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WO2020090891A1 - レーザ加工装置 - Google Patents

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Publication number
WO2020090891A1
WO2020090891A1 PCT/JP2019/042586 JP2019042586W WO2020090891A1 WO 2020090891 A1 WO2020090891 A1 WO 2020090891A1 JP 2019042586 W JP2019042586 W JP 2019042586W WO 2020090891 A1 WO2020090891 A1 WO 2020090891A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser processing
processing head
laser
unit
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/042586
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
剛志 坂本
惇治 奥間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to CN201980071415.9A priority Critical patent/CN113039036B/zh
Priority to KR1020217015675A priority patent/KR102735020B1/ko
Publication of WO2020090891A1 publication Critical patent/WO2020090891A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser processing device.
  • Patent Document 1 describes a laser processing apparatus that includes a holding mechanism that holds a work, and a laser irradiation mechanism that irradiates the work held by the holding mechanism with laser light.
  • a laser irradiation mechanism having a condenser lens is fixed to a base, and movement of a work along a direction perpendicular to the optical axis of the condenser lens is performed by a holding mechanism. Be implemented.
  • the present disclosure aims to provide a laser processing apparatus capable of confirming the success or failure of laser processing nondestructively while improving throughput.
  • a laser processing apparatus is movable along a first direction, and a support portion for supporting an object along a first direction and a second direction intersecting the first direction, and a second direction.
  • a first laser processing head and a second laser processing head for irradiating the object supported by the support portion with laser light, and the first laser processing head are attached,
  • a first mounting portion, which is movable along a third direction and a second direction intersecting the first direction and the second direction, respectively, and a second laser processing head are mounted, and the second direction and the third direction.
  • a second mounting portion that is movable along the first mounting portion, and an imaging unit that is mounted on the first mounting portion and that captures an image of the object with light that passes through the object.
  • a first laser processing head and a second laser processing head are arranged so as to face each other on a support portion that supports an object.
  • the first laser processing head and the second laser processing head are independently movable in two directions that intersect each other via the first mounting portion and the second mounting portion, respectively. Therefore, it is possible to perform laser processing independently of each other at two locations of the object by scanning the laser light. Therefore, the throughput can be improved.
  • an imaging unit that images the object with light that passes through the object is further attached to the first mounting portion that is responsible for the movement of the first laser processing head. Therefore, for example, while the laser processing is being performed by the second laser processing head, another portion of the object can be imaged by the imaging unit. Therefore, the state of laser processing can be confirmed nondestructively while suppressing the decrease in throughput. That is, according to this apparatus, it is possible to confirm the success or failure of the laser processing nondestructively while improving the throughput.
  • the laser processing apparatus includes movement of a support portion, a first mounting portion, and a second mounting portion, irradiation of laser light from the first laser processing head and the second laser processing head, and an object by an imaging unit.
  • a plurality of lines that extend along the first direction and that are arranged along the second direction are set on the object, and the control unit controls the plurality of lines.
  • the first scan processing for scanning one line of the laser beam from the first laser processing head in the first direction, and another line of the plurality of lines from the second laser processing head.
  • An object that includes a line that has been processed when the second scan process that scans the laser beam in the first direction is performed at least partially at the same time and only the second scan process is performed.
  • An imaging process for imaging by the region image pickup unit may be implemented.
  • the throughput is improved by overlappingly executing the first scan process and the second scan process.
  • the imaging processing can be performed by controlling the imaging unit that can move together with the first laser processing head. Therefore, it is possible to confirm the success or failure of the laser processing more reliably and nondestructively while improving the throughput.
  • the control unit determines, based on the image obtained by the imaging process, whether the modified region and / or the crack is formed in the object in the region in accordance with the regulation. In addition to performing the determination, when it is determined that the modified region and / or the crack is not formed in accordance with the regulation as a result of the determination, at least an auxiliary processing process for rescanning the laser light along the line is performed. You may execute. In this case, the processing error is compensated by the auxiliary processing.
  • the control unit sequentially performs the first scan from a line located at one end of the object in the second direction of the plurality of lines toward an inner line in the second direction. While performing the process, a main processing process that sequentially performs the second scan process from the line located at the other end of the object in the second direction of the plurality of lines toward the inner line in the second direction is performed. You may execute. As described above, in the main processing, the first scan process and the second scan process are sequentially performed from the line at the position contrasting with the object in the second direction, so that Waste of relative movement along one direction is eliminated, and throughput is further improved.
  • the control unit retracts the first laser processing head when the first laser processing head and the second laser processing head are closest to each other in the second direction in the main processing. While continuing the second scanning process, the imaging process may be executed. In this case, it is possible to confirm the success or failure of the laser processing nondestructively while maximally utilizing the first laser processing head and the second laser processing head to improve the throughput.
  • FIG. 4 It is a perspective view of the laser processing apparatus of one embodiment. It is a front view of a part of laser processing apparatus shown by FIG. It is a front view of the laser processing head of the laser processing apparatus shown by FIG. 4 is a side view of the laser processing head shown in FIG. 3.
  • FIG. It is a block diagram of the optical system of the laser processing head shown in FIG. It is a block diagram of the optical system of the laser processing head of a modification. It is a front view of a part of laser processing apparatus of a modification. It is a schematic top view which shows operation
  • the laser processing apparatus 1 includes a plurality of moving mechanisms 5 and 6, a supporting portion 7, and a pair of laser processing heads (first laser processing head, second laser processing head) 10A and 10B. And a light source unit 8 and a control unit 9.
  • the first direction will be referred to as the X direction
  • the second direction perpendicular to the first direction will be referred to as the Y direction
  • the third direction perpendicular to the first and second directions will be referred to as the Z direction.
  • the X direction and the Y direction are horizontal directions
  • the Z direction is a vertical direction.
  • the moving mechanism 5 has a fixed portion 51, a moving portion 53, and a mounting portion 55.
  • the fixed portion 51 is attached to the device frame 1a.
  • the moving unit 53 is attached to a rail provided on the fixed unit 51, and can move along the Y direction.
  • the attachment portion 55 is attached to a rail provided on the moving portion 53 and can move along the X direction.
  • the moving mechanism 6 includes a fixed part 61, a pair of moving parts (first moving part, second moving part) 63, 64, and a pair of mounting parts (first mounting part, second mounting part) 65, 66. And have.
  • the fixed portion 61 is attached to the device frame 1a.
  • Each of the pair of moving portions 63 and 64 is attached to a rail provided on the fixed portion 61, and each of them can move independently along the Y direction.
  • the attachment portion 65 is attached to a rail provided on the moving portion 63 and can move along the Z direction.
  • the attachment portion 66 is attached to a rail provided on the moving portion 64 and can move along the Z direction. That is, with respect to the device frame 1a, each of the pair of mounting portions 65 and 66 can move along the Y direction and the Z direction.
  • the support portion 7 is attached to a rotary shaft provided on the attachment portion 55 of the moving mechanism 5, and can rotate about an axis parallel to the Z direction as a center line. That is, the support part 7 can move along each of the X direction and the Y direction, and can rotate about the axis parallel to the Z direction as the center line.
  • the support unit 7 supports the object 100 along the X direction and the Y direction.
  • the object 100 is, for example, a wafer.
  • the laser processing head 10A (for example, the first laser processing head) is attached to the attachment portion 65 of the moving mechanism 6.
  • the laser processing head 10A is for irradiating the object 100 supported by the support 7 with laser light (first laser light) L1 while facing the support 7 in the Z direction.
  • the laser processing head 10B (for example, the second laser processing head) is attached to the attachment portion 66 of the moving mechanism 6.
  • the laser processing head 10B is for irradiating the object 100 supported by the support 7 with laser light (second laser light) L2 while facing the support 7 in the Z direction.
  • the light source unit 8 has a pair of light sources 81 and 82.
  • the light source 81 outputs laser light L1.
  • the laser light L1 is emitted from the emitting portion 81a of the light source 81 and guided to the laser processing head 10A by the optical fiber 2.
  • the light source 82 outputs laser light L2.
  • the laser light L2 is emitted from the emitting portion 82a of the light source 82, and is guided to the laser processing head 10B by another optical fiber 2.
  • the control unit 9 controls each unit of the laser processing apparatus 1 (a plurality of moving mechanisms 5, 6, a pair of laser processing heads 10A, 10B, a light source unit 8, etc.).
  • the control unit 9 is configured as a computer device including a processor, a memory, a storage, a communication device, and the like.
  • the software (program) read into the memory or the like is executed by the processor, and the reading and writing of data in the memory and the storage and the communication by the communication device are controlled by the processor. Thereby, the control unit 9 realizes various functions.
  • An example of processing by the laser processing apparatus 1 configured as above will be described.
  • An example of the processing is an example in which a modified region is formed inside the object 100 along each of a plurality of lines set in a grid pattern in order to cut the object 100, which is a wafer, into a plurality of chips. is there.
  • the moving mechanism 5 moves the supporting portion 7 along the X direction and the Y direction so that the supporting portion 7 supporting the object 100 faces the pair of laser processing heads 10A and 10B in the Z direction. To move. Then, the moving mechanism 5 rotates the support part 7 with the axis line parallel to the Z direction as the center line so that the plurality of lines extending in one direction on the object 100 are along the X direction.
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the focus point of the laser beam L1 is located on one line extending in one direction.
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the focal point of the laser light L2 is located on the other line extending in one direction.
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the focusing point of the laser beam L1 is located inside the object 100.
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focal point of the laser beam L2 is located inside the object 100.
  • the light source 81 outputs the laser light L1 and the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser light L1, and the light source 82 outputs the laser light L2 and the laser processing head 10B lasers the object 100.
  • the light L2 is emitted.
  • the condensing point of the laser light L1 relatively moves along one line extending in one direction (the laser light L1 is scanned), and the laser beam extends along another line extending in one direction.
