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(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】P2023147454
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】レーザ加工装置
(51)【国際特許分類】
B23K 26/00 20140101AFI20231005BHJP
【ＦＩ】
B23K26/00 N
B23K26/00 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022054956
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000219314
【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社
(72)【発明者】
【氏名】佐橋 敬一
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168CA02
4E168CB07
4E168DA03
4E168DA06
4E168DA24
4E168DA42
4E168DA43
4E168EA04
4E168EA05
4E168HA01
4E168KA04
4E168KA15
(57)【要約】
【課題】 加工用レーザビームのエネルギーロスを生じさせずに、ビーム強度を計測（いわゆる、モニタリング）しながら加工することができる、レーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】 レーザビームを照射して被加工物を加工するレーザ加工装置であって、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
レーザビームをその一部を排除して被加工物に照射するビーム強度に調節するビーム強度調節部と、
レーザビームのビーム強度を計測するビーム強度計測部とを備え、
ビーム強度計測部は、
ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームのビーム強度を測定し、当該ビーム強度に基づいて、被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する。
【選択図】 図１
【解決手段】 レーザビームを照射して被加工物を加工するレーザ加工装置であって、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
レーザビームをその一部を排除して被加工物に照射するビーム強度に調節するビーム強度調節部と、
レーザビームのビーム強度を計測するビーム強度計測部とを備え、
ビーム強度計測部は、
ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームのビーム強度を測定し、当該ビーム強度に基づいて、被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザビームを照射して被加工物を加工するレーザ加工装置であって、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
前記レーザビームをその一部を排除して前記被加工物に照射するビーム強度に調節するビーム強度調節部と、
前記レーザビームのビーム強度を計測するビーム強度計測部とを備え、
前記ビーム強度計測部は、
前記ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームのビーム強度を測定し、当該ビーム強度に基づいて、前記被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する
ことを特徴とする、レーザ加工装置。
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
前記レーザビームをその一部を排除して前記被加工物に照射するビーム強度に調節するビーム強度調節部と、
前記レーザビームのビーム強度を計測するビーム強度計測部とを備え、
前記ビーム強度計測部は、
前記ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームのビーム強度を測定し、当該ビーム強度に基づいて、前記被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する
ことを特徴とする、レーザ加工装置。
【請求項2】
