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CN111655420A - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的加工装置在加工对象物中形成构成改质区域的改质点。本发明的加工装置具备：第一照射部，其向加工对象物照射第一光，在加工对象物的一部分区域使吸收率比第一光的照射之前暂时地上升；及第二照射部，在一部分区域的吸收率暂时地上升的吸收率上升期间，向该一部分区域照射第二光。

Description

加工装置
技术区域
本发明的一方面涉及加工装置。
背景技术
现有技术中，已知将构成改质区域的改质点形成于加工对象物中的加工装置。作为这种技术，例如，专利文献1中记载了激光加工装置。根据专利文献1中记载的激光加工装置，通过向加工对象物照射激光，在加工对象物的内部形成改质点。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2015-186825号公报
发明内容
[本发明所要解决的技术问题]
近年来，上述加工装置逐渐在多个领域中得到应用，因此，期望开发出能够容易地适用于各式各样的加工要求(例如，高分割力、抑制对加工对象物的损伤、或是兼具这两种性能等)的高附加价值的产品。
在此，本发明的一方面的目的是提供一种具有高附加价值的加工装置。
[用以解决技术问题的手段]
本发明者们进行了潜心的研究，其结果，在通过光的照射而在加工对象物中形成改质点时，在从其开始至结束为止的期间，发现了特征性的现象。具体而言，通过朝加工对象物的光的照射，加工对象物的一部分区域(例如，该光的聚光点附近。以下，有时也简称为“一部分区域”)吸收率会暂时地上升(第一阶段)。通过向吸收率暂时地上升的一部分区域照射光，从而在该一部分区域注入能量，使高温状态的一部分区域扩大(第二阶段)。其结果，发现了如下现象：即，在加工对象物中会形成改质点。并且，进一步发现，利用这种特征性的现象的话，能够容易地应对各式各样的加工要求，能够提高装置的附加价值，从而完成了本发明的一方面的要求。
即，本发明的一方面涉及的加工装置，是将构成改质区域的改质点形成于加工对象物的加工装置，其具备：第一照射部，向加工对象物照射第一光，在加工对象物的一部分区域中使吸收率比第一光的照射之前暂时地上升；及第二照射部，在一部分区域的吸收率暂时地上升的吸收率上升期间，向该一部分区域照射第二光。
在此加工装置中，向加工对象物照射第一光，将加工对象物的一部分区域的吸收率暂时地上升，通过在其期间将第二光照射在该一部分区域，从而形成改质点。由此，每当形成改质点时，可以分别根据第一阶段及第二阶段的各现象，将光区分为第一光及第二光而进行照射。通过将第一光及第二光各自的各种参数以及照射方式等适宜地进行改变，能够容易地应对各式各样的加工要求。因此，能够实现具有高附加价值的加工装置。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的能量比第一光的能量高。由此，能够进一步根据第一阶段及第二阶段的各现象而照射第一光及第二光。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的峰值强度比第一光的峰值强度低。由此，能够进一步根据第一阶段及第二阶段的各现象而照射第一光及第二光。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的波长与第一光的波长不同。通过使第一光的波长与第二光的波长适当地不同，从而能够对加工对象物中的第一光及第二光的吸收乃至加工结果进行控制。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光是朝加工对象物单独照射该第二光时不会形成改质点的光。在该情况下，即使以常规方式第二光或是预先照射第二光也不会形成改质点，第一光起到开始改质点的形成的作为触发器的作用。不需要对第二光的照射时间点进行精密的控制。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光对于加工对象物的照射方向与第一光对于加工对象物的照射方向不同。通过使第一光的照射方向与第二光的照射方向适当地不同，能够对改质点形成时改质点扩大的方向及改质区域的位置进行控制。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光聚光于第二光的聚光位置的角度与第一光聚光于第一光的聚光位置的角度不同。通过使第一光聚光于第一光的聚光位置的角度与第二光聚光于第二光的聚光位置的角度适当地不同，能够对加工区域的宽窄进行控制。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的光束轮廓与第一光的光束轮廓不同。通过使第一光的光束轮廓与第二光的光束轮廓适当地不同，能够对分割力及加工对象物的损伤进行控制。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的M2值与第一光的M2值不同。通过使第一光的M2值与第二光的M2值适当地不同，能够实现装置的简化。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的脉冲宽度与第一光的脉冲宽度不同。通过使第一光的脉冲宽度与第二光的脉冲宽度适当地不同，能够进一步根据第一阶段及第二阶段的各现象而照射第一光及第二光。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的脉冲波形与第一光的脉冲波形不同。通过使第一光的脉冲波形与第二光的脉冲波形适当地不同，能够进一步根据第一阶段及第二阶段的各现象而照射第一光及第二光。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第二光的偏光方向与第一光的偏光方向不同。通过使第一光的偏光方向与第二光的偏光方向适当地不同，能够进一步根据第一阶段及第二阶段的各现象而照射第一光及第二光。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：改质区域是将加工对象物沿着厚度方向切割的切割起点区域。在该情况下，可以以改质区域作为切割的起点将加工对象物沿着厚度方向切割。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：改质区域是将加工对象物沿着与厚度方向交叉的方向切割的切割起点区域。在该情况下，可以以改质区域作为切割的起点将加工对象物沿着与厚度方向交叉的方向切割(例如，切片)。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：改质区域是在加工对象物中以二维状或是三维状延伸的去除预定区域。在该情况下，将改质区域通过蚀刻等而选择性地去除，从而能够在加工对象物中形成以二维状或是三维状延伸的空间。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：改质区域是形成于加工对象物的内部的结晶区域、再结晶区域、或是吸杂(gettering)区域。在该情况下，能够将改质区域作为结晶区域、再结晶区域、或吸杂区域予以利用。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第一照射部由射出第一光的第一光源构成，第二照射部由射出第二光的第二光源及控制部所构成，该控制部以使第二光在吸收率上升期间朝一部分区域照射的方式对第二光源的照射时间点进行控制。在该情况下，能够利用多个光源构成本发明的一方面的加工装置。
在本发明的一方面的加工装置中，也可以是：第一照射部及第二照射部由光源及对从光源射出的光进行调制的外部调制器构成，从光源射出且被外部调制器调制的光的一部分作为第一光向加工对象物照射，从光源射出且被外部调制器调制的光的其他部分在吸收率上升期间作为第二光朝一部分区域照射。在该情况下，能够利用相同的一个光源构成本发明的一方面的加工装置。
[发明效果]
根据本发明的一方面能够提供具有高附加价值的加工装置。
附图说明
[图1]图1是形成改质区域时所使用的激光加工装置的概要结构图。
[图2]图2是成为形成改质区域的对象的加工对象物的俯视图。
[图3]图3是图2的加工对象物的III-III线的断面图。
[图4]图4是激光加工后的加工对象物的俯视图。
[图5]图5是图4的加工对象物的V-V线的断面图。
[图6]图6是图4的加工对象物的VI-VI线的断面图。
[图7]图7是说明改质点的形成机理的图。
[图8]图8是显示改质点形成后的加工对象物的剖面的照片图。
[图9]图9是显示第一实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图10]图10是说明第一激光、第二激光及吸收率的图。
[图11]图11是显示第一实施方式的第一变形例的激光加工装置的结构的概要图。
[图12]图12是显示第一实施方式的第二变形例的激光加工装置的结构的概要图。
[图13]图13是显示第一实施方式的第三变形例的激光加工装置的结构的概要图。
[图14]图14是显示第二实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图15]图15是显示第二实施方式的变形例的激光加工装置的结构的概要图。
[图16]图16是显示第三实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图17]图17是显示第三实施方式的变形例的激光加工装置的结构的概要图。
[图18]图18是显示第四实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图19]图19是显示第五实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图20]图20是显示第六实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图21]图21是显示第七实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图22]图22是显示第七实施方式的变形例的激光加工装置的结构的概要图。
[图23]图23是显示第八实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
[图24]图24是显示第八实施方式的变形例的激光加工装置的结构的概要图。
[图25]图25是显示第九实施方式的激光加工装置的结构的概要图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明实施方式。另外，在各个附图中，对同一个部分或是相当的部分中标注同一个符号，并省略重复说明。
