(57)【要約】  レーザ加工装置は、支持部と、第１レーザ光を照射する第１レーザ加工ヘッドと、第２レーザ光を照射する第２レーザ加工ヘッドと、第１レーザ光の第１集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及び第１レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１鉛直移動機構と、第２レーザ光の第２集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及び第２レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２鉛直移動機構と、第１集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及び第１レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１水平移動機構と、第２集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及び第２レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２水平移動機構と、支持部の回転、第１及び第２レーザ加工ヘッドからの第１及び第２レーザ光の照射、並びに、第１及び第２集光点の移動を制御する制御部と、を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物が載置され、鉛直方向に沿う軸を中心に回転可能な支持部と、
前記支持部に載置された前記対象物に第１レーザ光を照射し、当該対象物の内部に第１改質領域を形成する第１レーザ加工ヘッドと、
前記支持部に載置された前記対象物に第２レーザ光を照射し、当該対象物の内部に第２改質領域を形成する第２レーザ加工ヘッドと、
前記第１レーザ光の集光点である第１集光点が前記鉛直方向に沿って移動するように前記支持部及び前記第１レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１鉛直移動機構と、
前記第２レーザ光の集光点である第２集光点が前記鉛直方向に沿って移動するように前記支持部及び前記第２レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２鉛直移動機構と、
前記第１集光点が水平方向に沿って移動するように前記支持部及び前記第１レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１水平移動機構と、
前記第２集光点が水平方向に沿って移動するように前記支持部及び前記第２レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２水平移動機構と、
前記支持部の回転、前記第１及び第２レーザ加工ヘッドからの前記第１及び第２レーザ光の照射、並びに、前記第１及び第２集光点の移動を制御する制御部と、を備える、レーザ加工装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記支持部を回転させながら、前記第１及び第２レーザ加工ヘッドから前記第１及び第２レーザ光をそれぞれ照射させると共に、前記第１及び第２集光点のそれぞれの水平方向における移動を制御することにより、前記対象物の内部において仮想面に沿って前記第１及び第２改質領域を形成させる第１剥離処理を実行する、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記第１剥離処理では、
前記支持部を回転させながら、前記第１及び第２集光点のそれぞれを互いに近づくように水平方向に移動させることで、前記支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状の前記第１改質領域を形成させると共に、前記支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ前記第１改質領域と重畳しない前記第２改質領域を形成させる、請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１剥離処理では、
前記支持部を回転させながら、前記第１及び第２集光点のそれぞれを互いに離れるように水平方向に移動させることで、前記支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状の前記第１改質領域を形成させると共に、前記支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ前記第１改質領域と重畳しない前記第２改質領域を形成させる、請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記第１剥離処理では、
前記支持部を回転させながら、前記第１及び第２集光点のそれぞれを水平方向に移動させることで、前記支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状の前記第１改質領域を形成させると共に、前記支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ前記第１改質領域と一続きに繋がる前記第２改質領域を形成させる、請求項２〜４の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記第１剥離処理では、
前記支持部を回転させながら、前記第１集光点を水平方向の一方向及び他方向に往復するように繰り返し移動させることで、前記支持部の回転方向に沿って波状に延びる前記第１改質領域を形成させると共に、
前記支持部を回転させながら、前記第２集光点を水平方向の一方向に移動させることで、前記支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ前記第１改質領域と交差する前記第２改質領域を形成させる、請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチが一定になるように、前記支持部の回転、前記第１及び第２レーザ加工ヘッドからの前記第１及び第２レーザ光の照射、並びに、前記第１及び第２集光点の移動の少なくとも何れかを制御する、請求項２〜６の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記第１剥離処理では、
前記支持部の回転軸から前記第１集光点までの間と前記支持部の回転軸から前記第２集光点までの間とを等距離に維持しながら、前記第１及び第２集光点のそれぞれを水平方向に移動させる、請求項７に記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
前記第１剥離処理では、
鉛直方向から見て前記対象物における前記支持部の回転軸から遠い側の第１領域に前記第１及び第２改質領域を形成する場合、第１回転速度で前記支持部を回転させ、
鉛直方向から見て前記対象物における前記支持部の回転軸に近い側の第２領域に前記第１及び第２改質領域を形成する場合、前記第１回転速度よりも速い第２回転速度で前記支持部を回転させる、請求項７又は８に記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記第１剥離処理では、
鉛直方向から見て前記対象物における前記支持部の回転軸から遠い側の第１領域に前記第１改質領域を形成させると共に、
鉛直方向から見て前記対象物における前記支持部の回転軸に近い側の第２領域に前記第２改質領域を形成させ、
前記第１レーザ光の周波数が前記第２レーザ光の周波数よりも高い、前記第１レーザ光のパルスが間引かれず且つ前記第２レーザ光のパルスが間引かれている、又は、前記第１レーザ光のパルスが間引かれた間引き量は前記第２レーザ光のパルスが間引かれた間引き量よりも小さくされている、請求項７に記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
前記対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、前記中央領域以外の主領域と、を含み、
前記制御部は、
前記対象物の前記中央領域が前記支持部の回転軸上に位置した状態で、前記主領域に対して前記第１剥離処理を実行し、
前記対象物の前記主領域が前記支持部の回転軸上に位置した状態で、前記中央領域に対して前記第１剥離処理を実行する、請求項２〜１０の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
前記対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、前記中央領域以外の主領域と、を含み、
前記制御部は、
前記主領域に対して前記第１剥離処理を実行し、
少なくとも前記中央領域に対して、前記支持部を回転させずに前記第１及び第２レーザ光の少なくとも一方を照射させる共に、前記第１及び第２集光点の少なくとも一方の移動を制御することにより、前記対象物の内部において前記仮想面に沿って前記第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させる第２剥離処理を実行し、
前記第２剥離処理では、
前記第１及び第２集光点の少なくとも一方を直線的に移動させ、直線状に延びる前記第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させる、請求項２〜１０の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１３】
前記対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、前記中央領域以外の主領域と、を含み、
前記制御部は、
前記主領域に対して前記第１剥離処理を実行し、
前記中央領域に対する前記第１及び第２レーザ光の照射を停止させる、請求項２〜１０の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１４】
前記対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、前記中央領域以外の主領域と、を含み、
前記制御部は、
前記主領域に対して、形成する前記第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチが第１ピッチになるように前記第１剥離処理を実行し、
前記中央領域に対して、前記支持部を回転させながら又は回転させずに前記第１及び第２レーザ光の少なくとも一方を照射させる共に、前記第１及び第２集光点の少なくとも一方の移動を制御することにより、前記対象物の内部における前記仮想面に沿って、含まれる複数の改質スポットのピッチが前記第１ピッチ未満となるように前記第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させる第３剥離処理を実行する、請求項２〜６の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１５】
前記第３剥離処理では、含まれる複数の改質スポットのピッチが一定にならないように前記第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させる、請求項１４に記載のレーザ加工装置。
【請求項１６】
前記対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、前記中央領域以外の主領域と、を含み、
前記制御部は、
前記支持部の回転速度を、最低回転速度から最大回転速度まで変更可能であり、
前記中央領域に対して、前記最大回転速度で前記支持部を回転させながら前記第１及び第２レーザ光を照射させる前記第１剥離処理を実行し、
前記主領域に対して、前記中央領域に前記第１及び第２集光点が近づくにつれて段階的に大きくなる回転速度で前記支持部を回転させながら前記第１及び第２レーザ光を照射させる前記第１剥離処理を実行する、請求項２〜６の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１７】
前記支持部には、前記支持部の回転軸上以外の位置に、複数の対象物が載置されている、請求項１〜１６の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１８】
対象物が載置され、鉛直方向に沿う軸を中心に回転可能な支持部と、
前記支持部に載置された前記対象物に第１レーザ光及び第２レーザ光を照射し、当該対象物の内部に第１改質領域及び第２改質領域を形成するレーザ加工ヘッドと、
前記第１レーザ光の集光点である第１集光点が前記鉛直方向に沿って移動するように前記支持部及び前記レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１鉛直移動機構と、
前記第２レーザ光の集光点である第２集光点が前記鉛直方向に沿って移動するように前記支持部及び前記レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２鉛直移動機構と、
前記第１集光点が水平方向に沿って移動するように前記支持部及び前記レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１水平移動機構と、
前記第２集光点が水平方向に沿って移動するように前記支持部及び前記レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２水平移動機構と、
前記支持部の回転、前記レーザ加工ヘッドからの前記第１及び第２レーザ光の照射、並びに、前記第１及び第２集光点の移動を制御する制御部と、を備える、レーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、レーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４５６５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、品質向上及びコスト低下の観点から、対象物の一部の剥離及び不要部分の除去等の種々の加工を、上述したようなレーザ加工装置において効率よく行うことが求められている。【０００５】
本発明の一側面は、対象物に対する種々の加工を効率よく行うことが可能なレーザ加工装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置は、対象物が載置され、鉛直方向に沿う回転軸を中心に回転可能な支持部と、支持部に載置された対象物に第１レーザ光を照射し、当該対象物の内部に第１改質領域を形成する第１レーザ加工ヘッドと、支持部に載置された対象物に第２レーザ光を照射し、当該対象物の内部に第２改質領域を形成する第２レーザ加工ヘッドと、第１レーザ光の集光点である第１集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及び第１レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１鉛直移動機構と、第２レーザ光の集光点である第２集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及び第２レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２鉛直移動機構と、第１集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及び第１レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１水平移動機構と、第２集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及び第２レーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２水平移動機構と、支持部の回転、第１及び第２レーザ加工ヘッドからの第１及び第２レーザ光の照射、並びに、第１及び第２集光点の移動を制御する制御部と、を備える。【０００７】
このレーザ加工装置では、対象物に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。【０００８】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、制御部は、支持部を回転させながら、第１及び第２レーザ加工ヘッドから第１及び第２レーザ光をそれぞれ照射させると共に、第１及び第２集光点のそれぞれの水平方向における移動を制御することにより、対象物の内部において仮想面に沿って第１及び第２改質領域を形成させる第１剥離処理を実行してもよい。これにより、第１及び第２レーザ加工ヘッドを用いて、効率よい剥離加工を行うことが可能となる。【０００９】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、支持部を回転させながら、第１及び第２集光点のそれぞれを互いに近づくように水平方向に移動させることで、支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域を形成させると共に、支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域と重畳しない第２改質領域を形成させてもよい。これにより、効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。【００１０】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、支持部を回転させながら、第１及び第２集光点のそれぞれを互いに離れるように水平方向に移動させることで、支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域を形成させると共に、支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域と重畳しない第２改質領域を形成させてもよい。これにより、効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。【００１１】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、支持部を回転させながら、第１及び第２集光点のそれぞれを水平方向に移動させることで、支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域を形成させると共に、支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域と一続きに繋がる第２改質領域を形成させてもよい。この場合でも、効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。【００１２】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、支持部を回転させながら、第１集光点を水平方向の一方向及び他方向に往復するように繰り返し移動させることで、支持部の回転方向に沿って波状に延びる第１改質領域を形成させると共に、支持部を回転させながら、第２集光点を水平方向の一方向に移動させることで、支持部の回転軸の位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域と交差する第２改質領域を形成させてもよい。これにより、効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。【００１３】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、制御部は、第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチが一定になるように、支持部の回転、第１及び第２レーザ加工ヘッドからの第１及び第２レーザ光の照射、並びに、第１及び第２集光点の移動の少なくとも何れかを制御してもよい。これにより、複数の改質スポットのピッチ（隣接する改質スポットの間隔）を一定になるように揃え、例えば第１及び第２改質領域を利用した分割時に生じ得る未分割等の加工不良を防ぐことが可能となる。【００１４】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、支持部の回転軸から第１集光点までの間と支持部の回転軸から第２集光点までの間とを等距離に維持しながら、第１及び第２集光点のそれぞれを水平方向に移動させてもよい。これにより、対象物における第１集光点の位置での周速度と第２集光点の位置での周速度が等しくなる。剥離加工を行う際、第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチを一定になるように揃えることが可能となる。【００１５】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、鉛直方向から見て対象物における支持部の回転軸から遠い側の第１領域に第１及び第２改質領域を形成する場合、第１回転速度で支持部を回転させ、鉛直方向から見て対象物における支持部の回転軸に近い側の第２領域に第１及び第２改質領域を形成する場合、第１回転速度よりも速い第２回転速度で支持部を回転させてもよい。これにより、剥離加工を行う際、第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチを一定になるように揃えることが可能となる。【００１６】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、鉛直方向から見て対象物における支持部の回転軸から遠い側の第１領域に第１改質領域を形成させると共に、鉛直方向から見て対象物における支持部の回転軸に近い側の第２領域に第２改質領域を形成させ、第１レーザ光の周波数が第２レーザ光の周波数よりも高い、第１レーザ光のパルスが間引かれず且つ第２レーザ光のパルスが間引かれている、又は、第１レーザ光のパルスが間引かれた間引き量は第２レーザ光のパルスが間引かれた間引き量よりも小さくされていてもよい。これにより、剥離加工を行う際、第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチを一定になるように揃えることが可能となる。【００１７】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、中央領域以外の主領域と、を含み、制御部は、対象物の中央領域が支持部の回転軸上に位置した状態で、主領域に対して第１剥離処理を実行し、対象物の主領域が支持部の回転軸上に位置した状態で、中央領域に対して第１剥離処理を実行してもよい。支持部の回転軸上に対象物の中央領域が位置した状態で第１剥離処理を行うと、場合によっては、対象物の中央領域において対象物の周速度が大幅に落ちるという懸念があり、中央領域に形成される改質領域に含まれる改質スポットが密になり過ぎる可能性がある。この点、本発明では、主領域が回転軸上に位置した状態で中央領域に対して第１剥離処理を実行するため、中央領域に形成される改質領域に含まれる改質スポットが密になり過ぎることを回避することが可能となる。【００１８】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、中央領域以外の主領域と、を含み、制御部は、主領域に対して第１剥離処理を実行し、少なくとも中央領域に対して、支持部を回転させずに第１及び第２レーザ光の少なくとも一方を照射させる共に、第１及び第２集光点の少なくとも一方の移動を制御することにより、対象物の内部において仮想面に沿って第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させる第２剥離処理を実行し、第２剥離処理では、第１及び第２集光点の少なくとも一方を直線的に移動させ、直線状に延びる第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させてもよい。この場合、中央領域に形成される改質スポットのピッチは、第１及び第２集光点の少なくとも一方を直線的に移動させる速度等の加工条件によって制御可能となる。中央領域に形成される改質領域に含まれる改質スポットが密になり過ぎることを回避することが可能となる。【００１９】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、中央領域以外の主領域と、を含み、制御部は、主領域に対して第１剥離処理を実行し、中央領域に対する第１及び第２レーザ光の照射を停止させてもよい。この場合、中央領域には改質領域が形成されないことから、中央領域に形成される改質領域に含まれる改質スポットが密になり過ぎることを回避することが可能となる。【００２０】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、中央領域以外の主領域と、を含み、制御部は、主領域に対して、形成する第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチが第１ピッチになるように第１剥離処理を実行し、中央領域に対して、支持部を回転させながら又は回転させずに第１及び第２レーザ光の少なくとも一方を照射させる共に、第１及び第２集光点の少なくとも一方の移動を制御することにより、対象物の内部における仮想面に沿って、含まれる複数の改質スポットのピッチが第１ピッチ未満となるように第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させる第３剥離処理を実行してもよい。これにより、中央領域では、主領域よりも当該ピッチが詰まった加工制御を実施できる。効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。【００２１】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置において、第３剥離処理では、含まれる複数の改質スポットのピッチが一定にならないように第１及び第２改質領域の少なくとも一方を形成させてもよい。この場合、剥離加工を具体的に実現しつつ、中央領域では当該ピッチを一定にする制御を不要にできる。【００２２】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、対象物は、鉛直方向から見て、中央領域と、中央領域以外の主領域と、を含み、制御部は、支持部の回転速度を、最低回転速度から最大回転速度まで変更可能であり、中央領域に対して、最大回転速度で支持部を回転させながら第１及び第２レーザ光を照射させる第１剥離処理を実行し、主領域に対して、中央領域に第１及び第２集光点が近づくにつれて段階的に大きくなる回転速度で支持部を回転させながら第１及び第２レーザ光を照射させる第１剥離処理を実行してもよい。この場合でも、効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。【００２３】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置では、支持部には、支持部の回転軸上以外の位置に、複数の対象物が載置されていてもよい。この場合、対象物に含まれる中央領域において、周速度が大幅に落ちる懸念を解消することができる。中央領域に形成される改質領域に含まれる改質スポットが密になり過ぎることを回避することができる。【００２４】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置は、対象物が載置され、鉛直方向に沿う軸を中心に回転可能な支持部と、支持部に載置された対象物に第１レーザ光及び第２レーザ光を照射し、当該対象物の内部に第１改質領域及び第２改質領域を形成するレーザ加工ヘッドと、第１レーザ光の集光点である第１集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１鉛直移動機構と、第２レーザ光の集光点である第２集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２鉛直移動機構と、第１集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１水平移動機構と、第２集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２水平移動機構と、支持部の回転、レーザ加工ヘッドからの第１及び第２レーザ光の照射、並びに、第１及び第２集光点の移動を制御する制御部と、を備える。【００２５】