前記ビーム強度調節部は、前記加工用レーザビームと前記非加工用レーザビームとを任意のビーム強度比率で分岐するビーム分岐部を備え、
前記ビーム強度計測部は、前記非加工用レーザビームのビーム強度と前記ビーム強度比率に基づいて、前記被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ加工装置。
前記ビーム強度計測部は、前記非加工用レーザビームのビーム強度と前記ビーム強度比率に基づいて、前記被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項3】
前記ビーム強度計測部で計測された前記加工用レーザビームのビーム強度を、予め規定した閾値と比較する、加工ビーム強度判定部を備えた
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のレーザ加工装置。
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項4】
前記ビーム強度計測部で計測された前記加工用レーザビームのビーム強度を時刻と共にロギングする、データロギング部を備えた
ことを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載のレーザ加工装置。
ことを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項5】
前記加工用レーザビームのビーム強度に関する情報を表示させる表示部を備えた
ことを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
ことを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザビームを照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、基板上に成膜された薄膜や配線パターン等を除去加工したり、文字や図形等をマーキングするために、スポット上に集光させたレーザビームを照射（いわゆる、レーザアブレーション）する装置（レーザ加工装置）が知られている。
【0003】
そして、レーザビームとガルバノスキャナを使用したレーザーアブレーション技術により、転写元基板（ドナー基板）上に配列された素子（チップ）を剥離し、剥離した素子を対向配置させた転写先基板（ターゲット基板）に転写する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００６－４１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
レーザ加工において、被加工物の加工品質を維持・管理するために、加工中のレーザビームのビーム強度を所定の範囲内に収まっていることを確認することが重要となる。また、ビーム強度が所定の範囲から逸脱した場合や、逸脱しそうな場合は、早期に検知して修正する必要がある。
【0006】
従来は、被加工物に照射する加工用レーザビームの一部を分岐してビーム強度を測定していたので、エネルギーのロスが生じていた。
【0007】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
加工用レーザビームのエネルギーロスを生じさせずに、ビーム強度を計測（いわゆる、モニタリング）しながら加工することができる、レーザ加工装置を提供することを目的とする。
加工用レーザビームのエネルギーロスを生じさせずに、ビーム強度を計測（いわゆる、モニタリング）しながら加工することができる、レーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
レーザビームを照射して被加工物を加工するレーザ加工装置であって、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
レーザビームをその一部を排除して被加工物に照射するビーム強度に調節するビーム強度調節部と、
レーザビームのビーム強度を計測するビーム強度計測部とを備え、
ビーム強度計測部は、
ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームのビーム強度を測定し、当該ビーム強度に基づいて、被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する
ことを特徴とする、レーザ加工装置である。
レーザビームを照射して被加工物を加工するレーザ加工装置であって、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
