JP7120903B2 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。

特許文献１には、ワークを保持する保持機構と、保持機構に保持されたワークにレーザ光を照射するレーザ照射機構と、を備えるレーザ加工装置が記載されている。特許文献１に記載のレーザ加工装置では、集光レンズを有するレーザ照射機構が基台に対して固定されており、集光レンズの光軸に垂直な方向に沿ったワークの移動が保持機構によって実施される。

特許第５４５６５１０号公報

ところで、例えば半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハからその外縁部分を不要部分として除去するトリミング加工が実施される場合がある。しかし、対象物からその外縁部分を除去するために、対象物の外縁の内側において環状に延在するラインに沿ってレーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、当該ラインに沿って改質領域を形成すると、外縁部分が除去された対象物のトリム面の品質が場所によって低下するおそれがあることが分かった。

そこで、本発明は、外縁部分が除去された対象物のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを課題とする。

本発明に係るレーザ加工装置は、対象物に少なくとも集光領域の一部を合わせてレーザ光を照射することにより、対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、対象物を支持する支持部と、支持部によって支持された対象物にレーザ光を照射する照射部と、支持部及び照射部を制御する制御部と、を備え、照射部は、レーザ光の光軸に垂直な面内における集光領域の一部の形状が長手方向を有するようにレーザ光を成形する成形部を有し、制御部は、対象物に関する対象物情報、及び、対象物の外縁の内側において環状に延在するラインに沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合のラインに関するライン情報に基づいて、長手方向が集光領域の一部の移動方向と交差するように、ラインの第１領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合の長手方向の向きである第１向きと、ラインの第２領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合の長手方向の向きである第２向きと、を決定する決定部と、第１領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共にラインの第１領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第１処理と、第２領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共にラインの第２領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第２処理と、を実行する加工制御部と、加工制御部によって第１処理を実行する場合に、第１向きとなるように長手方向の向きを調整すると共に、加工制御部によって第２処理を実行する場合に、第２向きとなるように長手方向の向きを調整する調整部と、を有する。

このレーザ加工装置では、ラインの第１領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に、ラインの第１領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第１処理を実行する。第１処理においては、レーザ光の光軸に垂直な面内における集光領域の一部の形状（以下、「ビーム形状」ともいう）の長手方向の向きが、集光領域の一部の移動方向（以下、「加工進行方向」ともいう）と交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第１向きへ調整される。また、ラインの第２領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に、ラインの第２領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第２処理を実行する。第２処理においては、ビーム形状の長手方向の向きが、加工進行方向と交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第２向きへ調整される。したがって、ビーム形状の長手方向が加工進行方向と一致した状態でラインに沿って集光領域の一部を相対的に移動させただけでは、例えば対象物の物性に起因して第１領域及び第２領域のトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、外縁部分が除去された対象物のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本発明に係るレーザ加工装置では、対象物情報は、対象物の結晶方位に関する情報を含み、ライン情報は、集光領域の一部の移動方向に関する情報を含んでいてもよい。これにより、対象物が結晶方位を有する場合にも、対象物のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本発明に係るレーザ加工装置では、成形部は、空間光変調器を含み、調整部は、空間光変調器を制御することにより、長手方向の向きを調整してもよい。これにより、ビーム形状の長手方向の向きを確実に調整することができる。

本発明に係るレーザ加工装置では、対象物は、（１００）面を主面とし、一方の（１１０）面に垂直な第１結晶方位及び他方の（１１０）面に垂直な第２結晶方位を有するウェハであり、ラインは、主面に垂直な方向から見た場合に円環状に延在しており、第１領域は、ラインに沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合に、第１結晶方位に対する集光領域の一部の移動方向の角度である加工角度が０°以上４５°未満となる領域を含み、第２領域は、ラインに沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合に、加工角度が４５°以上９０°未満となる領域を含んでいてもよい。これにより、対象物が（１００）面を主面とするウェハである場合に、対象物のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本発明に係るレーザ加工装置では、第１向き及び第２向きは、第１結晶方位及び第２結晶方位のうち移動方向との間の角度が大きい一方に近づくように、移動方向に対して傾斜した方向の向きであってもよい。これにより、対象物が（１００）面を主面とするウェハである場合に、第１領域及び第２領域のそれぞれにおいて対象物のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

本発明に係るレーザ加工装置では、第１向き及び第２向きは、第１結晶方位及び第２結晶方位のうち移動方向との間の角度が大きい一方に近づくように移動方向から１０°～３５°傾斜した方向の向きであってもよい。これにより、対象物が（１００）面を主面とするウェハである場合に、第１領域及び第２領域のそれぞれにおいて対象物のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

本発明に係るレーザ加工装置では、照射部は、レーザ光として第１レーザ光を照射する第１レーザ加工ヘッドと、レーザ光として第２レーザ光を照射する第２レーザ加工ヘッドと、を有し、第１処理では、第１領域に沿って第１レーザ光の集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共にラインの第１領域以外の領域での改質領域の形成を停止させ、第２処理では、第２領域に沿って第２レーザ光の集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共にラインの第２領域以外の領域での改質領域の形成を停止させ、調整部は、第１処理を実行する場合に、第１レーザ光の光軸に垂直な面内における集光領域の一部の形状の長手方向の向きを、第１向きとなるように調整し、第２処理を実行する場合に、第２レーザ光の光軸に垂直な面内における集光領域の一部の形状の長手方向の向きを、第２向きとなるように調整してもよい。照射部として第１及び第２レーザ加工ヘッドを備える場合、第１処理と第２処理とを並列的に（同時に）に実行することができ、これにより、タクトアップを実現することができる。

本発明に係るレーザ加工方法は、対象物に少なくとも集光領域の一部を合わせてレーザ光を照射することにより、対象物に改質領域を形成するレーザ加工方法であって、対象物に関する対象物情報、及び、対象物の外縁の内側において環状に延在するラインに沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合のラインに関するライン情報に基づいて、レーザ光の光軸に垂直な面内における集光領域の一部の形状が有する長手方向が集光領域の一部の移動方向と交差するように、ラインの第１領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合の長手方向の向きである第１向きと、ラインの第２領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させる場合の長手方向の向きである第２向きと、を決定する決定工程と、第１領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共にラインの第１領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第１加工工程と、第２領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共にラインの第２領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第２加工工程と、第１加工工程を実行する場合に、第１向きとなるように長手方向の向きを調整する第１調整工程と、第２加工工程を実行する場合に、第２向きとなるように長手方向の向きを調整する第２調整工程と、を備える。

このレーザ加工方法では、ラインの第１領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成すると共に、ラインの第１領域以外の領域では、改質領域の形成を停止する第１加工工程を実施する。第１加工工程においては、ビーム形状の長手方向の向きが、加工進行方向と交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第１向きへ調整される。また、ラインの第２領域に沿って集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成すると共に、ラインの第２領域以外の領域では、改質領域の形成を停止する第２加工工程を実施する。第２加工工程においては、ビーム形状の長手方向の向きが、加工進行方向と交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第２向きへ調整される。したがって、ビーム形状の長手方向が加工進行方向と一致した状態でラインに沿って集光領域の一部を相対的に移動させただけでは、例えば対象物の物性に起因して第１領域及び第２領域のトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、外縁部分が除去された対象物のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本発明によれば、外縁部分が除去された対象物のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することが可能となる。

実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。 図１に示されるレーザ加工装置の一部分の正面図である。 図１に示されるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの正面図である。 図３に示されるレーザ加工ヘッドの側面図である。 図３に示されるレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。 変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。 変形例のレーザ加工装置の一部分の正面図である。 変形例のレーザ加工装置の斜視図である。 第１実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。 （ａ）は、対象物の例を示す平面図である。（ｂ）は、図１０（ａ）に示す対象物の側面図である。 （ａ）は、第１実施形態に係る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。（ｂ）は、図１１（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｃ）は、図１１（ｂ）に示す対象物の側面図である。 （ａ）は、図１１（ｂ）の続きを示す対象物の側面図である。（ｂ）は、図１２（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。 （ａ）は、図１２（ｂ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図１３（ａ）に示す対象物の側面図である。（ｃ）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。 第１実施形態に係るトリミング加工の対象となる対象物の平面図である。 （ａ）は、第１実施形態に係るトリミング加工の要部を説明するための対象物の平面図である。（ｂ）は、図１５（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図１５（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図１６（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 図９のレーザ加工装置でレーザ加工を実行する場合の第１運用例を示すタイムテーブルである。 図９のレーザ加工装置でレーザ加工を実行する場合の第２運用例を示すタイムテーブルである。 図９のレーザ加工装置でレーザ加工を実行する場合の第３運用例を示すタイムテーブルである。 図９のレーザ加工装置でレーザ加工を実行する場合の第４運用例を示すタイムテーブルである。 （ａ）は、ビーム形状の長手方向を加工進行方向と一致させた場合のトリミング加工後の対象物の一部を示す写真図である。（ｂ）は、図９のレーザ加工装置によるトリミング加工後の対象物の一部を示す写真図である。 （ａ）は、ビーム形状の長手方向を加工進行方向と一致させた場合のトリミング加工後の対象物の一部を示す写真図である。（ｂ）は、図９のレーザ加工装置によるトリミング加工後の対象物の一部を示す写真図である。 トリミング加工後の対象物の一部を示す図である。 ビーム角度及び加工角度を変化させた場合の加工品質を評価した実験結果を示す表である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 図２４の実験結果に係る対象物のトリム面を示す写真図である。 （ａ）は、第２実施形態に係るトリミング加工の要部を説明するための対象物の平面図である。（ｂ）は、図５５（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図５５（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図５６（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図５６（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図５７（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図５７（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図５８（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、ビーム形状の向きの切り替えを説明するための図である。（ｂ）は、ビーム形状の向きの切り替えを説明するための他の図である。 （ａ）は、第３実施形態に係るトリミング加工の要部を説明するための対象物の平面図である。（ｂ）は、図６０（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図６０（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図６１（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図６１（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図６２（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図６２（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図６３（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図６３（ａ）の続きを示す対象物の平面図である。（ｂ）は、図６４（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 第４実施形態に係るトリミング加工の対象となる対象物の平面図である。 （ａ）は、第４実施形態に係るトリミング加工の要部を説明するための対象物の一部平面図である。（ｂ）は、図６６（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図６６（ａ）の続きを示す対象物の一部平面図である。（ｂ）は、図６７（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、図６７（ａ）の続きを示す対象物の一部平面図である。（ｂ）は、図６８（ａ）のレーザ加工時のビーム形状を示す図である。 変形例に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。 他の変形例に係るレーザ加工装置の概略構成を示す平面図である。 （ａ）は、非点収差を有する第１レーザ光についての集光点付近におけるレーザ光入射面側のビーム形状を示す図である。（ｂ）は、非点収差を有する第１レーザ光についての集光点付近におけるレーザ光入射面側とその反対面側との間のビーム形状を示す図である。（ｃ）は、非点収差を有する第１レーザ光についての集光点付近におけるレーザ光入射面の反対面側のビーム形状を示す図である。 （ａ）は、スリット又は楕円光学系を用いた場合の第１レーザ光についての集光点付近におけるレーザ光入射面側のビーム形状を示す図である。（ｂ）は、スリット又は楕円光学系を用いた場合の第１レーザ光についての集光点のビーム形状を示す図である。（ｃ）は、スリット又は楕円光学系を用いた場合の第１レーザ光についての集光点付近におけるレーザ光入射面の反対面側のビーム形状を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、レーザ加工装置の基本的な構成、作用、効果及び変形例について説明する。

