激光照射装置以及激光照射方法

摘要

本发明的激光照射装置具备：激光光源，其产生激光；空间光调制器，其具有显示相位图案的显示部；物镜，其将通过空间光调制器出射的激光聚光于对象物；传像光学系统，其将显示部中的激光图像传送至物镜的入射光瞳面；反射光检测器，其对入射于对象物并在与激光入射面相反侧的反射面被反射的激光的反射光进行检测；以及，控制部，该控制部控制显示于显示部的相位图案。当反射光检测器对反射光进行检测时，控制部使反射光像差校正图案显示于显示部，该反射光像差校正图案是对在激光透过具有规定厚度的2倍厚度的对象物的情况下所产生的像差进行校正的相位图案。

权利要求

1.一种激光照射装置，其特征在于，将激光照射于规定厚度的对象物，具备：

激光光源，其产生所述激光；

空间光调制器，其具有显示相位图案的显示部，使由所述激光光源产生的所述激光入射于所述显示部，并将该激光根据所述相位图案来进行调制并从所述显示部出射；

物镜，其将由所述空间光调制器出射的所述激光聚光于所述对象物；

传像光学系统，其将所述空间光调制器的所述显示部中的所述激光的图像传像至所述物镜的入射光瞳面；

反射光检测器，其对入射于所述对象物并在与激光入射面相反侧的相反面被反射的所述激光的反射光进行检测；

控制部，其至少控制显示于所述显示部的所述相位图案；以及位置判断部，该位置判断部根据所述反射光检测器的检测结果，来判断所述入射光瞳面的中心位置与通过所述传像光学系统传像至所述入射光瞳面的所述激光的图像的中心位置之间是否具有偏差，

当用所述反射光检测器对所述反射光进行检测时，所述控制部使反射光像差校正图案显示于所述显示部，该反射光像差校正图案是对在所述激光透过具有所述规定厚度的2倍厚度的所述对象物的情况下所产生的像差进行校正的所述相位图案，所述反射光检测器包含拍摄包含所述反射光的点像的图像的摄像机，在通过所述摄像机所拍摄的所述图像中的所述反射光的点像不是旋转对称的光学图像的情况下，所述位置判断部判断为具有所述偏差。

2.如权利要求1所述的激光照射装置，其特征在于，具备位置调整部，该位置调整部对当在所述显示部显示所述相位图案时作为基准的基准位置，根据所述反射光检测器的检测结果进行移位。

3.如权利要求2所述的激光照射装置，其特征在于，所述位置调整部以使通过所述摄像机所拍摄的所述图像中的所述反射光的点像成为旋转对称的光学图像的方式对所述基准位置进行移位。

4.如权利要求2所述的激光照射装置，其特征在于，具备移动机构，该移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方进行移动，所述控制部执行下述处理：

第一处理，使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部；

第二处理，通过所述移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方往通过所述反射光检测器能够检测所述反射光的位置进行移动；

第三处理，在所述第二处理之后，以通过所述第一处理使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部的状态，从所述激光光源产生所述激光并照射于所述对象物，并取得根据该照射所检测到的所述反射光检测器的检测结果；以及第四处理，在使所述显示部上的所述反射光像差校正图案的位置变化的条件下反复进行一次或多次所述第三处理，并取得多个所述反射光检测器的检测结果，所述位置调整部根据所述反射光检测器的多个检测结果来算出所述显示部的光轴中心，并往该光轴中心对所述基准位置进行移位。

5.如权利要求3所述的激光照射装置，其特征在于，具备移动机构，该移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方进行移动，所述控制部执行下述处理：

第一处理，使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部；

第二处理，通过所述移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方往通过所述反射光检测器能够检测所述反射光的位置进行移动；

第三处理，在所述第二处理之后，以通过所述第一处理使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部的状态，从所述激光光源产生所述激光并照射于所述对象物，并取得根据该照射所检测到的所述反射光检测器的检测结果；以及第四处理，在使所述显示部上的所述反射光像差校正图案的位置变化的条件下反复进行一次或多次所述第三处理，并取得多个所述反射光检测器的检测结果，所述位置调整部根据所述反射光检测器的多个检测结果来算出所述显示部的光轴中心，并往该光轴中心对所述基准位置进行移位。

6.一种激光照射装置，其特征在于，将激光照射于规定厚度的对象物，具备：

激光光源，其产生所述激光；

空间光调制器，其具有显示相位图案的显示部，使由所述激光光源产生的所述激光入射于所述显示部，并将该激光根据所述相位图案来进行调制并从所述显示部出射；

物镜，其将由所述空间光调制器出射的所述激光聚光于所述对象物；

传像光学系统，其将所述空间光调制器的所述显示部中的所述激光的图像传像至所述物镜的入射光瞳面；

反射光检测器，其对入射于所述对象物并在与激光入射面相反侧的相反面被反射的所述激光的反射光进行检测；

控制部，其至少控制显示于所述显示部的所述相位图案；以及位置判断部，该位置判断部根据所述反射光检测器的检测结果，来判断所述入射光瞳面的中心位置与通过所述传像光学系统传像至所述入射光瞳面的所述激光的图像的中心位置之间是否具有偏差，

当用所述反射光检测器对所述反射光进行检测时，所述控制部使反射光像差校正图案显示于所述显示部，该反射光像差校正图案是对在所述激光透过具有所述规定厚度的2倍厚度的所述对象物的情况下所产生的像差进行校正的所述相位图案，所述反射光检测器包含检测所述反射光的波前的波前传感器，在通过所述波前传感器检测到的所述反射光的波前不是平面的情况下，所述位置判断部判断为具有所述偏差。

7.如权利要求6所述的激光照射装置，其特征在于，具备位置调整部，该位置调整部对当在所述显示部显示所述相位图案时作为基准的基准位置，根据所述反射光检测器的检测结果进行移位。

8.如权利要求7所述的激光照射装置，其特征在于，所述位置调整部以使通过所述波前传感器所检测到的所述反射光的波前成为平面的方式对所述基准位置进行移位。

9.如权利要求7所述的激光照射装置，其特征在于，具备移动机构，该移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方进行移动，所述控制部执行下述处理：

第一处理，使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部；

第二处理，通过所述移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方往通过所述反射光检测器能够检测所述反射光的位置进行移动；

第三处理，在所述第二处理之后，以通过所述第一处理使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部的状态，从所述激光光源产生所述激光并照射于所述对象物，并取得根据该照射所检测到的所述反射光检测器的检测结果；以及第四处理，在使所述显示部上的所述反射光像差校正图案的位置变化的条件下反复进行一次或多次所述第三处理，并取得多个所述反射光检测器的检测结果，所述位置调整部根据所述反射光检测器的多个检测结果来算出所述显示部的光轴中心，并往该光轴中心对所述基准位置进行移位。

10.如权利要求8所述的激光照射装置，其特征在于，具备移动机构，该移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方进行移动，所述控制部执行下述处理：

第一处理，使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部；

第二处理，通过所述移动机构使所述物镜及所述对象物中的至少一方往通过所述反射光检测器能够检测所述反射光的位置进行移动；

第三处理，在所述第二处理之后，以通过所述第一处理使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部的状态，从所述激光光源产生所述激光并照射于所述对象物，并取得根据该照射所检测到的所述反射光检测器的检测结果；以及第四处理，在使所述显示部上的所述反射光像差校正图案的位置变化的条件下反复进行一次或多次所述第三处理，并取得多个所述反射光检测器的检测结果，所述位置调整部根据所述反射光检测器的多个检测结果来算出所述显示部的光轴中心，并往该光轴中心对所述基准位置进行移位。

11.一种激光照射方法，其特征在于，使用激光照射装置将激光照射于规定厚度的对象物，所述激光照射装置具备：

激光光源，其产生所述激光；

空间光调制器，其具有显示相位图案的显示部，使由所述激光光源产生的所述激光入射于所述显示部，并将该激光根据所述相位图案来进行调制并从所述显示部出射；

物镜，其将由所述空间光调制器出射的所述激光聚光于所述对象物；

传像光学系统，其将所述空间光调制器的所述显示部中的所述激光的图像传像至所述物镜的入射光瞳面；以及

反射光检测器，其对入射于所述对象物并在与激光入射面相反侧的相反面被反射的所述激光的反射光进行检测，

该激光照射方法包括下列步骤：第一步骤，使反射光像差校正图案显示于所述显示部，该反射光像差校正图案是对在所述激光透过具有所述规定厚度的2倍厚度的所述对象物的情况下所产生的像差进行校正的所述相位图案；

第二步骤，以通过所述第一步骤使所述反射光像差校正图案显示于所述显示部的状态，从所述激光光源产生所述激光并照射于所述对象物，并根据该照射通过所述反射光检测器检测所述激光的反射光；以及第三步骤，在所述第二步骤之后，对当在所述显示部显示所述相位图案时作为基准的基准位置，根据所述反射光检测器的检测结果进行移位。

说明书

激光照射装置以及激光照射方法

技术领域

[0001] 本发明的一方面是涉及激光照射装置及激光照射方法。

背景技术

[0002] 以往，作为将激光照射于对象物的激光照射装置，例如专利文献1所记载的装置是已知的。在该激光照射装置中，激光光源所产生的激光在通过空间光调制器调制之后，通过
物镜而被聚光于对象物。

[0003] [现有技术文献]

[0004] [专利文献]

[0005] [专利文献1]日本特开2011‑51011号公报

发明内容

[0006] [发明所要解决的技术问题]

[0007] 在上述激光照射装置中，通过4f光学系统等的传像光学系统，而使空间光调制器的显示部中的激光的图像传像至物镜的入射光瞳面。在此，在传像至物镜的入射光瞳面的
激光图像的中心位置与该入射光瞳面的中心位置不一致的情况下，例如，可能会使聚光于
对象物的激光的光束强度中心偏离，从而会导致加工品质(激光照射后的对象物的品质)的
恶化。

[0008] 因此，本发明的一方面是，其目的在于提供一种激光照射装置及激光照射方法，其能够掌握通过传像光学系统传像至物镜的入射光瞳面的激光图像的中心位置与该入射光
瞳面的中心位置之间的偏差。

[0009] [用以解决技术问题的技术手段]

[0010] 本发明的一方面涉及的激光照射装置将激光照射于规定厚度的对象物，该激光照射装置具备：激光光源，其产生激光；空间光调制器，其具有显示相位图案的显示部，该空间
光调制器使由激光光源产生的激光入射于显示部，并将该激光根据相位图案来进行调制并
从显示部出射；物镜，其将由空间光调制器出射的激光聚光于对象物；传像光学系统，其将
空间光调制器的显示部中的激光的图像传像至物镜的入射光瞳面；反射光检测器，其对入
射于对象物并在与激光入射面相反侧的相反面被反射的激光的反射光进行检测；以及，控
制部，其至少控制显示于显示部的相位图案，并且，当反射光检测器对反射光进行检测时，
控制部使反射光像差校正图案显示于显示部，该反射光像差校正图案是对在激光透过具有
规定厚度的2倍厚度的对象物的情况下所产生的像差进行校正的相位图案。