レーザビームをその一部を排除して被加工物に照射するビーム強度に調節するビーム強度調節部と、
レーザビームのビーム強度を計測するビーム強度計測部とを備え、
ビーム強度計測部は、
ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームのビーム強度を測定し、当該ビーム強度に基づいて、被加工物に照射する加工用レーザビームのビーム強度を算出する
ことを特徴とする、レーザ加工装置である。
【0009】
この様な態様によれば、
ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームによりビーム強度を計測できるため、加工用レーザビームの一部をモニタリングするために分岐する必要がない。
ビーム強度調節部で排除された非加工用レーザビームによりビーム強度を計測できるため、加工用レーザビームの一部をモニタリングするために分岐する必要がない。
【発明の効果】
【0010】
加工用レーザビームのエネルギーのロスを生じさせずに、ビーム強度を計測（モニタリング）しながら加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向をθ方向と呼ぶ。また、Ｘ方向を横、Ｙ方向を縦、ＸＹ方向を縦横と表現することがある。
なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向をθ方向と呼ぶ。また、Ｘ方向を横、Ｙ方向を縦、ＸＹ方向を縦横と表現することがある。
【0013】
【0014】
本発明に係るレーザ加工装置１は、加工用レーザビームＢ１を照射して被加工物Ｗを加工するものである。本例では、被加工物Ｗとしてウエーハ状の略円形基板を例示し、当該基板の表面に薄膜が層状に形成されており、最上層の薄膜を所定のパターンで選択的に除去する構成を例示する。
具体的には、レーザ加工装置１は、レーザ発振器２、ビーム強度調節部３、ビーム強度計測部４、制御部ＣＮを備えている。さらに、レーザ加工装置１は、基板保持部Ｈ、相対移動部Ｍ等を備えている。
具体的には、レーザ加工装置１は、レーザ発振器２、ビーム強度調節部３、ビーム強度計測部４、制御部ＣＮを備えている。さらに、レーザ加工装置１は、基板保持部Ｈ、相対移動部Ｍ等を備えている。
【0015】
レーザ発振器２は、レーザビームＢ０を出射するものである。
具体的には、レーザ発振器２は、制御部ＣＮから出力されるトリガ信号Ｖｔに応じて、被加工物Ｗの加工に足りるエネルギー密度で、パルス状のレーザビームＢ０を出射する構成をしている。
より具体的には、レーザ発振器２は、ＹＡＧレーザ（基本波長１０６４ｎｍ）の第二高調波をレーザビームＢ０として出射するグリーンレーザ（波長５３２ｎｍ）が例示できる。
具体的には、レーザ発振器２は、制御部ＣＮから出力されるトリガ信号Ｖｔに応じて、被加工物Ｗの加工に足りるエネルギー密度で、パルス状のレーザビームＢ０を出射する構成をしている。
より具体的には、レーザ発振器２は、ＹＡＧレーザ（基本波長１０６４ｎｍ）の第二高調波をレーザビームＢ０として出射するグリーンレーザ（波長５３２ｎｍ）が例示できる。
【0016】
ビーム強度調節部３は、レーザビームをその一部を排除して被加工物Ｗに照射するビーム強度に調節するものである。
具体的には、ビーム強度調節部３は、レーザビームＢ０の光路に配置されて、当該レーザビームＢ０のうち、被加工物Ｗの加工に必要ない一部のエネルギーを排除しつつ、加工に必要なエネルギーを加工用レーザビームＢ１として出射するものである。
より具体的には、ビーム強度調節部３は、ビーム分岐部３１を備えている。
具体的には、ビーム強度調節部３は、レーザビームＢ０の光路に配置されて、当該レーザビームＢ０のうち、被加工物Ｗの加工に必要ない一部のエネルギーを排除しつつ、加工に必要なエネルギーを加工用レーザビームＢ１として出射するものである。
より具体的には、ビーム強度調節部３は、ビーム分岐部３１を備えている。
【0017】
ビーム分岐部３１は、レーザビームＢ０を、被加工物Ｗに照射する加工用レーザビームＢ１と、排除する非加工用レーザビームＢｚとに分岐するものである。
具体的には、ビーム分岐部３１として、音響光学素子３２を例示する。
音響光学素子３２は、制御部ＣＮから入力された制御信号Ｖｒｆに基づいて、レーザビームＢ０を、加工用レーザビームＢ１と非加工用レーザビームＢｚに分岐して異なる方向に出射つつ、これらビームＢ１，Ｂｚのビーム強度Ｉｂ，Ｉｂｚを任意のビーム強度比率ＰＲに設定するものである。なお、ビーム強度比率ＰＲは、数式（１）として定義する。
具体的には、ビーム分岐部３１として、音響光学素子３２を例示する。