このレーザ加工装置においても、対象物に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一側面によれば、対象物に対する種々の加工を効率よく行うことが可能なレーザ加工装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示されるレーザ加工装置の一部分の正面図である。
【図３】図３は、図１に示されるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの正面図である。
【図４】図４は、図３に示されるレーザ加工ヘッドの側面図である。
【図５】図５は、図３に示されるレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。
【図６】図６は、変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。
【図７】図７は、変形例のレーザ加工装置の一部分の正面図である。
【図８】図８は、変形例のレーザ加工装置の斜視図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、対象物の例を示す平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す対象物の側面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、第１実施形態に係るトリミング加工を説明するための対象物の側面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示す対象物の側面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、図１１（ｂ）の続きを示す対象物の側面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、図１２（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す対象物の側面図である。図１３（ｃ）は、第１実施形態に係る剥離加工を説明するための対象物の側面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、図１３（ｃ）の続きを示す対象物の平面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す対象物の側面図である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。図１４（ｄ）は、第１実施形態に係る研磨加工を説明するための対象物の側面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、第１実施形態に係る第１剥離処理を説明するための対象物の平面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、図１５（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図１７】図１７は、図１６（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、第１及び第２レーザ光を分岐する場合の例を説明する図である。図１８（ｂ）は、第１及び第２レーザ光を分岐する場合の他の例を説明する図である。
【図１９】図１９（ａ）は、第２実施形態に係るトリミング加工を説明するための対象物の側面図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）の続きを示す対象物の側面図である。図１９（ｃ）は、図１９（ｂ）の続きを示す対象物の側面図である。
【図２０】図２０は、図１９（ｃ）の続きを示す対象物の斜視図である。
【図２１】図２１（ａ）は、対象物の例を示す平面図である。図２１（ｂ）は、第３実施形態に係る第１剥離処理を説明するための対象物の平面図である。図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図２２】図２２は、変形例に係る第１剥離処理を説明するための対象物の平面図である。
【図２３】図２３は、第４実施形態に係る第１剥離処理を説明するための対象物の平面図である。
【図２４】図２４は、図２３の続きを示す対象物の平面図である。
【図２５】図２５は、図２４の続きを示す対象物の平面図である。
【図２６】図２６は、図２５の続きを示す対象物の平面図である。
【図２７】図２７は、第５実施形態に係る剥離加工を説明するための対象物の平面図である。
【図２８】図２８は、図２７の続きを示す対象物の平面図である。
【図２９】図２９は、第６実施形態に係る剥離加工を説明するための対象物の平面図である。
【図３０】図３０は、第７実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。
【図３１】図３１は、第８実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。
【図３２】図３２（ａ）は、第８実施形態に係る周縁処理を説明するための対象物の平面図である。図３２（ｂ）は、図３２（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図３３】図３３（ａ）は、図３２（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。図３３（ｂ）は、図３３（ａ）に示す対象物の側面図である。図３３（ｃ）は、図３３（ａ）に示す対象物の他の側面図である。
【図３４】図３４（ａ）は、第８実施形態に係る除去処理を説明するための対象物の平面図である。図３４（ｂ）は、図３４（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図３５】図３５は、図３４（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。
【図３６】図３６は、変形例に係る除去処理を説明するための対象物の平面図である。
【図３７】図３７は、第９実施形態に係る周縁処理における第１〜第４レーザ光の照射及び停止のタイミングを示すグラフである。
【図３８】図３８は、第１０実施形態に係る第１剥離処理を説明するための対象物の平面図である。
【図３９】図３９は、第１１実施形態に係る第１剥離処理を説明するための対象物の平面図である。
【図４０】図４０は、第１２実施形態に係る第１剥離処理を説明するための対象物の平面図である。
【図４１】図４１は、第１３実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。
【図４２】図４２は、第１４実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。
【図４３】図４３（ａ）は、トリミング加工後の対象物の除去領域を示す写真図である。図４３（ｂ）は、トリミング加工後の対象物の有効領域を示す写真図である。
【図４４】図４４（ａ）は、剥離加工により対象物に形成された改質領域を示す撮像画像である。図４４（ｂ）は、剥離加工後の対象物を示す写真図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
まず、レーザ加工装置の基本的な構成、作用、効果及び変形例について説明する。
【００３０】
［レーザ加工装置の構成］
図１に示されるように、レーザ加工装置１は、複数の移動機構５，６と、支持部７と、１対のレーザ加工ヘッド（第１レーザ加工ヘッド、第２レーザ加工ヘッド）１０Ａ，１０Ｂと、光源ユニット８と、制御部９と、を備えている。以下、第１方向をＸ方向、第１方向に垂直な第２方向をＹ方向、第１方向及び第２方向に垂直な第３方向をＺ方向という。本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。
【００３１】
移動機構５は、固定部５１と、移動部５３と、取付部５５と、を有している。固定部５１は、装置フレーム１ａに取り付けられている。移動部５３は、固定部５１に設けられたレールに取り付けられており、Ｙ方向に沿って移動することができる。取付部５５は、移動部５３に設けられたレールに取り付けられており、Ｘ方向に沿って移動することができる。
【００３２】
移動機構６は、固定部６１と、１対の移動部（第１移動部、第２移動部）６３，６４と、１対の取付部（第１取付部、第２取付部）６５，６６と、を有している。固定部６１は、装置フレーム１ａに取り付けられている。１対の移動部６３，６４のそれぞれは、固定部６１に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Ｙ方向に沿って移動することができる。取付部６５は、移動部６３に設けられたレールに取り付けられており、Ｚ方向に沿って移動することができる。取付部６６は、移動部６４に設けられたレールに取り付けられており、Ｚ方向に沿って移動することができる。つまり、装置フレーム１ａに対しては、１対の取付部６５，６６のそれぞれが、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれに沿って移動することができる。移動部６３，６４のそれぞれは、第１及び第２水平移動機構（水平移動機構）をそれぞれ構成する。取付部６５，６６のそれぞれは、第１及び第２鉛直移動機構（鉛直移動機構）をそれぞれ構成する。
【００３３】
支持部７は、移動機構５の取付部５５に設けられた回転軸に取り付けられており、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。つまり、支持部７は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動することができ、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。支持部７は、対象物１００を支持する。対象物１００は、例えば、ウェハである。
【００３４】
図１及び図２に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ａは、移動機構６の取付部６５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ａは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光Ｌ１（「第１レーザ光Ｌ１」とも称する）を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、移動機構６の取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光Ｌ２（「第２レーザ光Ｌ２」とも称する）を照射する。
【００３５】
光源ユニット８は、１対の光源８１，８２を有している。光源８１は、レーザ光Ｌ１を出力する。レーザ光Ｌ１は、光源８１の出射部８１ａから出射され、光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ａに導光される。光源８２は、レーザ光Ｌ２を出力する。レーザ光Ｌ２は、光源８２の出射部８２ａから出射され、別の光ファイバ２によってレーザ加工ヘッド１０Ｂに導光される。
【００３６】
制御部９は、レーザ加工装置１の各部（複数の移動機構５，６、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂ、及び光源ユニット８等）を制御する。制御部９は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部９では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部９は、各種機能を実現する。
【００３７】
以上のように構成されたレーザ加工装置１による加工の一例について説明する。当該加工の一例は、ウェハである対象物１００を複数のチップに切断するために、格子状に設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物１００の内部に改質領域を形成する例である。
【００３８】
まず、対象物１００を支持している支持部７がＺ方向において１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと対向するように、移動機構５が、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って支持部７を移動させる。続いて、対象物１００において一方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。
【００３９】
続いて、一方向に延在する一のライン上にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、一方向に延在する他のライン上にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。続いて、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。
【００４０】
続いて、光源８１がレーザ光Ｌ１を出力してレーザ加工ヘッド１０Ａが対象物１００にレーザ光Ｌ１を照射すると共に、光源８２がレーザ光Ｌ２を出力してレーザ加工ヘッド１０Ｂが対象物１００にレーザ光Ｌ２を照射する。それと同時に、一方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点が相対的に移動し且つ一方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光Ｌ２の集光点が相対的に移動するように、移動機構５が、Ｘ方向に沿って支持部７を移動させる。このようにして、レーザ加工装置１は、対象物１００において一方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物１００の内部に改質領域を形成する。
【００４１】
続いて、対象物１００において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインがＸ方向に沿うように、移動機構５が、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。
【００４２】
続いて、他方向に延在する一のライン上にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、他方向に延在する他のライン上にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｙ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。続いて、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ１の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ａを移動させる。その一方で、対象物１００の内部にレーザ光Ｌ２の集光点が位置するように、移動機構６が、Ｚ方向に沿ってレーザ加工ヘッド１０Ｂを移動させる。
【００４３】
続いて、光源８１がレーザ光Ｌ１を出力してレーザ加工ヘッド１０Ａが対象物１００にレーザ光Ｌ１を照射すると共に、光源８２がレーザ光Ｌ２を出力してレーザ加工ヘッド１０Ｂが対象物１００にレーザ光Ｌ２を照射する。それと同時に、他方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光Ｌ１の集光点が相対的に移動し且つ他方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光Ｌ２の集光点が相対的に移動するように、移動機構５が、Ｘ方向に沿って支持部７を移動させる。このようにして、レーザ加工装置１は、対象物１００において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物１００の内部に改質領域を形成する。
【００４４】
なお、上述した加工の一例では、光源８１は、例えばパルス発振方式によって、対象物１００に対して透過性を有するレーザ光Ｌ１を出力し、光源８２は、例えばパルス発振方式によって、対象物１００に対して透過性を有するレーザ光Ｌ２を出力する。そのようなレーザ光が対象物１００の内部に集光されると、レーザ光の集光点に対応する部分においてレーザ光が特に吸収され、対象物１００の内部に改質領域が形成される。改質領域は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。
【００４５】
パルス発振方式によって出力されたレーザ光が対象物１００に照射され、対象物１００に設定されたラインに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動させられると、複数の改質スポットがラインに沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポットは、１パルスのレーザ光の照射によって形成される。１列の改質領域は、１列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物１００に対するレーザ光の集光点の相対的な移動速度及びレーザ光の繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
［レーザ加工ヘッドの構成］
【００４６】
図３及び図４に示されるように、レーザ加工ヘッド１０Ａは、筐体１１と、入射部１２と、調整部１３と、集光部１４と、を備えている。
【００４７】
筐体１１は、第１壁部２１及び第２壁部２２、第３壁部２３及び第４壁部２４、並びに、第５壁部２５及び第６壁部２６を有している。第１壁部２１及び第２壁部２２は、Ｘ方向において互いに対向している。第３壁部２３及び第４壁部２４は、Ｙ方向において互いに対向している。第５壁部２５及び第６壁部２６は、Ｚ方向において互いに対向している。
【００４８】
第３壁部２３と第４壁部２４との距離は、第１壁部２１と第２壁部２２との距離よりも小さい。第１壁部２１と第２壁部２２との距離は、第５壁部２５と第６壁部２６との距離よりも小さい。なお、第１壁部２１と第２壁部２２との距離は、第５壁部２５と第６壁部２６との距離と等しくてもよいし、或いは、第５壁部２５と第６壁部２６との距離よりも大きくてもよい。
【００４９】
レーザ加工ヘッド１０Ａでは、第１壁部２１は、移動機構６の固定部６１側に位置しており、第２壁部２２は、固定部６１とは反対側に位置している。第３壁部２３は、移動機構６の取付部６５側に位置しており、第４壁部２４は、取付部６５とは反対側であってレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置している（図２参照）。第５壁部２５は、支持部７とは反対側に位置しており、第６壁部２６は、支持部７側に位置している。
【００５０】
筐体１１は、第３壁部２３が移動機構６の取付部６５側に配置された状態で筐体１１が取付部６５に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部６５は、ベースプレート６５ａと、取付プレート６５ｂと、を有している。ベースプレート６５ａは、移動部６３に設けられたレールに取り付けられている（図２参照）。取付プレート６５ｂは、ベースプレート６５ａにおけるレーザ加工ヘッド１０Ｂ側の端部に立設されている（図２参照）。筐体１１は、第３壁部２３が取付プレート６５ｂに接触した状態で、台座２７を介してボルト２８が取付プレート６５ｂに螺合されることで、取付部６５に取り付けられている。台座２７は、第１壁部２１及び第２壁部２２のそれぞれに設けられている。筐体１１は、取付部６５に対して着脱可能である。
【００５１】
入射部１２は、第５壁部２５に取り付けられている。入射部１２は、筐体１１内にレーザ光Ｌ１を入射させる。入射部１２は、Ｘ方向においては第２壁部２２側（一方の壁部側）に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における入射部１２と第２壁部２２との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第１壁部２１との距離よりも小さく、Ｙ方向における入射部１２と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における入射部１２と第３壁部２３との距離よりも小さい。
【００５２】
入射部１２は、光ファイバ２の接続端部２ａが接続可能となるように構成されている。光ファイバ２の接続端部２ａには、ファイバの出射端から出射されたレーザ光Ｌ１をコリメートするコリメータレンズが設けられており、戻り光を抑制するアイソレータが設けられていない。当該アイソレータは、接続端部２ａよりも光源８１側であるファイバの途中に設けられている。これにより、接続端部２ａの小型化、延いては、入射部１２の小型化が図られている。なお、光ファイバ２の接続端部２ａにアイソレータが設けられていてもよい。
【００５３】
調整部１３は、筐体１１内に配置されている。調整部１３は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１を調整する。調整部１３が有する各構成は、筐体１１内に設けられた光学ベース２９に取り付けられている。光学ベース２９は、筐体１１内の領域を第３壁部２３側の領域と第４壁部２４側の領域とに仕切るように、筐体１１に取り付けられている。光学ベース２９は、筐体１１と一体となっている。調整部１３が有する各構成は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている調整部１３が有する各構成の詳細については後述する。
【００５４】
集光部１４は、第６壁部２６に配置されている。具体的には、集光部１４は、第６壁部２６に形成された孔２６ａに挿通された状態で、第６壁部２６に配置されている。集光部１４は、調整部１３によって調整されたレーザ光Ｌ１を集光しつつ筐体１１外に出射させる。集光部１４は、Ｘ方向においては第２壁部２２側（一方の壁部側）に片寄っており、Ｙ方向においては第４壁部２４側に片寄っている。つまり、Ｘ方向における集光部１４と第２壁部２２との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第１壁部２１との距離よりも小さく、Ｙ方向における集光部１４と第４壁部２４との距離は、Ｘ方向における集光部１４と第３壁部２３との距離よりも小さい。
【００５５】
図５に示されるように、調整部１３は、アッテネータ３１と、ビームエキスパンダ３２と、ミラー３３と、を有している。入射部１２、並びに、調整部１３のアッテネータ３１、ビームエキスパンダ３２及びミラー３３は、Ｚ方向に沿って延在する直線（第１直線）Ａ１上に配置されている。アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２は、直線Ａ１上において、入射部１２とミラー３３との間に配置されている。アッテネータ３１は、入射部１２から入射したレーザ光Ｌ１の出力を調整する。ビームエキスパンダ３２は、アッテネータ３１で出力が調整されたレーザ光Ｌ１の径を拡大する。ミラー３３は、ビームエキスパンダ３２で径が拡大されたレーザ光Ｌ１を反射する。
【００５６】
調整部１３は、反射型空間光変調器３４と、結像光学系３５と、を更に有している。調整部１３の反射型空間光変調器３４及び結像光学系３５、並びに、集光部１４は、Ｚ方向に沿って延在する直線（第２直線）Ａ２上に配置されている。反射型空間光変調器３４は、ミラー３３で反射されたレーザ光Ｌ１を変調する。反射型空間光変調器３４は、例えば、反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid  Crystal  on  Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial  Light  Modulator）である。結像光学系３５は、反射型空間光変調器３４の反射面３４ａと集光部１４の入射瞳面１４ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。結像光学系３５は、３つ以上のレンズによって構成されている。
【００５７】