［レーザ加工装置の構成］
図１に示されるように、レーザ加工装置１は、複数の移動機構５，６と、支持部７と、１対のレーザ加工ヘッド（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。

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

移動機構６は、固定部６１と、１対の移動部（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。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

レーザ加工ヘッド１０Ａでは、第１壁部２１は、移動機構６の固定部６１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。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

駆動部１８は、第４壁部２４側において光学ベース２９に取り付けられている。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。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

以上の作用及び効果は、レーザ加工ヘッド１０Ｂによっても同様に奏される。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、各実施形態を説明する。以下、上述した実施形態と重複する説明は省略する。

［第１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、レーザ加工装置１は、対象物１００に集光点（少なくとも集光領域の一部）を合わせて第１レーザ光Ｌ１を照射することにより、対象物１００に改質領域を形成する。レーザ加工装置１０１は、対象物１００にトリミング加工を施し、半導体デバイスを取得（製造）する。レーザ加工装置１０１は、対象物１００の外縁の内側において環状に延在するラインＭ３に沿って、改質領域を形成する。レーザ加工装置１０１は、ステージ１０７、第１レーザ加工ヘッド１０Ａ、第１Ｚ軸レール１０６Ａ、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。

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。トリミング加工は、対象物１００に集光点（少なくとも集光領域の一部）を合わせて第１レーザ光Ｌ１を照射することにより、対象物１００に改質領域４を形成するレーザ加工方法を含む。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。

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以外の外縁部分である。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。有効領域Ｒ及び除去領域Ｅ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及び除去領域Ｅは、座標指定されたものであってもよい。

ステージ１０７は、対象物１００が載置される支持部である。ステージ１０７は、上記支持部７（図１参照）と同様に構成されている。本実施形態のステージ１０７には、対象物１００の裏面１００ｂをレーザ光入射面側である上側にした状態（表面１００ａをステージ１０７側である下側にした状態）で、対象物１００が載置されている。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。

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。第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、照射部を構成する。

第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、上述したように、反射型空間光変調器３４を備えている。反射型空間光変調器３４は、第１レーザ光Ｌ１の光軸に垂直な面内における集光点の形状（以下、「ビーム形状」ともいう）を成形する成形部を構成する。反射型空間光変調器３４は、ビーム形状が長手方向を有するように第１レーザ光Ｌ１を成形する。例えば反射型空間光変調器３４は、ビーム形状を楕円形状とする変調パターンを液晶層に表示させることで、ビーム形状を楕円形状へ成形する。

ビーム形状は、楕円形状に限定されず、長尺形状であればよい。ビーム形状は、扁平円形状、長円形状又はトラック形状であってもよい。ビーム形状は、長尺な三角形形状、矩形形状又は多角形形状であってもよい。このようなビーム形状を実現する反射型空間光変調器３４の変調パターンは、スリットパターン及び非点パターンの少なくとも何れかを含んでいてもよい。なお、第１レーザ光Ｌ１が非点収差等によって複数の集光点を有する場合、複数の集光点のうち、第１レーザ光Ｌ１の光路における最も上流側の集光点の形状が、本実施形態のビーム形状である（その他のレーザ光において同じ）。ここでの長手方向は、ビーム形状に係る楕円形状の長軸方向であり、楕円長軸方向とも称される。

ビーム形状は、集光点の形状に限定されず、集光点付近の形状であってもよく、要は、集光領域（集光する領域）の一部の形状であればよい。例えば、非点収差を有する第１レーザ光Ｌ１の場合、図７１（ａ）に示されるように、集光点付近におけるレーザ光入射面側の領域では、ビーム形状７１が長手方向ＮＨを有する。図７１（ａ）のビーム形状７１の平面内（集光点付近におけるレーザ光入射面側のＺ方向位置での平面内）のビーム強度分布では、長手方向ＮＨに強い強度を持つ分布になっており、ビーム強度の強い方向が長手方向ＮＨと一致している。

非点収差を有する第１レーザ光Ｌ１の場合、図７１（ｃ）に示されるように、集光点付近におけるレーザ光入射面の反対面側の領域では、ビーム形状７１が、レーザ光入射面側の領域の長手方向ＮＨ（図７１（ａ）参照）に対して垂直な長手方向ＮＨ０を有する。図７１（ｃ）のビーム形状７１の平面内（集光点付近におけるレーザ光入射面の反対面側のＺ方向位置での平面内）のビーム強度分布では、長手方向ＮＨ０に強い強度を持つ分布になっており、ビーム強度の強い方向が長手方向ＮＨ０と一致している。非点収差を有する第１レーザ光Ｌ１の場合、図７１（ｂ）に示されるように、集光点付近におけるレーザ光入射面側とその反対面側との間の領域では、ビーム形状７１が長手方向を有さずに円形となる。

このような非点収差を有する第１レーザ光Ｌ１の場合において、本実施形態が対象とする集光領域の一部は、集光点付近におけるレーザ光入射面側の領域を含み、本実施形態が対象とするビーム形状は、図７１（ａ）に示されるビーム形状７１である。

なお、反射型空間光変調器３４の変調パターンを調整することによって、集光領域における図７１（ａ）に示されるビーム形状７１となる位置を、所望に制御することができる。例えば、集光点付近におけるレーザ光入射面の反対面側の領域にて図７１（ａ）に示されるビーム形状７１を有するように制御することができる。また例えば、集光点付近におけるレーザ光入射面側とその反対面側との間の領域にて図７１（ａ）に示されるビーム形状７１を有するように制御することができる。集光領域の一部の位置は、特に限定されず、対象物１００のレーザ光入射面からその反対面までの間の何れかの位置であればよい。

また例えば、変調パターンの制御及び／又は機械式機構によるスリット又は楕円光学系を用いた場合、図７２（ａ）に示されるように、集光点付近におけるレーザ光入射面側の領域では、ビーム形状７１が長手方向ＮＨを有する。図７２（ａ）のビーム形状７１の平面内（集光点付近におけるレーザ光入射面側のＺ方向位置での平面内）のビーム強度分布では、長手方向ＮＨに強い強度を持つ分布になっており、ビーム強度の強い方向が長手方向ＮＨと一致している。

スリット又は楕円光学系を用いた場合、図７２（ｃ）に示されるように、集光点付近におけるレーザ光入射面の反対面側の領域では、ビーム形状７１が、レーザ光入射面側の領域の長手方向ＮＨ（図７１（ａ）参照）と同じ長手方向ＮＨを有する。図７２（ｃ）のビーム形状７１の平面内（集光点付近におけるレーザ光入射面の反対面側のＺ方向位置での平面内）のビーム強度分布では、長手方向ＮＨに強い強度を持つ分布になっており、ビーム強度の強い方向が長手方向ＮＨと一致している。スリット又は楕円光学系を用いた場合、図７２（ｂ）に示されるように、集光点では、ビーム形状７１が、レーザ光入射面側の領域の長手方向ＮＨ（図７２（ａ）参照）に対して垂直な長手方向ＮＨ０を有する。図７２（ｂ）のビーム形状７１の平面内（集光点のＺ方向位置での平面内）のビーム強度分布では、長手方向ＮＨ０に強い強度を持つ分布になっており、ビーム強度の強い方向が長手方向ＮＨ０と一致している。

このようなスリット又は楕円光学系を用いた場合には、集光点以外のビーム形状７１が長手方向を有する形状となり、集光点以外のビーム形状７１は、本実施形態が対象とするビーム形状である。すなわち、本実施形態が対象とする集光領域の一部は、集光点付近におけるレーザ光入射面側の領域を含み、本実施形態が対象とするビーム形状は、図７２（ａ）に示されるビーム形状７１である。

第１レーザ加工ヘッド１０Ａは、測距センサ３６を備えている。測距センサ３６は、対象物１００のレーザ光入射面に対して測距用レーザ光を出射し、当該レーザ光入射面によって反射された測距用の光を検出することで、対象物１００のレーザ光入射面の変位データを取得する。測距センサ３６としては、第１レーザ光Ｌ１と別軸のセンサである場合、三角測距方式、レーザ共焦点方式、白色共焦点方式、分光干渉方式、非点収差方式等のセンサを利用することができる。測距センサ３６としては、第１レーザ光Ｌ１と同軸のセンサである場合、非点収差方式等のセンサを利用することができる。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３６で取得した変位データに基づいて、集光部１４がレーザ光入射面に追従するように駆動部１８（図５参照）を駆動させる。これにより、対象物１００のレーザ光入射面と第１レーザ光Ｌ１の集光点である第１集光点との距離が一定に維持されるように、当該変位データに基づき集光部１４がＺ方向に沿って移動する。このような測距センサ３６及びその制御（以下、「追従制御」ともいう）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。

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、鉛直移動機構を構成する。

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１集光点が回転軸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、水平移動機構を構成する。

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。

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。

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

制御部９は、ステージ１０７を回転させながら、対象物１００におけるラインＭ３（有効領域Ｒの周縁）に沿った位置に第１集光点を位置させた状態で、θ情報に基づいて第１レーザ加工ヘッド１０Ａにおける第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止を制御することにより、有効領域Ｒの周縁に沿って改質領域を形成させる周縁処理を実行する。

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レーザ光Ｌ１を照射させると共に、当該第１レーザ光Ｌ１の第１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。

制御部９は、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レーザ加工ヘッド１０Ａからの第１レーザ光Ｌ１の照射、並びに、第１集光点の移動の少なくとも何れかを制御する。

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°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１レーザ加工ヘッド１０Ａの移動を制御する。

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。

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

続いて、トリミング加工を実施する。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集光点（集光点）Ｐ１を位置させた状態で、θ情報に基づいて第１レーザ加工ヘッド１０Ａにおける第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止を制御する。これにより、図１１（ｂ）及び１１（ｃ）に示されるように、ラインＭ３（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。

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レーザ光Ｌ１を照射すると共に、第１レーザ加工ヘッド１０Ａ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レーザ光Ｌ１の第１集光点Ｐ１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°回転させた後、除去領域Ｅにおいて第１レーザ光Ｌ１を照射すると共に、第１レーザ加工ヘッド１０Ａ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レーザ光Ｌ１の第１集光点Ｐ１を対象物１００の中心から離れる方向に移動する。

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。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。

続いて、図１３（ｃ）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。

次に、本実施形態のトリミング加工に関して、より詳細に説明する。

図１４に示されるように、対象物１００は、板状を呈し、その主面として表面１００ａ及び裏面１００ｂ（図１０参照）を有する。対象物１００は、（１００）面を主面とするウェハである。対象物１００は、シリコンで形成されたシリコンウェハである。対象物１００は、一方の（１１０）面に垂直な第１結晶方位Ｋ１と、他方の（１１０）面に垂直な第２結晶方位Ｋ２と、を有する。（１１０）面は、へき開面である。第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２は、へき開方向、すなわち、対象物１００において最も亀裂が延びやすい方向である。第１結晶方位Ｋ１と第２結晶方位Ｋ２とは、互いに直交する。

