特開 2023-184129 レーザ光の集光点位置検出方法

(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】P2023184129

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】レーザ光の集光点位置検出方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20231221BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098095

(22)【出願日】2022-06-17

(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】横尾 晋

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 寛和

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD18

4E168CA05

4E168CA06

4E168CA13

4E168CB07

4E168CB22

4E168DA04

4E168DA32

4E168HA01

4E168JA12

4E168JA13

(57)【要約】

【課題】レーザ光の集光点位置を検出する際に要する測定時間を短縮し、生産性を向上することが可能なレーザ光の集光点位置検出方法を提供すること。
【解決手段】レーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ光を吸収する第１の部材が第２の部材上に形成され、第１の部材はレーザ光に厚み方向の全域に亘って反応する厚みの板状物を保持する保持ステップ１０１と、レーザ光を板状物に集光する集光レンズを複数の異なるＺ軸方向の位置に位置付け、各々のＺ軸方向の位置において、板状物の第１の部材側からレーザ光を照射して、第１の部材から生じるプラズマを受光する受光ステップ１０２と、各々のＺ軸方向の位置と、プラズマの受光量との対応関係情報を記憶する記憶ステップ１０３と、を備え、記憶ステップ１０３において記憶された対応関係情報に基づいて、レーザ光の集光点位置を検出する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光の集光点位置を検出する検出方法であって、
該レーザ光を吸収する第１の材料によって形成された第１の部材が第２の材料によって形成された第２の部材上に形成され、該第１の部材は該レーザ光に厚み方向の全域に亘って反応する厚みを有する板状物を保持する保持ステップと、
レーザ発振器から出射されたレーザ光を該板状物に集光する集光器を複数の異なる高さ位置に位置付け、各々の高さ位置において、該板状物の該第１の部材側からレーザ光を照射して、該第１の部材から生じる光を受光する受光ステップと、
該各々の高さ位置と、該光の受光量との対応関係情報を記憶する記憶ステップと、を備え、
該記憶ステップにおいて記憶された対応関係情報に基づいて、該レーザ光の集光点位置を検出することを特徴とする、レーザ光の集光点位置検出方法。

【請求項2】

該対応関係情報に記憶された該光の受光量が最も小さくなる集光器の高さ位置を集光点位置とする、請求項１に記載のレーザ光の集光点位置検出方法。

【請求項3】

該第１の材料と、該第２の材料とは、レーザ光の照射によって生じる光の波長帯域が異なる材料で構成され、
該記憶ステップでは、該第１の部材から生じる光の波長のみの受光量を記憶することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のレーザ光の集光点位置検出方法。

【請求項4】

該板状物は、第２の部材上に第１の部材が縞状に形成されたものであることを特徴とする、請求項１に記載のレーザ光の集光点位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ光の集光点位置検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハ等の板状の板状物を分割する際には、例えば、レーザ光を板状物に照射するレーザ光照射ユニットを備えたレーザ加工装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

レーザ光照射ユニットは、一般に、レーザ発振器と、ミラー、レンズ等の複数の光学部品でなる光学系とを含む。レーザ発振器で生成されたレーザ光は、光学系を経て板状物へと照射される。

【0004】

光学系は、レーザ光を集光させるための集光レンズを含む。集光レンズにより集光されたレーザ光が板状物に照射されると、板状物に溝や改質層等が形成される。

【0005】

しかしながら、振動や熱等により光学部品の位置、角度等にズレが生じた場合、レーザ光の集光点位置が変化し、板状物を適切に加工できなくなることがある。

【0006】

そこで、集光レンズの高さ位置を予め設定された高さとは異なる高さに位置付けて試験的に板状物を加工し、集光点の高さ位置を確認する作業が行われることがある（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７－２７５９１２号公報

【特許文献2】特開２０１３－７８７８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところが、特許文献２に記載された方法では、加工溝の本数が増加するに従い、加工結果の測定に要する時間が多くなるという問題や、作業者による測定バラツキが出るという問題が存在している。

【0009】

本願発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ光の集光点位置を検出する際に要する測定時間を短縮し、生産性を向上することが可能なレーザ光の集光点位置検出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ光の集光点位置を検出する検出方法であって、該レーザ光を吸収する第１の材料によって形成された第１の部材が第２の材料によって形成された第２の部材上に形成され、該第１の部材は該レーザ光に厚み方向の全域に亘って反応する厚みを有する板状物を保持する保持ステップと、レーザ発振器から出射されたレーザ光を該板状物に集光する集光器を複数の異なる高さ位置に位置付け、各々の高さ位置において、該板状物の該第１の部材側からレーザ光を照射して、該第１の部材から生じる光を受光する受光ステップと、該各々の高さ位置と、該光の受光量との対応関係情報を記憶する記憶ステップと、を備え、該記憶ステップにおいて記憶された対応関係情報に基づいて、該レーザ光の集光点位置を検出することを特徴とする。

【0011】

前記レーザ光の集光点位置検出方法において、該対応関係情報に記憶された該光の受光量が最も小さくなる集光器の高さ位置を集光点位置としても良い。

【0012】

前記レーザ光の集光点位置検出方法において、該第１の材料と、該第２の材料とは、レーザ光の照射によって生じる光の波長帯域が異なる材料で構成され、該記憶ステップでは、該第１の部材から生じる光の波長のみの受光量を記憶しても良い。

【0013】

前記レーザ光の集光点位置検出方法において、該板状物は、第２の部材上に第１の部材が縞状に形成されたものでも良い。

【発明の効果】

【0014】

本発明は、レーザ光の集光点位置を確認する際に要する測定時間を短縮し、生産性を向上することが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法によりレーザ光の集光点位置が検出されるレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示されたレーザ加工装置のレーザ光照射ユニットの構成を模式的に示す図である。

