(57)【要約】【課題】被加工物の表面形状に影響を受けることなく、被加工物を精度良く加工することができるレーザー加工装置及びレーザー加工方法を提供する。【解決手段】被加工物Ｗに集光レンズ２４を介して加工用レーザー光Ｌ１を照射して被加工物Ｗを加工するレーザーヘッド２０と、被加工物Ｗに対して透過性を有する波長の検出用レーザー光Ｌ２を被加工物Ｗに照射して、被加工物Ｗの裏面（レーザー光照射面とは反対側の反対面）で反射した反射光を検出することにより、被加工物Ｗの厚み方向における被加工物Ｗの裏面の位置に関する位置情報を検出するＡＦ装置３０と、ＡＦ装置３０によって検出された位置情報に基づき、被加工物Ｗの裏面の位置を基準として、集光レンズ２４によって集光される加工用レーザー光Ｌ１の集光点位置を調整する第１アクチュエータ２５と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に集光レンズを介して加工用レーザー光を照射して前記被加工物を加工するレーザー加工手段と、
前記被加工物に対して透過性を有する波長の検出用レーザー光を前記被加工物に照射して、前記被加工物のレーザー光照射面とは反対側の反対面で反射した反射光を検出することにより、前記被加工物の厚み方向における前記被加工物の前記反対面の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記位置情報検出手段によって検出された前記位置情報に基づき、前記被加工物の前記反対面の位置を基準として、前記集光レンズによって集光される前記加工用レーザー光の集光点位置を調整する第１集光点位置調整手段と、
を備えたレーザー加工装置。
【請求項２】
前記位置情報検出手段は、前記集光レンズを介して前記検出用レーザー光を前記被加工物に照射し、
前記加工用レーザー光の集光点位置を固定した状態で、前記検出用レーザー光の集光点位置を調整する第２集光点位置調整手段を備える、
請求項１に記載のレーザー加工装置。
【請求項３】
前記第２集光点位置調整手段は、前記被加工物側から順に、前記検出用レーザー光の光路に沿って移動不能に設けられた第１レンズ群と、前記検出用レーザー光の光路に沿って移動可能に設けられた第２レンズ群とを有する、
請求項２に記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
前記第１レンズ群は正の屈折力を有する、
請求項３に記載のレーザー加工装置。
【請求項５】
前記レーザー加工手段は、前記被加工物の内部に前記加工用レーザー光を前記集光レンズにより集光し、前記被加工物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザー加工装置。
【請求項６】
被加工物に集光レンズを介して加工用レーザー光を照射して前記被加工物を加工するレーザー加工工程と、
前記被加工物に対して透過性を有する波長の検出用レーザー光を前記被加工物に照射して、前記被加工物のレーザー光照射面とは反対側の反対面で反射した反射光を検出することにより、前記被加工物の厚み方向における前記被加工物の前記反対面の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出工程と、
前記位置情報検出手段によって検出された前記位置情報に基づき、前記被加工物の前記反対面の位置を基準として、前記集光レンズによって集光される前記加工用レーザー光の集光点位置を調整する第１集光点位置調整工程と、
を備えたレーザー加工方法。
【請求項７】
前記位置情報検出工程は、前記集光レンズを介して前記検出用レーザー光を前記被加工物に照射し、
前記加工用レーザー光の集光点位置を固定した状態で、前記検出用レーザー光の集光点位置を調整する第２集光点位置調整工程を備える、
請求項６に記載のレーザー加工方法。
【請求項８】
前記レーザー加工工程は、前記被加工物の内部に前記加工用レーザー光を前記集光レンズにより集光し、前記被加工物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する、
請求項６又は７に記載のレーザー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物に集光レンズを介してレーザー光を照射して被加工物を加工するレーザー加工装置及びレーザー加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被加工物に集光レンズを介してレーザー光を照射して被加工物を加工するレーザー加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたレーザー加工装置では、被加工物の内部に集光点を合わせてレーザー光を照射して、被加工物の内部に切断の起点となる改質領域を形成している。このレーザー加工装置では、加工用レーザー光と検出用レーザー光を集光レンズによって被加工物に向けて集光し、被加工物の表面（レーザー光照射面）で反射した反射光を検出することにより、加工用レーザー光の集光点の位置を制御している。これにより、加工用レーザー光の集光点を被加工物の表面から所定の距離に位置させることができ、被加工物の内部の所望の位置に改質領域を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６７９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウェーハ等の被加工物の種類や加工状態によっては、被加工物の厚みが不均一である被加工物もあり、被加工物の表面形状が不安定なことがある。このような場合、特許文献１に開示されたレーザー加工装置では、被加工物の表面形状の影響を受けやすくなる。そのため、被加工物の表面の位置情報を精度良く取得することができない場合が発生し、ウェーハの内部に改質領域を精度良く形成することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被加工物の表面形状に影響を受けることなく、被加工物を精度良く加工することができるレーザー加工装置及びレーザー加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、以下の発明を提供する。
【０００８】