[0011] 在该激光照射装置中，对于从对象物的激光入射面入射后在反射面被反射的激光的反射光，通过反射光检测器进行检测。此时，针对起因于透过对象物而产生于反射光的像
差，可通过反射光空间光调制器的反射光像差校正图案进行调制而校正。在此，发现：在传
像至入射光瞳面的激光图像的中心位置与该入射光瞳面的中心位置之间具有偏差(以下，
简称为“传像位置偏差”)的情况下，相比于没有该传像位置偏差的情况，例如，由于在物镜
激光没有被适当地聚光，因此在通过反射光检测器所检测的反射光上容易出现慧形像差等
的像差的影响。因而，可根据对反射光进行检测的检测结果而掌握传像位置偏差。

[0012] 本发明的一方面的激光照射装置，也可以具备位置判断部，该位置判断部根据反射光检测器的检测结果，来判断入射光瞳面的中心位置与通过传像光学系统传像至入射光
瞳面的激光图像的中心位置之间是否具有偏差。根据该构成，能够自动判断传像位置偏差
的有无。

[0013] 在本发明的一方面的激光照射装置中，也可以是：反射光检测器包含拍摄包含反射光的点像的图像的摄像机，并且，在通过摄像机所拍摄的图像中的反射光的点像不是旋
转对称的光学图像的情况下，位置判断部判断为具有偏差。发现：对于通过摄像机所拍摄的
反射光的点像而言，当没有传像位置偏差时，其成为旋转对称的光学图像，另一方面，当具
有传像位置偏差时，其因例如慧形像差等的影响而难以成为旋转对称的光学图像。因此，在
位置判断部中，当反射光的点像不是旋转对称的光学图像的情况下判断为具有传像位置偏
差，由此，能够精确度良好地判断传像位置偏差的有无。

[0014] 在本发明的一方面的激光照射装置中，也可以是：反射光检测器包含检测反射光的波前的波前传感器，并且，在通过波前传感器所检测到的反射光的波前不是平面的情况
下，位置判断部判断为具有偏差。发现：对于反射光而言，当没有传像位置偏差时，其成为平
面波，另一方面，当具有传像位置偏差时，则难以成为平面波。因此，在位置判断部中，当波
前传感器所检测的反射光的波前不是平面的情况下判断为具有传像位置偏差，由此，能够
精确度良好地判断传像位置偏差的有无。

[0015] 本发明的一方面的激光照射装置中，也可以是：具备位置调整部，该位置调整部对当在显示部显示相位图案时作为基准的基准位置，根据反射光检测器的检测结果进行移
位。通过根据反射光检测器的检测结果对基准位置进行移位，能够例如以降低传像位置偏
差的方式自动调整传像至入射光瞳面的激光图像的位置。

[0016] 在本发明的一方面的激光照射装置中，也可以是：反射光检测器包含拍摄包含反射光的点像的图像的摄像机，并且，位置调整部以使通过摄像机所拍摄的图像中的反射光
的点像成为旋转对称的光学图像的方式对基准位置进行移位。发现：如上所述，当没有传像
位置偏差时，通过摄像机所拍摄的反射光的点像成为旋转对称的光学图像。因而，通过以使
反射光的点像成为旋转对称的光学图像的方式对基准位置进行移位，能够将传像至入射光
瞳面的激光图像的中心位置调整成与该入射光瞳面的中心位置一致，从而降低传像位置偏
差。

[0017] 在本发明的一方面的激光照射装置中，也可以是：反射光检测器包含检测反射光的波前的波前传感器，并且，位置调整部以使通过波前传感器所检测到的反射光的波前成
为平面的方式对基准位置进行移位。发现：如上所述，当没有传像位置偏差时，反射光成为
平面波。因而，通过以使通过波前传感器所检测的反射光的波前成为平面的方式对基准位
置进行移位，能够将传像至入射光瞳面的激光图像的中心位置调整成与该入射光瞳面的中
心位置一致，从而降低传像位置偏差。

[0018] 本发明的一方面的激光照射装置，也可以是：具备移动机构，该移动机构使物镜及对象物中的至少一方进行移动，并且，控制部执行下述处理：第一处理，使反射光像差校正
图案显示于显示部；第二处理，通过移动机构使物镜及对象物中的至少一方往通过反射光
检测器能够检测反射光的位置进行移动；第三处理，在第二处理之后，以通过第一处理使反
射光像差校正图案显示于显示部的状态，从激光光源产生激光并照射于对象物，并取得根
据该照射所检测到的反射光检测器的检测结果；以及，第四处理，在使显示部上的反射光像
差校正图案的位置变化的条件下反复进行一次或多次第三处理，并取得多个反射光检测器
的检测结果，并且，位置调整部根据反射光检测器的多个检测结果来算出显示部的光轴中
心，并往该光轴中心对基准位置进行移位。在该情况下，能够具体地实现用以降低传像位置
偏差的调整。

[0019] 本发明的一方面的激光照射方法是，使用激光照射装置将激光照射于规定厚度的对象物，该激光照射装置具备：激光光源，其产生激光；空间光调制器，其具有显示相位图案
的显示部，该空间光调制器使由激光光源所产生的激光入射于显示部，并将该激光根据相
位图案来进行调制并从显示部出射；物镜，其将通过空间光调制器出射的激光聚光于对象
物；传像光学系统，其将空间光调制器的显示部中的激光的图像传像至物镜的入射光瞳面；
反射光检测器，其对入射于对象物并在与激光入射面相反侧的相反面被反射的激光的反射
光进行检测，并且，该激光照射方法包括下列步骤：第一步骤，使反射光像差校正图案显示
于显示部，该反射光像差校正图案是对在激光透过具有规定厚度的2倍厚度的对象物的情
况下所产生的像差进行校正的相位图案；第二步骤，以通过第一步骤使反射光像差校正图
案显示于显示部的状态，从激光光源产生激光并照射于对象物，并根据该照射通过反射光
检测器检测激光的反射光；第三步骤，在第二步骤之后，对当在显示部显示相位图案时作为
基准的基准位置，根据反射光检测器的检测结果进行移位。

[0020] 发现：如上所述，在具有传像位置偏差的情况下，相比于没有该传像位置偏差的情况，在通过反射光检测器所检测的反射光上容易显现慧形像差等的像差的影响。因而，通过
第二步骤中检测的反射光的检测结果而能够掌握传像位置偏差。进一步，通过第三步骤中
根据反射光检测器的检测结果对基准位置进行移位，能够以降低传像位置偏差的方式调整
传像至入射光瞳面的激光图像的位置。

[0021] [发明效果]

[0022] 根据本发明的一方面，能够提供一种激光照射装置及激光照射方法，据此能够掌握通过传像光学系统传像至物镜的入射光瞳面的激光图像的中心位置与该入射光瞳面的
中心位置之间的偏差。

附图说明

[0023] [图1]图1是用以形成改质区域的激光加工装置的简要结构图。

[0024] [图2]图2是成为改质区域的形成对象的加工对象物的俯视图。

[0025] [图3]图3是沿着图2的加工对象物的III‑III线的剖面图。

[0026] [图4]图4是激光加工后的加工对象物的俯视图。

[0027] [图5]图5是沿着图4的加工对象物的V‑V线的剖面图。

[0028] [图6]图6是沿着图4的加工对象物的VI‑VI线的剖面图。

[0029] [图7]图7是实施方式的激光加工装置的立体图。

[0030] [图8]图8是被安装于图7的激光加工装置的支承台的加工对象物的立体图。

[0031] [图9]图9是沿着图7的ZX平面的激光输出部的剖面图。

[0032] [图10]图10是图7的激光加工装置的激光输出部及激光聚光部的一部分的立体图。

[0033] [图11]图11是沿着图7的XY平面的激光聚光部的剖面图。

[0034] [图12]图12是沿着图11的XII‑XII线的激光聚光部的剖面图。

[0035] [图13]图13是沿着图12的XIII‑XIII线的激光聚光部的剖面图。

[0036] [图14]图14是图7的激光加工装置中的反射型空间光调制器的部分剖面图。

[0037] [图15]图15是表示图11的激光聚光部的反射型空间光调制器、4f透镜单元及聚光透镜单元的光学配置关系的图。

[0038] [图16]图16是表示实施方式的激光加工装置的重要部分的简要结构图。

[0039] [图17]图17是说明激光的背面反射时的各聚光状态的简要剖面图。

[0040] [图18]图18是显示在图17的各聚光状态中通过观察用摄像机所拍摄的点像图像的例的照片图。

[0041] [图19]图19是说明没有产生传像位置偏差的状态的示意图。

[0042] [图20]图20是说明产生有传像位置偏差的状态的示意图。

[0043] [图21]图21是例示当使显示于液晶层的相位图案的位置变化时的点像图像的图。

[0044] [图22]图22是例示当使显示于液晶层的相位图案的位置变化时的点像图像的另一图。

[0045] [图23]图23是表示实施方式的激光照射方法的流程图。

[0046] [图24]图24是表示图23的基准位置调整处理的流程图。

[0047] [图25]图25是表示基准位置与激光加工结果的关系的表。

[0048] [图26]图26是表示基准位置与激光加工结果的关系的另一表。

[0049] [图27]图27是表示变形例的激光加工装置的重要部分的简要结构图。

具体实施方式

[0050] 以下，参照附图详细地说明实施方式。另外，在各图中，对于相同或相当部分标注相同符号，并省略重复说明。

[0051] 在实施方式的激光加工装置(激光照射装置)中，通过将激光聚光于加工对象物，而沿着切断预定线在加工对象物中形成改质区域。因此，首先，针对改质区域的形成，参照
图1～图6来进行说明。

[0052] 如图1所示，激光加工装置100具备：激光光源101、分光镜103、以及聚光用透镜105，其中，激光光源101将激光L进行脉冲振荡；分光镜103被配置成使激光L的光轴(光路)
的方向能够转变90°；聚光用透镜105将激光L聚光。此外，激光加工装置100具备：支承台
107、载置台111、激光光源控制部102、以及载置台控制部115，其中，支承台107支承通过聚
光用透镜105聚光后的激光L所照射的对象物、即加工对象物1；载置台111是使支承台107进
行移动的移动机构；激光光源控制部102控制激光光源101，以调节激光L的输出或脉宽、脉
冲波形等；载置台控制部115控制载置台111的移动。