音響光学素子３２は、制御部ＣＮから入力された制御信号Ｖｒｆに基づいて、レーザビームＢ０を、加工用レーザビームＢ１と非加工用レーザビームＢｚに分岐して異なる方向に出射つつ、これらビームＢ１，Ｂｚのビーム強度Ｉｂ，Ｉｂｚを任意のビーム強度比率ＰＲに設定するものである。なお、ビーム強度比率ＰＲは、数式（１）として定義する。
【0018】
【数1】
【0019】
具体的には、音響光学素子３２は、制御信号Ｖｒｆが印加されていなければ、レーザビームＢ０を直進して通過させ、０次光として出射させる。制御信号Ｖｒｆが印加されれば、音響光学素子３２は、レーザビームＢ０の一部を分岐し、０次光とは異なる方向に１次光を出射させ、残りを０次光として出射させる。
本例では、音響光学素子３２から１次光として出射されたレーザビームを加工用レーザビームＢ１として被加工物Ｗに向けて照射し、排除（つまり、０次光として出射）されたレーザビームを非加工用レーザビームＢｚとする。
【0020】
ビーム強度計測部４は、レーザビームのビーム強度を計測するものである。
具体的には、ビーム強度計測部４は、ビーム強度調節部３で排除された非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚを測定し、当該ビーム強度Ｉｂｚに基づいて、被加工物Ｗに照射する加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを算出するものである。
より具体的には、ビーム強度計測部４は、ビーム強度測定器４１、ビーム強度算出部４２、ミラーＭ１等を備えている。
具体的には、ビーム強度計測部４は、ビーム強度調節部３で排除された非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚを測定し、当該ビーム強度Ｉｂｚに基づいて、被加工物Ｗに照射する加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを算出するものである。
より具体的には、ビーム強度計測部４は、ビーム強度測定器４１、ビーム強度算出部４２、ミラーＭ１等を備えている。
【0021】
ミラーＭ１は、非加工用レーザビームＢｚを反射させて、当該ビームＢｚの出射方向を変更するものである。具体的には，ミラーＭ１は、音響光学素子３２から出射された非加工用レーザビームＢｚがビーム強度測定器４１に入射されるような位置及び角度で配置されている。
【0022】
ビーム強度測定器４１は、非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚを測定するものである。
具体的には、ビーム強度測定器４１は、受光した光やエネルギーの強さに比例した電気信号（電圧や電流等）やデータ列等に変換して出力するもので構成されている。
より具体的には、ビーム強度測定器４１は、フォトダイオードと呼ばれる光電素子がマトリクス状に配置されたものを備えた構成が例示できる。
具体的には、ビーム強度測定器４１は、受光した光やエネルギーの強さに比例した電気信号（電圧や電流等）やデータ列等に変換して出力するもので構成されている。
より具体的には、ビーム強度測定器４１は、フォトダイオードと呼ばれる光電素子がマトリクス状に配置されたものを備えた構成が例示できる。
【0023】
ビーム強度算出部４２は、非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚとビーム強度比率ＰＲに基づいて、加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを算出するものである。
具体的には、ビーム強度算出部４２は、コンピュータ（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）で構成されており、ビーム強度測定器４１から出力された電気信号等（つまり、非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚを示すもの）を入力し、当該ビーム強度Ｉｂｚ予め既知であるビーム強度比率ＰＲに基づいて、数式（２）より加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを算出する。
具体的には、ビーム強度算出部４２は、コンピュータ（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）で構成されており、ビーム強度測定器４１から出力された電気信号等（つまり、非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚを示すもの）を入力し、当該ビーム強度Ｉｂｚ予め既知であるビーム強度比率ＰＲに基づいて、数式（２）より加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを算出する。