本発明の第１態様に係るレーザー加工装置は、被加工物に集光レンズを介して加工用レーザー光を照射して被加工物を加工するレーザー加工手段と、被加工物に対して透過性を有する波長の検出用レーザー光を被加工物に照射して、被加工物のレーザー光照射面とは反対側の反対面で反射した反射光を検出することにより、被加工物の厚み方向における被加工物の反対面の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出手段と、位置情報検出手段によって検出された位置情報に基づき、被加工物の反対面の位置を基準として、集光レンズによって集光される加工用レーザー光の集光点位置を調整する第１集光点位置調整手段と、を備える。
【０００９】
本発明の第２態様に係るレーザー加工装置は、第１態様において、位置情報検出手段は、集光レンズを介して検出用レーザー光を被加工物に照射し、加工用レーザー光の集光点位置を固定した状態で、検出用レーザー光の集光点位置を調整する第２集光点位置調整手段を備える。
【００１０】
本発明の第３態様に係るレーザー加工装置は、第２集光点位置調整手段は、被加工物側から順に、検出用レーザー光の光路に沿って移動不能に設けられた第１レンズ群と、検出用レーザー光の光路に沿って移動可能に設けられた第２レンズ群とを有する。
【００１１】
本発明の第４態様に係るレーザー加工装置は、第１態様において、第１レンズ群は正の屈折力を有する。
【００１２】
本発明の第５態様に係るレーザー加工装置は、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様において、レーザー加工手段は、被加工物の内部に加工用レーザー光を集光レンズにより集光し、被加工物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する。
【００１３】
本発明の第６態様に係るレーザー加工方法は、被加工物に集光レンズを介して加工用レーザー光を照射して被加工物を加工するレーザー加工工程と、被加工物に対して透過性を有する波長の検出用レーザー光を被加工物に照射して、被加工物のレーザー光照射面とは反対側の反対面で反射した反射光を検出することにより、被加工物の厚み方向における被加工物の反対面の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出工程と、位置情報検出手段によって検出された位置情報に基づき、被加工物の反対面の位置を基準として、集光レンズによって集光される加工用レーザー光の集光点位置を調整する第１集光点位置調整工程と、を備える。
【００１４】
本発明の第７態様に係るレーザー加工方法は、第６態様において、位置情報検出工程は、集光レンズを介して検出用レーザー光を被加工物に照射し、加工用レーザー光の集光点位置を固定した状態で、検出用レーザー光の集光点位置を調整する第２集光点位置調整工程を備える。
【００１５】
本発明の第８態様に係るレーザー加工方法は、第６態様又は第７態様において、レーザー加工工程は、被加工物の内部に加工用レーザー光を集光レンズにより集光し、被加工物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被加工物の表面形状に影響を受けることなく、被加工物を精度良く加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置の概略を示した構成図
【図２】フレームにテープを介してマウントされた被加工物を示した斜視図
【図３】被加工物の内部の集光点近傍に形成される改質領域を説明する概念図
【図４】ＡＦ装置の構成例を示した概略図
【図５】２分割フォトダイオードの受光面に形成される集光像の様子を示した図
【図６】ＡＦ信号の出力特性を示したグラフ
【図７】検出用レーザー光の集光点が被加工物Ｗの厚み方向に変化する様子を示した図
【図８】本実施形態のレーザー加工装置を用いたレーザー加工方法の流れを示したフローチャート
【図９】図８に示すキャリブレーション動作の詳細な流れを示したフローチャート
【図１０】キャリブレーション動作によって測定されるＡＦ信号の出力特性の一例を示した図
【図１１】図８に示すリアルタイム加工動作の詳細な流れを示したフローチャート
【図１２】ＡＦ装置の他の構成例を示した概略図
【図１３】４分割フォトダイオードの受光面を示した図
【図１４】ＡＦ装置の更に他の構成例を示した概略図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面に従って本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置１０の概略を示した構成図である。同図に示すように、レーザー加工装置１０は、被加工物Ｗを移動させるステージ１２と、被加工物Ｗにレーザー光を照射するレーザーヘッド２０と、レーザー加工装置１０の各部を制御する制御部５０とを備える。
【００２０】
なお、被加工物Ｗとしては、特に限定されるものではないが、例えば、シリコンウェーハ等の半導体基板、ガラス基板、圧電セラミック基板、ガラス基板などを適用することができる。
【００２１】
ステージ１２は、ＸＹＺθ方向に移動可能に構成され、被加工物Ｗを吸着保持する。被加工物Ｗは、図２に示すように、一方の面に粘着材を有するダイシングシートＳが貼付され、このダイシングシートＳを介してフレームＦと一体化された状態でステージ１２に載置される。
【００２２】
レーザーヘッド２０は、被加工物Ｗに対向する位置に配置されており、被加工物Ｗの内部に多光子吸収による改質領域を形成するための加工用レーザー光Ｌ１を被加工物Ｗに対して照射する。レーザーヘッド２０は、レーザー加工手段の一例である。
【００２３】
制御部５０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路部等からなり、レーザー加工装置１０の各部の動作や加工に必要なデータの記憶等を行う。
【００２４】
レーザー加工装置１０はこの他に、図示しない被加工物搬送手段、操作板、テレビモニタ、及び表示灯等から構成されている。
【００２５】
操作板には、レーザー加工装置１０の各部の動作を操作するスイッチ類や表示装置が取り付けられている。テレビモニタは、図示しないＣＣＤカメラで撮像した被加工物画像の表示、又はプログラム内容や各種メッセージ等を表示する。表示灯は、レーザー加工装置１０の加工中、加工終了、非常停止等の稼働状況を表示する。
