特開 2022-133681 レーザー加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022133681

(43)【公開日】2022-09-14

(54)【発明の名称】レーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/04 20140101AFI20220907BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20220907BHJP

【ＦＩ】

B23K26/04

H01L21/78 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021032506

(22)【出願日】2021-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣沢 俊一郎

【テーマコード（参考）】

4E168

5F063

【Ｆターム（参考）】

4E168CA06

4E168CA13

4E168CB07

4E168CB18

4E168CB22

4E168HA01

4E168JA12

4E168JA13

5F063AA48

5F063BA33

5F063BA34

5F063BA43

5F063BA45

5F063BA47

5F063DD26

5F063DE12

5F063DE17

(57)【要約】

【課題】集光位置の違いに起因する加工品質の低下を抑制しつつ、調整作業を削減してダウンタイムを短縮することができるレーザー加工装置を提供すること。
【解決手段】レーザー加工装置１は、被加工物１００の上面１０１を基準とする第１高さの位置にレーザービーム２１を集光させて形成した第１溝の中心線と、第１高さとは異なる第２高さの位置にレーザービーム２１を集光させて形成した第２溝の中心線と、のズレ量に基づいて、レーザービーム２１の集光点の高さ位置とズレ量との相関関係を記憶する記憶部９１と、記憶部９１に記憶された相関関係に基づいて、所定の高さ位置に集光点を位置付けた際に形成される加工溝のズレ量を予測して算出する算出部９２と、所定の高さ位置に集光点を位置付けた状態で加工する時に、算出部９２で算出されたズレ量を相殺するように集光点の水平方向の位置を補正する補正部９３と、を含む制御ユニット９０を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された被加工物に対してレーザービームを集光照射する集光レンズを備えたレーザービーム照射ユニットと、
該チャックテーブルと該レーザービームの集光点とを加工送り方向に相対的に移動させる加工送りユニットと、
該チャックテーブルと該レーザービームの集光点とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に移動させる割り出し送りユニットと、
該集光レンズを該チャックテーブルの保持面と垂直な方向に移動させ集光点の高さ位置を調整する集光点位置調整ユニットと、
該被加工物を撮像する撮像ユニットと、
該撮像ユニットによって撮像された画像を表示する表示ユニットと、
制御ユニットと、を備え、
該制御ユニットは、
被加工物の上面を基準とする第１高さの位置に該レーザービームを集光させて該被加工物に形成した第１溝を撮像して得られる第１画像における該第１溝の中心線と、被加工物の上面を基準としかつ該第１高さとは異なる第２高さの位置に該レーザービームを集光させて該被加工物に形成した第２溝を撮像して得られる第２画像における該第２溝の中心線と、のズレ量に基づいて、該レーザービームの集光点の高さ位置と該ズレ量との相関関係を記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された該相関関係に基づいて、所定の高さ位置に集光点を位置付けた際に形成される加工溝のズレ量を予測して算出する算出部と、
該所定の高さ位置に集光点を位置付けた状態で加工する時に、該算出部で算出された該ズレ量を相殺するように該集光点の水平方向の位置を補正する補正部と、
を含むことを特徴とする、レーザー加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハ等の被加工物を分割してチップを製造するために、被加工物に対してレーザービームを照射して加工溝を形成するレーザー加工装置が用いられる（特許文献１参照）。一般に、レーザー加工装置では、搭載したレーザー発振器からミラーやレンズ等の様々な光学部品を経て伝播されたレーザービームが、集光レンズによって被加工物を加工する加工点に集光照射するよう構成される。

【0003】

レーザービームが集光レンズの中心に対してズレて入射されていたり、傾いて入射されていたりすると、加工溝が斜めに形成されたり、加工時に飛散するデブリが加工溝の片側に偏って形成されたりと様々な問題が引き起こされる可能性がある。したがって、レーザービームは、角度や位置ズレを極力抑えて光軸調整される必要があり、集光位置をオフセットさせて被加工物を加工した際の加工痕の位置ズレ量が所定の許容値の範囲内に収まるように調整されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－２７５９１２号公報

【特許文献2】特開２０２０－１９６０３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、被加工物の表面に集光させた状態（ジャストフォーカス）でストリート内に一対の加工ラインを形成した後、集光位置をオフセットさせた状態（デフォーカス）で一対の加工ラインの間を加工することで、膜剥がれを抑制しつつパス数を減らす加工方法がある。この加工方法を用いる場合、特許文献２に記載の方法等により加工痕の位置ズレ量が最小限に収まるように調整されてはいるが、許容値の範囲内での位置ズレは起きてしまうため、両端の加工痕と中央の加工痕との位置ズレによってデラミネーションの発生を抑制しきれなくなる場合がある。