  • the moving mechanism 5 moves the support portion 7 along the X direction so that the focal point of the light L2 moves relatively (the laser light L2 is scanned). In this way, the laser processing apparatus 1 forms the modified region inside the object 100 along each of the plurality of lines extending in one direction on the object 100.
  • the moving mechanism 5 rotates the support part 7 with the axis line parallel to the Z direction as the center line so that the plurality of lines extending in the other direction orthogonal to the one direction in the object 100 are along the X direction. ..
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the focus point of the laser light L1 is located on one line extending in the other direction.
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the focus point of the laser light L2 is located on another line extending in the other direction.
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the focusing point of the laser beam L1 is located inside the object 100.
  • the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focal point of the laser beam L2 is located inside the object 100.
  • the light source 81 outputs the laser light L1 and the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser light L1, and the light source 82 outputs the laser light L2 and the laser processing head 10B lasers the object 100.
  • the light L2 is emitted.
  • the focal point of the laser light L1 relatively moves along one line extending in the other direction (the laser light L1 is scanned), and the laser beam extends along the other line extending in the other direction.
  • the moving mechanism 5 moves the support portion 7 along the X direction so that the focal point of the light L2 moves relatively (the laser light L2 is scanned). In this way, the laser processing apparatus 1 forms the modified region inside the object 100 along each of the plurality of lines extending in the other direction orthogonal to the one direction in the object 100.
  • the light source 81 outputs the laser light L1 that is transmissive to the target object 100, for example, by the pulse oscillation method, and the light source 82 outputs the laser light L1 to the target object 100, for example, by the pulse oscillation method.
  • the laser beam L2 having transparency is output.
  • the laser light is condensed inside the object 100, the laser light is particularly absorbed in a portion corresponding to the condensing point of the laser light, and a modified region is formed inside the object 100.
  • the modified region is a region where the density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from the surrounding unmodified region.
  • the modified region includes, for example, a melt-processed region, a crack region, a dielectric breakdown region, and a refractive index change region.
  • a plurality of modified spots are lined up. Are formed so as to be lined up in a row along the line.
  • One modified spot is formed by irradiation with one pulse of laser light.
  • the one-row reforming region is a set of a plurality of reforming spots arranged in one row. Adjacent modified spots may be connected to each other or may be separated from each other depending on the relative moving speed of the condensing point of the laser light with respect to the object 100 and the repetition frequency of the laser light.
  • the laser processing head 10A includes a casing (for example, a first casing) 11, an incident unit 12, an adjusting unit 13, and a condensing unit (for example, a first condensing unit). 14 and.
  • the housing 11 has a first wall portion 21 and a second wall portion 22, a third wall portion 23 and a fourth wall portion 24, and a fifth wall portion 25 and a sixth wall portion 26.
  • the first wall portion 21 and the second wall portion 22 face each other in the X direction.
  • the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 face each other in the Y direction.
  • the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26 face each other in the Z direction.
  • the distance between the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 is smaller than the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22.
  • the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22 is smaller than the distance between the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26.
  • the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22 may be equal to the distance between the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26, or alternatively, the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26. It may be larger than the distance to the portion 26.
  • the first wall portion 21 is located on the fixed portion 61 side of the moving mechanism 6, and the second wall portion 22 is located on the opposite side to the fixed portion 61.
  • the third wall portion 23 is located on the mounting portion 65 side of the moving mechanism 6, and the fourth wall portion 24 is located on the side opposite to the mounting portion 65 and on the laser processing head 10B side (FIG. 2). That is, the fourth wall portion 24 is a facing wall portion that faces the housing (second housing) of the laser processing head 10B along the Y direction.
  • the fifth wall portion 25 is located on the side opposite to the support portion 7, and the sixth wall portion 26 is located on the support portion 7 side.
  • the housing 11 is configured such that the housing 11 is attached to the mounting portion 65 with the third wall portion 23 arranged on the mounting portion 65 side of the moving mechanism 6. Specifically, it is as follows.
  • the mounting portion 65 has a base plate 65a and a mounting plate 65b.
  • the base plate 65a is attached to a rail provided on the moving unit 63 (see FIG. 2).
  • the mounting plate 65b is erected on the end of the base plate 65a on the laser processing head 10B side (see FIG. 2).
  • the casing 11 is attached to the attachment portion 65 by screwing the bolt 28 to the attachment plate 65b via the pedestal 27 while the third wall portion 23 is in contact with the attachment plate 65b.
  • the pedestal 27 is provided on each of the first wall portion 21 and the second wall portion 22.
  • the housing 11 is attachable to and detachable from the mounting portion 65.
  • the incident part 12 is attached to the fifth wall part 25.
  • the incident unit 12 causes the laser light L1 to enter the housing 11.
  • the incident portion 12 is offset to the second wall portion 22 side (one wall portion side) in the X direction and is offset to the fourth wall portion 24 side in the Y direction. That is, the distance between the incident portion 12 and the second wall portion 22 in the X direction is smaller than the distance between the incident portion 12 and the first wall portion 21 in the X direction, and the incident portion 12 and the fourth wall portion 24 in the Y direction. Is smaller than the distance between the incident portion 12 and the third wall portion 23 in the X direction.
  • the incident portion 12 is configured so that the connection end portion 2a of the optical fiber 2 can be connected.
  • the connection end portion 2a of the optical fiber 2 is provided with a collimator lens that collimates the laser light L1 emitted from the emission end of the fiber, and is not provided with an isolator that suppresses return light.
  • the isolator is provided in the middle of the fiber on the light source 81 side with respect to the connection end portion 2a. As a result, the connection end portion 2a is downsized, and the incident portion 12 is downsized.
  • An isolator may be provided at the connection end 2a of the optical fiber 2.
  • the adjusting unit 13 is arranged in the housing 11.
  • the adjusting unit 13 adjusts the laser light L1 incident from the incident unit 12. Details of the adjusting unit 13 will be described later.
  • the light collector 14 is arranged on the sixth wall 26. Specifically, the light collecting section 14 is arranged in the sixth wall section 26 in a state of being inserted into the hole 26 a formed in the sixth wall section 26.
  • the condensing unit 14 condenses the laser light L1 adjusted by the adjusting unit 13 and emits it to the outside of the housing 11.
  • the light collecting section 14 is offset to the second wall section 22 side (one wall section side) in the X direction and is biased to the fourth wall section 24 side in the Y direction. That is, the light condensing unit 14 is arranged so as to be biased toward the fourth wall portion (opposing wall portion) 24 side of the housing 11 when viewed from the Z direction.
  • the distance between the light collecting section 14 and the second wall section 22 in the X direction is smaller than the distance between the light collecting section 14 and the first wall section 21 in the X direction, and the light collecting section 14 and the fourth wall in the Y direction are fourth.
  • the distance from the wall portion 24 is smaller than the distance between the light collecting portion 14 and the third wall portion 23 in the X direction.
  • the adjusting unit 13 has an attenuator 31, a beam expander 32, and a mirror 33.
  • the incident unit 12, the attenuator 31, the beam expander 32, and the mirror 33 of the adjusting unit 13 are arranged on a straight line (first straight line) A1 extending along the Z direction.
  • the attenuator 31 and the beam expander 32 are arranged between the incident part 12 and the mirror 33 on the straight line A1.
  • the attenuator 31 adjusts the output of the laser light L1 incident from the incident unit 12.
  • the beam expander 32 expands the diameter of the laser light L1 whose output is adjusted by the attenuator 31.
  • the mirror 33 reflects the laser light L1 whose diameter has been expanded by the beam expander 32.
  • the adjusting unit 13 further includes a reflective spatial light modulator 34 and an image forming optical system 35.
  • the reflective spatial light modulator 34 of the adjustment unit 13, the imaging optical system 35, and the condensing unit 14 are arranged on a straight line (second straight line) A2 extending along the Z direction.
  • the reflective spatial light modulator 34 modulates the laser light L1 reflected by the mirror 33.
  • the reflective spatial light modulator 34 is, for example, a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon) spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator).
  • the image forming optical system 35 constitutes a double-sided telecentric optical system in which the reflecting surface 34a of the reflective spatial light modulator 34 and the entrance pupil surface 14a of the condensing unit 14 are in an image forming relationship.
  • the image forming optical system 35 is composed of three or more lenses.
  • the straight line A1 and the straight line A2 are located on a plane perpendicular to the Y direction.
  • the straight line A1 is located on the second wall portion 22 side (one wall portion side) with respect to the straight line A2.
  • the laser beam L1 enters the housing 11 from the incident part 12, travels on the straight line A1, is sequentially reflected by the mirror 33 and the reflective spatial light modulator 34, and then the straight line A2.
  • the light travels upward and is emitted from the light collecting unit 14 to the outside of the housing 11.
  • the order of arrangement of the attenuator 31 and the beam expander 32 may be reversed.
  • the attenuator 31 may be arranged between the mirror 33 and the reflective spatial light modulator 34.
  • the adjusting unit 13 may have other optical components (for example, a steering mirror arranged in front of the beam expander 32).
  • the laser processing head 10A further includes a dichroic mirror 15, a measurement unit 16, an observation unit 17, a drive unit 18, and a circuit unit 19.
  • the dichroic mirror 15 is arranged on the straight line A2 between the imaging optical system 35 and the condensing unit 14. That is, the dichroic mirror 15 is arranged in the housing 11 between the adjusting unit 13 and the light collecting unit 14. The dichroic mirror 15 is attached to the optical base 29 on the side of the fourth wall portion 24. The dichroic mirror 15 transmits the laser light L1. From the viewpoint of suppressing astigmatism, the dichroic mirror 15 may be, for example, a cube type or two plate types arranged so as to have a twist relationship.
  • the measuring unit 16 is arranged inside the housing 11 with respect to the adjusting unit 13 on the first wall 21 side (the side opposite to the one wall side).
  • the measuring unit 16 is attached to the optical base 29 on the fourth wall 24 side.