[0053] 在该激光加工装置100中，从激光光源101出射的激光L通过分光镜103而能够将其光轴的方向转变90°，并通过聚光用透镜105而聚光于在支承台107上所载置的加工对象物1
的内部。并且，使载置台111移动，从而使加工对象物1相对于激光L沿着切断预定线5进行相
对移动。由此，在加工对象物1上形成沿着切断预定线5的改质区域。另外，在此，为了使激光
L相对地移动而移动的是载置台111，但也可以移动聚光用透镜105，或者也可以移动它们双
方。

[0054] 作为加工对象物1，可以使用包含由半导体材料所形成的半导体基板或由压电材料所形成的压电基板等的板状的部件(例如，基板、晶圆等)。如图2所示，在加工对象物1上
设定有用来切断加工对象物1的切断预定线5。切断预定线5是呈直线状延伸的假想线。在加
工对象物1的内部形成改质区域的情况下，如图3所示，在使聚光点(聚光位置)P对准加工对
象物1的内部的状态下，使激光L沿着切断预定线5(即，在图2的箭头A方向)相对地进行移
动。由此，如图4、图5及图6所示，改质区域7沿着切断预定线5形成于加工对象物1，而沿着切
断预定线5形成的改质区域7成为切断起点区域8。切断预定线5对应于照射预定线。

[0055] 聚光点P是指激光L聚光的部位。切断预定线5并不限于直线形，可以为曲线形，也可以为将这些组合而成的3维形状，或也可以为座标被指定的形状。切断预定线5并不限于
假想线，也可以为在加工对象物1的表面3实际画出的线。改质区域7有时会连续地形成，有
时会断断续续地形成。改质区域7可以是列状也可以是点状，重点在于，只要改质区域7至少
形成在加工对象物1的内部、表面3或背面即可。有时以改质区域7作为起点而形成龟裂，龟
裂及改质区域7也可以露出于加工对象物1的外表面(表面3、背面、或外周面)。形成改质区
域7时的激光入射面并不限定于加工对象物1的表面3，也可以为加工对象物1的背面。

[0056] 另外，在加工对象物1的内部形成改质区域7的情况下，激光L透过加工对象物1并且在位于加工对象物1的内部的聚光点P附近特别地被吸收。由此，在加工对象物1中形成改
质区域7(即，内部吸收型激光加工)。在此情况中，由于在加工对象物1的表面3几乎不吸收
激光L，因此加工对象物1的表面3并不会熔融。另一方面，在加工对象物1的表面3或背面形
成改质区域7的情况下，激光L在位于表面3或背面的聚光点P附近特别地被吸收，从表面3或
背面进行熔融并被去除，从而形成孔或沟槽等的去除部(表面吸收型激光加工)。

[0057] 改质区域7是指密度、折射率、机械性强度或其他的物理特性成为与周围不同状态的区域。作为改质区域7，例如，有熔融处理区域(意味着：暂时熔融后再固化而成的区域、熔
融状态中的区域及从熔融再固化的状态中的区域当中至少任一方)、裂缝区域、绝缘破坏区
域、折射率变化区域等，也有这些混合地存在的区域。进一步，作为改质区域7，还有：在加工
对象物1的材料中改质区域7的密度与非改质区域的密度相比发生了变化的区域，或形成有
晶格缺陷的区域。在加工对象物1的材料为单结晶硅的情况下，改质区域7也被称作高重排
密度区域。

[0058] 对于熔融处理区域、折射率变化区域、改质区域7的密度与非改质区域的密度相比发生了变化的区域、以及形成有晶格缺陷的区域而言，有时进一步在这些区域的内部或改
质区域7与非改质区域的界面内含龟裂(裂纹、微裂缝)。所内含的龟裂包括横跨改质区域7
的整个面的情况或仅形成于一部分或多个部分的情况。加工对象物1包括由具有结晶构造
的结晶材料所构成的基板。例如，加工对象物1包括由氮化镓(GaN)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、
LiTaO3以及蓝宝石(Al2O3)中的至少任一种所形成的基板。换言之，加工对象物1例如包括氮
化镓基板、硅基板、SiC基板、LiTaO3基板、或者蓝宝石基板。结晶材料可以为各向异性结晶
及各向同性结晶中的任一方。此外，加工对象物1可以包括由具有非晶构造(非晶质构造)的
非结晶材料所构成的基板，例如，可以包括玻璃基板。

[0059] 在实施方式中，可以通过沿着切断预定线5形成多个改质点(加工痕)而形成改质区域7。在此情况下，通过使多个改质点聚集而成为改质区域7。改质点是指通过脉冲激光的
1个脉冲的射击(也就是说，1个脉冲的激光照射：激光射击)所形成的改质部分。作为改质
点，可列举：裂缝点、熔融处理点或折射率变化点、或者这些的至少1个混合存在的点等。关
于改质点，在考虑所要求的切断精度、所要求的切断面的平坦性、加工对象物1的厚度、种
类、结晶方位等的情况下，可以对其大小或所产生的龟裂的长度进行适当控制。此外，在实
施方式中，可以沿着切断预定线5形成改质点作为改质区域7。

[0060] [实施方式的激光加工装置]

[0061] 接着，对实施方式的激光加工装置进行说明。在以下说明中，将水平面内彼此正交的方向设为X轴方向及Y轴方向，将垂直方向设为Z轴方向。

[0062] [激光加工装置的整体构成]

[0063] 如图7所示，激光加工装置200具备装置框架210、第一移动机构220、支承台230、以及第二移动机构(移动机构)240。进一步，激光加工装置200具备激光输出部300、激光聚光
部400以及控制部500。

[0064] 第一移动机构220被安装于装置框架210。第一移动机构220具有：第一轨道单元221、第二轨道单元222、以及可动基座223。第一轨道单元221安装于装置框架210。在第一轨
道单元221中设置有沿着Y轴方向延伸的一对轨道221a、221b。第二轨道单元222以能够沿着
Y轴方向移动的方式安装于第一轨道单元221的一对轨道221a、221b。在第二轨道单元222中
设置有沿着X轴方向延伸的一对轨道222a、222b。可动基座223以能够沿着X轴方向移动的方
式安装于第二轨道单元222的一对轨道222a、222b。可动基座223能够以与Z轴方向平行的轴
线作为中心线而进行旋转。

[0065] 支承台230安装于可动基座223。支承台230支承加工对象物1。加工对象物1是例如在由硅等的半导体材料构成的基板的表面侧以矩阵形态形成有多个功能元件(光二极管等
的受光元件、激光二极管等的发光元件、或者被形成为电路的电路元件等)的产品。当加工
对象物1被支承于支承台230时，如图8所示，在贴在环状的框架11的薄膜12上，贴附例如加
工对象物1的表面1a(多个功能元件侧的面)。支承台230通过夹具来保持框架11，并且通过
真空吸盘来吸附薄膜12，由此而支承加工对象物1。在支承台230上，彼此平行的多个切断预
定线5a及彼此平行的多个切断预定线5b以穿过相邻的功能元件之间的方式以格子形状设
定于加工对象物1。加工对象物1呈规定厚度(在此为775μm)的板状。对于加工对象物1的规
定厚度并没有特别的限制，当然可以为各种厚度。

[0066] 如图7所示，通过第一移动机构220中的第二轨道222的动作，支承台230沿着Y轴方向移动。此外，通过第一移动机构220中的可动基座223的动作，支承台230沿着X轴方向移
动。进一步，通过第一移动机构220中的可动基座223的动作，支承台230以与Z轴方向平行的
轴线作为中心线而进行旋转。如此，以能够沿着X轴方向及Y轴方向进行移动、且能够以与Z
轴方向平行的轴线作为中心线而进行旋转的方式，支承台230安装于装置框架210。

[0067] 激光输出部300安装于装置框架210。激光聚光部400经由第二移动机构240安装于装置框架210。通过第二移动机构240的动作，激光聚光部400沿着Z轴方向移动。如此，以相
对于激光输出部300能够沿着Z轴方向移动的方式，激光聚光部400安装于装置框架210。

[0068] 控制部500由CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等构成。控制部500控制激光加工装置200的各部的动作。

[0069] 作为一例，在激光加工装置200中，以如下所述方式，沿着各切断预定线5a、5b(参照图8)在加工对象物1的内部形成改质区域。

[0070] 首先，以使加工对象物1的背面1b(参照图8)成为激光入射面的方式，将加工对象物1支承于支承台230，并使加工对象物1的各切断预定线5a与X轴平行的方向一致。接着，以
使激光L的聚光点位于加工对象物1的内部中从加工对象物1的激光入射面离开规定距离的
位置的方式，通过第二移动机构240使激光聚光部400移动。接着，一边使加工对象物1的激
光入射面与激光L的聚光点的距离维持一定，一边使激光L的聚光点沿着各切断预定线5a相
对地移动。由此，沿着各切断预定线5a在加工对象物1的内部形成改质区域。

[0071] 在沿着各切断预定线5a的改质区域的形成结束之后，通过第一移动机构220使支承台230进行旋转，并使加工对象物1的各切断预定线5b与X轴方向平行的方向一致。接着，
以使激光L的聚光点位于加工对象物1的内部中从加工对象物1的激光入射面离开规定距离
的位置的方式，通过第二移动机构240使激光聚光部400移动。接着，一边使加工对象物1的
激光入射面与激光L的聚光点的距离维持一定，一边使激光L的聚光点沿着各切断预定线5b
相对地移动。由此，沿着各切断预定线5b在加工对象物1的内部形成改质区域。

[0072] 如此，在激光加工装置200中，将与X轴方向平行的方向设为加工方向(激光L的扫描方向)。另外，沿着各切断预定线5a的激光L的聚光点的相对的移动、及沿着各切断预定线
5b的激光L的聚光点的相对的移动是通过第一移动机构220使支承台230沿着X轴方向移动
来实施的。此外，各切断预定线5a之间的激光L的聚光点的相对的移动、及各切断预定线5b
之间的激光L的聚光点的相对的移动是通过第一移动机构220使支承台230沿着Y轴方向移
动来实施的。

[0073] 如图9所示，激光输出部300具有安装基座301、盖302、以及多个反射镜303、304。进一步，激光输出部300具有：激光振荡器(激光光源)310、快门320、λ/2波长板单元330、偏光
板单元340、扩束器350、以及反射镜单元360。

[0074] 安装基座301支承多个反射镜303、304、激光振荡器310、快门320、λ/2波长板单元330、偏光板单元340、扩束器350及反射镜单元360。多个反射镜303、304、激光振荡器310、快
门320、λ/2波长板单元330、偏光板单元340、扩束器350及反射镜单元360安装于安装基座
301的主面301a。安装基座301是板状构件，其相对于装置框架210(参照图7)是可装卸的。激
光输出部300经安装基座301安装于装置框架210。也就是说，激光输出部300相对于装置框
架210是可装卸的。