【００２６】
次に、レーザーヘッド２０の詳細構成について説明する。
【００２７】
図１に示すように、レーザーヘッド２０は、加工用レーザー光源２１と、ダイクロイックミラー２３と、集光レンズ２４と、第１アクチュエータ２５と、ＡＦ装置（オートフォーカス装置）３０とを備える。
【００２８】
加工用レーザー光源２１は、被加工物Ｗの内部に改質領域を形成するための加工用レーザー光Ｌ１を出射する。例えば、加工用レーザー光源２１は、パルス幅が１μｓ以下であって、集光点におけるピークパワー密度が１×１０８（Ｗ／ｃｍ２）以上となるレーザー光を出射する。
【００２９】
加工用レーザー光Ｌ１の第１光路上には、加工用レーザー光源２１側から順に、ダイクロイックミラー２３と、集光レンズ２４とが配置される。ダイクロイックミラー２３は、加工用レーザー光Ｌ１を透過し、かつ後述するＡＦ装置３０から出射される検出用レーザー光Ｌ２を反射する。なお、検出用レーザー光Ｌ２の第２光路は、ダイクロイックミラー２３により加工用レーザー光Ｌ１の第１光路と一部光路を共有するように屈曲され、その共有光路上に集光レンズ２４が配置される。
【００３０】
加工用レーザー光源２１から出射された加工用レーザー光Ｌ１は、ダイクロイックミラー２３を通過した後、集光レンズ２４により被加工物Ｗの内部に集光される。加工用レーザー光Ｌ１の集光点のＺ方向位置（被加工物Ｗの厚み方向位置）は、第１アクチュエータ２５によって集光レンズ２４をＺ方向に微小移動させることにより調節される。第１アクチュエータ２５は、第１集光点位置調整手段の一例である。
【００３１】
図３は、被加工物Ｗの内部の集光点近傍に形成される改質領域を説明する概念図である。図３（ａ）は、被加工物Ｗの内部に入射された加工用レーザー光Ｌ１が集光点に改質領域Ｐを形成した状態を示し、図３（ｂ）は断続するパルス状の加工用レーザー光Ｌ１の下で被加工物Ｗが水平方向に移動され、不連続な改質領域Ｐ、Ｐ、…が並んで形成された状態を表している。図３（ｃ）は、被加工物Ｗの内部に改質領域Ｐが多層に形成された状態を示している。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、被加工物Ｗの表面（レーザー光照射面）から入射した加工用レーザー光Ｌ１の集光点が被加工物Ｗの厚み方向の内部に設定されていると、被加工物Ｗの表面を透過した加工用レーザー光Ｌ１は、被加工物Ｗの内部の集光点でエネルギーが集中し、被加工物Ｗの内部の集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域が形成される。図３（ｂ）に示すように、断続するパルス状の加工用レーザー光Ｌ１を被加工物Ｗに照射して複数の改質領域Ｐ、Ｐ、…を切断予定ラインに沿って形成することで、被加工物Ｗは分子間力のバランスが崩れ、改質領域Ｐ、Ｐ、…を起点として自然に割断するか、或いは僅かな外力を加えることによって割断される。
【００３３】
また、厚さの厚い被加工物Ｗの場合は、改質領域Ｐの層が１層では割断できないので、図３（ｃ）に示すように、被加工物Ｗの厚み方向に加工用レーザー光Ｌ１の集光点を移動し、改質領域Ｐを多層に形成させて割断する。
【００３４】
なお、図３（ｂ）、（ｃ）に示した例では、断続するパルス状の加工用レーザー光Ｌ１で不連続な改質領域Ｐ、Ｐ、…を形成した状態を示したが、加工用レーザー光Ｌ１の連続波の下で連続的な改質領域Ｐを形成するようにしてもよい。不連続の改質領域Ｐを形成した場合は、連続した改質領域Ｐを形成した場合に比べて割断され難いので、被加工物Ｗの厚さや搬送中の安全等の状況によって、加工用レーザー光Ｌ１の連続波を用いるか、断続波を用いるかが適宜選択される。
【００３５】
ＡＦ装置３０は、被加工物Ｗの表面（レーザ光入射面）とは反対側の裏面（反対面）の位置に関する位置情報を検出するための検出用レーザー光Ｌ２を出射し、被加工物Ｗの裏面で反射した検出用レーザー光Ｌ２の反射光を受光し、その受光した反射光に基づいて、被加工物Ｗの裏面の基準位置からのＺ方向の変位を検出する。
【００３６】
図４は、ＡＦ装置３０の構成例を示した概略図である。図４に示すＡＦ装置３０は、ナイフエッジ法を用いて被加工物Ｗの裏面の基準位置からのＺ方向の変位を検出するものである。
【００３７】
ＡＦ装置３０は、検出用光源３１と、集光レンズ３２と、ピンホール３３と、ナイフエッジ３４と、照明系レンズ３５と、ハーフミラー３６と、フォーカス光学系３７と、結像レンズ３８と、ディテクタ３９と、ＡＦ信号処理部４０と、第２アクチュエータ４１とを備える。
【００３８】
検出用光源３１は、例えばＬＤ（Laser Diode）光源やＳＬＤ（Super Luminescent Diode）光源等からなり、加工用レーザー光Ｌ１とは異なる波長であって被加工物Ｗに対して透過性の有する波長の検出用レーザー光Ｌ２を出射する。
【００３９】
検出用光源３１から出射された検出用レーザー光Ｌ２は、集光レンズ３２、ピンホール３３を通過した後、ナイフエッジ３４によってその一部が遮光される、そして、ナイフエッジ３４によって遮光されることなく進行した光は、照明系レンズ３５を通過した後、ハーフミラー３６で反射されて、フォーカス光学系３７を介して、ダイクロイックミラー２３に導かれる。このダイクロイックミラー２３により反射された検出用レーザー光Ｌ２は、加工用レーザー光Ｌ１との共有光路に沿って進行し、集光レンズ２４により集光されて被加工物Ｗに照射される。なお、ナイフエッジ３４はピンホール３３とハーフミラー３６の間にあればよく、照明系レンズ３５の後に配置しても同様の効果を得られる。
【００４０】
被加工物Ｗに照射された検出用レーザー光Ｌ２は被加工物Ｗの内部に入射して、被加工物Ｗの裏面で反射される。そして、被加工物Ｗの裏面で反射された検出用レーザー光Ｌ２の反射光は、集光レンズ２４に戻って共有光路に沿って進行し、ダイクロイックミラー２３により反射される。このダイクロイックミラー２３により反射された検出用レーザー光Ｌ２の反射光は、フォーカス光学系３７、ハーフミラー３６を順次通過する。ハーフミラー３６を通過した検出用レーザー光Ｌ２の反射光は、結像レンズ３８により集光され、ディテクタ３９上に照射され、ディテクタ３９の受光面に集光像を形成する。
【００４１】