  • the measurement unit 16 outputs measurement light L10 for measuring the distance between the surface of the object 100 (for example, the surface on the side on which the laser light L1 is incident) and the light condensing unit 14, and through the light condensing unit 14.
  • the measurement light L10 reflected by the surface of the object 100 is detected. That is, the measurement light L10 output from the measurement unit 16 is applied to the surface of the object 100 via the light condensing unit 14, and the measurement light L10 reflected on the surface of the object 100 passes through the light condensing unit 14. And is detected by the measuring unit 16.
  • the measurement light L10 output from the measurement unit 16 is sequentially reflected by the beam splitter 20 and the dichroic mirror 15 attached to the optical base 29 on the side of the fourth wall 24, and then the light collection unit 14 outputs the light. It goes out of the housing 11.
  • the measurement light L10 reflected on the surface of the object 100 enters the housing 11 from the light condensing unit 14, is sequentially reflected by the dichroic mirror 15 and the beam splitter 20, enters the measuring unit 16, and then the measuring unit 16 Detected in.
  • the observing unit 17 is arranged in the housing 11 on the first wall 21 side (the side opposite to the one wall side) with respect to the adjusting unit 13.
  • the observation section 17 is attached to the optical base 29 on the side of the fourth wall section 24.
  • the observation unit 17 outputs the observation light L20 for observing the surface of the object 100 (for example, the surface on the side where the laser light L1 is incident), and is reflected by the surface of the object 100 via the light condensing unit 14.
  • the observation light L20 thus generated is detected. That is, the observation light L20 output from the observation unit 17 is applied to the surface of the object 100 via the light condensing unit 14, and the observation light L20 reflected by the surface of the object 100 passes through the light condensing unit 14. And is detected by the observation unit 17.
  • the observation light L20 output from the observation unit 17 passes through the beam splitter 20, is reflected by the dichroic mirror 15, and is emitted from the condensing unit 14 to the outside of the housing 11.
  • the observation light L20 reflected on the surface of the object 100 enters the housing 11 from the light condensing unit 14, is reflected by the dichroic mirror 15, passes through the beam splitter 20, and enters the observation unit 17, Detected at 17.
  • the wavelengths of the laser light L1, the measurement light L10, and the observation light L20 are different from each other (at least the respective central wavelengths are deviated from each other).
  • the drive section 18 is attached to the optical base 29 on the side of the fourth wall section 24.
  • the driving unit 18 moves the condensing unit 14 arranged on the sixth wall unit 26 along the Z direction by the driving force of the piezoelectric element, for example.
  • the circuit portion 19 is arranged on the third wall portion 23 side with respect to the optical base 29 in the housing 11. That is, the circuit unit 19 is arranged on the third wall 23 side with respect to the adjustment unit 13, the measurement unit 16, and the observation unit 17 in the housing 11.
  • the circuit unit 19 is, for example, a plurality of circuit boards.
  • the circuit unit 19 processes the signal output from the measurement unit 16 and the signal input to the reflective spatial light modulator 34.
  • the circuit unit 19 controls the drive unit 18 based on the signal output from the measurement unit 16.
  • the circuit unit 19 maintains the distance between the surface of the object 100 and the light condensing unit 14 constant based on the signal output from the measurement unit 16 (that is, the surface of the object 100).
  • the drive unit 18 is controlled so that the distance from the condensing point of the laser light L1 is kept constant).
  • the housing 11 is provided with a connector (not shown) to which wiring for electrically connecting the circuit unit 19 to the control unit 9 (see FIG. 1) and the like is connected.
  • the laser processing head 10B includes a housing (for example, a second housing) 11, an incident unit 12, an adjusting unit 13, and a light collecting unit (for example, a second light collecting unit) 14.
  • a dichroic mirror 15, a measurement unit 16, an observation unit 17, a drive unit 18, and a circuit unit 19 are provided.
  • each configuration of the laser processing head 10B is, as shown in FIG. 2, each configuration of the laser processing head 10A with respect to a virtual plane that passes through the midpoint between the pair of mounting portions 65 and 66 and is perpendicular to the Y direction. Are arranged so as to have a plane symmetry relationship with (this is an example as described later).
  • the fourth wall portion 24 is located on the laser processing head 10B side with respect to the third wall portion 23, and the sixth wall portion 26 is supported with respect to the fifth wall portion 25. It is attached to the attachment portion 65 so as to be located on the side of the portion 7.
  • the fourth wall portion 24 is located on the laser processing head 10A side with respect to the third wall portion 23, and the sixth wall portion 26 is with respect to the fifth wall portion 25. Is attached to the attachment portion 66 so as to be located on the support portion 7 side. That is, also in the laser processing head 10B, the fourth wall portion 24 is a facing wall portion that faces the housing of the laser processing head 10A along the Y direction.
  • the light converging portion 14 is arranged so as to be biased toward the fourth wall portion (opposing wall portion) 24 side of the housing 11 when viewed from the Z direction.
  • the housing 11 of the laser processing head 10B is configured such that the housing 11 is attached to the mounting portion 66 with the third wall portion 23 arranged on the mounting portion 66 side. Specifically, it is as follows.
  • the mounting portion 66 has a base plate 66a and a mounting plate 66b.
  • the base plate 66a is attached to a rail provided on the moving unit 63.
  • the mounting plate 66b is erected at the end of the base plate 66a on the laser processing head 10A side.
  • the housing 11 of the laser processing head 10B is attached to the attachment portion 66 with the third wall portion 23 in contact with the attachment plate 66b.
  • the housing 11 of the laser processing head 10B can be attached to and detached from the mounting portion 66. [Operation and effect of laser processing head]
  • the housing 11 since the light source that outputs the laser light L1 is not provided in the housing 11, the housing 11 can be downsized. Further, in the housing 11, the distance between the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 is smaller than the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22, and the assembly attached to the sixth wall portion 26. The light portion 14 is biased toward the fourth wall portion 24 side in the Y direction. Thereby, when moving the housing 11 along the direction perpendicular to the optical axis of the light condensing unit 14, for example, it is assumed that another configuration (for example, the laser processing head 10B) is present on the fourth wall 24 side. Also, the condensing unit 14 can be brought close to the other configuration. Therefore, the laser processing head 10A may be suitable for moving the condensing unit 14 along the direction perpendicular to its optical axis.
  • the incident portion 12 is provided on the fifth wall portion 25 and is offset to the fourth wall portion 24 side in the Y direction.
  • the region such as disposing another configuration (for example, the circuit unit 19) in a region on the third wall 23 side with respect to the adjustment unit 13 in the region inside the housing 11. it can.
  • the condensing portion 14 is offset to the second wall portion 22 side in the X direction. Accordingly, when the housing 11 is moved along the direction perpendicular to the optical axis of the light condensing unit 14, for example, even if another configuration exists on the second wall 22 side, the other configuration is collected. The light unit 14 can be brought closer.
  • the incident portion 12 is provided on the fifth wall portion 25 and is offset toward the fourth wall portion 24 side in the Y direction and is offset toward the second wall portion 22 side in the X direction. ing.
  • the region such as disposing another configuration (for example, the circuit unit 19) in a region on the third wall 23 side with respect to the adjustment unit 13 in the region inside the housing 11. it can.
  • other regions for example, the measurement unit 16 and the observation unit 17 are arranged in the region of the housing 11 on the first wall 21 side with respect to the adjustment unit 13, and the region is effectively used. can do.
  • the measuring unit 16 and the observing unit 17 are arranged in the region on the first wall 21 side with respect to the adjusting unit 13 in the region inside the housing 11, and the circuit unit 19 is
  • the dichroic mirror 15 is arranged on the side of the third wall portion 23 with respect to the adjustment unit 13 in the area inside the housing 11, and the dichroic mirror 15 is arranged between the adjustment unit 13 and the light collection unit 14 in the housing 11. ing. Thereby, the area in the housing 11 can be effectively used.
  • the laser processing apparatus 1 can perform processing based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the light condensing unit 14. Further, the laser processing apparatus 1 can perform processing based on the observation result of the surface of the object 100.
  • the circuit section 19 controls the drive section 18 based on the signal output from the measuring section 16. Thereby, the position of the condensing point of the laser beam L1 can be adjusted based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the condensing unit 14.
  • the incident section 12, the attenuator 31, the beam expander 32, and the mirror 33 of the adjusting section 13 are arranged on the straight line A1 extending along the Z direction, and the adjusting section 13 is provided.
  • the reflective spatial light modulator 34, the imaging optical system 35, the condensing unit 14, and the condensing unit 14 are arranged on a straight line A2 extending along the Z direction. Accordingly, the adjusting unit 13 including the attenuator 31, the beam expander 32, the reflective spatial light modulator 34, and the imaging optical system 35 can be configured compactly.
  • the straight line A1 is located closer to the second wall portion 22 than the straight line A2.
  • another optical system for example, the measuring unit 16 and the observing unit 17
  • the light condensing unit 14 is provided in the region on the first wall 21 side with respect to the adjusting unit 13 in the region in the housing 11.
  • the incident section 12, the adjusting section 13, and the light collecting section 14 may be arranged on a straight line A extending along the Z direction.
  • the adjusting unit 13 can be configured compactly.
  • the adjusting unit 13 may not include the reflective spatial light modulator 34 and the imaging optical system 35.
  • the adjusting unit 13 may include an attenuator 31 and a beam expander 32.
  • the adjusting unit 13 including the attenuator 31 and the beam expander 32 can be configured compactly. The order of arrangement of the attenuator 31 and the beam expander 32 may be reversed.
  • FIG. 7 is a front view of a part of the laser processing apparatus 1 in which the laser light L1 is guided by the mirror.
  • the mirror 3 that reflects the laser light L1 moves so as to face the emitting portion 81a of the light source unit 8 in the Y direction and face the incident portion 12 of the laser processing head 10A in the Z direction. It is attached to the moving portion 63 of the mechanism 6.
