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

 本実施形態に係るレーザ加工方法及びレ� ��ザ加工装置においては、板状の加工対象物� ��集光点を合わせてレーザ光を照射すること� ��より、切断予定ラインに沿って加工対象物� ��改質領域を形成する。

 そこで、まず、本実施形態に係るレーザ� ��工方法及びレーザ加工装置における改質領� ��の形成について、図1~図9を参照して説明す� ��。

 図1に示すように、レーザ加工装置100は、 レーザ光(加工用レーザ光)Lをパルス発振する レーザ光源101と、レーザ光Lの光軸の向きを90 °変えるように配置されたダイクロイックミ� ��ー103と、レーザ光Lを集光するための集光用 レンズ105と、を備えている。また、レーザ加 工装置100は、集光用レンズ105で集光されたレ ーザ光Lが照射される加工対象物1を支持する� ��めの支持台107と、支持台107をX、Y、Z軸方向� ��移動させるためのステージ111と、レーザ光L の出力やパルス幅等を調節するためにレーザ 光源101を制御するレーザ光源制御部102と、ス テージ111の移動を制御するステージ制御部115 と、を備えている。

 このレーザ加工装置100においては、レー� ��光源101から出射されたレーザ光Lは、ダイク ロイックミラー103によってその光軸の向きを 90°変えられ、支持台107上に載置された加工� �象物1の内部に集光レンズ105によって集光さ� ��る。これと共に、ステージ111が移動させら� ��、加工対象物1がレーザ光Lに対して切断予� �ライン5に沿って相対移動させられる。これ� ��より、切断予定ライン5に沿って、切断の起 点となる改質領域が加工対象物1に形成され� �こととなる。以下、この改質領域について� �細に説明する。

 図2に示すように、板状の加工対象物1に� �、加工対象物1を切断するための切断予定ラ� ��ン5が設定されている。切断予定ライン5は� �直線状に延びた仮想線である。加工対象物1� ��内部に改質領域を形成する場合、図3に示す ように、加工対象物1の内部に集光点Pを合わ� ��た状態で、レーザ光Lを切断予定ライン5に� �って(すなわち、図2の矢印A方向に)相対的に� ��動させる。これにより、図4~図6に示すよう� ��、改質領域7が切断予定ライン5に沿って加� �対象物1の内部に形成され、切断予定ライン5 に沿って形成された改質領域7が切断起点領� �8となる。

 なお、集光点Pとは、レーザ光Lが集光す� �箇所のことである。また、切断予定ライン5� ��、直線状に限らず曲線状であってもよいし� ��仮想線に限らず加工対象物1の表面3に実際� �引かれた線であってもよい。また、改質領� �7は、連続的に形成される場合もあるし、断� ��的に形成される場合もある。また、改質領� ��7は少なくとも加工対象物1の内部に形成さ� �ていればよい。また、改質領域7を起点に亀� ��が形成される場合があり、亀裂及び改質領� ��7は、加工対象物1の外表面(表面、裏面、若� ��くは外周面)に露出していてもよい。

 ちなみに、ここでは、レーザ光Lが、加工 対象物1を透過すると共に加工対象物1の内部� ��集光点近傍にて特に吸収され、これにより� ��加工対象物1に改質領域7が形成される(すな� ��ち、内部吸収型レーザ加工)。よって、加工 対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収され ないので、加工対象物1の表面3が溶融するこ� ��はない。一般的に、表面3から溶融され除去 されて穴や溝等の除去部が形成される(表面� �収型レーザ加工)場合、加工領域は表面3側か ら徐々に裏面側に進行する。

 ところで、本実施形態に係るレーザ加工� ��法及びレーザ加工装置にて形成される改質� ��域は、密度、屈折率、機械的強度やその他� ��物理的特性が周囲とは異なる状態になった� ��域をいう。例えば、(1)溶融処理領域、(2)ク� ��ック領域、絶縁破壊領域、(3)屈折率変化領� ��等があり、これらが混在した領域もある。

 本実施形態に係るレーザ加工方法及びレー� ��加工装置における改質領域は、レーザ光の� ��所的な吸収や多光子吸収という現象により� ��成される。多光子吸収とは、材料の吸収の� ��ンドギャップE _G よりも光子のエネルギーhνが小さいと光学的 に透明となるため、材料に吸収が生じる条件 はhν>E _G であるが、光学的に透明でも、レーザ光Lの� �度を非常に大きくするとnhν>E _G の条件(n=2,3,4,・・・)で材料に吸収が生じる� �象をいう。多光子吸収による溶融処理領域� �形成は、例えば、溶接学会全国大会講演概� �第66集(2000年4月)の第72頁~第73頁の「ピコ秒パ ルスレーザによるシリコンの加工特性評価」 に記載されている。

 また、D.Du,X.Liu,G.Korn,J.Squier,and G.Mourou,”Laser  Induced Breakdown by Impact Ionization in SiO ₂  with Pulse Widths from 7ns to 150fs”,Appl Phys L ett64(23),Jun.6,1994に記載されているようにパル� ��幅が数ピコ秒からフェムト秒の超短パルス� ��ーザ光を利用することにより形成される改� ��領域を利用してもよい。
 (1)改質領域が溶融処理領域を含む場合

 加工対象物(例えばシリコンのような半導体 材料)の内部に集光点を合わせて、集光点に� �ける電界強度が1×10 ⁸ (W/cm ² )以上で且つパルス幅が1μs以下の条件でレー� ��光Lを照射する。これにより、集光点近傍に てレーザ光Lが吸収されて加工対象物の内部� �局所的に加熱され、この加熱により加工対� �物の内部に溶融処理領域が形成される。

 溶融処理領域とは、一旦溶融後再固化し� ��領域や、まさに溶融状態の領域や、溶融状� ��から再固化する状態の領域であり、相変化� ��た領域や結晶構造が変化した領域というこ� ��もできる。また、溶融処理領域とは単結晶� ��造、非晶質構造、多結晶構造において、あ� ��構造が別の構造に変化した領域ということ� ��できる。つまり、例えば、単結晶構造から� ��晶質構造に変化した領域、単結晶構造から� ��結晶構造に変化した領域、単結晶構造から� ��晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化� ��た領域を意味する。加工対象物がシリコン� ��結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非� ��質シリコン構造である。

 図7は、レーザ光が照射されたシリコンウ ェハ(半導体基板)の一部における断面の写真� ��表した図である。図7に示すように、半導体 基板11の内部に溶融処理領域13が形成されて� �る。

 入射するレーザ光の波長に対して透過性� ��材料の内部に溶融処理領域13が形成された� �とを説明する。図8は、レーザ光の波長とシ� ��コン基板の内部の透過率との関係を示す線� ��である。ただし、シリコン基板の表面側と� ��面側それぞれの反射成分を除去し、内部の� ��の透過率を示している。シリコン基板の厚� ��tが50μm、100μm、200μm、500μm、1000μmの各々に ついて上記関係を示した。

 例えば、Nd:YAGレーザの波長である1064nmにお� ��て、シリコン基板の厚さが500μm以下の場合� ��シリコン基板の内部ではレーザ光Lが80%以上 透過することが分かる。図7に示す半導体基� �11の厚さは350μmであるので、溶融処理領域13� ��半導体基板11の中心付近、つまり表面から17 5μmの部分に形成される。この場合の透過率� �、厚さ200μmのシリコンウェハを参考にする� �、90%以上なので、レーザ光Lが半導体基板11� �内部で吸収されるのは僅かであり、殆どが� �過する。しかし、1×10 ⁸ (W/cm ² )以上で且つパルス幅が1μs以下の条件でレー� ��光Lをシリコンウェハ内部に集光することで 集光点とその近傍で局所的にレーザ光が吸収 され溶融処理領域13が半導体基板11の内部に� �成される。