ディテクタ３９は、２分割された受光素子（光電変換素子）を有する２分割フォトダイオードからなり、検出用レーザー光Ｌ２の反射光の集光像を分割して受光し、それぞれの光量に応じた出力信号（電気信号）をＡＦ信号処理部４０に出力する。
【００４２】
ＡＦ信号処理部４０は、ディテクタ３９の各受光素子から出力された出力信号に基づいて、Ｚ方向（被加工物Ｗの厚み方向）における被加工物Ｗの裏面の位置に関する位置情報を検出する。具体的には、被加工物Ｗの裏面の位置に関する位置情報として、被加工物Ｗの裏面の基準位置からのＺ方向の変位（デフォーカス距離）を示すＡＦ信号（オートフォーカス信号）を生成して制御部５０に出力する。
【００４３】
ここで、被加工物Ｗの裏面の変位の検出原理について説明する。
【００４４】
図５は、ディテクタ３９を構成する２分割フォトダイオード４２の受光面に形成される集光像の様子を示した図である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）は、図４において被加工物Ｗの裏面がそれぞれｈ１、ｈ２、ｈ３で示す位置にあるときに、２分割フォトダイオード４２の受光面に形成される集光像の様子を示している。
【００４５】
まず、被加工物Ｗの裏面がｈ２の位置にある場合、すなわち、被加工物Ｗの裏面と検出用レーザー光Ｌ２の集光点とが一致している場合、図５（ｂ）に示すように、２分割フォトダイオード４２の受光面には真ん中にシャープな像（真円）が形成される。このとき、２分割フォトダイオード４２の受光素子４２Ａ、４２Ｂで受光される光量は共に等しくなり、被加工物Ｗの裏面は合焦位置にあることが分かる。
【００４６】
一方、被加工物Ｗの裏面がｈ１の位置にある場合、すなわち、被加工物Ｗの裏面が検出用レーザー光Ｌ２の集光点よりも集光レンズ２４に近い位置にある場合、図５（ａ）に示すように、２分割フォトダイオード４２の受光面には、受光素子４２Ａ側に半円状の集光像が形成され、その大きさ（ぼけ量）は被加工物Ｗと集光レンズ２４との距離に応じて変化する。
【００４７】
また、被加工物Ｗの裏面がｈ３の位置にある場合、すなわち、被加工物Ｗの裏面が検出用レーザー光Ｌ２の集光点よりも集光レンズ２４から遠い位置にある場合、図５（ｃ）に示すように、２分割フォトダイオード４２の受光面には、受光素子４２Ｂ側に半円状の集光像が形成され、その大きさ（ぼけ量）は被加工物Ｗと集光レンズ２４との距離に応じて変化する。
【００４８】
このように、２分割フォトダイオード４２の受光素子４２Ａ、４２Ｂで受光される光量は、被加工物Ｗの裏面の変位に応じて変化する。したがって、このような性質を利用して被加工物Ｗの裏面の位置に関する位置情報、すなわち、被加工物Ｗの裏面の変位を検出することができる。
【００４９】
ＡＦ信号処理部４０では、２分割フォトダイオード４２の受光素子４２Ａ、４２Ｂから出力された出力信号をそれぞれＡ、Ｂとしたとき、ＡＦ信号Ｅを、次式（１）に従って求める。
【００５０】
Ｅ＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）      ・・・（１）
図６は、ＡＦ信号の出力特性を示したグラフであり、横軸は被加工物Ｗの裏面の基準位置からＺ方向の変位（デフォーカス距離）を示し、縦軸はＡＦ信号の出力値を示している。なお、被加工物Ｗの裏面の基準位置（原点）に検出用レーザー光Ｌ２の集光点が一致するように予め調整されているものとする。
【００５１】
図６に示すように、ＡＦ信号の出力特性は、被加工物Ｗの裏面の基準位置（原点）をゼロクロス点としたＳ字状の曲線となる。また、被加工物Ｗの裏面の位置が、図中に矢印で示した範囲、すなわち、被加工物Ｗの裏面の変位を検出可能な測定範囲（フォーカス引き込み範囲）内にあるとき、被加工物Ｗの裏面の変位とＡＦ信号の出力との関係は、原点を通る単調な曲線となる。つまり、ＡＦ信号の出力がゼロであれば、被加工物Ｗの裏面が検出用レーザー光Ｌ２の集光点と一致する合焦位置にあることが分かり、ＡＦ信号の出力がゼロでなければ、被加工物Ｗの裏面の変位方向及び変位量を知ることができる。
【００５２】
このような出力特性を有するＡＦ信号は、被加工物Ｗの裏面の位置に関する位置情報（すなわち、被加工物Ｗの裏面の基準位置からＺ方向の変位を示す情報）としてＡＦ信号処理部４０で生成され、制御部５０に出力される。
【００５３】
制御部５０は、ＡＦ信号処理部４０から出力されたＡＦ信号に基づいて、集光レンズ２４と被加工物Ｗの裏面との距離が一定となるように、第１アクチュエータ２５の駆動を制御する。これにより、被加工物Ｗの裏面の変位に追従するように集光レンズ２４がＺ方向（被加工物Ｗの厚み方向）に微小移動され、被加工物Ｗの裏面から一定の距離に加工用レーザー光Ｌ１の集光点が位置するようになるので、被加工物Ｗの内部の所望の位置に改質領域を形成することができる。
【００５４】
ところで、本実施形態のように、加工用レーザー光Ｌ１の第１光路と検出用レーザー光Ｌ２の第２光路との共有光路上に集光レンズ２４が配置される構成においては、改質領域の加工深さを変えるために集光レンズ２４と被加工物Ｗとの相対的な距離が変化すると、加工用レーザー光Ｌ１の集光点とともに検出用レーザー光Ｌ２の集光点も被加工物Ｗに対するＺ方向位置が変化する。なお、本明細書において、「改質領域の加工深さ」とは、被加工物Ｗの表面から改質領域が形成される位置までの距離（深さ）をいう。
【００５５】
例えば、図７（ａ）に示すように、被加工物Ｗの表面から浅い位置に改質領域を形成する場合において、被加工物Ｗの裏面に検出用レーザー光Ｌ２の集光点が一致していたとする。このような場合、図７（ｂ）に示すように、被加工物Ｗの表面から深い位置に改質領域を形成するために、集光レンズ２４と被加工物Ｗとの相対的な距離を変化させると、検出用レーザー光Ｌ２の集光点が被加工物Ｗの裏面からＺ方向（被加工物Ｗの厚み方向）に大きくずれてしまう。そして、検出用レーザー光Ｌ２の集光点と被加工物Ｗの裏面との距離が測定範囲（フォーカス引き込み範囲）を超えてしまうと、被加工物Ｗの裏面の変位を検出することができなくなってしまう。特に、集光レンズ２４は高ＮＡレンズが用いられるため、被加工物Ｗの裏面の変位を検出可能な測定範囲が検出用レーザー光Ｌ２の集光点（合焦位置）の近傍に限られるため、上記問題はより顕著なものとなる。
【００５６】