[改质区域的形成]
实施方式的加工装置通过将光聚光于加工对象物，从而将构成改质区域的改质点形成于加工对象物。在此，首先说明改质区域的形成。
如图1所示的激光加工装置100是加工装置的一例，实施利用热应力的激光加工。激光加工装置100通过将激光L聚光于加工对象物1，沿着切割预定线5在加工对象物1中形成改质区域。激光加工装置100具备：将激光L脉冲振荡的激光光源101；以将激光L的光轴(光路)的方向改变90°的方式配置的分色镜103；以及，用以将激光L聚光的聚光用透镜105。并且，激光加工装置100具备：支撑台107，其用以支撑照射由聚光用透镜105聚光后的激光L的加工对象物1；用以移动支撑台107的载物台111；激光光源控制部102，其为了对激光L的输出、脉冲宽度及脉冲波形等进行调节而对激光光源101进行控制；以及，控制载物台111的移动的载物台控制部115。
在激光加工装置100中，从激光光源101射出的激光L，其光轴的方向被分色镜103改变90°，并由聚光用透镜105而聚光在载置于支撑台107上的加工对象物1的内部。与此同时，移动载物台111，使加工对象物1相对于激光L沿着切割预定线5相对地移动。由此，沿着切割预定线5的改质区域形成于加工对象物1中。另外，在此，为了使激光L相对地移动而移动载物台111，但是，也可以移动聚光用透镜105，或者也可以使它们双方移动。
作为加工对象物1，使用包括由半导体材料形成的半导体基板及由压电材料形成的压电基板等的板状的构件(例如，基板、晶圆等)。如图2所示，在加工对象物1中，设有用于切割加工对象物1的切割预定线5。切割预定线5是以直线状延伸的虚线。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，在将聚光点(聚光位置)P对准于加工对象物1的内部的状态下，使激光L沿着切割预定线5(即，图2的箭头A方向)相对地移动。由此，如图4、图5及图6所示，改质区域7沿着切割预定线5形成于加工对象物1中，沿着切割预定线5形成的改质区域7成为切割起点区域8。通过将外力施加在形成有作为切割起点区域8的改质区域7的加工对象物1上，从而将加工对象物1分割成多个小片；或者，在形成作为切割起点区域8的改质区域7时，可以以改质区域7作为切割的起点，将加工对象物1分割成多个小片。
聚光点P是激光L聚光的部位。切割预定线5不限定于直线状，也可以是曲线，也可以是由这些组合而成的三维形状，也可以是坐标被指定的形态。切割预定线5不限定于是虚线，也可以是实际上划在加工对象物1的表面3的线。切割预定线5是改质区域形成预定线。改质区域形成预定线是预定形成改质区域7的预定线。改质区域7既有连续地形成的情况，也有间断地形成的情况。改质区域7可以是列状或点状，其重点是，只要改质区域7至少形成于加工对象物1的内部即可。并且，还有以改质区域7为起点而形成龟裂的情况，龟裂及改质区域7也可以露出至加工对象物1的外表面(表面3、背面、或外周面)。形成改质区域7时的激光入射面不限定于加工对象物1的表面3，也可以是加工对象物1的背面或是侧面。
在加工对象物1的表面3或是背面侧中，多个功能组件(光电二极管等的受光元件、激光二极管等的发光元件、或是作为电路形成的电路元件等)形成为矩阵状。多个切割预定线5以穿过相邻的功能元件之间的方式设定成格子状。
需要补充说明的是，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附近被特异性地吸收。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)。在该情况下，激光L在加工对象物1的表面3几乎未被吸收，所以加工对象物1的表面3不发生熔融。另一方面，在加工对象物1的表面3形成改质区域7的情况下，激光L在位于表面3的聚光点P附近被特异性地吸收，从表面3被熔融并被去除，从而形成孔或沟等的去除部(表面吸收型激光加工)。
改质区域7是指密度、折射率、机械强度或其他的物理特性成为与其周围不同的状态的区域。作为改质区域7，例如有：熔融处理区域(表示暂且熔融后再次固化后的区域、处于熔融状态中的区域、及处于从熔融后再次发生固化的状态中的区域之中的至少任一种)、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等，也有这些混合存在的区域。进一步，作为改质区域7，有如下：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；以及，形成有晶格缺陷的区域。在加工对象物1的材料是单晶硅的情况下，也可以将改质区域7称作高位错密度(Dislocation Density)区域。
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，进一步包括如下情况：即，在这些区域的内部、及改质区域7与非改质区域的界面上内含有龟裂(裂痕、微裂纹)的情况。对于内含的龟裂而言，既有形成于横跨改质区域7的整个面的情况，也有仅形成于一部分或多个部分的情况。加工对象物1包括由具有结晶结构的结晶材料构成的基板。例如，加工对象物1包括由氮化镓(GaN)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、LiTaO3、钻石、GaOx、及蓝宝石(Al2O3)中的至少任一种形成的基板。换言之，加工对象物1中，例如，包括：氮化镓基板、硅基板、SiC基板、LiTaO3基板、钻石基板、GaOx基板、或是蓝宝石基板。关于晶体材料，可以是各向异性晶体及各向同性晶体中的任一种。作为加工对象物1，也可以包括由具有非晶结构(非晶质结构)的非晶材料构成的基板，例如，也可以包括玻璃基板。
在实施方式中，通过形成一个或多个改质点(加工痕、改质层)而能够形成改质区域7。在该情况下，一个改质点或集中的多个改质点成为改质区域7。改质点是改质区域7中包含的一个或多个改质部分。改质点是构成改质区域7的改质部分。改质点是点状的改质部分。多个改质点中的至少任一个既可以彼此分离，也可以彼此接触(连续)。改质点是由脉冲激光的一个脉冲的发射(即，一个脉冲的激光照射：激光发射)而形成的改质部分。在此，改质点对应于由后述的第一激光的一个脉冲的照射而形成的改质部分。作为改质点，可举例：裂纹点、熔融处理点或折射率变化点、或这些的至少一个混和存在的点。对于改质点而言，可以在考虑所要求的切割精度、所要求的切剖面的平坦性，及加工对象物1的厚度、种类、结晶方位等的情况下，可以适当地控制改质点的大小及发生的龟裂的长度。并且，在实施方式中，可以沿着切割预定线5形成改质点，并将该改质点作为改质区域7。改质点不限定于是局部的或是点状的形态。对于改质点的尺寸及形状并无特别的限定，可以是各种尺寸及形状。
[改质点的形成机理]
发明人发现：在加工对象物1中形成改质点时，在从其开始至结束为止期间，在各阶段具有不同的特异性的现象。以下，说明改质点的形成机理。
如图7所示，对于从改质点S的形成开始至结束为止的现象而言，根据其现象的内容，可以分成五个阶段。另外，在该例中，加工对象物1为硅。
第一阶段是激光L的脉冲刚刚照射于加工对象物1之后的期间。在第一阶段中，在加工对象物1中，从室温附近开始就发生初期吸收，在聚光点附近的一部分区域(包含聚光点的一部分的区域：以下，有时简称为“一部分区域”)发生局部的温度上升及等离子体，该一部分区域的吸收率暂时地上升。关于第一阶段的终点，是以开始朝加工对象物1照射激光L为起点，例如，是以下时间点：当发生多光子吸收等的非线形的吸收现象也就是非线形吸收的情况下，是至1ps为止的时间点；当发生通常的吸收现象也就是线形吸收的情况下，是至1ms为止的时间点。第一阶段的加工对象物1例如具有几万K的温度。第一阶段的加工对象物1呈等离子体、蒸气或是液体的状态。对于这种第一阶段的激光L而言，期望具有下列特性中的任一特性：良好的聚光性、至聚光点为止的透过性、在聚光点中的选择性的吸收性、高峰值功率、及急剧上升的脉冲波形。
第二阶段是局部的温度继续上升，吸收率上升的一部分区域扩大的期间。第二阶段是激光L照射的期间。在第二阶段中，朝加工对象物1中的高温状态的一部分区域(高温区域)注入能量，使高温区域朝上方(激光L的照射侧)扩大，确定改质点的形成区域。关于第二阶段的终点，是以开始朝加工对象物1照射激光L为起点，例如，是至700ns为止的时间点。第二阶段的加工对象物1例如具有2000～10000K的温度。第二阶段的加工对象物1呈液体状态。在第二阶段中，高温区域是熔融区域。对于这种第二阶段的激光L而言，重要的是其脉冲波形、以及其是不会被室温附近的加工前的加工对象物1吸收的波长。对于第二阶段的激光L而言，期望具有下列特性中的任一特性：与加工要求(加工目的)相对应的传播轮廓、大脉冲能量、及长的持续时间。
第三阶段是继续发生由传导冷却所产生的急速的温度下降，空穴13被固定，并且发生熔融区域的关闭(熔融凝固区域11的形成)的期间。第三阶段是刚刚停止激光L的照射之后的期间。关于第三阶段的终点，是以开始朝加工对象物1的照射激光L为起点，例如，是至2μs为止的时间点。第三阶段的加工对象物1具有例如500～2000K的温度。第三阶段的加工对象物1呈固体状态。在这种第三阶段中，期望发生下列现象中的任一现象：迅速的传导冷却、在聚光点附近的凝固提前发生(空穴13的固定)、及呈适合分割的形状且大体积的熔融液关闭。另外，空穴13的固定不限定于在第三阶段中形成，也有在第二阶段中形成的情况。
第四阶段是通过进一步的热扩散使整体凝固，从到最后为止呈熔融状态的区域发生大的应力St，形成残留应力场且使微裂纹发生及生长的期间。在图示的例中，发生及生长的微裂纹彼此聚集而形成微裂纹群9。微裂纹群9是微裂纹集合体。第四阶段是停止激光L的照射的期间。在第四阶段中形成位错区域(dislocation area)。关于第四阶段的终点，是以开始朝加工对象物1照射激光L为起点，例如，是至10μs为止的时间点。第四阶段的加工对象物1具有与室温等同程度的温度。第四阶段的加工对象物1呈固体状态。在这种第四阶段中，期望下述中的至少任一种：适合分割的凝固顺序及速度、和位错及高压区域的形成(残留应力的分布的控制)。
第五阶段是激光L的下一个脉冲照射于加工对象物1的期间，与第一阶段相同。另外，在第五阶段中，在到此为止的第一阶段～第四阶段中形成的改质点S中，其微裂纹生长而使微裂纹群9扩张。
图8是显示改质点S形成之后的加工对象物1的剖面的照片图。图中的状态对应于第五阶段的状态。图中的上侧是激光L的照射侧。如图8所示，改质点S包含熔融凝固区域11、微裂纹群9及空穴13。熔融凝固区域11是第三阶段至第四阶段的再凝固时，到最后为止都呈熔融状态的区域。通过熔融凝固区域11的再凝固时的体积膨胀，而发生大的应力。通过以熔融凝固区域11为中心的应力，而产生裂纹14。微裂纹群9是伴随着第三阶段至第四阶段的再凝固的应力而形成的。微裂纹群9中也有伴随有高密度的位错的情况。微裂纹群9通过聚集及成长而成为裂纹14。空穴13是在第二阶段中的熔融及蒸发后的再凝固时留下的空洞。图中的聚光点P是加工的起始点，是第一阶段的作用区域。