 なお、シリコンウェハには、溶融処理領域� ��起点として亀裂が発生する場合がある。ま� ��、溶融処理領域に亀裂が内包されて形成さ� ��る場合があり、この場合には、その亀裂が� ��溶融処理領域においての全面に渡って形成� ��れていたり、一部分のみや複数部分に形成� ��れていたりすることがある。更に、この亀� ��は、自然に成長する場合もあるし、シリコ� ��ウェハに力が印加されることにより成長す� ��場合もある。溶融処理領域から亀裂が自然� ��成長する場合には、溶融処理領域が溶融し� ��いる状態から成長する場合と、溶融処理領� ��が溶融している状態から再固化する際に成� ��する場合とのいずれもある。ただし、どち� ��の場合も溶融処理領域はシリコンウェハの� ��部に形成され、切断面においては、図7に示 すように、内部に溶融処理領域が形成されて いる。
 (2)改質領域がクラック領域を含む場合

 加工対象物(例えばガラスやLiTaO ₃ からなる圧電材料)の内部に集光点を合わせ� �、集光点における電界強度が1×10 ⁸ (W/cm ² )以上で且つパルス幅が1μs以下の条件でレー� ��光Lを照射する。このパルス幅の大きさは、 加工対象物の内部にレーザ光Lが吸収されて� �ラック領域が形成される条件である。これ� �より、加工対象物の内部には光学的損傷と� �う現象が発生する。この光学的損傷により� �工対象物の内部に熱ひずみが誘起され、こ� �により加工対象物の内部に、1つ又は複数の� ��ラックを含むクラック領域が形成される。� ��ラック領域は絶縁破壊領域とも言える。

 図9は電界強度とクラックの大きさとの関係 の実験結果を示す線図である。横軸はピーク パワー密度であり、レーザ光Lがパルスレー� �光なので電界強度はピークパワー密度で表� �れる。縦軸は1パルスのレーザ光Lにより加工 対象物の内部に形成されたクラック部分(ク� �ックスポット)の大きさを示している。クラ� ��クスポットが集まりクラック領域となる。� ��ラックスポットの大きさは、クラックスポ� ��トの形状のうち、最大の長さとなる部分の� ��きさである。グラフ中の黒丸で示すデータ� ��集光用レンズ(C)の倍率が100倍、開口数(NA)が 0.80の場合である。一方、グラフ中の白丸で� �すデータは集光用レンズ(C)の倍率が50倍、開 口数(NA)が0.55の場合である。ピークパワー密� ��が10 ¹¹ (W/cm ² )程度から加工対象物の内部にクラックスポ� �トが発生し、ピークパワー密度が大きくな� �に従いクラックスポットも大きくなること� �分かる。
 (3)改質領域が屈折率変化領域を含む場合

 加工対象物(例えばガラス)の内部に集光点� �合わせて、集光点における電界強度が1×10 ⁸ (W/cm ² )以上で且つパルス幅が1ns以下の条件でレー� �光Lを照射する。このように、パルス幅が極� ��て短い状態で加工対象物の内部にレーザ光L が吸収されると、そのエネルギーが熱エネル ギーに転化せず、加工対象物の内部にはイオ ン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的 な構造変化が誘起され、屈折率変化領域が形 成される。

 なお、改質領域とは、溶融処理領域、絶� ��破壊領域、屈折率変化領域等やそれらが混� ��した領域を含めて、その材料において改質� ��域の密度が非改質領域の密度と比較して変� ��した領域であったり、格子欠陥が形成され� ��領域であったりする。これらをまとめて高� ��転移領域と言うこともできる。

 また、溶融処理領域や屈折率変化領域、� ��質領域の密度が非改質領域の密度と比較し� ��変化した領域、格子欠陥が形成された領域� ��、更にそれら領域の内部や改質領域と非改� ��領域との界面に亀裂(割れ、マイクロクラッ ク)を内包している場合がある。内包される� �裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分の� �や複数部分に形成される場合がある。

 ちなみに、加工対象物の結晶構造やその� ��開性等を考慮して、改質領域を次のように� ��成すれば、精度よく加工対象物を切断する� ��とが可能になる。

 すなわち、シリコン等のダイヤモンド構造� ��単結晶半導体からなる基板の場合は、(111)� �(第1劈開面)や(110)面(第2劈開面)に沿った方向 に改質領域を形成するのが好ましい。また、 GaAs等の閃亜鉛鉱型構造のIII-V族化合物半導体 からなる基板の場合は、(110)面に沿った方向� ��改質領域を形成するのが好ましい。更に、� ��ファイア(Al ₂ O ₃ )等の六方晶系の結晶構造を有する基板の場� �は、(0001)面(C面)を主面として(1120)面(A面)或� �は(1100)面(M面)に沿った方向に改質領域を形� �するのが好ましい。

 また、上述した改質領域を形成すべき方� ��(例えば、単結晶シリコン基板における(111)� ��に沿った方向)、或いは改質領域を形成すべ き方向に直交する方向に沿って基板にオリエ ンテーションフラットを形成すれば、そのオ リエンテーションフラットを基準とすること で、改質領域を容易且つ正確に基板に形成す ることが可能になる。

 次に、本実施形態に係るレーザ加工装置� ��ついて説明する。

 図10に示すように、レーザ加工装置200は� �板状の加工対象物1を支持する支持台201と、� ��ーザ光Lを出射するレーザ光源202と、レーザ 光源202から出射されたレーザ光Lを変調する� �射型空間光変調器203と、支持台201によって� �持された加工対象物1の内部に、反射型空間� ��変調器203によって変調されたレーザ光Lを集 光する集光光学系204と、反射型空間光変調器 203を制御する制御部205と、を備えている。レ ーザ加工装置200は、加工対象物1の内部に集� �点Pを合わせてレーザ光Lを照射することによ り、加工対象物1の切断予定ライン5に沿って� ��切断の起点となる改質領域7を形成するもの である。

 反射型空間光変調器203は筐体231内に設置� ��れており、レーザ光源202は筐体231の天板に� ��置されている。また、集光光学系204は、複� ��のレンズを含んで構成されており、圧電素� ��等を含んで構成された駆動ユニット232を介� ��て筐体231の底板に設置されている。そして� ��筐体231に設置された部品によってレーザエ� ��ジン230が構成されている。なお、制御部205� ��、レーザエンジン230の筐体231内に設置され� ��もよい。

 筐体231には、筐体231を加工対象物1の厚さ 方向に移動させる移動機構が設置されている (図示せず)。これにより、加工対象物1の深さ に応じてレーザエンジン230を上下に移動させ ることができるため、集光光学系204の位置を 変化させて、レーザ光Lを加工対象物1の所望� ��深さ位置に集光することが可能となる。な� ��、筐体231に移動機構を設置する代わりに、� ��持台201に、支持台201を加工対象物1の厚さ方 向に移動させる移動機構を設けてもよい。ま た、後述するAFユニット212を利用して集光光� ��系204を加工対象物1の厚さ方向に移動させて もよい。そして、これらを組み合わせること も可能である。

 制御部205は、反射型空間光変調器203を制� ��する他、レーザ加工装置200の全体を制御す� ��。例えば、制御部205は、改質領域7を形成す る際に、レーザ光Lの集光点Pが加工対象物1の 表面(レーザ光入射面)3から所定の距離に位置 し且つレーザ光Lの集光点Pが切断予定ライン5 に沿って相対的に移動するように集光光学系 204を含むレーザエンジン230を制御する。なお 、制御部205は、加工対象物1に対してレーザ� �Lの集光点Pを相対的に移動させるために、集 光光学系204を含むレーザエンジン230ではなく 支持台201を制御してもよいし、或いは集光光 学系204を含むレーザエンジン230及び支持台201 の両方を制御してもよい。