そこで、本実施形態のＡＦ装置３０は、加工用レーザー光Ｌ１の集光点とは独立して検出用レーザー光Ｌ２の集光点の位置をＺ方向（被加工物Ｗの厚み方向）に調整するフォーカス光学系３７を備えている。フォーカス光学系３７は、後述の第２アクチュエータ４１と共に、第２集光点位置調整手段の構成要素の一例である。
【００５７】
フォーカス光学系３７は、検出用レーザー光Ｌ２の第２光路上であって加工用レーザー光Ｌ１の第１光路との共有光路とは独立した位置に配置される。具体的には、ダイクロイックミラー２３とハーフミラー３６との間に配置される。
【００５８】
フォーカス光学系３７は、少なくとも第２光路に沿って移動可能に構成された移動レンズを含む複数のレンズからなり、本例では、物体側（被加工物Ｗ側）から像側（ディテクタ３９側）に向かって順に、第１レンズ群３７Ａと、第２レンズ群３７Ｂとを備えて構成される。
【００５９】
第１レンズ群３７Ａは、第２光路に沿って移動不能に設けられた固定レンズ群であり、正の屈折力を有する。第２レンズ群３７Ｂは、第２光路に沿って移動可能に設けられた移動レンズ群であり、正の屈折力を有する。
【００６０】
第２アクチュエータ４１は、第２レンズ群３７Ｂを第２光路に沿って移動させる。第２レンズ群３７Ｂが第２光路に沿って移動すると、加工用レーザー光Ｌ１の集光点のＺ方向位置は固定された状態で、第２レンズ群３７Ｂの移動方向及び移動量に応じて検出用レーザー光Ｌ２の集光点のＺ方向位置が変化する。すなわち、加工用レーザー光Ｌ１の集光点と検出用レーザー光Ｌ２の集光点との相対的な距離が変化する。
【００６１】
制御部５０は、ＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号に基づいて、検出用レーザー光Ｌ２の集光点が被加工物Ｗの裏面に一致するように（具体的には、ＡＦ信号の出力値がゼロとなるように）、第２アクチュエータ４１の駆動を制御する。
【００６２】
このように、制御部５０が、ＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号に基づいて、第２アクチュエータ４１の駆動を制御することにより、加工用レーザー光Ｌ１の集光点とは独立して検出用レーザー光Ｌ２の集光点を被加工物Ｗの裏面に一致させることが可能となる。
【００６３】
これにより、図７（ａ）に示した状態から図７（ｂ）に示した状態のように、改質領域の加工深さを変化させるために集光レンズ２４と被加工物Ｗとの相対的な距離が変化する場合においても、上記のようにフォーカス光学系３７の第２レンズ群３７Ｂを第２光路に沿って移動させることにより、図７（ｃ）に示した状態のように、加工用レーザー光Ｌ１の集光点のＺ方向位置を固定した状態で、検出用レーザー光Ｌ２の集光点を被加工物Ｗの裏面に一致させることが可能となる。
【００６４】
このようなフォーカス光学系３７の構成が好ましい理由について説明する。
【００６５】
検出用レーザー光Ｌ２の集光点が被加工物Ｗの裏面に一致するように制御が行われる場合、被加工物Ｗの裏面で反射した反射光は、図４に示すように、集光レンズ２４を出た後は収束光として射出される。このとき、被加工物Ｗの内部における加工位置（加工用レーザー光Ｌ１の集光点の位置）が被加工物Ｗの裏面から離れるほど収束光における収束の度合いが強くなる。
【００６６】
集光レンズ２４からの射出光が収束光束なので、フォーカス光学系３７としては、第１レンズ群３７Ａを凹レンズで構成することが考えられる。しかし、第１レンズ群３７Ａを凹レンズで構成した場合、集光レンズ２４からの射出光の収束度が弱い状態で第１レンズ群３７Ａ（凹レンズ）の前側焦点位置に収束することになり、加工深さの制限が厳しくなる。
【００６７】
これに対し、第１レンズ群３７Ａを凸レンズで構成した場合、集光レンズ２４からの射出光の収束度がより強い状態まで第１レンズ群３７Ａの前側焦点位置に収束せず、第１レンズ群３７Ａを凹レンズで構成した場合に比べて、加工深さの制限がより緩くなる。
【００６８】
したがって、本実施形態におけるフォーカス光学系３７は、物体側に配置される第１レンズ群３７Ａは、正の屈折率を有する構成が好ましく採用される。
【００６９】
次に、本実施形態のレーザー加工装置１０を用いたレーザー加工方法について説明する。図８は、本実施形態のレーザー加工装置１０を用いたレーザー加工方法の流れを示したフローチャートである。なお、被加工物Ｗは、図３に示すように、一方の面に粘着材を有するダイシングシートＳが貼付され、このダイシングシートＳを介してフレームＦと一体化された状態でステージ１２に吸着保持されているものとする。また、ステージ１２に吸着保持された被加工物Ｗは、画像処理装置を有するアライメント手段（不図示）によってアライメントが適宜行われるものとする。
【００７０】
図８に示すように、レーザー加工装置１０は、後述するリアルタイム加工動作に先立って、オートＡＦ信号の出力特性を測定するキャリブレーション動作を実行する（ステップＳ１０）。
【００７１】
キャリブレーション動作が完了した後、レーザー加工装置１０は、被加工物Ｗの裏面の変位に追従するように加工用レーザー光Ｌ１の集光点のＺ方向位置を調整しながら被加工物Ｗの内部に改質領域を形成するリアルタイム加工動作を実行する（ステップＳ１２）。
【００７２】
図９は、図８に示すキャリブレーション動作の詳細な流れを示したフローチャートである。
【００７３】
まず、制御部５０は、第２アクチュエータ４１の駆動を制御して、フォーカス光学系３７の第２レンズ群３７Ｂを改質領域の加工深さに応じた位置に移動させる（ステップＳ２０）。なお、制御部５０のメモリ部（不図示）には、改質領域の加工深さとフォーカス光学系３７の第２レンズ群３７Ｂの位置との対応関係が保持されている。
【００７４】
続いて、制御部５０は、ステージ１２の移動を制御して、被加工物Ｗの裏面の基準位置を集光レンズ２４の直下に移動させる（ステップＳ２２）。なお、被加工物Ｗの裏面の基準位置は、検出用レーザー光Ｌ２の集光点を一致させる位置であって、被加工物Ｗの裏面のＺ方向位置の変位の基準となる位置なので、被加工物Ｗの裏面の段差が少ない部分（平滑面）であることが望ましく、例えば、被加工物Ｗの外周部を除く中央部分の所定位置を基準位置とする。
【００７５】