対象物１００には、アライメント対象１００ｎが設けられている。例えばアライメント対象１００ｎは、対象物１００の０°方向の位置に対してθ方向（ステージ１０７の回転軸Ｃ回りの回転方向）に一定の関係を有する。０°方向の位置とは、θ方向において基準となる対象物１００の位置である。例えばアライメント対象１００ｎは、外縁部に形成されたノッチである。なお、アライメント対象１００ｎは、特に限定されず、対象物１００のオリエンテーションフラットであってもよいし、機能素子のパターンであってもよい。図示する例では、アライメント対象１００ｎは、対象物１００の０°方向の位置に設けられている。換言すると、アライメント対象１００ｎは、対象物１００における第２結晶方位Ｋ２の方向に延びる直径上の位置に設けられている。

対象物１００には、トリミング予定ラインとしてのラインＭ３が設定されている。ラインＭ３は、改質領域４の形成を予定するラインである。ラインＭ３は、対象物１００の外縁の内側において環状に延在する。ここでのラインＭ３は、円環状に延在する。ラインＭ３は、対象物１００の有効領域Ｒと除去領域Ｅとの境界に設定されている。ラインＭ３の設定は、制御部９において行うことができる。ラインＭ３は、仮想的なラインであるが、実際に引かれたラインであってもよい。ラインＭ３は、座標指定されたものであってもよい。

図９に示されるように、レーザ加工装置１０１の制御部９は、取得部９ａ、決定部９ｂ、加工制御部９ｃ、及び調整部９ｄを有している。取得部９ａは、対象物１００に関する対象物情報を取得する。対象物情報は、例えば対象物１００の結晶方位（第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２）に関する情報と、対象物１００の０°方向の位置及び対象物１００の直径に関するアライメント情報と、を含む。を含む。取得部９ａは、アライメントカメラ１１０の撮像画像、並びに、ユーザの操作又は外部からの通信等による入力に基づいて、対象物情報を取得することができる。

取得部９ａは、ラインＭ３に関するライン情報を取得する。ライン情報は、ラインＭ３の情報、及び、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の当該移動の移動方向（「加工進行方向」ともいう）に関する情報を含む。例えば加工進行方向は、ラインＭ３上に位置する第１集光点Ｐ１を通るラインＭ３の接線方向である。取得部９ａは、ユーザの操作又は外部からの通信等による入力に基づいて、ライン情報を取得することができる。

決定部９ｂは、取得部９ａによって取得された対象物情報及びライン情報に基づいて、ビーム形状の長手方向が加工進行方向と交差するように、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の長手方向の向きを決定する。具体的には、決定部９ｂは、対象物情報及びライン情報に基づいて、長手方向ＮＨの向きを第１向き及び第２向きに決定する。第１向きは、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合のビーム形状の長手方向の向きである。第２向きは、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合のビーム形状の長手方向の向きである。以下、「ビーム形状の長手方向の向き」を、単に「ビーム形状の向き」ともいう。

第１領域Ｍ３１は、ラインＭ３が対象物１００の第２結晶方位Ｋ２と直交する１点を０°の点とした場合に、０°の点から４５°の点の前までの間の部分、９０°の点から１３５°の点の前までの間の部分、１８０°の点から２２５°の点の前までの間の部分、及び２７０°の点から３１５°の点の前までの間の部分を含む。第２領域Ｍ３２は、ラインＭ３が対象物１００の第２結晶方位Ｋ２と直交する１点を０°の点とした場合に、４５°の点から９０°の点の前までの間の部分、１３５°の点から１８０°の点の前までの間の部分、２２５°の点から２７０°の点の前までの間の部分、及び３１５°の点から３６０°の点の前までの間の部分を含む。以下、このようなラインＭ３上における各点の角度の定義について同様である。

第１領域Ｍ３１は、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合に、後述の加工角度が０°以上４５°未満もしくは－９０°以上－４５°未満となる領域を含む。第２領域Ｍ３２は、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合に、後述の加工角度が４５°以上９０°未満もしくは－４５°以上０°未満となる領域を含む。ちなみに、ラインＭ３における第１領域Ｍ３１及び第２領域Ｍ３２のそれぞれは、後述の第４実施形態の第１部分に対応する。

図１５（ｂ）に示されるように、加工角度αは、第１結晶方位Ｋ１に対する加工進行方向ＢＤの角度である。加工角度αは、レーザ光入射面である裏面１００ｂから見て、反時計回りに向かう角度を正（プラス）の角度とし、時計回りに向かう角度を負（マイナス）の角度とする。加工角度αは、ステージ１０７のθ情報、対象物情報及びライン情報に基づき取得できる。第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動している場合は、加工角度αが０°以上４５°未満もしくは－９０°以上－４５°未満の場合として認識することができる。第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動する場合は、加工角度αが４５°以上９０°未満もしくは－４５°以上０°未満の場合として認識することができる。

第１向き及び第２向きは、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２のうち加工進行方向ＢＤとの間の角度が大きい一方（より離れている一方）に近づくように、加工進行方向ＢＤに対して傾斜した方向の向きである。

第１向き及び第２向きは、加工角度αが０°以上９０°未満の場合、次のとおりである。第１向きは、第２結晶方位Ｋ２に近づく側へ長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤに対して傾斜した方向の向きである。第２向きは、第１結晶方位Ｋ１に近づく側へ長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤに対して傾斜した方向の向きである。第１向きは、加工進行方向ＢＤから第２結晶方位Ｋ２に近づく側へ１０°～３５°傾斜した方向の向きである。第２向きは、加工進行方向ＢＤから第１結晶方位Ｋ１に近づく側へ１０°～３５°傾斜した方向の向きである。

第１向きは、ビーム角度βが＋１０°～＋３５°の場合のビーム形状７１の向きである。第２向きは、ビーム角度βが－３５°～－１０°の場合のビーム形状７１の向きである。ビーム角度βは、加工進行方向ＢＤと長手方向ＮＨとの間の角度である。ビーム角度βは、レーザ光入射面である裏面１００ｂから見て、反時計回りに向かう角度を正（プラス）の角度とし、時計回りに向かう角度を負（マイナス）の角度とする。ビーム角度βは、ビーム形状７１の向きと加工進行方向ＢＤとに基づき取得できる。

加工制御部９ｃは、対象物１００に対するレーザ加工の開始及び停止を制御する。加工制御部９ｃは、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成させると共に、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１以外の領域での改質領域４の形成を停止させる第１処理を実行する。加工制御部９ｃは、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成させると共に、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２以外の領域での改質領域４の形成を停止させる第２処理と、を実行する。

加工制御部９ｃによる改質領域４の形成及びその停止の切り替えは、次のようにして実現することができる。例えば、第１レーザ加工ヘッド１０Ａにおいて、第１レーザ光Ｌ１の照射（出力）の開始及び停止（ＯＮ／ＯＦＦ）を切替えることで、改質領域４の形成と当該形成の停止とを切り替えることが可能である。具体的には、レーザ発振器が固体レーザで構成されている場合、共振器内に設けられたＱスイッチ（ＡＯＭ（音響光学変調器）、ＥＯＭ（電気光学変調器）等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止が高速に切り替えられる。レーザ発振器がファイバレーザで構成されている場合、シードレーザ、アンプ（励起用）レーザを構成する半導体レーザの出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始及び停止が高速に切り替えられる。レーザ発振器が外部変調素子を用いている場合、共振器外に設けられた外部変調素子（ＡＯＭ、ＥＯＭ等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、第１レーザ光Ｌ１の照射のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。

或いは、加工制御部９ｃによる改質領域４の形成及びその停止の切り替えは、次のようにして実現してもよい。例えば、シャッタ等の機械式機構を制御するによって第１レーザ光Ｌ１の光路を開閉し、改質領域４の形成と当該形成の停止とを切り替えてもよい。第１レーザ光Ｌ１をＣＷ光（連続波）へ切り替えることで、改質領域４の形成を停止させてもよい。反射型空間光変調器３４の液晶層に、第１レーザ光Ｌ１の集光状態を改質できない状態とするパターン（例えば、レーザ散乱させる梨地模様のパターン）を表示することで、改質領域４の形成を停止させてもよい。アッテネータ等の出力調整部を制御し、改質領域が形成できないように第１レーザ光Ｌ１の出力に低下させることで、改質領域４の形成を停止させてもよい。偏光方向を切り替えることで、改質領域４の形成を停止させてもよい。第１レーザ光Ｌ１を光軸以外の方向に散乱させて（飛ばして）カットすることで、改質領域４の形成を停止させてもよい。

調整部９ｄは、反射型空間光変調器３４を制御することにより、ビーム形状７１の向きを調整する。調整部９ｄは、加工制御部９ｃによって第１処理を実行する場合に、第１向きとなるようにビーム形状７１の向きを調整する。調整部９ｄは、加工制御部９ｃによって第２処理を実行する場合に、第２向きとなるようにビーム形状７１の向きを調整する。調整部９ｄは、加工進行方向ＢＤに対して±３５°の範囲で変化するように、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを調整する。

上述したレーザ加工装置１０１では、以下のトリミング加工（レーザ加工方法）を実施する。

トリミング加工では、まず、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。

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°方向の位置を取得する。取得部９ａにより、アライメントカメラ１１０の撮像画像、並びに、ユーザの操作又は外部からの通信等による入力に基づいて、対象物情報及びライン情報を取得する（情報取得工程）。対象物情報は、対象物１００の０°方向の位置及び直径に関するアライメント情報を含む。上述したように、アライメント対象１００ｎは０°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°方向の位置を取得できる。アライメントカメラ１１０の撮像画像に基づくことで、対象物１００の直径を取得できる。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。

取得された対象物情報及びライン情報に基づいて、決定部９ｂにより、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合のビーム形状７１の長手方向ＮＨの向きとして第１向き及び第２向きを決定する（決定工程）。

続いて、ステージ１０７を回転させ、対象物１００を０°方向の位置に位置させる。Ｘ方向において、第１集光点Ｐ１がトリミング所定位置に位置するように、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。例えばトリミング所定位置は、対象物１００におけるラインＭ３上の所定位置である。

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

ステージ１０７を回転させながら、加工制御部９ｃにより第１レーザ光Ｌ１の照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、図１５（ａ）に示されるように、ラインＭ３のうち第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成させると共に、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１以外の領域での改質領域４の形成を停止させる（第１加工工程）。図１５（ｂ）に示されるように、第１加工工程を実行する場合、調整部９ｄにより、第１向きとなるようにビーム形状７１の向きを調整する。つまり、第１加工工程におけるビーム形状７１の向きは、第１向きで固定されている。

続いて、ステージ１０７を回転させながら、加工制御部９ｃにより第１レーザ光Ｌ１の照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、図１６（ａ）に示されるように、ラインＭ３のうち第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成させると共に、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１以外の領域での改質領域４の形成を停止させる（第２加工工程）。図１６（ｂ）に示されるように、第２加工工程を実行する場合、調整部９ｄにより、第２向きとなるようにビーム形状７１の向きを調整する。つまり、第２加工工程におけるビーム形状７１の向きは、第２向きで固定されている。

上述した第１加工工程及び第２加工工程を、トリミング所定位置のＺ方向位置を変えて繰り返し行う。以上により、対象物１００の内部において、有効領域Ｒの周縁のラインＭ３に沿って、Ｚ方向に複数列の改質領域４を形成する。

