の加工光それぞれの集光点が非変調光の集光点に対して当該加工光の理想集光点とは反対側に位置するように、レーザ光を変調させる。

Description

レーザ加工装置及びレーザ加工方法
　本開示は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
　特許文献１には、ワークを保持する保持機構と、保持機構に保持されたワークにレーザ光を照射するレーザ照射機構と、を備えるレーザ加工装置が記載されている。特許文献１に記載のレーザ加工装置では、集光レンズを有するレーザ照射機構が基台に対して固定されており、集光レンズの光軸に垂直な方向に沿ったワークの移動が保持機構によって実施される。
特許第５４５６５１０号公報
　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及び改質領域から延びる亀裂を境界として、対象物の一部が剥離される。このような剥離加工では、レーザ光を複数の加工光に分岐するように変調させて加工する、いわゆる多焦点レーザ加工が実施されることがある。しかし、多焦点レーザ加工を実施する剥離加工では、対象物におけるレーザ光入射側と反対側（例えば機能素子層）がレーザ光の非変調光により損傷してしまうという問題が顕著になるおそれがある。
　そこで、本開示は、対象物におけるレーザ光入射側と反対側の損傷を抑制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課題とする。
　本開示の一側面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、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、照射部及び移動機構を制御する制御部と、を備え、照射部は、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、を有し、制御部は、レーザ光が複数の加工光に分岐し、且つ、複数の加工光の複数の集光点が、レーザ光の照射方向に垂直な方向において互いに異なる箇所に位置するように、空間光変調器によりレーザ光を変調させる第１制御を実行し、第１制御では、照射方向において、複数の加工光それぞれの集光点が当該加工光の理想集光点に対してレーザ光の非変調光の集光点とは反対側に位置するように、又は、複数の加工光それぞれの集光点が非変調光の集光点に対して当該加工光の理想集光点とは反対側に位置するように、レーザ光を変調させる。
　レーザ加工装置では、レーザ光が複数の加工光に分岐し、且つ、複数の加工光の複数の集光点が照射方向に垂直な方向において互いに異なる箇所に位置する。このとき、照射方向において、複数の加工光それぞれの集光点は、当該加工光の理想集光点に対してレーザ光の非変調光の集光点とは反対側に位置する、又は、非変調光の集光点に対して当該加工光の理想集光点とは反対側に位置する。これにより、結果的に、レーザ光の非変調光の集光点を、対象物におけるレーザ光入射側と反対側から遠ざけることができる。よって、レーザ光の非変調光の集光で対象物の当該反対側にダメージが発生してしまうのを抑制することができる。すなわち、対象物におけるレーザ光入射側と反対側の損傷を抑制することが可能となる。
　本開示の一側面に係るレーザ加工装置において、第１制御では、照射方向において、レーザ光の非変調光の集光点が対象物の内部におけるレーザ光入射側に位置するように、空間光変調器によりレーザ光を変調させてもよい。これにより、レーザ光の非変調光の集光点を、対象物の当該反対側から効果的に遠ざけることができる。
　本開示の一側面に係るレーザ加工装置において、第１制御では、照射方向において、レーザ光の非変調光の集光点が対象物の外部であって対象物よりも集光部側に位置するように、空間光変調器によりレーザ光を変調させてもよい。これにより、レーザ光の非変調光の集光点を、対象物の当該反対側から効果的に遠ざけることができる。
　本開示の一側面に係るレーザ加工装置において、第１制御では、照射方向において、レーザ光の非変調光の集光点が対象物の外部であって対象物よりも集光部側とは反対側に位置するように、空間光変調器によりレーザ光を変調させてもよい。これにより、レーザ光の非変調光の集光点を、対象物の当該反対側から効果的に遠ざけることができる。
　本開示の一側面に係るレーザ加工装置において、対象物は、基板と、基板のレーザ光入射側と反対側に設けられた機能素子層と、を含んでいてもよい。この場合、対象物の当該反対側には機能素子層が設けられることから、対象物の当該反対側の損傷を抑制する上記効果は特に有効である。
　本開示の一側面に係るレーザ加工装置は、仮想面の位置に関する第１データ、及び、複数の加工光それぞれの集光点と当該加工光の理想集光点との距離に関する第２データの少なくとも何れかの入力を受け付ける入力受付部を有し、第１制御では、第１データ及び第２データに基づいて、複数の加工光それぞれの集光点を当該加工光の理想集光点からシフトさせてもよい。この場合、オペレータは、仮想面の位置、及び、集光点と理想集光点との距離の少なくとも何れかについて所望に設定することができる。
　本開示の一側面に係るレーザ加工装置において、制御部は、複数の加工光の集光点の位置が仮想面に沿って移動するように、移動機構により支持部及び照射部の少なくとも一方を移動させる第２制御を実行してもよい。このように複数の加工光の集光点の位置を仮想面に沿って移動させることで、仮想面に沿った改質領域の形成を具体的に実現できる。
　本開示の一側面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、レーザ光を複数の加工光に分岐し、且つ、複数の加工光の複数の集光点を、レーザ光の照射方向に垂直な方向において互いに異なる箇所に位置させる工程を含み、当該工程では、照射方向に沿う方向において、複数の加工光それぞれの集光点を当該加工光の理想集光点に対してレーザ光の非変調光の集光点とは反対側に位置させる、又は、複数の加工光それぞれの集光点を非変調光の集光点に対して当該加工光の理想集光点とは反対側に位置させる。
　レーザ加工方法では、上記レーザ加工装置と同様に、レーザ光の非変調光の集光点を、対象物におけるレーザ光入射側と反対側から遠ざけることができる。よって、レーザ光の非変調光の集光で対象物の当該反対側にダメージが発生してしまうのを抑制することができる。すなわち、対象物におけるレーザ光入射側と反対側の損傷を抑制することが可能となる。
　本開示によれば、対象物におけるレーザ光入射側と反対側の損傷を抑制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。
図１は、第１実施形態のレーザ加工装置の構成図である。 図２は、図１に示される空間光変調器の一部分の断面図である。 図３（ａ）は、対象物の平面図である。図３（ｂ）は、対象物の断面図である。 図４は、レーザ光の分岐を説明する模式面である。 図５は、第１実施形態に係る多焦点加工制御を説明するための対象物の側断面図である。 図６は、一般的な多焦点加工制御を説明するための対象物の側断面図である。 図７は、第１実施形態の剥離加工を評価する評価試験の結果を示す図である。 図８は、第１実施形態の入力受付部の表示例を示す図である。 図９は、第１実施形態の変形例に係る多焦点加工制御を説明するための対象物の側断面図である。 図１０は、第２実施形態に係る多焦点加工制御を説明するための対象物の側断面図である。 図１１は、第２実施形態に係る剥離加工を評価する評価試験の結果を示す図である。 図１２は、第２実施形態の変形例に係る多焦点加工制御を説明するための対象物の側断面図である。 図１３は、第２実施形態の他の変形例に係る多焦点加工制御を説明するための対象物の側断面図である。 図１４は、第３実施形態に係る多焦点加工制御を説明するための対象物の側断面図である。 図１５は、第３実施形態の亀裂を説明するための対象物の平断面図である。 図１６は、第３実施形態に係る剥離加工を評価する評価試験の結果を示す図である。
　以下、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。
［第１実施形態］