【0006】

そこで、現状では、被加工物を加工する際の集光位置における加工痕の位置ズレ量をオペレータが確認し、確認したズレ量を補正するように制御ユニット上で設定するという作業を行っている。しかしながら、このような方法では、異なる集光位置で加工したい場合に、都度確認作業が必要であるため煩雑である。

【0007】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、集光位置の違いに起因する加工品質の低下を抑制しつつ、調整作業を削減してダウンタイムを短縮することができるレーザー加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に対してレーザービームを集光照射する集光レンズを備えたレーザービーム照射ユニットと、該チャックテーブルと該レーザービームの集光点とを加工送り方向に相対的に移動させる加工送りユニットと、該チャックテーブルと該レーザービームの集光点とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に移動させる割り出し送りユニットと、該集光レンズを該チャックテーブルの保持面と垂直な方向に移動させ集光点の高さ位置を調整する集光点位置調整ユニットと、該被加工物を撮像する撮像ユニットと、該撮像ユニットによって撮像された画像を表示する表示ユニットと、制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、被加工物の上面を基準とする第１高さの位置に該レーザービームを集光させて該被加工物に形成した第１溝を撮像して得られる第１画像における該第１溝の中心線と、被加工物の上面を基準としかつ該第１高さとは異なる第２高さの位置に該レーザービームを集光させて該被加工物に形成した第２溝を撮像して得られる第２画像における該第２溝の中心線と、のズレ量に基づいて、該レーザービームの集光点の高さ位置と該ズレ量との相関関係を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された該相関関係に基づいて、所定の高さ位置に集光点を位置付けた際に形成される加工溝のズレ量を予測して算出する算出部と、該所定の高さ位置に集光点を位置付けた状態で加工する時に、該算出部で算出された該ズレ量を相殺するように該集光点の水平方向の位置を補正する補正部と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本願発明は、集光位置の違いに起因する加工品質の低下を抑制しつつ、調整作業を削減してダウンタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、レーザービームの光軸の調整状態の第一例を示す模式図である。

【図3】図３は、図２に示す調整状態におけるレーザービームによる加工状態の一例を示す平面図である。

【図4】図４は、レーザービームの光軸の調整状態の第二例を示す模式図である。

【図5】図５は、図４に示す調整状態におけるレーザービームによる加工状態の一例を示す平面図である。

【図6】図６は、レーザービームの光軸の調整状態の第三例を示す模式図である。

【図7】図７は、図６に示す調整状態におけるレーザービームによる加工状態の一例を示す平面図である。

【図8】図８は、第１溝を撮像して得られる第１画像を示す図である。

【図9】図９は、第２溝を撮像して得られる第２画像を示す図である。

【図10】図１０は、第３溝を撮像して得られる第３画像を示す図である。

【図11】図１１は、集光点の高さ位置と水平方向のズレ量との関係の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0012】

〔実施形態〕
まず、本発明の実施形態に係るレーザー加工装置１の構成について図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るレーザー加工装置１の構成例を示す斜視図である。以下の説明において、Ｘ軸方向は、水平面における一方向である。Ｙ軸方向は、水平面において、Ｘ軸方向に直交する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向である。実施形態のレーザー加工装置１は、加工送り方向がＸ軸方向であり、割り出し送り方向がＹ軸方向である。

【0013】

図１に示すように、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０と、加工送りユニット４０と、割り出し送りユニット５０と、集光点位置調整ユニット６０と、撮像ユニット７０と、表示ユニット８０と、制御ユニット９０と、を備える。実施形態に係るレーザー加工装置１は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対して、レーザービーム照射ユニット２０によってレーザービーム２１を照射することにより、被加工物１００を加工する装置である。レーザー加工装置１による被加工物１００の加工は、例えば、被加工物１００の表面に溝を形成する溝加工、または分割予定ラインに沿って被加工物１００を切断する切断加工等である。

【0014】

被加工物１００は、実施形態において、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、またはリチウムタンタレート（ＬｉＴａ_３）等を基板とする円板状の半導体デバイスウェーハ、光デバイスウェーハ等のウェーハであって、確認加工用のダミーウェーハである。なお、被加工物１００は実施形態に限定されず、本発明では円板状でなくともよい。被加工物１００は、例えば、環状フレーム１１０が貼着されかつ被加工物１００の外径よりも大径なテープ１１１が被加工物１００の裏面に貼着されて、環状フレーム１１０の開口内に支持される。