以上、本実施形態のレーザ加工装置１０１では、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成させると共に、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１以外の領域での改質領域４の形成を停止させる第１処理を実行する。第１処理では、ビーム形状７１の長手方向ＮＨの向きが、加工進行方向ＢＤと交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第１向きへ調整される。また、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成すると共に、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２以外の領域での改質領域４の形成を停止させる第２処理を実行する。第２処理では、ビーム形状７１の長手方向ＮＨの向きが、加工進行方向ＢＤと交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第２向きへ調整される。したがって、長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと一致した状態でラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させただけでは、例えば対象物１００の物性に起因して第１領域Ｍ３１及び第２領域Ｍ３２のトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、レーザ加工装置１０１では、外縁部分である除去領域Ｅが除去された対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１によるレーザ加工方法では、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成すると共に、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１以外の領域では、改質領域４の形成を停止する第１加工工程を実施する。第１加工工程では、長手方向ＮＨの向きが、加工進行方向ＢＤと交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第１向きへ調整される。また、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成すると共に、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２以外の領域では、改質領域４の形成を停止する第２加工工程を実施する。第２加工工程では、長手方向ＮＨの向きが、加工進行方向ＢＤと交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された第２向きへ調整される。したがって、ビーム形状７１の長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと一致した状態でラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させただけでは、例えば対象物１００の物性に起因して第１領域Ｍ３１及び第２領域Ｍ３２のトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、レーザ加工装置１０１によるレーザ加工方法では、外縁部分である除去領域Ｅが除去された対象物１００のトリム面の品質が、場所によって低下するのを抑制することができる。

特に本実施形態においては、第１処理（第１加工工程）では、ビーム形状７１の向きが第１向きで固定されており、同様に、第２処理（第２加工工程）では、ビーム形状７１の向きが第２向きで固定されている。第１処理及び第２処理（第１加工工程及び第２加工工程）のそれぞれにおいて、ビーム形状７１が変動せずに一定となることから、安定したレーザ加工を実現することが可能となる。

ところで、改質領域４が形成される場所によっては、改質領域４から延びる亀裂が、へき開しやすい結晶方位の影響で加工進行方向ＢＤに伸展し難くなり、トリム面の品質が悪化してしまうおそれがある。この点、レーザ加工装置１０１では、対象物情報は、対象物１００の結晶方位（第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２）に関する情報を含む。ライン情報は、加工進行方向ＢＤに関する情報を含む。これにより、対象物１００が結晶方位を有する場合にも、対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、反射型空間光変調器３４が成形部として含まれ、調整部９ｄは、反射型空間光変調器３４を制御することにより、長手方向ＮＨの向きを調整する。これにより、長手方向ＮＨの向きを確実に調整することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、対象物１００は、（１００）面を主面とし、一方の（１１０）面に垂直な第１結晶方位Ｋ１及び他方の（１１０）面に垂直な第２結晶方位Ｋ２を有するウェハである。ラインＭ３は、対象物１００の主面に垂直な方向から見た場合に円環状に延在する。第１領域Ｍ３１は、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合に、加工角度αが０°以上４５°未満となる領域を含む。第２領域Ｍ３２は、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合に、加工角度αが４５°以上９０°未満となる領域を含む。これにより、対象物１００が（１００）面を主面とするウェハである場合に、対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、第１向き及び第２向きは、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２のうち加工進行方向ＢＤとの間の角度が大きい一方に近づくように、加工進行方向ＢＤに対して傾斜した方向の向きである。これにより、対象物１００が（１００）面を主面とするウェハである場合に、第１領域Ｍ３１及び第２領域Ｍ３２のそれぞれにおいて対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

例えば第１結晶方位Ｋ１に亀裂が引っ張れる場合には、ビーム形状７１の向きを加工進行方向ＢＤの向きにするのではなく、加工進行方向ＢＤに対して第１結晶方位Ｋ１側とは反対側の第２結晶方位Ｋ２に近づくように傾斜させる。これにより、図１５（ｂ）に示されるように、結晶方位（結晶軸）による亀裂伸展力Ｗ１に対して、ビーム形状７１を長尺状にしたことによる亀裂伸展力Ｗ２が打ち消すように作用し、亀裂が加工進行方向ＢＤに精度よく沿って伸びるようになる。

例えば第２結晶方位Ｋ２に亀裂が引っ張れる場合には、ビーム形状７１の向きを加工進行方向ＢＤの向きにするのではなく、加工進行方向ＢＤに対して第２結晶方位Ｋ２側とは反対側の第１結晶方位Ｋ１に近づくように傾斜させる。これにより、図１６（ｂ）に示されるように、結晶方位による亀裂伸展力Ｗ１に対して、ビーム形状７１を長尺状にしたことによる亀裂伸展力Ｗ２が打ち消すように作用し、亀裂が加工進行方向ＢＤに精度よく沿って伸びるようになる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、第１向きは、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２のうち加工進行方向ＢＤとの間の角度が大きい一方に近づく側へ、加工進行方向ＢＤから１０°～３５°傾斜した方向の向きである。第２向きは、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２のうち加工進行方向ＢＤとの間の角度が大きい一方に近づく側へ、加工進行方向ＢＤから１０°～３５°傾斜した方向の向きである。これにより、対象物１００が（１００）面を主面とするウェハである場合に、第１領域Ｍ３１及び第２領域Ｍ３２のそれぞれにおいて対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１及びレーザ加工装置１０１によるレーザ加工方法では、ラインＭ３の第１部分（第１領域Ｍ３１又は第２領域Ｍ３２）において、ビーム形状７１の長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと交差した状態で、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１が相対的に移動させられる。これにより、例えば、長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと一致した状態でラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させただけでは、対象物１００の物性に起因してラインＭ３の第１部分においてトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。トリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

図１７は、図９のレーザ加工装置１０１でレーザ加工を実行する場合の、具体的な第１運用例を示すタイムテーブルである。図１７中のトレース加工とは、測距センサ３６により対象物１００のレーザ光入射面に対して測距用レーザ光を出射し、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、レーザ光入射面の変位データを取得する処理である。図１７中の追従制御とは、測距センサ３６による上述の制御である。追従制御の記録とは、当該変位データを取得する制御であり、追従制御の再生とは、当該変位データに基づき集光部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）を駆動させる制御である。「Ｚ方向の加工位置」は、集光部１４（図５参照）の集光位置（焦点）である。「レーザ光の照射」は、第１レーザ光Ｌ１の照射である。

図１７中のレーザ加工では、Ｚ方向に７列の改質領域４を対象物１００の内部に形成する。７列の改質領域４は、レーザ光入射面から最も遠い位置から順に、「ＳＤ１」、「ＳＤ２」、「ＳＤ３」、「ＳＤ４」、「ＳＤ５」、「ＳＤ６」及び「ＳＤ７」と称される（以下、同様）。ＳＤ１～ＳＤ３の形成時においては、第１向き及び第２向きへビーム形状７１の向きを調整し、ＳＤ４～ＳＤ７の形成時においては、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させている。

図１７では、時間Ｔ１～Ｔ１０の順に時間が進展する。図１７に示される各種の処理は、キャリブレーション、アライメント及びハイトセットの終了後に実施される。キャリブレーションは、各種の計測値の較正処理である。アライメントは、各種部品の調整処理である。ハイトセットは、レーザ光入射面を撮像し、投影されるレチクルパターンのコントラストが最大になるようにステージ１０７をＺ方向に相対移動させ、このときのレーザ光入射面のＺ方向位置をピント位置（変位が０μｍ）とする処理である。各種の処理のタイミングは、例えばステージ１０７のθ情報及び回転速度等に基づいている。図１７に関する以上の点については、図１８～図２０においても同様である。

レーザ加工装置１０１では、図１７のタイムテーブルに例示される手順で各種の処理を実行することができる。図１７の例では、ステージ１０７は、θ方向（回転軸Ｃ回りの回転方向）の一方向に連続回転せず、θ方向の一方向と他方向とに回転する。

具体的には、レーザ加工装置１０１では、図１７に示されるように、時間Ｔ１までトレース加工を実施する。時間Ｔ１まででは、ステージ１０７を一方向の回転方向に加速する。Ｚ方向の加工位置をレーザ光入射面とし、追従制御は停止する。ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替える。第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。時間Ｔ２では、引き続きトレース加工を実施する。時間Ｔ２では、ステージ１０７を一方向に等速回転し、追従制御によりレーザ光入射面の変位データを取得する。それ以外の時間Ｔ２の処理内容は、時間Ｔ１の処理内容と同様である。

時間Ｔ３では、引き続きトレース加工を実施する。時間Ｔ３では、ステージ１０７の一方向の回転を減速し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ１の形成時の加工位置へ移動し、追従制御を停止する。それ以外の時間Ｔ３の処理内容は、時間Ｔ２の処理内容と同様である。時間Ｔ４では、ＳＤ１の形成に係るレーザ加工（ＳＤ１加工）を実施する。時間Ｔ４では、ステージ１０７を他方向の回転方向に加速する。それ以外の時間Ｔ４の処理内容は、時間Ｔ３の処理内容と同様である。

時間Ｔ５では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ５では、ステージ１０７を他方向に等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ５では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第１向きである。ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ６では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ６では、ステージ１０７の他方向の回転を減速し、追従制御を停止し、ビーム形状７１の向きを第２向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。時間Ｔ６では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置である。時間Ｔ７では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ７では、ステージ１０７を一方向の回転方向に加速する。それ以外の時間Ｔ７の処理内容は、時間Ｔ６の処理内容と同様である。

時間Ｔ８では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ８では、ステージ１０７を一方向に等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ８では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第２向きである。ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ９では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ９では、ステージ１０７の一方向の回転を減速し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ２の形成時の加工位置へ移動し、追従制御を停止する。時間Ｔ９では、ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。

時間Ｔ１０では、ＳＤ２の形成に係るレーザ加工（ＳＤ２加工）を実施する。時間Ｔ１０では、ステージ１０７を他方向の回転方向に加速する。それ以外の時間Ｔ１０の処理内容は、時間Ｔ９の処理内容と同様である。以降、レーザ加工が完了するまで、同様に処理を繰り返す。

なお、等速には、おおよそ等速の意味が含まれる。トレース加工における等速回転と改質領域４の形成時における等速回転とでは、回転速度は異なっていてもよい。改質領域４の形成時における等速回転は、加工速度（パルスピッチ）が一定となる回転である。等速回転時におけるレーザ加工は、等速回転になった後に指定座標の位置（例えばノッチ等が設けられたθ方向位置）から開始してもよい。回転の減速と加速との間で、ステージ１０７が一度停止してもよいし、当該停止中にＺ方向の加工位置又はビーム形状７１の向きを変更してもよい。これらは、以下においても同様である。

図１８は、図９のレーザ加工装置１０１でレーザ加工を実行する場合の、具体的な第２運用例を示すタイムテーブルである。レーザ加工装置１０１では、図１８のタイムテーブルに例示される手順で各種の処理を実行することができる。図１８の例では、ステージ１０７は、θ方向の一方向に連続回転せず、θ方向の一方向と他方向とに回転する。

図１８に示されるように、時間Ｔ１まで、ＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ１まででは、ステージ１０７を一方向の回転方向に加速する。Ｚ方向の加工位置をＳＤ１の形成時の加工位置とし、追従制御は停止する。ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替える。第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。

時間Ｔ２では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ２では、ステージ１０７を一方向に等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ２では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第１向きである。ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ３では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ３では、ステージ１０７の一方向の回転を減速し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ１の形成時の加工位置へ移動し、追従制御を停止する。時間Ｔ３では、ビーム形状７１の向きを第２向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。時間Ｔ４では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ４では、ステージ１０７を他方向の回転方向に加速する。それ以外の時間Ｔ４の処理内容は、時間Ｔ３の処理内容と同様である。

