(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】P2024135498
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】レーザー加工装置
(51)【国際特許分類】
B23K 26/082 20140101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
B23K26/082
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023046212
(22)【出願日】2023-03-23
(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】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100172281
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100206553
【弁理士】
【氏名又は名称】笠原 崇廣
(74)【代理人】
【識別番号】100189773
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 英哲
(74)【代理人】
【識別番号】100184055
【弁理士】
【氏名又は名称】岡野 貴之
(74)【代理人】
【識別番号】100185959
【弁理士】
【氏名又は名称】今藤 敏和
(72)【発明者】
【氏名】木村 展之
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168AD18
4E168CA06
4E168CB04
4E168CB07
4E168CB19
4E168CB22
4E168DA04
4E168DA24
4E168EA05
4E168EA16
4E168HA01
4E168JA12
4E168JA13
4E168JA14
4E168JA15
4E168JA17
(57)【要約】
【課題】レーザービームのポリゴンミラーへの照射位置を監視することが可能なレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物を保持する保持テーブルと、レーザー発振器と、複数の反射面を有し、レーザー発振器から出射したレーザービームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって走査されたレーザービームを集光して被加工物に照射する集光器と、複数の反射面のうちレーザービームが照射される被照射面を特定する被照射面特定ユニットと、を備えるレーザー加工装置。
【選択図】図３
【解決手段】被加工物を保持する保持テーブルと、レーザー発振器と、複数の反射面を有し、レーザー発振器から出射したレーザービームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって走査されたレーザービームを集光して被加工物に照射する集光器と、複数の反射面のうちレーザービームが照射される被照射面を特定する被照射面特定ユニットと、を備えるレーザー加工装置。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被加工物を保持する保持テーブルと、
レーザー発振器と、
複数の反射面を有し、該レーザー発振器から出射したレーザービームを走査するポリゴンミラーと、
該ポリゴンミラーによって走査された該レーザービームを集光して該被加工物に照射する集光器と、
複数の該反射面のうち該レーザービームが照射される被照射面を特定する被照射面特定ユニットと、を備えることを特徴とするレーザー加工装置。
レーザー発振器と、
複数の反射面を有し、該レーザー発振器から出射したレーザービームを走査するポリゴンミラーと、
該ポリゴンミラーによって走査された該レーザービームを集光して該被加工物に照射する集光器と、
複数の該反射面のうち該レーザービームが照射される被照射面を特定する被照射面特定ユニットと、を備えることを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項2】
該レーザービームの該被照射面への照射位置を複数の該反射面ごとに調節する位置調節ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
【請求項3】
該被照射面特定ユニットは、複数の該反射面の中から所定の基準面を検出する基準面検出ユニットを備え、該基準面に基づいて該被照射面を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー加工装置。
【請求項4】
該基準面検出ユニットは、該反射面に入射する光を照射する光照射ユニットと、該反射面で反射した該光を受光する受光ユニットと、を備え、
該基準面に入射する該光の反射率は、該基準面以外の該反射面に入射する該光の反射率と異なり、
該被照射面特定ユニットは、該受光ユニットの受光量に基づいて該基準面を特定することを特徴とする請求項３に記載のレーザー加工装置。
該基準面に入射する該光の反射率は、該基準面以外の該反射面に入射する該光の反射率と異なり、
該被照射面特定ユニットは、該受光ユニットの受光量に基づいて該基準面を特定することを特徴とする請求項３に記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被加工物を加工するレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割して個片化することにより、デバイスを備えるデバイスチップが製造される。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。
【0003】
ウェーハの分割には、環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削装置が用いられる。また、近年では、レーザー加工装置を用いたレーザー加工によってウェーハを分割するプロセスの開発も進められている。レーザー加工装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、被加工物にレーザービームを照射するレーザー照射ユニットとを備える。レーザー照射ユニットには各種の光学素子（ミラー、レンズ等）によって構成される光学系が内蔵されており、光学系によってレーザービームが被加工物へと導かれる。例えば、被加工物に対して吸収性を有するレーザービームを被加工物に照射することにより、被加工物にアブレーション加工が施され、被加工物が分割される。
【0004】