[第一实施方式]
接着，说明第一实施方式的激光加工装置。
如图9所示的第一实施方式的激光加工装置200是优先考虑分割力的型号的装置，其能够通过高分割力沿着厚度方向切割加工对象物1。激光加工装置200具备：第一光源201、第二光源202、第一衰减器203、第二衰减器204、第一扩束器205、第二扩束器206、空间光调制器207、中继光学系统208、分色镜209、聚光光学系统210、及柱面透镜单元211。
第一光源201射出(脉冲振荡)脉冲激光的第一激光(第一光)L1。作为其一例，第一光源201射出波长为1064nm且脉冲持续时间为30ns的第一激光L1。第二光源202射出(脉冲振荡)脉冲激光的第二激光(第二光)L2。作为其一例，第二光源202射出波长为1550nm且脉冲持续时间是1000ns的第二激光L2。第一激光L1及第二激光L2分别对应于上述的激光L。
第一衰减器203调整从第一光源201射出的第一激光L1的输出(光强度)及偏光方向。第二衰减器204调整从第二光源202射出的第二激光L2的输出及偏光方向。第一扩束器205调整通过了第一衰减器203的第一激光L1的光束直径及发散角。第二扩束器206调整通过了第二衰减器204的第二激光L2的光束直径及发散角。
空间光调制器207对通过第一扩束器205且经过镜子212反射的第一激光L1进行调制和反射。空间光调制器207是例如反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)的空间光调制器(SLM:Spatial LightModulator)。空间光调制器207具有入射第一激光L1的显示部，通过适当地设定显示于此显示部的调制模式，对反射的第一激光L1进行调制(例如，对第一激光L1的强度、振幅、相位、偏光等进行调制)。
中继光学系统208将空间光调制器207的显示部中的第一激光L1的像(在空间光调制器207中被调制后的第一激光L1的像)转像(成像)至聚光光学系统210的入射瞳面。作为中继光学系统208，可以使用例如4f透镜单元。
分色镜209使通过中继光学系统208且经过镜子213反射的第一激光L1向聚光光学系统210透过，并且使通过了柱面透镜单元211的第二激光L2向聚光光学系统210反射。
聚光光学系统210将第一激光L1及第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统210具有多个透镜及保持多个透镜的支架。聚光光学系统210通过压电元件等的驱动机构的驱动力而能够沿着其光轴方向移动。
柱面透镜单元211对通过第二扩束器206且经镜子214、镜子215反射的第二激光L2的光束轮廓进行调整(对射束形状进行整形)。柱面透镜单元211将照射在加工对象物1的第二激光L2的光束轮廓调整成为沿着切割预定线5的方向的长条形状。
控制部216由CPU(中央处理器(Central Processing Unit))、ROM(只读存储器(Read Only Memory))及RAM(随机存取存储器(Random Access Memory))等构成。控制部216控制激光加工装置200的各部分的动作。控制部216具有作为上述的激光光源控制部102及载物台控制部115(参照图1)的功能。控制部216控制第一光源201及第二光源202的动作，分别从第一光源201及第二光源202分别射出第一激光L1及第二激光L2。控制部216调节从第一光源201及第二光源202射出的第一激光L1及第二激光L2的输出和脉冲宽度等。控制部216对激光加工装置200的各部分的动作进行控制，由此，在形成改质点S时，使第一激光L1及第二激光L2的聚光点位于规定深度且沿着切割预定线5相对地移动。控制部216通过调节从第一光源201及第二光源202射出第一激光L1及第二激光L2的时间点，对加工点中的第一激光L1及第二激光L2的到达时间点进行控制。
控制部216进行如下控制：在形成改质点S时，在空间光调制器207的显示部显示规定的调制模式，由空间光调制器207对第一激光L1进行所希望的调制。对于显示的调制模式而言，例如，根据所要形成的改质点S的深度位置、第一激光L1的波长、加工对象物1的材料、聚光光学系统210及加工对象物1的折射率等而预先算出该调制模式，并将其存储于控制部216。调制模式中可以包含：用于对激光加工装置200中发生的个体差进行修正的个体差修正模式、用于对球面像差进行修正的球面像差修正模式、及用于修正散光的散光修正模式等中的至少任一模式。
控制部216控制第一光源201射出第一激光L1之后，控制第二光源202射出第二激光L2。具体而言，控制部216朝加工对象物1照射一个脉冲的第一激光L1，在加工对象物1的一部分区域的吸收率暂时地上升的期间也就是吸收率上升期间，向该一部分区域照射一个脉冲的第二激光L2。控制部216在照射一个脉冲的第二激光L2之后，使第一光源201及第二光源202的射出停止一定期间。其后，控制部216反复进行第一激光L1及第二激光L2的该一个脉冲的照射。
“一部分区域”是例如第一激光L1的聚光点附近，是伴随着第一激光L1的照射及聚光而吸收率上升的区域。“吸收率”是指每单位长度(例如，每1cm)上吸收第一激光L1及第二激光L2的比率。“吸收率上升期间”是指，以照射第一激光L1之前的吸收率为基准，吸收率暂时地上升(吸收率暂时地变大)的期间。关于“吸收率上升期间”，在吸收率比照射第一激光L1之前更大的范围中，包括：吸收率增加的期间、及吸收率减少的期间。例如，在吸收率上升期间中，在比照射第一激光L1之前的吸收率更大的范围中，吸收率随着时间的经过而先增后减。
更具体而言，如下所述，控制部216控制第一激光L1及第二激光L2的照射时间点。即，如图10所示，首先，照射一个脉冲的第一激光L1。由此，开始第一阶段，一部分区域的吸收率急剧地上升，达到峰值之后下降。在此吸收率上升期间H，照射一个脉冲的第二激光L21。在图中所示的例中，第一激光L1的脉冲结束时，第二激光L2的脉冲上升。第二激光L2的脉冲在持续规定期间之后结束。通过第二激光L2的照射，吸收率被上升或是被维持。伴随着其结束，也结束第二阶段，开始第三阶段。并且，使第一激光L1及第二激光L2的照射停止一定期间。由此，继续进行第三阶段及第四阶段。
在以如上所示方式构成的激光加工装置200中，实施包含如下步骤的加工方法，即：向加工对象物1照射第一激光L1，在加工对象物1的一部分区域中使吸收率比照射第一激光L1之前暂时地上升的步骤；及，在一部分区域的吸收率暂时地上升的吸收率上升期间H，向该一部分区域照射第二激光L2的步骤。
在此，关于激光加工装置200，下面对于照射在加工对象物1的第一激光L1及第二激光L2的特征进行详细说明。
第二激光L2的能量比第一激光L1的能量高。在此，所谓“能量”是在全部时间轴中投入的能量的总量。第二激光L2的峰值强度比第一激光L1的峰值强度低。在此的“峰值强度”是指该激光L被吸收的区域中的每单位面积及每单位时间的能量。对于第一激光L1的能量及峰值强度，例如，可以通过第一光源201及第一衰减器203中的至少任一个来进行控制。对于第二激光L2的能量及峰值强度，例如，可以通过第二光源202及第二衰减器204中的至少任一个来进行控制。对于第一激光L1及第二激光L2的能量及峰值强度，也可以利用EOM(电光调制器(Electro-Optic Modulator))或AOM(声光调制器(acousto-OpticModulator))等的调制器来进行控制。
第二激光L2的波长与第一激光L1的波长不同。第二激光L2的波长及第二激光L2的波长是透过加工对象物1的波长，在此，是透过硅的1000～8500nm。第二激光L2的波长比第一激光L1的波长更长。当加工对象物1是硅的情况下，如果将波长设为1000nm以上且小于1100的话，向加工对象物1的吸收迅速、损伤少、龟裂不易延伸。当加工对象物1是硅的情况下，如果将波长设为1100nm以上且小于2000nm的话，分割力变高，此时，与抑制对加工对象物1的损伤相比，能够使分割力优先(使发生的龟裂生长)。在加工对象物1是硅的情况下，如果将波长设为2000nm以上且小于8500nm的话，分割力更高，此时，与抑制对加工对象物1的损伤相比，能够使分割力更优先。对于第一激光L1的波长，例如，可以通过第一光源201及空间光调制器207中的至少任一个来进行控制。对于第二激光L2的波长，例如，可以通过第二光源202来进行控制。对于第一激光L1及第二激光L2的波长，也可以利用EOM或AOM等的调制器来进行控制。
第二激光L2是单独朝加工对象物1照射时不会形成改质点S及改质区域7的激光。例如，第二激光L2的峰值强度比加工对象物1的加工阈值低，在单独照射时，不会开始改质点S的形成。在该情况下，也可以是时常地或是预先向加工对象物1照射第二激光L2，只有第一激光L1起到作为开始加工的触发器的作用。此时，直到开始加工为止的期间，第二激光L2不会被加工对象物1吸收而成为逃出光。“逃出光”是指从加工对象物1的一侧入射的光，其是不被加工对象物1吸收而从另一侧逃出(射出)的光。将由于逃出光而在与光的入射面相反侧的面产生的损伤，也称为“背面损伤”。
第二激光L2的NA(数值孔径(Numerical Aperture))与第一激光L1的NA不同。第一激光L1的NA是指第一激光L1聚光于第一激光L1的聚光位置的角度。第二激光L2的NA是指第二激光L2聚光于第二激光L2的聚光位置的角度。具体而言，第二激光L2的NA比第一激光L1的NA小。第二激光L2也可以是平行光束。
关于第一激光L1的NA，例如，可以通过第一扩束器205、空间光调制器207及聚光光学系统210中的至少任一个来进行控制。关于第二激光L2的NA，例如，可以通过第二扩束器206及聚光光学系统210中的至少任一个来进行控制。重点是，关于激光L的NA，可以通过对物透镜或是针孔(pinhole)等的有限开口、扩束器等的射束调整系统、及空间光调制器中的至少任一个来进行控制。NA的值越高，聚光点的束点尺寸越小，具有远离聚光点的话光束直径会急速地增加的倾向。NA取决于聚光光学系统210中的激光L的直径及聚光光学系统210的焦点距离。NA越高，激光L的峰值强度的位置相关性越大。在使激光L在深度方向(光轴方向、厚度方向)上局部地集中的情况下，NA高的话是有利的。另一方面，在使激光L沿着光轴方向分布在长区域的情况下，NA低的话是有利的。