【図3】図３は、図１に示されたレーザ加工装置の光撮像ユニットの撮像画像の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法の流れを示すフローチャートである。

【図5】図５は、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法においてレーザ光が照射される板状物の構成例を模式的に示す斜視図である。

【図6】図６は、図５に示された板状物を模式的に示す側面図である。

【図7】図７は、図４に示されたレーザ光の焦点位置検出方法の保持ステップを模式的に示す側面図である。

【図8】図８は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップを模式的に示す図である。

【図9】図９は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップの集光点の位置の一例を模式的に示す図である。

【図10】図１０は、図９に示された位置に集光点が位置付けられた時の光撮像ユニットの撮像画像を模式的に示す図である。

【図11】図１１は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップの集光点の位置の他の例を模式的に示す図である。

【図12】図１２は、図１１に示された位置に集光点が位置付けられた時の光撮像ユニットの撮像画像を模式的に示す図である。

【図13】図１３は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップの集光点の位置の更に別の例を模式的に示す図である。

【図14】図１４は、図１３に示された位置に集光点が位置付けられた時の光撮像ユニットの撮像画像を模式的に示す図である。

【図15】図１５は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の記憶ステップで記憶された対応関係情報を模式的に示す図である。

【図16】図１６は、実施形態１の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法の受光ステップを模式的に示す図である。

【図17】図１７は、実施形態２に係るレーザ光の焦点位置検出方法の受光ステップを模式的に示す図である。

【図18】図１８は、実施形態１及び実施形態２の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法においてレーザ光が照射される板状物の構成例を模式的に示す斜視図である。

【図19】図１９は、図１８に示された板状物を模式的に示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。さらに、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、置換又は変更を行うことができる。

【0017】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法によりレーザ光の集光点位置が検出されるレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたレーザ加工装置のレーザ光照射ユニットの構成を模式的に示す図である。実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、図１に示されたレーザ加工装置１により実施される。図１に示されたレーザ加工装置１は、被加工物２００にレーザ光２１を照射する加工装置である。

【0018】

（被加工物）
図１に示されたレーザ加工装置１の加工対象の被加工物２００は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板２０１とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハである。被加工物２００は、図１に示すように、表面２０２に互いに交差する分割予定ライン２０３が複数設定され、分割予定ライン２０３によって区画された領域にデバイス２０４が形成されている。

【0019】

デバイス２０４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、又はメモリ（半導体記憶装置）である。

【0020】

実施形態１において、被加工物２００は、図１に示すように、被加工物２００の外径よりも大径な円板状でかつ外縁部に環状フレーム２１０が貼着された粘着テープ２０９が表面２０２の裏側の裏面２０５に貼着されて、環状フレーム２１０の開口内に支持される。被加工物２００は、分割予定ライン２０３にレーザ光２１が照射されるなどして、個々のデバイス２０４に分割される。

【0021】

（レーザ加工装置）
図１に示されたレーザ加工装置１は、被加工物２００の表面２０２から被加工物２００を構成する基板２０１に対して吸収性を有する波長のパルス状のレーザ光２１の集光点２１１を表面２０２に設定して、レーザ光２１を分割予定ライン２０３に沿って照射して、被加工物２００にアブレーション加工を施す加工装置である。なお、本発明では、レーザ加工装置１は、被加工物２００の基板２０１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザ光２１を照射しても良い。

【0022】

レーザ加工装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持する保持ユニット１０と、レーザ光照射ユニット２０と、移動ユニット３０と、撮像ユニット４０と、制御ユニット６０とを有する。

【0023】

保持ユニット１０は、被加工物２００を水平方向と平行な保持面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盤形状であり、図示しない吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。保持ユニット１０は、真空吸引源により吸引されることで、保持面１１上に載置された被加工物２００を吸引保持する。保持ユニット１０の周囲には、被加工物２００を開口内に支持する環状フレーム２１０を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。

【0024】

また、保持ユニット１０は、移動ユニット３０の回転移動ユニット３３により保持面１１に対して直交しかつ鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。保持ユニット１０は、回転移動ユニット３３とともに、移動ユニット３０のＸ軸移動ユニット３１により水平方向と平行なＸ軸方向（加工進行方向に相当）に移動されかつＹ軸移動ユニット３２により水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動される。保持ユニット１０は、移動ユニット３０によりレーザ光照射ユニット２０の下方の加工領域と、レーザ光照射ユニット２０の下方から離れて被加工物２００が搬入、搬出される搬入出領域とに亘って移動される。

【0025】

移動ユニット３０は、保持ユニット１０とレーザ光照射ユニット２０が照射するレーザ光２１の集光点２１１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸方向と平行な軸心回りに相対的に移動させるものである。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、互いに直交し、かつ保持面１１（即ち水平方向）と平行な方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との双方と直交する方向である。

【0026】

移動ユニット３０は、保持ユニット１０をＸ軸方向に移動させる加工送りユニットであるＸ軸移動ユニット３１と、保持ユニット１０をＹ軸方向に移動させる割り出し送りユニットであるＹ軸移動ユニット３２と、保持ユニット１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３と、レーザ光照射ユニット２０のレーザ光２１の集光点２１１をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動ユニット３４とを備えている。