 レーザ光源202から出射されたレーザ光Lは 、筐体231内において、ミラー206,207によって� �次反射された後、プリズム等の反射部材208� �よって反射されて反射型空間光変調器203に� �射する。反射型空間光変調器203に入射した� �ーザ光Lは、反射型空間光変調器203によって� ��調されて反射型空間光変調器203から出射さ� ��る。反射型空間光変調器203から出射された� ��ーザ光Lは、筐体231内において、集光光学系 204の光軸に沿うように反射部材208によって反 射され、ビームスプリッタ209,210を順次透過� �て集光光学系204に入射する。集光光学系204� �入射したレーザ光Lは、支持台201上に載置さ� ��た加工対象物1の内部に集光光学系204によっ て集光される。

 また、レーザ加工装置200は、加工対象物1 の表面3を観察するための表面観察ユニット21 1を筐体231内に備えている。表面観察ユニッ� �211は、ビームスプリッタ209で反射され且つ� �ームスプリッタ210を透過する可視光VLを出射 し、集光光学系204によって集光されて加工対 象物1の表面3で反射された可視光VLを検出す� �ことで、加工対象物1の表面3の像を取得する 。

 更に、レーザ加工装置200は、加工対象物1 の表面3にうねりが存在するような場合にも� �表面3から所定の距離の位置にレーザ光Lの集 光点Pを精度良く合わせるためのAF(autofocus)ユ� ��ット212を筐体231内に備えている。AFユニッ� �212は、ビームスプリッタ210で反射されるAF用 レーザ光LBを出射し、集光光学系204によって� ��光されて加工対象物1の表面3で反射されたAF 用レーザ光LBを検出することで、例えば非点� ��差法を用いて、切断予定ライン5に沿った表 面3の変位データを取得する。そして、AFユニ ット212は、改質領域7を形成する際に、取得� �た変位データに基づいて駆動ユニット232を� �動させることで、加工対象物1の表面3のうね りに沿うように集光光学系204をその光軸方向 に往復移動させ、集光光学系204と加工対象物 1との距離を微調整する。

 ここで、反射型空間光変調器203について� ��明する。図11に示すように、反射型空間光� �調器203は、シリコン基板213と、シリコン基� �213上に設けられた金属電極層214と、金属電� �層214上に設けられたミラー層215と、ミラー� �215上に設けられた液晶層216と、液晶層216上� �設けられた透明電極層217と、透明電極層217� �に設けられたガラス板218と、を備えている� �金属電極層214及び透明電極層217は、マトリ� �クス状に配置された複数の電極部214a,217aを� �しており、金属電極層214の各電極部214aと透� ��電極層217の各電極部217aとは、反射型空間光 変調器203の積層方向において互いに対向して いる。

 以上のように構成された反射型空間光変� ��器203では、レーザ光Lは、外部からガラス板 218及び透明電極層217を順次透過して液晶層216 に入射し、ミラー層215によって反射されて、 液晶層216から透明電極層217及びガラス板218を 順次透過して外部に出射される。このとき、 互いに対向する1対の電極部214a,217a毎に電圧� �印加され、その電圧に応じて、液晶層216に� �いて互いに対向する1対の電極部214a,217aに挟� ��れた部分の屈折率が変化している。これに� ��り、レーザ光Lを構成する複数の光線のそれ ぞれにおいて、各光線の進行方向と直交する 所定の方向の成分の位相にずれが生じ、レー ザ光Lが整形(位相変調)されることになる。

 制御部205は、改質領域7を形成する際に、 加工対象物1の内部に集光されるレーザ光Lの� ��差が所定の収差以下となるように(換言すれ ば、加工対象物1の内部においてレーザ光Lの� ��面が所定の波面となるように)、互いに対向 する1対の電極部214a,217a毎に電圧を印加する� �とで、反射型空間光変調器203を制御する。� �御部205は、反射型空間光変調器203に入射し� �レーザ光Lのビームパターン(ビーム波面)を� �形(変調)させるための波面整形(収差補正)パ� ��ーン情報を反射型空間光変調器203に入力す� ��。そして、入力されたパターン情報に基づ� ��た信号により反射型空間光変調器203の一対� ��電極214a,217a毎に対応する液晶層216の屈折率� ��変化させることで、反射型空間光変調器203� ��ら出射されるレーザ光Lのビームパターン(� �ーム波面)を整形(変調)する。なお、反射型� �間光変調器203に入力するパターン情報は逐� �入力するようにしてもよいし、予め記憶さ� �たパターン情報を選択して入力するように� �てもよい。

 ところで、厳密に言えば、反射型空間光� ��調器203で変調(補正)されたレーザ光Lは、空� ��を伝播することにより波面形状が変化して� ��まう。特に、反射型空間光変調器203から出� ��されたレーザ光Lや集光光学系204に入射する レーザ光Lが所定の拡がりを有する光(すなわ� ��、平行光以外の光)である場合には、反射型 空間光変調器203での波面形状と集光光学系204 での波面形状とが一致せず、結果的に、目的 とする精密な内部加工を妨げるおそれがある 。そこで、反射型空間光変調器203での波面形 状と集光光学系204での波面形状とを一致させ ることが重要となる。そのためには、レーザ 光Lが反射型空間光変調器203から集光光学系20 4に伝播したときの波面形状の変化を計測等� �より求め、その波面形状の変化を考慮した� �面整形(収差補正)パターン情報を反射型空間 光変調器203に入力することがより望ましい。

 或いは、反射型空間光変調器203での波面� ��状と集光光学系204での波面形状とを一致さ� ��るために、図23に示すように、反射型空間� �変調器203と集光光学系204との間を進行する� �ーザ光Lの光路上に、調整光学系240を設けて� ��よい。これにより、正確に波面整形を実現� ��ることが可能となる。

 調整光学系240は、少なくとも2つのレンズ (第1の光学素子)241a及びレンズ(第2の光学素子 )241bを有している。レンズ241a,241bは、反射型� ��間光変調器203での波面形状と集光光学系204� ��の波面形状とを相似的に一致させるための� ��のである。レンズ241a,241bは、反射型空間光� ��調器203とレンズ241aとの距離がレンズ241aの� �点距離(第1の焦点距離)f1となり、集光光学系 204とレンズ241bとの距離がレンズ241bの焦点距� ��(第2の焦点距離)f2となり、レンズ241aとレン� ��241bとの距離がf1+f2となり、且つレンズ241aと レンズ241bとが両側テレセントリック光学系� �なるように、反射型空間光変調器203と反射� �材208との間に配置されている。

 このように配置することで、1°以下程度� ��小さな拡がり角を有するレーザ光Lであって も、反射型空間光変調器203での波面と集光光 学系204での波面とを合わせることができる。 なお、より正確さを求める場合には、反射型 空間光変調器203と液晶層216とレンズ241aの主� �との距離をf1とすることが望ましい。しかし ながら、図11に示すように、反射型空間光変� ��器203は非常に薄く、液晶層216とガラス板217� ��の距離も極めて小さいため、液晶層216とガ� ��ス板217との間での波面形状の変化の程度も� ��めて小さい。従って、簡易的に、反射型空� ��光変調器203の構成上、焦点距離を設定し易� ��位置(例えば、反射型空間光変調器203の表面 (表面近傍)等)とレンズ241aとの距離をf1に設定 してもよく、このようにすることで調整が容 易となる。また、より正確さを求める場合に は、集光光学系204の主点とレンズ241bの主点� �の距離をf2とすることが望ましい。しかしな がら、集光光学系204は複数のレンズを含んで 構成され、主点での位置合わせが困難となる 場合がある。その場合には、簡易的に、集光 光学系204の構成上、焦点距離を設定し易い位 置(例えば、集光光学系204の表面(表面近傍)等 )とレンズ241bとの距離をf2に設定してもよく� �このようにすることで調整が容易となる。