【0015】

チャックテーブル１０は、被加工物１００を保持面１１で保持する。保持面１１は、ポーラスセラミック等から形成された円板形状である。保持面１１は、実施形態において、水平方向と平行な平面である。保持面１１は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続している。チャックテーブル１０は、保持面１１上に載置された被加工物１００を吸引保持する。チャックテーブル１０の周囲には、被加工物１００を支持する環状フレーム１１０を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。

【0016】

チャックテーブル１０は、回転ユニット１３によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。回転ユニット１３は、Ｘ軸方向移動プレート１４に支持される。回転ユニット１３およびチャックテーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４を介して、加工送りユニット４０によりＸ軸方向に移動される。回転ユニット１３およびチャックテーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４、加工送りユニット４０およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、割り出し送りユニット５０によりＹ軸方向に移動される。

【0017】

レーザービーム照射ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対して、被加工物１００を加工するための所定の波長を有するパルス状のレーザービーム２１を照射するユニットである。レーザービーム照射ユニット２０は、例えば、レーザービーム２１を発振するレーザー発振器と、集光レンズ２２（図２、図４および図６参照）と、レーザー発振器と集光レンズ２２との間のレーザービーム２１の光路上に設けられる各種の光学部品と、を含む。集光レンズ２２は、レーザー発振器から発振され各種の光学部品で伝搬されたレーザービーム２１を、チャックテーブル１０の保持面１１に保持された被加工物１００に集光して、被加工物１００に照射させる。

【0018】

加工送りユニット４０は、チャックテーブル１０とレーザービーム照射ユニット２０とを加工送り方向であるＸ軸方向に相対的に移動させるユニットである。加工送りユニット４０は、実施形態において、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させる。加工送りユニット４０は、実施形態において、レーザー加工装置１の装置本体２上に設置されている。

【0019】

加工送りユニット４０は、Ｘ軸方向移動プレート１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。加工送りユニット４０は、周知のボールねじ４１と、周知のパルスモータ４２と、周知のガイドレール４３と、を含む。ボールねじ４１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ４２は、ボールねじ４１を軸心回りに回転させる。ガイドレール４３は、Ｘ軸方向移動プレート１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール４３は、Ｙ軸方向移動プレート１５に固定して設けられる。

【0020】

割り出し送りユニット５０は、チャックテーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０とを割り出し送り方向であるＹ軸方向に相対的に移動させるユニットである。割り出し送りユニット５０は、実施形態において、チャックテーブル１０をＹ軸方向に移動させる。割り出し送りユニット５０は、実施形態において、レーザー加工装置１の装置本体２上に設置されている。

【0021】

割り出し送りユニット５０は、Ｙ軸方向移動プレート１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。割り出し送りユニット５０は、周知のボールねじ５１と、周知のパルスモータ５２と、周知のガイドレール５３と、を含む。ボールねじ５１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ５２は、ボールねじ５１を軸心回りに回転させる。ガイドレール５３は、Ｙ軸方向移動プレート１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール５３は、装置本体２に固定して設けられる。

【0022】

集光点位置調整ユニット６０は、レーザービーム照射ユニット２０の集光レンズ２２（図２、図４および図６参照）によって集光されたレーザービーム２１の集光点２３（図２、図４および図６参照）を、チャックテーブル１０の保持面１１に垂直な光軸方向に移動させ、集光点２３の高さ位置を調整するユニットである。より詳しくは、集光点位置調整ユニット６０は、チャックテーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０とを集光点位置調整方向であるＺ軸方向に相対的に移動させる。集光点位置調整ユニット６０は、実施形態において、レーザービーム照射ユニット２０のうち、少なくとも集光レンズ２２をＺ軸方向に移動させる。集光点位置調整ユニット６０は、実施形態において、レーザー加工装置１の装置本体２から立設した柱３に設置されている。

【0023】

集光点位置調整ユニット６０は、レーザービーム照射ユニット２０のうち、少なくとも集光レンズ２２（図２、図４および図６参照）をＺ軸方向に移動自在に支持する。集光点位置調整ユニット６０は、周知のボールねじ６１と、周知のパルスモータ６２と、周知のガイドレール６３と、を含む。ボールねじ６１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ６２は、ボールねじ６１を軸心回りに回転させる。ガイドレール６３は、レーザービーム照射ユニット２０をＺ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール６３は、柱３に固定して設けられる。