[0075] 在安装基座301的主面301a上，盖302覆盖多个反射镜303、304、激光振荡器310、快门320、λ/2波长板单元330、偏光板单元340、扩束器350及反射镜单元360。盖302相对于安装
基座301是可装卸的。

[0076] 激光振荡器310将直线偏光的激光L沿着X轴方向进行脉冲振荡。从激光振荡器310出射的激光L的波长包含于500～550nm、1000～1150nm或1300～1400nm中的任一波长范围
内。500～550nm的波长范围的激光L适于对例如由蓝宝石构成的基板的内部吸收型激光加
工。1000～1150nm及1300～1400nm的各波长范围的激光L是适于对例如由硅构成的基板的
内部吸收型激光加工。从激光振荡器310出射的激光L的偏光方向例如是与Y轴方向平行的
方向。从激光振荡器310出射的激光L被反射镜303反射，沿着Y轴方向入射于快门320。

[0077] 在激光振荡器310中，以如下方式，将激光L的输出的开关(ON/OFF)进行切换。在激光振荡器310为由固体激光器构成的情况下，通过将设置于共振器内的Q开关(AOM(音响光
学调制器)、EOM(电光学调制器)等)的开关(ON/OFF)进行切换，从而将激光L的输出的开关
(ON/OFF)进行高速切换。在激光振荡器310为由光纤激光器构成的情况下，通过将构成种子
激光器、扩大(激发用)激光器的半导体激光器的输出的开关(ON/OFF)进行切换，从而将激
光L的输出的开关(ON/OFF)进行高速切换。在激光振荡器310使用外部调制元件的情况下，
通过将设置于共振器外的外部调制元件(AOM、EOM等)的开关(ON/OFF)进行切换，从而将激
光L的输出的开关(ON/OFF)进行高速切换。

[0078] 快门320通过机械式的构件来对激光L的光路径进行开闭。关于来自激光输出部300的激光L的输出的开关(ON/OFF)的切换，如上所述，通过激光振荡器310的激光L的输出
的开关(ON/OFF)的切换来实施，另一方面，通过设置快门320，能够防止例如从激光输出部
300激光L意外地出射。通过快门320的激光L被反射镜304反射，并沿着X轴方向依次入射于
λ/2波长板单元330及偏光板单元340。

[0079] λ/2波长板单元330及偏光板单元340发挥作为调整激光L的输出(光强度)的输出调整部的功能。此外，λ/2波长板单元330及偏光板单元340发挥作为调整激光L的偏光方向
的偏光方向调整部的功能。依次通过λ/2波长板单元330及偏光板单元340的激光L沿着X轴
方向入射于扩束器350。

[0080] 扩束器350一边调整激光L的直径，一边使激光L平行化。通过扩束器350的激光L沿着X轴方向入射于反射镜单元360。

[0081] 反射镜单元360具有支承基座361及多个反射镜362、363。支承基座361支承多个反射镜362、363。支承基座361以能够沿着X轴方向及Y轴方向调整位置的方式安装于安装基座
301。反射镜(第一反射镜)362将通过扩束器350的激光L向Y轴方向反射。反射镜362以使其
反射面能够在例如与Z轴平行的轴线周围进行角度调整的方式安装于支承基座361。反射镜
(第二反射镜)363将通过反射镜362反射的激光L向Z轴方向反射。反射镜363以使其反射面
能够在例如与X轴平行的轴线周围进行角度调整且能够沿着Y轴方向进行位置调整的方式
安装于支承基座361。被反射镜363反射的激光L通过形成于支承基座361的开口361a，并沿
着Z轴方向入射于激光聚光部400(参照图7)。也就是说，通过激光输出部300的激光L的出射
方向与激光聚光部400的移动方向一致。如上所述，各反射镜362、363具有用以调整反射面
的角度的结构。在反射镜单元360中，通过实施相对于安装基座301的支承基座361的位置调
整、相对于支承基座361的反射镜363的位置调整、及各反射镜362、363的反射面的角度调
整，而使从激光输出部300出射的激光L的光轴的位置及角度与激光聚光部400相配。也就是
说，多个反射镜362、363是用以调整从激光输出部300出射的激光L的光轴的结造。

[0082] 如图10所示，激光聚光部400具有壳体401。壳体401呈以Y轴方向作为长度方向的长方体形状。壳体401的一侧面401e安装有第二移动机构240(参照图11及图13)。在壳体401
上，以与反射镜单元360的开口361a在Z轴方向上相对的方式，设置有圆筒状的光入射部
401a。光入射部401a使从激光输出部300出射的激光L入射于壳体401内。反射镜单元360与
光入射部401a彼此相分离，其距离满足当通过第二移动机构240使激光聚光部400沿着Z轴
方向移动时彼此不会接触这一条件。

[0083] 如图11及图12所示，激光聚光部400具有反射镜402及二向色镜403。进一步，激光聚光部400具有：反射型空间光调制器410、4f透镜单元420、聚光透镜单元(物镜)430、驱动
机构440、以及一对测距传感器450。

[0084] 反射镜402以与光入射部401a在Z轴方向上相对的方式安装于壳体401的底面401b。反射镜402将透过光入射部401a入射于壳体401内的激光L向与XY平面平行的方向反
射。通过激光输出部300的扩束器350平行化后的激光L沿着Z轴方向入射于反射镜402。也就
是说，激光L作为平行光沿着Z轴方向入射于反射镜402。因此，即使通过第二移动机构240使
激光聚光部400沿着Z轴方向进行移动，也能够使沿着Z轴方向入射于反射镜402的激光L的
状态维持一定。被反射镜402反射的激光L入射于反射型空间光调制器410。

[0085] 反射型空间光调制器410以反射面410a面对壳体401内的状态安装于Y轴方向的壳体401的端部401c。反射型空间光调制器410是例如反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on 
Silicon)的空间光调制器(SLM：Spatial Light Modulator)，其一边对激光L进行调制，一
边将激光L向Y轴方向反射。由反射型空间光调制器410调制并且反射的激光L沿着Y轴方向
入射于4f透镜单元420。在此，在与XY平面平行的平面内，由入射于反射型空间光调制器410
的激光L的光轴、与从反射型空间光调制器410出射的激光L的光轴所形成的角度α被设定为
锐角(例如，10～60°)。也就是说，激光L在反射型空间光调制器410中沿着XY平面以锐角进
行反射。这是为了抑制激光L的入射角及反射角来抑制折射效率的降低，充分发挥反射型空
间光调制器410的性能。另外，在反射型空间光调制器410中，例如，由于使用液晶的光调制
层的厚度极薄，即，达到几μm～几十μm程度，因此，反射面410a实质上能够与光调制层的光
入射出射面相同地进行捕捉。

[0086] 4f透镜单元420具有：保持具421、反射型空间光调制器410侧的透镜422、聚光透镜单元430侧的透镜423、以及狭缝构件424。保持具421是用来保持一对透镜422、423及狭缝构
件424。保持具421将沿着激光L的光轴的方向的一对透镜422、423及狭缝构件424的彼此的
位置关系维持为一定。一对透镜422、423构成反射型空间光调制器410的反射面410a与聚光
透镜单元430的入射光瞳面(瞳面)430a具有成像关系的两侧远心光学系统。由此，在反射型
空间光调制器410的反射面410a的激光L的图像(在反射型空间光调制器410中调制后的激
光L的图像)被传像(成像)至聚光透镜单元430的入射光瞳面430a。在狭缝构件424上形成有
狭缝424a。狭缝424a位于透镜422与透镜423之间且位于透镜422的焦点面附近。经反射型空
间光调制器410调制并且反射的激光L中的不要的部分被狭缝构件424遮断。通过4f透镜单
元420的激光L沿着Y轴方向入射于二向色镜403。

[0087] 二向色镜403将激光L的大部分(例如，95～99.5％)反射至Z轴方向，并使激光L的一部分(例如，0.5～5％)沿着Y轴方向透过。激光L的大部分在二向色镜403上沿着ZX平面以
直角进行反射。被二向色镜403反射的激光L沿着Z轴方向入射于聚光透镜单元430。

[0088] 聚光透镜单元430经由驱动机构440而安装于Y轴方向的壳体401的端部401d(端部401c的相反侧的端部)。聚光透镜单元430具有：保持具431及多个透镜432。保持具431保持
多个透镜432。多个透镜432将激光L聚光于支承台230所支承的加工对象物1(参照图7)。驱
动机构440通过压电元件的驱动力，使聚光透镜单元430沿着Z轴方向移动。

[0089] 一对测距传感器450以在X轴方向上位于聚光透镜单元430的两侧的方式，安装于壳体401的端部401d。各测距传感器450通过对支承台230所支承的加工对象物1(参照图7)
的激光入射面出射测距用的光(例如，激光)，并检测被该激光入射面反射的测距用的光，而
取得加工对象物1的激光入射面的位移数据。另外，关于测距传感器450，可以利用三角测距
方式、激光共焦点方式、白色共焦点方式、分光干扰方式、非点像差方式等的传感器。

[0090] 在激光加工装置200中，如上所述，将与X轴方向平行的方向设为加工方向(激光L的扫描方向)。因此，当激光L的聚光点沿着各切断预定线5a、5b相对地移动时，一对测距传
感器450中，相对于聚光透镜单元430而相对地先行的测距传感器450会取得沿着各切断预
定线5a、5b的加工对象物1的激光入射面的位移数据。接着，为了使加工对象物1的激光入射
面与激光L的聚光点的距离维持一定，驱动机构440根据通过测距传感器450所取得的位移
数据使聚光透镜单元430沿着Z轴方向进行移动。

[0091] 激光聚光部400具有：分束器461、一对透镜462、463、以及轮廓取得用摄像机464。分束器461将透过二向色镜403的激光L区分成反射成分与透过成分。通过分束器461反射的
激光L沿着Z轴方向依次入射于一对透镜462、463及轮廓取得用摄像机464。一对透镜462、
463构成聚光透镜单元430的入射光瞳面430a与轮廓取得用摄像机464的摄像面具有成像关
系的两侧远心光学系统。由此，在聚光透镜单元430的入射光瞳面430a的激光L的图像被传
像(成像)至轮廓取得用摄像机464的摄像面。如上所述，在聚光透镜单元430的入射光瞳面
430a的激光L的图像是在反射型空间光调制器410中调制后的激光L的图像。因而，在激光加
工装置200中，通过监视由轮廓取得用摄像机464所产生的摄像结果，而能够掌握反射型空
间光调制器410的动作状态。