 また、レーザ光Lのビーム径は、f1とf2と� �比で決まる(集光光学系204に入射するレーザ� ��Lのビーム径は、反射型空間光変調器203から 出射されるレーザ光Lのビーム径のf2/f1倍とな る)。従って、レーザ光Lが平行光、或いは小� ��な拡がりを有する光のいずれの場合であっ� ��も、反射型空間光変調器203から出射される� ��度を保ったまま、集光光学系204に入射する� ��ーザ光Lにおいて所望のビーム径を得ること ができる。

 以上のように、調整光学系240によれば、� ��ーザ光Lのビーム径及び拡がり角を調整する ことも可能となる。切断の起点となる改質領 域7を加工対象物1に形成するレーザ加工方法� ��おいては、精密な切断を実現するために表� ��から加工を行うレーザ加工方法と比較して� ��ーザ光Lの拡がり角やビーム径に基づく集光 条件は極めて重要で、切断に適した改質領域 7を精度良く形成するために集光光学系204に� �平行光ではなく小さな拡がり角(例えば、数m rad~十数mrad程度)を持ったレーザ光Lが必要と� �る場合もある。そのため、反射型空間光変� �器203を設置している場合と、反射型空間光� �調器203を設置していない場合とで、改質領� �7を形成するための基本的な加工条件を合わ� ��るために、集光光学系204に入射するレーザ� ��Lのビーム径及び拡がり角を(反射型空間光� �調器203を設置していない場合と)合わせる必� ��がある。

 そこで、調整光学系240を使用することに� ��り、反射型空間光変調器203で変調された波� ��(収差)を維持したまま、レーザ光Lを集光光� ��系204で集光することができ、且つ所定のビ� ��ム径及び所定の拡がり角を有するレーザ光L で内部に改質領域を形成することができる。 これにより、所定の拡がり角を有するレーザ 光Lで集光光学系204の有効径を効率良く利用� �ることができ、切断に適した精密な改質領� �を形成することが可能となる。

 なお、調整光学系240のレンズ241a,241bは、� ��射型空間光変調器203と反射部材208との間の� ��ーザ光Lの光路上に設けることが好ましい。 その理由は次の通りである。すなわち、平板 状の反射部材208やビームスプリッタ209,210に� �きな広がりを持った光(レンズ241aとレンズ241 bとの間の光)を入射すると球面収差や非点収� ��が発生する。従って、レンズ241bを反射部材 208の後段に配置すると、レンズ241aから出射� �れて光軸に対して角度を有する光が反射部� �208やビームスプリッタ209,210に入射した後に� ��ンズ241bに入射することになるため、球面収 差や非点収差の影響を受け、集光光学系204に 入射するレーザ光Lの精度が低下する。また� �調整光学系240は、レンズ241a,241bのそれぞれ� �位置を独立して微調整する機構を備えるこ� �が望ましい。また、反射型空間光変調器203� �有効エリアを有効に使用するために、反射� �空間光変調器203とレーザ光源202との間のレ� �ザ光Lの光路上にビームエキスパンダを設け� ��もよい。

 次に、本実施形態に係るレーザ加工装置� ��製造方法として、上述したレーザ加工装置2 00の製造方法について説明する。

 まず、図12に示すように、上述したレー� �加工装置200と略同一の構成を有する基準レ� �ザ加工装置200sを用意する。基準レーザ加工� ��置200sは、切断の起点としての機能が高い改 質領域7を形成し得るレーザ加工装置であっ� �、例えば、一定の条件下で、格子状に設定� �れた複数の切断予定ライン5に沿って改質領� ��7を形成して加工対象物1を切断した場合に� �未切断部分が所定の割合以下となるレーザ� �工装置である。

 この基準レーザ加工装置200sに対して、加 工対象物1に替えて参照球面ミラー221をその� �軸が基準集光光学系204sの光軸と一致するよ� ��に設置すると共に、AFユニット212に替えて� �面計測器222を設置する。そして、基準レー� �加工装置200sの基準集光光学系204sから出射さ れた基準レーザ光Lsの波面を波面計測器222に� ��って計測し、基準波面データを取得する。� ��お、参照球面ミラー221は、波面計測器222の� ��度を上回る精度で作製されているため、参� ��球面ミラー221よって基準レーザ光Lsが反射� �れることで生じる基準レーザ光Lsの波面の乱 れは無視することができる。

 続いて、図13に示すように、支持台201と� �レーザ光源202と、反射型空間光変調器203と� �集光光学系204と、制御部205と、を備えてい� �最終調整前のレーザ加工装置200を用意する� �

 このレーザ加工装置200に対して、加工対� ��物1に替えて参照球面ミラー221をその光軸が 集光光学系204の光軸と一致するように設置す ると共に、AFユニット212に替えて波面計測器2 22を設置する。そして、レーザ加工装置200の� ��光光学系204から出射されたレーザ光Lの波面 を波面計測器222によって計測し、波面データ を取得する。

 続いて、基準波面データ及び波面データ� ��基づいて、レーザ光Lの波面が基準レーザ光 Lsの波面となるように反射型空間光変調器203� ��制御するための制御信号を算出し、制御部2 05に記憶させる。具体的には、基準波面デー� ��及び波面データをゼルニケ多項式として取� ��し、基準波面データのゼルニケ多項式と波� ��データのゼルニケ多項式との差をとって、� ��の差を埋めるような制御信号を算出し、制� ��部205に記憶させる。例えば、基準波面デー� ��のゼルニケ多項式が「(1×第1項)+(4×第2項)+(4 ×第3項)」であり、波面データのゼルニケ多� �式が「(1×第1項)+(2×第2項)+(4×第3項)」である 場合、波面データのゼルニケ多項式の第2項� �更に2倍となるような制御信号を算出し、制� ��部205に記憶させる。

 なお、集光光学系204の出射側に波面計測� ��222を直接配置してレーザ光Lの波面を計測し ないのは、次の理由による。すなわち、板状 の加工対象物1の内部に集光点Pを合わせてレ� ��ザ光Lを照射することにより、切断の起点と なる改質領域7を形成する場合には、集光光� �系204によって加工対象物1の内部に集光され� ��レーザ光Lの開口数が例えば0.55~0.80というよ うに非常に大きくなる。そのため、レーザ光 Lの強度が弱くなってしまったり、レーザ光L� ��構成する複数の光線間の位相差が波面計測� ��222の測定限界を超えてしまったりするから� ��ある。このことは、基準レーザ加工装置200s において基準レーザ光Lsの波面を計測する場� ��にも同様である。

 以上のように、切断の起点としての機能� ��高い改質領域7を形成し得るレーザ加工装置 を基準レーザ加工装置200sとして用意するこ� �で、装置間の個体差を埋めて、基準レーザ� �工装置200sと同等の性能を有するレーザ加工� ��置200を製造することができる。