【0027】

Ｙ軸移動ユニット３２は、保持ユニット１０と、レーザ光照射ユニット２０のレーザ光２１の集光点２１１とをＹ軸方向に相対的に移動する割り出し送りユニットである。実施形態１では、Ｙ軸移動ユニット３２は、レーザ加工装置１の装置本体２上に設置されている。Ｙ軸移動ユニット３２は、Ｘ軸移動ユニット３１を支持した移動プレート５をＹ軸方向に移動自在に支持している。

【0028】

Ｘ軸移動ユニット３１は、保持ユニット１０と、レーザ光照射ユニット２０のレーザ光２１の集光点２１１とをＸ軸方向に相対的に移動する加工送りユニットである。Ｘ軸移動ユニット３１は、移動プレート５上に設置されている。Ｘ軸移動ユニット３１は、保持ユニット１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３を支持した第２移動プレート６をＸ軸方向に移動自在に支持している。第２移動プレート６は、回転移動ユニット３３、保持ユニット１０を支持している。回転移動ユニット３３は、保持ユニット１０を支持している。

【0029】

Ｚ軸移動ユニット３４は、保持ユニット１０と、レーザ光照射ユニット２０のレーザ光２１の集光点２１１とをＺ軸方向に相対的に移動する送りユニットである。Ｚ軸移動ユニット３４は、装置本体２から立設した立設壁３に設置されている。Ｚ軸移動ユニット３４は、レーザ光照射ユニット２０の後述する集光レンズ２３等を含む一部を先端に配置した支持柱４をＺ軸方向に移動自在に支持している。

【0030】

Ｘ軸移動ユニット３１は、軸心回りに回転自在に設けられかつ軸心回りに回転されると第２移動プレート６をＸ軸方向に移動させる周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、第２移動プレート６をＸ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。Ｙ軸移動ユニット３２は、軸心回りに回転自在に設けられかつ軸心回りに回転されると移動プレート５をＹ軸方向に移動させる周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、移動プレート５をＹ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。Ｚ軸移動ユニット３４は、軸心回りに回転自在に設けられかつ軸心回りに回転されると支持柱４をＺ軸方向に移動させる周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、支持柱４をＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。回転移動ユニット３３は、保持ユニット１０を軸心回りに回転するモータ等を備える。

【0031】

また、レーザ加工装置１は、保持ユニット１０のＸ軸方向の位置を検出するための図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、保持ユニット１０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、レーザ光照射ユニット２０の集光レンズ２３（図２に示す）のＺ軸方向の位置（高さ位置に相当）を検出するための図示しないＺ軸方向位置検出ユニットを備える。各位置検出ユニットは、検出結果を制御ユニット６０に出力する。なお、実施形態１では、レーザ加工装置１の保持ユニット１０のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向及び、レーザ光照射ユニット２０の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置からのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の距離等により定められる。

【0032】

レーザ光照射ユニット２０は、保持ユニット１０の保持面１１に保持された被加工物２００に対してパルス状のレーザ光２１を集光して照射するレーザ光照射手段である。実施形態１では、レーザ光照射ユニット２０の一部は、図１に示すように、装置本体２から立設した立設壁３に設置されたＺ軸移動ユニット３４により支持された支持柱４の先端に配置されている。

【0033】

レーザ光照射ユニット２０は、保持ユニット１０に保持された被加工物２００の基板２０１に対して吸収性を有する波長のレーザ光２１を照射するものである。レーザ光照射ユニット２０は、図２に示すように、パルス状のレーザ光２１を出射するレーザ発振器２２と、レーザ発振器２２から出射したレーザ光２１を集光して被加工物２００に照射する集光器である集光レンズ２３とを備える。なお、図２は、クランプ部１２を省略している。

【0034】

また、実施形態１では、レーザ光照射ユニット２０は、レーザ発振器２２と集光レンズ２３との間に配設され、レーザ発振器２２から出射したレーザ光２１を反射して進行方向を変更するミラー２４を備える。

【0035】

集光レンズ２３は、保持ユニット１０の保持面１１とＺ軸方向に対向する位置に配置されている。集光レンズ２３は、保持ユニット１０に保持された被加工物２００に対してパルス状のレーザ光２１を集光して照射する集光光学素子である。集光レンズ２３は、レーザ発振器２２から出射されかつミラー２４により反射されたレーザ光２１を透過して、レーザ光２１を集光点２１１に集光する。なお、実施形態１では、集光レンズ２３は、レーザ光２１の集光点２１１を保持ユニット１０の保持面１１に保持された被加工物２００の表面２０２に集光する。

【0036】

レーザ光照射ユニット２０は、保持ユニット１０に保持された被加工物２００に対して、被加工物２００の基板２０１が吸収性を有する波長のレーザ光２１を照射して、被加工物２００にアブレーション加工を施す。実施形態１では、レーザ光２１の波長は、３５５ｎｍであり、レーザ光２１の集光点２１１におけるスポット径は、１０μｍである。

【0037】

なお、レーザ光２１は、被加工物２００等に照射されると、照射される箇所の物質の温度を上昇させ、照射される箇所の周囲の物質の分子の原子から電子等を電離させ、電離によって生じた荷電粒子を含む気体即ちプラズマ２１－１（光に相当）を発生する。実施形態１では、プラズマ２１－１は、所定以上の強度を有するレーザ光２１が照射される箇所の周囲で発生するプラズマである。

【0038】

また、レーザ光照射ユニット２０は、ミラー２４と、集光レンズ２３との間に配設されたダイクロイックミラー２６を備える。ダイクロイックミラー２６は、ミラー２４が反射したレーザ光２１を集光レンズ２３に向けて透過する。ダイクロイックミラー２６は、集光レンズ２３を通して入射したレーザ光２１の集光点２１１において発生したプラズマ２１－１を反射する。