[0092] 进一步，激光聚光部400具有：分束器471、透镜472、以及激光L的光轴位置监测用的摄像机473。分束器471将透过分束器461的激光L区分成反射成分与透过成分。通过分束
器471反射的激光L沿着Z轴方向依次入射于透镜472及摄像机473。透镜472将入射的激光L
聚光于摄像机473的摄像面上。在激光加工装置200中，通过一边监视由轮廓取得用摄像机
464及摄像机473分别产生的摄像结果，一边在反射镜单元360中，实施相对于安装基座301
的支承基座361的位置调整、相对于支承基座361的反射镜363的位置调整、及各反射镜362、
363的反射面的角度调整(参照图9及图10)，从而能够对入射于聚光透镜单元430的激光L的
光轴的偏差(相对于聚光透镜单元430的激光的强度分布的位置偏差、及相对于聚光透镜单
元430的激光L的光轴的角度偏差)进行校正。

[0093] 多个分束器461、471被配置于从壳体401的端部401d沿着Y轴方向延伸的筒体404内。一对透镜462、463被配置于沿着Z轴方向立设于筒体404上的筒体405内，轮廓取得用摄
像机464被配置于筒体405的端部。透镜472被配置于沿着Z轴方向立设于筒体404上的筒体
406内，摄像机473被配置于筒体406的端部。筒体405与筒体406在Y轴方向上彼此并列地设
置。另外，透过分束器471的激光L可以被设置于筒体404的端部的减震器等吸收，或者，也可
以被利用于适当的用途。

[0094] 如图12及图13所示，激光聚光部400具有：可见光源481、多个透镜482、标线483、反射镜484、半反射镜485、分束器486、透镜487、以及观察用摄像机488。可见光源481沿着Z轴
方向出射可见光V。多个透镜482使从可见光源481出射的可见光V平行化。标线483对可见光
V赋予刻度线。反射镜484将通过多个透镜482而平行化的可见光V向X轴方向反射。半反射镜
485将被反射镜484反射的可见光V区分成反射成分与透过成分。通过半反射镜485所反射的
可见光V沿着Z轴方向依次透过分束器486及二向色镜403，经过聚光透镜单元430而照射于
支承台230支承的加工对象物1(参照图7)。

[0095] 照射于加工对象物1的可见光V被加工对象物1的激光入射面反射，经过聚光透镜单元430入射于二向色镜403，沿着Z轴方向透过二向色镜403。分束器486将透过二向色镜
403的可见光V区分成反射成分与透过成分。透过分束器486的可见光V透过半反射镜485，沿
着Z轴方向依次入射于透镜487及观察用摄像机488。透镜487将入射的可见光V聚光于观察
用摄像机488的摄像面上。在激光加工装置200中，通过观察由观察用摄像机488所产生的摄
像结果，从而能够掌握加工对象物1的状态。

[0096] 反射镜484、半反射镜485及分束器486被配置于安装于壳体401的端部401d上的保持具407内。多个透镜482及标线483被配置于沿着Z轴方向立设于保持具407上的筒体408
内，可见光源481被配置于筒体408的端部。透镜487被配置于沿着Z轴方向立设于保持具407
上的筒体409内，观察用摄像机488被配置于筒体409的端部。筒体408与筒体409在X轴方向
上彼此并列地设置。另外，对于沿着X轴方向透过半反射镜485的可见光V、及通过分束器486
被反射至X轴方向的可见光V而言，可以分别被设置于保持具407的壁部的减震器等吸收，或
者，也可以分别被利用于适当的用途。

[0097] 激光加工装置200中，设想会有激光输出部300的交换。其原因在于，根据加工对象物1的规格及加工条件等，适于加工的激光L的波长是不同的。因而，准备所出射的激光L的
波长彼此不同的多个激光输出部300。在此，准备所出射的激光L的波长包含于500～550nm
的波长范围内的激光输出部300、所出射的激光L的波长包含于1000～1150nm的波长范围内
的激光输出部300、及所出射的激光L的波长包含于1300～1400nm的波长范围内的激光输出
部300。

[0098] 另一方面，在激光加工装置200中，并未设想会有激光聚光部400的交换。其原因在于，激光聚光部400对应于多个波长(对应于彼此不连续的多个波长范围)。具体而言，反射
镜402、反射型空间光调制器410、4f透镜单元420的一对透镜422、423、二向色镜403、及聚光
透镜单元430的透镜432等对应于多个波长。在此，激光聚光部400对应于500～550nm、1000
～1150nm及1300～1400nm的波长范围。其是通过如下方式实现的：即，以满足所期望的光学
性能的方式来设计激光聚光部400的各个结构，例如，将规定的介电体多层膜涂覆于激光聚
光部400的各个结构上等。另外，在激光输出部300中，λ/2波长板单元330具有λ/2波长板，偏
光板单元340具有偏光板。λ/2波长板及偏光板是波长依赖性高的光学元件。因此，关于λ/2
波长板单元330及偏光板单元340，针对每一波长范围设计不同的结构，并将它们设置于激
光输出部300。

[0099] [激光加工装置中的激光的光路及偏光方向]

[0100] 激光加工装置200中，如图11所示，聚光于支承台230所支承的加工对象物1的激光L的偏光方向为与X轴方向平行的方向，且与加工方向(激光L的扫描方向)一致。在此，在反
射型空间光调制器410中，激光L以P偏振光的方式进行反射。其原因在于，在反射型空间光
调制器410的光调制层使用液晶的情况下，以在与“包含对于反射型空间光调制器410进行
入射出射的激光L的光轴的平面”平行的面内使液晶分子倾斜的方式，使该液晶取向时，在
偏振面的旋转被抑制的状态下对激光L实施相位调制(例如，参照日本专利第3878758号公
报)。另一方面，在二向色镜403中，激光L以S偏振光的方式进行反射。其原因在于，相比于使
激光L以P偏振光的方式进行反射的情况，在使激光L以S偏振光的方式进行反射时，二向色
镜403的设计更容易，例如，用以使二向色镜403对应于多个波长的介电体多层膜的涂覆次
数减少等。

[0101] 因而，在激光聚光部400中，从反射镜402经过反射型空间光调制器410及4f透镜单元420到达二向色镜403的光路被设定成沿着XY平面，从二向色镜403到达聚光透镜单元430
的光路被设定成沿着Z轴方向。

[0102] 如图9所示，在激光输出部300中，激光L的光路被设定成沿着X轴方向或Y轴方向。具体而言，从激光振荡器310到达反射镜303的光路，以及从反射镜304经过λ/2波长板单元
330、偏光板单元340及扩束器350到达反射镜单元360的光路被设定成沿着X轴方向，从反射
镜303经过快门320到达反射镜304的光路，以及在反射镜单元360中从反射镜362到达反射
镜363的光路被设定成沿着Y轴方向。

[0103] 在此，如图11所示，沿着Z轴方向从激光输出部300行进至激光聚光部400的激光L被反射镜402反射至与XY平面平行的方向，并入射于反射型空间光调制器410。此时，在与XY
平面平行的平面内，由入射于反射型空间光调制器410的激光L的光轴、与从反射型空间光
调制器410出射的激光L的光轴形成锐角即角度α。另一方面，如上所述，在激光输出部300
中，激光L的光路被设定成沿着X轴方向或Y轴方向。

[0104] 因而，在激光输出部300中，λ/2波长板单元330及偏光板单元340不仅发挥作为调整激光L的输出的输出调整部的功能，也必须要发挥作为调整激光L的偏振方向的偏振方向
调整部的功能。

[0105] [反射型空间光调制器]

[0106] 如图14所示，反射型空间光调制器410是通过依次层叠硅基板213、驱动电路层914、多个像素电极214、介电体多层膜反射镜等的反射膜215、取向膜999a、液晶层(显示部)
216、取向膜999b、透明导电膜217、及玻璃基板等的透明基板218而构成的。

[0107] 透明基板218具有沿着XY平面的表面218a，该表面218a构成反射型空间光调制器410的反射面410a。透明基板218由例如玻璃等的光透过性材料构成，并将从反射型空间光
调制器410的表面218a入射的规定波长的激光L向反射型空间光调制器410的内部透过。透
明导电膜217形成于透明基板218的背面上，由使激光L透过的导电性材料(例如ITO)构成。

[0108] 多个像素电极214沿着透明导电膜217在硅基板213上排列成矩阵形状。各像素电极214由例如铝等的金属材料构成，它们的表面214a被加工成平坦且平滑。多个像素电极
214被设置于驱动电路层914的主动矩阵电路驱动。

[0109] 主动矩阵电路设置于多个像素电极214与硅基板213之间，根据将要从反射型空间光调制器410输出的光像来控制对各像素电极214的施加电压。这样的主动矩阵电路例如具
有第一驱动电路和第二驱动电路，并被构成为通过控制部5000中的后述空间光调制器控制
器502(参照图16)来将规定电压施加于由两个驱动电路所指定的像素的像素电极214，其
中，第一驱动电路控制排列在未图示的X轴方向上的各像素列的施加电压，第二驱动电路控
制排列在Y轴方向上的各像素列的施加电压。

[0110] 取向膜999a、999b配置于液晶层216的两端面，使液晶分子群在一定方向上排列。取向膜999a、999b由例如聚酰亚胺等的高分子材料构成，并对与液晶层216的接触面施以磨
擦处理。

[0111] 液晶层216配置于多个像素电极214与透明导电膜217之间，根据由各像素电极214与透明导电膜217形成的电场来对激光L进行调制。即，通过驱动电路层914的主动矩阵电路
来对各像素电极214施加电压时，在透明导电膜217与各像素电极214之间形成电场，而对应
于形成于液晶层216的电场的大小，液晶分子216a的排列方向发生变化。接着，激光L透过透
明基板218及透明导电膜217入射于液晶层216之后，该激光L会在通过液晶层216的期间被
液晶分子216a调制，在反射膜215上进行反射之后，再被液晶层216调制，并出射。

[0112] 此时，通过后述的空间光调制器控制部502(参照图16)来控制对各像素电极214所施加的电压，对应于该电压，在液晶层216中被透明导电膜217与各像素电极214所挟持的部
分的折射率会发生变化(对应于各像素的位置的液晶层216的折射率会发生变化)。通过该
折射率的变化，能够根据所施加的电压使激光L的相位在液晶层216的每一个像素上进行变
化。也就是说，可通过液晶层216对每一个像素赋予对应于全息图的相位调制。换言之，能够
将调制图案作为要进行调制的全息图而显示于反射型空间光调制器410的液晶层216。入射
于调制图案并透过的激光L，其波前会被调整，而在构成该激光L的各光线中，在与行进方向
正交的规定方向的分量的相位上产生偏差。因而，通过适当地设定显示于反射型空间光调
制器410的调制图案，能实现激光L的调制(例如，对激光L的强度、振幅、相位、偏振光等进行
调制)。