 続いて、図14に示すように、レーザ加工� �置200において、ビームスプリッタ210と集光� �学系204との間に参照平面ミラー223をレーザ� �Lの光軸と直交するように設置する。そして� ��参照平面ミラー223及びビームスプリッタ210� ��よって順次反射されたレーザ光Lの波面を波 面計測器222によって計測し、波面データをゼ ルニケ多項式として取得する。なお、参照平 面ミラー223は、波面計測器222の精度を上回る 精度で作製されているため、参照平面ミラー 223よってレーザ光Lが反射されることで生じ� �レーザ光Lの波面の乱れは無視することがで� ��る。

 続いて、図15に示すように、加工対象物1� ��同一の材料からなる所定の厚さの参照ウェ� ��224を用意し、レーザ加工装置200において、� ��光光学系204によって集光されたレーザ光Lの 集光点Pが参照ウェハ224の裏面(レーザ光出射� ��)に位置するように、参照ウェハ224を設置す る。更に、参照ウェハ224の出射側に参照球面 ミラー221をその光軸が集光光学系204の光軸と 一致するように設置する。そして、集光光学 系204及び参照ウェハ224を順次透過し、参照球 面ミラー221によって反射されて参照ウェハ224 及び集光光学系204を順次透過し、ビームスプ リッタ210によって反射されたレーザ光Lの波� �を波面計測器222によって計測し、波面デー� �をゼルニケ多項式として取得する。なお、� �照ウェハ224は、波面計測器222の精度を上回� �精度で作製されているため、参照ウェハ224� �レーザ光Lが透過することで生じるレーザ光L の波面の乱れは無視することができる。

 続いて、図14の状態で取得した波面デー� �のゼルニケ多項式と、図15の状態で取得した 波面データのゼルニケ多項式との差をとる。 これにより、ビームスプリッタ210によって反 射されることでレーザ光Lの波面が乱れたと� �ても、その波面の乱れをキャンセルするこ� �ができる。そして、ゼルニケ多項式間の差� �所定の差以下となるように(すなわち、レー� ��光Lの集光点Pを加工対象物1の表面3から所定 の距離(参照ウェハ224の所定の厚さと等しい)� ��位置させた場合に、その位置で発生するレ� ��ザ光Lの収差が所定の収差以下となるように )反射型空間光変調器203を制御するための制� �信号を算出する。

 なお、ゼルニケ多項式間の差が所定の差� ��下であれば、反射型空間光変調器203を制御� ��るための制御信号は不要となる。また、ゼ� ��ニケ多項式間の差が略ゼロとなるように(す なわち、レーザ光Lの集光点Pを加工対象物1の 表面3から所定の距離(参照ウェハ224の所定の� ��さと等しい)に位置させた場合に、その位置 で発生するレーザ光Lの収差が略ゼロとなる� �うに)反射型空間光変調器203を制御するため� ��制御信号を算出してもよい。

 この反射型空間光変調器203を制御するた� ��の制御信号の算出を、例えば参照ウェハ224� ��所定の厚さを50μmから700μmまで50μmずつ変え て実行する。そして、加工対象物1の内部に� �光されるレーザ光Lの収差が所定の収差以下� ��なるように(換言すれば、加工対象物1の内� �においてレーザ光Lの波面が所定の波面とな� ��ように)反射型空間光変調器203を制御するた めの制御信号を、レーザ光Lの集光点Pが加工� ��象物1の表面3から所定の距離に位置するよ� �に集光光学系204を含むレーザエンジン230を� �御するための制御信号と対応付けて制御部20 5に記憶させる。

 これにより、1本の切断予定ライン5に対� �て、加工対象物1の厚さ方向に並ぶように改� ��領域7を複数列形成する場合に、形成すべき 複数列の改質領域7のそれぞれに応じて、加� �対象物1の内部に集光されるレーザ光Lの収差 を所定の収差以下とすることができる(換言� �れば、加工対象物1の内部においてレーザ光L の波面を所定の波面とすることができる)。

 ところで、厳密に言えば、反射型空間光� ��調器203,203sで変調(補正)されたレーザ光Lは� �空間を伝播することにより波面形状が変化� �てしまう。特に、反射型空間光変調器203,203s から出射されるレーザ光Lや集光光学系204,204s に入射するレーザ光Lが所定の拡がりを有す� �光(すなわち、平行光以外の光)である場合に は、反射型空間光変調器203,203sでの波面形状� ��集光光学系204,204sでの波面形状とが一致せ� �、結果的に目的とする精密な内部加工を妨� �るおそれがある。そこで、反射型空間光変� �器203,203sでの波面形状と集光光学系204,204sで� ��波面形状とを一致させる必要がある。また� ��集光光学系204,204sでの波面形状と波面計測� �222での波面形状とを一致させることや、反� �型空間光変調器203,203sでの波面形状と波面計 測器22での波面形状とを一致させることも重� ��である。そのためには、レーザ光Lが反射型 空間光変調器203,203sから集光光学系204,204sに� �播したときの波面形状の変化を計測等によ� �て求め、その波面形状の変化を考慮した波� �整形(収差整形)パターン情報を反射型空間光 変調器に入力することがより望ましい。

 或いは、反射型空間光変調器203,203sでの� �面形状と集光光学系204,204sでの波面形状とを 一致させるために、図24~27に示すように、調� ��光学系240,250を設けることで、より正確な波 面整形を実現することが可能となる。この図 24~27に示すレーザ加工装置の製造方法は、図1 2~図15に示すレーザ加工装置の製造方法と基� �的に同じである。異なる点は調整光学系240,2 50が存在する点である。

 まず、調整光学系240は、少なくとも2つの レンズ241a,241bを有している。レンズ241a,241bは 、反射型空間光変調器203,203sでの波面形状と� ��光光学系204,204sでの波面形状とを相似的に� �致させるためのものである。レンズ241a,241b� �、反射型空間光変調器203とレンズ241aとの距� ��がレンズ241aの焦点距離f1となり、集光光学� ��204とレンズ241bとの距離がレンズ241bの焦点� �離f2となり、レンズ241aとレンズ241bとの距離� ��f1+f2となり、且つレンズ241aとレンズ241bとが 両側テレセントリック光学系となるように、 反射型空間光変調器203と反射部材208との間に 配置されている。

 このように配置することで、小さな拡が� ��角を有するレーザ光Lであっても、反射型空 間光変調器203,203sでの波面形状と集光光学系2 04,204sでの波面形状とを合わせることができ� �。

 レーザ光Lのビーム径は、f1とf2との比で� �まる(集光光学系204,204sに入射するレーザ光L� ��ビーム径は、反射型空間光変調器203,203sか� �出射されるレーザ光Lのビーム径のf2/f1倍と� �る)。従って、レーザ光Lが平行光、或いは小 さな拡がりを有する光のいずれの場合であっ ても、反射型空間光変調器203,203sから出射さ� ��る角度を保ったまま、集光光学系204,204sに� �射するレーザ光Lにおいて所望のビーム径を� ��ることができる。

 また、調整光学系250は、少なくとも2つの レンズ251a,251bを有している。レンズ251a,251bは 、集光光学系204,204s若しくは参照平面ミラー2 23での波面形状と波面計測器222での波面形状� ��を相似的に一致させるためのものである。� ��お、調整光学系250の配置については、調整� ��学系240と同様の技術的思想に基づく。また� ��調整光学系240,250は、それぞれが有するレン ズのそれぞれの位置を独立して微調整する機 構を備えることが望ましい。

 次に、本実施形態に係るレーザ加工方法� ��して、上述したレーザ加工装置200にて実施� ��れるレーザ加工方法について説明する。

 まず、加工対象物1を用意する。加工対象 物1は、図16に示すように、例えばシリコンか らなる厚さ300μmの半導体基板である。この半 導体基板の表面には、オリエンテーションフ ラット6に平行な方向及び垂直な方向にマト� �ックス状に配置された複数の機能素子(図示� ��ず)が形成されるのが一般的である。なお、 機能素子とは、例えば、結晶成長により形成 された半導体動作層、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、 或いは回路として形成された回路素子等であ る。