続いて、制御部５０は、第２アクチュエータ４１の駆動を制御して、ＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号がゼロとなるように、フォーカス光学系３７の第２レンズ群３７Ｂを第２光路に沿って移動させる（ステップＳ２４）。これにより、図７（ｂ）に示すように、検出用レーザー光Ｌ２の集光点と被加工物Ｗの裏面の基準位置とにずれがある場合でも、図７（ｃ）に示すように、検出用レーザー光Ｌ２の集光点が被加工物Ｗの裏面の基準位置と一致するように集光点調整が行われる。なお、制御部５０は、メモリ部（不図示）に保持されているフォーカス光学系３７の第２レンズ群３７Ｂの位置を、集光点調整後の第２レンズ群３７Ｂの位置（補正位置）に書き換える。
【００７６】
続いて、制御部５０は、第１アクチュエータ２５の駆動を制御して、集光レンズ２４をＺ方向に沿って移動可能範囲の全体にわたって移動させながらＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号の出力特性を測定して、その出力特性をルックアップテーブルとしてメモリ部（不図示）に保持しておく（ステップＳ２６）。
【００７７】
なお、被加工物Ｗの内部に改質領域の層を複数形成する場合には、ステップＳ２０からステップＳ２６までの処理を改質領域の加工深さ毎に実行する。
【００７８】
以上の処理により、制御部５０は、図８のステップＳ１２のリアルタイム加工動作において、メモリ部（不図示）に保持されたルックアップテーブルを参照することにより、ＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号の出力値から被加工物Ｗの裏面の基準位置からのＺ方向の変位（デフォーカス距離）を簡単に求めることができるので、リアルタイム加工動作における加工効率（スループット）を向上させることが可能となる。
【００７９】
図１０は、キャリブレーション動作によって測定されるＡＦ信号の出力特性の一例を示した図であり、改質領域の加工深さを５００〜８００μｍの範囲で変化させたときの出力特性を示している。
【００８０】
本実施形態では、改質領域の加工深さに応じて検出用レーザー光Ｌ２の集光点のＺ方向位置が被加工物Ｗの裏面の基準位置と一致するように調節されるので、図１０に示すように、各加工深さに対応するＡＦ信号の出力特性は略揃ったものとなり、いずれも被加工物Ｗの裏面の基準位置（原点）をゼロクロス点としたＳ字状の曲線となる。したがって、このような出力特性を有するＡＦ信号を用いてリアルタイム加工動作を実行することにより、改質領域の加工深さの変更に影響されることなく、被加工物Ｗの裏面の変位を安定かつ高精度に検出することが可能となる。
【００８１】
図１１は、図８に示すリアルタイム加工動作の詳細な流れを示したフローチャートである。
【００８２】
まず、制御部５０は、図９のステップＳ２０と同様に、第２アクチュエータ４１の駆動を制御して、フォーカス光学系３７の第２レンズ群３７Ｂを改質領域の加工深さに応じた位置に移動させる（ステップＳ３０、第２集光点位置調整工程の一例）。このとき、制御部５０は、メモリ部（不図示）に保持されている第２レンズ群３７Ｂの位置（補正位置）に移動させる。これにより、検出用レーザー光Ｌ２の集光点が被加工物Ｗの裏面の基準位置と一致し、ＡＦ装置３０は、被加工物Ｗの裏面の基準位置を基準としたＺ方向の変位を検出することが可能となる。
【００８３】
続いて、制御部５０は、ステージ１２の移動を制御して、ステージ１２に吸着保持された被加工物Ｗを所定の加工開始位置に移動させる（ステップＳ３２）。
【００８４】
続いて、制御部５０は、加工用レーザー光源２１をＯＮとした後、被加工物Ｗを水平方向（ＸＹ方向）に移動させながら、加工用レーザー光源２１から出射された加工用レーザー光Ｌ１により、切断予定ラインに沿って被加工物Ｗの内部に改質領域を形成する（ステップＳ３４）。
【００８５】
このとき、制御部５０は、加工用レーザー光源２１をＯＮにするタイミングと略同時、或いはそれよりも先のタイミングで、検出用光源３１をＯＮとする。これにより、加工用レーザー光Ｌ１と検出用レーザー光Ｌ２が集光レンズ２４により被加工物Ｗに向かって集光される。検出用光源３１から出射された検出用レーザー光Ｌ２は被加工物Ｗの内部に入射し、被加工物Ｗの裏面で反射され、その反射光はディテクタ３９の受光面に集光像を形成する。ＡＦ信号処理部４０は、ディテクタ３９から出力された出力信号に基づいて、被加工物Ｗの裏面の基準位置からのＺ方向の変位を示すＡＦ信号を生成して制御部５０に出力する（位置情報検出工程の一例）。
【００８６】
そして、制御部５０は、ＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号に基づいて、第１アクチュエータ２５の駆動を制御することによって、加工用レーザー光Ｌ１の集光点のＺ方向位置を調整しながら（第１集光点位置調整工程の一例）、被加工物Ｗの内部に改質領域を形成する（レーザー加工工程の一例）。
【００８７】
続いて、制御部５０は、被加工物Ｗの全ての切断予定ラインに対して改質領域の形成が終了しているか否かを判断する（ステップＳ３６）。全ての切断予定ラインに対して改質領域の形成が終了していない場合（Ｎｏの場合）、次の切断予定ラインに移動し（ステップＳ３８）、その切断予定ラインについてステップＳ３４からステップＳ３６までの処理を繰り返す。一方、全ての切断予定ラインに対して改質領域の形成が終了した場合（Ｙｅｓの場合）、次のステップＳ４０に進む。
【００８８】
続いて、制御部５０は、全ての加工深さについて改質領域の形成が終了しているか否かを判断する（ステップＳ４０）。全ての加工深さについて改質領域の形成が終了していない場合には、次の加工深さに移動し（ステップＳ４２）、ステップＳ３０からステップＳ３６までの処理を繰り返す。一方、全ての加工深さについて改質領域の形成が終了した場合には、リアルタイム加工動作を終了する。
【００８９】
このようにして、被加工物Ｗの内部の所望の位置に切断の起点となる改質領域を形成することにより、改質領域を切断の起点として被加工物Ｗを複数のチップに分割することが可能となる。
【００９０】
ここで、本実施形態の効果を確認するために行った検証シミュレーションについて説明する。
【００９１】
この検証シミュレーションにおいては、本実施形態のレーザー加工装置１０と実質的に等価なモデルを設定し、被加工物Ｗであるシリコンウェーハの厚さが変化した際に、シリコンウェーハの裏面からのフォーカス位置（加工用レーザー光Ｌ１の集光点のＺ方向位置）がどの程度変動するかについて確認を行った。