【0039】

また、レーザ加工装置１は、図２に示す光撮像ユニット５０を備えている。次に、光撮像ユニット５０を説明する。図３は、図１に示されたレーザ加工装置の光撮像ユニットの撮像画像の一例を示す図である。

【0040】

光撮像ユニット５０は、ダイクロイックミラー２６により反射されたプラズマ２１－１を撮像する撮像装置である。実施形態１では、光撮像ユニット５０は、ダイクロイックミラー２６と、ミラー５２とに順に反射されたプラズマ２１－１を撮像する。光撮像ユニット５０は、プラズマ２１－１等を受光して撮像可能なＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子等の撮像素子を複数備えている。光撮像ユニット５０は、撮像素子が受光したプラズマ２１－１の受光量及び撮像素子が撮像して得た撮像画像５００（図３に示す）を制御ユニット６０に出力する。

【0041】

実施形態１では、光撮像ユニット５０は、撮像領域内の予め定められた位置に配設された図３に示す基準線５１を有している。なお、撮像領域とは、光撮像ユニット５０が撮像可能なＸ軸方向とＹ軸方向との双方に平行な平面上の領域である。光撮像ユニット５０が撮像して取得する撮像画像５００には、図３に示すように、予め定められた位置に基準線５１が設定されている。

【0042】

なお、実施形態１では、光撮像ユニット５０が撮像して取得する撮像画像５００即ち光撮像ユニット５０の撮像領域は、長手方向がＸ軸方向と平行でかつ短手方向がＹ軸方向と平行な矩形状である。実施形態１では、光撮像ユニット５０は、撮像画像５００即ち撮像領域内に、基準線５１として、撮像画像５００即ち撮像領域のＹ軸方向の中央に位置しＸ軸方向と平行な第一の基準線５１１と、撮像画像５００即ち撮像領域のＸ軸方向の中央に位置しＹ軸方向と平行な第二の基準線５１２とを有している。なお、基準線５１１，５１２は、撮像画像５００内即ち撮像領域内の仮想的な線であって、実際には存在しない。

【0043】

撮像ユニット４０は、保持ユニット１０に保持された被加工物２００を撮像するものである。撮像ユニット４０は、対物レンズがＺ軸方向に対向するものを撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子等の撮像素子を備えている。実施形態１では、撮像ユニット４０は、図１に示すように、支持柱４の先端に配置されて、対物レンズが集光レンズ２３とＸ軸方向に沿って並ぶ位置に配置されている。

【0044】

撮像ユニット４０は、撮像素子が撮像した画像を取得し、取得した画像を制御ユニット６０に出力する。また、撮像ユニット４０は、保持ユニット１０の保持面１１に保持された被加工物２００を撮像して、被加工物２００とレーザ光照射ユニット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取得する。

【0045】

制御ユニット６０は、レーザ加工装置１の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作をレーザ加工装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット６０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット６０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザ加工装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してレーザ加工装置１の上述した構成要素に出力して、制御ユニット６０の機能を実現する。

【0046】

また、レーザ加工装置１は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示手段である表示ユニット６１と、オペレータが加工条件などを入力する際に用いる入力手段である入力ユニットを備えている。表示ユニット６１及び入力ユニットは、制御ユニット６０に接続している。入力ユニットは、表示ユニット６１に設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置との少なくとも一方により構成される。

【0047】

（レーザ光の集光点位置検出方法）
実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ光の集光点位置を検出する方法である。なお、図４は、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法の流れを示すフローチャートである。図５は、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法においてレーザ光が照射される板状物の構成例を模式的に示す斜視図である。図６は、図５に示された板状物を模式的に示す側面図である。

【0048】

実施形態１において、図４に示すレーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ光の集光点位置として、図５に示された板状物７０の第１の部材７１の表面７１１に集光点２１１が位置する際の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を検出する方法である。板状物７０は、被加工物２００と同様に、円板状に形成され、図５及び図６に示すように、第１の部材７１が第２の部材７２上に形成されている。

【0049】

第１の部材７１は、レーザ光２１を吸収する第１の材料によって形成され、第２の材料によって形成された第２の部材７２上に厚み７１２が一様に積層されている。また、第１の部材７１は、レーザ光２１に厚み方向の全域に亘って反応する厚み７１２を有している。実施形態１では、第１の部材７１は、反応として、レーザ光２１により厚み方向の全域に亘ってアブレーション加工されて、プラズマ２１－１を発生するとともに厚み方向の全域に亘って蒸散して第２の部材７２上から除去される。このため、実施形態１では、第１の部材７１は、レーザ光２１により厚み方向の全域に亘ってアブレーション加工されて第２の部材７２上から除去される厚み７１２の第１の材料により形成されている。

【0050】

実施形態１では、第１の部材７１を形成する第１の材料は、第２の部材７２を形成する第２の材料よりもレーザ光２１を吸収しやすい材料である。なお、レーザ光２１が照射されると、第１の部材７１がアブレーション加工されてプラズマ２１－１を発生するとともに、第２の部材７２もアブレーション加工されてプラズマを発生する。しかしながら、実施形態１では、第１の部材７１が発生するプラズマ２１－１の光量を板状物７０全体が発生するプラズマ２１－１の光量としても問題のない程度に、第１の部材７１が発生するプラズマ２１－１の光量が、第２の部材７２が発生するプラズマの光量よりもはるかに大きい。また、本発明では、第１の部材７１を形成する第１の材料が、レーザ光２１を吸収する材料であり、第２の部材７２を形成する第２の材料が、レーザ光２１を透過する材料としても良い。