  • the mirror 3 may be attached to the moving unit 63 of the moving mechanism 6 so that at least one of the angle adjustment and the position adjustment can be performed. According to this, the laser light L1 emitted from the emission portion 81a of the light source unit 8 can be more reliably incident on the incidence portion 12 of the laser processing head 10A.
  • the light source unit 8 may have one light source. In that case, the light source unit 8 may be configured so that a part of the laser light output from one light source is emitted from the emitting portion 81a and the rest of the laser light is emitted from the emitting portion 82a. [About operation of laser processing equipment]
  • FIG. 8 is a schematic top view showing the operation of the laser processing apparatus.
  • a schematic interior of the laser processing heads 10A and 10B is shown.
  • the object 100 is supported by the support portion 7.
  • the symbol S in the figure represents an optical system other than the optical system related to the irradiation of the laser beams L1 and L2 for forming the modified region, such as the measurement unit 16 and the observation unit 17 described above. ing.
  • the laser processing apparatus 1 also includes an alignment camera AC and an image pickup unit IR.
  • the alignment camera AC and the imaging unit IR are attached to the attachment portion 65 together with the laser processing head 10A.
  • the alignment camera AC images, for example, a device pattern or the like using light transmitted through the object 100. The image obtained by this is used for alignment of the irradiation positions of the laser beams L1 and L2 with respect to the object 100.
  • the image pickup unit IR picks up an image of the target object 100 with light that passes through the target object 100.
  • the image pickup unit IR has a light source (not shown), an objective lens (not shown), and a photodetector (not shown).
  • the light source outputs light that is transparent to the object 100.
  • the light source includes, for example, a halogen lamp and a filter, and outputs light in the near infrared region, for example.
  • the light output from the light source is guided by an optical system such as a mirror, passes through an objective lens, and is irradiated onto the object 100.
  • the objective lens passes the light reflected by the surface of the object 100 opposite to the light incident surface. That is, the objective lens passes the light propagated (transmitted) through the object 100.
  • the numerical aperture (NA) of the objective lens is, for example, 0.45 or more.
  • the objective lens has a correction ring.
  • the correction ring corrects the aberration generated in the light in the object 100 by adjusting the distances between the plurality of lenses forming the objective lens, for example.
  • the light detector detects the light that has passed through the objective lens.
  • the photodetector is composed of, for example, an InGaAs camera, and detects light in the near infrared region.
  • the imaging unit IR can image the modified region formed inside the object 100 and the tip of the crack extending from the modified region. That is, in the laser processing apparatus 1, the success or failure of laser processing can be confirmed nondestructively by using the imaging unit IR.
  • the target object 100 has a plurality of lines C extending along the X direction and arranged along the Y direction.
  • the line C is a virtual line, but may be an actually drawn line.
  • a plurality of lines extending along the Y direction and arranged along the X direction are also set in the object 100, the illustration thereof is omitted.
  • the laser processing device 1 performs laser processing along each line C under the control of the control unit 9.
  • the control unit 9 controls the movement of the support unit 7, the mounting unit 65, and the mounting unit 66, and the irradiation of the laser beams L1 and L2 from the laser processing head 10A and the laser processing head 10B.
  • the control unit 9 executes the first scan process and the second scan process.
  • the first scan process is a process of scanning one line C of the plurality of lines C with the laser light L1 from the laser processing head 10A in the X direction.
  • the second scan process is a process of scanning another line C of the plurality of lines C with the laser light L2 from the laser processing head 10B in the X direction.
  • the control unit 9 scans the laser beams L1 and L2 in the X direction
  • the laser processing heads 10A and 10B are moved in the Y direction and the Z direction through the mounting units 65 and 66 to move the laser beams L1 and L2.
  • the light-condensing point is located at a position on each line C that is inside the object 100. Then, in that state, by moving the support portion 7 in the X direction, the focus points of the laser beams L1 and L2 are moved in the object 100 along the line C in the X direction.
  • the control unit 9 executes the first scan process and the second scan process so that they overlap at least in part of the time. That is, the control unit 9 realizes simultaneously a state in which the laser beam L1 is scanned along one line C and a state in which the laser beam L2 is scanned along another line C at the same time. To do. That is, the control unit 9 simultaneously operates the laser processing head 10A and the laser processing head 10B. Thereby, the throughput can be clearly improved as compared with the processing using one laser processing head.
  • the control unit 9 independently sets each of the laser processing heads 10A and 10B in the Y direction by the distance of the line C (Z if necessary). Direction), and the scanning of the laser beams L1 and L2 along the next line C (that is, the first scanning process and the second scanning process) is continued.
  • the control unit 9 continuously performs this operation for the number of the lines C to form the modified region along all the lines C.
  • the control unit 9 controls the line C, which is located at one end in the Y direction of the object 100 of the plurality of lines C, to be a line C inside the Y direction.
  • the first scan process is executed in order toward.
  • the control unit 9 sequentially performs the second scan process from the line C located at the other end in the Y direction of the object 100 among the plurality of lines C toward the inner line in the Y direction ( This is called main processing).
  • the line C located at one end in the Y direction and the line C located at the other end in the Y direction have the same length in the X direction.
  • the control unit 9 moves the laser processing head 10A via the mounting unit 65 to position the condensing point of the laser light L1 at one end of the object 100 in the Y direction. It is in a state of being positioned on the line C and inside the object 100.
  • the control unit 9 moves the laser processing head 10B through the mounting unit 66 so that the focal point of the laser beam L2 is on the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction. It is in a state of being positioned inside the object 100.
  • the position of the focal point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focal point of the laser beam L2 in the X direction match.
  • control section 9 moves the support section 7 in the X direction to move the focus points of the laser beams L1 and L2 in the object 100 along the respective lines C in the X direction.
  • first scan process and the second scan process for each line C are simultaneously started and simultaneously completed. That is, here, the first scan process and the second scan process overlap in their entirety.
  • the modified region M is formed inside the object 100 along the pair of lines C.
  • the control unit 9 moves the laser processing head 10A through the mounting unit 65 to position the condensing point of the laser light L1 only one inward from one end of the object 100 in the Y direction. It is in a state of being positioned on the line C and inside the object 100.
  • the control unit 9 moves the laser processing head 10B through the mounting unit 66 to move the focus point of the laser light L2 only one line inside from the other end of the object 100 in the Y direction. It is assumed that the object 100 is located at a position on C and inside the object 100. At this time, the position of the focal point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focal point of the laser beam L2 in the X direction match.
  • the control unit 9 moves the support unit 7 in the X direction (opposite direction to the X direction in the case of reciprocating operation) to move the inside of the object 100 along each line C in the X direction (reciprocating direction).
  • the focus points of the laser beams L1 and L2 are moved in the direction opposite to the X direction).
  • the first scan process and the second scan process for the respective lines C are simultaneously started and simultaneously completed. That is, also here, the first scan process and the second scan process overlap in their entirety.
  • the modified region M is further formed inside the object 100 along the pair of lines C.
  • the modified region M is shown as a solid line for the sake of explanation, but it is not necessary that the modified region M is actually visible from the surface of the object 100. ..
  • the positional relationship between the laser processing head 10A and the laser processing head 10B in the region inside the object 100 is such that the mutual distance is in the Y direction.
  • the unprocessed line C remains in the region of the object 100 corresponding to the distance D between the respective light condensing units 14 and in a positional relationship that does not shrink further.
  • the control unit 9 executes the following processing.
  • the control unit 9 retracts the laser processing head 10A while 2 Continue the scanning process. That is, after that, only the second scan process using the laser processing head 10B is executed.
  • the second scan process is sequentially performed in the Y direction from the line C closest to the laser processing head 10A toward the outer side in the Y direction (in the direction of arrow R1). You may execute.
  • the control unit 9 moves the imaging unit IR to the completed processing line C via the mounting unit 65 as shown in FIG. An image capturing process of capturing an image of the region of the object 100 including the line C by the image capturing unit IR is executed.
  • the control unit 9 determines whether or not the modified region M and / or a crack extending from the modified region M is formed in the target object 100 in the region based on the image obtained by the imaging process according to the regulation. Is determined.
  • the control unit 9 may make the determination by checking the modified region M itself, or may make the determination by checking the presence or the position of the tip of the crack extending from the modified region M.
  • the control unit 9 detects that an unprocessed region RS is generated along the line C where the modified region M should be formed in the image.
  • the control unit 9 executes an auxiliary processing process for scanning the laser beam L1 along the line C again.
  • the modified region M is formed along the line C where the unprocessed region RS was generated.
  • control unit 9 determines that the modified region M and / or the crack is not formed in accordance with the regulation as a result of the determination, the control unit 9 outputs at least the laser light L1 along the line C. Auxiliary processing is performed to perform scanning again.
  • the control unit 9 can perform the imaging process at at least one place on the line C in the object 100.
  • the laser processing apparatus 1 is movable along the X direction, and is disposed so as to face each other along the Y direction and a support portion 7 for supporting the object 100 along the X direction and the Y direction.
  • Laser processing heads 10A and 10B for irradiating the object 100 supported by the support portion 7 with the laser beams L1 and L2 are provided. Further, in the laser processing apparatus 1, the laser processing head 10A is attached, the mounting portion 65 that is movable along the Y direction and the Z direction, and the laser processing head 10B are attached, and the Y direction and the Z direction. And a mounting portion 66 that is movable along each of the.
  • the laser processing device 1 is equipped with an imaging unit IR that is mounted on the mounting portion 65 and that captures an image of the target object 100 with light that passes through the target object 100.
  • the laser processing head 10A and the laser processing head 10B are arranged on the support portion 7 supporting the object 100 so as to face each other.
  • the laser processing head 10A and the laser processing head 10B are independently movable via two mounting portions 65 and 66 in two directions intersecting with each other. For this reason, it is possible to perform laser processing at two locations on the object 100 independently of each other by scanning the laser beams L1 and L2. Therefore, the throughput can be improved.