【００９２】
検証シミュレーションの条件としては、シリコンウェーハの厚さを４００μｍとし、シリコンウェーハの裏面（レーザ光照射面とは反対側の反対面）から２００μｍの位置にフォーカスする状態（加工用レーザー光Ｌ１が集光する状態）を基準状態とする。そして、シリコンウェーハの厚さが±１０μｍ変動したと仮定し、シリコンウェーハの裏面からの反射光を利用してシリコンウェーハの裏面の位置に関する位置情報を取得し、この位置情報に基づいてフォーカス位置を再設定し、フォーカス位置とシリコンウェーハの裏面との距離を求める。なお、理想的には、シリコンウェーハの厚さが変化しても、シリコンウェーハの裏面からのフォーカス位置は常に一定である。
【００９３】
検証シミュレーションの結果を表１に示す。なお、表１において、ワーキングディスタンスとは、集光レンズ２４とシリコンウェーハ（被加工物Ｗ）との間の距離である。また、フォーカス位置のズレは、シリコンウェーハの裏面から離れる方向を正の値とする。
【００９４】
【表１】
2018176212.tif 000003
【００９５】
表１に示すように、検証シミュレーションの結果によれば、フォーカス位置のズレに±０．４μｍ程度の変動が若干見られたが、実用上は許容できる範囲内であり、十分な性能が得られることを確認した。
【００９６】
以上のとおり、本実施形態によれば、被加工物Ｗに対して透過性を有する波長の検出用レーザー光Ｌ２を被加工物Ｗに照射して、被加工物Ｗの裏面（レーザー光照射面とは反対側の反対面）で反射した反射光を検出することにより、被加工物Ｗの裏面の位置に関する位置情報を取得することができる。そして、この位置情報に基づいて加工用レーザー光Ｌ１の集光点のＺ方向位置を調整するようにしたので、被加工物Ｗの表面形状の影響を受けることなく、被加工物Ｗを精度良く加工することが可能となる。
【００９７】
また、本実施形態では、加工用レーザー光Ｌ１の集光点とは独立して検出用レーザー光Ｌ２の集光点のＺ方向位置を調整可能なフォーカス光学系３７を備えたので、加工用レーザー光Ｌ１の集光点と検出用レーザー光Ｌ２の集光点との相対的な距離を調整することができる。これにより、改質領域の加工深さに応じて被加工物Ｗの裏面近傍に検出用レーザー光Ｌ２の集光点を合わせることが可能となり、被加工物Ｗの裏面の変位を安定かつ高精度に検出することができる。したがって、改質領域の加工深さの変化に対する自由度が高く、被加工物Ｗの内部の所望の位置に改質領域を精度良く形成することが可能となる。
【００９８】
なお、本実施形態では、検出用レーザー光Ｌ２の反射光を受光する手段としてのディテクタ３９が２分割フォトダイオードで構成される例を示したが、これに限らず、光量バランスを測定できるもの（例えば、４分割フォトダイオード、２次元撮像素子等）を用いてもよい。
【００９９】
また、本実施形態では、被加工物Ｗの裏面の変位を検出する方法としてナイフエッジ法を用いたが、これに限らず、例えば、非点収差法等を用いることも可能である。
【０１００】
図１２は、ＡＦ装置３０の他の構成例を示した概略図である。なお、図１２において、図４と共通又は類似する構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０１】
図１２に示すＡＦ装置３０は、非点収差法を用いて被加工物Ｗの裏面の変位を検出するものである。ＡＦ装置３０は、図４に示したナイフエッジ３４に代えて、結像レンズ３８とディテクタ３９との間に、検出用レーザー光Ｌ２の反射光に非点収差を付与する非点収差付与手段としてシリンドリカルレンズ４３が配置される。また、ディテクタ３９は、４分割フォトダイオードによって構成される。
【０１０２】
ここで、非点収差法による被加工物Ｗの裏面の変位の検出原理について説明する。
【０１０３】
ディテクタ３９を構成する４分割フォトダイオードの受光面上に形成される検出用レーザー光Ｌ２の反射光の集光像は、被加工物Ｗの裏面と検出用レーザー光Ｌ２の集光点が一致している場合には真円となる。一方、被加工物Ｗの裏面と検出用レーザー光Ｌ２の集光点がずれている場合には、被加工物Ｗの裏面の変位方向に応じて集光像が縦方向又は横方向に引き伸ばされた楕円となり、その大きさは被加工物Ｗの裏面の変位量に依存する。したがって、この性質を利用することで、被加工物Ｗの裏面の変位を検出することができる。
【０１０４】
図１３は、４分割フォトダイオードの受光面を示した図である。同図に示すように、４分割フォトダイオード４４は、４つの受光素子（光電変換素子）４４Ａ〜４４Ｄを有し、各受光素子４４Ａ〜４４Ｄは、検出用レーザー光Ｌ２の反射光の集光像を分割して受光し、それぞれの光量に応じた出力信号をＡＦ信号処理部４０に出力する。
【０１０５】
ＡＦ信号処理部４０では、各受光素子４４Ａ〜４４Ｄからそれぞれ出力される出力信号をＡ〜Ｄとしたとき、ＡＦ信号Ｅを、次式（２）に従って求める。
【０１０６】
Ｅ＝{（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）}／{（Ａ＋Ｃ）＋（Ｂ＋Ｄ）}      ・・・（２）
制御部５０は、ＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号に基づいて、上述した実施形態と同様に、第１アクチュエータ２５や第２アクチュエータ４１の駆動を制御することにより、被加工物Ｗの表面形状による影響や改質領域の加工深さの変更に影響を受けることなく、被加工物Ｗの裏面の変位を追従するように加工用レーザー光Ｌ１の集光点を高精度に制御することができ、被加工物Ｗの内部の所望の位置に改質領域を高精度に形成することが可能となる。
【０１０７】
図１４は、ＡＦ装置３０の更に他の構成例を示した概略図である。なお、図１４において、図４と共通又は類似する構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０８】
図１４に示すＡＦ装置３０は、２つのディテクタで受光された反射光の光量比を利用して被加工物Ｗの裏面の変位を検出するものである。ＡＦ装置３０は、図４に示したナイフエッジ３４、結像レンズ３８、ディテクタ３９に代えて、ハーフミラー４５、集光レンズ４６、マスク（遮光板）４７、第１ディテクタ４８、第２ディテクタ４９を備えて構成される。
【０１０９】