[0113] [4f透镜单元]

[0114] 如上所述，4f透镜单元420的一对透镜422、423构成反射型空间光调制器410的反射面410a与聚光透镜单元430的入射光瞳面430a具有成像关系的两侧远心光学系统。具体
而言，如图15所示，反射型空间光调制器410侧的透镜422的中心与反射型空间光调制器410
的反射面410a之间的光路的距离成为透镜422的第一焦点距离f1，聚光透镜单元430侧的透
镜423的中心与聚光透镜单元430的入射光瞳面430a之间的光路的距离成为透镜423的第二
焦点距离f2，并且透镜422的中心与透镜423的中心之间的光路的距离成为第一焦点距离f1
与第二焦点距离f2之和(即，f1+f2)。从反射型空间光调制器410到聚光透镜单元430的光路
中的一对透镜422、423之间的光路为一直线。

[0115] 激光加工装置200中，从扩大在反射型空间光调制器410的反射面410a的激光L的有效直径的观点考虑，两侧远心光学系统的倍率M满足0.5光调制器410的反射面410a的激光L的有效直径越大，越能够以高精细的相位图案对激光L
进行调制。从抑制从反射型空间光调制器410到聚光透镜单元430的激光L的光路的增长的
观点考虑，更优选0.6≦M≦0.95。在此，(两侧远心光学系统的倍率M)＝(在聚光透镜单元
430的入射光瞳面430a的图像的大小)/(在反射型空间光调制器410的反射面410a的物体的
大小)。在激光加工装置200中，两侧远心光学系统的倍率M、透镜422的第一焦点距离f1及透
镜423的第二焦点距离f2满足M＝f2/f1的关系。

[0116] 另外，从缩小在反射型空间光调制器410的反射面410a的激光L的有效直径的观点考虑，也可以使两侧远心光学系统的倍率M满足1410的反射面410a的激光L的有效直径越小，扩束器350(参照图9)的倍率越小，并且，在与XY
平面平行的平面内，由入射于反射型空间光调制器410的激光L的光轴与从反射型空间光调
制器410出射的激光L的光轴所形成的角度α(参照图11)越小。从抑制从反射型空间光调制
器410到聚光透镜单元430的激光L的光路的增长的观点考虑，更优选1.05≦M≦1.7。

[0117] 接着，对实施方式的激光加工装置200的重要部分进行详细说明。

[0118] 图16是表示实施方式的激光加工装置200的重要部分的简要结构图。如图16所示，入射与反射型空间光调制器410的液晶层216并被反射的激光L被4f透镜单元420的中继透
镜即透镜422聚焦之后，被4f透镜单元420的中继透镜即透镜423准直，而入射于二向色镜
403。被二向色镜403反射的激光L入射于聚光透镜单元430，经过聚光透镜单元430而照射于
加工对象物1。

[0119] 被照射于加工对象物1的激光L以表面1a作为激光入射面而入射于加工对象物1，在加工对象物1内沿着光轴方向(Z轴方向)朝向背面1b前进，在该背面1b被反射。在背面1b
被反射的激光L的反射光RL在加工对象物1内沿着光轴方向朝向表面1a前进，以表面1a作为
激光入射面而从加工对象物1出射。从加工对象物1出射的反射光RL通过二向色镜403之后，
经由透镜487入射于观察用摄像机488的拍摄面。

[0120] 4f透镜单元420的一对透镜422、423将液晶层216的反射面410a的激光L的波前传像(中继)至聚光透镜单元430的入射光瞳面430a。由此，液晶层216的反射面410a与聚光透
镜单元430的入射光瞳面430a构成彼此共轭的关系。4f透镜单元420构成将液晶层216的激
光L的图像传像至入射光瞳面430a的传像光学系统。

[0121] 观察用摄像机488构成用以检测在背面1b被反射的反射光RL的反射光检测器。观察用摄像机488拍摄包含反射光RL的点像(也被称为射束点(beam spot)、背面反射像、或聚
光点)的图像的点像图像。观察用摄像机488是将所拍摄的点像图像输出至控制部500。

[0122] 控制部500控制显示于反射型空间光调制器410的液晶层216的相位图案9。相位图案9是上述的调制图案，是对激光L进行调制的相位分布。以液晶层216上所设定的基准位置
作为基准来来设定相位图案9。也就是说，将在液晶层216中显示相位图案9时作为基准的位
置设定为基准位置(以下，仅称为“基准位置”)，在基于该基准位置而确定的座标体系中，设
定相位图案9的位置。例如，相位图案9的位置是被设定为，以液晶层216上的基准位置作为
原点的二维座标体系中的座标值。在此，液晶层216的座标体系具有X方向及Y方向作为座标
轴方向，在X方向及Y方向的各个方向中，将液晶层216的1像素作为1单位。

[0123] 控制部500执行第一处理，即，当通过观察用摄像机488拍摄反射光RL时，将反射光像差校正图案10显示于液晶层216。反射光像差校正图案10是对在激光L透过具有规定厚度
的2倍厚度的加工对象物1的情况下所产生的像差进行校正的相位图案9。换言之，反射光像
差校正图案10是对在通过相当于2倍的介质厚的加工对象物1时所产生的像差进行校正的
相位图案9。反射光像差校正图案10是包含多个同心圆图形的图案。

[0124] 所谓“规定厚度的2倍”，不仅包括正好是2倍的情况，也包括大致是2倍或约为2倍的情况。规定厚度的2倍包含制造误差或设计误差等。例如，规定厚度的2倍具有±10％的范
围(将规定厚度设为α时，为(2α‑0.1α)～(2α+0.1α))。规定厚度的2倍对应于，激光L从表面
1a入射，并在背面1b反射，直至从表面1a出射为止所透过的路程的长度。例如，在加工对象
物1的规定厚度为775μm的情况下，对从1500μm厚度的加工对象物1的表面1a照射并聚光于
背面1b时所产生的像差进行校正的相位图案，就是反射光像差校正图案10。

[0125] 控制部500执行第二处理，即，控制第二移动机构240的动作，使聚光透镜430往通过观察用摄像机488能够确认反射光RL的点像的位置(可检测的位置)在光轴方向进行移
动。例如，在第二处理中，以聚光透镜单元430的焦点位于背面1b或背面1b附近的方式，使聚
光透镜单元430进行移动。“背面1b的附近”是指大致背面1b位置、背面1b位置的附近，或者
背面1b位置的周边。“能够确认反射光RL的点像的位置”是指，焦点与该点像在一定程度以
上一致，能够进行有关“该点像是否为旋转对称的光学图像”的后述的识别或其图像处理的
位置。

[0126] 控制部500在第二处理之后执行第三处理，该第三处理包含下列处理：以通过第一处理使反射光像差校正图案10显示于液晶层216的状态，控制激光输出部300的动作，从而
从激光振荡器310(参照图9)产生激光L并照射于加工对象物1的处理；以及，从观察用摄像
机488取得根据该照射通过观察用摄像机488所拍摄的反射光RL的点像图像的处理。

[0127] 图17是说明激光L在背面1b进行反射的背面反射时的各聚光状态的简要剖面图。图17中的各聚光状态是聚光透镜单元430的焦点位于背面1b的情况的例。图18是显示在图
17的各聚光状态中通过观察用摄像机488所拍摄的点像图像的例的照片图。

[0128] 图17(a)及图18(a)是未通过反射型空间光调制器410进行像差校正的情况下的激光L的聚光状态。图17(b)及图18(b)是通过反射型空间光调制器410进行像差校正(介质厚
度校正)的情况下的激光L的聚光状态，该像差校正(介质厚度校正)是指对激光L透过规定
厚度的加工对象物1时所产生的像差进行的校正。图17(c)及图18(c)是通过反射型空间光
调制器410进行像差校正(2倍介质厚度校正)的情况下的激光L的聚光状态，该像差校正(2
倍介质厚度校正)是指对激光L透过具有规定厚度的2倍厚度的加工对象物1时所产生的像
差进行的校正。

[0129] 如图17(a)所示，在不进行像差校正的情况下，激光L的外周部分相比内周部分在更深的位置聚光。如图17(b)所示，在进行介质厚校正的情况下，激光L的所有的分量在背面
1b聚光于1点。因此，对于在背面1b反射之后进一步透过规定厚度的介质而从表面1a出射的
反射光RL而言，通过透镜487聚光时，因像差的影响而模糊且不能聚光于1点。其结果，如图
18(a)及图18(b)所示，在通过观察用摄像机488所拍摄的反射光RL的图像中，无法确认具有
充分的亮度及大小等的点像。

[0130] 另一方面，如图17(c)所示，在进行2倍介质厚度校正的情况下，激光L的外周部分相比内周部分在更浅的位置聚光。在进行2倍介质厚度校正的情况下，对于在背面1b进行反
射后进一步透过规定厚度的介质而从表面1a出射的反射光RL而言，在通过透镜487聚光时，
完整地聚光于1点。其结果，如图18(c)所示，在通过观察用摄像机488所拍摄的反射光RL的
图像中，能够确认具有充分的亮度及大小等的点像，从而能通过控制部500进行后述的判断
或调整。

[0131] 控制部500执行第四处理，即，在使液晶层216上的反射光像差校正图案10的位置变化的条件下反复进行一次或多次上述第三处理，并取得多个通过观察用摄像机488所得
的点像图像。

[0132] 在此，控制部500根据通过观察用摄像机488所拍摄的点像图像，来判断在入射光瞳面430a的中心位置与通过4f透镜单元420传像至入射光瞳面430a的激光L的图像的中心
位置之间是否具有偏差(以下，称为“传像位置偏差”)。此外，控制部500以使传像位置偏差
降低甚至消失的方式调整相位图案9的基准位置。以下，对有关传像位置偏差的判断、以及
基准位置的调整的原理或现象进行说明。

[0133] 图19是说明没有产生传像位置偏差的状态的示意图。图20是说明产生有传像位置偏差的状态的示意图。如图19所示，在没有产生传像位置偏差的情况下，4f透镜单元420将
在反射型空间光调制器410的液晶层216进行反射的激光L，直接传像至聚光透镜单元430。
传像至入射光瞳面430a的激光L的图像39的中心位置C1与入射光瞳面430a的中心位置C2一
致。相位图案9的中心位置C3与液晶层216的光轴中心C4一致，即，液晶层216的相位图案9的
基准位置被设定于光轴中心C4。

[0134] 另一方面，如图20所示，在产生有传像位置偏差的情况下，作为相位图案9的基准位置的中心位置C3偏离液晶层216的光轴中心C4。换言之，如果相位图案9的中心位置C3被
设定成偏离光轴中心C4的话，则传像至入射光瞳面430a的激光L的图像39的中心位置C1相
对于入射光瞳面430a的中心位置C2也是偏离的(即，不一致)。在此情况下，会造成射束强度
中心的偏离，会观测到发生慧形像差。例如，如果在液晶层216中相位图案9的中心位置C3相
对于光轴中心C4偏离1像素，则有时会产生20μm的传像位置偏差，从而有可能对加工品质造
成影响。