直線Ａ１及び直線Ａ２は、Ｙ方向に垂直な平面上に位置している。直線Ａ１は、直線Ａ２に対して第２壁部２２側（一方の壁部側）に位置している。レーザ加工ヘッド１０Ａでは、レーザ光Ｌ１は、入射部１２から筐体１１内に入射して直線Ａ１上を進行し、ミラー３３及び反射型空間光変調器３４で順次に反射された後、直線Ａ２上を進行して集光部１４から筐体１１外に出射する。なお、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２の配列の順序は、逆であってもよい。また、アッテネータ３１は、ミラー３３と反射型空間光変調器３４との間に配置されていてもよい。また、調整部１３は、他の光学部品（例えば、ビームエキスパンダ３２の前に配置されるステアリングミラー等）を有していてもよい。
【００５８】
レーザ加工ヘッド１０Ａは、ダイクロイックミラー１５と、測定部１６と、観察部１７と、駆動部１８と、回路部１９と、を更に備えている。
【００５９】
ダイクロイックミラー１５は、直線Ａ２上において、結像光学系３５と集光部１４との間に配置されている。つまり、ダイクロイックミラー１５は、筐体１１内において、調整部１３と集光部１４との間に配置されている。ダイクロイックミラー１５は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。ダイクロイックミラー１５は、レーザ光Ｌ１を透過させる。ダイクロイックミラー１５は、非点収差を抑制する観点では、例えば、キューブ型、又は、ねじれの関係を有するように配置された２枚のプレート型であってもよい。
【００６０】
測定部１６は、筐体１１内において、調整部１３に対して第１壁部２１側（一方の壁部側とは反対側）に配置されている。測定部１６は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。測定部１６は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌ１が入射する側の表面）と集光部１４との距離を測定するための測定光Ｌ１０を出力し、集光部１４を介して、対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０を検出する。つまり、測定部１６から出力された測定光Ｌ１０は、集光部１４を介して対象物１００の表面に照射され、対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０は、集光部１４を介して測定部１６で検出される。
【００６１】
より具体的には、測定部１６から出力された測定光Ｌ１０は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられたビームスプリッタ２０及びダイクロイックミラー１５で順次に反射され、集光部１４から筐体１１外に出射する。対象物１００の表面で反射された測定光Ｌ１０は、集光部１４から筐体１１内に入射してダイクロイックミラー１５及びビームスプリッタ２０で順次に反射され、測定部１６に入射し、測定部１６で検出される。
【００６２】
観察部１７は、筐体１１内において、調整部１３に対して第１壁部２１側（一方の壁部側とは反対側）に配置されている。観察部１７は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。観察部１７は、対象物１００の表面（例えば、レーザ光Ｌ１が入射する側の表面）を観察するための観察光Ｌ２０を出力し、集光部１４を介して、対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０を検出する。つまり、観察部１７から出力された観察光Ｌ２０は、集光部１４を介して対象物１００の表面に照射され、対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０は、集光部１４を介して観察部１７で検出される。
【００６３】
より具体的には、観察部１７から出力された観察光Ｌ２０は、ビームスプリッタ２０を透過してダイクロイックミラー１５で反射され、集光部１４から筐体１１外に出射する。対象物１００の表面で反射された観察光Ｌ２０は、集光部１４から筐体１１内に入射してダイクロイックミラー１５で反射され、ビームスプリッタ２０を透過して観察部１７に入射し、観察部１７で検出される。なお、レーザ光Ｌ１、測定光Ｌ１０及び観察光Ｌ２０のそれぞれの波長は、互いに異なっている（少なくともそれぞれの中心波長が互いにずれている）。
【００６４】
駆動部１８は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。筐体１１の第６壁部２６に取り付けられている。駆動部１８は、例えば圧電素子の駆動力によって、第６壁部２６に配置された集光部１４をＺ方向に沿って移動させる。
【００６５】
回路部１９は、筐体１１内において、光学ベース２９に対して第３壁部２３側に配置されている。つまり、回路部１９は、筐体１１内において、調整部１３、測定部１６及び観察部１７に対して第３壁部２３側に配置されている。回路部１９は、例えば、複数の回路基板である。回路部１９は、測定部１６から出力された信号、及び反射型空間光変調器３４に入力する信号を処理する。回路部１９は、測定部１６から出力された信号に基づいて駆動部１８を制御する。一例として、回路部１９は、測定部１６から出力された信号に基づいて、対象物１００の表面と集光部１４との距離が一定に維持されるように（すなわち、対象物１００の表面とレーザ光Ｌ１の集光点との距離が一定に維持されるように）、駆動部１８を制御する。なお、筐体１１には、回路部１９を制御部９（図１参照）等に電気的に接続するための配線が接続されるコネクタ（図示省略）が設けられている。
【００６６】
レーザ加工ヘッド１０Ｂは、レーザ加工ヘッド１０Ａと同様に、筐体１１と、入射部１２と、調整部１３と、集光部１４と、ダイクロイックミラー１５と、測定部１６と、観察部１７と、駆動部１８と、回路部１９と、を備えている。ただし、レーザ加工ヘッド１０Ｂの各構成は、図２に示されるように、１対の取付部６５，６６間の中点を通り且つＹ方向に垂直な仮想平面に関して、レーザ加工ヘッド１０Ａの各構成と面対称の関係を有するように、配置されている。
【００６７】
例えば、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体（第１筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６５に取り付けられている。これに対し、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体（第２筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ａ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６６に取り付けられている。
【００６８】
レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第３壁部２３が取付部６６側に配置された状態で筐体１１が取付部６６に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部６６は、ベースプレート６６ａと、取付プレート６６ｂと、を有している。ベースプレート６６ａは、移動部６３に設けられたレールに取り付けられている。取付プレート６６ｂは、ベースプレート６６ａにおけるレーザ加工ヘッド１０Ａ側の端部に立設されている。レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、第３壁部２３が取付プレート６６ｂに接触した状態で、取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１は、取付部６６に対して着脱可能である。
［作用及び効果］
【００６９】
レーザ加工ヘッド１０Ａでは、レーザ光Ｌ１を出力する光源が筐体１１内に設けられていないため、筐体１１の小型化を図ることができる。更に、筐体１１において、第３壁部２３と第４壁部２４との距離が第１壁部２１と第２壁部２２との距離よりも小さく、第６壁部２６に配置された集光部１４がＹ方向において第４壁部２４側に片寄っている。これにより、集光部１４の光軸に垂直な方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第４壁部２４側に他の構成（例えば、レーザ加工ヘッド１０Ｂ）が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。よって、レーザ加工ヘッド１０Ａは、集光部１４をその光軸に垂直な方向に沿って移動させるのに好適である。
【００７０】
また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２が、第５壁部２５に設けられており、Ｙ方向において第４壁部２４側に片寄っている。これにより、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第３壁部２３側の領域に他の構成（例えば、回路部１９）を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。
【００７１】
また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、集光部１４が、Ｘ方向において第２壁部２２側に片寄っている。これにより、集光部１４の光軸に垂直な方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第２壁部２２側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。
【００７２】
また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２が、第５壁部２５に設けられており、Ｘ方向において第２壁部２２側に片寄っている。これにより、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第１壁部２１側の領域に他の構成（例えば、測定部１６及び観察部１７）を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。
【００７３】
また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、測定部１６及び観察部１７が、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第１壁部２１側の領域に配置されており、回路部１９が、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第３壁部２３側に配置されており、ダイクロイックミラー１５が、筐体１１内において調整部１３と集光部１４との間に配置されている。これにより、筐体１１内の領域を有効に利用することができる。更に、レーザ加工装置１において、対象物１００の表面と集光部１４との距離の測定結果に基づいた加工が可能となる。また、レーザ加工装置１において、対象物１００の表面の観察結果に基づいた加工が可能となる。
【００７４】
また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、回路部１９が、測定部１６から出力された信号に基づいて駆動部１８を制御する。これにより、対象物１００の表面と集光部１４との距離の測定結果に基づいてレーザ光Ｌ１の集光点の位置を調整することができる。
【００７５】
また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、入射部１２、並びに、調整部１３のアッテネータ３１、ビームエキスパンダ３２及びミラー３３が、Ｚ方向に沿って延在する直線Ａ１上に配置されており、調整部１３の反射型空間光変調器３４、結像光学系３５及び集光部１４、並びに、集光部１４が、Ｚ方向に沿って延在する直線Ａ２上に配置されている。これにより、アッテネータ３１、ビームエキスパンダ３２、反射型空間光変調器３４及び結像光学系３５を有する調整部１３をコンパクトに構成することができる。
【００７６】
また、レーザ加工ヘッド１０Ａでは、直線Ａ１が、直線Ａ２に対して第２壁部２２側に位置している。これにより、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第１壁部２１側の領域において、集光部１４を用いた他の光学系（例えば、測定部１６及び観察部１７）を構成する場合に、当該他の光学系の構成の自由度を向上させることができる。
【００７７】
以上の作用及び効果は、レーザ加工ヘッド１０Ｂによっても同様に奏される。
【００７８】
また、レーザ加工装置１では、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４が、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１においてレーザ加工ヘッド１０Ｂ側に片寄っており、レーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４が、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１においてレーザ加工ヘッド１０Ａ側に片寄っている。これにより、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢのそれぞれをＹ方向に沿って移動させる場合に、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４とレーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４とを互いに近付けることができる。よって、レーザ加工装置１によれば、対象物１００を効率良く加工することができる。
【００７９】
また、レーザ加工装置１では、１対の取付部６５，６６のそれぞれが、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれに沿って移動する。これにより、対象物１００をより効率良く加工することができる。
【００８０】
また、レーザ加工装置１では、支持部７が、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動し、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転する。これにより、対象物１００をより効率良く加工することができる。
［変形例］
【００８１】
例えば、図６に示されるように、入射部１２、調整部１３及び集光部１４は、Ｚ方向に沿って延在する直線Ａ上に配置されていてもよい。これによれば、調整部１３をコンパクトに構成することができる。その場合、調整部１３は、反射型空間光変調器３４及び結像光学系３５を有していなくてもよい。また、調整部１３は、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２を有していてもよい。これによれば、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２を有する調整部１３をコンパクトに構成することができる。なお、アッテネータ３１及びビームエキスパンダ３２の配列の順序は、逆であってもよい。
【００８２】
また、筐体１１は、第１壁部２１、第２壁部２２、第３壁部２３及び第５壁部２５の少なくとも１つがレーザ加工装置１の取付部６５（又は取付部６６）側に配置された状態で筐体１１が取付部６５（又は取付部６６）に取り付けられるように、構成されていればよい。また、集光部１４は、少なくともＹ方向において第４壁部２４側に片寄っていればよい。これらによれば、Ｙ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第４壁部２４側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。また、Ｚ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、対象物１００に集光部１４を近付けることができる。
【００８３】
また、集光部１４は、Ｘ方向において第１壁部２１側に片寄っていてもよい。これによれば、集光部１４の光軸に垂直な方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第１壁部２１側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。その場合、入射部１２は、Ｘ方向において第１壁部２１側に片寄っていてもよい。これによれば、筐体１１内の領域のうち調整部１３に対して第２壁部２２側の領域に他の構成（例えば、測定部１６及び観察部１７）を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。
【００８４】
また、光源ユニット８の出射部８１ａからレーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２へのレーザ光Ｌ１の導光、及び光源ユニット８の出射部８２ａからレーザ加工ヘッド１０Ｂの入射部１２へのレーザ光Ｌ２の導光の少なくとも１つは、ミラーによって実施されてもよい。図７は、レーザ光Ｌ１がミラーによって導光されるレーザ加工装置１の一部分の正面図である。図７に示される構成では、レーザ光Ｌ１を反射するミラー３が、Ｙ方向において光源ユニット８の出射部８１ａと対向し且つＺ方向においてレーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２と対向するように、移動機構６の移動部６３に取り付けられている。
【００８５】
図７に示される構成では、移動機構６の移動部６３をＹ方向に沿って移動させても、Ｙ方向においてミラー３が光源ユニット８の出射部８１ａと対向する状態が維持される。また、移動機構６の取付部６５をＺ方向に沿って移動させても、Ｚ方向においてミラー３がレーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２と対向する状態が維持される。したがって、レーザ加工ヘッド１０Ａの位置によらず、光源ユニット８の出射部８１ａから出射されたレーザ光Ｌ１を、レーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２に確実に入射させることができる。しかも、光ファイバ２による導光が困難な高出力長短パルスレーザ等の光源を利用することもできる。
【００８６】
また、図７に示される構成では、ミラー３は、角度調整及び位置調整の少なくとも１つが可能となるように、移動機構６の移動部６３に取り付けられていてもよい。これによれば、光源ユニット８の出射部８１ａから出射されたレーザ光Ｌ１を、レーザ加工ヘッド１０Ａの入射部１２に、より確実に入射させることができる。
【００８７】
また、光源ユニット８は、１つの光源を有するものであってもよい。その場合、光源ユニット８は、１つの光源から出力されたレーザ光の一部を出射部８１ａから出射させ且つ当該レーザ光の残部を出射部８２ｂから出射させるように、構成されていればよい。
【００８８】
また、レーザ加工装置１は、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えていてもよい。１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１でも、集光部１４の光軸に垂直なＹ方向に沿って筐体１１を移動させる場合に、例えば、第４壁部２４側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部１４を近付けることができる。よって、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１によっても、対象物１００を効率良く加工することができる。また、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１において、取付部６５がＺ方向に沿って移動すれば、対象物１００をより効率良く加工することができる。また、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａを備えるレーザ加工装置１において、支持部７が、Ｘ方向に沿って移動し、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転すれば、対象物１００をより効率良く加工することができる。
【００８９】
また、レーザ加工装置１は、３つ以上のレーザ加工ヘッドを備えていてもよい。図８は、２対のレーザ加工ヘッドを備えるレーザ加工装置１の斜視図である。図８に示されるレーザ加工装置１は、複数の移動機構２００，３００，４００と、支持部７と、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと、１対のレーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０Ｄと、光源ユニット（図示省略）と、を備えている。
【００９０】
移動機構２００は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれの方向に沿って支持部７を移動させ、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として支持部７を回転させる。
【００９１】
移動機構３００は、固定部３０１と、１対の取付部（第１取付部、第２取付部）３０５，３０６と、を有している。固定部３０１は、装置フレーム（図示省略）に取り付けられている。１対の取付部３０５，３０６のそれぞれは、固定部３０１に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Ｙ方向に沿って移動することができる。
【００９２】
移動機構４００は、固定部４０１と、１対の取付部（第１取付部、第２取付部）４０５，４０６と、を有している。固定部４０１は、装置フレーム（図示省略）に取り付けられている。１対の取付部４０５，４０６のそれぞれは、固定部４０１に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Ｘ方向に沿って移動することができる。なお、固定部４０１のレールは、固定部３０１のレールと立体的に交差するように配置されている。
【００９３】
レーザ加工ヘッド１０Ａは、移動機構３００の取付部３０５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ａは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ａから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、移動機構３００の取付部３０６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｂは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｂから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。
【００９４】
レーザ加工ヘッド１０Ｃは、移動機構４００の取付部４０５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｃは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｃから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。レーザ加工ヘッド１０Ｄは、移動機構４００の取付部４０６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｄは、Ｚ方向において支持部７と対向した状態で、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１０Ｄから出射されるレーザ光は、光源ユニット（図示省略）から光ファイバ２によって導光される。
【００９５】
図８に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの構成は、図１に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの構成と同様である。図８に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０Ｄの構成は、図１に示されるレーザ加工装置１における１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＺ方向に平行な軸線を中心線として９０度回転した場合の１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの構成と同様である。
【００９６】
例えば、レーザ加工ヘッド１０Ｃの筐体（第１筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｄ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６５に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｃの集光部１４は、Ｙ方向において第４壁部２４側（すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ｄ側）に片寄っている。
【００９７】
レーザ加工ヘッド１０Ｄの筐体（第２筐体）１１は、第４壁部２４が第３壁部２３に対してレーザ加工ヘッド１０Ｃ側に位置し且つ第６壁部２６が第５壁部２５に対して支持部７側に位置するように、取付部６６に取り付けられている。レーザ加工ヘッド１０Ｄの集光部１４は、Ｙ方向において第４壁部２４側（すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ｃ側）に片寄っている。
【００９８】
以上により、図８に示されるレーザ加工装置１では、１対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢのそれぞれをＹ方向に沿って移動させる場合に、レーザ加工ヘッド１０Ａの集光部１４とレーザ加工ヘッド１０Ｂの集光部１４とを互いに近付けることができる。また、１対のレーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０ＤのそれぞれをＸ方向に沿って移動させる場合に、レーザ加工ヘッド１０Ｃの集光部１４とレーザ加工ヘッド１０Ｄの集光部１４とを互いに近付けることができる。
【００９９】
また、レーザ加工ヘッド及びレーザ加工装置は、対象物１００の内部に改質領域を形成するためのものに限定されず、他のレーザ加工を実施するためのものであってもよい。
【０１００】