【0051】

実施形態１では、第１の部材７１を形成する第１の材料は、例えば、ポリイミド又はエポキシ樹脂である。実施形態１では、第２の部材７２を形成する第２の材料は、シリコンであり、即ち第２の部材７２はシリコンウェーハであるが、本発明では、第２の部材７２を形成する第２の材料は、ガラスでも良い。

【0052】

また、実施形態１では、第１の部材７１のレーザ光２１に厚み方向の全域に亘って反応する反応する厚み７１２とは、レーザ光２１の集光点２１１が板状物７０の第１の部材７１の表面７１１に位置付けられても、集光点２１１が板状物７０の内部に位置付けられても、集光点２１１が板状物７０の表面７１１よりも集光レンズ２３寄りに位置付けられても、厚み方向の全域に亘って反応する（実施形態１では、蒸散して除去される）厚みであることをいう。

【0053】

なお、第１の部材７１の厚み７１２は、０．１μｍ以上でかつ４０μｍ以下であるが、１μｍ以上でかつ１０μｍ以下であるのが好ましい。なお、第１の部材７１の厚み７１２が、０．１μｍ未満であると、プラズマ２１－１を光撮像ユニット５０が受光しにくくなるので望ましくなく、４０μｍを超えると第１の部材７１が厚み方向の全域に亘ってレーザ光２１に反応しないからである。第１の部材７１の厚み７１２が０．１μｍ以上でかつ４０μｍ以下であると、プラズマ２１－１を光撮像ユニット５０が受光するとともに、第１の部材７１が厚み方向の全域に亘ってレーザ光２１に反応する。

【0054】

また、実施形態１では、レーザ光の集光点位置検出方法は、図１に示されたレーザ加工装置１が、レーザ光の集光点位置を検出する方法でもある。実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、図４に示すように、保持ステップ１０１と、受光ステップ１０２と、記憶ステップ１０３と、集光点位置検出ステップ１０５とを備える。

【0055】

（保持ステップ）
図７は、図４に示されたレーザ光の焦点位置検出方法の保持ステップを模式的に示す側面図である。保持ステップ１０１は、前述した板状物７０を保持ユニット１０に保持するステップである。実施形態１において、保持ステップ１０１では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０がオペレータにより入力された集光点位置の検出条件等を受け付けて登録し、板状物７０の第２の部材７２が搬入出領域に位置付けられた保持ユニット１０の保持面１１に載置される。

【0056】

なお、集光点位置の検出条件は、板状物７０の厚み、集光点位置の検出動作時のレーザ光２１の出力、プラズマ２１－１の受光回数、プラズマ２１－１を受光する間の支持柱４即ち集光レンズ２３のＺ軸方向の移動距離等を含む。また、実施形態１において、集光点位置の検出条件の集光点位置の検出動作時のレーザ光２１の出力は、第１の部材７１のみアブレーション加工し、第２の部材７２をアブレーション加工しない（即ち、アブレーション加工することを規制する）出力である。実施形態１において、保持ステップ１０１では、レーザ加工装置１は、オペレータからの集光点位置の検出動作の開始指示を制御ユニット６０が受け付けると、図７に示すように、保持ユニット１０の保持面１１に板状物７０を吸引保持する。

【0057】

（受光ステップ）
図８は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップを模式的に示す図である。図９は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップの集光点の位置の一例を模式的に示す図である。図１０は、図９に示された位置に集光点が位置付けられた時の光撮像ユニットの撮像画像を模式的に示す図である。図１１は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップの集光点の位置の他の例を模式的に示す図である。図１２は、図１１に示された位置に集光点が位置付けられた時の光撮像ユニットの撮像画像を模式的に示す図である。図１３は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の受光ステップの集光点の位置の更に別の例を模式的に示す図である。図１４は、図１３に示された位置に集光点が位置付けられた時の光撮像ユニットの撮像画像を模式的に示す図である。

【0058】

受光ステップ１０２は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１を、板状物７０の第１の部材７１側から照射して、第１の部材７１から生じるプラズマ２１－１を受光するステップである。実施形態１において、受光ステップ１０２では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が移動ユニット３０を制御して保持ユニット１０を加工領域に移動し、集光点の検出条件に基づいて、図８に示すように、板状物７０の任意の位置にレーザ光２１を照射することで生じるプラズマ２１－１を光撮像ユニット５０で受光する。

【0059】

なお、実施形態１において、最初の受光ステップ１０２では、図９に示すように、集光点２１１を板状物７０の第２の部材７２内に設定し、光撮像ユニット５０でプラズマ２１－１を受光し、受光したプラズマ２１－１の受光量及び図１０に示す撮像画像５００を取得する。なお、図１０では、光撮像ユニット５０が撮像する撮像画像５００の基準線５１１，５１２の交点５１３にプラズマ２１－１の中心が位置する。

【0060】

（記憶ステップ）
図１５は、図４に示されたレーザ光の集光点位置検出方法の記憶ステップで記憶された対応関係情報を模式的に示す図である。記憶ステップ１０３は、直前の受光ステップ１０２の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置と、光撮像ユニット５０が受光したプラズマ２１－１の受光量とを１対１で紐付けて記憶装置に記憶する。

【0061】

記憶ステップ１０３後、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、集光点位置の検出条件に基づいて集光点位置の検出動作が終了したか否かを判定する（ステップ１０４）。レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、集光点位置の検出動作が終了していないと判定する（ステップ１０４：Ｎｏ）と、受光ステップ１０２に戻る。