 続いて、加工対象物1をレーザ加工装置200 の支持台201上に固定する。そして、オリエン テーションフラット6に平行な方向に延在す� �複数本の切断予定ライン5a及びオリエンテー ションフラット6に垂直な方向に延在する複� �本の切断予定ライン5bを隣り合う機能素子間 を通るように格子状に設定する。ここでは、 レーザ光Lの集光点Pが加工対象物1の表面3か� �270μm,210μm,150μm,50μmに位置するようにして、 各切断予定ライン5a,5bに沿って、加工対象物1 の厚さ方向に並ぶように、溶融処理領域を含 む改質領域7を4列形成するものとする。

 初めに、集光光学系204を含むレーザエンジ� ��230の位置を制御するための制御信号を制御� ��205が出力し、図17(a)に示すように、レーザ� �Lの集光点Pが加工対象物1の表面3から270μmに� ��置するように集光光学系204を含むレーザエ� ��ジン230を制御する。そして、レーザ光Lの集 光点Pが1本の切断予定ライン5aに沿って相対� �に移動するように集光光学系204を含むレー� �エンジン230を制御する。同時に、反射型空� �光変調器203を制御するための制御信号を制� �部205が出力し、加工対象物1の内部に集光さ� ��るレーザ光Lの収差が所定の収差以下となる ように反射型空間光変調器203を制御する。こ れにより、1本の切断予定ライン5aに沿って、 切断の起点となる改質領域7 ₁ が形成される。

 なお、反射型空間光変調器203を制御する� ��めの制御信号は、レーザ光Lの集光点Pが加� �対象物1の表面3から270μmに位置するように集 光光学系204を含むレーザエンジン230の位置を 制御するための制御信号と対応付けられて制 御部205に記憶されたものである。

 続いて、集光光学系204を含むレーザエンジ� ��230を制御するための制御信号を制御部205が� ��力し、図17(b)に示すように、レーザ光Lの集� ��点Pが加工対象物1の表面3から210μmに位置す� ��ように集光光学系204を含むレーザエンジン2 30を制御する。そして、レーザ光Lの集光点P� �同じ1本の切断予定ライン5aに沿って相対的� �移動するように集光光学系204を含むレーザ� �ンジン230を制御する。同時に、反射型空間� �変調器203を制御するための制御信号を制御� �205が出力し、加工対象物1の内部に集光され� ��レーザ光Lの収差が所定の収差以下となるよ うに反射型空間光変調器203を制御する。これ により、同じ1本の切断予定ライン5aに沿って 、切断の起点となる改質領域7 ₂ が形成される。

 なお、反射型空間光変調器203を制御するた� ��の制御信号は、レーザ光Lの集光点Pが加工� �象物1の表面3から210μmに位置するように集光 光学系204を含むレーザエンジン230の位置を制 御するための制御信号と対応付けられて制御 部205に記憶されたものである。また、レーザ 光Lの集光点Pを切断予定ライン5aに沿って相� �的に移動させる方向は、改質領域7 ₂ の形成速度を向上させるために、改質領域7 ₁ を形成する場合と反対方向であってもよい。

 続いて、集光光学系204を含むレーザエンジ� ��230を制御するための制御信号を制御部205が� ��力し、図18(a)に示すように、レーザ光Lの集� ��点Pが加工対象物1の表面3から150μmに位置す� ��ように集光光学系204を含むレーザエンジン2 30を制御する。そして、レーザ光Lの集光点P� �同じ1本の切断予定ライン5aに沿って相対的� �移動するように集光光学系204を含むレーザ� �ンジン230を制御する。同時に、反射型空間� �変調器203を制御するための制御信号を制御� �205が出力し、加工対象物1の内部に集光され� ��レーザ光Lの収差が所定の収差以下となるよ うに反射型空間光変調器203を制御する。これ により、同じ1本の切断予定ライン5aに沿って 、切断の起点となる改質領域7 ₃ が形成される。

 なお、反射型空間光変調器203を制御するた� ��の制御信号は、レーザ光Lの集光点Pが加工� �象物1の表面3から150μmに位置するように集光 光学系204を含むレーザエンジン230の位置を制 御するための制御信号と対応付けられて制御 部205に記憶されたものである。また、レーザ 光Lの集光点Pを切断予定ライン5aに沿って相� �的に移動させる方向は、改質領域7 ₃ の形成速度を向上させるために、改質領域7 ₂ を形成する場合と反対方向であってもよい。

 続いて、集光光学系204を含むレーザエンジ� ��230を制御するための制御信号を制御部205が� ��力し、図18(b)に示すように、レーザ光Lの集� ��点Pが加工対象物1の表面3から50μmに位置す� �ように集光光学系204を含むレーザエンジン23 0を制御する。そして、レーザ光Lの集光点Pが 同じ1本の切断予定ライン5aに沿って相対的に 移動するように集光光学系204を含むレーザエ ンジン230を制御する。同時に、反射型空間光 変調器203を制御するための制御信号を制御部 205が出力し、加工対象物1の内部に集光され� �レーザ光Lの収差が所定の収差以下となるよ� ��に反射型空間光変調器203を制御する。これ� ��より、同じ1本の切断予定ライン5aに沿って� ��切断の起点となる改質領域7 ₄ が形成される。

 なお、反射型空間光変調器203を制御するた� ��の制御信号は、レーザ光Lの集光点Pが加工� �象物1の表面3から50μmに位置するように集光� ��学系204を含むレーザエンジン230の位置を制� ��するための制御信号と対応付けられて制御� ��205に記憶されたものである。また、レーザ� ��Lの集光点Pを切断予定ライン5aに沿って相対 的に移動させる方向は、改質領域7 ₄ の形成速度を向上させるために、改質領域7 ₃ を形成する場合と反対方向であってもよい。

 以上のようにして同じ1本の切断予定ライン 5aに沿って4列の改質領域7 ₁ ~7 ₄ を形成したら、他の1本の切断予定ライン5aに 沿って4列の改質領域7 ₁ ~7 ₄ を形成する。そして、全ての切断予定ライン 5aのそれぞれに沿って4列の改質領域7 ₁ ~7 ₄ を形成したら、切断予定ライン5aに沿って改� ��領域7 ₁ ~7 ₄ を形成する場合と同様に、全ての切断予定ラ イン5bのそれぞれに沿って4列の改質領域7 ₁ ~7 ₄ を形成する。

 このように、切断予定ライン5が加工対象 物1に対して複数本設定されている場合には� �1本の切断予定ライン5に沿って複数列の改質 領域7を形成した後に、他の1本の切断予定ラ� ��ン5に沿って複数列の改質領域7を形成する� �、次のような効果が奏される。すなわち、AF ユニット212は、加工対象物1の表面3にうねり� ��存在するような場合であっても、表面3から 所定の距離の位置にレーザ光Lの集光点Pを精� ��良く合わせるために、切断予定ライン5に沿 った表面3の変位データを取得し、その変位� �ータに基づいて集光光学系204と加工対象物1� ��の距離を微調整する。従って、1本の切断予 定ライン5に沿って複数列の改質領域7を形成� ��た後に、他の1本の切断予定ライン5に沿っ� �複数列の改質領域7を形成すれば、変位デー� ��の切替回数を減少させることができ、各切� ��予定ライン5において複数列の改質領域7を� �工対象物1の表面3から所定の距離の位置に精 度良く形成することが可能となる。