時間Ｔ５では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ５では、ステージ１０７を他方向に等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ５では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第２向きである。ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ６では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ６では、ステージ１０７の他方向の回転を減速し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ２の形成時の加工位置へ移動し、追従制御を停止し、ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。時間Ｔ７では、ＳＤ２加工を実施する。時間Ｔ７では、ステージ１０７を一方向の回転方向に加速する。それ以外の時間Ｔ７の処理内容は、時間Ｔ６の処理内容と同様である。以降、レーザ加工が完了するまで、同様に処理を繰り返す。なお、図１８の時間Ｔ２の追従制御では、測長範囲が長い場合として、追従動作を実施したが、測長範囲が狭い場合には、記録又は再生の動作を実施してもよい。

図１９は、図９のレーザ加工装置１０１でレーザ加工を実行する場合の、具体的な第３運用例を示すタイムテーブルである。レーザ加工装置１０１では、図１９のタイムテーブルに例示される手順で各種の処理を実行することができる。図１９の例では、ステージ１０７は、θ方向の一方向又は他方向に連続回転する。

図１９に示されるように、時間Ｔ１まで、トレース加工を実施する。時間Ｔ１まででは、ステージ１０７を加速する。Ｚ方向の加工位置をレーザ光入射面とし、追従制御は停止する。ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替える。第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。時間Ｔ２では、引き続きトレース加工を実施する。時間Ｔ２では、ステージ１０７を等速回転し、追従制御によりレーザ光入射面の変位データを取得する。それ以外の時間Ｔ２の処理内容は、時間Ｔ１の処理内容と同様である。

時間Ｔ３では、引き続きトレース加工を実施する。時間Ｔ３では、ステージ１０７の回転を維持し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ１の形成時の加工位置へ移動し、追従制御を停止する。それ以外の時間Ｔ３の処理内容は、時間Ｔ２の処理内容と同様である。時間Ｔ４では、ＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ４では、ステージ１０７を等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ４では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第１向きである。ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ５では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ５では、ステージ１０７の回転を維持し、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置のままとし、追従制御を停止し、ビーム形状７１の向きを第２向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。

時間Ｔ６では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ６では、ステージ１０７を等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ６では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第２向きである。ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ７では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ７では、ステージ１０７の回転を維持し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ２の形成時の加工位置へ移動し、追従制御を停止する。時間Ｔ７では、ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。

時間Ｔ８では、ＳＤ２加工を実施する。時間Ｔ８では、ステージ１０７を等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ８では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ２の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第１向きである。ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。以降、レーザ加工が完了するまで、同様に処理を繰り返す。

なお、時間Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７における回転の維持では、回転速度は等速でなくてもよいし、回転速度を可変してよいし、要は、回転が停止していなければよい。時間Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７における回転の維持では、ビーム形状７１の向きを切り替えるに要する時間が長い場合には、その間に２回転以上ステージ１０７が回転していてもよい。これらは、以下においても同様である。

図２０は、図９のレーザ加工装置１０１でレーザ加工を実行する場合の、具体的な第４運用例を示すタイムテーブルである。レーザ加工装置１０１では、図２０のタイムテーブルに例示される手順で各種の処理を実行することができる。図２０の例では、ステージ１０７は、θ方向の一方向又は他方向に連続回転する。

図２０に示されるように、時間Ｔ１まで、ＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ１まででは、ステージ１０７を加速する。Ｚ方向の加工位置をＳＤ１の形成時の加工位置とし、追従制御は停止する。ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替える。第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。

時間Ｔ２では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ２では、ステージ１０７を等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ２では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第１向きである。ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ３では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ３では、ステージ１０７の回転を維持し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ１の形成時の加工位置のままとし、追従制御を停止する。時間Ｔ３では、ビーム形状７１の向きを第２向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。

時間Ｔ４では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ４では、ステージ１０７を他方向に等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ４では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ１の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第２向きである。ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。

時間Ｔ５では、引き続きＳＤ１加工を実施する。時間Ｔ６では、ステージ１０７の回転を維持し、Ｚ方向の加工位置をＳＤ２の形成時の加工位置へ移動し、追従制御を停止し、ビーム形状７１の向きを第１向きへ切り替え、第１レーザ光Ｌ１の照射は停止する。

時間Ｔ６では、ＳＤ２加工を実施する。時間Ｔ６では、ステージ１０７を等速回転し、追従制御により集光部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。時間Ｔ６では、Ｚ方向の加工位置はＳＤ２の形成時の加工位置であり、ビーム形状７１の向きは第１向きである。ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って、第１レーザ光Ｌ１を照射（ＯＮ）して第１集光点Ｐ１を移動し、改質領域４を形成する。一方、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿っては、第１レーザ光Ｌ１を照射せず（ＯＦＦ）、改質領域４の形成を停止する。以降、レーザ加工が完了するまで、同様に処理を繰り返す。

ちなみに、上記第１～第４運用例では、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って改質領域４を形成した後にラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って改質領域４を形成したが、第２領域Ｍ３２に沿って改質領域４を形成した後に第１領域Ｍ３１に沿って改質領域４を形成してもよい。また、第２領域Ｍ３２に沿ってＳＤ１に係る改質領域４を形成した後、第２領域Ｍ３２に沿ってＳＤ２に係る改質領域４を形成し、第１領域Ｍ３１に沿ってＳＤ２に係る改質領域４を形成してもよい。また、第１領域Ｍ３１に沿ってＳＤ１に係る改質領域４を形成し、第１領域Ｍ３１に沿ってＳＤ２に係る改質領域４を形成した後に、第２領域Ｍ３２に沿ってＳＤ１に係る改質領域４を形成し、第２領域Ｍ３２に沿ってＳＤ２に係る改質領域４を形成してもよい。

図２１（ａ）は、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させた場合のトリミング加工後の対象物１００の一部を示す写真図である。図２１（ｂ）は、図９のレーザ加工装置１０１によるトリミング加工後の対象物１００の一部を示す写真図である。図２１（ａ）及び図２１（ｂ）の写真図は、対象物１００においてラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って形成された改質領域４を境界として切断した場合の切断面であるトリム面を示す。図２１（ａ）及び図２１（ｂ）のレーザ加工では、対象物１００においてＺ方向に７列の改質領域４を形成している。

図２１（ａ）では、ＳＤ１～ＳＤ７の形成時において、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させている。図２１（ｂ）では、ＳＤ１～ＳＤ３の形成時において、第１加工工程で第１向きとなるようにビーム形状７１の向きを調整し、ＳＤ４～ＳＤ７の形成時において、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させている。対象物１００は、シリコンで形成されたミラーウェハであり、厚さが７７５μｍである。対象物１００は、（１００）面を主面とし、抵抗率が１Ω・ｃｍである。レーザ光入射面を裏面１００ｂとし、表面１００ａからＳＤ１までの距離が６０μｍである。

図２１（ａ）及び図２１（ｂ）の対比からわかるように、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って改質領域４を形成する場合、加工進行方向ＢＤであったビーム形状７１の向きが第１向きとなるように調整することで、ＳＤ１から表面１００ａにまで到達するツイストハックルを抑え、品質悪化を抑制できるということが確認できる。

図２２（ａ）は、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させた場合のトリミング加工後の対象物１００の一部を示す写真図である。図２２（ｂ）は、図９のレーザ加工装置１０１によるトリミング加工後の対象物１００の一部を示す写真図である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）の写真図は、対象物１００においてラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って形成された改質領域４を境界として切断した場合の切断面であるトリム面を示す。

図２２（ａ）では、ＳＤ１～ＳＤ７の形成時において、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させている。図２２（ｂ）では、ＳＤ１～ＳＤ３の形成時において、第２加工工程で第２向きとなるようにビーム形状７１の向きを調整し、ＳＤ４～ＳＤ７の形成時において、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させている。対象物１００は、シリコンで形成されたミラーウェハであり、厚さが７７５μｍである。対象物１００は、（１００）面を主面とし、抵抗率が１Ω・ｃｍである。レーザ光入射面を裏面１００ｂとし、表面１００ａからＳＤ１までの距離が６０μｍである。

図２２（ａ）及び図２２（ｂ）の対比からわかるように、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って改質領域４を形成する場合、加工進行方向ＢＤに向いていたビーム形状の向きを第２向きとなるように調整することで、ＳＤ１から表面１００ａにまで到達するツイストハックルを抑え、品質悪化を抑制できるということが確認できる。

図２３は、トリミング加工後の対象物１００の一部を示す図である。図２３中の写真図は、対象物１００においてラインＭ３に沿って形成された改質領域４を境界として切断した場合の切断面であるトリム面を示す。図２３の各写真図は、全列（ＳＤ１～ＳＤ７）の改質領域４を形成する際にビーム角度βを０°にした場合と、ＳＤ１の改質領域４を形成する際にビーム角度βを＋１５°にし且つその他の改質領域４を形成する際にビーム角度βを０°にした場合と、ＳＤ１及びＳＤ２の改質領域４を形成する際にビーム角度βを＋１５°にし且つその他の改質領域４を形成する際にビーム角度βを０°にした場合と、ＳＤ１～ＳＤ３の改質領域４を形成する際にビーム角度βを＋１５°にし且つその他の改質領域４を形成する際にビーム角度βを０°にした場合と、の結果を示す。

図２３に示されるように、全列の改質領域４を形成する際にビーム角度βを０°にした場合には加工品質が悪化し、ビーム角度βを調整して形成した改質領域４の列数が増えるほど、加工品質が良好になることを確認できる。ビーム角度βを調整して形成した改質領域４の列数は１列から効果あり、ビーム角度βを調整して形成した改質領域４を３列形成すれば、一層最適なレーザ加工が実現可能であることを確認できる。

図２４は、ビーム角度β及び加工角度αを変化させた場合の加工品質を評価した実験結果をまとめた表である。図２５～図５４は、図２４の実験結果に係る各対象物１００のトリム面を示す写真図である。ここでの評価実験では、対象物１００に複数列の改質領域４を形成している。対象物１００は、シリコンで形成されたミラーウェハであり、（１００）面を主面とし、抵抗率が１Ω・ｃｍである。レーザ光入射面は裏面１００ｂである。図２４中では、大変良好な加工品質を「○」、良好（ほぼ良好）な加工品質を「△」、悪化している加工品質を「×」として示す。ＳＤ１（レーザ光入射面から最も遠い位置の改質領域４）の下にツイストハックルが生じていても、それがレーザ光入射面とは反対側の面である表面１００ａまで到達していないような場合には、良好な加工品質（図２４中の「△」）となる。

図２４、図２５及び図４０に示されるように、加工角度αが０°の場合においては、ビーム角度βが５°～３０°及び－５°～－３０°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。図２４、図２６及び図４１に示されるように、加工角度αが５°の場合においては、ビーム角度βが１０°～３５°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。

図２４、図２７及び図４２に示されるように、加工角度αが１０°の場合においては、ビーム角度βが１０°～３５°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。図２４、図２８及び図４３に示されるように、加工角度αが１５°の場合においては、ビーム角度βが５°～１０°及び２０°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。

図２４、図２９及び図４４に示されるように、加工角度αが２０°の場合においては、ビーム角度βが０°～３５°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。図２４、図３０及び図４５に示されるように、加工角度αが２２．５°の場合においては、ビーム角度βが－５°～３０°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。