【0062】

戻った受光ステップ１０２では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、既に実施ずみの受光ステップ１０２におけるＺ軸方向の位置と異なるＺ軸方向の位置に支持柱４即ち集光レンズ２３を位置付けるとともに、既に実施ずみの受光ステップ１０２における板状物７０上のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置と異なるＸ軸方向及びＹ軸方向の位置に支持柱４即ち集光レンズ２３を位置付ける。即ち、戻った受光ステップ１０２では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、図１１及び図１３に示すように、既に実施ずみの受光ステップ１０２における集光点２１１の位置と異なる位置に集光点２１１を設定し、既に実施ずみの受光ステップ１０２においてレーザ光２１を照射した位置と異なる板状物７０の位置にレーザ光２１を照射して、光撮像ユニット５０でプラズマ２１－１を受光し、受光したプラズマ２１－１の受光量及び図１２及び図１４に示す撮像画像５００を取得する。なお、図１２及び図１４では、光撮像ユニット５０が撮像する撮像画像５００の基準線５１１，５１２の交点５１３にプラズマ２１－１の中心が位置する。

【0063】

こうして、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、集光点位置の検出動作が終了したと判定（ステップ１０４：Ｙｅｓ）まで、集光レンズ２３のＺ軸方向の位置と、板状物７０のレーザ光２１を照射する位置とを変更して、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返す。このために、受光ステップ１０２は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１を板状物７０に集光する集光レンズ２３を複数の異なるＺ軸方向の位置に位置付け、各々のＺ軸方向の位置において、板状物７０の第１の部材７１側からレーザ光２１を照射して、第１の部材７１から生じるプラズマ２１－１を受光することとなる。また、記憶ステップ１０３は、受光ステップ１０２における集光レンズ２３の各々のＺ軸方向の位置と、プラズマ２１－１の受光量とを１対１で対応付けて、図１５に示す対応関係情報４００を記憶することとなる。

【0064】

なお、図１５に示された対応関係情報４００の横軸は、集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を示し、図１５中の右側に向かうにしたがって集光レンズ２３が上側に位置することを示している。また、図１５に示された対応関係情報４００の縦軸は、光撮像ユニット５０が受光したプラズマ２１－１の受光量を示し、図１５中の上側に向かうにしたがって受光量が増加することを示している。

【0065】

実施形態１では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、集光点２１１が第２の部材７２内の位置から第１の部材７１の表面７１１よりも集光レンズ２３寄りの位置に位置するまで、集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を段階的に上側に位置付けて、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返す。なお、光撮像ユニット５０が受光したプラズマ２１－１の受光量は、第１の部材７１の厚み７１２が前述した厚みであるので、図１１に示すように、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１に位置した時又は最も第１の部材７１の表面７１１に近い時が最小値となる。

【0066】

光撮像ユニット５０が受光したプラズマ２１－１の受光量は、第１の部材７１の厚み７１２が前述した厚みであるので、図９及び図１３に示すように、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１から離れると、第１の部材７１の表面７１１におけるレーザ光２１のスポット径が増加して、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１に位置した時又は最も第１の部材７１の表面７１１に近い時よりも増加する。また、光撮像ユニット５０が受光したプラズマ２１－１の受光量は、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１から離れすぎると、レーザ光２１により第１の部材７１がアブレーション加工されにくくなるので、減少する。

【0067】

このために、実施形態１では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、光撮像ユニット５０が受光量の２つの極大値４０１（図１５に示す）と１つの最小値４０２を検出するまで、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返す。このように受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返して記憶された対応関係情報４００は、プラズマ２１－１の受光量が２つの極大値４０１と、１つの最小値４０２とを有することとなる。実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、集光点位置の検出動作が終了したと判定（ステップ１０４：Ｙｅｓ）すると、集光点位置検出ステップ１０５に進む。なお、本発明では、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返して、最小値４０２を検出すれば、極大値４０１を検出しなくても良い。

【0068】

（集光点位置検出ステップ）
集光点位置検出ステップ１０５は、記憶ステップ１０３において記憶された対応関係情報４００に基づいて、レーザ光２１の集光点位置を検出する。実施形態１では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０が、記憶ステップ１０３で記憶された対応関係情報４００の受光量の最小値４０２に紐付けられた集光レンズ２３のＺ軸方向の位置２３１を、レーザ光２１の集光点位置として検出する。こうして、実施形態１では、対応関係情報４００に記憶されたプラズマ２１－１の受光量が最も小さくなる集光レンズ２３のＺ軸方向の位置２３１を、レーザ光２１の集光点位置として検出する。集光点位置検出ステップ１０５は、検出したレーザ光の集光点位置を記憶装置に記憶する。

【0069】

また、本発明では、集光点位置検出ステップ１０５において、対応関係情報４００の受光量の２つの極大値４０１に紐付けられた集光レンズ２３のＺ軸方向の位置２３２の中間の位置２３３を、レーザ光２１の集光点位置と検出しても良い。なお、前述した中間の位置２３３は、２つの極大値４０１に紐付けられた集光レンズ２３のＺ軸方向の位置２３２間の距離を２等分する位置である。

【0070】

前述した構成のレーザ加工装置１は、被加工物２００を保持ユニット１０の保持面１１に保持し、被加工物２００の厚みなどの加工条件及び集光点位置検出ステップ１０５で検出したレーザ光２１の集光点位置等に基づいて、集光点２１１を被加工物２００の表面２０２に設定する。レーザ加工装置１は、保持ユニット１０とレーザ光照射ユニット２０の集光点２１１とを分割予定ライン２０３に沿って相対的に移動させながら被加工物２００の分割予定ライン２０３に基板２０１の表面２０２側からパルス状のレーザ光２１を照射して、被加工物２００を個々のデバイス２０４に分割する。