第二激光L2的光束轮廓与第一激光L1的光束轮廓不同。具体而言，第一激光L1的光束轮廓是正圆或是环状等，具有旋转对称性。第二激光L2的光束轮廓是沿着切割预定线5呈长条状的形状。第二激光L2的光束轮廓是以沿着切割预定线5的方向作为长度方向的旋转非对称的形状(例如，长圆、椭圆形、长方形或是多边形等)。对于第一激光L1的光束轮廓，可以通过空间光调制器207来进行控制。对于第二激光L2的光束轮廓，可以通过柱面透镜单元211来进行控制。另外，例如，也可以利用衍射光学元件(DOE:Diffractive OpticalElement)或是空间光调制器来控制光束轮廓，在此情况下，即使是长圆形或是多边形等的复杂的光束轮廓，也能够容易地获得。
第二激光L2的M2值与第一激光L1的M2值不同。M2值是显示激光L(激光L的横模)的质量的值。M2值是显示激光L的聚光性的值。M2值也被表记为M＾2。M2值显示实际的激光L对于理想的TEM00的高斯激光(基模光)远离多少。M2值，是实际的激光L的发散角与束腰直径的乘积相对于TEM00的高斯激光的发散角与束腰直径的乘积的比值。
第二激光L2的M2值比第一激光L1的M2值大。对于第一激光L1而言，良好的射束质量(beam quality)是必要的，第一激光L1的M2值为1.5以下。对于第二激光L2而言，不需要具有如第一激光L1那样的射束质量，第二激光L2的M2值为6.0以下。对于第一激光L1的M2值，例如，可以通过第一光源201及空间光调制器207中的至少任一个来进行控制。对于第二激光L2的M2值，例如，可以通过第二光源202来进行控制。另外，对于激光L的M2值，也可以通过利用该激光L的激光光源、空间滤波器及空间光调制器中的至少任一个来进行控制。
第二激光L2的脉冲宽度与第一激光L1的脉冲宽度不同。第二激光L2的脉冲宽度比第一激光L1的脉冲宽度更长。对于第一激光L1的脉冲宽度，例如，可以通过第一光源201来进行控制。对于第二激光L2的脉冲宽度，例如，可以通过第二光源202来进行控制。关于第一激光L1及第二激光L2的脉冲宽度，也可以利用EOM或是AOM等的调制器来进行控制。
第二激光L2的脉冲波形与第一激光L1的脉冲波形不同。第一激光L1的脉冲波形是矩形波形或是高斯波形。第二激光L2的脉冲波形是随着时间的经过其输出变高的波形，具体而言，随着第二激光L2在吸收区域被吸收的实效的面积的增加，以峰值强度成为一定值的方式使输出提高的波形(以下，有时简称为“后上升波形”)。第二激光L2的脉冲波形例如是二乘曲线(square curve)。关于第一激光L1的脉冲波形，例如，可以通过第一光源201来进行控制。关于第二激光L2的脉冲波形，例如，可以通过第二光源202来进行控制。关于第一激光L1及第二激光L2的脉冲波形，也可以利用EOM或是AOM等的调制器来进行控制。
第二激光L2的偏光方向与第一激光L1的偏光方向不同。第一激光L1的偏光方向是垂直、水平、顺时针圆偏光、逆时针圆偏光、或是Z偏光。第二激光L2的偏光方向是水平、垂直、逆时针圆偏光、顺时针圆偏光、或是Z偏光。对于第一激光L1的偏光方向，例如，可以通过波长板(未图示)及空间光调制器207中的至少任一个来进行控制。对于第二激光L2的偏光方向，例如，可以通过波长板(未图示)来进行控制。作为偏光，例如，可举例：直线偏光、垂直交叉偏光、圆偏光、随机偏光、Z偏光、及径向偏光。波长板中包括1/4波长板、1/2波长板及Z波长板中的至少1个。对于第一激光L1及第二激光L2的偏光方向，也可以利用波长板、解偏光器及空间光调制器中的至少任一个来进行控制。
根据这种激光加工装置200，能够在第一阶段以最适合的时间及空间分布供给在第一阶段必要且充分的第一激光L1。在恰当的时间间隔之后，能够在第二阶段以最适合的时间及空间分布供给在第二阶段必要且充分的第二激光L2。其后，在第三阶段之后，快速地遮断第二激光L2(及其他的光)，从而能够迅速地进行冷却。
对于在此的激光加工装置200而言，其被构成为：向加工对象物1照射的第一激光L1及第二激光L2具有以下的特征。
(波长)
第一激光L1：1026～1064nm
第二激光L2：1180～7500nm
(射束质量(M2值))
第一激光L1：1.0
第二激光L2：小于3.0
(脉冲持续时间)
第一激光L1：20～50ns
第二激光L2：0.7～5μs
(脉冲上升时间)
第一激光L1：小于5ns
第二激光L2：小于50ns
(脉冲波形)
第一激光L1：矩形波形或是高斯波形
第二激光L2：后上升波形(二乘曲线)
(峰值强度)
第一激光L1：70W
第二激光L2：150～250W
(重复频率)
第一激光L1：150kHz以下
第二激光L2：150kHz以下
(照射时间点)
第一激光L1：任意
第二激光L2：20～30ns后
(以开始第一激光L1的照射作为起点)
(聚光系统)
第一激光L1：聚光优先
第二激光L2：路径优先
(像差修正)
第一激光L1：有
第二激光L2：无
(光束轮廓的对称性)
第一激光L1：旋转对称(正圆)
第二激光L2：沿着切割预定线5的方向的长条状
(NA)
第一激光L1：0.7以上
第二激光L2：0.2～0.6
以上，根据激光加工装置200，每当形成改质点S时，分别与第一阶段及第二阶段的各个现象对应地，分别照射第一激光L1及第二激光L2。通过适当地改变第一激光L1及第二激光L2的各种参数以及照射方式，能够容易地应对各式各样的加工要求。因此，能够实现具有高附加价值的激光加工装置200。并且，能够使用简单且便宜的光学系统来提高分割力。
在激光加工装置200中，第二激光L2的能量比第一激光L1的能量高。由此，能够进一步与第一阶段及第二阶段的各个现象对应地照射第一激光L1及第二激光L2。
在激光加工装置200中，第二激光L2的峰值强度比第一激光L1的峰值强度低。由此，能够进一步与第一阶段及第二阶段的各个现象对应地照射第一激光L1及第二激光L2。
在激光加工装置200中，第二激光L2的波长与第一激光L1的波长不同。通过使第一激光L1的波长与第二激光L2的波长适当地不同，能够控制加工对象物1中的第一激光L1及第二激光L2的吸收以及加工结果。进一步，由于半导体即加工对象物1的分光吸收特性在能带间隙附近大幅地发生变化，所以，通过改变波长，能够对其吸收分布和加工结果进行有效的控制。特别是，在激光加工装置200中，第二激光L2的波长比第一激光L1的波长更长。由此，能够加快第一激光L1的吸收并抑制损伤，并由第二激光L2提高分割力(同时实现高分割力和损伤的抑制)。
在激光加工装置200中，第二激光L2是单独向加工对象物1照射时不会形成改质点S的光。由此，也可以是时常地或是预先照射第二激光L2，即使是在该情况下，也不会形成改质点S，第一激光L1起到作为开始改质点S的形成的触发器的作用。从而不需要对第二激光L2的照射时间点进行精密的控制。
在激光加工装置200中，第二激光L2的NA与第一激光L1的NA不同。通过使第一激光L1的NA与第二激光L2的NA适当地不同，能够控制加工区域的宽窄。特别是在激光加工装置200中，第二激光L2的NA比第一激光L1的NA小。由此，即使是在远离聚光点的位置上，第二激光L2的光束的发散也受到抑制，所以，能够将改质点S引导至或是形成于远离聚光点的位置。
在激光加工装置200中，第二激光L2的光束轮廓与第一激光L1的光束轮廓不同。通过使第一激光L1的光束轮廓与第二激光L2的光束轮廓适当地不同，能够控制分割力及加工对象物1的损伤。特别是在激光加工装置200中，第一激光L1的光束轮廓是旋转对称的形状，由此，能够将第一激光L1聚光于较小的区域，能够实现高功率密度。因此，能够以最低限度的的漏光实现第一阶段的现象。第二激光L2的光束轮廓是沿着切割预定线5的长条状的形状。由此，能够容易地沿着切割预定线5切割加工对象物1。并且，从厚度方向观察时，与切割预定线5垂直交叉的方向是第二激光L2的光束轮廓的宽度方向，所以，能够抑制由第二激光L2对加工对象物1的功能元件所产生的负面影响。
在激光加工装置200中，第二激光L2的M2值与第一激光L1的M2值不同。通过使第一激光L1的M2值与第二激光L2的M2值适当地不同，能够实现装置的简化、低价格化及简易化。特别是在激光加工装置200中，第一激光L1的M2值比第二激光L2的M2值小。由此，能够确保第一激光L1所必要的射束质量，并减少对第二激光L2的射束质量的限制。
在激光加工装置200中，第二激光L2的脉冲宽度与第一光的脉冲宽度不同。通过使第一激光L1的脉冲宽度与第二激光L2的脉冲宽度适当地不同，能够进一步与第一阶段及第二阶段的各现象对应地照射第一激光L1及第二激光L2。特别是在激光加工装置200中，第一激光L1的脉冲宽度比第二激光L2的脉冲宽度更长。由此，与熔融区域能够成长的速度相匹配地，或是与熔融区域成长所必要的时间相匹配地，能够进一步恰当地进行由第二激光L2的能量供给，形成更恰当的熔融区域及改质点S。
在激光加工装置200中，第二激光L2的脉冲波形与第一激光L1的脉冲波形不同。通过使第一激光L1的脉冲波形与第二激光L2的脉冲波形适当地不同，能够进一步与第一阶段及第二阶段的各现象对应地照射第一激光L1及第二激光L2。特别是在激光加工装置200中，第一激光L1的脉冲波形是矩形波形或是高斯波形，由此，脉冲波形具有快速上升的特性，能够使加工前的漏光最小化。第二激光L2的脉冲波形是后上升波形，由此，即使是第二激光L2的吸收区域的面积增加的情况下，也能够对应地使其峰值强度保持在一定值。
在激光加工装置200中，第二激光L2的偏光方向与第一激光L1的偏光方向不同。通过使第一激光L1的偏光方向与第二激光L2的偏光方向适当地不同，能够进一步与第一阶段及第二阶段的各个现象对应地照射第一激光L1及第二激光L2。第一激光L1及第二激光L2的结合及分离变得容易。特别是在激光加工装置200中，第一激光L1的偏光方向是垂直、水平、顺时针圆偏光、逆时针圆偏光、或是Z偏光，第二激光L2的偏光方向是水平、垂直、逆时针圆偏光、顺时针圆偏光、或是Z偏光。由此，即使是第一激光L1的波长与第二激光L2的波长相同的情况下，也能够利用偏光方向的不同而容易地使朝同一光路的射束合成或是从同一光路的射束分离。并且，通过使用向物质内部的透过率高的Z偏光的激光L，能够更恰当地进行加工对象物1的内部加工。
在激光加工装置200中，改质区域7是将加工对象物1沿着厚度方向切割的切割起点区域。由此，可以以改质区域7作为切割的起点，将加工对象物1沿着厚度方向切割(分割)。
激光加工装置200包含第一光源201、第二光源202及控制部216。可以利用第一光源201及第二光源202(多个光源)构成向加工对象物1照射第一激光L1及第二激光L2的激光加工装置200。
在激光加工装置200中，朝加工对象物1的第二激光L2的照射方向与朝加工对象物1的第一激光L1的照射方向相同。在该情况下，能够从同一方向照射第一激光L1及第二激光L2，能够简便地形成光学系统。