被加工物にレーザービームを照射すると、レーザービームが照射された領域（被照射領域）で溶融物（デブリ）が発生する。そして、溶融物が被照射領域において再固化することにより（埋め戻り、リキャスト）、効率的なレーザー加工が阻害されることがある。そこで、レーザー照射ユニットの光学系にポリゴンミラーを搭載し、ポリゴンミラーによってレーザービームを高速で多数回走査する手法が提案されている（特許文献１参照）。この手法を用いると、溶融物の再固化を防止しつつ被加工物にレーザー加工を施すことが可能になり、加工効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－５１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
レーザー加工装置が備えるレーザー照射ユニットの光学系に搭載されるポリゴンミラーは、複数の反射面（ミラー面）を有する多角柱状に形成される。そして、高速で回転するポリゴンミラーにレーザービームが照射されると、レーザービームは角度が連続的に変化する反射面で反射して走査される。また、ポリゴンミラーの回転によってレーザービームが複数の反射面に順に入射し、レーザービームの走査が繰り返される。
【0007】
ポリゴンミラーは、理想的には全ての反射面がポリゴンミラーの回転軸と平行になるように、正多角柱状に形成される。しかしながら、実際には、製造プロセス上の誤差等が原因で全ての反射面の角度を完全にポリゴンミラーの回転軸に揃えることは困難であり、ポリゴンミラーの回転軸に対する反射面の角度には僅かなばらつきがある。そのため、レーザービームの反射方向がポリゴンミラーの反射面ごとに変動し、レーザービームが被加工物の意図しない領域に照射されてしまうことがある。
【0008】
ポリゴンミラーの反射面の角度ばらつきに起因するレーザービームの照射位置の変動を抑制する手段としては、レーザービームの反射面への照射位置を反射面ごとに補正する方法が考えられる。しかしながら、レーザー加工装置はレーザー加工中にポリゴンミラーのどの反射面にレーザービームが照射されているかをリアルタイムで監視する処理を行っていないため、レーザービームの照射位置を反射面ごとに調節するような制御を実現することは難しい。
【0009】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、レーザービームのポリゴンミラーへの照射位置を監視することが可能なレーザー加工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様によれば、被加工物を保持する保持テーブルと、レーザー発振器と、複数の反射面を有し、該レーザー発振器から出射したレーザービームを走査するポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーによって走査された該レーザービームを集光して該被加工物に照射する集光器と、複数の該反射面のうち該レーザービームが照射される被照射面を特定する被照射面特定ユニットと、を備えるレーザー加工装置が提供される。
【0011】
なお、好ましくは、該レーザー加工装置は、該レーザービームの該被照射面への照射位置を複数の該反射面ごとに調節する位置調節ユニットを更に備える。
【0012】
また、好ましくは、該被照射面特定ユニットは、複数の該反射面の中から所定の基準面を検出する基準面検出ユニットを備え、該基準面に基づいて該被照射面を特定する。
【0013】
さらに、好ましくは、該基準面検出ユニットは、該反射面に入射する光を照射する光照射ユニットと、該反射面で反射した該光を受光する受光ユニットと、を備え、該基準面に入射する該光の反射率は、該基準面以外の該反射面に入射する該光の反射率と異なり、該被照射面特定ユニットは、該受光ユニットの受光量に基づいて該基準面を特定する。
【発明の効果】
【0014】
本発明の一態様に係るレーザー加工装置は、ポリゴンミラーが有する複数の反射面のうちレーザービームが照射される被照射面を特定する被照射面特定ユニットを備える。これにより、レーザー加工装置で被加工物にレーザー加工を施す際に、レーザービームのポリゴンミラーへの照射位置を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】レーザー加工装置を示す斜視図である。
【図2】被加工物を示す斜視図である。
【図3】レーザー照射ユニットを示す模式図である。
【図4】ポリゴンミラーを示す斜視図である。
【図7】レーザービームの照射位置を調節するレーザー加工装置を示す斜視図である。
【図8】被加工物の一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例について説明する。図１は、レーザー加工装置２を示す斜視図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（加工送り方向、第１水平方向、左右方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向、前後方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（上下方向、高さ方向、鉛直方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。
【0017】
レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２を構成する各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の上面は水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、基台４の上面上には移動ユニット（移動機構）６が設けられている。移動ユニット６は、Ｙ軸移動ユニット（Ｙ軸移動機構）８と、Ｘ軸移動ユニット（Ｘ軸移動機構）１８とを備える。
【0018】
Ｙ軸移動ユニット８は、基台４の上面上にＹ軸方向に沿って配置された一対のＹ軸ガイドレール１０を備える。一対のＹ軸ガイドレール１０には、平板状のＹ軸移動テーブル１２がＹ軸ガイドレール１０に沿ってスライド可能に装着されている。
【0019】
Ｙ軸移動テーブル１２の裏面（下面）側には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＹ軸ガイドレール１０の間にＹ軸方向に沿って配置されたＹ軸ボールねじ１４が螺合されている。また、Ｙ軸ボールねじ１４の端部にはＹ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｙ軸パルスモータ１６でＹ軸ボールねじ１４を回転させると、Ｙ軸移動テーブル１２がＹ軸ガイドレール１０に沿ってＹ軸方向に移動する。
【0020】
Ｘ軸移動ユニット１８は、Ｙ軸移動テーブル１２の表面（上面）側にＸ軸方向に沿って配置された一対のＸ軸ガイドレール２０を備える。一対のＸ軸ガイドレール２０には、平板状のＸ軸移動テーブル２２がＸ軸ガイドレール２０に沿ってスライド可能に装着されている。
【0021】