 以上説明したように、本実施形態に係る� ��ーザ加工方法では、加工対象物1の内部に集 光されるレーザ光Lの収差が所定の収差以下� �なるように(或いは、加工対象物1の内部にお いてレーザ光Lの波面が所定の波面となるよ� �に)反射型空間光変調器203によって変調され� ��レーザ光Lが加工対象物1に照射される。そ� �ため、レーザ光Lの集光点Pを合わせる位置で 発生するレーザ光Lの収差を極力小さくして� �その位置でのレーザ光Lのエネルギー密度を� ��め、切断の起点としての機能が高い改質領� ��7を形成することができる。しかも、反射型 空間光変調器203を用いるため、透過型空間光 変調器に比べてレーザ光Lの利用効率を向上� �せることができる。このようなレーザ光Lの� ��用効率の向上は、切断の起点となる改質領� ��7を板状の加工対象物1に形成する場合、特� �重要である。従って、本実施形態に係るレ� �ザ加工方法によれば、切断の起点となる改� �領域7を確実に形成することが可能となる。� ��の結果、改質領域7が形成された加工対象物 1に対し、エキスパンドテープ等を介して応� �を印加すると、改質領域7が切断の起点とし� ��の機能を充分に発揮するため、加工対象物1 を切断予定ライン5に沿って精度良く切断す� �ことができ、未切断部分の発生を防止する� �とが可能となる。

 本発明は、上述した実施形態に限定され� ��ものではない。

 例えば、上記実施形態では、1本の切断予 定ライン5に沿って複数列の改質領域7を形成� ��た後に、他の1本の切断予定ライン5に沿っ� �複数列の改質領域7を形成したが、複数本の� ��断予定ライン5に沿って1列の改質領域7を形� ��した後に、複数本の切断予定ライン5に沿っ て他の1列の改質領域7を形成してもよい。

 その場合、次のような効果が奏される。� ��なわち、1本の切断予定ライン5に沿った複� �列の改質領域7の形成によって加工対象物1が 割れるような場合には、1本の切断予定ライ� �5に沿って複数列の改質領域7を形成した後に 、他の1本の切断予定ライン5に沿って複数列� ��改質領域7を形成すると、加工対象物1の割� �によって加工対象物1の位置にずれが生じる� ��そこで、切断予定ライン5に沿って改質領域 7を精度良く形成するためには、加工対象物1� ��位置を補正する必要がある。しかしながら� ��複数本の切断予定ライン5に沿って1列の改� �領域7を形成した後に、複数本の切断予定ラ� ��ン5に沿って他の1列の改質領域7を形成すれ� ��、加工対象物1の割れによって加工対象物1� �位置がずれるのを防止することができ、加� �対象物1の位置の補正回数を減少させて、複� ��本の切断予定ライン5に沿って複数列の改質 領域7を短時間で形成することが可能となる� �

 また、複数列の改質領域7のうち、加工対 象物1のレーザ光入射面である表面3から最も� ��い改質領域7を含む1列又は複数列の改質領� �7を形成する際に、形成する改質領域7に応じ て、加工対象物1の内部にレーザ光Lを集光す� ��集光光学系204と加工対象物1との距離が所定 の距離となるように集光光学系204と加工対象 物1との距離を変化させると共に、加工対象� �1の内部においてレーザ光Lの波面が所定の波 面となるように(或いは、加工対象物1の内部� ��集光されるレーザ光Lの収差が所定の収差以 下となるように)反射型空間光変調器203によ� �てレーザ光Lを変調してもよい。

 このように、加工対象物1のレーザ光入射 面である表面3から最も遠い改質領域7を形成� ��る際に、反射型空間光変調器203によるレー� ��光Lの変調を必須とするのは、改質領域7を� �成する位置がレーザ光入射面から遠くなる� �ど、レーザ光Lの集光点Pを合わせる位置で発 生するレーザ光Lの収差が大きくなるからで� �る。つまり、例えば、加工対象物1のレーザ� ��入射面である表面3に最も近い改質領域7を� �成する場合において、反射型空間光変調器20 3によってレーザ光Lを変調しなくても、加工� ��象物1の内部に集光されるレーザ光Lの収差� �所定の収差以下となるときには、反射型空� �光変調器203によるレーザ光Lの変調は不要で� ��る。これにより、1本の切断予定ライン5に� �して複数列の改質領域7を形成する場合であ� ��ても、切断の起点となる改質領域7を確実に 形成することが可能となる。なお、反射型空 間光変調器203によるレーザ光Lの変調を行わ� �い場合は、反射型空間光変調器203を通常の� �射ミラーとして利用するように制御する(す� ��わち、パターン情報を未入力の状態もしく� ��OFF状態で使用する)。

 また、レーザエンジン230を移動させる代� ��りに、支持台201に、支持台201を加工対象物1 の厚さ方向に移動させる移動機構を設けても よい。また、AFユニット212を利用して集光光� ��系204を加工対象物1の厚さ方向に移動させて もよい。また、これらを組み合わせることも 可能である。

 また、上述した反射型空間光変調器203や� ��整光学系240は、図29に示すように、AFユニッ ト212に代えて光路長光路長変移手段300を備え るレーザ加工装置200にも適用可能である。光 路長変移手段300は、高さ位置検出手段(不図� �)により検出された加工対象物1の表面3の高� �位置に基づいて、複数の偏向ミラー301の設� �角度を変化させることで、レンズ303とレン� �304との間の光路長を変化させ、集光光学系20 4によって集光されるレーザ光Lの集光点Pの位 置を変化させる。これは、集光光学系204によ って集光されるレーザ光Lの集光点Pの位置ま� ��の距離は、レンズ303からレンズ304までの光� ��長の関数で表されるためである。なお、高� ��位置検出手段としては、例えば、所定の入� ��角度で加工対象物1の表面3にレーザ光Lを入� ��し、その反射光の高さ位置の変化に基づい� ��、表面3の高さ位置を検出するものが挙げら れる。

 また、図19に示すように、レーザ加工装� �200は、支持台201と、レーザ光源202と、レー� �光源202から出射されたレーザ光Lを変調する� ��数(ここでは、2つ)の反射型空間光変調器203a ,203bと、集光光学系204と、制御部205と、を備� ��たものであってもよい。制御部205は、レー� ��光Lの光学特性が所定の光学特性となるよう に反射型空間光変調器203a,203bを制御する機能 を有している。なお、図20に示すように、2つ の反射型空間光変調器203a,203bは、両側テレセ ントリック光学系のレンズ403a,403bの配置と等 価となるように配置されているため、レーザ 光Lの光学特性としてビーム径や光軸等を制� �することができる。また、少なくとも1つの� ��射型空間光変調器203a又は203bによって、加� �対象物1の内部においてレーザ光Lの波面が所 定の波面となるように(或いは、加工対象物1� ��内部に集光されるレーザ光Lの収差が所定の 収差以下となるように)レーザ光Lを変調する� ��ともできる。

 このレーザ加工装置200によれば、複数の� ��射型空間光変調器203a,203bを備えているため� ��レーザ光Lの光学特性としてビーム径や光軸 等を制御することができる。従って、何らか の原因でレーザ光Lの光軸にずれが生じた場� �であっても、そのずれを容易に補正して、� �断の起点となる改質領域7を確実に形成する� ��とが可能となる。

 このとき、図28に示すように、調整光学� �240を設けてもよい。調整光学系240の配置位� �は、反射型空間光変調器203a,203bのどちらで� �面を制御するかによって異なる。反射型空� �光変調器203aで波面を制御する場合は、反射� ��空間光変調器203aとレンズ241aとの距離が焦� �距離f1となるように配置する。一方、反射型 空間光変調器203bで波面を制御する場合は、� �射型空間光変調器203bとレンズ241aとの距離が 焦点距離f1となるように配置する。そして、� ��ずれの場合も、レンズ241aとレンズ241bとの� �離はf1+f2とし、レンズ241bと集光光学系204と� �距離はf2とする。