次に、各実施形態を説明する。以下、上述した実施形態と重複する説明は省略する。
【０１０１】
［第１実施形態］
図９に示される第１実施形態に係るレーザ加工装置１０１は、対象物１００にトリミング加工及び剥離加工を施し、半導体デバイスを取得（製造）する装置である。レーザ加工装置１０１は、ステージ１０７、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂ、第１及び第２Ｚ軸レール１０６Ａ，１０６Ｂ、Ｘ軸レール１０８、アライメントカメラ１１０、並びに、制御部９を備える。
【０１０２】
トリミング加工は、対象物１００において不要部分を除去する加工である。剥離加工は、対象物１００の一部分を剥離する加工である。対象物１００は、例えば円板状に形成された半導体ウェハを含む。対象物としては特に限定されず、種々の材料で形成されていてもよいし、種々の形状を呈していてもよい。対象物１００の表面１００ａには、機能素子（不図示）が形成されている。機能素子は、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。なお、以下においては、Ｘ方向が上記レーザ加工装置１（図１参照）のＹ方向に対応し、Ｙ方向が上記レーザ加工装置１（図１参照）のＸ方向に対応する。
【０１０３】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、対象物１００には、有効領域Ｒ及び除去領域Ｅが設定されている。有効領域Ｒは、取得する半導体デバイスに対応する部分である。ここでの有効領域Ｒは、対象物１００を厚さ方向から見て中央部分を含む円板状の部分である。除去領域Ｅは、対象物１００における有効領域Ｒよりも外側の領域である。除去領域Ｅは、対象物１００において有効領域Ｒ以外の部分である。ここでの除去領域Ｅは、有効領域Ｒを囲う円環状の部分である。除去領域Ｅは、対象物１００を厚さ方向から見て周縁部分（外縁のベベル部）を含む。
【０１０４】
対象物１００には、仮想面Ｍ１が設定されている。仮想面Ｍ１は、対象物１００のレーザ光入射面である裏面１００ｂに対向する面である。仮想面Ｍ１は、裏面１００ｂに平行な面であり、例えば円形状を呈している。仮想面Ｍ１は、有効領域Ｒに設定されている。仮想面Ｍ１は、仮想的な領域であり、平面に限定されず、曲面ないし３次元状の面であってもよい。有効領域Ｒ、除去領域Ｅ及び仮想面Ｍ１の設定は、制御部９において行うことができる。有効領域Ｒ、除去領域Ｅ及び仮想面Ｍ１は、座標指定されたものであってもよい。
【０１０５】
ステージ１０７は、対象物１００が載置される支持部である。ステージ１０７は、上記支持部７（図１参照）と同様に構成されている。本実施形態のステージ１０７には、対象物１００の裏面１００ｂをレーザ入射面側である上側にした状態（表面１００ａをステージ１０７側である下側にした状態）で、対象物１００が載置されている。ステージ１０７は、その中心に設けられた回転軸Ｃを有する。回転軸Ｃは、Ｚ方向に沿って延びる軸である。ステージ１０７は、回転軸Ｃを中心に回転可能である。ステージ１０７は、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により回転駆動される。
【０１０６】
第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、ステージ１０７に載置された対象物１００に第１レーザ光Ｌ１をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に第１改質領域を形成する。第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、第１Ｚ軸レール１０６Ａ及びＸ軸レール１０８に取り付けられている。第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、第１Ｚ軸レール１０６Ａに沿ってＺ方向に直線的に移動可能である。第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、Ｘ軸レール１０８に沿ってＸ方向に直線的に移動可能である。
【０１０７】
第１レーザ加工ヘッド１０Ａでは、次のように、第１レーザ光Ｌ１の照射（出力）の開始及び停止（ＯＮ／ＯＦＦ）を切替え可能である。レーザ発振器が固体レーザで構成されている場合、共振器内に設けられたＱスイッチ（ＡＯＭ（音響光学変調器）、ＥＯＭ（電気光学変調器）等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止が高速に切り替えられる。レーザ発振器がファイバレーザで構成されている場合、シードレーザ、アンプ（励起用）レーザを構成する半導体レーザの出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止が高速に切り替えられる。レーザ発振器が外部変調素子を用いている場合、共振器外に設けられた外部変調素子（ＡＯＭ、ＥＯＭ等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、第１レーザ光Ｌ１の照射のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。また、第１レーザ加工ヘッド１０Ａでは、シャッタ等の機械式の機構によって第１レーザ光Ｌ１の光路を開閉してもよく、この場合、第１レーザ光Ｌ１が不意に出射されることが防止される。このような切り替えについては、他のレーザ加工ヘッドにおいても同様である。
【０１０８】
第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、測距センサを備えている。測距センサは、対象物１００のレーザ光入射面に対して測距用レーザ光を出射し、当該レーザ光入射面によって反射された測距用の光を検出することで、対象物１００のレーザ光入射面の変位データを取得する。測距センサとしては、第１レーザ光Ｌ１と別軸のセンサである場合、三角測距方式、レーザ共焦点方式、白色共焦点方式、分光干渉方式、非点収差方式等のセンサを利用することができる。測距センサとしては、第１レーザ光Ｌ１と同軸のセンサである場合、非点収差方式等のセンサを利用することができる。第１レーザ加工ヘッド１０Ａの回路部１９（図３参照）は、測距センサで取得した変位データに基づいて、集光部１４がレーザ光入射面に追従するように駆動部１８（図５参照）を駆動させる。これにより、対象物１００のレーザ光入射面と第１レーザ光Ｌ１の第１集光点との距離が一定に維持されるように、当該変位データに基づき集光部１４がＺ方向に沿って移動する。このような測距用センサ及びその制御については、他のレーザ加工ヘッドにおいても同様である。
【０１０９】
第２レーザ加工ヘッド１０Ｂは、ステージ１０７に載置された対象物１００に第２レーザ光Ｌ２をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に第２改質領域を形成する。第２レーザ加工ヘッド１０Ｂは、第２Ｚ軸レール１０６Ｂ及びＸ軸レール１０８に取り付けられている。第２レーザ加工ヘッド１０Ｂは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、第２Ｚ軸レール１０６Ｂに沿ってＺ方向に直線的に移動可能である。第２レーザ加工ヘッド１０Ｂは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、Ｘ軸レール１０８に沿ってＸ方向に直線的に移動可能である。第１レーザ加工ヘッド１０Ａと第２レーザ加工ヘッドとは、内部構造が回転軸Ｃを介して互いに鏡像となっている。
【０１１０】
第１Ｚ軸レール１０６Ａは、Ｚ方向に沿って延びるレールである。第１Ｚ軸レール１０６Ａは、取付部６５を介して第１レーザ加工ヘッド１０Ａに取り付けられている。第１Ｚ軸レール１０６Ａは、第１レーザ光Ｌ１の第１集光点がＺ方向に沿って移動するように、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＺ方向に沿って移動させる。第１Ｚ軸レール１０６Ａは、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図８参照）のレールに対応する。第１Ｚ軸レール１０６Ａは、第１鉛直移動機構（鉛直移動機構）を構成する。
【０１１１】
第２Ｚ軸レール１０６Ｂは、Ｚ方向に沿って延びるレールである。第２Ｚ軸レール１０６Ｂは、取付部６６を介して第２レーザ加工ヘッド１０Ｂに取り付けられている。第２Ｚ軸レール１０６Ｂは、第２レーザ光Ｌ２の第２集光点がＺ方向に沿って移動するように、第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＺ方向に沿って移動させる。第２Ｚ軸レール１０６Ｂは、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図８参照）のレールに対応する。第２Ｚ軸レール１０６Ｂは、第２鉛直移動機構（鉛直移動機構）を構成する。
【０１１２】
Ｘ軸レール１０８は、Ｘ方向に沿って延びるレールである。Ｘ軸レール１０８は、第１及び第２Ｚ軸レール１０６Ａ，１０６Ｂのそれぞれに取り付けられている。Ｘ軸レール１０８は、第１レーザ光Ｌ１の第１集光点がＸ方向に沿って移動するように、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って移動させる。Ｘ軸レール１０８は、第２レーザ光Ｌ２の第２集光点がＸ方向に沿って移動するように、第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って移動させる。Ｘ軸レール１０８は、第１及び第２集光点が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを移動させる。Ｘ軸レール１０８は、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図８参照）のレールに対応する。Ｘ軸レール１０８は、第１及び第２水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０１１３】
アライメントカメラ１１０は、各種の調整に用いられる画像を取得するカメラである。アライメントカメラ１１０は、対象物１００を撮像する。アライメントカメラ１１０は、第１レーザ加工ヘッド１０Ａが取り付けられた取付部６５に設置されており、第１レーザ加工ヘッド１０Ａと同期して可動する。
【０１１４】
制御部９は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部９では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部９は、各種機能を実現する。
【０１１５】
制御部９は、ステージ１０７の回転、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂからの第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射、及び、第１及び第２集光点の移動を制御する。制御部９は、ステージ１０７の回転量に関する回転情報（以下、「θ情報」ともいう）に基づいて、各種の制御を実行可能である。θ情報は、ステージ１０７を回転させる駆動装置の駆動量から取得されてもよいし、別途のセンサ等により取得されてもよい。θ情報は、公知の種々の手法により取得することができる。ここでのθ情報は、対象物１００が０度方向の位置に位置するときの状態を基準にした回転角度である。
【０１１６】
制御部９は、ステージ１０７を回転させながら、対象物１００における有効領域Ｒの周縁に沿った位置に第１及び第２集光点を位置させた状態で、θ情報に基づいて第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂにおける第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射の開始及び停止を制御することにより、有効領域Ｒの周縁に沿って改質領域を形成させる周縁処理を実行する。周縁処理の詳細は後述する。
【０１１７】
制御部９は、ステージ１０７を回転させずに、除去領域Ｅに第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射させると共に、当該第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の第１及び第２集光点を移動させることにより、除去領域Ｅに改質領域を形成させる除去処理を実行する。除去処理の詳細は後述する。
【０１１８】
制御部９は、ステージ１０７を回転させながら、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂから第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ照射させると共に、第１及び第２集光点のそれぞれのＸ方向における移動を制御することにより、対象物１００の内部において仮想面Ｍ１に沿って第１及び第２改質領域を形成させる第１剥離処理を実行する。第１剥離処理の詳細は後述する。
【０１１９】
制御部９は、第１及び第２改質領域に含まれる複数の改質スポットのピッチ（加工進行方向に隣接する改質スポットの間隔）が一定になるように、ステージ１０７の回転、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂからの第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射、並びに、第１及び第２集光点の移動の少なくとも何れかを制御する。
【０１２０】
制御部９は、アライメントカメラ１１０の撮像画像から、対象物１００の回転方向の基準位置（０度方向の位置）及び対象物１００の直径を取得する。制御部９は、第１レーザ加工ヘッド１０Ａのみがステージ１０７の回転軸Ｃ上までＸ軸レール１０８に沿って移動できるように（第２レーザ加工ヘッド１０Ｂがステージ１０７の回転軸Ｃ上までＸ軸レール１０８に沿って移動しないように）、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの移動を制御する。
【０１２１】
次に、レーザ加工装置１０１を用いて、対象物１００にトリミング加工及び剥離加工を施し、半導体デバイスを取得（製造）する方法の一例について、以下に説明する。
【０１２２】
まず、裏面１００ｂをレーザ入射面側にした状態でステージ１０７上に対象物１００を載置する。対象物１００において機能素子が搭載された表面１００ａ側は、支持基板ないしテープ材が接着されて保護されている。
【０１２３】
続いて、トリミング加工を実施する。トリミング加工では、制御部９により周縁処理を実行する。具体的には、図１１（ａ）に示されるように、ステージ１０７を一定の回転速度で回転しながら、対象物１００における有効領域Ｒの周縁に沿った位置に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を位置させた状態で、θ情報に基づいて第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂにおける第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射の開始及び停止を制御する。このときの第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２は移動しない。これにより、図１１（ｂ）及び１１（ｃ）に示されるように、有効領域Ｒの周縁に沿って改質領域４を形成する。形成した改質領域４は、改質スポット及び改質スポットから延びる亀裂を含む。
【０１２４】
トリミング加工では、制御部９により除去処理を実行する。具体的には、図１２（ａ）に示されるように、ステージ１０７を回転させずに、除去領域Ｅにおいて第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射すると共に、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って互いに離れる方向に移動し、当該第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を対象物１００の中心から離れる方向に移動する。ステージ１０７を９０度回転させた後、除去領域Ｅにおいて第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射すると共に、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って互いに離れる方向に移動し、当該第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を対象物１００の中心から離れる方向に移動する。
【０１２５】
これにより、図１２（ｂ）に示されるように、Ｚ方向から見て除去領域Ｅに４等分するように延びるラインに沿って、改質領域４を形成する。ラインは、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。形成した改質領域４は、改質スポット及び改質スポットから延びる亀裂を含む。この亀裂は、表面１００ａ及び裏面１００ｂの少なくとも何れかに到達していてもよいし、表面１００ａ及び裏面１００ｂの少なくとも何れかに到達していなくてもよい。その後、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示されるように、例えば冶具又はエアーにより、改質領域４を境界として除去領域Ｅを取り除く。
【０１２６】
続いて、剥離加工を実施する。剥離加工では、制御部９により第１剥離処理を実行する。具体的には、図１３（ｃ）に示されるように、ステージ１０７を一定の回転速度で回転させながら、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂから第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ照射すると共に、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が仮想面Ｍ１の外縁側からＸ方向に沿って互いに近づくように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動する。これにより、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、対象物１００の内部において仮想面Ｍ１に沿って、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻状（インボリュート曲線）で且つ互いに重複しない第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを形成する。なお、以下では、第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂそれぞれについて、単に改質領域４とも称する場合もある。
【０１２７】
続いて、図１４（ｃ）に示されるように、例えば吸着冶具により、仮想面Ｍ１に渡る第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを境界として、対象物１００の一部を剥離する。対象物１００の剥離は、ステージ１０７上で実施してもよいし、剥離専用のエリアに移動させて実施してもよい。対象物１００の剥離は、エアーブロー又はテープ材を利用して剥離してもよい。外部応力だけで対象物１００を剥離できない場合には、対象物１００に反応するエッチング液（ＫＯＨ又はＴＭＡＨ等）で第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを選択的にエッチングしてもよい。これにより、対象物１００を容易に剥離することが可能となる。図１４（ｄ）に示されるように、対象物１００の剥離面１００ｈに対して仕上げの研削、ないし砥石等の研磨材ＫＭによる研磨を行う。エッチングにより対象物１００を剥離している場合、当該研磨を簡略化することができる。以上の結果、半導体デバイス１００Ｋが取得される。
【０１２８】
次に、上述した剥離加工の第１剥離処理について、より詳細に説明する。
【０１２９】
まず、図１５（ａ）に示されるように、アライメントカメラ１１０が対象物１００のアライメント対象１００ｎの直上に位置し且つアライメント対象１００ｎにアライメントカメラ１１０のピントが合うように、ステージ１０７を回転させると共にアライメントカメラ１１０が搭載されている第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ軸レール１０８及び第１Ｚ軸レール１０６Ａに沿って移動させる。ここでのアライメント対象１００ｎは、ノッチである。なお、アライメント対象１００ｎは、特に限定されず、対象物１００のオリエンテーションフラットであってもよいし、機能素子のパターンであってもよい。
【０１３０】
アライメントカメラ１１０により撮像を行う。アライメントカメラ１１０の撮像画像に基づいて、対象物１００の０度方向の位置を取得する。０度方向の位置とは、ステージ１０７の回転軸Ｃ回りの回転方向（以下、「θ方向」ともいう）において、基準となる対象物１００の位置である。例えばアライメント対象１００ｎは、０度方向の位置に対してθ方向に一定の関係を有することから、撮像画像からアライメント対象１００ｎの位置を得ることで、０度方向の位置を取得できる。また、アライメントカメラ１１０の撮像画像に基づいて、対象物１００の直径を取得する。なお、対象物１００の直径は、ユーザからの入力により設定されてもよい。
【０１３１】
続いて、図１５（ｂ）に示されるように、ステージ１０７を回転させ、対象物１００を０度方向の位置に位置させる。Ｘ方向において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が剥離開始所定位置に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。Ｚ方向において第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が仮想面Ｍ１に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＺ軸レールに沿って移動させる。例えば剥離開始所定位置は、対象物１００における外周部の所定位置である。
【０１３２】
続いて、ステージ１０７の回転を開始する。測距センサによる裏面１００ｂの追従を開始する。なお、測距センサの追従開始の前に、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２の位置が、測距センサの測長可能範囲内であることを予め確認する。ステージ１０７の回転速度が一定（等速）になった時点で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始する。
【０１３３】
図１６（ａ）に示されるように、Ｚ方向から見て対象物１００における回転軸Ｃから遠い外周側の第１領域Ｇ１においては、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに近づくように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。このとき、回転軸Ｃから第１集光点Ｐ１までの間と回転軸Ｃから第２集光点Ｐ２までの間とを等距離に維持しながら、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれをＸ方向に移動させる。
【０１３４】
続いて、図１６（ｂ）に示されるように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂが互いに接触してしまう前に、Ｚ方向から見て対象物１００における回転軸Ｃに近い内側の第２領域Ｇ２にて、第１集光点Ｐ１のみが回転軸Ｃの位置に近づくように第１レーザ加工ヘッド１０ＡのみをＸ軸レール１０８に沿って移動する。その際、第２レーザ加工ヘッド１０Ｂの第２レーザ光Ｌ２の照射は停止する。第２レーザ加工ヘッド１０Ｂに観察用のＩＲカメラが取り付けられている場合、当該ＩＲカメラの観察結果に基づいて、目的の剥離加工が実施されているか否かの評価を実施してもよい。
【０１３５】
ちなみに、剥離加工の前にトリミング加工で除去領域Ｅを除去していない場合には、第１レーザ加工ヘッド１０ＡのみをＸ軸レール１０８に沿って移動させて第２領域Ｇ２を加工している際、第２レーザ加工ヘッド１０Ｂによりトリミング加工を行ってもよい。すなわち、ステージ１０７を回転しながら、対象物１００における有効領域Ｒの周縁に沿った位置に第２集光点Ｐ２を位置させた状態で、θ情報に基づいて第２レーザ加工ヘッド１０Ｂにおける第２レーザ光Ｌ２の照射の開始及び停止を制御し、有効領域Ｒの周縁に沿って改質領域４を形成してもよい。
【０１３６】
第１集光点Ｐ１が回転軸Ｃの位置又はその周辺に達した場合、第１レーザ光Ｌ１の照射を停止し、その後、ステージ１０７の回転を停止する。以上により、図１７に示されるように、Ｚ方向から見て回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域４Ａと、Ｚ方向から見て回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域４Ａに対して重畳しない第２改質領域４Ｂと、を対象物１００の内部における仮想面Ｍ１に沿って形成する。
【０１３７】
以上、レーザ加工装置１０１では、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。
【０１３８】
レーザ加工装置１０１では、制御部９は、ステージ１０７を回転させながら、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂから第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ照射させると共に、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれのＸ方向における移動を制御することにより、対象物１００の内部において仮想面Ｍ１に沿って第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを形成させる第１剥離処理を実行する。この場合、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを用いて、効率よい剥離加工を行うことが可能となる。
【０１３９】