Ｘ軸移動テーブル２２の裏面（下面）側には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＸ軸ガイドレール２０の間にＸ軸方向に沿って配置されたＸ軸ボールねじ２４が螺合されている。また、Ｘ軸ボールねじ２４の端部にはＸ軸パルスモータ２６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ２６でＸ軸ボールねじ２４を回転させると、Ｘ軸移動テーブル２２がＸ軸ガイドレール２０に沿ってＸ軸方向に移動する。
【0022】
移動ユニット６には、保持テーブル（チャックテーブル）２８が連結されている。保持テーブル２８は、Ｘ軸移動テーブル２２の表面（上面）上に設置され、レーザー加工装置２によるレーザー加工の対象物である被加工物１１を保持する。
【0023】
図２は、被加工物１１を示す斜視図である。例えば被加工物１１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを備える。被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）１３によって、複数の矩形状の領域に区画されている。ストリート１３によって区画された複数の領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１５が形成されている。
【0024】
ただし、被加工物１１の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板（ウェーハ）であってもよい。また、デバイス１５の種類、数、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイス１５が形成されていなくてもよい。
【0025】
被加工物１１をレーザー加工装置２（図１参照）で加工する際には、被加工物１１の取り扱い（搬送、保持等）の便宜のため、被加工物１１が環状のフレーム１７によって支持される。フレーム１７は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなり、フレーム１７の中央部にはフレーム１７を厚さ方向に貫通する円形の開口１７ａが設けられている。なお、開口１７ａの直径は被加工物１１の直径よりも大きい。
【0026】
被加工物１１及びフレーム１７には、円形のシート１９が固定される。例えばシート１９として、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを含むテープが用いられる。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる。また、粘着層は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は紫外線硬化性樹脂であってもよい。
【0027】
被加工物１１をフレーム１７の開口１７ａの内側に配置した状態で、シート１９の中央部を被加工物１１の裏面１１ｂ側に貼付するとともに、シート１９の外周部をフレーム１７に貼付する。これにより、被加工物１１がシート１９を介してフレーム１７によって支持される。
【0028】
図１に示すように、保持テーブル２８の上面は、水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面２８ａを構成している。保持面２８ａは、保持テーブル２８の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、保持テーブル２８の周囲には、フレーム１７を把持して固定する複数のクランプ３０が設けられている。
【0029】
Ｙ軸移動テーブル１２をＹ軸方向に沿って移動させると、保持テーブル２８がＹ軸方向に沿って移動する。また、Ｘ軸移動テーブル２２をＸ軸方向に沿って移動させると、保持テーブル２８がＸ軸方向に沿って移動する。さらに、保持テーブル２８には、保持テーブル２８をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。
【0030】
基台４の後端部（移動ユニット６及び保持テーブル２８の後方）には、直方体状の支持構造３２が設けられている。支持構造３２は、基台４の上面から上方に突出するように形成され、支持構造３２の表面（前面）はＸＺ平面に沿って配置されている。支持構造３２には、支持構造３２の表面から前方に突出する柱状の支持部材３４が接続されている。
【0031】
レーザー加工装置２には、被加工物１１にレーザービームを照射するレーザー照射ユニット３６が搭載されている。レーザー照射ユニット３６は、支持部材３４の先端部に装着されたレーザー加工ヘッド３８を備える。レーザー加工ヘッド３８から保持テーブル２８で保持された被加工物１１にレーザービームを照射することにより、被加工物１１にレーザー加工が施される。
【0032】
支持部材３４の先端部には、撮像ユニット（不図示）が設けられていてもよい。撮像ユニットは、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等のイメージセンサを備え、保持テーブル２８で保持された被加工物１１等を撮像する。撮像ユニットの種類に制限はなく、例えば可視光カメラや赤外線カメラが用いられる。撮像ユニットで被加工物１１を撮像することによって取得された画像に基づいて、被加工物１１とレーザー加工ヘッド３８との位置合わせ等が行われる。
【0033】
支持部材３４は、支持部材３４をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸移動ユニット（不図示）を介して支持構造３２に接続されていてもよい。例えば、支持構造３２の前面側にボールねじ式の移動機構がＺ軸移動ユニットとして設置される。この場合、Ｚ軸移動ユニットで支持部材３４をＺ軸方向に沿って移動（昇降）させることにより、レーザー加工ヘッド３８から照射されるレーザービームの集光点の高さ位置の調節や、撮像ユニットのピント合わせが行われる。
【0034】
また、レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２に関する各種の情報を表示する表示ユニット（表示部、表示装置）４０を備える。例えば、表示ユニット４０としてタッチパネルが用いられる。この場合、タッチパネルにはレーザー加工装置２に情報を入力するための操作画面が表示され、オペレーターはタッチパネルのタッチ操作によってレーザー加工装置２に情報を入力できる。すなわち、タッチパネルは、レーザー加工装置２に各種の情報を入力するための入力ユニット（入力部、入力装置）としても機能し、ユーザーインターフェースとして用いられる。ただし、入力ユニットは、表示ユニット４０とは別途独立して設けられたマウス、キーボード等の入力装置であってもよい。
【0035】