【0024】

撮像ユニット７０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を撮像する。撮像ユニット７０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラまたは赤外線カメラを含む。撮像ユニット７０は、例えば、レーザービーム照射ユニット２０の集光レンズ２２（図２、図４および図６参照）に隣接するように固定されている。撮像ユニット７０は、被加工物１００を撮像して、被加工物１００とレーザービーム照射ユニット２０との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を得て、得た画像を制御ユニット９０に出力する。

【0025】

表示ユニット８０は、液晶表示装置等により構成される表示部である。表示ユニット８０は、例えば、加工条件の設定画面、撮像ユニット７０が撮像した被加工物１００の状態、加工動作の状態等を、表示面に表示させる。表示ユニット８０の表示面がタッチパネルを含む場合、表示ユニット８０は、入力部を含んでもよい。入力部は、オペレータが加工内容情報を登録する等の各種操作を受付可能である。入力部は、キーボード等の外部入力装置であってもよい。表示ユニット８０は、表示面に表示される情報や画像が入力部等からの操作により切り換えられる。表示ユニット８０は、報知装置を含んでもよい。報知装置は、音および光の少なくとも一方を発してレーザー加工装置１のオペレータに予め定められた報知情報を報知する。報知装置は、スピーカーまたは発光装置等の外部報知装置であってもよい。

【0026】

制御ユニット９０は、レーザー加工装置１の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物１００に対する加工動作をレーザー加工装置１に実行させる。制御ユニット９０は、レーザービーム照射ユニット２０、加工送りユニット４０、割り出し送りユニット５０、集光点位置調整ユニット６０、撮像ユニット７０、および表示ユニット８０を制御する。制御ユニット９０は、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力し、レーザー加工装置１の制御を行う。

【0027】

制御ユニット９０は、例えば、撮像ユニット７０に被加工物１００を撮像させる。制御ユニット９０は、例えば、撮像ユニット７０によって撮像した画像の画像処理を行う。制御ユニット９０は、例えば、画像処理によって被加工物１００の加工ラインを検出する。制御ユニット９０は、例えば、レーザービーム２１の集光点２３（図２、図４および図６参照）である加工点が加工ラインに沿って移動するように加工送りユニット４０を駆動させると共に、レーザービーム照射ユニット２０にレーザービーム２１を照射させる。制御ユニット９０は、記憶部９１と、算出部９２と、補正部９３と、を含む。制御ユニット９０の記憶部９１、算出部９２および補正部９３の機能については、後述にて説明する。

【0028】

次に、レーザービーム２１の光軸２４の調整状態、および集光点２３の高さ位置の差異による加工状態の差異について説明する。図２は、レーザービーム２１の光軸２４の調整状態の第一例を示す模式図である。図３は、図２に示す調整状態におけるレーザービーム２１による加工状態の一例を示す平面図である。図４は、レーザービーム２１の光軸２４の調整状態の第二例を示す模式図である。図５は、図４に示す調整状態におけるレーザービーム２１による加工状態の一例を示す平面図である。図６は、レーザービーム２１の光軸２４の調整状態の第三例を示す模式図である。図７は、図６に示す調整状態におけるレーザービーム２１による加工状態の一例を示す平面図である。

【0029】

なお、図３、図５および図７は、被加工物１００の上面１０１に形成された一対の第１加工ライン１２０と、第１加工ライン１２０の間に形成された第２加工ライン１２１と、を示す。第１加工ライン１２０は、レーザービーム２１の集光点２３の高さ位置を被加工物１００の上面１０１に調整させた状態、すなわちデフォーカスが０μｍ（ジャストフォーカス）の状態で形成される。デフォーカスが０μｍ（ジャストフォーカス）の状態で形成された第１加工ライン１２０の加工幅（Ｙ軸方向の幅）は、５μｍ以上１５μｍ以下程度である。第２加工ライン１２１は、第１加工ライン１２０を形成した後、集光点２３の高さ位置を所定量（例えば、＋３００μｍ）オフセットさせた状態で、一対の第１加工ライン１２０の間に形成される。デフォーカスが＋３００μｍの状態で形成された第２加工ライン１２１の加工幅は、２０μｍ以上５０μｍ以下程度である。