図２４、図３１及び図４６に示されるように、加工角度αが２５°の場合においては、ビーム角度βが０°～３０°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。図２４、図３２及び図４７に示されるように、加工角度αが３０°の場合においては、ビーム角度βが０°～１０°及び２２°～２５°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。

図２４、図３３及び図４８に示されるように、加工角度αが３５°の場合においては、ビーム角度βが０°～２２°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。図２４、図３４及び図４９に示されるように、加工角度αが４０°の場合においては、ビーム角度βが０°～１０°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。

図２４、図３５及び図５０に示されるように、加工角度αが４５°の場合においては、ビーム角度βが－５°～１０°、－１５°及び－２２°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。図２４、図３６及び図５１に示されるように、加工角度αが５０°の場合においては、ビーム角度βが－５°～０°、－１５°及び－２２°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。

図２４、図３７及び図５２に示されるように、加工角度αが５５°の場合においては、ビーム角度βが－３０°～０°及び－５のときに加工品質が大変良好になることがわかる。図２４、図３８及び図５３に示されるように、加工角度αが８０°の場合においては、ビーム角度βが－３５°～－１５°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。
図２４、図３９及び図５４に示されるように、加工角度αが８５°の場合においては、ビーム角度βが－３５°～－１０°のときに加工品質が大変良好になることがわかる。

図２４～図５４の結果に示されるように、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させた場合に少し品質が悪化する加工角度αは、１５°～３０°及び６０°～７５°であることがわかる。この加工角度域（１５°～３０°及び６０°～７５°）で加工品質改善効果が特に奏されるビーム角度βは、０°～３５°であることがわかる。また、ビーム形状７１の長手方向ＮＨを加工進行方向ＢＤと一致させた場合に品質悪化が特に激しい加工角度αは、５°～１５°及び７５°～８５°であることがわかる。この加工角度域（５°～１５°及び７５°～８５°）で加工品質改善効果が特に奏されるビーム角度βは、１０°～３５°及び－３５°～－１０°であることがわかる。

加工角度αが０°以上４５°では、品質悪化が特に激しい加工角度αである５°～１５°においての加工品質改善が重要となるため、ビーム角度βは、そのときの改善効果が特に奏されるである１０°～３５°としてもよい。加工角度αが４５°以上９０°未満では、品質悪化が特に激しい加工角度αである７５°～８５°においての加工品質改善が重要となるため、ビーム角度βは、そのときの改善効果が特に奏されるである－３５°～－１０°としてもよい。

［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。

本実施形態の加工制御部９ｃは、対象物１００において、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に１周移動させることで、ラインＭ３に沿った環状の改質領域４を形成させる周回処理を実行する。周回処理では、ステージ１０７を回転させながら、対象物１００のＺ方向における所定位置に第１集光点Ｐ１が位置するように第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（３６０°回転）したときに当該照射を停止させることで、ラインＭ３に沿った環状の改質領域４を形成させる。

本実施形態の調整部９ｄは、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間に、決定部９ｂによって決定された向きとなるように長手方向ＮＨの向きを調整する。具体的には、調整部９ｄは、加工制御部９ｃで周回処理を実行し、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に１周移動させている間において、第１領域Ｍ３１に第１集光点Ｐ１が位置する場合には第１向き（図５５（ｂ）及び図５７（ｂ）参照）となるように長手方向ＮＨの向きをリアルタイムに切り替え、第２領域Ｍ３２に第１集光点Ｐ１が位置する場合には第２向き（図５６（ｂ）及び図５８（ｂ）参照）となるように長手方向ＮＨの向きをリアルタイムに切り替える。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、例えば以下のトリミング加工を実施する。

図５５（ａ）に示されるように、ステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、第１領域Ｍ３１に沿って改質領域４を形成する。このとき、ビーム形状７１の向きは、調整部９ｄにより、図５５（ｂ）に示される第１向きとなるように調整されている。

第１領域Ｍ３１から第２領域Ｍ３２へ第１集光点Ｐ１が移動するとき、調整部９ｄにより、ビーム形状７１の向きを図５６（ｂ）に示される第２向きとなるように調整する（調整工程）。図５６（ａ）に示されるように、引き続きステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、第２領域Ｍ３２に沿って改質領域４を形成する。

第２領域Ｍ３２から第１領域Ｍ３１へ第１集光点Ｐ１が移動するとき、調整部９ｄにより、ビーム形状７１の向きを図５７（ｂ）に示される第１向きとなるように調整する（調整工程）。図５７（ａ）に示されるように、引き続きステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、第１領域Ｍ３１に沿って改質領域４を形成する。

第１領域Ｍ３１から第２領域Ｍ３２へ第１集光点Ｐ１が移動するとき、調整部９ｄにより、ビーム形状７１の向きを図５８（ｂ）に示される第２向きとなるように調整する（調整工程）。図５８（ａ）に示されるように、引き続きステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、第２領域Ｍ３２に沿って改質領域４を形成する。このような第１領域Ｍ３１及び第２領域Ｍ３２に沿った第１集光点Ｐ１の移動を、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始からステージ１０７が１回転（３６０°回転）するまで繰り返した後、当該照射を停止する。

上述したレーザ加工を、トリミング所定位置のＺ方向位置を変えて繰り返し行う。以上により、対象物１００の内部において、有効領域Ｒの周縁のラインＭ３に沿って、Ｚ方向に複数列の改質領域４を形成する。

以上、本実施形態のレーザ加工装置１０１では、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間に、ビーム形状７１の長手方向ＮＨの向きが、加工進行方向ＢＤと交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された向きへ調整される。したがって、長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと一致した状態でラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させただけでは、例えば対象物１００の物性に起因して場所によってトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、外縁部分である除去領域Ｅが除去された対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

特に本実施形態では、ラインＭ３に沿って改質領域４を形成しながら、長手方向ＮＨの向きを対象物情報及びライン情報に基づき決定された向きへリアルタイムに可変することができる。タクトアップを図りながら、トリム面の品質の低下を抑制することが可能となる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、決定部９ｂは、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の長手方向ＮＨの向きである第１向きと、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の長手方向ＮＨの向きである第２向きと、を決定する。調整部９ｄは、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間において、第１領域Ｍ３１に第１集光点Ｐ１が位置する場合には第１向きとなるように長手方向ＮＨの向きを調整する。調整部９ｄは、第２領域Ｍ３２に第１集光点Ｐ１が位置する場合には第２向きとなるように長手方向ＮＨの向きを調整する。これにより、第１領域Ｍ３１及び第２領域Ｍ３２のそれぞれにおいて対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

レーザ加工装置１０１によるレーザ加工方法では、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間に、ビーム形状７１の長手方向ＮＨの向きが、加工進行方向ＢＤと交差する向きであって対象物情報及びライン情報に基づいて決定された向きへ調整される。したがって、長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと一致した状態でラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させただけでは、例えば対象物１００の物性に起因して場所によってトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、外縁部分である除去領域Ｅが除去された対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

ちなみに、本実施形態において、ビーム形状７１の向きを切り替えるタイミングは、ラインＭ３が第２結晶方位Ｋ２と直交する１点を０°の点とした場合において、ラインＭ３の０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°及び２２５°の各点及びその付近に第１集光点Ｐ１が位置するタイミングである。これにより、ビーム角度βの影響が加工品質に比較的及び難いタイミングで、ビーム形状７１の向きを切り替えることができる。

ビーム形状７１の向きの切り替えは、ビーム角度βが±３５°以上変化しないように実行される。つまり、ビーム形状７１の向きを変化させる場合には、時計回りにビーム形状７１を回転させる場合と反時計回りにビーム形状７１を回転させる場合とがあるが、その中で、図５９（ａ）の例では、時計回りにビーム形状７１を回転させ、ビーム角度βが±３５°以上変化しないようにしている。これは、図５９（ｂ）の例のように、ビーム角度βを±３５°以上変化させてビーム形状７１の向きを切り替えると、加工品質が悪化するためである。なお、反射型空間光変調器３４を用いてビーム形状７１の向きを切り替える場合には、瞬時にビーム角度βが変化するため、上述したビーム角度βの切り替えの制限はなくてもよい。

［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２実施形態と異なる点を説明し、第２実施形態と重複する説明を省略する。

本実施形態の決定部９ｂは、取得部９ａによって取得された対象物情報及びライン情報に基づいて、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の長手方向ＮＨの向きを加工角度α毎に決定する。一例として、決定部９ｂは、長手方向ＮＨの向きを、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２のうち加工進行方向ＢＤとの間の角度が大きい一方に近づくように加工進行方向ＢＤに対して傾斜した方向であって加工角度αに応じた方向の向きに決定する。決定部９ｂは、加工角度αが０°以上２２．５°未満の間では、長手方向ＮＨの向きを、加工角度αが大きくなるに連れてビーム角度βが正側へ大きくなるように決定する。加工角度αが２２．５°以上４５°未満の間では、長手方向ＮＨの向きを、加工角度αが大きくなるに連れて正側のビーム角度βが小さくなるように決定する。加工角度αが４５°以上６７．５°未満の間では、長手方向ＮＨの向きを、加工角度αが大きくなるに連れてビーム角度βが負側へ大きくなるように決定する。加工角度αが６７．５°以上９０°未満の間では、長手方向ＮＨの向きを、加工角度αが大きくなるに連れて負側のビーム角度βが小さくなるように（ビーム角度βが０に近づくように）決定する。

本実施形態の調整部９ｄは、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間において、連続的に変化するように長手方向ＮＨの向きを調整する。調整部９ｄは、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間において、加工角度αに応じて、決定部９ｂによって決定された向きとなるように連続的に変化させる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、例えば以下のトリミング加工を実施する。

ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の長手方向ＮＨの向きを、決定部９ｂにより加工角度α毎に当該加工角度αに応じて決定する（決定工程）。ステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、ラインＭ３に沿って改質領域４を形成する。

このとき、加工角度αに応じて決定された向きとなるように、長手方向ＮＨの向きを連続的に変化させる（調整工程）。図６０（ａ）及び図６０（ｂ）に示されるように、例えば加工角度αが０°の場合（ラインＭ３の０°の点Ｑ１に第１集光点Ｐ１が位置する場合）、ビーム形状７１の向きを、ビーム角度βが０°の向きとなるように調整する。図６１（ａ）及び図６１（ｂ）に示されるように、例えば加工角度αが５°～１５°の場合（ラインＭ３の５°～１５°の点Ｑ２に第１集光点Ｐ１が位置する場合）、ビーム形状７１の向きを、ビーム角度βが１０°～３５°の向きとなるように調整する。

図６２（ａ）及び図６２（ｂ）に示されるように、例えば加工角度αが４５°の場合（ラインＭ３の０°の点Ｑ３に第１集光点Ｐ１が位置する場合）、ビーム形状７１の向きを、ビーム角度βが０°の向きとなるように調整する。加工角度αが４５°の場合には、第１結晶方位Ｋ１による亀裂伸展力と第２結晶方位Ｋ２による亀裂伸展力とが釣り合うため（互いに引っ張り合うため）、ビーム形状７１の向きを加工進行方向ＢＤから傾けることは不要である。

図６３（ａ）及び図６３（ｂ）に示されるように、例えば加工角度αが７５°～８５°の場合（ラインＭ３の７５°～８５°の点Ｑ４に第１集光点Ｐ１が位置する場合）、ビーム形状７１の向きを、ビーム角度βが－３５°～－１０°の向きとなるように調整する。