　第１実施形態について説明する。図１に示されるように、レーザ加工装置１は、支持部２と、光源３と、光軸調整部４と、空間光変調器５と、集光部６と、光軸モニタ部７と、可視撮像部８Ａと、赤外撮像部８Ｂと、移動機構９と、制御部１０と、を備えている。レーザ加工装置１は、対象物１１にレーザ光Ｌを照射することで対象物１１に改質領域１２を形成する装置である。以下の説明では、互いに直交する３方向を、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向という。本実施形態では、Ｘ方向は第１水平方向であり、Ｙ方向は第１水平方向に垂直な第２水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。
　支持部２は、例えば対象物１１に貼り付けられたフィルム（図示省略）を吸着することで、対象物１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂがＺ方向と直交するように対象物１１を支持する。支持部２は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に沿って移動可能である。本実施形態の支持部２には、対象物１１の裏面１１ｂをレーザ光入射面側である上側にした状態（表面１１ａを支持部２側である下側にした状態）で、対象物１１が載置される。支持部２は、Ｚ方向に沿って延びる回転軸２Ｒを有する。支持部２は、回転軸２Ｒを中心に回転可能である。
　光源３は、例えばパルス発振方式によって、レーザ光Ｌを出射する。レーザ光Ｌは、対象物１１に対して透過性を有している。光軸調整部４は、光源３から出射されたレーザ光Ｌの光軸を調整する。本実施形態では、光軸調整部４は、光源３から出射されたレーザ光Ｌの進行方向をＺ方向に沿うように変更しつつ、レーザ光Ｌの光軸を調整する。光軸調整部４は、例えば、位置及び角度の調整が可能な複数の反射ミラーによって構成されている。
　空間光変調器５は、レーザ加工ヘッドＨ内に配置されている。空間光変調器５は、光源３から出射されたレーザ光Ｌを変調する。本実施形態では、光軸調整部４からＺ方向に沿って下側に進行したレーザ光Ｌがレーザ加工ヘッドＨ内に入射し、レーザ加工ヘッドＨ内に入射したレーザ光ＬがミラーＨ１によってＹ方向に対して角度を成すように水平に反射され、ミラーＨ１によって反射されたレーザ光Ｌが空間光変調器５に入射する。空間光変調器５は、そのように入射したレーザ光ＬをＹ方向に沿って水平に反射しつつ変調する。
　集光部６は、レーザ加工ヘッドＨの底壁に取り付けられている。集光部６は、空間光変調器５によって変調されたレーザ光Ｌを、支持部２によって支持された対象物１１に集光する。本実施形態では、空間光変調器５によってＹ方向に沿って水平に反射されたレーザ光ＬがダイクロイックミラーＨ２によってＺ方向に沿って下側に反射され、ダイクロイックミラーＨ２によって反射されたレーザ光Ｌが集光部６に入射する。集光部６は、そのように入射したレーザ光Ｌを対象物１１に集光する。集光部６は、集光レンズユニット６１が駆動機構６２を介してレーザ加工ヘッドＨの底壁に取り付けられることで構成されている。駆動機構６２は、例えば圧電素子の駆動力によって、集光レンズユニット６１をＺ方向に沿って移動させる。
　なお、レーザ加工ヘッドＨ内において、空間光変調器５と集光部６との間には、結像光学系（図示省略）が配置されている。結像光学系は、空間光変調器５の反射面と集光部６の入射瞳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、空間光変調器５の反射面でのレーザ光Ｌの像（空間光変調器５によって変調されたレーザ光Ｌの像）が集光部６の入射瞳面に転像（結像）される。レーザ加工ヘッドＨの底壁には、Ｘ方向において集光レンズユニット６１の両側に位置するように１対の測距センサＳ１，Ｓ２が取り付けられている。各測距センサＳ１，Ｓ２は、対象物１１の裏面１１ｂに対して測距用の光（例えば、レーザ光）を出射し、裏面１１ｂで反射された測距用の光を検出することで、裏面１１ｂの変位データを取得する。レーザ加工ヘッドＨは、照射部を構成する。
　光軸モニタ部７は、レーザ加工ヘッドＨ内に配置されている。光軸モニタ部７は、ダイクロイックミラーＨ２を透過したレーザ光Ｌの一部を検出する。光軸モニタ部７による検出結果は、例えば、集光レンズユニット６１に入射するレーザ光Ｌの光軸と集光レンズユニット６１の光軸との関係を示す。可視撮像部８Ａは、レーザ加工ヘッドＨ内に配置されている。可視撮像部８Ａは、可視光Ｖを出射し、可視光Ｖによる対象物１１の像を画像として取得する。本実施形態では、可視撮像部８Ａから出射された可視光ＶがダイクロイックミラーＨ２及び集光部６を介して対象物１１の裏面１１ｂに照射され、裏面１１ｂで反射された可視光Ｖが集光部６及びダイクロイックミラーＨ２を介して可視撮像部８Ａで検出される。赤外撮像部８Ｂは、レーザ加工ヘッドＨの側壁に取り付けられている。赤外撮像部８Ｂは、赤外光を出射し、赤外光による対象物１１の像を赤外線画像として取得する。
　移動機構９は、レーザ加工ヘッドＨをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させる機構を含む。移動機構９は、レーザ光Ｌの集光点ＣがＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動するように、モータ等の公知の駆動装置の駆動力によりレーザ加工ヘッドＨを駆動する。また、移動機構９は、回転軸２Ｒを中心に支持部２を回転させる機構を含む。移動機構９は、レーザ光Ｌの集光点Ｃが回転軸２Ｒ回りのθ方向に移動するように、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により支持部２を回転駆動する。
　制御部１０は、レーザ加工装置１の各部の動作を制御する。制御部１０は、少なくとも空間光変調器５及び移動機構９を制御する。制御部１０は、処理部１０１と、記憶部１０２と、入力受付部１０３と、を有している。処理部１０１は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。処理部１０１では、プロセッサが、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）を実行し、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信を制御する。
　記憶部１０２は、例えばハードディスク等であり、各種データを記憶する。入力受付部１０３は、オペレータから各種データの入力を受け付けるインターフェース部である。本実施形態では、入力受付部１０３は、ＧＵＩ（Graphical　User　Interface）を構成する。入力受付部１０３は、後述するように、スライシング位置及びＺ方向シフト量の入力を受け付ける。
　以上のように構成されたレーザ加工装置１では、対象物１１の内部にレーザ光Ｌが集光されると、レーザ光Ｌの集光点Ｃに対応する部分においてレーザ光Ｌが吸収され、対象物１１の内部に改質領域１２が形成される。改質領域１２は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域１２としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。改質領域１２は、複数の改質スポット１２ｓ及び複数の改質スポット１２ｓから延びる亀裂を含む。
　空間光変調器５について具体的に説明する。空間光変調器５は、反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid　Crystal　on　Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial　Light　Modulator）である。図２に示されるように、空間光変調器５は、半導体基板５１上に、駆動回路層５２、画素電極層５３、反射膜５４、配向膜５５、液晶層５６、配向膜５７、透明導電膜５８及び透明基板５９がこの順序で積層されることで、構成されている。
　半導体基板５１は、例えば、シリコン基板である。駆動回路層５２は、半導体基板５１上において、アクティブ・マトリクス回路を構成している。画素電極層５３は、半導体基板５１の表面に沿ってマトリックス状に配列された複数の画素電極５３ａを含んでいる。各画素電極５３ａは、例えば、アルミニウム等の金属材料によって形成されている。各画素電極５３ａには、駆動回路層５２によって電圧が印加される。