【0030】

図２に示すように、第一例のレーザービーム２１の光軸２４の調整状態では、光軸２４が集光レンズ２２の中心に入射する。この場合、集光レンズ２２を通過したレーザービーム２１は、光軸２５がＺ軸方向に平行、すなわち直進する。したがって、集光点２３の高さ位置をオフセットした場合でも、集光レンズ２２を通過したレーザービーム２１の光軸２５は、集光点２３に対して水平方向（Ｘ－Ｙ平面方向）にズレない。

【0031】

すなわち、図２に示す第一例の調整状態では、レーザービーム２１のＹ軸方向中心が一定であるので、加工点に対して集光点２３をＺ軸方向にオフセットしても、加工痕のＹ軸方向中心がズレない。したがって、図２に示す調整状態におけるレーザービーム２１による加工状態では、図３に示すように、一対の第１加工ライン１２０の間の中心に沿って、第２加工ライン１２１が形成される。

【0032】

図４に示すように、第二例のレーザービーム２１の光軸２４の調整状態では、光軸２４が集光レンズ２２の中心に対して－Ｙ方向にズレた位置に入射する。この場合、集光レンズ２２を通過したレーザービーム２１は、光軸２５がＺ軸方向に対して＋Ｙ方向に傾く。したがって、集光点２３の高さ位置をオフセットした場合、集光レンズ２２を通過したレーザービーム２１の光軸２５は、集光点２３より上方では集光点２３に対して－Ｙ方向にズレ、集光点２３より下方では集光点２３に対して＋Ｙ方向にズレる。

【0033】

すなわち、図４に示す第二例の調整状態では、レーザービーム２１のＹ軸方向中心が－Ｚ方向に進むにつれて－Ｙ方向から＋Ｙ方向に向かって変化するので、加工点に対して集光点２３をＺ軸方向にオフセットすると、加工痕のＹ軸方向中心がズレる。したがって、図４に示す調整状態におけるレーザービーム２１による加工状態では、図５に示すように、一対の第１加工ライン１２０の間の中心から－Ｙ方向にズレた位置に、第２加工ライン１２１が形成される。

【0034】

図６に示すように、第三例のレーザービーム２１の光軸２４の調整状態では、光軸２４が集光レンズ２２の中心に対して＋Ｙ方向にズレた位置に入射する。この場合、集光レンズ２２を通過したレーザービーム２１は、光軸２５がＺ軸方向に対して－Ｙ方向に傾く。したがって、集光点２３の高さ位置をオフセットした場合、集光レンズ２２を通過したレーザービーム２１の光軸２５は、集光点２３より上方では集光点２３に対して＋Ｙ方向にズレ、集光点２３より下方では集光点２３に対して－Ｙ方向にズレる。

【0035】

すなわち、図６に示す第三例の調整状態では、レーザービーム２１のＹ軸方向中心が－Ｚ方向に進むにつれて＋Ｙ方向から－Ｙ方向に向かって変化するので、加工点に対して集光点２３をＺ軸方向にオフセットすると、加工痕のＹ軸方向中心がズレる。したがって、図６に示す調整状態におけるレーザービーム２１による加工状態では、図７に示すように、一対の第１加工ライン１２０の間の中心から＋Ｙ方向にズレた位置に、第２加工ライン１２１が形成される。

【0036】

次に、図１に示すレーザー加工装置１の制御ユニット９０の機能について詳細に説明する。図８は、第１溝１３０を撮像して得られる第１画像７１を示す図である。図９は、第２溝１４０を撮像して得られる第２画像７２を示す図である。図１０は、第３溝１５０を撮像して得られる第３画像７３を示す図である。図１１は、集光点２３の高さ位置と水平方向のズレ量１３２、１４２との関係の一例を示す図である。図８、図９および図１０は、撮像ユニット７０によって被加工物１００の上面１０１の所定の撮像領域を撮像した画像である。

【0037】

図８に示す第１画像７１の第１溝１３０は、被加工物１００の上面１０１を基準とする第１高さ２６（図１１参照）の位置にレーザービーム２１を集光させることによって被加工物１００に形成される。第１溝１３０の中心線１３１は、基準線７４に対して－Ｙ方向へズレ量１３２だけズレている。なお、基準線７４は、撮像ユニット７０が撮像する撮像領域に予め設定されたＸ軸方向に平行な線である。