レーザ加工装置１０１において、第１剥離処理では、ステージ１０７を回転させながら、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれを互いに近づくようにＸ方向に移動させることで、ステージ１０７の回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域４Ａを形成させると共に、ステージ１０７の回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域４Ａと重畳しない第２改質領域４Ｂを形成させる。これにより、これら第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを境界として対象物１００の一部を剥離することができる。効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。
【０１４０】
レーザ加工装置１０１では、制御部９は、第１改質領域４Ａに含まれる複数の第１改質スポットのピッチ及び第２改質領域４Ｂに含まれる複数の第２改質スポットのピッチが一定になるように、ステージ１０７の回転、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂからの第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射、並びに、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２の移動の少なくとも何れかを制御する。これにより、複数の第１及び第２改質スポットのピッチを一定になるように揃え、例えば第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを利用した分割時に生じ得る未分割等の加工不良を防ぐことが可能となる。
【０１４１】
レーザ加工装置１０１において、第１剥離処理では、ステージ１０７の回転軸Ｃから第１集光点Ｐ１までの間とステージ１０７の回転軸Ｃから第２集光点Ｐ２までの間とを等距離に維持しながら、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれをＸ方向に移動させる。これにより、対象物１００における第１集光点Ｐ１の位置での周速度と第２集光点Ｐ２の位置での周速度が等しくなる。剥離加工を行う際、複数の第１及び第２改質スポットのピッチを、一定になるように揃えること（一定化，一様化）が可能となる。
【０１４２】
レーザ加工装置１０１において、制御部９は、ステージ１０７の回転速度が一定になった状態で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂにおける第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始及び停止させる。これにより、複数の第１及び第２改質スポットのピッチを一定になるように揃えることが可能となる。
【０１４３】
レーザ加工装置１０１では、トリミング加工及び剥離加工の前に０度方向の位置を取得することで、トリミング加工及び剥離加工を品質良く行うことができる。また、対象物１００のへき開面等の結晶面と０度方向の位置（アライメント対象１００ｎの位置）とには一定の相関があることから、０度方向の位置を取得することで、対象物１００の結晶面を考慮した加工（結晶面に合わせた加工）加工が可能となる。
【０１４４】
また、レーザ加工装置１０１では、周縁処理において、θ情報を利用して第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始及び停止させる。これにより、対象物１００における有効領域Ｒの周縁に沿って改質領域４を形成する場合に、その改質領域４が重ならない（つまり、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２のそれぞれについて同箇所へ重複して照射されない）ように精度よく制御することが可能となる。トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０１４５】
レーザ加工装置１０１において、周縁処理では、ステージ１０７の回転速度が一定になった状態で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂにおける第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２それぞれの照射を開始及び停止させる。これにより、周縁処理により形成した改質領域４に含まれる複数の改質スポットのピッチを、一定になるように揃えることが可能となる。
【０１４６】
レーザ加工装置１０１では、制御部９は、ステージ１０７を回転させずに除去領域Ｅに第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射させると共に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を移動させることにより、除去領域Ｅに改質領域４を形成させる除去処理を実行する。これにより、除去領域Ｅを容易に分断して除去することが可能となる。
【０１４７】
レーザ加工装置１０１において、除去処理では、対象物１００の中心から離れる方向に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を移動させる。この場合、上述した除去領域の分断を具体的に実現することができる。なお、除去処理では、対象物１００の中心に近づく方向に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を移動させてもよい。
【０１４８】
図１８（ａ）は、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を分岐する場合の例を説明する図である。図１８（ｂ）は、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を分岐する場合の他の例を説明する図である。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、対象物１００の横断面であり、剥離加工において仮想面Ｍ１に改質領域４を形成する場合の例を示す。図中の破線矢印は加工進行方向（照射した第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２が進む方向，スキャン方向）である。
【０１４９】
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示されるように、第１レーザ光Ｌ１が複数の分岐第１レーザ光に分岐され、複数の分岐第１レーザ光の集光に応じて複数の第１改質スポット（改質スポット）ＳＡが仮想面Ｍ１上に形成されていてもよい。第２レーザ光Ｌ２が複数の分岐第２レーザ光に分岐され、複数の分岐第２レーザ光の集光に応じて複数の第２改質スポット（改質スポット）ＳＢが仮想面Ｍ１上に形成されていてもよい。第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の分岐は、例えば反射型空間光変調器３４（図５参照）を利用して実現できる。
【０１５０】
特に、図１８（ａ）に示されるように、加工進行方向と直交する直交方向に沿って一列に並ぶ第１改質スポットＳＡが仮想面Ｍ１上に形成されるように、第１レーザ光Ｌ１を分岐してもよい。加工進行方向と直交する直交方向に沿って一列に並ぶ第２改質スポットＳＢが仮想面Ｍ１上に形成されるように、第２レーザ光Ｌ２を分岐してもよい。或いは、図１８（ｂ）に示されるように、当該直交方向に対して傾斜する方向に沿って一列に並ぶ第１改質スポットＳＡが仮想面Ｍ１上に形成されるように、第１レーザ光Ｌ１を分岐してもよい。当該直交方向に対して傾斜する方向に沿って一列に並ぶ第２改質スポットＳＢが仮想面Ｍ１上に形成されるように、第２レーザ光Ｌ２を分岐してもよい。このような第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を分岐については、剥離加工で照射する何れのレーザ光にも適用することができる。
【０１５１】
本実施形態では、トリミング加工において、Ｚ方向に複数の集光点が形成されるように第１レーザ光Ｌ１を分岐し、Ｚ方向に複数の改質スポットを同時に形成してもよい。第１レーザ光Ｌ１の分岐は、例えば反射型空間光変調器３４（図５参照）を利用して実現できる。このような第１レーザ光Ｌ１を分岐については、トリミング加工で照射する何れのレーザ光にも適用することもできる。
【０１５２】
本実施形態では、レーザ加工ヘッドは１つでもよいし、３つ以上でもよい。レーザ加工ヘッドが１つの場合、その１つのレーザ加工ヘッドが第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと同様の動作を順次に行ってもよい。レーザ加工ヘッドが３つ以上の場合には、その一部のレーザ加工ヘッドが第１レーザ加工ヘッド１０Ａと同様な動作を行うと共に、その他部のレーザ加工ヘッドが第２レーザ加工ヘッド１０Ｂと同様な動作を行ってもよい。
【０１５３】
本実施形態では、剥離加工のみを実施してもよいし、トリミング加工のみを実施してもよい。剥離加工のみを実施する場合、θ方向において対象物１００の何れの位置から加工を開始しても同じ加工を実現できるため、アライメントカメラ１１０の撮像画像から０度方向の位置を取得する工程と、ステージ１０７を回転させて対象物１００を０度方向の位置に位置させる工程と、は含まなくてもよい。同様の理由から、剥離加工のみを実施する場合、アライメントカメラ１１０は無くてもよい。
【０１５４】
本実施形態の第１剥離処理では、ステージ１０７を回転させながら、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれを互いに近づくようにＸ方向に移動（外側から内側へ移動）させたが、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれを互いに離れるようにＸ方向に移動（内側から外側へ移動）させてもよい。
【０１５５】
本実施形態では、測距センサが別軸のセンサである場合には、別途に測距センサによるレーザ光入射面の追従を行ってレーザ光入射面の変位データを取得する処理（いわゆる、トレース加工）を実施してもよい。本実施形態では、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂでは、上述したレーザ加工における出力調整等の各種調整（キャリブレーション）を、上述したレーザ加工の実施前に行ってもよい。
【０１５６】
本実施形態では、剥離加工において、第１及び第２改質スポットＳＡ，ＳＢのピッチが一定になるように制御しているが、対象物１００が剥離可能なマージンの範囲内で当該ピッチが変動すること（ブレること）は許容可能である。
【０１５７】
本実施形態では、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が移動するように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを移動させたが、これに限定されない。第１集光点Ｐ１が鉛直方向に沿って移動するようにステージ１０７及び第１レーザ加工ヘッド１０Ａの少なくとも一方を移動すればよい。第２集光点Ｐ２が鉛直方向に沿って移動するようにステージ１０７及び第２レーザ加工ヘッド１０Ｂの少なくとも一方を移動すればよい。第１集光点Ｐ１が水平方向に沿って移動するようにステージ１０７及び第１レーザ加工ヘッド１０Ａの少なくとも一方を移動すればよい。第２集光点Ｐ２が水平方向に沿って移動するようにステージ１０７及び第２レーザ加工ヘッド１０Ｂの少なくとも一方を移動すればよい。
【０１５８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第２実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０１５９】
第２実施形態において、制御部９が実行する周縁処理は、第１周回処理及び螺旋処理を有する。第１周回処理では、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向における所定位置に第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を位置させた状態で第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射し、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射の開始からステージ１０７が１回転（３６０度回転）したときに第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる。
【０１６０】
第１周回処理は、有効領域Ｒの表面１００ａ側（Ｚ方向におけるレーザ光入射面側と反対側）の周縁に沿って環状の改質領域４１を形成させる第１処理と、有効領域Ｒの裏面１００ｂ側（Ｚ方向におけるレーザ光入射面側）の周縁に沿って環状の改質領域４２を形成させる第２処理と、を含む。螺旋処理では、ステージ１０７を回転させながら、照射している第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２をＺ方向に移動させることで、有効領域Ｒの表面１００ａ側と裏面１００ｂ側との間の周縁に沿って、螺旋状の改質領域４３を形成させる。
【０１６１】
第２実施形態に係るレーザ加工装置において、トリミング加工を施す際の動作の一例を具体的に説明する。
【０１６２】
まず、制御部９により第１周回処理の第１処理を実行する。第１処理では、具体的には、図１９（ａ）に示されるように、対象物１００における有効領域Ｒの表面１００ａ側の位置に第１集光点Ｐ１を位置させると共に、対象物１００における有効領域Ｒの表面１００ａ側であってＺ方向において第１集光点Ｐ１から離れた（ズレた）位置に第２集光点Ｐ２を位置させる。この状態でステージ１０７を一定の回転速度で回転しながら、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射する。第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射を停止する。このとき、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２は移動しない。これにより、有効領域Ｒの表面１００ａ側の周縁に沿って環状の改質領域４１を２列形成する。
【０１６３】
続いて、制御部９により螺旋処理を実行する。螺旋処理では、具体的には、図１９（ｂ）に示されるように、ステージ１０７を一定の回転速度で回転しながら、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射すると共に、有効領域Ｒの表面１００ａ側と裏面１００ｂ側との間の周縁において第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が裏面１００ｂ側に移動するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを第１及び第２Ｚ軸レール１０６Ａ，１０６Ｂに沿ってそれぞれ移動する。ここでは、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を、有効領域ＲのＺ方向の中央において表面１００ａ寄りの位置から裏面１００ｂ寄りの位置まで移動する。これにより、有効領域Ｒの表面１００ａ側と裏面１００ｂ側との間の周縁に沿って、２重螺旋状の改質領域４３を形成する。
【０１６４】
続いて、制御部９により第１周回処理の第２処理を実行する。第２処理では、具体的には、図１９（ｃ）に示されるように、対象物１００における有効領域Ｒの裏面１００ｂ側の位置に第１集光点Ｐ１を位置させると共に、対象物１００における有効領域Ｒの裏面１００ｂ側であってＺ方向において第１集光点Ｐ１から離れた（ズレた）位置に第２集光点Ｐ２を位置させる。この状態でステージ１０７を一定の回転速度で回転しながら、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射する。第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射を停止する。このとき、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２移動しない。これにより、有効領域Ｒの裏面１００ｂ側の周縁に沿って環状の改質領域４２を２列形成する。
【０１６５】
以上により、図２０に示されるように、対象物１００の有効領域Ｒの周縁に沿って、改質領域４を形成する。有効領域Ｒの周縁の表面１００ａ側及び裏面１００ｂ側の改質領域４１，４２は、円環状である。有効領域Ｒの周縁の表面１００ａと裏面１００ｂ側との間の改質領域４３は、二重螺旋状である。有効領域Ｒの周縁の表面１００ａ側及び裏面１００ｂ側の改質領域４１，４２から延びる亀裂は、有効領域Ｒの周縁に沿いながら表面１００ａ及び裏面１００ｂに到達して露出している。
【０１６６】
以上、第２実施形態に係るレーザ加工装置においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。第2実施形態に係るレーザ加工装置においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０１６７】
第２実施形態に係るレーザ加工装置では、周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向における所定位置に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を位置させた状態で第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射し、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射の開始から支持部が１回転したときに第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４１，４２を形成させる第１周回処理を有する。第１周回処理によれば、対象物１００のＺ方向における所定位置に、有効領域Ｒの周縁に沿って且つ当該周縁の１周分に亘って、重ならないように環状の改質領域４１，４２のそれぞれを形成することが可能となる。
【０１６８】
第２実施形態に係るレーザ加工装置では、第１周回処理は、有効領域Ｒの表面１００ａ側の周縁に沿って環状の改質領域４１を形成させる第１処理と、有効領域Ｒの裏面１００ｂ側の周縁に沿って環状の改質領域４２を形成させる第２処理と、を含む。これにより、有効領域Ｒの表面１００ａ側及び裏面１００ｂ側では、改質領域４から延びる亀裂を表面１００ａ及び裏面１００ｂに到達させ、表面１００ａ及び裏面１００ｂに露出する亀裂（ハーフカットないしフルカット）を確実に形成することができる。
【０１６９】
第２実施形態に係るレーザ加工装置では、周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２をＺ方向に移動させることで、有効領域Ｒの表面１００ａ側と裏面１００ｂ側との間の周縁に沿って、螺旋状の改質領域４３を形成させる螺旋処理を有する。これにより、有効領域Ｒの表面１００ａ側と裏面１００ｂ側との間では、螺旋状の改質領域４３を周縁に沿って重ならないように形成して、効率よいトリミング加工が可能となる。
【０１７０】
なお、対象物１００における表面１００ａ側に１列又は３列以上の環状の改質領域４１を形成してもよい。対象物１００における表面１００ａ側に環状の改質領域４１を形成しなくてもよい。対象物１００における裏面１００ｂ側に１列又は３列以上の環状の改質領域４２を形成してもよい。対象物１００における裏面１００ｂ側に環状の改質領域４２を形成しなくてもよい。対象物１００における表面１００ａ側と裏面１００ｂ側との間に螺旋状の改質領域４３を形成しなくてもよい。改質領域４１，４３から延びる亀裂は、場合によっては、表面１００ａ及び裏面１００ｂの少なくとも何れかに到達していなくてもよい。
【０１７１】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第３実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０１７２】
第３実施形態のレーザ加工装置において、制御部９が実行する第１剥離処理では、第１領域Ｇ１に改質領域４を形成する場合、第１回転速度ｖでステージ１０７を回転させる。第２領域Ｇ２に改質領域４を形成する場合、第１回転速度ｖよりも速い第２回転速度ｖ’でステージ１０７を回転させる。つまり、制御部９は、下式を満たすようにステージ１０７の回転速度を制御する。制御部９は、第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂの改質スポットのピッチがおおよそ一定になるように、第１回転速度ｖよりも第２回転速度ｖ’を速める。
第１回転速度ｖ＜第２回転速度ｖ'
【０１７３】
図２１（ａ）に示されるように、第１領域Ｇ１は、Ｚ方向から見て対象物１００における回転軸Ｃから遠い外側の環状の領域である。第２領域Ｇ２は、Ｚ方向から見て対象物１００における回転軸Ｃに近い内側の円形状の領域である。第１及び第２領域Ｇ１，Ｇ２の設定は、制御部９において行うことができる。第１及び第２領域Ｇ１，Ｇ２は、座標指定されたものであってもよい。
【０１７４】
制御部９は、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の加工条件を次のように設定する。すなわち、第１領域Ｇ１に改質領域４を形成する場合における第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の周波数（繰り返し周波数）と、第２領域Ｇ２に改質領域４を形成する場合における第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の周波数と、は、等しい。第１領域Ｇ１に改質領域４を形成する場合における第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２のパルスの間引き間隔と、第２領域Ｇ２に改質領域４を形成する場合における第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２のパルスの間引き間隔と、は、等しい。なお、第２領域Ｇ２に改質領域４を形成する場合、第１領域Ｇ１に改質領域４を形成する場合に比べて、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の周波数が低くてもよいし、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２のパルスの間引き間隔が多くてもよい。
【０１７５】
第３実施形態に係るレーザ加工装置において実施される第１剥離処理の一例について、具体的に説明する。
【０１７６】
まず、Ｘ方向において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が剥離開始所定位置に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。例えば剥離開始所定位置は、第２領域Ｇ２の中央においてＸ方向に近接する一対の所定位置である。
【０１７７】
続いて、ステージ１０７の回転を開始する。ステージ１０７の回転速度が第２回転速度ｖ’で一定になった時点で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始する。図２１（ｂ）に示されるように、第２領域Ｇ２において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに離れるように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動する。
【０１７８】
図２１（ｃ）に示されるように、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が第１領域Ｇ１に到達した場合、ステージ１０７の回転速度を第１回転速度ｖで一定にし、第１領域Ｇ１において、引き続き第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに離れるように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動する。以上により、Ｚ方向から見て回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域４Ａと、Ｚ方向から見て回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域４Ａに対して重畳しない第２改質領域４Ｂと、を対象物１００の内部における仮想面Ｍ１（図１０参照）に沿って形成する。
【０１７９】
以上、第３実施形態に係るレーザ加工装置においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。第３実施形態に係るレーザ加工装置においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０１８０】
第３実施形態に係るレーザ加工装置において、第１剥離処理では、Ｚ方向から見て対象物１００におけるステージ１０７の回転軸Ｃから遠い側の第１領域Ｇ１に第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを形成する場合、第１回転速度ｖでステージ１０７を回転させる。第１剥離処理では、Ｚ方向から見て対象物１００におけるステージ１０７の回転軸Ｃに近い側の第２領域Ｇ２に第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを形成する場合、第１回転速度ｖよりも速い第２回転速度ｖ’でステージ１０７を回転させる。これにより、剥離加工を行う際、第１領域Ｇ１に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合の当該位置での周速度と、第２領域Ｇ２に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合の当該位置での周速度とが、近い速度となる。第１改質領域４Ａの第１改質スポットのピッチ及び第２改質領域４Ｂの第２改質スポットのピッチを、一定になるように揃えることが可能となる。
【０１８１】