　反射膜５４は、例えば、誘電体多層膜である。配向膜５５は、液晶層５６における反射膜５４側の表面に設けられており、配向膜５７は、液晶層５６における反射膜５４とは反対側の表面に設けられている。各配向膜５５，５７は、例えば、ポリイミド等の高分子材料によって形成されており、各配向膜５５，５７における液晶層５６との接触面には、例えば、ラビング処理が施されている。配向膜５５，５７は、液晶層５６に含まれる液晶分子５６ａを一定方向に配列させる。
　透明導電膜５８は、透明基板５９における配向膜５７側の表面に設けられており、液晶層５６等を挟んで画素電極層５３と向かい合っている。透明基板５９は、例えば、ガラス基板である。透明導電膜５８は、例えば、ＩＴＯ等の光透過性且つ導電性材料によって形成されている。透明基板５９及び透明導電膜５８は、レーザ光Ｌを透過させる。
　以上のように構成された空間光変調器５では、変調パターンを示す信号が制御部１０から駆動回路層５２に入力されると、当該信号に応じた電圧が各画素電極５３ａに印加され、各画素電極５３ａと透明導電膜５８との間に電界が形成される。当該電界が形成されると、液晶層５６において、各画素電極５３ａに対応する領域ごとに液晶分子５６ａの配列方向が変化し、各画素電極５３ａに対応する領域ごとに屈折率が変化する。この状態が、液晶層５６に変調パターンが表示された状態である。
　液晶層５６に変調パターンが表示された状態で、レーザ光Ｌが、外部から透明基板５９及び透明導電膜５８を介して液晶層５６に入射し、反射膜５４で反射されて、液晶層５６から透明導電膜５８及び透明基板５９を介して外部に出射させられると、液晶層５６に表示された変調パターンに応じて、レーザ光Ｌが変調される。このように、空間光変調器５によれば、液晶層５６に表示する変調パターンを適宜設定することで、レーザ光Ｌの変調（例えば、レーザ光Ｌの強度、振幅、位相、偏光等の変調）が可能である。
　対象物１１の構成について具体的に説明する。本実施形態の対象物１１は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、円板状に形成されたウェハである。対象物１１は、表面（第１面）１１ａ及び表面１１ａとは反対側の裏面（第２面）１１ｂを有している。対象物１１は、基板２１と、基板２１のレーザ光入射面側と反対側に設けられたデバイス層（機能素子層）２２と、を含む。対象物１１は、基板２１上にデバイス層２２が積層されることで構成されている。
　基板２１は、例えばシリコン基板等の半導体基板である。基板２１には、結晶方位を示すノッチ又はオリエンテーションフラットが設けられていてもよい。デバイス層２２は、対象物１１における表面１１ａ側に設けられている。デバイス層２２は、基板２１の主面に沿ってマトリックス状に配列された複数の機能素子を含む。デバイス層２２は、基板２１に蒸着されたＴｉ（チタン）層及びＳｎ（すず）層等の金属層を含む。各機能素子は、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。各機能素子は、複数の層がスタックされて３次元的に構成される場合もある。
　対象物１１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１２の形成を予定する面である。仮想面Ｍ１は、対象物１１のレーザ光入射面である裏面１１ｂに対向する面である。仮想面Ｍ１は、裏面１１ｂに平行な面であり、例えば円形状を呈している。仮想面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。
　また、対象物１１には、加工用ライン１５が設定されている。加工用ライン１５は、改質領域１２の形成を予定するラインである。加工用ライン１５は、対象物１１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、加工用ライン１５は、支持部２の回転軸２Ｒ（図１参照）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。加工用ライン１５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。仮想面Ｍ１及び加工用ライン１５の設定は、制御部１０において行うことができる。仮想面Ｍ１及び加工用ライン１５は、座標指定されたものであってもよい。仮想面Ｍ１及び加工用ライン１５の何れか一方のみが設定されていてもよい。
　本実施形態のレーザ加工装置１は、対象物１１に集光点（少なくとも集光領域の一部）Ｃを合わせてレーザ光Ｌを照射することにより、対象物１１の内部において仮想面Ｍ１に沿って改質領域１２を形成する。レーザ加工装置１は、対象物１１に剥離加工を含むレーザ加工を施し、半導体デバイスを取得（製造）する。剥離加工は、対象物１１の一部分を剥離するための加工である。
　制御部１０は、レーザ光Ｌが複数の加工光に分岐し、且つ、複数の加工光の複数の集光点がレーザ光Ｌの照射方向に垂直な方向において互いに異なる箇所に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させる多焦点加工制御（第１制御）を実行する。例えば多焦点加工制御では、空間光変調器５を制御し、空間光変調器５の液晶層５６に所定の変調パターン（回折パターンを含む変調パターン等）を表示させる。この状態で、光源３からレーザ光Ｌを出射させ、集光部６によってレーザ光Ｌが裏面１１ｂ側から対象物１１に集光させる。つまり、空間光変調器５によってレーザ光Ｌを変調させ、変調させたレーザ光Ｌを集光部６によって裏面１１ｂをレーザ光入射面として対象物１１に集光させる。これにより、レーザ光Ｌが２つの加工光Ｌ１，Ｌ２に分岐（回折）され、２つの加工光Ｌ１，Ｌ２の各集光点Ｃ１，Ｃ２がＸ方向及び／又はＹ方向において互いに異なる箇所に位置する。
　図４に示される一例では、加工進行方向Ｋ１（加工用ライン１５の延在方向）に対する傾斜方向Ｋ２に一列に並ぶ２つの改質スポット１２ｓが仮想面Ｍ１上に形成されるように、レーザ光Ｌが２つの加工光Ｌ１，Ｌ２へ２分岐される。加工光Ｌ１は－１次光であり、加工光は＋１次光に対応する。同時形成される複数の改質スポット１２ｓについて、Ｘ方向の間隔が分岐ピッチＢＰｘであり、Ｙ方向の間隔が分岐ピッチＢＰｙである。連続する２パルスのレーザ光Ｌの照射で形成される一対の改質スポット１２ｓについて、加工進行方向Ｋ１における間隔がパルスピッチＰＰである。加工進行方向Ｋ１と傾斜方向Ｋ２と間の角度が分岐角度αである。
　多焦点加工制御では、図５に示されるように、Ｚ方向において、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２が当該加工光Ｌ１，Ｌ２の理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対してレーザ光Ｌの非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０とは反対側に位置するように、レーザ光Ｌを変調させる。具体的には、多焦点加工制御では、Ｚ方向において、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２が理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対してＺ方向シフト量だけデバイス層２２側に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させる。
　加工光の理想集光点とは、球面収差がなく加工光が対象物１１中の１点に集光すると仮定した場合における集光点である。レーザ光Ｌの非変調光Ｌ０とは、空間光変調器５に入射したレーザ光Ｌのうち、空間光変調器５によって変調されずに空間光変調器５から出射された光である。例えば、空間光変調器５に入射したレーザ光Ｌのうち透明基板５９の外側表面（透明導電膜５８とは反対側の表面）で反射された光が非変調光Ｌ０となる。非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０は、集光レンズユニット６１の焦点位置に対応する。非変調光Ｌ０が対象物１１内にあるとき、もしくは、対象物１１を通過して入射側と反対側に位置するとき（図９参照）、球面収差等の影響で集光領域はＺ方向に伸びてしまうが、その中でも、最もダメージに影響する点であって強度の強い点を、集光点Ｃ０と定義している。