【0038】

図９に示す第２画像７２の第２溝１４０は、被加工物１００の上面１０１を基準としかつ第１高さ２６とは異なる第２高さ２７（図１１参照）の位置にレーザービーム２１を集光させることによって被加工物１００に形成される。第２溝１４０の中心線１４１は、基準線７４に対して＋Ｙ方向へズレ量１４２だけズレている。

【0039】

図１０に示す第３画像７３の第３溝１５０は、被加工物１００の上面１０１にレーザービーム２１を集光させることによって被加工物１００に形成される。第３溝１５０の中心線１５１は、基準線７４と一致する。

【0040】

図１に示す制御ユニット９０の記憶部９１は、レーザービーム２１の集光点２３の高さ位置（第１高さ２６および第２高さ２７）とズレ量１３２、１４２との相関関係９４（図１１参照）を記憶する。レーザービーム２１の集光点２３の高さ位置とズレ量１３２、１４２との相関関係９４は、図１１に示すように、第１画像７１における第１溝１３０の中心線１３１と、第２画像７２における第２溝１４０の中心線１４１と、のズレ量１３２、１４２に基づくものである。

【0041】

なお、図１１に示す相関関係９４は、集光点２３の高さ位置が被加工物１００の上面１０１である時にズレ量が０μｍである、すなわち原点を通る比例関係である。また、実施形態では、第１高さ２６を被加工物１００の上面１０１より下方（－Ｚ方向）の位置に設定し、第２高さ２７を被加工物１００の上面１０１より上方（＋Ｚ方向）の位置に設定したが、いずれかを被加工物１００の上面１０１に設定してもよい。相関関係９４は、比例関係であるので、少なくとも２点の高さ位置でのズレ量に基づいて算出できる。

【0042】

算出部９２は、記憶部９１に記憶された相関関係９４に基づいて、所定の高さ位置（例えば、図１１に示す高さ位置２８）に集光点２３を位置付けた際に形成される加工溝のズレ量（例えば、図１１に示すズレ量１６２）を予測して算出する。例えば、算出部９２は、加工時の集光点２３の高さ位置（デフォーカス量）がレーザー加工装置１の加工条件に入力された場合、デフォーカス量に対応するズレ量を自動的に算出する。

【0043】

補正部９３は、所定の高さ位置（例えば、図１１に示す高さ位置２８）に集光点２３を位置付けた状態で加工する時に、算出部９２で算出されたズレ量（例えば、図１１に示すズレ量１６２）を相殺するように集光点２３の水平方向の位置を自動的に補正する。すなわち、補正部９３は、算出部９２で算出されたズレ量に対して、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）に正負を反転した座標位置に集光点２３を補正する。

【0044】

なお、記憶部９１の機能は、前述した制御ユニット９０の記憶装置により実現される。また、算出部９２および補正部９３の機能は、記憶装置に記憶されたプログラムを、前述した制御ユニット９０の演算処理装置が実行することにより実現される。

【0045】

以上説明したように、実施形態に係るレーザー加工装置１は、集光点２３の高さ位置（第１高さ２６および第２高さ２７）と加工溝のズレ量１３２、１４２との相関関係９４を予め測定して記憶部９１に記憶させておき、所定の高さ位置２８に集光点２３を位置付けた状態で加工する時に算出部９２が自動でズレ量１６２を算出する。更に、実施形態のレーザー加工装置１は、算出部９２が算出したズレ量１６２に基づいて、補正部９３がズレ量１６２を相殺するように自動で集光点２３の水平方向の位置を補正する。これにより、調整作業を削減してダウンタイムを短縮するとともに、集光位置の違いに起因する加工品質の低下を抑制することができる。

【0046】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ レーザー加工装置
１０ チャックテーブル
１１ 保持面
２０ レーザービーム照射ユニット
２１ レーザービーム
２２ 集光レンズ
２３ 集光点
２４、２５ 光軸
２６ 第１高さ
２７ 第２高さ
２８ 高さ位置
４０ 加工送りユニット
５０ 割り出し送りユニット
６０ 集光点位置調整ユニット
７０ 撮像ユニット
７１ 第１画像
７２ 第２画像
７３ 第３画像
７４ 基準線
８０ 表示ユニット
９０ 制御ユニット
９１ 記憶部
９２ 算出部
９３ 補正部
９４ 相関関係
１００ 被加工物
１０１ 上面
１２０ 第１加工ライン
１２１ 第２加工ライン
１３０ 第１溝
１４０ 第２溝
１５０ 第３溝
１３１、１４１、１５１ 中心線
１３２、１４２、１６２ ズレ量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】