図６４（ａ）及び図６４（ｂ）に示されるように、例えば加工角度αが９０°の場合（ラインＭ３の９０°の点Ｑ５に第１集光点Ｐ１が位置する場合）、ビーム形状７１の向きを、ビーム角度βが０°の向きとなるように調整する。このようなラインＭ３に沿った第１集光点Ｐ１の移動を、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始からステージ１０７が１回転（３６０°回転）するまで繰り返した後、当該照射を停止する。

上述したレーザ加工を、トリミング所定位置のＺ方向位置を変えて繰り返し行う。以上により、対象物１００の内部において、有効領域Ｒの周縁のラインＭ３に沿って、Ｚ方向に複数列の改質領域４を形成する。

以上、本実施形態のレーザ加工装置１０１においても、外縁部分である除去領域Ｅが除去された対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、調整部９ｄは、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間において、連続的に変化するように長手方向ＮＨの向きを調整する。これにより、ラインＭ３の各場所において対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、対象物は、（１００）面を主面とし、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２を有するウェハである。決定部９ｂは、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の長手方向ＮＨの向きを加工角度α毎に決定する。調整部９ｄは、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させている間において、加工角度αに応じて、決定部９ｂによって決定された向きとなるように連続的に変化させる。これにより、対象物１００が（１００）面を主面とするウェハである場合に、ラインＭ３の各場所において対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

［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３実施形態と異なる点を説明し、第３実施形態と重複する説明を省略する。

図６５に示されるように、ラインＭ３は、第１部分Ｍ３Ａ、第２部分Ｍ３Ｂ及び第３部分Ｍ３Ｃを含む。第１部分Ｍ３Ａは、ラインＭ３が第２結晶方位Ｋ２と直交する１点を０°の点とした場合に、５°の点から１５°の点までの間の部分、９５°の点から１０５°の点までの間の部分、１８５°の点から１９５°の点までの間の部分、及び、２７５°の点から２８５°の点までの間の部分を含む。第２部分Ｍ３Ｂは、第１部分Ｍ３Ａから離れたラインＭ３の部分である。第２部分Ｍ３Ｂは、ラインＭ３が第２結晶方位Ｋ２と直交する１点を０°の点とした場合に、７５°の点から８５°の点までの間の部分、１４５°の点から１７５°の点までの間の部分、５５°の点から８５°の点までの間の部分、及び、５５°の点から８５°の点までの間の部分を含む。第３部分Ｍ３Ｃは、第１部分Ｍ３Ａと第２部分Ｍ３Ｂとの間に位置する部分である。

本実施形態の決定部９ｂは、取得部９ａによって取得された対象物情報及びライン情報に基づいて、長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと交差するように、第１部分Ｍ３Ａにおける長手方向ＮＨの向きを第１向きに決定する。決定部９ｂは、対象物情報及びライン情報に基づいて、長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと交差するように、第２部分Ｍ３Ｂにおける長手方向ＮＨの向きを第２向きに決定する。

本実施形態の調整部９ｄは、決定された第１向きになるように第１部分Ｍ３Ａにおける長手方向ＮＨの向きを調整する。調整部９ｄは、決定された第２向きになるように第２部分Ｍ３Ｂにおける長手方向ＮＨの向きを調整する。調整部９ｄは、第１部分Ｍ３Ａに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させた後に第２部分Ｍ３Ｂに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合に、ラインＭ３の第３部分Ｍ３Ｃにおいて長手方向ＮＨの向きを第１向きから第２向きに変化させる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１は、例えば以下のトリミング加工を実施する。

対象物情報及びライン情報に基づいて、決定部９ｂにより、ラインＭ３の第１部分Ｍ３Ａにおける長手方向ＮＨの向きを第１向きに決定し、ラインＭ３の第２部分Ｍ３Ｂにおける長手方向ＮＨの向きを第２向きに決定する。

調整部９ｄにより長手方向ＮＨの向きを第１向き（図６６（ｂ）参照）へ調整する。図６６（ａ）に示されるように、ステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第１部分Ｍ３Ａに沿って、長手方向ＮＨの向きが第１向きのビーム形状７１の第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、第１部分Ｍ３Ａに沿って改質領域４を形成する。

続いて、図６７（ａ）に示されるように、引き続きステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第３部分Ｍ３Ｃに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、ラインＭ３の第３部分Ｍ３Ｃに沿って改質領域４を形成する。第３部分Ｍ３Ｃに沿って改質領域４を形成している間には、図６７（ｂ）に示されるように、調整部９ｄにより長手方向ＮＨの向きを第１向きから第２向きに変化させる。

続いて、図６８（ａ）に示されるように、引き続きステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第２部分Ｍ３Ｂに沿って、長手方向ＮＨの向きが第２向きのビーム形状７１の第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、第２部分Ｍ３Ｂに沿って改質領域４を形成する。

続いて、引き続きステージ１０７を回転させながら第１レーザ光Ｌ１を照射して、ラインＭ３の第３部分Ｍ３Ｃに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる。これにより、対象物１００におけるＺ方向の所定位置に、ラインＭ３の第３部分Ｍ３Ｃに沿って改質領域４を形成する。第３部分Ｍ３Ｃに沿って改質領域４を形成している間には、調整部９ｄにより長手方向ＮＨの向きを第２向きから第１向きに変化させる。

このようなラインＭ３に沿った第１集光点Ｐ１の移動を、第１レーザ光Ｌ１の照射の開始からステージ１０７が１回転（３６０°回転）するまで繰り返した後、当該照射を停止する。上述したレーザ加工を、トリミング所定位置のＺ方向位置を変えて繰り返し行う。以上により、対象物１００の内部において、有効領域Ｒの周縁のラインＭ３に沿って、Ｚ方向に複数列の改質領域４を形成する。

以上、本実施形態のレーザ加工装置１０１では、ラインＭ３の第１部分Ｍ３Ａにおいて、ビーム形状７１の長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと交差した状態で、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１が相対的に移動させられる。これにより、例えば、ビーム形状７１の長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと一致した状態で、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させただけでは、対象物１００の物性に起因してラインＭ３の第１部分Ｍ３Ａにおいてトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、本実施形態のレーザ加工装置１０１によれば、外縁部分としての除去領域Ｅが除去された対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、決定部９ｂは、取得部９ａによって取得された対象物情報及びライン情報に基づいて、長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと交差するように、第１部分Ｍ３Ａから離れた第２部分Ｍ３Ｂにおける長手方向ＮＨの向きを第２向きに決定する。調整部９ｄは、決定部９ｂによって決定された第２向きになるように、第２部分Ｍ３Ｂにおける長手方向ＮＨの向きを調整する。これにより、互いに離れた第１部分Ｍ３Ａ及び第２部分Ｍ３Ｂのそれぞれにおいて対象物１００のトリム面の品質が低下するのを抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、第１部分Ｍ３Ａに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させた後に第２部分Ｍ３Ｂに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合に、調整部９ｄは、第１部分Ｍ３Ａと第２部分Ｍ３Ｂとの間に位置する第３部分Ｍ３Ｃにおいて、長手方向ＮＨの向きを第１向きから第２向きに変化させる。また同様に、第２部分Ｍ３Ｂに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させた後に第１部分Ｍ３Ａに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合に、調整部９ｄは、第２部分Ｍ３Ｂと第１部分Ｍ３Ａとの間に位置する第３部分Ｍ３Ｃにおいて、長手方向ＮＨの向きを第２向きから第１向きに変化させる。

これにより、互いに離れた第１部分Ｍ３Ａ及び第２部分Ｍ３Ｂのそれぞれにおいて対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。ビーム角度βについて、重要な角度領域としての第１部分Ｍ３Ａ及び第２部分Ｍ３Ｂでは最適角度とし、第１部分Ｍ３Ａと第２部分Ｍ３Ｂとの間であってビーム角度βの影響を比較的受けにくい第３部分Ｍ３Ｃでは、その切り替えを実施することができる。タクトアップと高い加工品質との両立を図ることが可能となる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、対象物１００は、（１００）面を主面とし、一方の（１１０）面に垂直な第１結晶方位Ｋ１及び他方の（１１０）面に垂直な第２結晶方位Ｋ２を有するウェハである、ラインＭ３は、当該主面に垂直な方向から見た場合に円環状に延在する。ラインＭ３が第２結晶方位Ｋ２と直交する１点を０°の点とした場合に、第１部分Ｍ３Ａは、５°の点から１５°の点までの間の部分を含む。第２部分Ｍ３Ｂは、５５°の点から８５°の点までの間の部分を含む。これにより、対象物１００が（１００）面を主面とするウェハである場合に、対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、第１向き及び第２向きは、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２のうち加工進行方向ＢＤとの間の角度が大きい一方（より離れている一方）に近づくように、加工進行方向ＢＤに対して傾斜した方向の向きである。これにより、対象物１００が（１００）面を主面とするウェハである場合に、互いに離れた第１部分Ｍ３Ａ及び第２部分Ｍ３Ｂのそれぞれにおいて対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工装置１０１では、第１向き及び第２向きは、第１結晶方位Ｋ１及び第２結晶方位Ｋ２のうち加工進行方向ＢＤとの間の角度が大きい一方に近づくように加工進行方向ＢＤから１０°～３５°傾斜した方向の向きである。これにより、対象物１００が（１００）面を主面とするウェハである場合に、互いに離れた第１部分Ｍ３Ａ及び第２部分Ｍ３Ｂのそれぞれにおいて対象物１００のトリム面の品質が低下するのをより確実に抑制することができる。

本実施形態のレーザ加工方法では、互いに離れた第１部分Ｍ３Ａ及び第２部分Ｍ３Ｂのそれぞれにおいて、ビーム形状７１の長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと交差した状態で、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１が相対的に移動させられる。これにより、例えば、ビーム形状７１の長手方向ＮＨが加工進行方向ＢＤと一致した状態で、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させただけでは、対象物１００の物性に起因して第１部分Ｍ３Ａ及び第２部分Ｍ３Ｂのそれぞれにおいてトリム面の品質が低下するような場合に、そのようなトリム面の品質の低下を抑制することができる。よって、除去領域Ｅが除去された対象物１００のトリム面の品質が場所によって低下するのを抑制することができる。

［変形例］
以上、本発明の一態様は、上述した実施形態に限定されない。

上記実施形態では、対象物情報は、対象物１００の結晶方位に関する情報を含んでいるが、対象物に関する情報であれば、その他の種々の情報を含んでいてもよい。対象物情報は、対象物１００の物性に係る他の情報を更に含んでいてもよいし、対象物１００の形状及びサイズに係る情報を更に含んでいてもよい。上記実施形態では、ライン情報は、ラインＭ３に沿った加工進行方向ＢＤ（集光点の移動方向）に関する情報を含んでいるが、ラインＭ３に沿って集光点を移動させる場合の当該ラインＭ３に関する情報であれば、その他の種々の情報を含んでいてもよい。

上記実施形態では、ラインＭ３に沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合のビーム形状７１の長手方向ＮＨの向き（ビーム角度β）に関する情報が、ユーザの操作又は外部からの通信等によって制御部９に入力される場合がある。この場合、取得部９ａは、長手方向ＮＨの向きに関する入力情報を取得する。決定部９ｂは、当該入力情報に基づいて長手方向ＮＨの向きを決定する。入力される長手方向ＮＨの向きは、ラインＭ３の延在方向及び対象物１００の物性等に依拠するものであるところ、ラインＭ３及び対象物１００に関する情報である。すなわち、長手方向ＮＨの向きに関する入力情報は、対象物情報及びライン情報に対応し得る。なお、入力される長手方向ＮＨの向きは、ラインＭ３の各領域（各部分）、加工角度α又は加工角度域毎に入力されてもよいし、数値、範囲又は演算式として入力されてもよい。