另外，关于第一激光L1的照射方向及第二激光L2的照射方向，也可以根据加工目的及装置结构上的限制而适当地设定。第一激光L1与第二激光L2的各聚光点可以相同或不同，通过对它们的照射方向(传播方向)分别进行控制，能够使加工具有特征。例如，如后述的变形例所示，也可以是：将第一激光L1从加工对象物1的表面(或是背面)垂直地入射，另一方面，将第二激光L2从背面(或是表面)、从侧方、从它们的相对方向、或是从将这些组合的方向入射。通过适当地设定第一激光L1的照射方向，能够对初期的漏光的方向进行控制。通过适当地设定第二激光L2的照射方向，能够实现如下：使分割力具有方向、控制改质点S的形成方向及位置、或者、使其与特定的加工方式(例如，残存漏光的分布控制)最匹配等。
在激光加工装置200中，如上所述，第二激光L2是沿着切割预定线5成为长条的旋转非对称的射束形状，以大的能量及持续时间供给。由此，长时间地持续第二阶段，能够使熔融凝固区域11朝切割预定线5的延伸方向扩大。
另外，在本实施方式中，第一激光L1及第二激光L2的各种参数不限定于上述的值。第一激光L1的波长也可以是1000nm～1100nm，尤其是，如果是1026nm、1028nm、1030nm、1047nm、1064nm、或1080nm的话，装置的制造是容易的，所以是有效的。第一激光L1的波长也可以是9500nm～10000nm。
关于第一激光L1的聚光状态，为了实现高聚光强度、并且为了成为良好的射束质量，M2值也可以小于1.2。关于第一激光L1的球面像差修正，也可以在聚光点P中无像差聚光。第一激光L1的聚光点径(聚光点的光束直径)也可以是φ1μm以下。第一激光L1的脉冲持续时间也可以小于30～50ns。
第二激光L2的照射时间点(从第一激光L1的迟延时间)是由第一激光L1的照射所产生的一部分区域的局部的电子的激发或是温度上升等的过渡的现象开始之后，也可以是比“通过被激发的电子的缓和或是热扩散，使该过渡的现象结束或是衰减，从而使载体等扩散或是消灭的时间点”更早的时间点。第二激光L2的波长也可以是1150nm～9500nm。第二激光L2的波长只要是可透过加工对象物1的波长即可。对第二激光L2的射束质量的要求大大降低，例如，第二激光L2的M2值也可以是4。第二激光L2的聚光点径(聚光点的光束直径)也可以是φ3μm程度。只要第二激光L2的脉冲波形的上升不会使由第一激光L1的照射所产生的一部分区域的局部的温度上升缓和的程度的话即可。第二激光L2的脉冲上升时间也可以是10～30ns。
第二激光L2的脉冲持续时间也可以是500～5000ns。第二激光L2的偏光状态也可以是任何状态。作为第二光源202，也可以使用便宜的随机偏光激光光源。第二激光L2的聚光状态会决定加工性能，所以也可以根据加工要求而设定。对于第二激光L2而言，与第一激光L1相比，重要的不是聚光点而是传播状态。
在上述结构中，第一光源201及控制部216构成第一照射部，第二光源202及控制部216构成第二照射部。
图11是显示第一实施方式的第一变形例的激光加工装置220的结构的概要图。第一变形例的激光加工装置220与上述激光加工装置200(参照图9)不同的点在于，前者是以与第一激光L1相对的方式进一步照射第二激光L2。与上述激光加工装置200相比，激光加工装置220进一步具备半反射镜221及聚光光学系统224。
半反射镜221配置于第二激光L2的光路中的柱面透镜单元211与分色镜209之间。半反射镜221将通过了柱面透镜单元211的第二激光L2的一部分反射，并且使该第二激光L2的其他部分透过。
聚光光学系统224将由半反射镜221反射且由镜子222、223反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统224以隔着加工对象物1与聚光光学系统210相对的方式配置。聚光光学系统224将与聚光光学系统210的激光入射面也就是表面(或是背面)相反侧的背面(或是表面)作为激光入射面，而入射第二激光L2。聚光光学系统224与聚光光学系统210的结构相同。作为聚光光学系统224，不需要使用比聚光光学系统210具有更高的性能的光学系统。这种激光加工装置220中，从表面侧及背面侧分别向加工对象物1同时照射第二激光L2，能够使改质点S分别朝表面侧及背面侧成长并形成。
以上，在激光加工装置220中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。并且，在激光加工装置220中，两个第二激光L2中的一个第二激光L2的照射方向与第一激光L1的照射方向不同。通过使第一激光L1与第二激光L2的照射方向适当地不同，能够控制改质点S及龟裂扩大的方向(能够选择性地诱导)，并且能够控制改质点S及龟裂的位置。特别是在激光加工装置220中，能够实现由相对的聚光光学系统210、224所产生的从表面侧及背面侧的改质点S的同时成长及分割力的最大化。
图12是显示第一实施方式的第二变形例的激光加工装置230的结构的概要图。第二变形例的激光加工装置230与上述激光加工装置200(参照图9)在装置结构上的不同的点在于，前者具备移束器231。
移束器231配置在第二激光L2的光路上的柱面透镜单元211与分色镜209之间。移束器231使第二激光L2的位置移动。具体而言，移束器231通过移动第二激光L2的位置，以使得由聚光光学系统210聚光的第二激光L2的照射方向(光轴)成为相对于聚光光学系统210的光轴倾斜的倾斜方向。在此的倾斜方向，是随着接近加工对象物1，从激光L(第一激光l及第二激光L2)的扫描的行进方向的前侧朝后侧倾斜的方向。
另外，对于移束器231没有特别的限定，只要能够移动第二激光L2的位置的话，则可以使用各种光学元件。以下，将扫描的行进方向简称为“扫描行进方向”。扫描行进方向，是扫描激光L的方向，是加工进行方向。
以上，在激光加工装置230中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。并且，在激光加工装置230中，可以将第二激光L2从相对于聚光光学系统210的光轴倾斜的倾斜方向照射。尤其是，该倾斜方向是随着接近加工对象物1而从扫描行进方向的前侧朝后侧倾斜的方向，所以可以形成在激光L扫描之前的改质点S。
图13是显示第一实施方式的第三变形例的激光加工装置240的结构的概要图。第三变形例的激光加工装置240与上述激光加工装置200(参照图9)不同的点在于，前者是从加工对象物1的侧面照射第二激光L2，并且以与第一激光L1相对的方式照射第二激光L2。与上述激光加工装置200相比，激光加工装置220不具备分色镜209，进一步具备半反射镜241及聚光光学系统242、243。在激光加工装置220中，聚光光学系统210仅将第一激光L1聚光于加工对象物1。
半反射镜241配置在第二激光L2的光路上的柱面透镜单元211的下游侧。半反射镜241将经过柱面透镜单元211由镜子244反射的第二激光L2的一部分反射，并且使该第二激光L2的其他部分透过。
聚光光学系统242将由半反射镜241反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统242与加工对象物1的侧面相对地配置。聚光光学系统242将加工对象物1的侧面作为激光入射面射入第二激光L2。聚光光学系统242与聚光光学系统210的结构相同。聚光光学系统243将透过半反射镜221且由镜子245、246反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统243隔着加工对象物1与聚光光学系统210相对地配置。聚光光学系统243将与聚光光学系统210的激光入射面也就是表面(或是背面)相反侧的背面(或是表面)作为激光入射面，射入第二激光L2。聚光光学系统243与聚光光学系统210的结构相同。作为聚光光学系统242、243，不需要使用比聚光光学系统210具有更高性能的光学系统。
在这种激光加工装置240中，从第一激光L1的照射方向的相反侧及加工对象物1的侧面侧向加工对象物1同时照射第二激光L2，能够使改质点S分别向第一激光L1的照射方向的相反侧及加工对象物1的侧面侧成长。
以上，在激光加工装置240中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。并且，在激光加工装置240中，从第一激光L1的照射方向的相反侧及加工对象物1的侧面侧照射第二激光L2，所以，能够将改质点S及龟裂扩大的方向朝第一激光L1的照射方向的相反侧及加工对象物1的侧面侧控制(能够选择性地诱导)。并且，因为从第一激光L1的照射方向的相反侧及加工对象物1的侧面侧照射第二激光L2是，所以，能够从本质上避免由逃出光所产生的背面损伤。
[第二实施方式]
接着，对第二实施方式的激光加工装置进行说明。以下，对于与第一实施方式不同的点进行说明，省略重复的说明。
如图14所示的第二实施方式的激光加工装置300是优先考虑抑制对加工对象物1的损伤的型号的装置，能够抑制对加工对象物1产生的损伤(特别是背面损伤)且能够将加工对象物1沿着厚度方向切割。激光加工装置300与上述激光加工装置200在装置结构上的不同的点在于，前者不具备柱面透镜单元211。激光加工装置300不具备柱面透镜单元211，使第一激光L1及第二激光L2双方成为旋转对称的光束轮廓，使双方的传播路径及聚光点进一步一致。由此，对于通过第一激光L1激发并使吸收率暂时地上升的一部分区域，能够使第二激光L2更有效率地发挥作用。
在激光加工装置300中，优先考虑的是抑制第一激光L1的漏光。第一激光L1具有能够被加工对象物1吸收的大的波长且急剧地上升的波形。根据这种第一激光L1，只有在第一阶段可以用最小限度的漏光来实施。在激光加工装置300中，第二激光L2具有如下特点：与加工对象物1的能带间隙接近的波长或是比该能带间隙更长的波长、旋转对称的光束轮廓、大的能量、急剧地上升的脉冲波形、以及长的脉冲持续时间。由此，在通过第一激光L1的照射而暂时地使吸收率上升的一部分区域，能够以在时间及空间上一致的方式，照射第二激光L2，使第二阶段持续，从而能够扩大熔融凝固区域11。
对于在此的激光加工装置300而言，其被构成为：向加工对象物1照射的第一激光L1及第二激光L2具有以下的特征。
(波长)
第一激光L1：1026～1064nm
第二激光L2：1120～2000nm
(射束质量(M2值))
第一激光L1：1.0
第二激光L2：小于3.0
(脉冲持续时间)
第一激光L1：10～30ns
第二激光L2：0.5～1μs
(脉冲上升时间)
第一激光L1：小于3ns
第二激光L2：小于50ns
(脉冲波形)
第一激光L1：矩形波形或是高斯波形
第二激光L2：后上升波形(二乘曲线)
(峰值强度)
第一激光L1：70W
第二激光L2：150～250W
(重复频率)
第一激光L1：300kHz以下
第二激光L2：300kHz以下
(照射时间点)
第一激光L1：任意
第二激光L2：15～20ns后
(以开始第一激光L1的照射作为起点)