【0024】
【数2】
【0025】
制御部ＣＮは、レーザ加工装置１の各部を制御するものである。
さらに、制御部ＣＮは、ビーム強度比率ＰＲを調節するものである。
具体的には、制御部ＣＮは、下記の機能を有している。
・レーザ発振器２に対してレーザビームＢ０をパルス状に照射するためのトリガ信号Ｖｔを送信する。
・音響光学素子３２に出力するＲＦ信号の電圧Ｖｒｆを制御して（つまり、ビーム強度調節部３を制御して）、レーザビームＢ０が出射された直後から所定時間経過するまで、加工用レーザビームＢ１と非加工用レーザビームＢｚのビーム強度比率ＰＲを調節する。
・Ｘ軸スライダーＭ１、Ｙ軸スライダーＭ２、回転機構Ｍ３等の現在位置や角度情報を把握しながら、Ｘ軸スライダーＭ１やＹ軸スライダーＭ２位置や移動速度、回転機構Ｍ３の角度等を制御する（つまり、被加工物Ｗに対する加工用レーザビームＢ１の照射位置を相対移動させる）。
・予め登録された加工パターン情報に基づいて、被加工物Ｗに加工用レーザビームＢ１を逐次照射し、所望の加工（つまり、レーザ加工）を行う。
さらに、制御部ＣＮは、ビーム強度比率ＰＲを調節するものである。
具体的には、制御部ＣＮは、下記の機能を有している。
・レーザ発振器２に対してレーザビームＢ０をパルス状に照射するためのトリガ信号Ｖｔを送信する。
・音響光学素子３２に出力するＲＦ信号の電圧Ｖｒｆを制御して（つまり、ビーム強度調節部３を制御して）、レーザビームＢ０が出射された直後から所定時間経過するまで、加工用レーザビームＢ１と非加工用レーザビームＢｚのビーム強度比率ＰＲを調節する。
・Ｘ軸スライダーＭ１、Ｙ軸スライダーＭ２、回転機構Ｍ３等の現在位置や角度情報を把握しながら、Ｘ軸スライダーＭ１やＹ軸スライダーＭ２位置や移動速度、回転機構Ｍ３の角度等を制御する（つまり、被加工物Ｗに対する加工用レーザビームＢ１の照射位置を相対移動させる）。
・予め登録された加工パターン情報に基づいて、被加工物Ｗに加工用レーザビームＢ１を逐次照射し、所望の加工（つまり、レーザ加工）を行う。
【0026】
より具体的には、制御部ＣＮは、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、制御用コントローラなど（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）で構成されており、信号入出力手段やデータ通信手段などを介して各部を制御することができる。
【0027】
基板保持部Ｈは、被加工物Ｗを保持するものである。
具体的には、基保持部Ｈは、被加工物Ｗである略円形基板を下面側から水平状態を保ちつつ支えるものである。
より具体的には、基保持部Ｈは、上面が水平な載置台Ｈ１を備えている。
載置台Ｈ１は、被加工物Ｗと接触する部分に溝部や孔部が設けられており、これら溝部や孔部は、切替バルブなどを介して真空ポンプなどの負圧発生手段と接続されている。
そして、基板保持部Ｈは、載置台Ｈ１の溝部や孔部を負圧状態若しくは大気解放状態に切り替えることで、被加工物Ｗを保持したり保持解除したりすることができる。
具体的には、基保持部Ｈは、被加工物Ｗである略円形基板を下面側から水平状態を保ちつつ支えるものである。
より具体的には、基保持部Ｈは、上面が水平な載置台Ｈ１を備えている。
載置台Ｈ１は、被加工物Ｗと接触する部分に溝部や孔部が設けられており、これら溝部や孔部は、切替バルブなどを介して真空ポンプなどの負圧発生手段と接続されている。
そして、基板保持部Ｈは、載置台Ｈ１の溝部や孔部を負圧状態若しくは大気解放状態に切り替えることで、被加工物Ｗを保持したり保持解除したりすることができる。
【0028】
相対移動部Ｍは、被加工物Ｗに対する加工用レーザビームＢ１の照射位置を変更するものである。具体的には、相対移動部Ｍは、基板保持部Ｈを水平方向（ＸＹ方向）に移動させるものであり、Ｘ軸スライダーＭ１、Ｙ軸スライダーＭ２、回転機構Ｍ３等を備えて構成されている。
【0029】
Ｘ軸スライダーＭ１は、装置フレーム１ｆ上に取り付けられており、Ｙ軸スライダーＭ２をＸ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。
Ｙ軸スライダーＭ２は、制御部ＣＮから出力される制御信号に基づいて、回転機構Ｍ３をＹ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。