 また、改質領域7を形成する際に、加工対 象物1の内部に集光されるレーザ光Lの開口数� ��所定の開口数となるように反射型空間光変� ��器203によってレーザ光Lを変調してもよい。 この場合、例えば、加工対象物1の材質や改� �領域7を形成すべき位置までの距離等に応じ� ��レーザ光Lの開口数を変化させて、切断の起 点としての機能が高い改質領域7を形成する� �とができる。

 また、図21,22に示すように、1本の切断予定� ��イン5に対して、加工対象物1の厚さ方向に� �ぶように、切断の起点となる改質領域7を少� ��くとも3列(ここでは、3列)形成する場合には 、次のように改質領域7 ₁ ~7 ₃ を形成してもよい。

 まず、図21(a)に示すように、加工対象物1の� ��部に集光されるレーザ光Lの開口数が相対的 に大きくなるように反射型空間光変調器203に よって変調されたレーザ光Lを加工対象物1に� ��射することで、切断予定ライン5に沿って、 加工対象物1のレーザ光入射面である表面3か� ��最も遠い改質領域7 ₁ を形成する。

 続いて、図21(b)に示すように、加工対象物1� ��内部に集光されるレーザ光Lの開口数が相対 的に小さくなるように反射型空間光変調器203 によって変調されたレーザ光Lを加工対象物1� ��照射することで、切断予定ライン5に沿って 改質領域7 ₂ を形成する。

 続いて、図22に示すように、加工対象物1の� ��部に集光されるレーザ光Lの開口数が相対的 に大きくなるように反射型空間光変調器203に よって変調されたレーザ光Lを加工対象物1に� ��射することで、切断予定ライン5に沿って、 加工対象物1のレーザ光入射面である表面3に� ��も近い改質領域7 ₃ を形成する。

 以上のように、3列の改質領域7 ₁ ~7 ₃ のうち、加工対象物1のレーザ光入射面であ� �表面3から最も遠い改質領域7 ₁ 及び表面3に最も近い改質領域7 ₃ を除く改質領域7 ₂ を形成する際には、改質領域7 ₁ ,7 ₃ を形成する場合に比べ、加工対象物1の内部� �集光されるレーザ光Lの開口数が小さくなる� ��うに反射型空間光変調器203によってレーザ� ��Lを変調する。つまり、切断の起点として特 に重要な改質領域7として、加工対象物1のレ� ��ザ光入射面である表面3から最も遠い改質領 域7 ₁ 及び表面3に最も近い改質領域7 ₃ を形成する際に、その間の改質領域7 ₂ を形成する場合に比べ、加工対象物1の内部� �集光されるレーザ光Lの開口数が大きくなる� ��うに反射型空間光変調器203によって変調さ� ��たレーザ光Lが加工対象物1に照射される。

 これにより、加工対象物1のレーザ光入射面 である表面3から最も遠い改質領域7 ₁ 及び表面3に最も近い改質領域7 ₃ を、切断の起点としての機能が極めて高い改 質領域7(例えば、割れを含む改質領域7)とす� �ことができる。また、その間の改質領域7 ₂ を、加工対象物1の厚さ方向に相対的に長い� �質領域7(例えば、溶融処理領域を含む改質領 域7)として、切断予定ライン5に沿ってのレー ザ光Lのスキャン回数を減少させることがで� �る。

 なお、切断予定ライン5に沿って、加工対 象物1の厚さ方向に並ぶように、改質領域7を� ��数列(例えば、2列)形成する場合において、� ��数列の改質領域7のうち、加工対象物1のレ� �ザ光入射面である表面3又は加工対象物1にお いてレーザ光入射面と対向する対向表面であ る裏面21に最も近い改質領域7を除く改質領域 7を形成する際には、表面3又は裏面21に最も� �い改質領域7を形成する場合に比べ、加工対� ��物1の内部に集光されるレーザ光Lの開口数� �小さくなるように反射型空間光変調器203に� �ってレーザ光Lを変調することが好ましい。

 このレーザ加工方法では、切断の起点と� ��て特に重要な改質領域7として、加工対象物 の表面3又は裏面21に最も近い改質領域7を形� �する際に、その他の改質領域7を形成する場� ��に比べ、加工対象物1の内部に集光されるレ ーザ光Lの開口数が大きくなるように反射型� �間光変調器203によって変調されたレーザ光L� ��加工対象物1に照射される。そのため、加工 対象物1の表面3又は裏面21に最も近い改質領� �を、切断の起点としての機能が極めて高い� �質領域(例えば、割れを含む改質領域)とする ことができる。

 また、集光光学系204を含むレーザエンジ� ��230や支持台201を移動させずに、反射型空間� ��変調器203によってレーザ光Lを変調すること で、加工対象物1のレーザ光入射面である表� �3から所定の距離の位置にレーザ光Lの集光点 Pを合わせてもよい。具体的には、加工対象� �1の表面3から相対的に深い位置に集光させる 場合には、反射型空間光変調器203から出射さ れて集光光学系204に入射するレーザ光Lの拡� �り角が相対的に小さくなるように反射型空� �光変調器203を制御し、加工対象物1の表面3か ら相対的に浅い位置に集光させる場合には、 反射型空間光変調器203から出射されて集光光 学系204に入射するレーザ光Lの拡がり角が相� �的に大きくなるように反射型空間光変調器20 3を制御すればよい。

 また、上記実施形態では、波面データを� ��ルニケ多項式として取得したが、これに限� ��されない。例えば、波面データをザイデル� ��5収差やルジャンドル多項式等として取得し てもよい。

 また、上記実施形態では、加工対象物1の 内部に集光されるレーザ光Lの収差が所定の� �差以下となるように(或いは、加工対象物1の 内部においてレーザ光Lの波面が所定の波面� �なるように)反射型空間光変調器203を制御す� ��ための制御信号を実測に基づいて算出した� ��、シミュレーション等に基づいて算出して� ��よい。シミュレーション等に基づいて制御� ��号を算出する場合には、制御信号を制御部2 05に記憶させておいてもよいことは勿論であ� ��が、制御信号を制御部205に記憶させておか� ��に、改質領域7を形成する直前に制御信号を 算出するようにしてもよい。

 また、厚さが20μm程度になると加工対象� �1が反り易くなるため、加工対象物1のレーザ 光入射面である表面3から所定の距離の位置� �改質領域7を形成するためには、ガラス板等� ��レーザ光透過部材で、加工対象物1の表面3� �支持台201側に押さえることが好ましい。し� �しながら、この場合、レーザ光透過部材の� �響で収差が生じ、レーザ光Lの集光度が劣化� ��てしまう。そこで、レーザ光透過部材を考� ��して、加工対象物1の内部に集光されるレー ザ光Lの収差が所定の収差以下となるように� �射型空間光変調器203によってレーザ光Lを変� ��すれば、切断の起点となる改質領域7を確実 に形成することができる。

 また、改質領域7を形成する際におけるレ ーザ光入射面は、加工対象物1の表面3に限定� ��れず、加工対象物1の裏面21であってもよい� ��

 また、上記実施形態では、半導体材料か� ��なる加工対象物1の内部に、溶融処理領域を 含む改質領域7を形成したが、ガラスや圧電� �料等、他の材料からなる加工対象物1の内部� ��、クラック領域や屈折率変化領域等、他の� ��質領域7を形成してもよい。