また、レーザー加工装置２は、オペレーターに情報を報知する報知ユニット（報知部、報知装置）４２を備える。例えば、報知ユニット４２は表示灯（警告灯）であり、表示灯はレーザー加工装置２で異常が発生した際に点灯又は点滅してオペレーターにエラーを通知する。ただし、報知ユニット４２の種類に制限はない。例えば報知ユニット４２は、音又は音声でオペレーターに情報を通知するスピーカーであってもよい。
【0036】
さらに、レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２を制御するコントローラ（制御ユニット、制御部、制御装置）４４を備える。コントローラ４４は、レーザー加工装置２を構成する各構成要素（移動ユニット６、保持テーブル２８、クランプ３０、レーザー照射ユニット３６、表示ユニット４０、報知ユニット４２等）に接続されている。コントローラ４４は、レーザー加工装置２の各構成要素に制御信号を出力することにより、レーザー加工装置２を稼働させる。
【0037】
例えば、コントローラ４４はコンピュータによって構成される。具体的には、コントローラ４４は、レーザー加工装置２の稼働に必要な演算等の処理を実行する処理部と、レーザー加工装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを備える。処理部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶物は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。
【0038】
被加工物１１を加工する際は、まず、被加工物１１が保持テーブル２８によって保持される。例えば被加工物１１は、表面１１ａ側が上方に露出し、裏面１１ｂ側（シート１９側）が保持面２８ａに対面するように、保持テーブル２８上に配置される。また、フレーム１７が複数のクランプ３０によって固定される。この状態で、保持面２８ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がシート１９を介して保持テーブル２８によって吸引保持される。
【0039】
次に、レーザー加工ヘッド３８から被加工物１１にレーザービームが照射される。これにより、被加工物１１に所定のレーザー加工が施される。レーザービームの照射条件は、被加工物１１に施されるレーザー加工の内容に応じて適宜設定される。
【0040】
例えば、レーザービームの照射条件は、被加工物１１にアブレーション加工が施されるように設定される。具体的には、レーザービームの波長は、少なくともレーザービームの一部が被加工物１１に吸収されるように設定される。すなわち、レーザービームは被加工物１１に対して吸収性を有する。また、レーザービームの他の照射条件も、被加工物１１に適切なアブレーション加工が施されるように適宜設定される。例えば、被加工物１１が単結晶シリコンウェーハである場合には、レーザービームの照射条件は以下のように設定できる。
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ
【0041】
そして、被加工物１１のストリート１３（図２参照）に沿ってレーザービームを照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物１１をストリート１３に沿って分割できる。具体的には、まず、保持テーブル２８を回転させ、所定のストリート１３の長さ方向をＸ軸方向に合わせる。また、レーザービームの集光位置と所定のストリート１３とのＹ軸方向における位置が一致するように、保持テーブル２８のＹ軸方向における位置を調整する。
【0042】
そして、レーザー加工ヘッド３８からレーザービームを照射しつつ、保持テーブル２８をＸ軸方向に沿って移動させる（加工送り）。これにより、保持テーブル２８とレーザー加工ヘッド３８とがＸ軸方向に沿って相対的に移動し、レーザービームがストリート１３に沿って照射される。その後、同様の手順を繰り返すことにより、全てのストリート１３に沿ってレーザービームが照射される。
【0043】
上記のように被加工物１１にレーザービームを照射すると、被加工物１１のストリート１３に沿ってアブレーション加工が施され、被加工物１１の表面１１ａから裏面１１ｂに至るレーザー加工溝がストリート１３に沿って形成される。これにより、被加工物１１がデバイス１５（図２参照）をそれぞれ備える複数のデバイスチップに分割される。なお、１回のレーザービームの照射によって被加工物１１を分割することが困難な場合には、各ストリート１３に沿ってレーザービームを複数回ずつ照射してもよい。
【0044】
次に、レーザー照射ユニット３６の詳細について説明する。図３は、レーザー照射ユニット３６を示す模式図である。レーザー照射ユニット３６は、被加工物１１にレーザービーム５０を照射することにより、被加工物１１にアブレーション加工等のレーザー加工を施す。
【0045】
レーザー照射ユニット３６は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー等のレーザー発振器５２と、レーザー発振器５２から出射したパルス発振のレーザービーム５０の出力を調整するアッテネーター等の出力調整ユニット５４とを備える。また、レーザー照射ユニット３６は、レーザービーム５０を保持テーブル２８で保持された被加工物１１へと導く光学系５６を備える。光学系５６は、複数の光学素子を含んで構成され、レーザービーム５０の進行方向、形状、集光位置等を制御する。
【0046】
具体的には、光学系５６は、レーザービーム５０の照射位置（進行方向）を調節する位置調節ユニット５８を備える。位置調節ユニット５８は、レーザー発振器５２から出射して出力調整ユニット５４によって出力が調整されたレーザービーム５０の進行方向を変更し、後述のポリゴンミラー６４への照射位置を調節する。例えば位置調節ユニット５８は、音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto-Optic Deflector）、電気光学偏向器（ＥＯＤ：Electro-Optic Deflector）、ガルバノスキャナ、光ＭＥＭＳ等によって構成される。ただし、レーザービーム５０の進行方向を調節可能であれば、位置調節ユニット５８の構成に制限はない。
【0047】
また、光学系５６は、レーザービーム５０を反射させるミラー６０，６２及びポリゴンミラー６４を備える。ミラー６０，６２としては、例えば誘電体多層膜ミラーが用いられる。位置調節ユニット５８から出射したレーザービーム５０は、ミラー６０，６２の反射面で反射して、ポリゴンミラー６４に入射する。
【0048】
ポリゴンミラー６４は、多角柱状に形成され、ポリゴンミラー６４の側面（外周面）はレーザービーム５０を反射させる複数の平坦な反射面（ミラー面）６６を構成している。反射面６６はそれぞれ、隣接する一対の反射面６６に接続されており、反射面６６同士の接続部分がポリゴンミラー６４の頂点を構成している。
【0049】