(根据第一激光L1的脉冲宽度、第一激光L1的上升、及第二激光L2的上升而适当地最佳化)
(聚光系统)
第一激光L1：聚光优先
第二激光L2：路径优先
(像差修正)
第一激光L1：有
第二激光L2：无
(光束轮廓的对称性)
第一激光L1：旋转对称(正圆)
第二激光L2：旋转对称(正圆)
(NA)
第一激光L1：0.7以上
第二激光L2：0.2～0.6
以上，在激光加工装置300中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。特别是在激光加工装置300中，使用简单且便宜的光学系统就能够抑制逃出光，能够抑制对加工对象物1的损伤。
图15是显示第二实施方式的变形例的激光加工装置320的结构的概要图。变形例的激光加工装置320与上述激光加工装置300(参照图14)不同的点在于，前者是以与第一激光L1相对的方式照射第二激光L2。与上述激光加工装置300相比，激光加工装置320不具备分色镜209，进一步具备聚光光学系统321。在激光加工装置320中，聚光光学系统210仅将第一激光L1聚光于加工对象物1。
聚光光学系统321将经过第二扩束器206由镜子214、215、322、323、324反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统321隔着加工对象物1与聚光光学系统210相对地配置。聚光光学系统321将与聚光光学系统210的激光入射面也就是表面(或是背面)相反侧的背面(或是表面)作为激光入射面，射入第二激光L2。聚光光学系统321与聚光光学系统210的结构相同。作为聚光光学系统321，不需要使用比聚光光学系统210具有更高性能的光学系统。
在这种激光加工装置320中，从第一激光L1的照射方向的相反侧向加工对象物1照射第二激光L2，使改质点S朝第一激光L1的照射方向的相反侧成长并形成。
以上，在激光加工装置320中，也能够实现由上述激光加工装置300所产生的上述的作用效果。并且，在激光加工装置320中，通过从第一激光L1的照射方向的相反侧照射第二激光L2，在形成改质点S时，能够将改质点S及龟裂扩大的方向朝与第一激光L1的照射方向的相反侧控制(能够选择性地诱导)。通过从第一激光L1的照射方向的相反侧照射第二激光L2，能够从本质上避免由逃出光所产生的背面损伤。
[第三实施方式]
接着，对第三实施方式的激光加工装置进行说明。以下，对于与第一实施方式不同的点进行说明，省略重复的说明。
图16所示的第三实施方式的激光加工装置400能够在加工对象物1中形成厚度方向上长条的改质点S。激光加工装置400与上述激光加工装置200(参照图9)在装置结构上的不同的点在于，前者不具备柱面透镜单元211。激光加工装置400不具备柱面透镜单元211，使第一激光L1及第二激光L2双方成为旋转对称的光束轮廓，使双方的传播路径及聚光点进一步一致。由此，对于通过第一激光L1激发并使吸收率暂时地上升的一部分区域，能够使第二激光L2更有效率地发挥作用。
对于在此的激光加工装置400而言，其被构成为：向加工对象物1照射的第一激光L1及第二激光L2具有以下的特征。
(波长)
第一激光L1：1026～1064nm
第二激光L2：1120～2000nm
(射束质量(M2值))
第一激光L1：1.0
第二激光L2：小于2.0
(脉冲持续时间)
第一激光L1：20～80ns
第二激光L2：2～200μs
(脉冲上升时间)
第一激光L1：小于3ns
第二激光L2：小于50ns
(脉冲波形)
第一激光L1：矩形波形或是高斯波形
第二激光L2：后上升波形(二乘曲线)或是矩形波形
(峰值强度)
第一激光L1：70W
第二激光L2：150～250W
(重复频率)
第一激光L1：300kHz以下
第二激光L2：300kHz以下
(照射时间点)
第一激光L1：任意
第二激光L2：15～20ns后
(以开始第一激光L1的照射作为起点)
(聚光系统)
第一激光L1：聚光优先
第二激光L2：路径优先
(像差修正)
第一激光L1：有
第二激光L2：无
(光束轮廓的对称性)
第一激光L1：旋转对称(正圆)
第二激光L2：旋转对称(正圆)或是任意形状的剖面
(NA)
第一激光L1：0.7以上
第二激光L2：0.4～0.6。
以上，在激光加工装置400中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。特别是在激光加工装置400中，能够形成在厚度方向上长条的改质点S及改质区域7。
图17是显示第三实施方式的变形例的激光加工装置420的结构的概要图。变形例的激光加工装置420与上述激光加工装置400(参照图16)在装置结构上的不同的点在于，前者在第二激光L2的光路上的镜子215与分色镜209之间，进一步具备柱面透镜单元421及移束器422。
柱面透镜单元421与上述柱面透镜单元211(参照图9)的结构相同。移束器422与上述移束器231(参照图12)的结构相同。在这种激光加工装置420中，能够将第二激光L2以平行射束的方式向加工对象物1照射。
以上，在激光加工装置420中，也能够实现由上述激光加工装置400所产生的上述的作用效果。并且，在激光加工装置420中，通过将第二激光L2以平行射束的方式照射于加工对象物1，能够在第二激光L2的入射面侧形成无限长的改质点S。
[第四实施方式]
接着，对第四实施方式的激光加工装置进行说明。以下，对于与第一实施方式不同的点进行说明，省略重复的说明。
图18所示的第四实施方式的激光加工装置500能够不依赖于加工对象物1的裂开方向而切割加工对象物1。激光加工装置500与上述激光加工装置200(参照图9)在装置结构上的不同的点在于，前者进一步具备移束器501及射束成形器502。
移束器501使第二激光L2的位置移动。具体而言，移束器501通过移动第二激光L2的位置，以使得由聚光光学系统210聚光的第二激光L2的照射方向成为相对于聚光光学系统210的光轴倾斜的倾斜方向。在此的倾斜方向，是随着接近加工对象物1，从扫描行进方向的后侧朝前侧倾斜的方向。另外，对于移束器501没有特别的限定，只要能够移动第二激光L2的位置的话，则可以使用各种光学元件。
射束成形器502将第二激光L2的光束轮廓成形为在扫描行进方向上非对称的异形轮廓。作为具体例，射束成形器502将第二激光L2的光束轮廓成形为如下：即，由聚光光学系统210聚光的第二激光L2成为扫描行进方向上的前侧欠缺的半圆(扫描行进方向上后侧一半的半圆)形的光束轮廓。
以上，在激光加工装置500中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。特别是在激光加工装置500中，能够抑制扫描行进方向的前侧的龟裂，并且能够在扫描行进方向的后侧发生龟裂。能够不依赖于加工对象物1的裂开方向而沿着切割预定线5切割加工对象物1。
[第五实施方式]
接着，对第五实施方式的激光加工装置进行说明。以下，对于与第一实施方式不同的点进行，省略重复的说明。
图19所示的第五实施方式的激光加工装置600能够不依赖于结晶方位而在加工对象物1中形成厚度方向上长条的改质点S。激光加工装置600与上述激光加工装置200(参照图9)在装置结构上的不同的点在于，前者在第二激光L2的光路上的柱面透镜单元211与分色镜209之间，进一步具备移束器602。本实施方式的加工对象物1的裂开方向不是沿着切割预定线5的延伸方向，而是与切割预定线5交叉。
移束器602与上述移束器231(参照图12)的结构相同。在这种激光加工装置600中，能够将第二激光L2以平行射束的方式向加工对象物1照射。本实施方式的控制部216对第二激光L2的照射时间点进行控制，以不会产生龟裂的方式对熔融凝固区域11的凝固速度进行控制。
以上，在激光加工装置600中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。特别是在激光加工装置600中，以平行射束的方式向加工对象物1照射第二激光L2，从而能够一边抑制在裂开方向上发生龟裂，一边形成厚度方向上长条的改质点S。
[第六实施方式]
接着，对第六实施方式的激光加工装置进行说明。以下，对于与第一实施方式不同的点进行说明，省略重复的说明。
对于图20所示的第六实施方式的激光加工装置700而言，其能够由廉价的装置来构成。激光加工装置700与上述激光加工装置200(参照图9)在装置结构上的不同的点在于，前者不具备第二衰减器204及柱面透镜单元601，具备第一光源701来代替第一光源201，具备第二光源702来代替第二光源202。
第一光源701是比第一光源201(参照图9)输出小的光源。第二光源702是使用激光二极管、CW(Continuous Wave：连续振荡)光纤激光、或QCW(Quasi Continuous Wave：准连续振荡)光纤激光的光源。作为其中的一例，第二光源702射出波长为1064nm且脉冲持续时间为1μs的第二激光L2。
以上，在激光加工装置700中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。特别是在激光加工装置700中，能够实现非常便宜的加工装置。
[第七实施方式]
接着，对第七实施方式的激光加工装置进行说明。以下，对于与第一实施方式不同的点进行说明，省略重复的说明。
图21所示的第七实施方式的激光加工装置800能够将加工对象物1沿着与厚度方向垂直交叉(交叉)的方向切割(切片)。在激光加工装置800中，从与设定于加工对象物1的切片预定面垂直交叉的方向入射激光L(第一激光L1及第二激光L2)，在加工对象物1的内部形成沿着该切片预定面的平面状的改质区域7。本实施方式的改质区域7是切片的切割起点区域。
切片预定面是用于对加工对象物1进行切片的假想面，其以平面状扩大。切片预定面不限定于平面状，可以是曲面状，可以是由这些组合而成的三维状，也可以是其坐标被指定的形状。切片预定面是改质区域形成预定面。改质区域形成预定面是预定形成改质区域7的预定面。
激光加工装置800与上述激光加工装置200(参照图9)在装置结构上的不同的点在于，前者在第二激光L2的光路上的柱面透镜单元211与分色镜209之间，进一步具备移束器801。移束器801与上述移束器231(参照图12)的结构相同。在这种激光加工装置600中，能够将第二激光L2以平行射束的方式向加工对象物1照射。本实施方式的控制部216对第二激光L2的照射时间点进行控制，以不会向厚度方向上产生龟裂的方式对熔融凝固区域11的凝固速度进行控制。
在激光加工装置800中，第一激光L1具有：接近于能带间隙的波长或者比能带间隙更长的波长、及急剧上升的脉冲波形。第一激光L1的脉冲波形是矩形波形或是高斯波形。第一激光L1在加工对象物1中的切片预定面的深度位置或是比其更深的深度位置仅照射短时间。通过这种第一激光L1的照射，在切片预定面以最小限度的高度(厚度方向的宽度)诱发第一阶段的吸收现象。