検出用光源３１から出射された検出用レーザー光Ｌ２は、集光レンズ３２、ピンホール３３、照明系レンズ３５を経由して、ハーフミラー３６で反射される。更に、この検出用レーザー光Ｌ２は、フォーカス光学系３７を経由して、ダイクロイックミラー２３で反射され、加工用レーザー光Ｌ１との共有光路に沿って進行し、集光レンズ２４により集光されて被加工物Ｗに照射される。
【０１１０】
被加工物Ｗに照射された検出用レーザー光Ｌ２は被加工物Ｗの内部に入射し、被加工物Ｗの裏面で反射される。そして、被加工物Ｗの裏面で反射された反射光は、集光レンズ２４により屈折され、ダイクロイックミラー２３で反射され、フォーカス光学系３７を経由して、ハーフミラー３６を透過する。更に、この反射光は、ハーフミラー４５によって２つの分岐経路に分岐される。一方の分岐経路に分岐された反射光は、集光レンズ４６により１００％集光され第１ディテクタ４８の受光面に結像される。そして、第１ディテクタ４８は、受光した光量に応じた出力信号をＡＦ信号処理部４０に出力する。他方の分岐経路に分岐された反射光は、マスク４７の孔部を通過して（受光領域が制限され）、第２ディテクタ４９の受光面に結像される。そして、第２ディテクタ４９は、受光した光量に応じた出力信号をＡＦ信号処理部４０に出力する。
【０１１１】
ＡＦ信号処理部４０は、第１ディテクタ４８及び第２ディテクタ４９から出力された出力信号に基づいて、被加工物Ｗの裏面の基準位置からのＺ方向の変位（デフォーカス距離）を示すＡＦ信号を生成して制御部５０に出力する。
【０１１２】
ここで、被加工物Ｗの裏面の変位の検出原理について説明する。
【０１１３】
第１ディテクタ４８に受光される反射光は、集光レンズ４６によって１００％集光されるので受光量は一定であり、第１ディテクタ４８の出力は一定となる。一方、第２ディテクタ４９に受光される反射光は、マスク４７によって受光領域が中心部分に制限されるので、集光レンズ２４から被加工物Ｗの裏面までの距離、すなわち、被加工物Ｗの厚み方向における被加工物Ｗの裏面の位置（Ｚ方向位置）によって第２ディテクタ４９の受光量は変化する。そのため、第２ディテクタ４９の出力は、検出用レーザー光が照射される被加工物Ｗの裏面の位置によって変化する。したがって、このような性質を利用することで、被加工物Ｗの裏面の変位を検出することができる。
【０１１４】
ＡＦ信号処理部４０では、第１ディテクタ４８及び第２ディテクタ４９から出力された出力信号をそれぞれＳ１、Ｓ２としたとき、ＡＦ信号Ｅを、次式（３）に従って求める。
【０１１５】
Ｅ＝Ｓ１／Ｓ２      ・・・（３）
制御部５０は、ＡＦ信号処理部４０から出力されるＡＦ信号に基づいて、上述した実施形態と同様に、第１アクチュエータ２５や第２アクチュエータ４１の駆動を制御することにより、改質領域の加工深さに対する変更に影響を受けることなく、被加工物Ｗの裏面の変位を追従するように加工用レーザー光Ｌ１の集光点を高精度に制御することができ、被加工物Ｗの内部の所望の位置に改質領域を高精度に形成することが可能となる。
【０１１６】
なお、ディテクタ３９は、４分割フォトダイオードに限らず、光量バランスを測定できるものであればよく、例えば、２次元撮像素子等を用いてもよい。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。以下、いくつかの変形例について説明する。
【０１１８】
＜変形例１＞
上述した実施形態では、好ましい態様として、加工用レーザー光Ｌ１と検出用レーザー光Ｌ２とを同一の集光レンズ２４によって集光させる構成を示したが、この態様に限らず、例えば、加工用レーザー光Ｌ１を集光する集光レンズと、検出用レーザー光Ｌ２を集光する集光レンズとは、それぞれ別々の集光レンズで構成されていてもよい。
【０１１９】
＜変形例２＞
上述した実施形態では、好ましい態様として、フォーカス光学系３７を構成する第１レンズ群３７Ａが正の屈折率を有する態様について説明したが、これに限らず、第１レンズ群３７Ａが負の屈折率を有するものであってもよい。この場合、本実施形態に比べて加工深さの制限が厳しくなるが、被加工物Ｗの厚さが薄い場合などには適用可能である。
【０１２０】
＜変形例３＞
上述した実施形態では、好ましい態様として、レーザー加工装置１０が、被加工物Ｗの内部に集光点を合わせて加工用レーザー光Ｌ１を照射し、被加工物Ｗの内部に切断の起点となる改質領域を形成する態様について説明したが、これに限らず、例えば、被加工物Ｗにレーザー加工溝を形成するレーザー加工装置などに適用してもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０…レーザー加工装置、１２…ステージ、２０…レーザーヘッド、２１…レーザー光源、２３…ダイクロイックミラー、２４…集光レンズ、２５…第１アクチュエータ、３０…ＡＦ装置、３１…ＡＦ用光源、３２…集光レンズ、３３…ピンホール、３４…ナイフエッジ、３５…照明系レンズ、３６…ハーフミラー、３７…フォーカス光学系、３７Ａ…固定レンズ、３７Ｂ…移動レンズ、３８…結像レンズ、３９…ディテクタ、４０…ＡＦ信号処理部、４１…第２アクチュエータ、４２…２分割フォトディテクタ、４３…シリンドリカルレンズ、４４…４分割フォトダイオード、４５…ハーフミラー、４６…集光レンズ、４７…マスク、４８…第１ディテクタ、４９…第２ディテクタ、５０…制御部、Ｌ１…加工用レーザー光、Ｌ２…検出用レーザー光
【図１】
2018176212.tif 000004
【図２】
2018176212.tif 000005
【図３】
2018176212.tif 000006
【図４】
2018176212.tif 000007
【図５】
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【図６】
2018176212.tif 000009
【図７】
2018176212.tif 000010
【図８】
2018176212.tif 000011
【図９】
2018176212.tif 000012
【図１０】
2018176212.tif 000013
【図１１】
2018176212.tif 000014
【図１２】
2018176212.tif 000015
【図１３】
2018176212.tif 000016
【図１４】
2018176212.tif 000017