[0135] 图21是例示当使显示于液晶层216的相位图案9的位置变化时的点像图像的图。点像图像G0是相位图案9的基准位置被设定在光轴中心C4的情况的点像。点像图像G1是，相对
于光轴中心C4，基准位置往液晶层216的座标体系的X方向的负侧偏离1像素的情况的点像。
点像图像G2是，相对于光轴中心C4，基准位置往液晶层216的座标体系的X方向的正侧偏离1
像素的情况的点像。点像图像G3是，相对于光轴中心C4，基准位置往液晶层216的座标体系
的Y方向的负侧偏离1像素的情况的点像。点像图像G4是，相对于光轴中心C4，基准位置往液
晶层216的座标体系的Y方向的正侧偏离1像素的情况的点像。点像图像G0中没有产生传像
位置偏差，点像图像G1～G4中产生有传像位置偏差。

[0136] 如图21所示，在产生有传像位置偏差的点像图像G1～G4中，如上所述，能够看到发生了慧形像差，因此，起因于该慧形像差，点像不是旋转对称的光学图像。例如，在点像图像
G1～G4中，点像是偏心形状，或在外周侧包含圆弧状的图像EZ的形状，从而成为圆周方向中
的一部分比其他部分更大且模糊的形状。另一方面，在没有产生传像位置偏差的点像图像
G0中，并没有观察到慧形像差的影响，点像成为旋转对称的光学图像。

[0137] 另外，“旋转对称”是指，当绕着某一中心旋转360/n°(n为2以上的整数)后与自身重合的对称性。旋转对称的点像中，除了包括完全旋转对称的点像以外，还包含大致旋转对
称的点像。旋转对称的点像中包括：没有偏心的点像、在外周侧不包含圆弧状的图像EZ的点
像、没有呈周方向的一部分比其他部分更大且模糊形状的点像、以及、包含这些中的至少任
一方的点像。

[0138] 图22是例示当使显示于液晶层216的相位图案9的位置变化时的点像图像的另一图。关于图22的X方向的数字，“0”表示在X方向上基准位置与光轴中心C4一致的情况，“‑2”、
“‑1”、“1”、“2”分别表示在X方向上基准位置相对于光轴中心C4移位“‑2像素”、“‑1像素”、“1
像素”、“2像素”的情况。相同地，关于图22的Y方向的数字，“0”表示在Y方向上基准位置与光
轴中心C4一致的情况，“‑2”、“‑1”、“1”、“2”分别表示在Y方向上基准位置相对于光轴中心C4
移位“‑2像素”、“‑1像素”、“1像素”、“2像素”的情况。图22中例示了：基准位置与光轴中心C4
一致的情况下的正常时的点像；从正常时将基准位置仅在X方向进行移位的情况下的各点
像；以及，从正常时将基准位置仅在Y方向进行移位的情况下的各点像。

[0139] 如图22所示，在基准位置与光轴中心C4一致(也就是说，没有产生传像位置偏差)的情况下，点像成为旋转对称的光学图像。在基准位置偏离光轴中心C4(也就是说，产生传
像位置偏差)的情况下，点像崩解而成为非旋转对称的光学图像。进一步，基准位置偏离光
轴中心C4的偏差量越大(也就是说，传像位置偏差的偏差量越大)，则点像的光学图像相对
于旋转对称的背离越大。

[0140] 基于上述原理或有关现象的见识，如图16所示，控制部500根据通过观察用摄像机488所拍摄的点像图像，来判断是否具有传像位置偏差。具体而言，在点像图像的反射光RL
的点像不是旋转对称的光学图像的情况下，控制部500判断为具有传像位置偏差。另外，关
于“是否为旋转对称的光学图像”，例如，可以通过几何学手方法对点像图像进行识别，也可
以通过图案识别等的公知的图像识别处理来进行识别。例如，可以采用如下方法：预先存储
图21或图22所示的各点像中的至少1个，使用该存储的点像通过图案匹配方法来识别是否
为旋转对称的光学图像。

[0141] 此外，控制部500根据通过观察用摄像机488所拍摄的点像图像来调整液晶层216的基准位置。控制部500以点像图像中的反射光RL的点像成为旋转对称的光学图像的方式，
对液晶层216的基准位置进行移位(挪动)。具体而言，控制部500从上述第四处理中所取得
的多个点像图像，计算出液晶层216的光轴中心C4。例如，控制部500从多个点像图像，求出
成为旋转对称的光学图像时的点像，进而求出该点像时的液晶层216上的反射光像差校正
图案10的位置。根据此时的反射光像差校正图案10的位置，算出光轴中心C4。接着，控制部
500将基准位置往所算出的该光轴中心C4进行移位。

[0142] 控制部500连接于监测器。监测器能够显示通过观察用摄像机488所拍摄的反射光RL的点像图像。监测器能够显示通过空间光调制器控制部502而显示于液晶层216的相位图
案9。监测器能够将通过控制部500进行判断的是否具有传像位置偏差的判断结果作为记录
予以显示。监测器能够将通过控制部500进行调整的基准位置的调整结果作为记录予以显
示。

[0143] 接着，参照图23及图24的流程说明本实施方式的激光照射方法的一例。

[0144] 本实施方式的激光照射方法是可作为激光加工装置200的检查方法或调整方法来利用，例如，作为定期检查时的检查模式来实施。在本实施方式的激光照射方法中，通过控
制部500执行下述处理。即，首先，通过第二移动机构240使激光聚光部400沿着Z轴方向进行
移动，以使观察用摄像机488的焦点位置成为表面1a(标线基准位置)的方式，使聚光透镜单
元430相对于加工对象物1进行移动(步骤S1)。

[0145] 使反射光像差校正图案10显示于液晶层216(步骤S2)。通过第二移动机构240使激光聚光部400沿着Z轴方向进行移动，从标线基准位置往散焦的位置且能够确认反射光RL的
点像的位置，使聚光透镜单元430相对于加工对象物1在光轴方向进行移动(步骤S3)。

[0146] 以使反射光像差校正图案10显示于液晶层216的状态，从激光振荡器310产生激光L，向加工对象物1照射激光L。根据该照射通过观察用摄像机488来拍摄反射光RL的点像图
像(步骤S4)。在上述步骤S4中，以通过激光L的照射而在加工对象物1不形成改质区域7的方
式，控制激光输出部300(λ/2波长板单元330及偏光板单元340)，从而将激光L的输出调整为
比加工对象物1的加工阈值更小的输出。

[0147] 根据所拍摄的点像图像，来判断传像位置偏差的有无(步骤S5)。在点像图像所包含的点像为旋转中心的光学图像的情况下，上述步骤S5的结果为“否(NO)”，没有传像位置
偏差，直接结束处理。另一方面，在点像不是旋转对称的光学图像的情况下，在上述步骤S5
的结果为“是(YES)”，具有传像位置偏差，从而执行用以调整相位图案9的基准位置的基准
位置调整处理(步骤S6)。

[0148] 在基准位置调整处理中，首先，与上述步骤S1相同地，以使观察用摄像机488的焦点位置成为标线基准的方式，使聚光透镜单元430相对于加工对象物1进行移动(步骤S11)。
与上述步骤S2相同地，使反射光像差校正图案10显示于液晶层216(步骤S12)。与上述步骤
S3相同地，往能够确认在加工对象物1的背面1b所反射的反射光RL的点像的位置，使聚光透
镜单元430相对于加工对象物1在光轴方向进行移动(步骤S13)。

[0149] 与上述步骤S4相同地，以使反射光像差校正图案10显示于液晶层216的状态，从激光振荡器310产生激光L，向加工对象物1照射激光L。根据该照射通过观察用摄像机488来拍
摄反射光RL的点像图像(步骤S14)。

[0150] 判断上述步骤S14的处理次数即拍摄次数i是否达到了预先设定的规定次数(＝2以上的整数)(步骤S15)。在上述步骤S15的结果为“否(NO)”的情况下，使液晶层216上的反
射光像差校正图案10的位置沿着X方向变化1像素量，并返回上述步骤S14的处理(步骤
S16)。

[0151] 在上述步骤S15的结果为“是(YES)”的情况下，使液晶层216上的反射光像差校正图案10的位置沿着Y方向变化1像素量(步骤S17)。与上述步骤S4相同地，以使反射光像差校
正图案10显示于液晶层216的状态，从激光振荡器310产生激光L，向加工对象物1照射激光
L。根据该照射通过观察用摄像机488来拍摄反射光RL的点像图像(步骤S18)。判断上述步骤
S18的处理次数即拍摄次数j是否达到了预先设定的规定次数(＝2以上的整数)(步骤S19)。
在上述步骤S19的结果为“否(NO)”的情况下，返回上述步骤S17的处理。

[0152] 在上述步骤S19的结果为“是(YES)”的情况下，由在上述步骤S14及上述步骤S18所取得的多个点像图像，算出液晶层216的光轴中心C4(步骤S20)。例如，在上述步骤S20中，求
出多个点像图像中的成为旋转对称的光学图像时的点像，并算出该点像时的液晶层216上
的反射光像差校正图案10的中心位置作为光轴中心C4。接着，向所算出的该光轴中心C4将
基准位置进行移位(步骤S21)。由此，传像至入射光瞳面430a的激光L的图像39的位置被校
正成传像位置偏差降低甚至不产生的状态。

[0153] 在上述构成中，控制部500构成位置判断部以及位置调整部。上述步骤S12构成第一步骤。上述步骤S14、S18构成第二步骤。上述步骤S20、S21构成第三步骤。

[0154] 以上，在本实施方式的激光加工装置200中，通过观察用摄像机488来检测从加工对象物1的表面1a入射并在背面1b被反射的激光L的反射光RL。此时，对于起因于透过加工
对象物1(透过表面1a到背面1b之间、以及背面1b到表面1a之间)而产生于反射光RL的像差，
能够通过反射型空间光调制器410的反射光像差校正图案10进行调制来予以校正。在此，在
具有传像位置偏差的情况下，例如，由于激光L未被聚光透镜单元430适当地聚光，因此通过
观察用摄像机488进行拍摄的反射光RL上能够观察到出现慧形像差等的像差的影响。另一
方面，在没有传像位置偏差的情况下，在通过观察用摄像机488进行拍摄的反射光RL上能够
观察到该慧形像差等的像差的影响少或者不出现。因而，根据通过观察用摄像机488所拍摄
的点像图像能够掌握传像位置偏差。