ポリゴンミラー６４には、ポリゴンミラー６４を回転させるモータ等の回転駆動源６８が連結されている。ポリゴンミラー６４の回転軸６４ａ（図４参照）は、ポリゴンミラー６４の高さ方向（厚さ方向、Ｙ軸方向）と平行な方向に沿って設定されている。回転駆動源６８を駆動させると、ポリゴンミラー６４が回転軸６４ａを中心として回転する。
【0050】
図４は、ポリゴンミラー６４を示す斜視図である。例えばポリゴンミラー６４は、八角柱状に形成され、８面の反射面６６（反射面６６ａ～６６ｈ）を備える。ただし、ポリゴンミラー６４の形状及び反射面６６の面数は、レーザー加工の内容に応じて適宜選択できる。
【0051】
反射面６６ａ～６６ｈのいずれか１面は、レーザービーム５０が照射される被照射面６６Ａに相当する。そして、ポリゴンミラー６４の回転によって反射面６６ａ～６６ｈが順に被照射面６６Ａとなる。また、複数の反射面６６の少なくとも１面は、後述の基準面検出ユニット９０（図３参照）によって検出される基準面６６Ｂに設定されている。図４では一例として、反射面６６ａが基準面６６Ｂに設定されている場合を示している。なお、基準面６６Ｂの詳細については後述する。
【0052】
ポリゴンミラー６４を回転軸６４ａの周りで回転させた状態で、レーザービーム５０がポリゴンミラー６４に照射されると、レーザービーム５０が被照射面６６Ａで反射する。また、ポリゴンミラー６４の回転によって被照射面６６Ａの角度が変化する。これにより、レーザービーム５０の反射光の進行方向が連続的に変化し、レーザービーム５０が所定の走査領域（分散領域）で走査（分散）される。そして、ポリゴンミラー６４が高速で多数回回転すると、被照射面６６Ａが反射面６６ａ～６６ｈの順で順次切り替わる。これにより、レーザービーム５０が走査領域において高速で多数回走査される。
【0053】
また、図３に示すように、光学系５６は、レーザービーム５０を集光する集光器７０を備える。集光器７０は、ポリゴンミラー６４によって走査されたレーザービーム５０を集光して被加工物１１に照射するｆθレンズ等の集光レンズ７２を備える。ポリゴンミラー６４の被照射面６６Ａで反射したレーザービーム５０は、集光器７０に入射し、集光レンズ７２によって所定の位置（被加工物１１の表面１１ａ、被加工物１１の裏面１１ｂ、被加工物１１の内部等）で集光される。
【0054】
位置調節ユニット５８でレーザービーム５０の進行方向を変更することにより、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射位置が調節される。これにより、レーザービーム５０を被照射面６６Ａの任意の位置に照射することができる。また、位置調節ユニット５８によってレーザービーム５０の進行方向をミラー６０から逸らすことにより、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射が停止される。すなわち、位置調節ユニット５８は、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射の有無（レーザービーム５０のオン・オフ）の切り替えも行うことができる。
【0055】
なお、光学系５６は、位置調節ユニット５８から出射したレーザービーム５０を遮断するビームダンパー７４を備えることが好ましい。レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射を停止する際には、位置調節ユニット５８はレーザービーム５０がビームダンパー７４に入射するようにレーザービーム５０の進行方向を調節する。これにより、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射が安全に停止される。
【0056】
上記のような各種の光学素子によって、レーザービーム５０を被加工物１１へ導く光学系５６が構成される。ただし、光学系５６を構成する光学素子に制限はない。例えば光学系５６は、他のミラー及びレンズ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing Beam Splitter）、回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）、ＬＣＯＳ－ＳＬＭ（Liquid Crystal On Silicon - Spatial Light Modulator）等の光学素子をさらに備えていてもよい。
【0057】
また、レーザー加工装置２は、ポリゴンミラー６４が備える複数の反射面６６のうちレーザービーム５０が照射される被照射面６６Ａを特定する被照射面特定ユニット８０を備える。被照射面特定ユニット８０によって、ポリゴンミラー６４のどの反射面６６にレーザービーム５０が照射されているかがリアルタイムで監視される。
【0058】
例えば被照射面特定ユニット８０は、コントローラ４４と、レーザー照射ユニット３６に搭載された基準面検出ユニット９０とによって構成される。基準面検出ユニット９０は、ポリゴンミラー６４が備える複数の反射面６６の中から、予め設定された所定の基準面６６Ｂを検出する。そして、コントローラ４４は、基準面検出ユニット９０によって検出された基準面６６Ｂに基づいて、レーザービーム５０が照射される被照射面６６Ａを特定する。
【0059】
具体的には、基準面検出ユニット９０は、光（検出光）９２ａを照射する光照射ユニット（光照射部、投光部）９２と、光９２ａを受光する受光ユニット（受光部）９４とを備える。光照射ユニット９２から照射された光９２ａがポリゴンミラー６４の反射面６６に入射し、反射面６６で反射した光９２ａの反射光が受光ユニット９４に入射する。そして、光９２ａの反射光が受光ユニット９４で受光され、反射光の強度が検出される。
【0060】
基準面検出ユニット９０の構成は、光照射ユニット９２から照射された光９２ａが反射面６６で反射して受光ユニット９４に受光されるように適宜設定される。例えば基準面検出ユニット９０は、偏光ビームスプリッタ９６及びレンズ９８を備える。
【0061】
偏光ビームスプリッタ９６は、光照射ユニット９２から照射された光９２ａをポリゴンミラー６４の反射面６６に向かって反射させる。また、レンズ９８は、偏光ビームスプリッタ９６で反射した光９２ａを絞ってポリゴンミラー６４の反射面６６に向かって進行させる。レンズ９８としては、例えばコリメータレンズが用いられる。そして、ポリゴンミラー６４の反射面６６で反射した光９２ａの反射光は、レンズ９８及び偏光ビームスプリッタ９６を通過して受光ユニット９４に入射する。これにより、光９２ａの反射光が受光ユニット９４で受光される。
【0062】
ポリゴンミラー６４の反射面６６のうち少なくとも１面は、基準面検出ユニット９０による検出の対象となる基準面６６Ｂに設定されている。また、基準面６６Ｂは、基準面６６Ｂに入射する光９２ａの反射率が基準面６６Ｂ以外の反射面６６に入射する光９２ａの反射率と異なるように構成されている。例えば、基準面６６Ｂに入射する光９２ａの反射率が基準面６６Ｂ以外の反射面６６に入射する光９２ａの反射率よりも高くなるように、複数の反射面６６それぞれの構造が決定される。