具体的には、Ｘ軸スライダーＭ１とＹ軸スライダーＭ２のスライダー駆動部は、制御部ＣＮからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などが例示できる。
回転機構Ｍ３は、載置台Ｈ１をθ方向に任意の速度で回転させ、任意の角度で静止させるものである。具体的には、回転機構Ｍ３は、ダイレクトドライブモータなどの、外部機器からの信号制御により任意の角度に回転／静止させるものが例示できる。回転機構Ｍ３の回転する側の部材の上には、基板保持部Ｈの載置台Ｈ１が取り付けられている。
Ｙ軸スライダーＭ２は、制御部ＣＮから出力される制御信号に基づいて、回転機構Ｍ３をＹ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。
具体的には、Ｘ軸スライダーＭ１とＹ軸スライダーＭ２のスライダー駆動部は、制御部ＣＮからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などが例示できる。
回転機構Ｍ３は、載置台Ｈ１をθ方向に任意の速度で回転させ、任意の角度で静止させるものである。具体的には、回転機構Ｍ３は、ダイレクトドライブモータなどの、外部機器からの信号制御により任意の角度に回転／静止させるものが例示できる。回転機構Ｍ３の回転する側の部材の上には、基板保持部Ｈの載置台Ｈ１が取り付けられている。
【0030】
相対移動部Ｍは、この様な構成をしているため、被加工物Ｗを保持しつつ位置や角度を変えたり、加工用レーザビームＢ１に対して相対移動させたりすることができる。
【0031】
ミラーＭ２，Ｍ３は、加工用レーザビームＢ１を反射させて、当該ビームＢ１の出射方向を調節するものである。
具体的には、ミラーＭ２，Ｍ３は、音響光学素子３２から出射された加工用レーザビームＢ１が、被加工物Ｗに対して概ね垂直に照射されるような位置及び角度で配置されている。
具体的には、ミラーＭ２，Ｍ３は、音響光学素子３２から出射された加工用レーザビームＢ１が、被加工物Ｗに対して概ね垂直に照射されるような位置及び角度で配置されている。
【0032】
図２は本発明を具現化する形態の一例におけるレーザビームの経時的なビーム強度等の変化特性を示すグラフである。図２（ａ）には、レーザ発振器２から出射されたレーザビームＢ０のビーム強度が破線で示されており、本発明を適用して算出（つまり、計測）された加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂが実線で示されている。一方、図２（ｂ）には、音響光学素子３２で分岐された加工用レーザビームＢ１と非加工用レーザビームＢｚのビーム強度比率ＰＲの経時的な変化が示されている。
【0033】
なお、本例に示すレーザ発振器２は、ビーム出射直後（時刻Ｔ０）から時間Ｔ１が経過するまでは、レーザビームＢ０のビーム強度が急上昇し、上昇がやや緩やかになってピークを迎えた後、少し下がって安定する出力特性を有している。そのため、予めこの過渡特性を把握しておき、加工用レーザビームのビーム強度Ｉｂが一定になるように、音響光学素子３２に印加するＲＦ信号Ｖｒｆを制御して、ビーム強度比率ＰＲを調節する。
【0034】
一方、時間Ｔ１が経過した後は、概ねレーザビームＢ０のビーム強度が安定するので、ビーム強度比率ＰＲは一定に維持する。そうすることで、ビーム強度比率ＰＲを調節している間であっても、ビーム強度比率ＰＲを一定に維持している間であっても、加工用レーザビームのビーム強度Ｉｂを計測できる。そして、レーザビームＢ０の出力が不意に変動したときは、その変動が把握できる。
【0035】
例えば、時刻Ｔ２で出力が一時的に少し減少したり、時刻Ｔ３で出力が一時的に少し増加したりしても、非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚを測定することで当該変動が把握できるので、加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを算出（つまり、計測）することができる。
【0036】
本発明に係るレーザ加工装置１は、この様な構成をしているため、レーザ発振器２から出射されたレーザビームＢ０のうち、被加工物Ｗの加工に必要なビーム強度Ｉｂに調節した加工用レーザビームＢ１のエネルギーのロスを生じさせずに、当該ビーム強度Ｉｂを計測（モニタリング）しながら、所望のパターンでレーザ加工を行うことができる。
【0037】
［変形例］
なお上述のレーザ加工装置１は、上述の構成のみならず、ビーム強度計測部４においてビーム強度判定部４３をさらに備えた構成であっても良い。