　多焦点加工制御では、Ｚ方向において、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が対象物１１の内部におけるレーザ光入射側（裏面１１ｂ側）に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させる。多焦点加工制御では、入力受付部１０３で受け付けたスライシング位置及びＺ方向シフト量に基づいて、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２を当該加工光Ｌ１，Ｌ２の理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０から仮想面Ｍ１に沿った位置までシフトさせる。このような加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２のシフトは、空間光変調器５の液晶層５６に表示する変調パターンを適宜に制御することで実現できる。
　制御部１０は、レーザ加工ヘッドＨからのレーザ光Ｌの照射に併せて、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２の位置が仮想面Ｍ１に沿って移動するように移動機構９により支持部２及びレーザ加工ヘッドＨの少なくとも一方を移動させる移動制御（第２制御）を実行する。移動制御では、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２の位置が加工用ライン１５に沿って移動するように、支持部２及びレーザ加工ヘッドＨの少なくとも一方を移動させる。移動制御では、支持部２を回転させながら、レーザ加工ヘッドＨ（集光点Ｃ１，Ｃ２）のＸ方向における移動を制御する。
　制御部１０は、支持部２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、支持部２を回転させる移動機構９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。制御部１０は、入力受付部１０３の表示を制御する。制御部１０は、入力受付部１０３から入力された各種の設定に基づいて、剥離加工を実行する。
　次に、レーザ加工装置１によるレーザ加工方法を説明する。ここでは、レーザ加工装置１を用いて対象物１１に剥離加工を行う一例を説明する。
　まず、裏面１１ｂをレーザ光入射面側にした状態で支持部２上に対象物１１を載置する。対象物１１においてデバイス層２２が搭載された表面１１ａ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、可視撮像部８Ａによって取得された画像（例えば、対象物１１の裏面１１ｂの像）に基づいて、レーザ光Ｌの集光点Ｃが裏面１１ｂ上に位置するように、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッドＨ（すなわち、集光部６）を移動させるハイトセットを行う。ハイトセットの位置を基準として、レーザ光Ｌの集光点Ｃが裏面１１ｂから所定深さに位置するように、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッドＨを移動させる。
　以下、このようにＺ方向に沿ってレーザ加工ヘッドＨをハイトセットの位置から移動させた後の集光部６の位置を「デフォーカス位置」という。ここでは、デフォーカス位置は、ハイトセット時を基準（デフォーカス位置＝０）とし、集光部６が対象物１１に近づくほどマイナス（負側）となるパラメータとする。所定深さは、対象物１１の仮想面Ｍ１に沿って改質領域１２を形成可能な深さである。
　続いて、支持部２を一定の回転速度で回転させながら、光源３からレーザ光Ｌを照射すると共に、集光点Ｃが仮想面Ｍ１の外縁側から内側にＸ方向に移動するようにレーザ加工ヘッドＨをＸ方向に沿って移動する。これにより、対象物１１の内部において仮想面Ｍ１上の加工用ライン１５に沿って、回転軸２Ｒ（図１参照）の位置を中心とする渦巻き状に延びる改質領域１２を形成する。
　改質領域１２の形成では、多焦点加工制御が実行され、レーザ光Ｌが複数の加工光Ｌ１，Ｌ２に分岐され、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２の複数の集光点Ｃ１，Ｃ２がＸ方向及び／又はＹ方向において互いに異なる箇所に位置される。これと共に、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２の位置が、仮想面Ｍ１に沿って相対的に移動させられる。これにより、複数の改質スポット１２ｓが仮想面Ｍ１に沿って形成される。このとき、一対の測距センサＳ１，Ｓ２のうち加工進行方向Ｋ１の前側に位置する一方で取得された裏面１１ｂの変位データに基づいて、レーザ光Ｌの集光点Ｃが裏面１１ｂに追従するように集光部６の駆動機構６２を動作させる。
　形成した改質領域１２は、複数の改質スポット１２ｓを含む。１つの改質スポット１２ｓは、１パルスのレーザ光Ｌの照射によって形成される。改質領域１２は、複数の改質スポット１２ｓの集合である。隣り合う改質スポット１２ｓは、レーザ光ＬのパルスピッチＰＰ（対象物１１に対する集光点Ｃの相対的な移動速度をレーザ光Ｌの繰り返し周波数で除した値）によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
　続いて、仮想面Ｍ１に渡る改質領域１２及び改質領域１２の改質スポット１２ｓから延びる亀裂を境界として、対象物１１の一部を剥離する。対象物１１の剥離は、例えば吸着冶具を用いて行ってもよい。対象物１１の剥離は、支持部２上で実施してもよいし、剥離専用のエリアに移動させて実施してもよい。対象物１１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１１を剥離できない場合には、対象物１１に反応するエッチング液（ＫＯＨ又はＴＭＡＨ等）で改質領域１２を選択的にエッチングしてもよい。これにより、対象物１１を容易に剥離することが可能となる。
　なお、支持部２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２の回転速度は、改質スポット１２ｓのパルスピッチＰＰが一定間隔となるように変化させてもよい。対象物１１の剥離面に対して、仕上げの研削又は砥石等の研磨材による研磨を行ってもよい。エッチングにより対象物１１を剥離している場合、当該研磨を簡略化してもよい。
　ところで、一般的な従来の多焦点加工制御では、図６に示されるように、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２がその理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０と一致するように構成される。この場合、レーザ光Ｌの非変調光Ｌ０の漏れ光（対象物１１に吸収されない光）の影響により、デバイス層２２が損傷する問題が懸念される。特に、剥離加工では、このような問題は顕著になるおそれがある。これは、剥離加工では、デバイス層２２のアクティブエリア上にもレーザ光Ｌが照射されることから、非変調光Ｌ０の漏れ光は、デバイス層２２の直下ダメージに繋がりやすく、ひいてはデバイス特性悪化に繋がりやすいためである。
　この点、本実施形態の多焦点加工制御によれば、Ｚ方向において複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２が、当該加工光Ｌ１，Ｌ２の理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対してレーザ光Ｌの非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０とは反対側に位置する。具体的には、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２が、理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対してＺ方向シフト量だけデバイス層２２に接近した位置に位置する。デフォーカス位置が、理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０を仮想面Ｍ１に沿って位置させる場合（後述の比較例参照）に比べて、Ｚ方向シフト量だけデバイス層２２から離れる側に位置する。非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が、理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０を仮想面Ｍ１に沿って位置させる場合に比べて、Ｚ方向シフト量だけデバイス層２２から離れる側に位置する。