【0063】
図５（Ａ）は、ポリゴンミラー６４の基準面６６Ｂ以外の反射面６６を示す断面図である。例えば反射面６６は、ポリゴンミラー６４の基材１００の表面１００ａ上に設けられた反射層（レーザー用反射層）１１０によって構成される。
【0064】
反射層１１０は、薄膜の積層体によって構成され、レーザービーム５０（図３及び図４参照）に対して反射性を有する。例えば、レーザービーム５０の波長が３５５ｎｍである場合には、波長が３５５ｎｍの光の反射面６６における反射率が高くなるように反射層１１０の積層構造が設定される。
【0065】
具体的には、ポリゴンミラー６４の基材１００は、石英等の硬質材料でなり、平坦な表面１００ａを備える。そして、基材１００の表面１００ａ上に、酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ２膜）１１２と酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）１１４との積層体でなる反射層１１０が形成される。
【0066】
反射層１１０は、厚さ４４ｎｍの１０層の酸化ハフニウム膜１１２と、厚さ６１ｎｍの９層の酸化シリコン膜１１４とを含む。そして、最下層及び最上層が酸化ハフニウム膜１１２となるように、計１９層の酸化ハフニウム膜１１２と酸化シリコン膜１１４とが交互に積層される。すなわち、反射層１１０は、複数の酸化シリコン膜１１４がそれぞれ一対の酸化ハフニウム膜１１２によって上下から挟まれた構造を有する。
【0067】
図５（Ｂ）は、ポリゴンミラー６４の基準面６６Ｂを示す断面図である。例えば基準面６６Ｂは、ポリゴンミラー６４の基材１００の表面１００ａ上に反射層（検出用反射層）１２０と反射層（レーザー用反射層）１１０とを順に積層することによって構成される。
【0068】
反射層１２０は、反射層１１０と同様に薄膜の積層体によって構成され、光照射ユニット９２から照射される光９２ａ（図３参照）に対して反射性を有する。例えば、光９２ａの波長が６５０ｎｍである場合には、波長が６５０ｎｍの光の基準面６６Ｂにおける反射率が高くなるように、反射層１２０の積層構造が設定される。
【0069】
具体的には、基材１００の表面１００ａ上に、酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ２膜）１２２と酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）１２４との積層体でなる反射層１２０が形成される。反射層１２０は、厚さ１１１ｎｍの４層の酸化ハフニウム膜１２２と、厚さ８１ｎｍの４層の酸化シリコン膜１２４とを含む。そして、最下層が酸化ハフニウム膜１２２、最上層が酸化シリコン膜１２４となるように、計８層の酸化ハフニウム膜１２２と酸化シリコン膜１２４とが交互に積層される。
【0070】
反射層１２０の最上層の酸化シリコン膜１２４上には、反射層１１０が積層される。反射層１１０は前述の通り構成され、レーザービーム５０（図３及び図４参照）に対して反射性を有する。例えば、レーザービーム５０の波長が３５５ｎｍである場合には、１０層の酸化ハフニウム膜１１２と９層の酸化シリコン膜１１４とが交互に積層された積層体によって反射層１１０が構成される。
【0071】
図６（Ａ）は、ポリゴンミラー６４の基準面６６Ｂ以外の反射面６６に照射される光の反射率を示すグラフである。基準面６６Ｂ以外の反射面６６は、波長３５５ｎｍの光に対して高い反射率（９９．５％）を示す。そのため、波長３５５ｎｍのレーザービーム５０（図３及び図４参照）が基準面６６Ｂ以外の反射面６６に入射すると、レーザービーム５０は高い反射率で反射する。これにより、レーザービーム５０の反射面６６における吸収や透過が抑制され、レーザービーム５０が被加工物１１に効率よく照射される。
【0072】
図６（Ｂ）は、ポリゴンミラー６４の基準面６６Ｂに照射される光の反射率を示すグラフである。基準面６６Ｂは、基準面６６Ｂ以外の反射面６６と同様、波長３５５ｎｍの光に対して高い反射率（９９．９％）を示す。そのため、基準面６６Ｂに波長３５５ｎｍのレーザービーム５０が照射された場合にも、レーザービーム５０が高い反射率で反射し、レーザービーム５０の基準面６６Ｂにおける吸収や透過が抑制される。
【0073】
さらに、基準面６６Ｂは、波長６５０ｎｍの光に対しても高い反射率（７５．６％）を示す。すなわち、波長６５０ｎｍの光について、基準面６６Ｂにおける反射率は基準面６６Ｂ以外の反射面６６の反射率（１４．８％）よりも高い。そのため、光照射ユニット９２から照射される波長６５０ｎｍの光９２ａ（図３参照）が基準面６６Ｂに入射すると、光９２ａが高い反射率で反射する。これにより、受光ユニット９４によって受光される光の光量が増加する。
【0074】
上記のように、光照射ユニット９２から照射される光９２ａの反射率は、基準面６６Ｂとその他の反射面６６とで異なる。そのため、光９２ａが照射された反射面６６が基準面６６Ｂであるか否かによって受光ユニット９４が受光する反射光の光量が異なり、受光ユニット９４の受光量に基づいて反射面６６を区別できる。
【0075】
なお、光９２ａが照射された反射面６６を受光ユニット９４の受光量に基づいて明確に区別するため、基準面６６Ｂで反射する光９２ａの反射率と他の反射面６６で反射する光９２ａの反射率との一方は、他方の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。そして、受光ユニット９４は、受光ユニット９４の受光量を示す信号（受光量信号）をコントローラ４４に出力する。
【0076】
図３に示すレーザー照射ユニット３６の各構成要素（レーザー発振器５２、出力調整ユニット５４、位置調節ユニット５８、ポリゴンミラー６４の回転駆動源６８、光照射ユニット９２、受光ユニット９４等）は、コントローラ４４に接続されている。コントローラ４４は、制御信号を出力することによって各構成要素の動作を制御する。
【0077】
被加工物１１にレーザービーム５０を照射すると、レーザービーム５０が照射された領域（被照射領域）で溶融物（デブリ）が発生する。そして、溶融物が被照射領域において再固化すると（埋め戻り、リキャスト）、効率的なレーザー加工が阻害される。しかしながら、高速で回転するポリゴンミラー６４にレーザービーム５０を照射してレーザービーム５０を高速で多数回走査することにより、溶融物の再固化を防止しつつ被加工物１１にレーザー加工を施すことが可能になる。
【0078】
なお、理想的には、ポリゴンミラー６４は全ての反射面６６がポリゴンミラー６４の回転軸６４ａ（図４参照）と平行になるように正多角柱状に形成される。しかしながら、実際には、製造プロセス上の誤差等が原因で全ての反射面６６の角度を回転軸６４ａに揃えることが困難であり、ポリゴンミラー６４の回転軸６４ａに対する反射面６６の角度には僅かなばらつきがある。