[0155] 激光加工装置200通过控制部500根据观察用摄像机488的点像图像来判断是否具有传像位置偏差。由此，能够通过控制部500自动判断传像位置偏差的有无。

[0156] 如上所述，通过观察用摄像机488所拍摄的反射光RL的点像，能够看到：当没有传像位置偏差时其成为旋转对称的光学图像，另一方面，当具有传像位置偏差时其因慧形像
差等的影响而难以成为旋转对称的光学图像。因此，在激光加工装置200中，通过控制部
500，在通过观察用摄像机488所拍摄的点像图像中的反射光RL的点像不是旋转对称的光学
图像的情况下，判断为具有传像位置偏差。由此，能够精确度良好地判断传像位置偏差的有
无。

[0157] 激光加工装置200通过控制部500将液晶层216中的基准位置根据通过观察用摄像机488所拍摄的点像图像来进行移位。由此，例如，能够以传像位置偏差降低的方式自动调
整传像至入射光瞳面430a的激光L的图像39的中心位置C1。其结果，能够抑制加工品质的恶
化。

[0158] 如上所述，当没有传像位置偏差时，能够看到通过观察用摄像机488所拍摄的反射光RL的点像成为旋转对称的光学图像。因此，在激光加工装置200中，通过控制部500，以使
通过观察用摄像机488所拍摄的点像图像中的反射光RL的点像成为旋转对称的光学图像的
方式，将液晶层216的基准位置进行移位。由此，能够以使传像至入射光瞳面430a的激光L的
图像39的中心位置C1与该入射光瞳面430a的中心位置C2一致的方式进行调整，从而降低传
像位置偏差。

[0159] 激光加工装置200中，控制部500执行第一处理到第四处理。在第一处理中，将反射光像差校正图案10显示于液晶层216。在第二处理中，将聚光透镜单元430沿着光轴移动至
通过观察用摄像机488能够确认反射光RL的传像的位置。在第三处理中，在第二处理之后，
以通过第一处理使反射光像差校正图案10显示于液晶层216的状态，使激光L照射于加工对
象物1，根据该照射由观察用摄像机488取得反射光RL的点像图像。在第四处理中，使液晶层
216上的反射光像差校正图案10的位置变化的条件下反复进行一次或多次第三处理，从而
取得多个点像图像。接着，控制部500根据所取得的多个点像图像算出液晶层216的光轴中
心C4，并将基准位置向该光轴中心C4进行移位。在此情况下，能够具体地实现用以降低传像
位置偏差的调整。

[0160] 通过使用激光加工装置200的激光照射方法，根据反射光RL的检测结果(观察用摄像机488的点像图像)，能够掌握传像位置偏差。进一步，通过根据反射光RL的检测结果对基
准位置进行移位，能够以传像位置偏差降低甚至消失的方式调整传像至入射光瞳面430a的
激光L的图像39的位置。

[0161] 另外，在本实施方式中，由于利用被背面1b反射的反射光RL，因此对透过加工对象物1的内部的激光L进行检测，从而能够降低无用的幽光的影响。能够精确度良好地进行传
像位置偏差的判断及基准位置的调整。

[0162] 一般而言，采用如下方法：即，对加工对象物1实际上实施激光加工，由激光加工后的加工对象物1的加工品质(例如，龟裂的延伸量)来判断传像位置偏差并调整液晶层216的
基准位置。关于这一点，在本实施方式中，例如在定期性的状态检查时，能够简易地予以运
用。此外，在执行基准位置调整处理之前，首先判断传像位置偏差的有无，因此，能够制止在
没有传像位置偏差的情况下也进行基准位置调整处理的情况，从而能够实现有效的运用。

[0163] 图25及图26是显示液晶层216的基准位置与激光加工结果的关系的表。在此，一边通过反射型空间光调制器410进行激光L的像差校正一边以表面1a作为激光入射面沿着切
断预定线5扫描该激光L，作为激光加工结果，评估使该激光L聚光于加工对象物1的内部的
切断用激光加工的加工品质。图中的“优(EXCELLENT)”表示发生了到达背面1b的龟裂，能够
将加工对象物1精确度良好地切断的情况。图中的“良(GOOD)”表示虽然发生了到达背面1b
的龟裂，但在切断面的一部分产生缺损(如扯断般的痕迹)的情况。图中的“错误(WRONG)”表
示没有发生到达背面1b的龟裂的情况。

[0164] 图中的“深度”是从表面1a到聚光点P的距离。所谓“往路”是指将沿着切断预定线5的一方向设为扫描方向的情况，所谓“返路”是指将沿着切断预定线5的另一方向设为扫描
方向的情况。关于图25中的Y方向的数字及图26中的X方向的数字，则与上述的图22的说明
相同。另外，X方向对应于加工进行方向(扫描方向)。

[0165] 如图25及图26所示，能够确认到：基准位置越靠近光轴中心C4，即使聚光点P形成于加工对象物1的浅的位置(表面1a侧)，也越容易发生到达背面1b的龟裂，从而加工品质得
到提高。此外，能够确认到：比起在Y方向上基准位置相对于光轴中心C4存在偏差的情况，当
在加工进行方向即X方向上基准位置相对于光轴中心C4存在偏差时，对加工品质造成的影
响更严重。

[0166] 以上，对最佳实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，也可以在不改变各权利要求中记载的要点的范围内进行变形，或者可适用于其他。

[0167] 上述实施方式并不限定于在加工对象物1的内部形成改质区域7的情况，也可以应用于实施消融(ablation)等的其他激光加工。上述实施方式并不限定于使激光L聚光于加
工对象物1的内部的激光加工中所使用的激光加工装置，也可以为使激光L聚光于加工对象
物1的表面1a、3或背面1b的激光加工中所使用的激光加工装置。采用本发明的装置并不限
定于激光加工装置，只要是将激光L照射于对象物的装置，则可适用于各种激光照射装置。
在上述实施方式中，虽然将切断预定线5设为照射预定线，但照射预定线并不限定于切断预
定线5，只要是让所照射的激光L沿着的线即可。

[0168] 在上述实施方式中，用以构成使反射型空间光调制器410的反射面410a与聚光透镜单元430的入射光瞳面430a具有成像关系的两侧远心光学系统的成像光学系统，并不限
定于一对透镜422、423，也可以包含反射型空间光调制器410侧的第一透镜系统(例如，接合
透镜、3个以上的透镜等)及聚光透镜单元430侧的第二透镜系统(例如，接合透镜、3个以上
的透镜等)等。

[0169] 在上述实施方式中，透镜422、透镜423及透镜463的中继倍率可以为任意倍率。上述实施方式中具备有反射型空间光调制器410，但空间光调制器并不限定于反射型，也可以
具备透过型的空间光调制器。在上述实施方式中，虽以主面即表面1a作为激光入射面，并以
该相反侧的主面即背面1b作为相反面，但是，也可以以背面1b作为激光入射面，并以表面1a
作为相反面。

[0170] 在上述实施方式中，聚光透镜单元430及一对测距传感器450虽然安装于Y轴方向的壳体401的端部401d，但是，只要安装于比Y轴方向上的壳体401的中心位置更偏向端部
401d侧即可。反射型空间光调制器410虽然安装于Y轴方向的壳体401的端部401c，但是，只
要安装于比Y轴方向上的壳体401的中心位置更偏向端部401c侧即可。此外，测距传感器450
也可以仅被配置于X轴方向的聚光透镜单元430的单侧。

[0171] 在上述实施方式中，虽使用观察用摄像机488作为反射光检测器，但只要是能够检测反射光RL，则对于反射光检测器并无特别限定。上述实施方式中，作为观察用摄像机488
及透镜487的替代，例如图27所示，也可以具备用以检测反射光RL的波前的波前传感器588
作为反射光检测器。波前传感器包含例如微透镜阵列与摄像元件而构成，从各微透镜产生
的聚光点像位置取得局部的相位斜率。作为波前传感器可以使用沙克哈特曼(Shack–
Hartmann)波前传感器(THORLABS公司制，WFS150‑5C)。

[0172] 在该变形例中，可以是：在通过波前传感器所检测到的反射光RL的波前不是平面的情况下，控制部500判断为具有传像位置偏差。由此，能够精确度良好地判断传像位置偏
差的有无。此外，可以是：控制部500以使通过波前传感器所检测到的反射光RL的波前成为
平面的方式，将基准位置进行移位。由此，可以将传像至入射光瞳面430a的激光L的图像39
的中心位置C1调整成与该入射光瞳面430a的中心位置C2一致，从而能够使传像位置偏差降
低甚至消失。这是因为能够看到：当没有传像位置偏差时反射光RL成为平面波(波的等相位
面成为平面)，另一方面，当具有传像位置偏差时反射光RL不能成为平面波。此处所说的“平
面”并不限于完全的平面，只要实质上为平面即可，包括大致平面以及约平面的情况。

[0173] 或者，在上述实施方式中，也可以具备例如用以检测慧形像差成分的检测器作为反射光检测器。在该变形例中，可以是：在所检测到的慧形像差成分不是0或者规定值以下
的情况下，控制部500判断为具有传像位置偏差。此外，可以是：控制部500以使所检测到的
慧形像差成分成为0或者规定值以下的方式，将基准位置进行移位。

[0174] 在上述实施方式中，虽然在控制部500中执行传像位置偏差的判断及基准位置的调整(移位)这两者，但也可以仅执行传像位置偏差的判断，或者，也可以仅执行基准位置的
调整。进一步，将通过控制部500进行的传像位置偏差的判断替代为，或者该判断之外进一
步，使点像图像(反射光RL的检测结果)显示于监测器，操作员根据点像图像以目视判断传
像位置偏差。将通过控制部500进行的基准位置的调整替代为，或者该调整之外进一步，使
点像图像显示于监测器，操作员根据点像图像以目视调整基准位置。控制部500可以是1个
电子控制单元，也可以由多个电子控制单元构成。

[0175] 符号说明

[0176] 1：加工对象物(对象物)

[0177] 1a、3：表面(激光入射面)

[0178] 1b：背面(相反面)

[0179] 9：相位图案

[0180] 10：反射光像差校正图案

[0181] 100、200：激光加工装置(激光照射装置)

[0182] 216：液晶层(显示部)

[0183] 240：第二移动机构(移动机构)

[0184] 310：激光振荡器(激光光源)

[0185] 410：反射型空间光变调器(空间光变调器)

[0186] 420：4f透镜单元(传像光学系统)

[0187] 430：聚光透镜单元(物镜)

[0188] 430a：入射光瞳面

[0189] 488：观察用摄像机(反射光检测器、摄像机)

[0190] 500：控制部(位置判断部、位置调整部)

[0191] 588：波前传感器

[0192] L：激光

[0193] RL：反射光