另一方面，第二激光L2具有不会被基态(ground state)的加工对象物1吸收的波长。第二激光L2具有脉冲波形。第二激光L2的脉冲波形是矩形波形或是高斯波形。以短时间且间断地向加工对象物1照射第二激光L2。由此，间断地产生第二阶段，抑制改质点S从切片预定面的厚度方向脱离。与此同时，为了由切片预定面容易地进行分割，通过在多个点同时照射等方式而形成沿着切片预定面的改质区域7。抑制龟裂向厚度方向上的伸展。
对于在此的激光加工装置800而言，其被构成为：向加工对象物1照射的第一激光L1及第二激光L2具有以下的特征。
(波长)
第一激光L1：1026～1064nm
第二激光L2：1180～1700nm
(射束质量(M2值))
第一激光L1：1.0
第二激光L2：小于3.0
(脉冲持续时间)
第一激光L1：10～50ns
第二激光L2：0.3～0.7μs
(脉冲上升时间)
第一激光L1：小于3ns
第二激光L2：小于50ns
(脉冲波形)
第一激光L1：矩形波形或是高斯波形
第二激光L2：矩形波形或是高斯波形
(峰值强度)
第一激光L1：70W
第二激光L2：150～250W
(重复频率)
第一激光L1：300kHz以下
第二激光L2：300kHz以下
(照射时间点)
第一激光L1：任意
第二激光L2：20～30ns后
(多个脉冲列)
(聚光系统)
第一激光L1：聚光优先
第二激光L2：路径优先
(像差修正)
第一激光L1：有
第二激光L2：无
(光束轮廓的对称性)
第一激光L1：旋转对称(正圆)
第二激光L2：四边形
(NA)
第一激光L1：0.7以上
第二激光L2：0.6以上
以上，在激光加工装置800中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。特别是在激光加工装置800中，改质区域7是对加工对象物1进行切片时的切割起点区域。由此，能够以改质区域7作为切割的起点而进行加工对象物1的切片。
图22是显示第七实施方式的变形例的激光加工装置820的结构的概要图。变形例的激光加工装置820与上述激光加工装置800(参照图21)不同的点在于，前者是从加工对象物1的侧面照射第二激光L2。与上述激光加工装置800相比，激光加工装置820不具备分色镜209，而进一步具备聚光光学系统821。在激光加工装置820中，聚光光学系统210仅将第一激光L1聚光于加工对象物1。
聚光光学系统821将经过柱面透镜单元211并被镜子822、823反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统821与加工对象物1的侧面相对地配置。聚光光学系统821将加工对象物1的侧面作为激光入射面入射第二激光L2。聚光光学系统821与聚光光学系统210的结构相同。作为聚光光学系统821，不需要使用比聚光光学系统210具有更高性能的光学系统。
在激光加工装置820中，第一激光L1具有：接近于能带间隙的波长或者比能带间隙更长的波长、及急剧上升的脉冲波形。向加工对象物1中的切片预定面照射第一激光L1。第一激光L1满足损伤抑制条件。通过这种第一激光L1的照射，将第一阶段的暂时的吸收区域的诱发最小化。另一方面，第二激光L2具有：不会被基态的加工对象物1吸收的波长、大的能量、及长的脉冲持续时间。第二激光L2满足分割力优先条件。第二激光L2的光束轮廓沿着切片预定面。使第二激光L2从沿着切片预定面的方向，以沿着切片预定面的光束轮廓，向切片预定面照射。由此，长时间地持续第二阶段，在切片预定面内扩大熔融凝固区域11，能够发生大的分割力。
对于在此的激光加工装置820而言，其被构成为：向加工对象物1照射的第一激光L1及第二激光L2具有以下的特征。
(波长)
第一激光L1：1026～1064nm
第二激光L2：1180～7500nm
(射束质量(M2值))
第一激光L1：1.0
第二激光L2：小于2.0
(脉冲持续时间)
第一激光L1：10～30ns
第二激光L2：0.7～5μs
(脉冲上升时间)
第一激光L1：小于3ns
第二激光L2：小于50ns
(脉冲波形)
第一激光L1：矩形波形或是高斯波形
第二激光L2：后上升波形(二乘曲线)
(峰值强度)
第一激光L1：70W
第二激光L2：150～250W
(重复频率)
第一激光L1：150kHz以下
第二激光L2：150kHz以下
(照射时间点)
第一激光L1：任意
第二激光L2：20～30ns后
(聚光系统)
第一激光L1：聚光优先
第二激光L2：路径优先
(像差修正)
第一激光L1：有
第二激光L2：根据深度而定
(光束轮廓的对称性)
第一激光L1：旋转对称(正圆)
第二激光L2：沿着切片预定面的长条
(NA)
第一激光L1：0.7以上
第二激光L2：0.05～0.4
以上，在激光加工装置820中，也能够实现由上述激光加工装置800所产生的上述的作用效果。并且，在激光加工装置820中，通过从沿着切片预定面的方向照射第二激光L2，能够将改质点S及龟裂扩大的方向朝沿着切片预定面的方向控制(能够选择性地诱导)。
[第八实施方式]
接着，对第八实施方式的激光加工装置进行说明。以下，对于与第一实施方式不同的点进行说明，省略重复的说明。
图23所示的第八实施方式的激光加工装置900是在制造例如中介层(interposer)或是微流路时所使用的加工装置，能够在加工对象物1中形成以二维状或是三维状延伸的改质区域7。本实施方式的改质区域7是选择性地发展蚀刻等而予以去除的去除预定区域。激光加工装置900通过从多个方向朝加工对象物1照射第二激光L2，从而超高速地诱导改质区域7。
激光加工装置900与上述激光加工装置200(参照图9)在装置结构上的不同的点在于，前者进一步具备半反射镜901、902、聚光光学系统903、904、及挡板907～909。半反射镜901配置在第二激光L2的光路上的柱面透镜单元211与分色镜209之间。半反射镜901将通过了柱面透镜单元211的第二激光L2的一部分反射，并且使该第二激光L2的其他部分透过。
半反射镜902配置在第二激光L2的光路上的半反射镜901的下游侧。半反射镜902将由半反射镜901反射的第二激光L2的一部分反射，并且使该第二激光L2的其他部分透过。
聚光光学系统903将由半反射镜902反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统903与加工对象物1的侧面相对地配置。聚光光学系统903将加工对象物1的侧面作为激光入射面入射第二激光L2。聚光光学系统903与聚光光学系统210的结构相同。聚光光学系统904将经过半反射镜902且由镜子905、906反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统904隔着加工对象物1与聚光光学系统210相对地配置。聚光光学系统904将与聚光光学系统210的激光入射面也就是表面(或是背面)相反侧的背面(或是表面)作为激光入射面，入射第二激光L2。聚光光学系统904与聚光光学系统210的结构相同。作为聚光光学系统903、904，不需要使用比聚光光学系统210具有更高性能的光学系统。
挡板907～909控制第二激光L2的遮断及开放。挡板907例如配置在第二激光L2的光路上的半反射镜901与分色镜209之间。挡板908例如配置在第二激光L2的光路上的半反射镜902与聚光光学系统903之间。挡板909例如配置在第二激光L2的光路上的半反射镜902与镜子905之间。
本实施方式的控制部216通过适当地切换挡板907～909的开闭，实现对于加工对象物1的第二激光L2的多方向上的照射。例如，控制部216通过适时地只打开挡板907～909中的任一个，就能够从加工对象物1的表面侧、背面侧及侧面侧之中的其中任一侧向加工对象物1照射第二激光L2。或者，也可以是：通过组合多个光源并在恰当的时间点发光，以此实现第二激光L2的照射方向的切换。
在激光加工装置900中，第一激光L1具有：接近于能带间隙的波长或者比能带间隙更长的波长、及急剧上升的脉冲波形。向加工对象物1的去除预定位置照射第一激光L1。通过这种第一激光L1的照射，使第一阶段的暂时的吸收区域的诱发最小化。另一方面，第二激光L2具有：不会被基态的加工对象物1吸收的波长、大的能量、及长的脉冲持续时间。沿着加工对象物1的去除预定路径照射第二激光L2。通过这种第二激光L2的照射，使第二阶段长时间地持续，以任意的长度形成有利于蚀刻的改质区域7。
去除预定路径是用于在加工对象物1上形成去除预定区域的假想路径。去除预定路径不限定于直线状，也可以是曲线状，也可以是由这些所组合而成的三维状，也可以是其坐标被指定的形状。去除预定路径是改质区域形成预定路径。改质区域形成预定路径是预定形成改质区域7的路径。
对于在此的激光加工装置900而言，其被构成为：向加工对象物1照射的第一激光L1及第二激光L2具有以下的特征。另外，“孔径”对应于与作为去除预定区域的改质区域7中的延伸方向垂直交叉的剖面上的直径。
(波长)
第一激光L1：1026～1064nm
第二激光L2：1180～7500nm
(射束质量(M2值))
第一激光L1：1.0
第二激光L2：小于3.0
(脉冲持续时间)
第一激光L1：10～30ns
第二激光L2：0.1～5μs
(脉冲上升时间)
第一激光L1：小于3ns
第二激光L2：小于50ns
(脉冲波形)
第一激光L1：矩形波形或是高斯波形
第二激光L2：后上升波形(二乘曲线)
(峰值强度)
第一激光L1：70W
第二激光L2：80～180W
(重复频率)
第一激光L1：80kHz以下
第二激光L2：80kHz以下
(照射时间点)
第一激光L1：任意
第二激光L2：20～30ns后
(聚光系统)
第一激光L1：聚光优先
第二激光L2：路径优先
(像差修正)
第一激光L1：有
第二激光L2：根据深度及孔径而定
(光束轮廓的对称性)
第一激光L1：旋转对称(正圆)
第二激光L2：依赖于改质区域7
(NA)
第一激光L1：0.7以上
第二激光L2：0.05～0.4
以上，在激光加工装置900中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。特别是在激光加工装置900中，改质区域7是在加工对象物1中以二维状或是三维状延伸的去除预定区域。在该情况下，通过蚀刻等而选择性地去除改质区域7，从而能够在加工对象物中形成以二维状或是三维状延伸的空间。
在激光加工装置900中，从所希望的照射方向向加工对象物1照射第二激光L2，从而能够超高速地且以三维方式诱导改质区域7的进展。能够在加工对象物1中形成所希望的三维形状的改质区域7。
另外，在激光加工装置900中，有时由于装置结构上的限制难以使第二激光L2的照射方向与去除预定路径的延伸的方向一致。在该情况下，通过缩短第二激光L2的脉冲持续时间，将该第二激光L2间断地照射并扫描，从而能够使改质区域7朝第二激光L2的照射方向以外的方向进展。激光加工装置900的光学系统不限于图23所示的结构，只要能对加工对象物1进行多方向的照射，也可以是其他的结构。例如，通过使用高速分岔单元(EOM或是AOM等)，能够瞬间地切换光路，在该情况下，能够大幅地改善第二激光L2的输出的利用效率。