本実施形態では、次の変形例に係る第１剥離処理を制御部９により実行してもよい。すなわち、第１領域Ｇ１に第１改質領域４Ａを形成させると同時に、第２領域Ｇ２に第２改質領域４Ｂを形成させてもよい。このとき、ステージ１０７の回転速度は一定であってもよい。さらに、第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂの改質スポットのピッチがおおよそ一定になるように、第１レーザ光Ｌ１の周波数が第２レーザ光Ｌ２の周波数よりも高くされていてもよいし、第１レーザ光Ｌ１のパルスが間引かれず且つ第２レーザ光Ｌ２のパルスが間引かれていてもよいし、第１レーザ光Ｌ１のパルスが間引かれた間引き量が第２レーザ光Ｌ２のパルスが間引かれた間引き量よりも小さくてもよい。パルスの間引きは、ＥＯＭ又はＡＯＭにより実現できる。
【０１８２】
このような変形例に係る第１剥離処理では、具体的には、Ｘ方向において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が剥離開始所定位置に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。例えば第１集光点Ｐ１に係る剥離開始所定位置は、第１領域Ｇ１の内縁側の所定位置である。例えば第２集光点Ｐ２に係る剥離開始所定位置は、第２領域Ｇ２の中心に位置する所定位置である。
【０１８３】
続いて、ステージ１０７の回転を開始する。ステージ１０７の回転速度が一定になった時点で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始する。このとき、第１レーザ光Ｌ１の周波数を第２レーザ光Ｌ２の周波数よりも高くする。或いは、第１レーザ光Ｌ１のパルスを間引かず、第２レーザ光Ｌ２のパルスを間引く。さらに或いは、第１レーザ光Ｌ１のパルスが間引かれた間引き量を第２レーザ光Ｌ２のパルスが間引かれた間引き量よりも小さくする。
【０１８４】
第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに離れるように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動する。第１集光点Ｐ１が第１領域Ｇ１の外縁側に到達した場合、第１レーザ光Ｌ１の照射を停止する。第２集光点Ｐが第２領域Ｇ２の外縁側に到達した場合、第２レーザ光Ｌ２の照射を停止する。以上により、図２２に示されるように、Ｚ方向から見て回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域４Ａを第１領域Ｇ１に形成し、Ｚ方向から見て回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第２改質領域４Ｂを第２領域Ｇ２に形成する。
【０１８５】
変形例に係る第１剥離処理によっても、剥離加工を行う際、第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂにおける改質スポットのピッチを一定になるように揃えることが可能となる。なお、このとき、第１改質領域４Ａと第２改質領域４Ｂとを繋げ、一続きの渦巻き状の改質領域４を形成できる。すなわち、第１剥離処理では、ステージ１０７を回転させながら、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２のそれぞれをＸ方向に移動させることで、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第１改質領域４Ａを形成させると共に、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域４Ａと一続きに繋がる第２改質領域４Ｂを形成させることができる。この場合でも、効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。
【０１８６】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第４実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０１８７】
図２３に示されるように、第４実施形態に係るレーザ加工装置４１０は、ステージ１０７がＸＹテーブル４１５を更に有する。ＸＹテーブル４１５は、ステージ１０７上に設けられ、ステージ１０７と一体で回転する。ＸＹテーブル４１５は、載置された対象物１００を、回転軸Ｃに対して接近及び離間するようにＸ方向及びＹ方向に移動可能である。ＸＹテーブル４１５としては、特に限定されず、公知の種々のＸＹテーブルを用いることができる。ＸＹテーブル４１５は、その動作が制御部９により制御される。
【０１８８】
対象物１００は、Ｚ方向から見て、対象物１００の中央に設定された中央領域１００ｄと、中央領域１００ｄ以外の主領域１００ｅと、を含む。中央領域１００ｄは、円形状の領域である。主領域１００ｅは、中央領域１００ｄよりも広い領域であって、中央領域１００ｄを囲む円環状の領域である。中央領域１００ｄは、次のように定義可能な領域である。つまり、中央領域１００ｄが回転軸Ｃ上に位置した状態で対象物１００を回転させた場合において、中央領域１００ｄの最外位置での周速度が、剥離加工に要される最低周速度を実現不可能な周速度となる領域である。例えば対象物が１２インチウェハの場合には、中央領域１００ｄはφ１０ｍｍの領域である。中央領域１００ｄ及び主領域１００ｅについては、第５及び第６実施形態においても同様である。
【０１８９】
制御部９は、対象物１００の中央領域１００ｄが回転軸Ｃ上に位置した状態で、主領域１００ｅに対して第１剥離処理を実行する。また、制御部９は、対象物１００の主領域１００ｅが回転軸Ｃ上に位置した状態で中央領域１００ｄに対して第１剥離処理を実行する。ここでの第１剥離処理は、上述したように、ステージ１０７を回転させながら、照射している第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を互いに近づくように又は遠ざかるようにＸ方向に移動させる処理である。
【０１９０】
第４実施形態に係るレーザ加工装置４１０において実施される第１剥離処理の一例について、具体的に説明する。
【０１９１】
まず、ＸＹテーブル４１５を駆動し、対象物１００の主領域１００ｅが回転軸Ｃ上に位置した状態、つまり、対象物１００の中央領域１００ｄが回転軸Ｃ上から離れた状態とする。ステージ１０７を一定速度で回転させる。第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに近づくように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動する。
【０１９２】
このとき、主領域１００ｅに第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を停止し、中央領域１００ｄに第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を実行する。これにより、図２４に示されるように、中央領域１００ｄにおいて、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の一部形状であって曲線状に延びる第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを形成する。なお、図２４において、渦巻き状のラインにおけるグレーの領域は、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を停止しているときの第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２の軌跡である。
【０１９３】
続いて、図２５に示されるように、ＸＹテーブル４１５を駆動し、対象物１００の中央領域１００ｄが回転軸Ｃ上に位置した状態、具体的には、対象物１００の中心が回転軸Ｃ上に位置する状態とする。ステージ１０７を一定速度で回転させる。第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに近づくように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動する。
【０１９４】
このとき、主領域１００ｅに第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を実行し、中央領域１００ｄに第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を停止する。これにより、図２６に示されるように、主領域１００ｅにおいて、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを形成する。
【０１９５】
以上、レーザ加工装置４１０においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置４１０においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０１９６】
ところで、改質領域４に含まれる改質スポットのピッチを一定にするためには、周速度を一定にする必要がある。周速度は、以下の式で定義できる。
周速度＝（回転数Ｎ［ｒｐｍ］／６０）・（π・直径Ｄ）
【０１９７】
例えば回転数が最大５００ｒｐｍのステージ１０７を利用する場合、１２インチウェハの対象物１００では、外周部では最大周速度を７８５０ｍｍ／ｓｅｃとすることができ、剥離加工に少なくとも必要な最低周速度（例えば８００ｍｍ／ｓｅｃ）を十分に達成できる。対象物１００のφ３０ｍｍの範囲の外縁付近位置までは、ステージの回転数を上げることで、最低周速度を達成できる。対象物１００のφ１０ｍｍの範囲の外縁付近位置までは、周速度が最低周速度以下まで落ちるものの、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の周波数等の加工条件を変えることで対応できる。しかし、対象物１００の中央領域１００ｄ（ここではφ１０ｍｍの範囲）では、大幅に周速度が落ちるという懸念があり、加工条件の変更によっても周速度が最低周速度以下となり、改質領域４に含まれる改質スポットのピッチを一定にすることが困難となり、形成される改質スポットが密になり過ぎる可能性がある。
【０１９８】
この点、レーザ加工装置４１０では、対象物１００の中央領域１００ｄがステージ１０７の回転軸Ｃ上に位置した状態で、主領域１００ｅに対して第１剥離処理を実行する。対象物１００の主領域１００ｅがステージ１０７の回転軸Ｃ上に位置した状態で、中央領域１００ｄに対して第１剥離処理を実行する。これにより、中央領域１００ｄに第１剥離処理を実行する際には、対象物１００が回転軸Ｃに対して偏心したような状態となることから、中央領域１００ｄの周速度が大幅に落ちるという上記懸念を解消することができる。中央領域１００ｄに形成される改質領域４の改質スポットが密になり過ぎることを回避することが可能となる。また、改質領域４の改質スポットのピッチが詰まって対象物１００を透過する第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２によるダメージ（いわゆる抜け光ダメージ）が大きくなってしまうことを、抑制することが可能となる。
【０１９９】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第５実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２００】
第５実施形態に係るレーザ加工装置５００において、制御部９は、主領域１００ｅに対して第１剥離処理を実行する。また、制御部９は、少なくとも中央領域１００ｄに対しては、ステージ１０７を回転させずに第１レーザ光Ｌ１を照射させる共に、第１集光点Ｐ１の移動を制御することにより、対象物１００の内部において仮想面Ｍ１に沿って第１改質領域４Ａを形成させる第２剥離処理を実行する。第２剥離処理では、第１集光点Ｐ１を直線的に移動させ、直線状に延びる第１改質領域４Ａを形成させる。
【０２０１】
第５実施形態に係るレーザ加工装置５００において実施される第１剥離処理の一例について、具体的に説明する。
【０２０２】
第１集光点Ｐ１を仮想面Ｍ１に位置させた状態で、ステージ１０７を回転させずに、少なくとも中央領域１００ｄに設定された複数のラインに沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射しながら第１集光点Ｐ１を移動させる。ラインは、Ｙ方向に並び且つＸ方向に延在している。これにより、図２７に示されるように、直線状に延びる複数の第１改質領域４Ａを中央領域１００ｄに形成させる。なお、主領域１００ｅにおける中央領域１００ｄの周辺まで、直線状の第１改質領域４Ａが延出していてもよい。
【０２０３】
続いて、ステージ１０７を一定速度で回転させ、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに近づくように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動する。このとき、主領域１００ｅに第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を実行し、中央領域１００ｄに第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を停止する。これにより、図２８に示されるように、主領域１００ｅにおいて、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを形成する。
【０２０４】
以上、レーザ加工装置５００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置５００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２０５】
レーザ加工装置５００では、主領域１００ｅに対して第１剥離処理を実行する。中央領域１００ｄに対しては、ステージ１０７を回転させずに第１レーザ光Ｌ１を照射させる共に、第１集光点Ｐ１の移動を制御することにより、対象物１００の内部において仮想面Ｍ１に沿って第１改質領域４Ａの形成させる第２剥離処理を実行する。第２剥離処理では、第１集光点Ｐ１を直線的に移動させ、直線状に延びる第１改質領域４Ａを形成させる。この場合、中央領域１００ｄに形成される第１改質領域４Ａの改質スポットのピッチは、第１集光点Ｐ１を直線的に移動させる速度及び第１レーザ光Ｌ１の周波数等の加工条件によって制御可能となる。よって、中央領域１００ｄに形成される改質スポットが密になり過ぎることを回避することが可能となる。
【０２０６】
なお、本実施形態の制御部９は、中央領域１００ｄに対する第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を停止させてもよい。つまり、中央領域１００ｄには、レーザ加工を施さなくてもよい。この場合、中央領域１００ｄには改質領域４が形成されないことから、中央領域１００ｄに形成される改質スポットが密になり過ぎることを回避することが可能となる。
【０２０７】
［第６実施形態］
次に、第６実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第６実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２０８】
図２９に示されるように、第６実施形態に係るレーザ加工装置６００は、ステージ１０７（図９参照）に代えてステージ６０７を備える。ステージ６０７は、支持部である。ステージ６０７には、回転軸Ｃ上以外の位置に複数の対象物１００が載置されている。つまり、ステージ６０７は、ステージ１０７よりも大型である。ステージ６０７には、複数（図示する例では４つ）の対象物１００を、回転軸Ｃの位置を含む一定領域には載らないように配置可能である。ステージ１０７には、複数の対象物１００のそれぞれを、回転軸Ｃの位置から等しい距離に位置するように配置可能である。
【０２０９】
制御部９は、ステージ６０７に複数の対象物１００が回転軸Ｃ上以外の位置に載置された状態で、第１剥離処理を実行する。ここでの第１剥離処理は、上述したように、ステージ１０７を回転させながら、照射している第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２を互いに近づくように又は遠ざかるようにＸ方向に移動させる処理である。
【０２１０】
第６実施形態に係るレーザ加工装置６００において、第１剥離処理の実行時の動作の一例を具体的に説明する。
【０２１１】
まず、ステージ１０７の回転軸Ｃ上以外の位置に複数の対象物１００を載置する。複数の対象物１００がステージ１０７の回転軸Ｃ上以外の位置に載置された状態で、制御部９により第１剥離処理を実行する。すなわち、ステージ１０７を一定速度で回転させ、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がＸ方向に沿って互いに近づくように第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。このとき、対象物１００以外に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を停止し、対象物１００に第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が位置する場合には、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を実行する。
【０２１２】
これにより、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状の一部形状であって曲線状に延びる第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを、複数の対象物１００のそれぞれに形成する。なお、図２９において、渦巻き状のラインにおけるグレーの領域は、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を停止しているときの第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２の軌跡である。
【０２１３】
以上、レーザ加工装置６００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置６００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２１４】
レーザ加工装置６００では、ステージ１０７には、ステージ１０７の回転軸Ｃ上以外の位置に、複数の対象物１００が載置されている。この場合においても、対象物１００の中央領域１００ｄで大幅に周速度が落ちるという上記懸念を解消することができ、中央領域１００ｄに形成される改質スポットが密になり過ぎることを回避することが可能となる。
【０２１５】
［第７実施形態］
次に、第７実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第７実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２１６】
図３０に示されるように、第７実施形態に係るレーザ加工装置７００は、Ｘ軸レール１０８（図９参照）に代えて、第１及び第２Ｘ軸レール１０８Ａ，１０８Ｂを備える。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、Ｘ方向に沿って延びるレールである。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１Ｚ軸レール１０６Ａに取り付けられている。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１レーザ光Ｌ１の第１集光点Ｐ１がＸ方向に沿って移動するように、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って移動させる。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１集光点Ｐ１（集光部１４）が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って移動させる。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図８参照）のレールに対応する。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２１７】
第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、Ｘ方向に沿って延びるレールである。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２Ｚ軸レール１０６Ｂに取り付けられている。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２レーザ光Ｌ２の第２集光点Ｐ２がＸ方向に沿って移動するように、第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って移動させる。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２集光点Ｐ２（集光部１４）が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って移動させる。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、上記移動機構６（図１参照）又は上記移動機構３００（図８参照）のレールに対応する。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２１８】
第１Ｘ軸レール１０８Ａは、ステージ１０７のＸ方向の一方側から、他方側へ回転軸Ｃの位置を越えた位置まで伸びる。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、ステージ１０７のＸ方向の他方側から、一方向側へ回転軸Ｃの位置を越えない位置まで伸びる。つまり、第１レーザ加工ヘッド１０Ａひいては第１集光点Ｐ１だけが、Ｘ方向においてステージ１０７の回転軸Ｃの位置まで移動できるように構成されている。第１Ｘ軸レール１０８Ａと第２Ｘ軸レール１０８Ｂとは、Ｙ方向に互いにずれて配置されている。図示する例では、第１レーザ加工ヘッド１０Ａと第２レーザ加工ヘッドとは、内部構造が回転軸Ｃを介して互いに鏡像ではないが、鏡像であってもよい。
【０２１９】
第７実施形態に係るレーザ加工装置７００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置７００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２２０】
［第８実施形態］
次に、第８実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第８実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２２１】
図３１に示されるように、第８実施形態に係るレーザ加工装置８００は、第３及び第４レーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０Ｄ、第３及び第４Ｚ軸レール１０６Ｃ，１０６Ｄ、並びに、Ｙ軸レール１０９を更に備える。
【０２２２】
第３レーザ加工ヘッド１０Ｃは、ステージ１０７に載置された対象物１００に第３レーザ光Ｌ３（図３３（ｃ）参照）をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に第３改質領域４Ｃ（図３３（ａ）参照）を形成する。第３レーザ加工ヘッド１０Ｃは、第３Ｚ軸レール１０６Ｃ及びＹ軸レール１０９に取り付けられている。第３レーザ加工ヘッド１０Ｃは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、第３Ｚ軸レール１０６Ｃに沿ってＺ方向に直線的に移動可能である。第３レーザ加工ヘッド１０Ｃは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、Ｙ軸レール１０９に沿ってＹ方向に直線的に移動可能である。
【０２２３】
第４レーザ加工ヘッド１０Ｄは、ステージ１０７に載置された対象物１００に第４レーザ光Ｌ４（図３３（ｃ）参照）をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に第４改質領域４Ｄ（図３３（ａ）参照）を形成する。第４レーザ加工ヘッド１０Ｄは、第４Ｚ軸レール１０６Ｄ及びＹ軸レール１０９に取り付けられている。第４レーザ加工ヘッド１０Ｄは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、第４Ｚ軸レール１０６Ｄに沿ってＺ方向に直線的に移動可能である。第４レーザ加工ヘッド１０Ｄは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、Ｙ軸レール１０９に沿ってＹ方向に直線的に移動可能である。第３レーザ加工ヘッド１０Ｃと第４レーザ加工ヘッド１０Ｄとは、内部構造が回転軸Ｃを介して互いに鏡像となっている。
【０２２４】
第３Ｚ軸レール１０６Ｃは、Ｚ方向に沿って延びるレールである。第３Ｚ軸レール１０６Ｃは、取付部６５と同様な取付部８６５を介して第３レーザ加工ヘッド１０Ｃに取り付けられている。第３Ｚ軸レール１０６Ｃは、第３レーザ光Ｌ３の第３集光点Ｐ３（図３３（ｃ）参照）がＺ方向に沿って移動するように、第３レーザ加工ヘッド１０ＣをＺ方向に沿って移動させる。第３Ｚ軸レール１０６Ｃは、第３鉛直移動機構（鉛直移動機構）を構成する。
【０２２５】
第４Ｚ軸レール１０６Ｄは、Ｚ方向に沿って延びるレールである。第４Ｚ軸レール１０６Ｄは、取付部６６と同様な取付部８６６を介して第４レーザ加工ヘッド１０Ｄに取り付けられている。第４Ｚ軸レール１０６Ｄは、第４レーザ光Ｌ４の第４集光点Ｐ４（図３３（ｃ）参照）がＺ方向に沿って移動するように、第４レーザ加工ヘッド１０ＤをＺ方向に沿って移動させる。第４Ｚ軸レール１０６Ｄは、第４鉛直移動機構（鉛直移動機構）を構成する。
【０２２６】