【0071】

以上、説明した実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、受光ステップにおいて板状物７０の第２の部材７２上に形成された第１の部材７１に対してレーザ光２１を照射して、アブレーション加工によって生じるプラズマ２１－１を受光する。この際、レーザ光２１の集光点２１１ではレーザ光２１のスポット径が小さくなり、逆に集光点２１１から離れるとレーザ光２１のスポット径が大きくなる。そのため、第１の部材７１の厚み７１２がレーザ光２１に厚み方向の全域に亘ってアブレーション加工される厚みであるため、第１の部材７１の表面７１１上に集光点２１１が位置したときのプラズマ２１－１の光量が、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１から離れたときのプラズマ２１－１の光量よりも小さい。

【0072】

このため、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、記憶ステップ１０３において集光レンズ２３のＺ軸方向の位置と受光量とを紐付けて対応関係情報４００を記憶するため、対応関係情報４００から集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置する際の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を検出することが可能となる。

【0073】

その結果、実施形態１に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返して対応関係情報４００を取得、記憶することで、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置する際の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を検出することが可能となるので、レーザ光２１の集光点位置を検出する際に要する測定時間を短縮し、生産性を向上することが可能になるという効果を奏する。

【0074】

〔変形例〕
実施形態１の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法を図面に基づいて説明する。図１６は、実施形態１の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法の受光ステップを模式的に示す図である。なお、図１６は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0075】

実施形態１の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法で用いられる板状物７０は、第２の部材７２を形成する第２の材料が、ガラスである。また、実施形態１の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法を実施するレーザ加工装置１－１は、図１６に示すように、保持ユニット１０が、板状物７０の外縁部を挟持して保持し、レーザ光照射ユニット２０がダイクロイックミラー２６を備えずに、光撮像ユニット５０を保持ユニット１０を挟んで集光レンズ２３とＺ軸方向に対向する位置に配置している。

【0076】

実施形態１の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法を実施するレーザ加工装置１－１は、プラズマ２１－１を保持ユニット１０により保持された板状物７０越しに受光し、撮像画像５００を取得する。なお、実施形態１の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法を実施するレーザ加工装置１は、保持ユニット１０と光撮像ユニット５０との間にプラズマ２１－１を透過し、レーザ光２１の透過を規制する図示しないフィルタを備えるのが望ましい。

【0077】

実施形態１の変形例に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、実施形態１と同様に、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返して対応関係情報４００を取得、記憶することで、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置する際の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を検出することが可能となるので、レーザ光２１の集光点位置を検出する際に要する測定時間を短縮し、生産性を向上することが可能になるという効果を奏する。

【0078】

〔実施形態２〕
実施形態２に係るレーザ光の焦点位置検出方法を図面に基づいて説明する。図１７は、実施形態２に係るレーザ光の焦点位置検出方法の受光ステップを模式的に示す図である。なお、図１７は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0079】

実施形態２に係るレーザ光の焦点位置検出方法で用いられる板状物７０は、第１の部材７１を形成する第１の材料と、第２の部材７２を形成する第２の材料とが、レーザ光２１の照射によって生じるプラズマ２１－１の波長帯域が異なる材料で構成されている。実施形態２では、第１の部材７１を形成する第１の材料がポリイミドであり、第１の部材７１が生じるプラズマ２１－１の中心波長が４８７ｎｍ程度である。また、実施形態２では、第２の部材７２を形成する第２の材料がシリコンであり、第２の部材７２が生じるプラズマ２１－１の中心波長が６３５ｎｍ程度である。

【0080】

また、実施形態２に係るレーザ光の焦点位置検出方法を実施するレーザ加工装置１－２は、光撮像ユニット５０の代わりに回折格子５３と、ラインセンサ５４を備える。回折格子５３は、プラズマ２１－１を波長ごとに異なる角度で回折してラインセンサ５４に向けて反射して、プラズマ２１－１を波長毎の光２１－２に分光する。ラインセンサ５４は、撮像素子を直線状に配置し、回折格子５３により分光された光２１－２を各撮像素子で受光する。ラインセンサ５４は、各撮像素子が受光した各波長の光２１－２の受光量を制御ユニット６０に向けて出力する。

【0081】

実施形態２に係るレーザ光の焦点位置検出方法は、記憶ステップ１０３では、レーザ加工装置１の制御ユニット６０がラインセンサ５４からの各波長の光２１－２の受光量のうち第１の部材７１が生じるプラズマ２１－１の中心波長と波長の差が所定値以下の光２１－２のみの受光量の合計値を集光レンズ２３のＺ軸方向の位置と紐付けて、対応関係情報４００として記憶する。

【0082】

実施形態２に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、実施形態１と同様に、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返して対応関係情報４００を取得、記憶することで、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置する際の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を検出することが可能となるので、レーザ光２１の集光点位置を検出する際に要する測定時間を短縮し、生産性を向上することが可能になるという効果を奏する。

【0083】

また、実施形態２に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、記憶ステップ１０３では、第１の部材７１が生じるプラズマ２１－１の中心波長と波長の差が所定値以下の光２１－２のみの受光量の合計値を集光レンズ２３のＺ軸方向の位置と紐付けて、対応関係情報４００として記憶するので、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置する際の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を正確に検出することが可能となる。

【0084】

また、実施形態２に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、第２の部材７２が生じるプラズマと分離して、第１の部材７１が生じるプラズマ２１－１の受光量を観察できるため、第２の部材７２が加工されてプラズマが放出されたとしても集光点位置を正確に検出できる。