  • An image pickup unit IR for picking up an image of the target object 100 by the light transmitted through the target object 100 is further mounted on the mounting portion 65 that is responsible for moving the laser processing head 10A. Therefore, for example, while performing the laser processing by the laser processing head 10B, another part of the object 100 can be imaged by the imaging unit IR. Therefore, the state of laser processing can be confirmed nondestructively while suppressing the decrease in throughput. That is, according to the laser processing apparatus 1, it is possible to confirm the success or failure of the laser processing nondestructively while improving the throughput.
  • the laser processing apparatus 1 moves the support portion 7, the mounting portion 65, and the mounting portion 66, irradiates the laser light L1 and L2 from the laser processing head 10A and the laser processing head 10B, and targets the imaging unit IR.
  • a control unit 9 for controlling the imaging of the object 100 is further provided.
  • a plurality of lines C extending along the X direction and arranged along the Y direction are set on the object 100.
  • the control unit 9 scans one line C of the plurality of lines C with the laser beam L1 from the laser processing head 10a in the X direction, and another line of the plurality of lines C.
  • the second scan processing of scanning the laser beam L2 from the laser processing head 10B in the X direction with respect to C is performed at least partially in a redundant manner.
  • the control unit 9 executes an image capturing process of capturing an image of the region of the target object 100 including the processed line C by the image capturing unit IR while performing only the second scan process.
  • the throughput can be improved.
  • the imaging processing can be performed by controlling the imaging unit IR that can move together with the laser processing head 10A. Therefore, it is possible to confirm the success or failure of the laser processing more reliably and nondestructively while improving the throughput.
  • the control unit 9 determines whether or not the modified region M and / or the crack is formed in the target object 100 in the region in accordance with the regulation based on the image obtained by the imaging process. If it is determined that the modified region M and / or the crack is not formed in accordance with the regulation as a result of the determination, the laser beam L1 is scanned at least along the line C again. Perform the auxiliary processing that you want to perform. Therefore, the auxiliary machining process compensates for the machining error.
  • the control unit 9 sequentially moves from the line C located at one end of the target object 100 in the Y direction of the plurality of lines C toward the inner line C in the second direction.
  • the second scan process is sequentially performed from the line C located at the other end in the Y direction of the target object 100 among the plurality of lines C toward the line C inside in the Y direction.
  • Perform the main processing As described above, in the main processing, the first scan process and the second scan process are sequentially performed from the line C at the symmetrical position of the object 100 in the Y direction, so that the focus points of the laser beams L1 and L2 are Waste of relative movement along the X direction with respect to the object 100 is eliminated, and throughput is further improved.
  • the control unit 9 retracts the laser processing head 10A from the area.
  • the second scanning process is continued and the imaging process is executed. In this case, it is possible to confirm the success or failure of the laser processing nondestructively while maximally utilizing the laser processing head 10A and the laser processing head 10B to improve the throughput.
  • the laser processing apparatus according to the present disclosure is not limited to the laser processing apparatus 1 described above, and can be arbitrarily modified.
  • the mounting portion 65 is provided on the first wall portion 21 of the housing 11 of the laser processing head 10A, while the mounting portion 66 is mounted on the first wall of the housing 11 of the laser processing head 10B. You may provide in the part 21.
  • the mounting portion 65 is provided on the third wall portion 23 of the housing 11 of the laser processing head 10A, while the mounting portion 66 is mounted on the housing 11 of the laser processing head 10B. In the aspect provided in the third wall portion 23, the positions of the moving portions 63 and 64 in the attachment portions 65 and 66 may be staggered in the X direction.
  • the mounting portion 65 is provided on the second wall portion 22 of the housing 11 of the laser processing head 10A, while the mounting portion 66 is mounted on the second wall portion 22 of the housing 11 of the laser processing head 10B. You may provide in the 2 wall part 22.
  • the mounting portion 65 is provided on the fifth wall portion 25 of the housing 11 of the laser processing head 10A, while the mounting portion 66 is mounted on the housing 11 of the laser processing head 10B. It may be provided on the five wall portion 25.
  • the mounting portion 65 is provided on the sixth wall portion 26 of the housing 11 of the laser processing head 10A, while the mounting portion 66 is mounted on the sixth wall portion 26 of the housing 11 of the laser processing head 10B. It may be provided on the six wall portion 26.
  • the attachment portions 65 and 66 may be attached to the respective wall portions different from the fourth wall portion 24 facing each other along the Y direction.
  • the condensing portion 14 is provided in the central portion of the housing 11 in the X direction. Good.
  • the laser processing apparatus 1 does not have to use the laser processing head 10A and the laser processing head 10B as the pair of laser processing heads. That is, in the laser processing apparatus 1, a pair (one type) of laser processing heads 10A is used as shown in FIG. 17A, or a pair of laser processing heads 10A is used as shown in FIG. A laser processing head 10B (another type) can be used. In these cases, the laser processing heads 10A and 10B on one side are rotated by 180 ° about the Z-axis direction with respect to the laser processing heads 10A and 10B on the other side, respectively. They are arranged so that their center positions coincide with each other. In these cases, it is not necessary to prepare two types of laser processing heads.
  • the wall portion provided with the mounting portions 65 and 66 can be variously changed.
  • the mounting portion 65 is provided on the first wall portion 21 of the housing 11 of one laser processing head 10A while the mounting portion 65 of the housing 11 of one laser processing head 10A is provided.
  • a mounting portion 66 can be provided on the two wall portion 22.
  • the mounting portion 65 is provided on the second wall portion 22 of the housing 11 of one laser processing head 10B while the mounting portion 65 of the housing 11 of one laser processing head 10B is provided.
  • the mounting portion 66 may be provided on the one wall portion 21. That is, even in these cases, the attachment portions 65 and 66 may be attached to the respective wall portions different from the fourth wall portion 24 facing each other along the Y direction.
  • the mode in which the imaging unit IR is attached to the attachment portion 65 to which the laser processing head 10A is attached has been described.
  • the image pickup unit IR may be attached to the attachment portion 66 to which the laser processing head 10B is attached, and the image pickup process may be performed when only the first scan process is being executed.
  • the image pickup unit IR is not limited to being attached to the attachment portions 65 and 66, and is a position that can move in the Y direction and the Z direction together with the laser processing head 10A (or the laser processing head 10B), and the laser. It may be provided at an arbitrary position which is not interposed between the fourth wall portion 24 of the processing head 10A and the fourth wall portion 24 of the laser processing head 10B.
  • the control unit 9 processes the object 100 at the wavelengths different from each other by the laser beam L1 from the laser processing head 10A and the laser beam L2 from the laser processing head 10B, and at the converging position in the Z direction. You may make it perform a process (multi-wavelength processing).
  • the multi-wavelength processing is performed, for example, when processing a wafer in which silicon (Si) and glass are bonded (first case) or when a part of the laser beams L1 and L2 incident from the back surface side is absorbed by the device. This can be used, for example, when processing a wafer in which circuit damage may occur (second case).
  • both the light with a wavelength for processing silicon (for example, 1064 nm) and the light with a wavelength for processing glass (for example, 532 nm) need to reach the target material, so processing is performed from the glass side.
  • the converging position of the laser beam L1 from the laser processing head 10A is aligned in the silicon through the glass, and the converging position of the laser beam L2 from the laser processing head 10B is aligned in the glass, and processing is performed at the corresponding wavelength.
  • the wavelength for processing the lower part of the wavelength is the wavelength that transmits the upper base material. Need to be Here, since the multi-wavelength processing is performed using the pair of laser processing heads 10A and 10B, the throughput can be improved.
  • the focus position of the laser beam L1 from the laser processing head 10A is set near the device, and the focus position of the laser beam L2 from the laser processing head 10B is set at a position away from the device.
  • the wavelength of the laser light L1 is set to a wavelength (for example, 1064 nm) at which the base material has more absorption so that the amount of light passing to the device side is reduced, and the wavelength of the laser light L2 is set to a value even if some light is emitted.
  • the wavelength (for example, 1342 nm) longer than the wavelength of the laser beam L1 suitable for processing the base material can be set.
  • a laser processing device that can confirm the success or failure of laser processing nondestructively while improving throughput.
  • SYMBOLS 1 ... Laser processing device, 7 ... Support part, 9 ... Control part, 10A ... Laser processing head (1st laser processing head), 10B ... Laser processing head (2nd laser processing head), 65 ... Mounting part (1st mounting) Part), 66 ... Mounting part (second mounting part), 100 ... Object, C ... Line, IR ... Imaging unit, L1, L2 ... Laser light.