Ｙ軸レール１０９は、Ｙ方向に沿って延びるレールである。Ｙ軸レール１０９は、第３及び第４Ｚ軸レール１０６Ｃ，１０６Ｄのそれぞれに取り付けられている。Ｙ軸レール１０９は、第３レーザ光Ｌ３の第３集光点Ｐ３がＹ方向に沿って移動するように、第３レーザ加工ヘッド１０ＣをＹ方向に沿って移動させる。Ｙ軸レール１０９は、第４レーザ光Ｌ４の第４集光点Ｐ４がＹ方向に沿って移動するように、第４レーザ加工ヘッド１０ＤをＹ方向に沿って移動させる。Ｙ軸レール１０９は、第３及び第４集光点が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように、第３及び第４レーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０Ｄを移動させる。Ｙ軸レール１０９は、移動機構４００（図８参照）のレールに対応する。Ｙ軸レール１０９は、水平移動機構（第３及び第４水平移動機構）を構成する。Ｘ軸レール１０８とＹ軸レール１０９とは、高さ位置が異なるように設置されている。例えばＸ軸レール１０８が下側で、Ｙ軸レール１０９が上側に設置されている。
【０２２７】
第８実施形態において、制御部９が実行する周縁処理は、図３１、図３２及び図３３（ａ）〜図３３（ｃ）に示されるように、ステージ１０７を回転させながら、対象物１００に対して第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれから第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を照射させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる第２周回処理を有する。第２周回処理では、第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４を、Ｚ方向における同位置に位置させ、第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射で形成される第１〜第４改質領域４Ａ〜４Ｄが互いに重ならないように、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれにおける第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４それぞれの照射の開始及び停止を制御する。
【０２２８】
第８実施形態に係るレーザ加工装置８００において、トリミング加工を施す際の動作の一例を具体的に説明する。
【０２２９】
まず、図３２（ａ）に示されるように、アライメントカメラ１１０が対象物１００のアライメント対象１００ｎの直上に位置し且つアライメント対象１００ｎにアライメントカメラ１１０のピントが合うように、制御部９により、ステージ１０７を回転させると共にアライメントカメラ１１０が搭載されている第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ軸レール１０８及び第１Ｚ軸レール１０６Ａに沿って移動させる。
【０２３０】
アライメントカメラ１１０により撮像を行う。制御部９により、アライメントカメラ１１０の撮像画像に基づいて、対象物１００の０度方向の位置を取得する。制御部９により、アライメントカメラ１１０の撮像画像に基づいて、対象物１００の直径を取得する。制御部９によりステージ１０７を回転させ、θ方向において対象物１００を基準位置（第３レーザ加工ヘッド１０Ｃの加工位置（第３集光点Ｐ３の位置）が０度方向となる位置）に位置させる。
【０２３１】
続いて、制御部９により第２周回処理を実行する。第２周回処理では、図３２（ｂ）に示されるように、Ｘ方向において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２がトリミング所定位置に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。Ｙ方向において、第３及び第４集光点Ｐ３，Ｐ４がトリミング所定位置に位置するように、第３及び第４レーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０ＤをＹ軸レール１０９に沿って移動させる。Ｚ方向において第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４がＺ方向における同位置に位置するように、第１〜４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄを第１〜第４Ｚ軸レール１０６Ａ〜１０６Ｄに沿って移動させる。例えばトリミング所定位置は、有効領域Ｒの外縁であって、対象物１００の外周から径方向内側に所定距離入り込んだ位置である。なお、図３２（ｂ）では、有効領域Ｒ及び除去領域Ｅの境界を破線で示す（図３３（ｂ）及び図３３（ｃ）において同様）。
【０２３２】
続いて、図３３（ａ）〜図３３（ｃ）に示されるように、ステージ１０７の回転を開始させる。測距センサによる裏面１００ｂの追従を開始する。ステージ１０７の回転速度が一定（等速）になり、且つ、θ方向における対象物１００の位置が基準位置（例えば品質が安定する０度、９０度、１８０度又は２７０度）となった時点で、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄによる第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射を開始する。
【０２３３】
図３４（ａ）に示されるように、第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の当該照射の開始からステージ１０７が１／４回転したときに、第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の当該照射を停止させる。これにより、有効領域Ｒの周縁に沿って、第１〜第４改質領域４Ａ〜４Ｄが繋がって成る１つの環状の改質領域４を形成させる。測距センサを停止させると共に、θ方向において対象物１００が基準位置に位置する状態でステージ１０７の回転を停止させる。
【０２３４】
続いて、制御部９により、除去領域Ｅに改質領域４を形成させる除去処理（外周部の切り出し処理）を実行する。除去処理では、有効領域Ｒの外縁から助走距離だけ径方向内側の位置へ、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０ＤをＸ方向及びＹ方向に移動させる。第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４が加工条件で指定されるＺ方向の位置に位置するように、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０ＤをＺ方向に移動させる。測距センサによる裏面１００ｂの追従を開始する。
【０２３５】
ステージ１０７の回転を停止した状態で、第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４が径方向外側に一定速度で移動するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ方向に移動させると共に第３及び第４レーザ加工ヘッド１０Ｃ，１０ＤをＹ方向に移動させる。このとき、除去領域Ｅに第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４が位置するときには、第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射を実行し、それ以外に第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４が位置するときには、第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射を停止する。このような第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４のスキャンを、第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４のＺ方向の位置を変えて複数回繰り返す。これにより、図３４（ｂ）に示されるように、Ｚ方向から見て除去領域Ｅを４等分するラインＭ２（図３４（ａ）参照）に沿って、改質領域４Ｊを形成する。形成した改質領域４Ｊからは、ラインＭ２に沿いながら表面１００ａ及び裏面１００ｂの少なくとも何れかに到達する亀裂が延びていてもよい。そして、図３５に示されるように、冶具又はエアー等により、改質領域４Ａ〜４Ｄ，４Ｊを境界として、除去領域Ｅを取り除く。
【０２３６】
以上、第８実施形態に係るレーザ加工装置８００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置８００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２３７】
レーザ加工装置８００では、第２周回処理により、第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４をＺ方向における同位置に位置させ、第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射で形成される複数の改質領域４のそれぞれが互いに重ならないように、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれにおける第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射の開始及び停止を制御する。これにより、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄを用いて環状の改質領域４を効率よく形成することができる。
【０２３８】
特に本実施形態では、複数のレーザ加工ヘッドのそれぞれからレーザ光を照射した後、３６０度／（レーザ加工ヘッドの数）だけステージ１０７が回転したときに、当該レーザ光の照射を停止する。対象物１００における有効領域Ｒの周縁に沿って、複数の改質領域４を繋げて１つの環状の改質領域４を形成することが可能となる。なお、この場合における改質領域４が繋がることには、改質領域４が重なることには含まれない。
【０２３９】
レーザ加工装置８００において、除去処理では、第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４の移動速度が一定になった状態で、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄにおける第１〜第４レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射を開始及び停止させる。これにより、除去処理により形成した改質領域４に含まれる複数の改質スポットのピッチを、一定になるように揃えることが可能となる。
【０２４０】
レーザ加工装置８００において、除去処理では、対象物１００の中心から離れる方向に第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４を移動させる。この場合、上述した除去領域Ｅの細分化を具体的に実現することができる。なお、除去処理では、対象物１００の中心に近づく方向に第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４を移動させてもよい。
【０２４１】
本実施形態では、除去処理において、ステージ１０７の回転を停止した状態で除去領域Ｅに改質領域４を形成したが、ステージ１０７を回転させながら除去領域Ｅに改質領域４を形成してもよい。これにより、例えば図３６に示されるような改質領域４を除去領域Ｅに形成することができる。除去領域Ｅを細分化可能となり、その後の研削時に破片を飛ばすことができる。除去処理における各種の条件を調整することで、当該破片の制御（破片制御）が可能となる。
【０２４２】
本実施形態では、Ｘ軸レール１０８及びＹ軸レール１０９を設置したが、このような構成に特に限定されず、Ｚ方向から見て互いに交差する第１軸及び第２軸を設置すればよい。なお、例えば対象物１００がシリコンを含んで形成されている場合には、結晶方位及び切断品質の観点から、上記のように９０度で交差するＸ軸レール１０８及びＹ軸レール１０９を備えていてもよい。
【０２４３】
本実施形態では、Ｘ軸レール１０８及びＹ軸レール１０９に加えて、第１〜第４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄの少なくとも何れかを移動させる１又は複数の水平軸を更に備えていてもよい。例えば、Ｘ軸レール１０８（第一軸）とＹ軸レール１０９（第二軸）とに加えて、第三軸を設置してもよく、この場合の第三軸は、Ｘ軸レール１０８に対して４５度で交差してもよい。
【０２４４】
本実施形態では、第１レーザ加工ヘッド１０Ａひいては第１集光点Ｐ１だけが、Ｘ方向においてステージ１０７の回転軸Ｃの位置まで移動できるように制御されているが、これに限定されない。例えば第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの双方ひいては第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２の双方が、Ｘ方向においてステージ１０７の回転軸Ｃの位置まで移動できるように制御されていてもよい。本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも何れかにステージ１０７が移動可能に構成されていてもよい。本実施形態では、第３レーザ加工ヘッド１０Ｃと第４レーザ加工ヘッド１０Ｄとは内部構造が鏡像ではなくてもよい。
【０２４５】
なお、第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４でのビーム形状は、真円形状ではなく、楕円形状である。通常、０度又は９０度等のへき開方向に沿って対象物１００に改質領域４を形成する際には、ピーム形状に係る楕円形状の長軸方向（以下、「楕円長軸方向」ともいう）は、加工進行方向と一致する。しかし、円周状に改質領域４を形成する際、オリエンテーションフラットに対しての角度等によっては、へき開方向から楕円長軸方向がずれるため、加工品質が悪化する。加工品質の悪化を抑制するため、楕円長軸方向を、加工進行方向に対して異なる角度で加工するとよい。この場合、楕円長軸方向を可変させる方法と、全方位の加工で品質が平均的になるよう楕円長軸方向を固定する方法と、がある。
【０２４６】
［第９実施形態］
次に、第９実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第９実施形態の説明では、第８実施形態と異なる点を説明し、第８実施形態と重複する説明を省略する。
【０２４７】
第９実施形態において、周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向における第１位置に第１レーザ光Ｌ１の第１集光点Ｐ１を位置させた状態で第１レーザ光Ｌ１を照射し、第１レーザ光Ｌ１の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに第１レーザ光Ｌ１の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる処理を実行する。
【０２４８】
周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向における第１位置よりもレーザ光入射面側の第２位置に第２レーザ光Ｌ２の第２集光点Ｐ２を位置させた状態で第２レーザ光Ｌ２を照射し、第２レーザ光Ｌ２の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに第２レーザ光Ｌ２の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる処理を実行する。
【０２４９】
周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向における第２位置よりもレーザ光入射面側の第３位置に第３レーザ光Ｌ３の第３集光点Ｐ３を位置させた状態で第３レーザ光Ｌ３を照射し、第３レーザ光Ｌ３の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに第３レーザ光Ｌ３の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる処理を実行する。
【０２５０】
周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向における第３位置よりもレーザ光入射面側の第４位置に第４レーザ光Ｌ４の第４集光点Ｐ４を位置させた状態で第４レーザ光Ｌ４を照射し、第４レーザ光Ｌ４の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに第４レーザ光Ｌ４の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる処理を実行する。
【０２５１】
周縁処理において、第２集光点Ｐ２は第１集光点Ｐ１に対してステージ１０７の回転方向の順方向に９０度離れており、第３集光点Ｐ３は第２集光点Ｐ２に対してステージ１０７の回転方向の順方向に９０度離れており、第４集光点Ｐ４は第３集光点Ｐ３に対してステージ１０７の回転方向の順方向に９０度離れており、第１集光点Ｐ１は第４集光点Ｐ４に対してステージ１０７の回転方向の順方向に９０度離れている。
【０２５２】
周縁処理において、図３７に示されるように、第２レーザ光Ｌ２の照射は、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始からステージ１０７が９０度回転した後に開始する。周縁処理において、第３レーザ光Ｌ３の照射は、第２レーザ光Ｌ２の照射の開始からステージ１０７が９０度回転した後に開始する。周縁処理において、第４レーザ光Ｌ４の照射は、第３レーザ光Ｌ３の照射の開始からステージ１０７が９０度回転した後に開始する。
【０２５３】
第９実施形態に係るレーザ加工装置では、トリミング加工を施す際の動作について、次の点が第８実施形態と異なる。すなわち、Ｚ方向において第１〜第４集光点Ｐ１〜Ｐ４がこの順でＺ方向におけるレーザ光入射面（裏面１００ｂ）から遠い位置に位置するように、制御部９により第１〜４レーザ加工ヘッド１０Ａ〜１０Ｄを第１〜第４Ｚ軸レール１０６Ａ〜１０６Ｄに沿って移動させる。ステージ１０７の回転を開始し、ステージ１０７の回転速度が一定（等速）になり、且つ、θ方向における対象物１００の位置が基準位置となった時点で、第１レーザ加工ヘッド１０Ａによる第１レーザ光Ｌ１の照射を開始する。第１レーザ光Ｌ１の照射の開始からステージ１０７が９０度回転した時点で、第２レーザ光Ｌ２の照射を開始する。第２レーザ光Ｌ２の照射の開始からステージ１０７が９０度回転した時点で、第３レーザ光Ｌ３の照射を開始する。第３レーザ光Ｌ３の照射の開始からステージ１０７が９０度回転した時点で、第３レーザ光Ｌ３の照射を開始する。
【０２５４】
以上、第９実施形態に係るレーザ加工装置においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。第９実施形態に係るレーザ加工装置においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２５５】
第９実施形態に係るレーザ加工装置では、周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、第１位置に第１集光点Ｐ１を位置させた状態で第１レーザ光Ｌ１を照射し、第１レーザ光Ｌ１の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに第１レーザ光Ｌ１の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる処理を含む。周縁処理は、ステージ１０７を回転させながら、第１位置よりも裏面１００ｂ側の第２位置に第２集光点Ｐ２を位置させた状態で第２レーザ光Ｌ２を照射し、第２レーザ光Ｌ２の当該照射の開始からステージ１０７が１回転したときに第２レーザ光Ｌ２の当該照射を停止させることで、有効領域Ｒの周縁に沿って環状の改質領域４を形成させる処理を含む。第２集光点Ｐ２は第１集光点Ｐ１に対して、θ方向の順方向に所定角度（ここでは９０度）離れており、第２レーザ光Ｌ２の照射は第１レーザ光Ｌ１の照射の開始からステージ１０７が所定角度回転した後に開始させる。これにより、Ｚ方向の位置が異なる複数位置に環状の改質領域４を形成する場合において、レーザ光入射面である裏面１００ｂ側の改質領域４の存在が、レーザ光入射面の反対面である表面１００ａ側の改質領域４の形成に悪影響を及ぼすということを防ぐことができる。
【０２５６】
［第１０実施形態］
次に、第１０実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第１０実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２５７】
第１０実施形態において、制御部９が実行する第１剥離処理では、図３８に示されるように、ステージ１０７を回転させながら、第１集光点Ｐ１をＸ方向の一方向及び他方向に往復するように繰り返し移動させることで、ステージ１０７の回転方向に沿って波状に延びる第１改質領域４Ａを形成させる。また、第１剥離処理では、ステージ１０７を回転させながら、第２集光点Ｐ２をＸ方向の一方向に移動させることで、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域４Ａと交差する第２改質領域４Ｂを形成させる。
【０２５８】
第１０実施形態に係るレーザ加工装置１０００において実施される第１剥離処理の一例について、具体的に説明する。
【０２５９】
まず、Ｘ方向において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が剥離開始所定位置に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。例えば剥離開始所定位置は、対象物１００における外周部の所定位置である。続いて、ステージ１０７の回転を開始する。ステージ１０７の回転速度が一定になった時点で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始する。Ｘ方向において第１集光点Ｐ１が所定範囲内で往復するように第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ軸レール１０８に沿って往復移動させる。Ｘ方向において第２集光点Ｐ２が回転軸Ｃの位置に近づくように第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。
【０２６０】
以上により、Ｚ方向から見て、ステージ１０７の回転方向に沿って波状に延びる第１改質領域４Ａと、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域４Ａと交差する第２改質領域４Ｂと、を対象物１００の内部における仮想面Ｍ１（図１０参照）に沿って形成する。
【０２６１】
以上、第１０実施形態に係るレーザ加工装置１０００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置１０００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２６２】
レーザ加工装置１１００では、第１剥離処理により、θ方向に沿って波状に延びる第１改質領域４Ａ、及び、渦巻き状で且つ第１改質領域４Ａと交差する第２改質領域４Ｂを、仮想面Ｍ１に沿って形成することができる。これにより、これら第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂを境界として対象物１００の一部を剥離することができる。効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。
【０２６３】
［第１１実施形態］
次に、第１１実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第１１実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２６４】
第１１実施形態に係るレーザ加工装置１１００では、Ｙ方向において第１集光点Ｐ１の位置が回転軸Ｃから離れるように、第１レーザ加工ヘッド１０Ａが回転軸Ｃに対してＹ方向にずれて配置されている。このような配置は、例えば、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＹ方向に移動させるＹ軸レールを更に備えることで実現できる。或いは、このような配置は、例えば、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に移動させるＸ軸レール１０８（図９参照）についてのＹ方向の固定位置を変えることで実現できる。
【０２６５】
第１１実施形態において、制御部９が実行する第１剥離処理では、図３９に示されるように、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向から見て対象物１００と同心の仮想円Ｍ３に対する接線に沿ってＸ方向に第１集光点Ｐ１を往復移動させ、第１改質領域を形成させる。また、第１剥離処理では、ステージ１０７を回転させながら、第２集光点Ｐ２をＸ方向の一方向に移動させることで、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域と交差する第２改質領域４Ｂを形成させる。
【０２６６】
第１１実施形態に係るレーザ加工装置１１００において実施される第１剥離処理の一例について、具体的に説明する。
【０２６７】
まず、Ｘ方向において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が剥離開始所定位置に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。例えば剥離開始所定位置は、対象物１００における外周部の所定位置である。続いて、ステージ１０７の回転を開始する。ステージ１０７の回転速度が一定になった時点で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始する。仮想円Ｍ３に対する接線に沿ってＸ方向に第１集光点Ｐ１が往復移動するように、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ軸レール１０８に沿って往復移動させる。Ｘ方向において第２集光点Ｐ２が回転軸Ｃの位置に近づくように、第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って回転軸Ｃ側に移動させる。以上により、Ｚ方向から見て、対象物１００の仮想円Ｍ３よりも外周側にて仮想円Ｍ３に接する曲線状に延びる第１改質領域（不図示）と、回転軸Ｃの位置を中心とする渦巻き状で且つ第１改質領域と交差する第２改質領域４Ｂと、を対象物１００の内部における仮想面Ｍ１（図１０参照）に沿って形成する。