【0079】
例えば図４には、反射面６６ｆがポリゴンミラー６４の回転軸６４ａに対して僅かに傾斜しており、回転軸６４ａと非平行である場合を図示している。この場合、反射面６６ｆが被照射面６６Ａとなったタイミングで、レーザービーム５０が傾斜している反射面６６ｆで反射する。これにより、レーザービーム５０の集光位置が変動し、レーザービーム５０が被加工物１１の意図しない領域に照射されてしまうおそれがある。
【0080】
そこで、本実施形態においては、ポリゴンミラー６４が備える複数の反射面６６のうちレーザービーム５０が照射される被照射面６６Ａを被照射面特定ユニット８０（図３参照）によって特定する。これにより、レーザー加工中にポリゴンミラー６４のどの反射面６６にレーザービーム５０が照射されるかがリアルタイムで監視され、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射位置を反射面６６ごとに調節する処理が可能になる。その結果、反射面６６の角度ばらつきに起因するレーザービーム５０の集光位置の変動が抑制され、レーザービーム５０が被加工物１１の意図しない領域に照射されることを防止できる。
【0081】
以下、レーザービーム５０の照射位置をポリゴンミラー６４の反射面６６ごとに調節するレーザー加工装置２の動作（レーザービームの照射位置調節方法、被加工物の加工方法）について説明する。図７は、レーザービーム５０の照射位置を調節するレーザー加工装置２を示す斜視図である。なお、図７には、コントローラ４４の機能的な構成を示すブロックも図示している。また、図７では、レーザー加工装置２の一部の構成要素の図示を省略している。
【0082】
コントローラ４４は、ポリゴンミラー６４の被照射面６６Ａを特定する特定部４４ａと、位置調節ユニット５８を制御してレーザービーム５０の照射位置を調節する調節部４４ｂとを含む。また、コントローラ４４は、特定部４４ａ及び調節部４４ｂにおける処理に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶可能な記憶部（メモリ）４４ｃを含む。
【0083】
レーザー加工装置２で被加工物１１を加工する際には、レーザービーム５０の照射位置の調節に必要な情報が予めコントローラ４４の記憶部４４ｃに記憶される。具体的には、記憶部４４ｃには、ポリゴンミラー６４の被照射面６６Ａの基準面６６Ｂに対する位置関係を示す情報（被照射面情報）と、レーザービーム５０の照射位置の反射面６６ごとの補正量を示す情報（補正情報）とが記憶される。
【0084】
被照射面情報は、基準面６６Ｂが基準面検出ユニット９０によって検出された際に被照射面６６Ａとなる反射面６６を示す。例えば、図７に示すように光学系５６が構成される場合、被照射面情報は、基準面６６Ｂよりも３面分ポリゴンミラー６４の回転方向前方に位置する反射面６６が被照射面６６Ａであることを示す。より具体的には、反射面６６ａが基準面６６Ｂに設定されている場合には、被照射面情報は、反射面６６ｆが被照射面６６Ａであることを示す。
【0085】
補正情報は、レーザービーム５０を所望の位置で走査させるために必要なレーザービーム５０の照射位置の補正量を、複数の反射面６６ごとに示す。例えば補正情報は、ポリゴンミラー６４を用いて所定のサンプルを試験的に加工し、その加工結果に基づいてレーザービーム５０の照射位置の補正量を設定することによって取得される。
【0086】
具体的には、まず、レーザービーム５０をポリゴンミラー６４で走査しつつ所定のサンプルに照射し、サンプルを試験的に加工する。そして、本来加工されるべき領域と実際に加工された領域との位置の差が、レーザービーム５０が反射面６６ａ～６６ｈ（図４参照）に照射された場合ごとに記録される。
【0087】
例えば図４に示すように、反射面６６ａ～６６ｅ，６６ｇ，６６ｈがポリゴンミラー６４の回転軸６４ａに平行であり、反射面６６ｆが製造プロセス上の誤差等に起因して回転軸６４ａに対し僅かに傾斜している場合を想定する。この場合、レーザービーム５０が反射面６６ａ～６６ｅ，６６ｇ，６６ｈに照射されている間は、レーザービーム５０がサンプルの本来加工されるべき直線状の経路に沿って正常に走査される。しかしながら、レーザービーム５０が反射面６６ｆに照射されると、反射面６６ｆの傾斜が原因でレーザービーム５０の反射方向が変動し、レーザービーム５０がサンプルの本来加工されるべき領域から離れた位置に照射される。
【0088】
図７には、レーザービーム５０が本来照射されるべき経路Ａと、反射面６６の傾斜によって反射方向が変動したレーザービーム５０が照射される経路Ａ´とを示している。レーザービーム５０が反射面６６ｆに照射されている間は、レーザービーム５０が経路Ａ´に沿って照射される。そして、経路Ａと経路Ａ´との位置の差（誤差）が記録される。
【0089】
次に、レーザービーム５０が照射される位置が本来加工されるべき位置と一致するように、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射位置の補正量が反射面６６ａ～６６ｈごとに決定される。このようにして設定された反射面６６ａ～６６ｈごとの補正量が、補正情報として記憶部４４ｃに記憶される。
【0090】
例えば、レーザービーム５０が反射面６６ａ～６６ｅ，６６ｇ，６６ｈ（図４参照）に照射される際には、レーザービーム５０が照射されるべき位置と実際に照射される位置とが一致する。そのため、レーザービーム５０の照射位置の補正は不要となる（補正量＝０）。
【0091】
一方、レーザービーム５０が反射面６６ｆに照射される際は、レーザービーム５０が実際に照射される位置（図７の経路Ａ´）を本来照射されるべき位置（図７の経路Ａ）に一致させるように、レーザービーム５０の反射面６６ｆへの照射位置を調節する必要がある。このときのレーザービーム５０の反射面６６ｆへの照射位置の変動量が、補正量に相当する。このようにして決定されたレーザービーム５０の照射位置の反射面６６ａ～６６ｈごとの補正量が、補正情報として記憶部４４ｃに記憶される。
【0092】
次に、レーザー加工装置２による被加工物１１のレーザー加工が実施される。具体的には、まず、コントローラ４４から回転駆動源６８（図３参照）に制御信号が入力され、ポリゴンミラー６４が高速で回転する。ポリゴンミラー６４の回転速度に制限はなく、例えば５００回転／秒程度に設定される。また、位置調節ユニット５８から出射したレーザービーム５０が、ミラー６０，６２で反射してポリゴンミラー６４の被照射面６６Ａに照射される。これにより、レーザービーム５０がポリゴンミラー６４によって走査される。
【0093】
さらに、基準面検出ユニット９０が作動し、ポリゴンミラー６４の基準面６６Ｂが検出される。具体的には、光照射ユニット９２から照射された光９２ａが、偏光ビームスプリッタ９６及びレンズ９８を介してポリゴンミラー６４の反射面６６に入射し、反射面６６で反射する。そして、反射面６６に入射する光９２ａの進行方向と反射面６６とが概ね垂直になったタイミングで、光９２ａの反射光がレンズ９８及び偏光ビームスプリッタ９６を介して受光ユニット９４に到達し、受光ユニット９４で受光される。受光ユニット９４は、受光した光の光量に対応する電気信号を生成し、コントローラ４４の特定部４４ａに出力する。