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Abstract

レーザ加工装置は、第１方向に沿って移動可能とされ、前記第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に沿って対象物を支持するための支持部と、前記第２方向に沿って互いに対向するように配置され、前記支持部に支持された前記対象物にレーザ光を照射するための第１レーザ加工ヘッド及び第２レーザ加工ヘッドと、前記第１レーザ加工ヘッドが取り付けられ、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向と前記第２方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第１取付部と、前記第２レーザ加工ヘッドが取り付けられ、前記第２方向と及び前記第３方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第２取付部と、前記第１取付部に取り付けられており、前記対象物を透過する光により前記対象物を撮像する撮像ユニットと、を備える。

Description

レーザ加工装置
　本開示は、レーザ加工装置に関する。
　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、上述したようなレーザ加工装置にあっては、スループットの向上のためには、例えば、保持機構によるワークの移動速度を増大させることが考えられる。しかしながら、ワークの移動速度を増大させようとしても、ワークの移動が、目標の速度での等速移動に達するまでに要する加速時間も増大する。このため、ワークの移動速度の増大では、一定以上のスループットの向上が困難である。このように、上記技術分野においては、スループットの向上が望まれている。その一方で、レーザ加工の成否を非破壊にて確認する要望もある。
　本開示は、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
　本開示に係るレーザ加工装置は、第１方向に沿って移動可能とされ、第１方向及び第１方向に交差する第２方向に沿って対象物を支持するための支持部と、第２方向に沿って互いに対向するように配置され、支持部に支持された対象物にレーザ光を照射するための第１レーザ加工ヘッド及び第２レーザ加工ヘッドと、第１レーザ加工ヘッドが取り付けられ、第１方向及び第２方向に交差する第３方向と第２方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第１取付部と、第２レーザ加工ヘッドが取り付けられ、第２方向と及び第３方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第２取付部と、第１取付部に取り付けられており、対象物を透過する光により対象物を撮像する撮像ユニットと、を備える。
　この装置においては、対象物を支持する支持部上に、互に対向するように第１レーザ加工ヘッド及び第２レーザ加工ヘッドが配置されている。そして、第１レーザ加工ヘッド及び第２レーザ加工ヘッドは、それぞれ、第１取付部及び第２取付部を介して、互に交差する２方向に独立して移動可能とされている。このため、対象物の２つの箇所において、互に独立して、レーザ光のスキャンによりレーザ加工を行うことが可能となる。よって、スループットの向上が図られる。
　また、第１レーザ加工ヘッドの移動を担う第１取付部には、対象物を透過する光により対象物を撮像する撮像ユニットがさらに取り付けられている。したがって、例えば、第２レーザ加工ヘッドによるレーザ加工を実施している間に、撮像ユニットにより対象物の別の箇所を撮像できる。よって、スループットの低下を抑制しつつ、非破壊にてレーザ加工の状態を確認できる。つまり、この装置によれば、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。
　本開示に係るレーザ加工装置は、支持部、第１取付部、及び、第２取付部の移動と、第１レーザ加工ヘッド及び第２レーザ加工ヘッドからのレーザ光の照射と、撮像ユニットによる対象物の撮像と、を制御する制御部をさらに備え、対象物には、第１方向に沿って延びると共に第２方向に沿って配列された複数のラインが設定されており、制御部は、複数のラインの一のラインに対して第１レーザ加工ヘッドからのレーザ光を第１方向にスキャンする第１スキャン処理と、複数のラインのうちの別のラインに対して第２レーザ加工ヘッドからのレーザ光を第１方向にスキャンする第２スキャン処理とを少なくとも一部の時間において重複して実行すると共に、第２スキャン処理のみを実行しているときに、加工が完了したラインを含む対象物の領域を撮像ユニットにより撮像する撮像処理と、を実行してもよい。このように、第１スキャン処理と第２スキャン処理とを重複して実行することにより、スループットの向上が図られる。また、第２スキャン処理のみが行われているタイミングにおいて、第１レーザ加工ヘッドと共に移動可能な撮像ユニットを制御して撮像処理を行うことができる。よって、より確実に、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。
　本開示に係るレーザ加工装置においては、制御部は、撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において対象物に改質領域及び／又は亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行うと共に、当該判定の結果、規定に沿って改質領域及び／又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインに沿ったレーザ光のスキャンを再度行う補助加工処理を実行してもよい。この場合、補助加工処理によって、加工ミスが補われる。
　本開示に係るレーザ加工装置においては、制御部は、複数のラインのうちの対象物の第２方向の一方の端部に位置するラインから第２方向の内側のラインに向けて順に第１スキャン処理を実行しつつ、複数のラインのうちの対象物の第２方向の他方の端部に位置するラインから第２方向の内側のラインに向けて順に第２スキャン処理を実行する主加工処理を実行してもよい。このように、主加工処理において、第２方向における対象物の対照的な位置のラインから順に第１スキャン処理及び第２スキャン処理を実行することにより、レーザ光の集光点の対象物に対する第１方向に沿った相対移動の無駄が省かれ、スループットがより向上される。
　本開示に係るレーザ加工装置においては、制御部は、主加工処理において、第１レーザ加工ヘッドと第２レーザ加工ヘッドとが第２方向について最接近したときに、第１レーザ加工ヘッドを退避させつつ第２スキャン処理を続行すると共に、撮像処理を実行してもよい。この場合、第１レーザ加工ヘッドと第２レーザ加工ヘッドとを最大限に活用してスループットを向上しつつ、非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。
　本開示によれば、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能なレーザ加工装置を提供できる。
一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。 レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。 レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。 レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。 レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。 レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。 レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。 レーザ加工装置の動作を示す模式的な断面図である。 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。
　以下、一実施形態について、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。
［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。
　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、Ｘ方向及びＹ方向に沿って対象物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（例えば第１レーザ加工ヘッド）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（第１レーザ光）Ｌ１を照射するためのものである。レーザ加工ヘッド１０Ｂ（例えば第２レーザ加工ヘッド）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（第２レーザ光）Ｌ２を照射するためのものである。
　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（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のそれぞれに沿って対象物１００の内部に改質領域を形成する例である。
　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（レーザ光Ｌ１がスキャンされ）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（レーザ光Ｌ２がスキャンされる）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（レーザ光Ｌ１がスキャンされ）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（レーザ光Ｌ２がスキャンされる）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。
［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（例えば第１筐体）１１と、入射部１２と、調整部１３と、集光部（例えば第１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）。すなわち、第４壁部２４は、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体（第２筐体）にＹ方向に沿って対向する対向壁部である。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。すなわち、集光部１４は、Ｚ方向からみて、筐体１１における第４壁部（対向壁部）２４側に偏って配置されている。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枚のプレート型とすることができる。
　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。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（例えば第２筐体）１１と、入射部１２と、調整部１３と、集光部（例えば第２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（なお、後述するように一例である）。
　例えば、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体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。すなわち、レーザ加工ヘッド１０Ｂにおいても、第４壁部２４は、レーザ加工ヘッド１０Ａの筐体にＹ方向に沿って対向する対向壁部である。またレーザ加工ヘッド１０Ｂにおいても、集光部１４は、Ｚ方向からみて、その筐体１１における第４壁部（対向壁部）２４側に偏って配置されている。
　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。
［レーザ加工ヘッドの作用及び効果］
　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に取り付けられた集光部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適し得る。
　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、Ｙ方向において第４壁部２４側に片寄っていると共に、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。更に、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。
［レーザ加工ヘッドの変形例］
　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、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８２ａから出射させるように、構成されていればよい。
［レーザ加工装置の動作等について］
　引き続いて、レーザ加工装置１の動作について説明する。図８は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。以降の図においては、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂの模式化された内部を示す。図８に示されるように、支持部７には、対象物１００が支持されている。なお、図中の符号Ｓは、上述した測定部１６や観察部１７といったように、改質領域を形成するためのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射に係る光学系以外の光学系を代表して示している。
　また、レーザ加工装置１は、アライメントカメラＡＣと撮像ユニットＩＲとを備えている。アライメントカメラＡＣ及び撮像ユニットＩＲは、レーザ加工ヘッド１０Ａと共に取付部６５に取り付けられている。アライメントカメラＡＣは、例えば、対象物１００を透過する光を用いたデバイスパターン等を撮像する。これにより得られる画像は、対象物１００に対するレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射位置のアライメントに供される。