なお上述のレーザ加工装置１は、上述の構成のみならず、ビーム強度計測部４においてビーム強度判定部４３をさらに備えた構成であっても良い。
【0038】
ビーム強度判定部４３は、加工ビーム強度算出部４２で算出された加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを、予め規定した閾値と比較するものである。
具体的には、ビーム強度判定部４３は、加工ビーム強度算出部４２で算出された当該ビーム強度Ｉｂが閾値を超えたときに、オペレータ等にアラーム（いわゆる、警報）を通知する。なお閾値は、上限側と下限側の双方に設定しても良いし、どちらか一方でも良い。
具体的には、ビーム強度判定部４３は、加工ビーム強度算出部４２で算出された当該ビーム強度Ｉｂが閾値を超えたときに、オペレータ等にアラーム（いわゆる、警報）を通知する。なお閾値は、上限側と下限側の双方に設定しても良いし、どちらか一方でも良い。
【0039】
また、閾値は、上限側と下限側とに１つだけで無く、多段階的で設定しても良い。例えば、適正範囲を少し外れたことを通知する第１アラーム（いわゆる、注意喚起）と、適正範囲を大きく外れたことを通知する第２アラーム（いわゆる、警報）が例示できる。
【0040】
この様な構成であれば、早期にオペレータや保全担当者等に情報伝達し、メンテナンスの準備や部品交換・修理の手配を速やかに行うことができるので、好ましい。
【0041】
なお上述のレーザ加工装置１は、上述の構成のみならず、データロギング部５をさらに備えた構成であっても良い。
【0042】
データロギング部５は、ビーム強度計測部４で計測された加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを時刻と共にロギングするものである。
具体的には、データロギング部５は、コンピュータの記憶部（メモリー等）や補助記憶媒体（ＳＳＤやハードディスク等）で構成されている。より具体的には、データロギング部５には、下表の様なデータがロギングされる。
具体的には、データロギング部５は、コンピュータの記憶部（メモリー等）や補助記憶媒体（ＳＳＤやハードディスク等）で構成されている。より具体的には、データロギング部５には、下表の様なデータがロギングされる。
【0043】
【表1】
【0044】
この様な構成であれば、オペレータや保全担当者等は、装置や加工品質の異常等が起きた際に、加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂを過去に遡って確認することができる。そのため、後工程等で不良等が発見された場合の原因究明や改善対策を速やかに行うことができ、好ましい。
【0045】
なお上述のレーザ加工装置１は、表示部Ｄを備え、表示部Ｄに加工用レーザビームＢ１のビーム強度に関する情報を表示させる構成としても良い。
具体的には、表示部Ｄは、ビーム強度算出部４２やデータロギング部５等を構成するコンピュータ等と接続された、情報表示装置（いわゆる、インフォメーションディスプレイ）で構成することができる。
ここで、加工用レーザビームＢ１のビーム強度に関する情報としては、ビーム強度算出部４２で算出された加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂのほか、ビーム強度比率ＰＲ、加工ビーム強度判定部４３での判定結果、データロギング部５に記録されたロギング情報などを含む。
この様な構成であれば、オペレータや保全担当者等は、装置や加工品質の異常等が起きた際に、加工用レーザビームＢ１のビーム強度に関する情報を速やかに確認することができるので、好ましい。
具体的には、表示部Ｄは、ビーム強度算出部４２やデータロギング部５等を構成するコンピュータ等と接続された、情報表示装置（いわゆる、インフォメーションディスプレイ）で構成することができる。
ここで、加工用レーザビームＢ１のビーム強度に関する情報としては、ビーム強度算出部４２で算出された加工用レーザビームＢ１のビーム強度Ｉｂのほか、ビーム強度比率ＰＲ、加工ビーム強度判定部４３での判定結果、データロギング部５に記録されたロギング情報などを含む。
この様な構成であれば、オペレータや保全担当者等は、装置や加工品質の異常等が起きた際に、加工用レーザビームＢ１のビーム強度に関する情報を速やかに確認することができるので、好ましい。
【0046】
［ビーム強度調節部３について］
なお上述では、ビーム強度調節部３が、ビーム分岐部３１として音響光学素３２を備えた構成を例示した。