　したがって、レーザ加工装置１及びレーザ加工方法によれば、結果的に、レーザ光Ｌの非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を、対象物１１におけるデバイス層２２から遠ざけることができる。デバイス層２２に至った当該漏れ光のエネルギ密度を抑えることができる。非変調光Ｌ０の集光によりデバイス層２２に及ぶ悪影響を低減することができる。非変調光Ｌ０の集光で対象物１１のデバイス層２２にダメージが発生しまうのを抑制することができる。すなわち、対象物１１におけるデバイス層２２（レーザ光入射側と反対側）の損傷を抑制することが可能となる。
　レーザ加工装置１の多焦点加工制御では、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が対象物１１の内部におけるレーザ光入射側（裏面１１ｂ側）に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させる。換言すると、レーザ加工方法では、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を、対象物１１の内部におけるレーザ光入射側に位置させる。これにより、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を対象物１１のデバイス層２２層から効果的に遠ざけることができる。
　レーザ加工装置１及びレーザ加工方法では、対象物１１は、基板２１及びデバイス層２２を含む。対象物１１のレーザ光入射側と反対側にはデバイス層２２が設けられることから、対象物１１のレーザ光入射側と反対側の損傷を抑制する効果として、対象物１１におけるデバイス層２２の損傷を抑制する効果が奏される。当該効果は特に有効である。
　レーザ加工装置１及びレーザ加工方法では、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２の位置が仮想面Ｍ１に沿って移動するように、移動機構９により支持部２及びレーザ加工ヘッドＨの少なくとも一方を移動させる。このように複数の加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２の位置を仮想面Ｍ１に沿って移動させることで、仮想面Ｍ１に沿った改質領域１２の形成を具体的に実現できる。
　なお、レーザ加工装置１の多焦点加工制御では、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が対象物１１の外部であって対象物１１よりも集光部６側に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させてもよい。換言すると、レーザ加工方法では、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を、対象物１１の外部であって対象物１１よりも集光部６側に位置させてもよい。これにより、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を対象物１１のデバイス層２２から効果的に遠ざけることができる。
　図７は、第１実施形態に係る剥離加工を評価する評価試験の結果を示す図である。図中において、比較例は、例えば図６に示される一般的な多焦点加工制御に係る剥離加工の例である。実施例１は、上述した第１実施形態の多焦点加工制御に係る剥離加工の例である。Ｚ方向シフト量は、絶対値を示している。ダメージ評価写真は、レーザ加工後の対象物１１（デバイス層２２）を表面１１ａから見た写真図である。共通加工条件として、分岐ピッチＢＰｘは１００μｍ、分岐ピッチＢＰｙは６０μｍ、レーザ光Ｌの出力は３．７Ｗ、パルスエネルギ（分岐で２０％ロスを想定した換算値）は１８．５μＪ、パルスピッチＰＰは６．２５μｍ、周波数は８０ｋＨｚ、パルス幅は７００ｎｓとしている。対象物１１は、表面１１ａ及び裏面１１ｂの面方位が［１００］のウェハである。図中の写真図では、左右に延びる加工用ラインに沿ってレーザ光Ｌがスキャンされている。
　図７に示されるように、比較例では、非変調光Ｌ０の漏れ光に起因したダメージが、加工用ラインに沿って断続的にデバイス層２２に表れていることがわかる（図中の点線状のライン参照）。これに対して、実施例１では、当該ダメージの回避を実現できることがわかる。なお、Ｚ方向シフト量が５μｍ、１０μｍ及び１５μｍでは、ダメージの回避を実現することは困難であるという知見も得られた。
　図８は、入力受付部１０３の表示例を示す図である。図８に示されるように、入力受付部１０３は、オペレータから各種データの入力を受け付ける。図中において、「ＳＳ１」は加工光Ｌ１を示し、「ＳＳ２」は加工光Ｌ２を示す。オペレータは、「分岐数」及び「シフト方向」、並びに、各加工光Ｌ１，Ｌ２に関する数値等を入力受付部１０３を介して入力することができる。
　図８に示される例では、「分岐数」に「２」が入力されており、「シフト方向」に「Ｚ方向」が入力されている。つまり、レーザ光Ｌが２つの加工光Ｌ１，Ｌ２に分岐された状態で、Ｚ方向シフトのレーザ加工方法が選択されている。Ｚ方向シフトのレーザ加工方法は、上述したように、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２が、理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対してＺ方向シフト量だけデバイス層２２に接近した位置に位置するレーザ加工方法である。
　スライシング位置は、対象物１１における仮想面Ｍ１の位置（裏面１１ｂからの距離）を示す。スライシング位置は、第１データに対応する。Ｚ方向シフト量は、加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２と理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０との距離を示す。Ｚ方向シフト量は、第２データに対応する。「球面収差」に入力された「基準」は、各加工光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の球面収差の補正量を示す。なお、入力受付部１０３では、Ｚ方向シフト量が一定値以上となるようにその入力が制限されてもよい。
　このように、レーザ加工装置１では、入力受付部１０３で受け付けたスライシング位置及びＺ方向シフト量を含む各種データに基づいて、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２を理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０からシフトさせることができる。この場合、オペレータは、少なくともスライシング位置及びＺ方向シフト量について所望に設定することができる。
　図９は、第１実施形態の変形例に係る多焦点加工制御を説明するための対象物１１の側断面図である。図９に示されるように、多焦点加工制御では、Ｚ方向において、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２が非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０に対して当該加工光Ｌ１，Ｌ２の理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０とは反対側に位置するように、レーザ光Ｌを変調させてもよい。このような変形例に係る多焦点加工制御では、Ｚ方向において、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２が理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対してＺ方向シフト量だけ集光部６に近づく側に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させる。