　撮像ユニットＩＲは、対象物１００を透過する光により対象物１００を撮像する。例えば、対象物１００がシリコンを含むウェハである場合、撮像ユニットＩＲにおいては近赤外領域の光が用いられる。撮像ユニットＩＲは、光源（不図示）と、対物レンズ（不図示）と、光検出部（不図示）と、を有している。光源は、対象物１００に対して透過性を有する光を出力する。光源は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、例えば近赤外領域の光を出力する。光源から出力された光は、ミラー等の光学系によって導光されて対物レンズを通過し、対象物１００に照射される。
　対物レンズは、対象物１００の光入射面と反対側の面で反射された光を通過させる。つまり、対物レンズは、対象物１００を伝搬（透過）した光を通過させる。対物レンズの開口数（ＮＡ）は、例えば０．４５以上である。対物レンズは、補正環を有している。補正環は、例えば対物レンズを構成する複数のレンズにおける相互間の距離を調整することにより、対象物１００内において光に生じる収差を補正する。光検出部は、対物レンズを通過した光を検出する。光検出部は、例えば、ＩｎＧａＡｓカメラによって構成されており、近赤外領域の光を検出する。撮像ユニットＩＲは、対象物１００の内部に形成された改質領域、及び、改質領域からのびる亀裂の先端を撮像することができる。つまり、レーザ加工装置１においては、撮像ユニットＩＲを用いて、非破壊にてレーザ加工の成否を確認できる。
　対象物１００には、Ｘ方向に沿って延びると共にＹ方向に沿って配列された複数のラインＣが設定されている。ラインＣは、仮想的な線であるが、実際に描かれた線であってもよい。なお、対象物１００には、Ｙ方向に沿って延びると共にＸ方向に沿って配列された複数のラインも設定されているが、その図示が省略されている。
　レーザ加工装置１は、制御部９の制御のもとで各ラインＣに沿ったレーザ加工を実施する。制御部９は、ここでは、支持部７、取付部６５、及び、取付部６６の移動と、レーザ加工ヘッド１０Ａ及びレーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射と、を制御する。レーザ加工装置１にあっては、制御部９は、第１スキャン処理と第２スキャン処理とを実行する。第１スキャン処理は、複数のラインＣの一のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０Ａからのレーザ光Ｌ１をＸ方向にスキャンする処理である。第２スキャン処理は、複数のラインＣのうちの別のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２をＸ方向にスキャンする処理である。
　制御部９がレーザ光Ｌ１，Ｌ２をＸ方向にスキャンするとは、まず、取付部６５，６６を介してレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＹ方向及びＺ方向に移動させて、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点を、それぞれのラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。そして、その状態において、支持部７をＸ方向に移動させることにより、対象物１００内をラインＣに沿ってＸ方向にレーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点を移動させることである。
　特に、ここでは、制御部９は、第１スキャン処理と第２スキャン処理とを、少なくとも一部の時間において重複するように実行する。すなわち、制御部９は、一のラインＣに沿ってレーザ光Ｌ１がスキャンされている状態と、別のラインＣに沿ってレーザ光Ｌ２がスキャンされている状態とが、同時に実現されるようにする。つまり、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとを同時に稼働する。これにより、１つのレーザ加工ヘッドを用いた加工に比べて明確にスループットの向上が図られる。
　制御部９は、１つのラインＣに沿ったレーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャンが完了すると、レーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂのそれぞれを独立してラインＣの間隔の分だけＹ方向（必要に応じてＺ方向）に移動させて、次のラインＣに沿ったレーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャン（すなわち第１スキャン処理及び第２スキャン処理）を続ける。制御部９は、概ねラインＣの本数分だけこの動作を続けて行うことにより、全てのラインＣに沿って改質領域を形成する。
　図９及び図１０に示されるように、ここでは、制御部９は、複数のラインＣのうちの対象物１００のＹ方向の一方の端部に位置するラインＣからＹ方向の内側のラインＣに向けて順に第１スキャン処理を実行する。これと共に、制御部９は、複数のラインＣのうちの対象物１００のＹ方向の他方の端部に位置するラインＣからＹ方向の内側のラインに向けて順に第２スキャン処理を実行する（これを主加工処理と称する）。Ｙ方向の一方の端部に位置するラインＣと、Ｙ方向の他方の端部に位置するラインＣとは、Ｘ方向について互いに同一の長さを有している。
　この点についてより詳細に説明する。主加工処理においては、まず、制御部９は、取付部６５を介したレーザ加工ヘッド１０Ａの移動により、レーザ光Ｌ１の集光点を、対象物１００のＹ方向の一方の端部に位置するラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。同時に、制御部９は、取付部６６を介したレーザ加工ヘッド１０Ｂの移動により、レーザ光Ｌ２の集光点を、対象物１００のＹ方向の他方の端部に位置するラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。このとき、レーザ光Ｌ１の集光点のＸ方向の位置とレーザ光Ｌ２の集光点のＸ方向の位置とは一致している。
　その状態において、制御部９は、支持部７をＸ方向に移動させることにより、対象物１００内をそれぞれのラインＣに沿ってＸ方向にレーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点を移動させる。これにより、それぞれのラインＣに対する第１スキャン処理と第２スキャン処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでは、第１スキャン処理と第２スキャン処理とがその全体において重複している。これにより、一対のラインＣに沿って対象物１００の内部に改質領域Ｍが形成される。
　続いて、制御部９は、取付部６５を介したレーザ加工ヘッド１０Ａの移動により、レーザ光Ｌ１の集光点を、対象物１００のＹ方向の一方の端部から１つだけ内側に位置するラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。同時に、制御部９は、取付部６６を介したレーザ加工ヘッド１０Ｂの移動により、レーザ光Ｌ２の集光点を、対象物１００のＹ方向の他方の端部から１つだけ内側に位置するラインＣ上であって対象物１００の内部となる位置に位置させた状態とする。このとき、レーザ光Ｌ１の集光点のＸ方向の位置とレーザ光Ｌ２の集光点のＸ方向の位置とは一致している。
　その状態において、制御部９は、支持部７をＸ方向（往復動作の場合にはＸ方向の反対方向）に移動させることにより、対象物１００内をそれぞれのラインＣに沿ってＸ方向（往復動作の場合にはＸ方向の反対方向）にレーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点を移動させる。これにより、ここでも、それぞれのラインＣに対する第１スキャン処理と第２スキャン処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでも、第１スキャン処理と第２スキャン処理とがその全体において重複している。これにより、さらに一対のラインＣに沿って対象物１００の内部に改質領域Ｍが形成される。この制御部９の動作を繰り返し行うことにより、対象物１００のより内側のラインＣに至るまで、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとを同時に稼働させて無駄なくレーザ加工ができる。
　なお、図９以降の上面図においては、説明の必要上から、改質領域Ｍを実線として示しているが、対象物１００の表面から実際に改質領域Ｍが見えていることを要さない。
　ここで、図１１に示されるように、上記の動作を繰り返すうちに、より対象物１００の内側の領域において、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとの位置関係が、互いの距離がＹ方向にこれ以上縮まらない位置関係（例えば互いに接触している状態）となり、且つ、それぞれの集光部１４の間の距離Ｄに相当する対象物１００の領域に、未加工のラインＣが残存している場合がある。この場合には、上記のように第１スキャン処理と第２スキャン処理とを同時に実行することが困難となる。したがって、制御部９は、この場合には、次のような処理を実行する。
　すなわち、図１２に示されるように、制御部９は、主加工処理の結果、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０ＢとがＹ方向について最接近したときに、レーザ加工ヘッド１０Ａを退避させつつ第２スキャン処理を続行する。すなわち、以降では、レーザ加工ヘッド１０Ｂを用いた第２スキャン処理のみが実行されることとなる。なお、ここでは、一例として、未加工で残存するラインＣのうち、Ｙ方向について最もレーザ加工ヘッド１０Ａ側のラインＣからＹ方向の外側に向けて（矢印Ｒ１方向に）順に第２スキャン処理を実行してもよい。制御部９は、この第２スキャン処理のみを実行しているときに、図１３に示されるように、取付部６５を介して撮像ユニットＩＲを加工が完了したラインＣ上に移動させると共に、当該ラインＣを含む対象物１００の領域を撮像ユニットＩＲにより撮像する撮像処理を実行する。
　そして、制御部９は、撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において対象物１００に改質領域Ｍ及び／又は改質領域Ｍから延びる亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行う。ここでは、制御部９は、改質領域Ｍそのものを確認して当該判定してもよいし、改質領域Ｍから延びる亀裂の先端の有無又は位置を確認して当該判定を行ってもよい。一例として、制御部９は、図１４に示されるように、当該画像内にて、改質領域Ｍが形成されているはずの当該ラインＣに沿って未加工領域ＲＳが生じていることを検知し、改質領域Ｍが規定に沿って形成されていないと判定することができる。この場合には、制御部９は、当該ラインＣに沿ったレーザ光Ｌ１のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する。これにより、未加工領域ＲＳが生じていたラインＣに沿って改質領域Ｍが形成される。
　このように、制御部９は、当該判定の結果、当該規定に沿って改質領域Ｍ及び／又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインＣに沿ったレーザ光Ｌ１のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する。なお、制御部９は、対象物１００におけるラインＣ上の少なくとも１か所において、撮像処理を行うことができる。
［レーザ加工装置の作用及び効果］
　レーザ加工装置１は、Ｘ方向に沿って移動可能とされ、Ｘ方向及びＹ方向に沿って対象物１００を支持するための支持部７と、Ｙ方向に沿って互いに対向するように配置され、支持部７に支持された対象物１００にレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射するためのレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂと、を備える。また、レーザ加工装置１は、レーザ加工ヘッド１０Ａが取り付けられ、Ｙ方向とＺ方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた取付部６５と、レーザ加工ヘッド１０Ｂが取り付けられ、Ｙ方向とＺ方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた取付部６６と、を備える。そして、レーザ加工装置１は、取付部６５に取り付けられており、対象物１００を透過する光により対象物１００を撮像する撮像ユニットＩＲを備える。
　このレーザ加工装置１においては、対象物１００を支持する支持部７上に、互に対向するようにレーザ加工ヘッド１０Ａ及びレーザ加工ヘッド１０Ｂが配置されている。そして、レーザ加工ヘッド１０Ａ及びレーザ加工ヘッド１０Ｂは、それぞれ、取付部６５及び取付部６６を介して、互に交差する２方向に独立して移動可能とされている。このため、対象物１００の２つの箇所において、互に独立して、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスキャンによりレーザ加工を行うことが可能となる。よって、スループットの向上が図られる。
　また、レーザ加工ヘッド１０Ａの移動を担う取付部６５には、対象物１００を透過する光により対象物１００を撮像する撮像ユニットＩＲがさらに取り付けられている。したがって、例えば、レーザ加工ヘッド１０Ｂによるレーザ加工を実施している間に、撮像ユニットＩＲにより対象物１００の別の箇所を撮像できる。よって、スループットの低下を抑制しつつ、非破壊にてレーザ加工の状態を確認できる。つまり、レーザ加工装置１によれば、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。
　また、レーザ加工装置１は、支持部７、取付部６５、及び、取付部６６の移動と、レーザ加工ヘッド１０Ａ及びレーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射と、撮像ユニットＩＲによる対象物１００の撮像と、を制御する制御部９をさらに備えている。対象物１００には、Ｘ方向に沿って延びると共にＹ方向に沿って配列された複数のラインＣが設定されている。そして、制御部９は、複数のラインＣの一のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０ａからのレーザ光Ｌ１をＸ方向にスキャンする第１スキャン処理と、複数のラインＣのうちの別のラインＣに対してレーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２をＸ方向にスキャンする第２スキャン処理とを少なくとも一部の時間において重複して実行する。さらに、制御部９は、第２スキャン処理のみを実行しているときに、加工が完了したラインＣを含む対象物１００の領域を撮像ユニットＩＲにより撮像する撮像処理を実行する。