【0085】

〔変形例〕
実施形態１及び実施形態２の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法を図面に基づいて説明する。図１８は、実施形態１及び実施形態２の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法においてレーザ光が照射される板状物の構成例を模式的に示す斜視図である。図１９は、図１８に示された板状物を模式的に示す側面図である。なお、図１９及び図２０は、実施形態１及び実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0086】

実施形態１及び実施形態２の変形例に係るレーザ光の焦点位置検出方法で用いられる板状物７０－１は、図１８及び図１９に示すように、第２の部材７２上に第１の部材７１が縞状に形成されている。実施形態１及び実施形態２の変形例では、板状物７０－１は、直線状に延在しかつ互いに等間隔に平行に配置された第１の部材７１が第２の部材７２上に複数形成されている。

【0087】

実施形態１及び実施形態２の変形例では、板状物７０－１の第１の部材７１を形成する第１の材料がポリイミドであり、第２の部材７２を形成する第２の材料が、シリコンである。また、実施形態１及び実施形態２の変形例では、板状物７０－１の第１の部材７１の厚み７１２が、０．５μｍである。

【0088】

実施形態１及び実施形態２の変形例では、板状物７０－１の第１の部材７１の幅と、第１の部材７１同士の間隔とは、レーザ光２１の集光点２１１のスポット径よりも小さい。実施形態１及び実施形態２の変形例では、板状物７０の第１の部材７１の幅と、第１の部材７１同士の間隔とは、それぞれ、０．５μｍである。

【0089】

実施形態１及び実施形態２の変形例に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、実施形態１及び実施形態２と同様に、受光ステップ１０２と記憶ステップ１０３とを繰り返して対応関係情報４００を取得、記憶することで、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置する際の集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を検出することが可能となるので、レーザ光２１の集光点位置を検出する際に要する測定時間を短縮し、生産性を向上することが可能になるという効果を奏する。

【0090】

また、実施形態１及び実施形態２の変形例に係るレーザ光の集光点位置検出方法は、板状物７０が第２の部材７２上に縞状に第１の部材７１を形成しているので、第１の部材７１の表面７１１上のレーザ光２１のスポット径の変化に対する光撮像ユニット５０が受光するプラズマ２１－１の受光量の変化が実施形態１の場合よりも大きくなる。例えば、集光点２１１でのスポット径が１０μｍである場合、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置すると、光撮像ユニット５０が受光するプラズマ２１－１の受光量が１０本分の第１の部材７１が生じるプラズマ２１－１の光量であるのに対し、第１の部材７１の表面７１１上のスポット径が１１μｍになると、光撮像ユニット５０が受光するプラズマ２１－１の受光量が１１本分の第１の部材７１が生じるプラズマ２１－１の光量となる。

【0091】

なお、本発明は、上記実施形態等に等限定されるものではない。即ち、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。例えば、本発明では、第１の部材７１としてレーザ光２１によりアブレーション加工される第１の材料により第１の部材７１を形成することに限定されずに、第１の部材７１を形成する第１の材料をレーザ光２１を蓄光（反応に相当）する材料、又は、レーザ光２１が照射されることで蛍光（反応に相当）する材料としてもよい。

【0092】

これらの場合も、第１の部材７１は、レーザ光２１を厚み方向の全域に亘って蓄光する厚み、又はレーザ光２１が照射されることで厚み方向の全域に亘って蛍光する厚みを有し、光撮像ユニット５０により第１の部材７１が蓄光により蓄えて発光した光の受光量が検出され、又は光撮像ユニット５０により第１の部材７１が蛍光した光の受光量が検出される。これらの場合も、集光点２１１が第１の部材７１の表面７１１上に位置するときの光撮像ユニット５０が受光した光の受光量が、集光点２１１が第１の部材７１の表面から離れたときの光撮像ユニット５０が受光した光の受光量よりも小さい。

【0093】

なお、第１の部材７１を形成するレーザ光２１を蓄光する材料として、アルミン酸ストロンチウム、フォトセラミック等の蓄光材料を樹脂材料やガラスに混合したものを用いることができる。第１の部材７１を形成するレーザ光２１により蛍光する材料として、例えば、蛍光シリカナノ粒子、又はＹＡＧ（Ｙ_３Ａ_ｌ５Ｏ_１２）等の蛍光体を樹脂材料（シリコーン樹脂等）やガラスに混合したものを用いることができる。なお、第１の材料をレーザ光２１を蓄光する材料、又は、レーザ光２１が照射されることで蛍光する材料とした場合には、第１の部材７１が加工されないので、板状物７０を複数回、レーザ光の集光点位置の検出に用いることができる。

【0094】

また、本発明では、光撮像ユニット５０の代わりに、プラズマ２１－１の受光量、蓄光により発光した光の受光量、又は、蛍光した光の受光量を検出するフォトダイオードや又はパワーメータなどの検出手段を用いても良い。また、実施形態等では、対応関係情報４００が、受光量（光の状態量に相当）と集光レンズ２３のＺ軸方向の位置とを対応付けているが、本発明では、撮像画像５００内の光の大きさ（光の状態量に相当）と集光レンズ２３のＺ軸方向の位置とを対応付けてもよく、この場合も、対応関係情報４００に基づいて、実施形態等と同様に、レーザ光２１の集光点位置を検出することができる。

【符号の説明】

【0095】

２１ レーザ光
２１－１ プラズマ（光）
２２ レーザ発振器
２３ 集光レンズ（集光器）
７０，７０－１ 板状物
７１ 第１の部材
７２ 第２の部材
１０１ 保持ステップ
１０２ 受光ステップ
１０３ 記憶ステップ
２１１ 集光点
４００ 対応関係情報
７１２ 厚み

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】