图24是显示第八实施方式的变形例的激光加工装置920的结构的概要图。变形例的激光加工装置920与上述激光加工装置900(参照图23)在装置结构上的不同的点在于，前者不具备分色镜209、半反射镜901、902、聚光光学系统904、镜子905、906及挡板907～909。在激光加工装置920中，聚光光学系统210仅将第一激光L1聚光于加工对象物1。在激光加工装置920中，聚光光学系统903将经过柱面透镜单元211并被镜子921、922反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。
在激光加工装置920中，第一激光L1具有可被加工对象物1吸收的大的波长、及急剧上升的脉冲波形。通过照射这种第一激光L1，以最小限度的熔融凝固区域11仅实施第一阶段。另一方面，第二激光L2具有：对于加工对象物1完全透明的波长、大的能量、及长的脉冲持续时间。通过照射这种第二激光L2，使第二阶段长时间地持续，形成有利于蚀刻的改质区域7，并且将改质区域7扩大为任意尺寸。
以上，在激光加工装置920中，也能够实现由上述激光加工装置900所产生的上述的作用效果。另外，在由激光加工装置920所进行的加工中，与在加工对象物1的内部形成作为切割起点区域的改质区域7的情况不同，将激光L以窄间距以三维形状扫描。因此，能够通过使扫描速度变慢并缩小加工间距而连接改质区域7。根据由激光加工装置920所进行的加工，能够在第二阶段使改质区域7向有利于蚀刻的状态发展。
[第九实施方式]
接着，对第九实施方式的激光加工装置进行说明。
根据图25所示的第九实施方式的激光加工装置1000，由一个光源1001来实现向加工对象物1的第一激光L1及第二激光L2的照射。激光加工装置1000具备：光源1001、外部调制器1002、分岔用光学元件1003、结合用光学元件1004、镜子1005、镜子1006、聚光光学系统1007及控制部1008。
光源1001射出(脉冲振荡)脉冲激光的激光L。外部调制器1002对从光源1001射出的激光L进行调制，从而由合适的下游侧的调制器即分岔用光学元件1003分岔成第一激光L1及第二激光L2。作为外部调制器1002，没有特别的限定，可以使用各种调制器。
分岔用光学元件1003中射入由外部调制器1002调制后的激光L，将其短波长侧或水平偏光或垂直偏光作为第一激光L1透过，并且将其长波长侧或垂直偏光或水平偏光作为第二激光L2反射。分岔用光学元件1003是例如分色镜或是偏光片。结合用光学元件1004使透过分岔用光学元件1003的第一激光L1透过，并且将被分岔用光学元件1003反射由镜子1005、镜子1006反射的第二激光L2反射。结合用光学元件1004的结构与分岔用光学元件1003的结构相同。
聚光光学系统1007将透过了结合用光学元件1004的第一激光L1及被结合用光学元件1004反射的第二激光L2聚光于加工对象物1。聚光光学系统1007与上述聚光光学系统210(参照图9)的结构相同。控制部1008对光源1001及外部调制器1002的动作进行控制。控制部1008具有与上述控制部216(参照图9)同样的功能。光源1001、外部调制器1002及控制部1008构成第一照射部及第二照射部。
在如此构成的激光加工装置1000中，从光源1001射出激光L，射出的激光L被外部调制器1002调制。由外部调制器1002调制的激光L的一部分作为第一激光L1透过分岔用光学元件1003。由外部调制器1002调制的激光L的其他部分作为第二激光L2被分岔用光学元件1003反射。
透过了分岔用光学元件1003的第一激光L1，继续透过结合用光学元件1004，经过聚光光学系统1007照射于加工对象物1。由此，加工对象物1的一部分区域的吸收率是暂时地上升。在该吸收率上升期间H中，由分岔用光学元件1003反射的第二激光L2，依次被镜子1005、镜子1006及结合用光学元件1004反射，经过聚光光学系统1007照射于加工对象物1的一部分区域。
以上，在激光加工装置1000中，也能够实现由上述激光加工装置200所产生的上述的作用效果。另外，在激光加工装置1000中，同样可以利用一个光源1001来构成。
[变形例]
以上，本发明不限定于上述的实施方式。
在上述实施方式中，对于第二光源202没有特别的限定，也可以使用便宜且高输出的气体激光器和多模式激光光源。作为第二光源202，例如，可以使用在齿科领域或是美容整形领域中已得到普及的波长为1.8～2.3μm区域的激光光源。并且，对于第一光源201及第二光源202中的至少任一个而言，也可以不一定必须是激光光源，也可以是输出非相干光的灯泡等，也可以是等离子体光源，也可以是产生微波的微波振荡器。
在上述实施方式中，对于第二光源202的数量没有特别的限定，也可以具备两个以上的第二光源202。在该情况下，在一部分区域的吸收率暂时地上升的吸收率上升期间H，分别从多个第二光源202使多个第二激光L2依次地，同时照射多个第二光源202的至少一部分。
在上述实施方式中，从与加工对象物1的表面、背面或是侧面垂直的垂直方向入射第一激光L1及第二激光L2，但是不限定于此。也可以是：从与该垂直方向倾斜的倾斜方向入射第一激光L1及第二激光L2中的至少任一个。
本发明的一方面的加工装置也可以应用于上述的加工以外的其他的加工，重要的是，在加工对象物1中形成改质区域7。改质区域7也可以是例如形成于加工对象物1的内部的结晶区域、再结晶区域、或吸杂(gettering)区域。结晶区域是维持着加工对象物1的加工前的结构的区域。再结晶区域是暂且蒸发、等离子化或是熔融之后，再凝固时以单结晶或是多结晶的形态凝固的区域。吸杂区域是发挥将重金属等的杂质收集并捕获的吸杂效果的区域，其可以连续地形成，也可以是间断地形成。并且，例如，加工装置也可以应用于消融(ablation)等的加工。
本发明的一方面也可以被理解为是激光加工装置、改质区域形成装置或是芯片的制造装置。并且，本发明的一方面也可以被理解为是加工方法、激光加工方法、改质区域形成方法或是芯片的制造方法。在上述实施方式及上述变形例中，也可以适当地组合其他的上述实施方式及上述变形例各自的结构中的至少一部分。
[符号说明]
1：加工对象物；
7：改质区域；
100、200、220、230、240、300、320、400、420、500、600、700、800、820、900、1000：激光加工装置(加工装置)；
201：第一光源(第一照射部)；
202：第二光源(第二照射部)；
216：控制部(第一照射部、第二照射部)；
1001：光源(第一照射部、第二照射部)；
1002：外部调制器(第一照射部、第二照射部)；
1008：控制部(第一照射部、第二照射部)；
L1：第一激光(第一光)；
L2：第二激光(第二光)；
S：改质点。

Claims (18)

1.一种加工装置，其中，
其是在加工对象物中形成构成改质区域的改质点的加工装置，
该加工装置具备：
第一照射部，向所述加工对象物照射第一光，在所述加工对象物的一部分区域中使吸收率比所述第一光的照射之前暂时地上升；及
第二照射部，在所述一部分区域的吸收率暂时地上升的吸收率上升期间，向该一部分区域照射第二光。
2.如权利要求1所述的加工装置，其中，
所述第二光的能量比第一光的能量高。
3.如权利要求1或2所述的加工装置，其中，
所述第二光的峰值强度比第一光的峰值强度低。
4.如权利要求1～3中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光的波长与第一光的波长不同。
5.如权利要求1～4中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光是朝所述加工对象物单独照射该第二光时不会形成改质点的光。
6.如权利要求1～5中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光对于所述加工对象物的照射方向与所述第一光对于所述加工对象物的照射方向不同。
7.如权利要求1～6中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光聚光于所述第二光的聚光位置的角度与所述第一光聚光于所述第一光的聚光位置的角度不同。
8.如权利要求1～7中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光的光束轮廓与所述第一光的光束轮廓不同。
9.如权利要求1～8中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光的M2值与所述第一光的M2值不同。
10.如权利要求1～9中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光的脉冲宽度与所述第一光的脉冲宽度不同。
11.如权利要求1～10中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光的脉冲波形与所述第一光的脉冲波形不同。
12.如权利要求1～11中任一项所述的加工装置，其中，
所述第二光的偏光方向与所述第一光的偏光方向不同。
13.如权利要求1～12中任一项所述的加工装置，其中，
所述改质区域是将所述加工对象物沿着厚度方向切割的切割起点区域。
14.如权利要求1～12中任一项所述的加工装置，其中，
所述改质区域是将所述加工对象物沿着与厚度方向交叉的方向切割的切割起点区域。
15.如权利要求1～12中任一项所述的加工装置，其中，
所述改质区域是在所述加工对象物中呈二维状或是三维状延伸的去除预定区域。
16.如权利要求1～12中任一项所述的加工装置，其中，
所述改质区域是形成于所述加工对象物的内部的结晶区域、再结晶区域、或吸杂区域。
17.如权利要求1～16中任一项所述的加工装置，其中，
所述第一照射部由射出所述第一光的第一光源构成，
所述第二照射部由射出所述第二光的第二光源及控制部构成，该控制部以使所述第二光在所述吸收率上升期间朝所述一部分区域照射的方式对所述第二光源的照射时间点进行控制。
18.如权利要求1～16中任一项所述的加工装置，其中，
所述第一照射部及所述第二照射部由光源及对从所述光源射出的光进行调制的外部调制器构成，
从所述光源射出且被所述外部调制器调制的光的一部分作为所述第一光向所述加工对象物照射，
从所述光源射出且被所述外部调制器调制的光的其他部分在所述吸收率上升期间作为所述第二光朝所述一部分区域照射。
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