　この変形例においても、結果的に、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を対象物１１におけるデバイス層２２から遠ざけることができる。デバイス層２２に至った非変調光Ｌ０の漏れ光のエネルギ密度を抑えることができ、対象物１１におけるデバイス層２２（レーザ光入射側と反対側）の損傷を抑制することが可能となる。
　変形例に係る多焦点加工制御では、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が対象物１１の外部であって対象物１１よりも集光部６側とは反対側に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させている。換言すると、変形例に係るレーザ加工方法では、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を、対象物１１の外部であって対象物１１よりも集光部６側とは反対側に位置させている。これにより、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を対象物１１のデバイス層２２層から効果的に遠ざけることができる。
［第２実施形態］
　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について説明し、重複する説明は省略する。
　第２実施形態の多焦点加工制御では、図１０に示されるように、レーザ光Ｌが３つの加工光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に分岐（回折）され且つそれらの各集光点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３がＸ方向及び／又はＹ方向において互いに異なる箇所に位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させる。加工光Ｌ３は０次光である。
　多焦点加工制御では、Ｚ方向におけるレーザ光Ｌの非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と表面１１ａ（レーザ光入射面とは反対側の反対面）との間に、加工光Ｌ３の集光による改質領域１２（改質スポット１２ｍ）が存在するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させる。つまり、多焦点加工制御では、レーザ光Ｌが分岐されて成る加工光Ｌ１～Ｌ３のうちの加工光Ｌ１，Ｌ２の集光により改質スポット１２ｍを形成すると同時に、０次光である加工光Ｌ３の集光により、Ｚ方向における非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と表面１１ａとの間（集光点Ｃ０の直下）に改質スポット１２ｍを形成させる。
　０次光の加工光Ｌ３の出力は、加工光Ｌ１～Ｌ３の出力の中で最も小さい。０次光の加工光Ｌ３の集光による改質スポット１２ｍは、加工光Ｌ１，Ｌ２の集光による改質スポット１２ｓよりも小さい。対象物１１の仮想面Ｍ１に沿う剥離に対する寄与度について、改質スポット１２ｍは改質スポット１２ｓよりも小さい。例えば、改質スポット１２ｓに係る加工光Ｌ１，Ｌ２の出力（エネルギ）は１８．５μＪであり、それより小さい改質スポット１２ｍに係る加工光Ｌ３の出力（エネルギ）は８μＪである。
　以上、第２実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、レーザ光Ｌを複数の加工光Ｌ１～Ｌ３に分岐し、且つ、複数の加工光Ｌ１～Ｌ３の複数の集光点Ｃ１～Ｃ３をＸ方向及び／又はＹ方向において互いに異なる箇所に位置させる。このとき、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と対象物１１の表面１１ａ（デバイス層２２）との間には、改質領域１２が存在する。この改質領域１２により、対象物１１の表面１１ａ側のデバイス層２２に到達しないように非変調光Ｌ０を遮断することができる。例えば、加工光Ｌ３の集光点Ｃ３及びその周辺で温度上昇が発生し、吸収が始まった時点から、非変調光Ｌ０の漏れ光も、集光点Ｃ３及びその周辺で吸収される。これにより、デバイス層２２への非変調光Ｌ０の漏れ量を、影響の無い範囲に抑制することができる。非変調光Ｌ０によりデバイス層２２にダメージが発生してしまうのを抑制することができる。すなわち、対象物１１におけるデバイス層２２の損傷を抑制することが可能となる。
　第２実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、複数の加工光Ｌ１～Ｌ３に含まれる０次光の加工光Ｌ３の集光により、Ｚ方向における非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と表面１１ａとの間に改質スポット１２ｍを形成させる。これにより、改質スポット１２ｓと同時に形成する改質スポット１２ｍを利用して、非変調光Ｌ０を対象物１１のデバイス層２２に到達しないように遮断することができる。
　第２実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、０次光である加工光Ｌ３の出力は、複数の加工光Ｌ１～Ｌ３の出力の中で最も小さい。これにより、０次光である加工光Ｌ３の集光による改質領域１２を、仮想面Ｍ１に沿った対象物１１の剥離に寄与しにくくすることが可能となる。
　図１１は、第２実施形態に係る剥離加工を評価する評価試験の結果を示す図である。図中において、比較例は、例えば図６に示される一般的な多焦点加工制御に係る剥離加工の例である。実施例２は、上述した第２実施形態の多焦点加工制御に係る剥離加工の例である。赤外線画像は、赤外撮像部８Ｂで取得された画像であって仮想面Ｍ１の位置における画像である。ダメージ評価写真は、レーザ加工後の対象物１１（デバイス層２２）を表面１１ａから見た写真図である。図中の画像及び写真図では、左右に延びる加工用ラインに沿ってレーザ光Ｌがスキャンされている。図１１に示されるように、比較例では、非変調光Ｌ０の漏れ光に起因したダメージが、加工用ラインに沿って断続的にデバイス層２２に表れていることがわかる（点線状のライン参照）。これに対して、実施例２では、当該ダメージの回避を実現できることがわかる。
　図１２は、第２実施形態の変形例に係る多焦点加工制御を説明するための対象物１１の側断面図である。図１１に示されるように、多焦点加工制御では、０次光の加工光Ｌ３の出力は、加工光Ｌ１，Ｌ２の出力（複数の加工光Ｌ１～Ｌ３のうち０次光の加工光Ｌ３以外の少なくとも何れか）の出力と同じであってもよい。これにより、０次光である加工光Ｌ３の集光による改質領域１２（改質スポット１２ｍ）を、仮想面Ｍ１に沿った対象物１１の剥離に利用することが可能となる。
　図１３は、第２実施形態の他の変形例に係る多焦点加工制御を説明するための対象物１１の側断面図である。図１１に示されるように、多焦点加工制御では、Ｚ方向における非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と表面１１ａとの間に、既に形成されている改質領域１２（図示する例では改質スポット１２ｒ）が位置するように、空間光変調器５によりレーザ光Ｌを変調させ、加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２をレーザ光Ｌの照射方向に垂直な方向に移動させてもよい。
　例えば多焦点加工制御では、レーザ光Ｌを２分岐して加工光Ｌ１，Ｌ２をパルス照射する際、それより前の加工光Ｌ１（又は加工光Ｌ２）のパルス照射で既に形成されている改質領域１２の直上に非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が位置するように、空間光変調器５により加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させてもよい。これにより、既に形成されている改質領域１２を利用して、非変調光Ｌ０をデバイス層２２に到達しないように物理的に遮断することができる。