【０２６８】
以上、第１１実施形態に係るレーザ加工装置１１００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置１１００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２６９】
レーザ加工装置１１００では、第１剥離処理により、仮想円Ｍ３よりも外周側にて仮想円Ｍ３に接する曲線状の第１改質領域、及び、渦巻き状で且つ第１改質領域と交差する第２改質領域４Ｂを、仮想面Ｍ１に沿って形成することができる。これにより、これらの改質領域４を境界として対象物１００の一部を剥離することができる。効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。
【０２７０】
［第１２実施形態］
次に、第１２実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第１２実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２７１】
第１２実施形態に係るレーザ加工装置１２００では、Ｙ方向において第１集光点Ｐ１の位置が回転軸Ｃから一方側に離れるように、第１レーザ加工ヘッド１０Ａが回転軸Ｃに対してＹ方向の一方側にずれて配置されている。このような配置は、例えば、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＹ方向に移動させるＹ軸レールを更に備えることで実現できる。或いは、このような配置は、例えば、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に移動させるＸ軸レール１０８（図９参照）についてのＹ方向の固定位置を変えることで実現できる。
【０２７２】
第１２実施形態に係るレーザ加工装置１２００では、Ｙ方向において第２集光点Ｐ２の位置が回転軸Ｃから他方側に離れるように、第２レーザ加工ヘッド１０Ｂが回転軸Ｃに対してＹ方向の他方側にずれて配置されている。このような配置は、例えば、第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＹ方向に移動させるＹ軸レールを更に備えることで実現できる。或いは、このような配置は、例えば、第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に移動させるＸ軸レール１０８（図９参照）についてのＹ方向の固定位置を変えることで実現できる。
【０２７３】
第１２実施形態において、制御部９が実行する第１剥離処理では、図４０に示されるように、ステージ１０７を回転させながら、Ｚ方向から見て対象物１００と同心の仮想円Ｍ４に対する接線に沿ってＸ方向に第１集光点Ｐ１を往復移動させることで、第１改質領域を形成させる。また、第１剥離処理では、ステージ１０７を回転させながら、仮想円Ｍ４に対する接線に沿ってＸ方向に第２集光点Ｐ２を往復移動させることで、第２改質領域を形成させる。
【０２７４】
第１２実施形態に係るレーザ加工装置１２００において実施される第１剥離処理の一例について、具体的に説明する。
【０２７５】
まず、Ｘ方向において、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が剥離開始所定位置に位置するように、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って移動させる。例えば剥離開始所定位置は、対象物１００の外周部の所定位置である。続いて、ステージ１０７の回転を開始する。ステージ１０７の回転速度が一定になった時点で、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂによる第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始する。仮想円Ｍ４に対する接線に沿ってＸ方向に第１集光点Ｐ１が往復移動するように第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ軸レール１０８に沿って往復移動させる。仮想円Ｍ４に対する接線に沿ってＸ方向に第２集光点Ｐ２が往復移動するように第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ軸レール１０８に沿って往復移動させる。以上により、Ｚ方向から見て、対象物１００の仮想円Ｍ４よりも外周側にて仮想円Ｍ４に接する曲線状に延びる第１及び第２改質領域（不図示）を対象物１００の内部における仮想面Ｍ１（図１０参照）に沿って形成する。
【０２７６】
以上、第１２実施形態に係るレーザ加工装置１２００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置１２００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２７７】
レーザ加工装置１２００では、第１剥離処理により、仮想円Ｍ４よりも外周側にて仮想円Ｍ４に接する曲線状の第１及び第２改質領域を形成することができる。これにより、これらの改質領域を境界として対象物１００の一部を剥離することができる。効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。
【０２７８】
［第１３実施形態］
次に、第１３実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第１３実施形態の説明では、第８実施形態と異なる点を説明し、第８実施形態と重複する説明を省略する。
【０２７９】
図４１に示されるように、第１３実施形態に係るレーザ加工装置１３００は、Ｘ軸レール１０８に代えて、第１及び第２Ｘ軸レール１０８Ａ，１０８Ｂを備える。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、Ｘ方向に沿って延びるレールである。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１Ｚ軸レール１０６Ａに取り付けられている。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１レーザ光Ｌ１の第１集光点Ｐ１がＸ方向に沿って移動するように、第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って移動させる。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１集光点Ｐ１（集光部１４）が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように第１レーザ加工ヘッド１０ＡをＸ方向に沿って移動させる。第１Ｘ軸レール１０８Ａは、第１水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２８０】
第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、Ｘ方向に沿って延びるレールである。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２Ｚ軸レール１０６Ｂに取り付けられている。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２レーザ光Ｌ２の第２集光点Ｐ２がＸ方向に沿って移動するように、第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って移動させる。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２集光点Ｐ２（集光部１４）が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように第２レーザ加工ヘッド１０ＢをＸ方向に沿って移動させる。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、第２水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２８１】
第１３実施形態に係るレーザ加工装置１３００は、Ｙ軸レール１０９に代えて、第１及び第２Ｙ軸レール１０９Ａ，１０９Ｂを備える。第１Ｙ軸レール１０９Ａは、Ｙ方向に沿って延びるレールである。第１Ｙ軸レール１０９Ａは、第３Ｚ軸レール１０６Ｃに取り付けられている。第１Ｙ軸レール１０９Ａは、第３レーザ光Ｌ３の第３集光点Ｐ３がＹ方向に沿って移動するように、第３レーザ加工ヘッド１０ＣをＹ方向に沿って移動させる。第１Ｙ軸レール１０９Ａは、第３集光点Ｐ３（集光部１４）が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように第３レーザ加工ヘッド１０ＣをＹ方向に沿って移動させる。第１Ｙ軸レール１０９Ａは、移動機構４００のレールに対応する。第１Ｙ軸レール１０９Ａは、第３水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２８２】
第２Ｙ軸レール１０９Ｂは、Ｙ方向に沿って延びるレールである。第２Ｙ軸レール１０９Ｂは、第４Ｚ軸レール１０６Ｄに取り付けられている。第２Ｙ軸レール１０９Ｂは、第４レーザ光Ｌ４の第４集光点Ｐ４がＹ方向に沿って移動するように、第４レーザ加工ヘッド１０ＤをＹ方向に沿って移動させる。第２Ｙ軸レール１０９Ｂは、第４集光点Ｐ４（集光部１４）が回転軸Ｃ又はその付近を通過するように第４レーザ加工ヘッド１０ＤをＹ方向に沿って移動させる。第２Ｙ軸レール１０９Ｂは、移動機構４００のレールに対応する。第２Ｙ軸レール１０９Ｂは、第４水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２８３】
第１Ｘ軸レール１０８Ａは、ステージ１０７のＸ方向の一方側から、他方側へ回転軸Ｃの位置を越えた位置まで伸びる。第２Ｘ軸レール１０８Ｂは、ステージ１０７のＸ方向の他方側から、一方向側へ回転軸Ｃの位置を越えない位置まで伸びる。第１Ｙ軸レール１０９Ａは、ステージ１０７のＹ方向の一方側から、他方側へ回転軸Ｃの位置を越えた位置まで伸びる。第２Ｙ軸レール１０９Ｂは、ステージ１０７のＹ方向の他方側から、一方向側へ回転軸Ｃの位置を越えない位置まで伸びる。
【０２８４】
第１Ｘ軸レール１０８Ａと第２Ｘ軸レール１０８Ｂとは、Ｙ方向に互いにずれて配置されている。第１Ｙ軸レール１０９Ａと第２Ｙ軸レール１０９Ｂとは、Ｘ方向に互いにずれて配置されている。図示する例では、第１レーザ加工ヘッド１０Ａと第２レーザ加工ヘッド１０Ｂとは、内部構造が回転軸Ｃを介して互いに鏡像ではないが、鏡像であってもよい。第３レーザ加工ヘッド１０Ｃと第４レーザ加工ヘッド１０Ｄとは、内部構造が回転軸Ｃを介して互いに鏡像ではないが、鏡像であってもよい。
【０２８５】
以上、第１３実施形態に係るレーザ加工装置１３００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置１３００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２８６】
［第１４実施形態］
次に、第１４実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第１４実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点を説明し、第１実施形態と重複する説明を省略する。
【０２８７】
図４２に示されるように、第１４実施形態に係るレーザ加工装置１４００は、Ｘ軸レール１０８に代えて、第１及び第２回転アーム１４１Ａ，１４１Ｂを備える。第１回転アーム１４１Ａの先端側は、第１Ｚ軸レール１０６Ａに取り付けられている。第１回転アーム１４１Ａの基端側は、ステージ１０７外に設けられＺ方向に沿う軸１４２Ａに固定されている。第１回転アーム１４１Ａは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、軸１４２Ａを中心に回転する。第１回転アーム１４１Ａは、軸１４２Ａを中心とする回転方向に円弧状の軌跡Ｋ１に沿って第１集光点Ｐ１が移動するように、第１レーザ加工ヘッド１０Ａを軌跡Ｋ１に沿って移動させる。軌跡Ｋ１は、回転軸Ｃ又はその付近を通過する。第１回転アーム１４１Ａは、第１水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２８８】
第２回転アーム１４１Ｂの先端側は、第２Ｚ軸レール１０６Ｂに取り付けられている。第２回転アーム１４１Ｂの基端側は、ステージ１０７外に設けられＺ方向に沿う軸１４２Ｂに固定されている。第２回転アーム１４１Ｂは、モータ等の公知の駆動装置の駆動力により、軸１４２Ｂを中心に回転する。第２回転アーム１４１Ｂは、軸１４２Ｂを中心とする回転方向に円弧状の軌跡Ｋ２に沿って第２集光点Ｐ２が移動するように、第２レーザ加工ヘッド１０Ｂを軌跡Ｋ２に沿って移動させる。軌跡Ｋ２は、回転軸Ｃ又はその付近を通過しない。第２回転アーム１４１Ｂは、第２水平移動機構（水平移動機構）を構成する。
【０２８９】
以上、第１４実施形態に係るレーザ加工装置１４００においても、対象物１００に対して種々の加工を行うに際し、同時ないし並列的に形成可能な改質領域４を増やし、タクトアップを実現することができる。対象物１００に対する種々の加工を効率よく行うことが可能となる。レーザ加工装置１４００においても、トリミング加工を精度よく行うことが可能となる。
【０２９０】
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。
【０２９１】
上述した実施形態では、対象物１００の裏面１００ｂをレーザ光入射面としたが、対象物１００の表面１００ａをレーザ光入射面としてもよい。上述した実施形態では、改質領域４は、例えば対象物１００の内部に形成された結晶領域、再結晶領域、又は、ゲッタリング領域であってもよい。結晶領域は、対象物１００の加工前の構造を維持している領域である。再結晶領域は、一旦は蒸発、プラズマ化あるいは溶融した後、再凝固する際に単結晶あるいは多結晶として凝固した領域である。ゲッタリング領域は、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する領域であり、連続的に形成されていてもよいし、断続的に形成されていてもよい。また、例えば加工装置は、アブレーション等の加工へ適用されてもよい。
【０２９２】
上述した実施形態では、前述のように、剥離加工における第１及び第２改質スポットＳＡ，ＳＢのピッチが変動することは許容可能である。その例を以下に説明する。
【０２９３】
例えば、制御部９は、主領域１００ｅに対しては、当該ピッチが第１ピッチで一定になるように上記第１剥離処理を実行してもよい。制御部９は、中央領域１００ｄに対しては、ステージ１０７，６０７を回転させながら又は回転させずに、第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２の少なくとも一方を対象物１００に照射させる共に、第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２の少なくとも一方の移動を制御することにより、対象物１００の内部における仮想面Ｍ１に沿って、当該ピッチが第１ピッチ未満となるように第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂの少なくとも一方を形成させる第３剥離処理を実行してもよい。
【０２９４】
これにより、中央領域１００ｄでは、主領域１００ｅよりも当該ピッチが詰まった加工制御を実施できる。効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。ピッチが一定になることは、所定の誤差範囲内でピッチが変動することを含む。
【０２９５】
例えば上記第３剥離処理では、含まれる複数の改質スポットのピッチが一定にならないように、第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂの少なくとも一方を中央領域１００ｄに形成させてもよい。この場合、剥離加工を具体的に実現しつつ、中央領域１００ｄでは当該ピッチを一定にする制御を不要にできる。ピッチが一定にならないとは、ピッチが一定値（ある決まった値）にならないこと、及び、この一定値の誤差範囲を超えた範囲でピッチが変動することを含む。ちなみに、上記第３剥離処理では、当該ピッチが一定になるように第１及び第２改質領域４Ａ，４Ｂの少なくとも一方を中央領域１００ｄに形成させても勿論よい。
【０２９６】
例えば制御部９は、ステージ１０７，６０７の回転速度を、最低回転速度から最大回転速度まで変更可能であってもよい。制御部９は、中央領域１００ｄに対しては、最大回転速度でステージ１０７，６０７を回転させながら第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射させる第１剥離処理を実行してもよい。制御部９は、主領域１００ｅに対しては、中央領域１００ｄに第１及び第２集光点Ｐ１，Ｐ２が近づくにつれて段階的に大きくなる回転速度でステージ１０７，６０７を回転させながら第１及び第２レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射させる第１剥離処理を実行してもよい。この場合においても、効率よい剥離加工を具体的に実現することが可能となる。
【０２９７】
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。
【０２９８】
上述した実施形態において、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は、擬似連続発振（擬似ＣＷ）されたレーザ光であってもよい。擬似連続発振とは、ピークを持つパルスが、非常に高い繰返し周波数で発振する発振モードのことである。
【０２９９】
上述した実施形態において、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の照射には、バーストモード有りでの第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の照射、及び、バーストモード無しでの第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の照射を含む。バーストモードは、連続したひと続きのパルスを有するレーザ光を照射することである。
【０３００】
例えば、厚さ４８５μｍの小片の対象物１００に対して、波長１０２８ｎｍ、パルス幅１０ｐｓｅｃ、バーストモード有り及び無しで第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を照射して、剥離加工を行った。対象物１００は、ガラス材料（例えばアルカリガラス）の小片ウェハとした。改質領域４を対象物１００の厚さ方向の中央付近に形成した。その結果、バーストモード有りの場合、低エネルギで改質領域４が形成され、且つ、剥離（スライシング）に必要な水平方向の亀裂を得ることを確認した。特に、バースト間隔を狭くすると、当該効果が高いことを確認した。バーストモードを用いることで、剥離加工時の水平方向の亀裂力を落とすことなく、抜け光ダメージを低減できる可能性を確認した。なお、ここでの結果は、対象物１００としてガラスウェハを用いた剥離結果であるが、対象物１００としてシリコンウェハを用いてもよい。対象物１００としてシリコンウェハを用いた場合にも、対象物１００としてガラスウェハを用いた場合と同様の剥離結果を得られると想定できる。
【０３０１】
図４３は、トリミング加工後の対象物１００を示す写真図である。図４３（ａ）は、対象物１００の除去領域Ｅを示す写真図である。図４３（ｂ）は、対象物１００の有効領域Ｒを示す写真図である。図中の対象物１００は、直径１２インチ、厚さ７７５μｍのシリコンウェハであり、除去領域Ｅの幅は５ｍｍである。図４３（ａ）及び図４３（ｂ）に示されるように、上記実施形態では、精度よくトリミング加工できることを確認することができる。
【０３０２】
図４４（ａ）は、剥離加工により対象物１００に形成された改質領域４を示す撮像画像である。図中の撮像画像は、対象物１００の厚さ方向視においてＩＲカメラで撮像した撮像画像である。図４４（ａ）に示されるように、ここでの剥離加工では、厚さ方向から見て同心円状に改質領域４が形成されていることを確認できる。
【０３０３】
図４４（ｂ）は、剥離加工後の対象物１００を示す写真図である。図４４（ｂ）では、面吸着パッドにより、対象物１００の一部を吸着して剥離している。図４４（ｂ）に示されるように、上記実施形態では、精度よく剥離加工できることを確認することができる。
【０３０４】
上述した実施形態では、１つのレーザ加工ヘッドを備え、当該１つのレーザ加工ヘッドから複数のレーザ光を照射する構成を採用してもよい。すなわち、レーザ加工装置は、対象物が載置され、鉛直方向に沿う軸を中心に回転可能な支持部と、支持部に載置された対象物に第１レーザ光及び第２レーザ光を照射し、当該対象物の内部に第１改質領域及び第２改質領域を形成するレーザ加工ヘッドと、第１レーザ光の集光点である第１集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１鉛直移動機構と、第２レーザ光の集光点である第２集光点が鉛直方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２鉛直移動機構と、第１集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第１水平移動機構と、第２集光点が水平方向に沿って移動するように支持部及びレーザ加工ヘッドの少なくとも一方を移動させる第２水平移動機構と、支持部の回転、レーザ加工ヘッドからの第１及び第２レーザ光の照射、並びに、第１及び第２集光点の移動を制御する制御部と、を備えていてもよい。この場合、複数のレーザ光を同時照射してもよいし、多段階で照射してもよい。このようなレーザ加工装置においても、上述した種々の効果が奏される。
【符号の説明】
【０３０５】
４…改質領域、４Ａ…第１改質領域（改質領域）、４Ｂ…第２改質領域（改質領域）、４Ｃ…第３改質領域（改質領域）、４Ｄ…第４改質領域（改質領域）、４Ｊ…改質領域、９…制御部、１０Ａ…第１レーザ加工ヘッド、１００…対象物、１００ｄ…中央領域、１００ｅ…主領域、１０１，４１０，５００，６００，７００，８００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００…レーザ加工装置、１０６Ａ…第１Ｚ軸レール（第１鉛直移動機構，鉛直移動機構）、１０６Ｂ…第２Ｚ軸レール（第２鉛直移動機構，鉛直移動機構）、１０７，６０７…ステージ（支持部）、１０８…Ｘ軸レール（第１水平移動機構，第２水平移動機構，水平移動機構）、１０９…Ｙ軸レール（水平移動機構）、Ｇ１…第１領域、Ｇ２…第２領域、Ｃ…回転軸（軸）、Ｅ…除去領域、Ｌ１…第１レーザ光（レーザ光）、Ｌ２…第２レーザ光（レーザ光）、Ｍ１…仮想面、Ｐ１…第１集光点（集光点）、Ｐ２…第２集光点（集光点）、Ｒ…有効領域、ＳＡ…第１改質スポット（改質スポット）、ＳＢ…第２改質スポット（改質スポット）。
【図１】
2020090896.tif 000002
【図２】
2020090896.tif 000003
【図３】
2020090896.tif 000004
【図４】
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【図５】
2020090896.tif 000006
【図６】
2020090896.tif 000007
【図７】
2020090896.tif 000008
【図８】
2020090896.tif 000009
【図９】
2020090896.tif 000010
【図１０】
2020090896.tif 000011
【図１１】
2020090896.tif 000012
【図１２】
2020090896.tif 000013
【図１３】
2020090896.tif 000014
【図１４】
2020090896.tif 000015
【図１５】
2020090896.tif 000016
【図１６】
2020090896.tif 000017
【図１７】
2020090896.tif 000018
【図１８】
2020090896.tif 000019
【図１９】
2020090896.tif 000020
【図２０】
2020090896.tif 000021
【図２１】
2020090896.tif 000022
【図２２】
2020090896.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
2020090896.tif 000025
【図２５】
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【図２６】
2020090896.tif 000027
【図２７】
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【図２８】
2020090896.tif 000029
【図２９】
2020090896.tif 000030
【図３０】
2020090896.tif 000031
【図３１】
2020090896.tif 000032
【図３２】
2020090896.tif 000033
【図３３】
2020090896.tif 000034
【図３４】
2020090896.tif 000035
【図３５】
2020090896.tif 000036
【図３６】
2020090896.tif 000037
【図３７】
2020090896.tif 000038
【図３８】
2020090896.tif 000039
【図３９】
2020090896.tif 000040
【図４０】
2020090896.tif 000041
【図４１】
2020090896.tif 000042
【図４２】
2020090896.tif 000043
【図４３】
2020090896.tif 000044
【図４４】
2020090896.tif 000045
【国際調査報告】
2020090896.tif 000046
2020090896.tif 000047
2020090896.tif 000048
2020090896.tif 000049