上記実施形態では、ラインＭ３におけるＮ個の領域（部分）それぞれに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させる場合の長手方向ＮＨの向きである第１～第Ｎ向きを決定してもよい（Ｎは３以上の整数）。そして、第１～第Ｎ領域それぞれに沿って第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域４を形成させる場合に、長手方向ＮＨの向きを第１～第Ｎ向きそれぞれへ調整してもよい。

上記実施形態は、照射部として複数のレーザ加工ヘッドを備えていてもよい。例えば図６９に示されるように、第１レーザ光を照射する第１レーザ加工ヘッド１０Ａに加えて、第２レーザ光を照射する第２レーザ加工ヘッド１０Ｂを有していてもよい。

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レーザ光をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に改質領域を形成する。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１０Ｂ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。その他の構成については、第２レーザ加工ヘッド１０Ｂは、第１レーザ加工ヘッド１０Ａと同様に構成されている。

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、鉛直移動機構を構成する。

照射部として第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備える場合、上述の第１処理では、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１に沿って第１レーザ光Ｌ１の第１集光点Ｐ１を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に、ラインＭ３の第１領域Ｍ３１以外の領域での改質領域の形成を停止させる。上述の第２処理では、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２に沿って第２レーザ光の第２集光点を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に、ラインＭ３の第２領域Ｍ３２以外の領域での改質領域の形成を停止させる。調整部９ｄは、第１処理を実行する場合に、第１レーザ光Ｌ１のビーム形状７１の長手方向ＮＨの向きを第１向きとなるように調整し、第２処理を実行する場合に、第２レーザ光のビーム形状の長手方向の向きを第２向きとなるように調整する。

照射部として第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備える場合、第１処理と第２処理とを並列的に（同時に）に実行してもよい。これにより、タクトアップを実現することができる。照射部として第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備える場合、第１処理と第２処理とを時間的に別で（異時に）実行してもよい。照射部として第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備える場合、第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂが協働してＺ方向の所定位置に改質領域４を一列形成してもよい。照射部として第１及び第２レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備える場合、第１レーザ加工ヘッド１０Ａによって改質領域４を一列形成すると共に、それとは異なるＺ方向位置に第２レーザ加工ヘッド１０Ｂによって改質領域４を一列形成してもよい。

また、例えば図７０に示されるレーザ加工装置８００のように、４つのレーザ加工ヘッドを備えていてもよい。レーザ加工装置８００は、図６９に示されるレーザ加工装置１０１に対して、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を更に備えている。

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レーザ光をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に改質領域４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。その他の構成については、第３レーザ加工ヘッド１０Ｃは、第１レーザ加工ヘッド１０Ａと同様に構成されている。

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レーザ光をＺ方向に沿って照射し、当該対象物１００の内部に改質領域４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。その他の構成については、第４レーザ加工ヘッド１０Ｄは、第１レーザ加工ヘッド１０Ａと同様に構成されている。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。

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レーザ光の第３集光点が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、鉛直移動機構を構成する。

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レーザ光の第４集光点が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、鉛直移動機構を構成する。

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レーザ光の第３集光点が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レーザ光の第４集光点が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。

上記実施形態では、成形部として反射型空間光変調器３４を採用したが、成形部は空間光変調器に限定されず、種々の装置又は光学系を採用してもよい。例えば、成形部として、楕円ビーム光学系、スリット光学系又は非点収差光学系を採用してもよい。また、グレーティングパターン等を変調パターンに用い、集光点を分岐させて２点以上の集光点を組み合わせることにより、長手方向ＮＨを有するビーム形状７１を作成してもよい。また、偏光を利用することにより、長手方向ＮＨを有するビーム形状７１を作成してもよく、偏光方向を回転させる方法は、例えば１／２λ波長板を回転させることで実現できる。また、空間光変調器は反射型のものに限定されず、透過型の空間光変調器を採用してもよい。

上記実施形態では、加工制御部９ｃにより第１レーザ光Ｌ１又はその光学系を制御することで、改質領域４の形成及びその停止を切り替えたが、これに限定されない。公知の種々の技術を利用して、改質領域４の形成及びその停止の切替えを実現してもよい。例えば、対象物１００上に直接マスクを設けて第１レーザ光Ｌ１を遮光することで、改質領域４の形成及びその停止を切り替えてもよい。

上記実施形態では、対象物１００の種類、対象物１００の形状、対象物１００のサイズ、対象物１００が有する結晶方位の数及び方向、並びに、対象物１００の主面の面方位は特に限定されない。上記実施形態では、ラインＭ３の形状は特に限定されない。上記実施形態では、決定部９ｂが第１向き及び第２向きのうち何れか一方のみを決定し、調整部９ｄが当該何れか一方となるように長手方向ＮＨの向きを調整してもよい。

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。

上述した実施形態に係るレーザ加工装置は、取得部９ａは備えなくてもよい。上述した実施形態に係るレーザ加工方法は、対象物情報及びライン情報を取得する工程（情報取得工程）を含まなくてもよい。この場合、例えばレーザ加工を行う対象物１００等が予め決まっており、対象物情報及びライン情報が予め記憶されている。

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

１，１０１，８００…レーザ加工装置、４…改質領域、９…制御部、９ａ…取得部、９ｂ…決定部、９ｃ…加工制御部、９ｄ…調整部、１０Ａ…第１レーザ加工ヘッド（照射部）、１０Ｂ…第２レーザ加工ヘッド（照射部）、１０Ｃ…第３レーザ加工ヘッド（照射部）、１０Ｄ…第４レーザ加工ヘッド（照射部）、３４…反射型空間光変調器（成形部）、７１…ビーム形状（集光領域の一部の形状）、１００…対象物、１００ａ…表面（主面）、１００ｂ…裏面（主面，レーザ光入射面）、１０７…ステージ（支持部）、Ｋ１…第１結晶方位（結晶方位）、Ｋ２…第２結晶方位（結晶方位）、Ｌ１…第１レーザ光（レーザ光）、Ｌ２…第２レーザ光（レーザ光）、Ｍ３…ライン、Ｍ３１…第１領域（第１部分）、Ｍ３２…第２領域（第１部分）、Ｍ３Ａ…第１部分、Ｍ３Ｂ…第２部分、Ｍ３Ｃ…第３部分、ＮＨ…長手方向、Ｐ１…第１集光点（集光領域の一部）。

Claims (8)

1. 対象物に少なくとも集光領域の一部を合わせてレーザ光を照射することにより、前記対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
   前記対象物を支持する支持部と、
   前記支持部によって支持された前記対象物に前記レーザ光を照射する照射部と、
   前記支持部及び前記照射部を制御する制御部と、を備え、
   前記照射部は、
   前記レーザ光の光軸に垂直な面内における前記集光領域の一部の形状が長手方向を有するように前記レーザ光を成形する成形部を有し、
   前記制御部は、
   前記対象物に関する対象物情報、及び、前記対象物の外縁の内側において環状に延在するラインに沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合の前記ラインに関するライン情報に基づいて、前記長手方向が前記集光領域の一部の移動方向と交差するように、前記ラインの第１領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合の前記長手方向の向きである第１向きと、前記ラインの第２領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合の前記長手方向の向きである第２向きと、を決定する決定部と、
   前記第１領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に前記ラインの前記第１領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第１処理と、前記第２領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に前記ラインの前記第２領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第２処理と、を実行する加工制御部と、
   前記加工制御部によって前記第１処理を実行する場合に、前記第１向きとなるように前記長手方向の向きを調整すると共に、前記加工制御部によって前記第２処理を実行する場合に、前記第２向きとなるように前記長手方向の向きを調整する調整部と、を有する、レーザ加工装置。
2. 前記対象物情報は、前記対象物の結晶方位に関する情報を含み、
   前記ライン情報は、前記集光領域の一部の移動方向に関する情報を含む、請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記成形部は、空間光変調器を含み、
   前記調整部は、前記空間光変調器を制御することにより、前記長手方向の向きを調整する、請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記対象物は、（１００）面を主面とし、一方の（１１０）面に垂直な第１結晶方位及び他方の（１１０）面に垂直な第２結晶方位を有するウェハであり、
   前記ラインは、前記主面に垂直な方向から見た場合に円環状に延在しており、
   前記第１領域は、前記ラインに沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合に、前記第１結晶方位に対する前記集光領域の一部の移動方向の角度である加工角度が０°以上４５°未満となる領域を含み、
   前記第２領域は、前記ラインに沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合に、前記加工角度が４５°以上９０°未満となる領域を含む、請求項１～３の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
5. 前記第１向き及び前記第２向きは、前記第１結晶方位及び前記第２結晶方位のうち前記移動方向との間の角度が大きい一方に近づくように、前記移動方向に対して傾斜した方向の向きである、請求項４に記載のレーザ加工装置。
6. 前記第１向き及び前記第２向きは、前記第１結晶方位及び前記第２結晶方位のうち前記移動方向との間の角度が大きい一方に近づくように前記移動方向から１０°～３５°傾斜した方向の向きである、請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記照射部は、
   前記レーザ光として第１レーザ光を照射する第１レーザ加工ヘッドと、
   前記レーザ光として第２レーザ光を照射する第２レーザ加工ヘッドと、を有し、
   前記第１処理では、前記第１領域に沿って前記第１レーザ光の前記集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に前記ラインの前記第１領域以外の領域での改質領域の形成を停止させ、
   前記第２処理では、前記第２領域に沿って前記第２レーザ光の前記集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に前記ラインの前記第２領域以外の領域での改質領域の形成を停止させ、
   前記調整部は、
   前記第１処理を実行する場合に、前記第１レーザ光の光軸に垂直な面内における前記集光領域の一部の形状の長手方向の向きを、前記第１向きとなるように調整し、
   前記第２処理を実行する場合に、前記第２レーザ光の光軸に垂直な面内における前記集光領域の一部の形状の長手方向の向きを、前記第２向きとなるように調整する、請求項１～６の何れか一項に記載のレーザ加工装置。
8. 対象物に少なくとも集光領域の一部を合わせてレーザ光を照射することにより、前記対象物に改質領域を形成するレーザ加工方法であって、
   前記対象物に関する対象物情報、及び、前記対象物の外縁の内側において環状に延在するラインに沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合の前記ラインに関するライン情報に基づいて、前記レーザ光の光軸に垂直な面内における前記集光領域の一部の形状が有する長手方向が前記集光領域の一部の移動方向と交差するように、前記ラインの第１領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合の前記長手方向の向きである第１向きと、前記ラインの第２領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させる場合の前記長手方向の向きである第２向きと、を決定する決定工程と、
   前記第１領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に前記ラインの前記第１領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第１加工工程と、
   前記第２領域に沿って前記集光領域の一部を相対的に移動させて改質領域を形成させると共に前記ラインの前記第２領域以外の領域での改質領域の形成を停止させる第２加工工程と、
   前記第１加工工程を実行する場合に、前記第１向きとなるように前記長手方向の向きを調整する第１調整工程と、
   前記第２加工工程を実行する場合に、前記第２向きとなるように前記長手方向の向きを調整する第２調整工程と、を備える、レーザ加工方法。

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