　第２実施形態に係るレーザ加工装置１及びレーザ加工方法は、上述した第１実施形態に係るレーザ加工装置１及びレーザ加工方法を含んでいてもよい。つまり、第２実施形態では、Ｚ方向において加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２を、理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対して非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０とは反対側、又は、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０に対して理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０とは反対側に位置させて、結果的に、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０をデバイス層２２（レーザ光入射側と反対側）から遠ざけてもよい。
［第３実施形態］
　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について説明し、重複する説明は省略する。
　第３実施形態の多焦点加工制御では、図１４に示されるように、Ｚ方向における非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と対象物１１の表面１１ａ（レーザ光入射面の反対面）との間に、改質スポット１２ｓから延び且つ仮想面Ｍ１に沿って伸展して互いに繋がる亀裂ＦＣが存在するように、レーザ光Ｌを変調させる。
　亀裂ＦＣは、仮想面Ｍ１に沿って２次元状に広がるように互いに繋がる（図１５参照）。亀裂ＦＣは、加工用ライン１５に沿う方向及び加工用ライン１５と交差（直交）する方向に伸展して互いに繋がる。亀裂ＦＣは、剥離亀裂である。亀裂ＦＣは、赤外撮像部８Ｂで取得された仮想面Ｍ１の位置における赤外線画像上において、左右上下に伸展し、複数の加工用ライン１５を跨いで繋がっている。亀裂ＦＣは、加工状態がスライシングフルカット状態の場合に実現し得る。スライシングフルカット状態は、改質スポット１２ｓから亀裂ＦＣが延びている状態であって、当該赤外線画像上において改質スポット１２ｓが確認できない（当該亀裂ＦＣ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（図１６の実施例３の赤外線画像を参照）。
　このような亀裂ＦＣを実現し得る加工条件は、加工状態がスライシングフルカット状態になるように、公知技術に基づき各種の加工パラメータが適宜設定された条件（スライシングフルカット条件）である。スライシングフルカット条件としては、例えば、レーザ光Ｌの出力は３．７Ｗ、パルスエネルギ（分岐で２０％ロスを想定した換算値）は１８．５μＪ、パルス幅は７００ｎｓ、分岐ピッチＢＰｘ，ＢＰｙは１０μ～３０μｍ（特に分岐ピッチＢＰｙは３０μｍ）、加工速度は８００ｍｍ／ｓ、パルスピッチＰＰは１０μｍ、パルス幅は７００ｎｓである。多焦点加工制御では、スライシングフルカット条件を加工条件としたレーザ加工を実行させる。
　以上、第３実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、レーザ光Ｌを複数の加工光Ｌ１～Ｌ３に分岐し、且つ、複数の加工光Ｌ１～Ｌ３の複数の集光点Ｃ１～Ｃ３をＸ方向及び／又はＹ方向において互いに異なる箇所に位置させる。このとき、レーザ光Ｌの非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と対象物１１の表面１１ａとの間に、改質スポット１２ｓから延び且つ仮想面Ｍ１に沿って伸展して互いに繋がる亀裂ＦＣが存在する。この亀裂ＦＣにより、対象物１１における表面１１ａ側のデバイス層２２に到達しないように非変調光Ｌ０を遮断することができる。よって、非変調光Ｌ０で対象物１１のデバイス層２２にダメージが発生してしまうのを抑制することができる。すなわち、対象物１１におけるデバイス層２２の損傷を抑制することが可能となる。
　第３実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、複数の改質スポット１２ｓから延びる亀裂ＦＣは、仮想面Ｍ１に沿って２次元状に広がるように互いに繋がっている。このような亀裂ＦＣにより、非変調光Ｌ０を効果的に遮断することができる。
　第３実施形態のレーザ加工装置及びレーザ加工方法では、複数の改質スポット１２ｓから延びる亀裂ＦＣは、加工用ライン１５に沿う方向及び加工用ライン１５と交差する方向に伸展して互いに繋がっている。このような亀裂ＦＣにより、非変調光Ｌ０を効果的に遮断することができる。
　なお、第３実施形態では、亀裂ＦＣが伸展している範囲（図１５の半透明範囲を参照）であれば、その直上の任意の位置に非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０を位置するように、空間光変調器５により加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させてもよい。つまり、Ｚ方向における非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と表面１１ａとの間に亀裂ＦＣが存在するように、加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２をレーザ光Ｌの照射方向に垂直な方向に移動させてもよい。これにより、Ｚ方向における非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と表面１１ａとの間に亀裂ＦＣを確実に位置させることができる。
　図１６は、第３実施形態に係る剥離加工を評価する評価試験の結果を示す図である。図中において、比較例は、例えば図６に示される一般的な多焦点加工制御に係る剥離加工の例である。実施例３は、上述した第３実施形態の多焦点加工制御に係る剥離加工の例である。赤外線画像は、赤外撮像部８Ｂで取得された画像であって仮想面Ｍ１の位置における画像である。ダメージ評価写真は、レーザ加工後の対象物１１（デバイス層２２）を表面１１ａから見た写真図である。図中の画像及び写真図では、左右に延びる加工用ラインに沿ってレーザ光Ｌがスキャンされている。図１６に示されるように、比較例では、非変調光Ｌ０の漏れ光に起因したダメージが、加工用ラインに沿って断続的にデバイス層２２に表れていることがわかる（図中の点線状のライン参照）。これに対して、実施例３では、当該ダメージの回避を実現できることがわかる。
　第３実施形態に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法は、上述した第１実施形態に係るレーザ加工装置１及びレーザ加工方法を含んでいてもよい。つまり、第３実施形態では、Ｚ方向において加工光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｃ１，Ｃ２を、理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対して非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０とは反対側、又は、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０に対して理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０とは反対側に位置させて、結果的に、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０をデバイス層２２（レーザ光入射側と反対側）から遠ざけてもよい。これに代えてもしくは加えて、第３実施形態に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法は、上述した第２実施形態に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法を含んでいてもよい。つまり、第３実施形態では、非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０と対象物１１の表面１１ａ（デバイス層２２）との間に改質領域１２を存在させてもよい。