この様な構成であれば、レーザ発振器の固有的な（つまり、繰り返し再現性がある）過渡特性として、レーザビームの出射直後から所定時間が経過するまでビーム強度が増減する出力特性を有していても、被加工物Ｗに向けて一定のビーム強度Ｉｂに調節した加工用レーザビームＢ１を照射することができるので、好ましい。
そしてこの状態で、レーザ発振器２から出射されるレーザビームＢ０のビーム強度が不意に変動すれば、非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚの変動として計測できるので、加工用レーザビームＢ１のエネルギーロスを生じさせずに、ビーム強度Ｉｂを計測（モニタリング）しながら加工ができる。
なお上述では、ビーム強度調節部３が、ビーム分岐部３１として音響光学素３２を備えた構成を例示した。
この様な構成であれば、レーザ発振器の固有的な（つまり、繰り返し再現性がある）過渡特性として、レーザビームの出射直後から所定時間が経過するまでビーム強度が増減する出力特性を有していても、被加工物Ｗに向けて一定のビーム強度Ｉｂに調節した加工用レーザビームＢ１を照射することができるので、好ましい。
そしてこの状態で、レーザ発振器２から出射されるレーザビームＢ０のビーム強度が不意に変動すれば、非加工用レーザビームＢｚのビーム強度Ｉｂｚの変動として計測できるので、加工用レーザビームＢ１のエネルギーロスを生じさせずに、ビーム強度Ｉｂを計測（モニタリング）しながら加工ができる。
【0047】
しかし、本発明を適用する上では、ビーム分岐部３１は、音響光学素子３２以外のビーム分岐手段でも良く、例えば、可変式のビームスプリッターや偏光板等の回転角度や傾斜角度等を調節する構成であっても良い。
具体的には、回転角度や傾斜角度を変更するアクチュエータを備え、当該アクチュエータを外部から制御することで、出射する加工用レーザビームＢ１と排除する非加工用レーザビームＢｚとに、任意のビーム強度比率ＰＲで分岐する構成とする。
この様な構成であれば、レーザ発振器２から出射されたレーザビームＢ０のうち、被加工物Ｗに照射する加工用レーザビームＢ１を所望のビーム強度Ｉｂに調節しつつ、加工用レーザビームＢ１のエネルギーロスを生じさせずに、ビーム強度Ｉｂを計測（モニタリング）しながら加工ができる。
具体的には、回転角度や傾斜角度を変更するアクチュエータを備え、当該アクチュエータを外部から制御することで、出射する加工用レーザビームＢ１と排除する非加工用レーザビームＢｚとに、任意のビーム強度比率ＰＲで分岐する構成とする。
この様な構成であれば、レーザ発振器２から出射されたレーザビームＢ０のうち、被加工物Ｗに照射する加工用レーザビームＢ１を所望のビーム強度Ｉｂに調節しつつ、加工用レーザビームＢ１のエネルギーロスを生じさせずに、ビーム強度Ｉｂを計測（モニタリング）しながら加工ができる。
【0048】
なお上述では、レーザ加工装置１として、ミラーＭ２，Ｍ３として位置及び角度が固定されている構成を例示した。しかし、レーザ加工装置１は、この様な構成に限定されず、ガルバノスキャナと呼ばれるミラーの角度を制御する機構を備え、所定の範囲（いわゆる、加工エリア）に加工用レーザビームＢ１をスキャン照射する構成であっても良い。
【0049】
なお上述では、レーザ発振器２として、ＹＡＧレーザ（基本波長１０６４ｎｍ）の第二高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＢ０をパルス状に出射する構成を例示した。しかし本発明は、他の波長（他の可視光や、紫外光、赤外光など）にも適用できるし、連続波（いわゆるＣＷ）にも適用できる。
【符号の説明】
【0050】
１ レーザ加工装置
２ レーザ発振器
３ ビーム強度調節部
４ ビーム強度計測器
５ データロギング部
３１ ビーム分岐部
３２ 音響光学素子
４１ ビーム強度測定器
４２ ビーム強度算出部
４３ ビーム強度判定部
ＣＮ 制御部
Ｄ 表示部
Ｈ 基板保持部
Ｍ 移動部
Ｗ 被加工物
Ｂ０ レーザビーム
Ｂ１ 加工用レーザビーム
Ｂｚ 非加工用レーザビーム
Ｉｂ 加工用レーザビームのビーム強度
Ｉｂｚ 非加工用レーザビームのビーム強度
ＰＲ ビーム強度比率
Ｖｔ トリガ信号
Ｖｒｆ 制御信号（ＲＦ信号）
２ レーザ発振器
３ ビーム強度調節部
４ ビーム強度計測器
５ データロギング部
３１ ビーム分岐部
３２ 音響光学素子
４１ ビーム強度測定器
４２ ビーム強度算出部
４３ ビーム強度判定部
ＣＮ 制御部
Ｄ 表示部
Ｈ 基板保持部
Ｍ 移動部
Ｗ 被加工物
Ｂ０ レーザビーム
Ｂ１ 加工用レーザビーム
Ｂｚ 非加工用レーザビーム
Ｉｂ 加工用レーザビームのビーム強度
Ｉｂｚ 非加工用レーザビームのビーム強度
ＰＲ ビーム強度比率
Ｖｔ トリガ信号
Ｖｒｆ 制御信号（ＲＦ信号）
【図1】
【図2】