　このように、第１スキャン処理と第２スキャン処理とを重複して実行することにより、スループットの向上が図られる。また、第２スキャン処理のみが行われているタイミングにおいて、レーザ加工ヘッド１０Ａと共に移動可能な撮像ユニットＩＲを制御して撮像処理を行うことができる。よって、より確実に、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。
　また、レーザ加工装置１においては、制御部９は、撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において対象物１００に改質領域Ｍ及び／又は亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行うと共に、当該判定の結果、規定に沿って改質領域Ｍ及び／又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインＣに沿ったレーザ光Ｌ１のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する。このため、補助加工処理によって、加工ミスが補われる。
　また、レーザ加工装置１においては、制御部９は、複数のラインＣのうちの対象物１００のＹ方向の一方の端部に位置するラインＣから第２方向の内側のラインＣに向けて順に第１スキャン処理を実行しつつ、複数のラインＣのうちの対象物１００のＹ方向の他方の端部に位置するラインＣからＹ方向の内側のラインＣに向けて順に第２スキャン処理を実行する主加工処理を実行する。このように、主加工処理において、Ｙ方向における対象物１００の対照的な位置のラインＣから順に第１スキャン処理及び第２スキャン処理を実行することにより、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の集光点の対象物１００に対するＸ方向に沿った相対移動の無駄が省かれ、スループットがより向上される。
　さらに、レーザ加工装置１においては、制御部９は、主加工処理において、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０ＢとがＹ方向について最接近したときに、レーザ加工ヘッド１０Ａを当該領域から退避させつつ第２スキャン処理を続行すると共に、撮像処理を実行する。この場合、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとを最大限に活用してスループットを向上しつつ、非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。
［変形例］
　以上の実施形態は、レーザ加工装置の一実施形態を例示したものである。したがって、本開示に係るレーザ加工装置は、上記のレーザ加工装置１に限定されず、任意に変形され得る。
　図１５～図１８は、取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。図１５の（ａ）に示されるように、取付部６５をレーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１の第１壁部２１に設けつつ、取付部６６をレーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１の第１壁部２１に設けてもよい。また、図１５の（ｂ）に示されるように、取付部６５をレーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１の第３壁部２３に設けつつ、取付部６６を、レーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１の第３壁部２３に設ける態様において、取付部６５，６６における移動部６３，６４の位置をＸ方向に互い違いにしてもよい。さらに、図１５の（ｃ）に示されるように、取付部６５をレーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１の第２壁部２２に設けつつ、取付部６６をレーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１の第２壁部２２に設けてもよい。
　また、図１６の（ａ）に示されるように、取付部６５をレーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１の第５壁部２５に設けつつ、取付部６６をレーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１の第５壁部２５に設けてもよい。また、図１６の（ｂ）に示されるように、取付部６５をレーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１の第６壁部２６に設けつつ、取付部６６をレーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１の第６壁部２６に設けてもよい。以上のように、取付部６５，６６は、それぞれ、Ｙ方向に沿って互いに対向する第４壁部２４と異なる壁部に取り付けられていればよい。さらに、図１６の（ｃ）に示されるように、第１壁部２１と第２壁部２２との間隔を拡大しつつ、Ｘ方向について筐体１１の中央部に集光部１４を設けてもよい。
　また、以上の例のように、レーザ加工装置１においては、一対のレーザ加工ヘッドとして、レーザ加工ヘッド１０Ａとレーザ加工ヘッド１０Ｂとを用いなくてもよい。すなわち、レーザ加工装置１においては、図１７の（ａ）に示されるように、一対の（１種類の）レーザ加工ヘッド１０Ａを用いたり、図１７の（ｂ）に示されるように、一対の（別の１種類の）レーザ加工ヘッド１０Ｂを用いたりすることができる。これらの場合には、一方のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂに対して他方のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０ＢをＺ軸方向を中心に１８０°回転させた状態において、それぞれの集光部１４のＸ方向の中心位置が一致するように配置される。これらの場合には、２種類のレーザ加工ヘッドを用意する必要がない。
　これらのように、レーザ加工ヘッド１０Ａのみ（或いはレーザ加工ヘッド１０Ｂのみ）を用いる場合であっても、取付部６５，６６を設ける壁部はさまざまに変更できる。例えば、図１８の（ａ）に示されるように、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１の第１壁部２１に取付部６５を設けつつ、１つのレーザ加工ヘッド１０Ａの筐体１１の第２壁部２２に取付部６６を設けることができる。また、図１８の（ｂ）に示されるように、１つのレーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１の第２壁部２２に取付部６５を設けつつ、１つのレーザ加工ヘッド１０Ｂの筐体１１の第１壁部２１に取付部６６を設けてもよい。すなわち、これらの場合であっても、取付部６５，６６は、それぞれ、Ｙ方向に沿って互いに対向する第４壁部２４と異なる壁部に取り付けられていればよい。
　また、上記実施形態においては、レーザ加工ヘッド１０Ａが取り付けられる取付部６５に対して、撮像ユニットＩＲを取り付ける態様について説明した。しかしながら、レーザ加工ヘッド１０Ｂが取り付けられる取付部６６に対して撮像ユニットＩＲを取り付け、第１スキャン処理のみが実行されているときに撮像処理を行うようにしてもよい。また、撮像ユニットＩＲは、取付部６５，６６に取り付けられる場合に限定されず、レーザ加工ヘッド１０Ａ（又はレーザ加工ヘッド１０Ｂ）と共にＹ方向及びＺ方向に移動可能な位置であって、且つ、レーザ加工ヘッド１０Ａの第４壁部２４とレーザ加工ヘッド１０Ｂの第４壁部２４のとの間に介在しない任意の位置に設けられ得る。
　なお、制御部９は、レーザ加工ヘッド１０Ａからのレーザ光Ｌ１と、レーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２とで、互に異なる波長、及びＺ方向の集光位置において、対象物１００を加工する処理（多波長加工）を実行するようにしてもよい。多波長加工は、例えば、シリコン（Ｓｉ）とガラスとを貼り合わせたウェハを加工する場合（第１の場合）や、裏面側から入射したレーザ光Ｌ１，Ｌ２の一部がデバイスに吸収されることにより回路の破損が生じ得るウェハを加工する場合（第２の場合）等に使用できる。
　第１の場合、シリコンを加工する波長（例えば１０６４ｎｍ）の光とガラスを加工する波長（例えば５３２ｎｍ）の光とがいずれも対象材料に届く必要があるため、ガラス側から加工を実施する。レーザ加工ヘッド１０Ａからのレーザ光Ｌ１の集光位置をガラス越しにシリコン内に合わせ、レーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２の集光位置をガラス内に併せて、対応する波長にて加工を実施する。このように異なる２種類の基材が貼り合されたウェハを多波長加工で加工するためには、その波長のうち、下側の記載を加工する波長は、上側の基材を透過する波長である必要がある。ここでは、一対のレーザ加工ヘッド１０Ａ，１０Ｂを用いて多波長加工を行うためスループットの向上が図られる。
　一方、第２の場合、レーザ加工ヘッド１０Ａからのレーザ光Ｌ１の集光位置をデバイス近傍に設定し、且つ、レーザ加工ヘッド１０Ｂからのレーザ光Ｌ２の集光位置をデバイスから離れた位置に設定する。レーザ光Ｌ１の波長は、デバイス側への抜け光が少なくなるように、より基材に吸収がある波長（例えば１０６４ｎｍ）とし、レーザ光Ｌ２の波長は、多少の抜け光が生じるとしても、より基材の加工に適したレーザ光Ｌ１の波長よりも長い波長（例えば１３４２ｎｍ）とすることができる。
　スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能なレーザ加工装置が提供される。
　１…レーザ加工装置、７…支持部、９…制御部、１０Ａ…レーザ加工ヘッド（第１レーザ加工ヘッド）、１０Ｂ…レーザ加工ヘッド（第２レーザ加工ヘッド）、６５…取付部（第１取付部）、６６…取付部（第２取付部）、１００…対象物、Ｃ…ライン、ＩＲ…撮像ユニット、Ｌ１，Ｌ２…レーザ光。

Claims (5)

  1. 　第１方向に沿って移動可能とされ、前記第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に沿って対象物を支持するための支持部と、
    　前記第２方向に沿って互いに対向するように配置され、前記支持部に支持された前記対象物にレーザ光を照射するための第１レーザ加工ヘッド及び第２レーザ加工ヘッドと、
    　前記第１レーザ加工ヘッドが取り付けられ、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向と前記第２方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第１取付部と、
    　前記第２レーザ加工ヘッドが取り付けられ、前記第２方向と及び前記第３方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第２取付部と、
    　前記第１取付部に取り付けられており、前記対象物を透過する光により前記対象物を撮像する撮像ユニットと、
    　を備えるレーザ加工装置。
  2. 　前記支持部、前記第１取付部、及び、前記第２取付部の移動と、前記第１レーザ加工ヘッド及び前記第２レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光の照射と、前記撮像ユニットによる前記対象物の撮像と、を制御する制御部をさらに備え、
    　前記対象物には、前記第１方向に沿って延びると共に前記第２方向に沿って配列された複数のラインが設定されており、
    　前記制御部は、
    　前記複数のラインの一のラインに対して前記第１レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を前記第１方向にスキャンする第１スキャン処理と、前記複数のラインのうちの別のラインに対して前記第２レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を前記第１方向にスキャンする第２スキャン処理とを少なくとも一部の時間において重複して実行すると共に、前記第２スキャン処理のみを実行しているときに、加工が完了したラインを含む前記対象物の領域を前記撮像ユニットにより撮像する撮像処理を実行する、
    　請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記制御部は、前記撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において前記対象物に改質領域及び／又は亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行うと共に、当該判定の結果、前記規定に沿って前記改質領域及び／又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインに沿った前記レーザ光のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する、
    　請求項２に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記制御部は、前記複数のラインのうちの前記対象物の前記第２方向の一方の端部に位置するラインから前記第２方向の内側のラインに向けて順に前記第１スキャン処理を実行しつつ、前記複数のラインのうちの前記対象物の前記第２方向の他方の端部に位置するラインから前記第２方向の内側のラインに向けて順に前記第２スキャン処理を実行する主加工処理を実行する、
    　請求項３に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記制御部は、前記主加工処理において、前記第１レーザ加工ヘッドと前記第２レーザ加工ヘッドとが前記第２方向について最接近したときに、前記第１レーザ加工ヘッドを退避させつつ前記第２スキャン処理を続行すると共に、前記撮像処理を実行する、
    　請求項４に記載のレーザ加工装置。
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