［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、レーザ光Ｌの分岐数（加工光の数）は限定されず、上述した２分岐及び３分岐だけでなく、４分岐以上であってもよい。上記実施形態では、複数の加工光それぞれの集光点の間隔は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。上記実施形態では、レーザ加工ヘッドＨ及び支持部２の双方を移動機構９により移動させたが、これらの少なくとも一方を移動機構９により移動させてもよい。
　上記実施形態では、対象物１１におけるレーザ光入射側と反対側のデバイス層２２の損傷を抑制する効果を奏するが、デバイス層２２の損傷を抑制する効果に限られない。上記実施形態によれば、対象物１１におけるレーザ光入射面の反対面である表面１１ａの損傷を抑制することができる。上記実施形態によれば、対象物１１における表面１１ａ側の部分の損傷を抑制することができる。要は、上記実施形によれば、対象物１１におけるレーザ光入射側と反対側の損傷を抑制することができる。
　上記実施形態では、加工用ラインは渦巻き状に限定されず、種々の形状の加工用ラインが対象物１１に設定されていてもよい。加工用ラインは、例えば、所定方向に沿って並ぶ直線状の複数のラインを含んでいてもよい。直線状の複数のラインは、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。上記実施形態では、空間光変調器５は反射型の空間光変調器に限定されず、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１１の種類、対象物１１の形状、対象物１１のサイズ、対象物１１が有する結晶方位の数及び方向、並びに、対象物１１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１１は、結晶構造を有する結晶材料を含んで形成されていてもよいし、これに代えてもしくは加えて、非結晶構造（非晶質構造）を有する非結晶材料を含んで形成されていてもよい。結晶材料は、異方性結晶及び等方性結晶の何れであってもよい。例えば対象物１１は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＬｉＴａＯ３、ダイアモンド、ＧａＯｘ、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ガリウム砒素、リン化インジウム、ガラス、及び無アルカリガラスの少なくとも何れかで形成された基板を含んでいてもよい。
　上記実施形態では、改質領域１２は、例えば対象物１１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１１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。
　上記第１実施形態では、複数の加工光Ｌ１，Ｌ２それぞれの集光点Ｃ１，Ｃ２を理想集光点Ｃ１０，Ｃ２０に対してＺ方向シフト量だけデバイス層２２に接近させるＺ方向シフトの結果、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が対象物１１の内部におけるレーザ光入射側に位置しているが、これに限定されない。Ｚ方向シフトの結果、Ｚ方向において非変調光Ｌ０の集光点Ｃ０が対象物１１の内部における中央部分に位置していてもよい。
　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…レーザ加工装置、２…支持部、５…空間光変調器、６…集光部、９…移動機構、１０…制御部、１１…対象物、１１ａ…表面（レーザ光入射面の反対面）、１１ｂ…裏面（レーザ光入射面）、１２…改質領域、１２ｓ，１２ｍ，１２ｒ…改質スポット、１５…加工用ライン、２１…基板、２２…デバイス層（機能素子層）、１０３…入力受付部、Ｃ０…非変調光の集光点、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…加工光の集光点、Ｃ１０，Ｃ２０…理想集光点、ＦＣ…亀裂、Ｈ…レーザ加工ヘッド、Ｌ…レーザ光、Ｌ０…非変調光、Ｌ１，Ｌ２…加工光、Ｌ３…加工光（０次光）、Ｍ１…仮想面。

Claims (8)

  1. 　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、
    　前記照射部は、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対象物に集光する集光部と、を有し、
    　前記制御部は、
    　　前記レーザ光が複数の加工光に分岐し、且つ、複数の前記加工光の複数の集光点が、前記レーザ光の照射方向に垂直な方向において互いに異なる箇所に位置するように、前記空間光変調器により前記レーザ光を変調させる第１制御を実行し、
    　前記第１制御では、
    　　前記照射方向において、複数の前記加工光それぞれの集光点が当該加工光の理想集光点に対して前記レーザ光の非変調光の集光点とは反対側に位置するように、又は、複数の前記加工光それぞれの集光点が前記非変調光の集光点に対して当該加工光の理想集光点とは反対側に位置するように、前記レーザ光を変調させる、レーザ加工装置。
  2. 　前記第１制御では、前記照射方向において、前記レーザ光の非変調光の集光点が前記対象物の内部におけるレーザ光入射側に位置するように、前記空間光変調器により前記レーザ光を変調させる、請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記第１制御では、前記照射方向において、前記レーザ光の非変調光の集光点が前記対象物の外部であって前記対象物よりも前記集光部側に位置するように、前記空間光変調器により前記レーザ光を変調させる、請求項１に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記第１制御では、前記照射方向において、前記レーザ光の非変調光の集光点が前記対象物の外部であって前記対象物よりも前記集光部側とは反対側に位置するように、前記空間光変調器により前記レーザ光を変調させる、請求項１に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記対象物は、基板と、前記基板のレーザ光入射側と反対側に設けられた機能素子層と、を含む、請求項１～４の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
  6. 　前記仮想面の位置に関する第１データ、及び、複数の前記加工光それぞれの集光点と当該加工光の理想集光点との距離に関する第２データの少なくとも何れかの入力を受け付ける入力受付部を有し、
    　前記第１制御では、前記第１データ及び前記第２データに基づいて、複数の前記加工光それぞれの集光点を、当該加工光の理想集光点から前記仮想面に沿った位置までシフトさせる、請求項１～５の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
  7. 　前記制御部は、
    　　複数の前記加工光の前記集光点の位置が前記仮想面に沿って移動するように、前記移動機構により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第２制御を実行する、請求項１～６の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
  8. 　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、
    　前記レーザ光を複数の加工光に分岐し、且つ、複数の前記加工光の複数の集光点を、前記レーザ光の照射方向に垂直な方向において互いに異なる箇所に位置させる工程を含み、
    　当該工程では、
    　　前記照射方向において、複数の前記加工光それぞれの集光点を当該加工光の理想集光点に対して前記レーザ光の非変調光の集光点とは反対側に位置させる、又は、複数の前記加工光それぞれの集光点を前記非変調光の集光点に対して当該加工光の理想集光点とは反対側に位置させる、レーザ加工方法。
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