【0094】
ここで、前述の通り、光照射ユニット９２から照射された光９２ａが入射している反射面６６が基準面６６Ｂであるか否かによって、光９２ａの反射率が異なり、受光ユニット９４の受光量も異なる。そこで、特定部４４ａは、受光ユニット９４から入力された信号（受光量）に基づいて、基準面検出ユニット９０によって検出された反射面６６が基準面６６Ｂであるか否かを判定する。例えば特定部４４ａは、受光ユニット９４の受光量と、予め記憶部４４ｃに記憶されている所定の基準値とを比較することにより、光９２ａが入射している反射面６６が基準面６６Ｂであるか否かを判定する。
【0095】
基準面検出ユニット９０によって検出された反射面６６が基準面６６Ｂであると判定されると、特定部４４ａは記憶部４４ｃに記憶されている被照射面情報を参照し、複数の反射面６６のうちレーザービーム５０が照射されている被照射面６６Ａを特定する。そして、特定部４４ａは、被照射面６６Ａを示す信号（被照射面信号）を調節部４４ｂに出力する。具体的には、基準面検出ユニット９０によって反射面６６ａが検出されると、特定部４４ａは被照射面情報を参照して反射面６６ｆが被照射面６６Ａであると特定し、反射面６６ｆが被照射面６６Ａである旨を示す被照射面信号を調節部４４ｂに出力する。
【0096】
その後、特定部４４ａから調節部４４ｂには被照射面信号が逐次的に入力される。例えば特定部４４ａは、基準面検出ユニット９０が基準面６６Ｂを検出してからのポリゴンミラー６４の回転角度や経過時間に基づいて、反射面６６ａ～６６ｈのうち被照射面６６Ａとなっている反射面を示す被照射面信号を、リアルタイムで調節部４４ｂへ連続的に出力する。具体的には、ポリゴンミラー６４が４５°回転するごとに、特定部４４ａから調節部４４ｂへ入力される被照射面信号が切り替わる。
【0097】
調節部４４ｂは、記憶部４４ｃに記憶されている補正情報を参照し、被照射面信号が示す反射面６６へのレーザービーム５０の照射位置の補正量を示す信号（補正信号）を位置調節ユニット５８へ逐次的に出力する。例えば、特定部４４ａから調節部４４ｂに反射面６６ｆが被照射面６６Ａである旨を示す被照射面信号が入力されると、調節部４４ｂは補正情報を参照し、レーザービーム５０の反射面６６ｆへの照射位置の補正量を位置調節ユニット５８へ出力する。
【0098】
そして、レーザービーム５０が実際に反射面６６に照射されるタイミングで、位置調節ユニット５８がレーザービーム５０の反射面６６への照射位置を補正する。これにより、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射位置が、複数の反射面６６ごとに調節される。その結果、レーザービーム５０の走査中においてレーザービーム５０の集光位置が補正され、レーザービーム５０が本来照射されるべき経路Ａに沿って走査される。図７では、照射位置が補正される前のレーザービーム５０の経路を破線で示し、照射位置が補正された後のレーザービーム５０の経路を実線で示している。
【0099】
上記のように照射位置が調節されたレーザービーム５０によって、被加工物１１が加工される。例えば、前述の通り被加工物１１のストリート１３（図２参照）に沿ってレーザービーム５０を照射することにより、被加工物１１にアブレーション加工が施され、被加工物１１がストリート１３に沿って分割される。このときレーザービーム５０は、回転するポリゴンミラー６４の反射面６６に照射され、ストリート１３に沿って走査される。
【0100】
図８は、被加工物１１の一部を示す平面図である。レーザー加工を被加工物１１のストリート１３に沿って施す場合には、例えばストリート１３の幅方向の中央に経路Ａが設定される。そして、レーザービーム５０の集光位置Ｐが経路Ａに重なるように、レーザービーム５０の走査位置が設定される。
【0101】
ただし、ポリゴンミラー６４の反射面６６に角度ばらつきがあると、レーザービーム５０の集光位置Ｐが経路Ａからずれた経路Ａ´上に位置付けられる。この状態でレーザービーム５０を走査すると、アブレーション加工が施される位置にずれが生じ、デバイス１５の損傷やデバイスチップの寸法のばらつき等の加工不良が生じるおそれがある。
【0102】
しかしながら、図７に示すようにレーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射位置を調節することにより、傾斜した反射面６６で反射したレーザービーム５０の集光位置Ｐが経路Ａ´上から経路Ａ上へ補正される。これにより、反射面６６の角度にばらつきがあっても、集光位置Ｐが経路Ａ上に位置付けられた状態を維持したままレーザービーム５０を走査できる。その結果、加工精度が向上し、加工不良の発生が抑制される。
【0103】
なお、Ｘ軸方向におけるレーザービーム５０の照射位置の調節は、レーザービーム５０をポリゴンミラー６４に照射するタイミングを変更することによっても実現できる。具体的には、レーザービーム５０のオン・オフのタイミング、すなわち、図３において位置調節ユニット５８から出射したレーザービーム５０の照射先をミラー６０からビームダンパー７４又はビームダンパー７４からミラー６０に切り替えるタイミングを調節することにより、Ｘ軸方向におけるレーザービーム５０の照射位置を制御してもよい。
【0104】
上記のレーザービーム５０の照射位置の調節は、コントローラ４４に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。具体的には、記憶部４４ｃには、前述の手順に従ってレーザー照射ユニット３６の各構成要素を動作させる制御信号を生成するためのプログラムが記憶される。そして、コントローラ４４はプログラムを読み出して実行することにより、レーザービーム５０の照射位置の調節を自動で実行する。
【0105】
以上の通り、本実施形態に係るレーザー加工装置２は、ポリゴンミラー６４が有する複数の反射面６６のうちレーザービーム５０が照射される被照射面６６Ａを特定する被照射面特定ユニット８０を備える。これにより、レーザー加工装置２で被加工物１１にレーザー加工を施す際に、レーザービーム５０のポリゴンミラー６４への照射位置を監視することができる。
【0106】
また、本実施形態に係るレーザー加工装置２は、レーザービーム５０の被照射面６６Ａへの照射位置を反射面６６ごとに調節する位置調節ユニット５８を備える。これにより、反射面６６の角度ばらつきに起因するレーザービーム５０の集光位置の変動が抑制され、加工不良の発生を防止することができる。
【0107】
なお、上記実施形態では、ポリゴンミラー６４の複数の反射面６６のうち１面が基準面６６Ｂに設定される場合について説明したが、ポリゴンミラー６４の構成はこれに限定されない。例えば、基準面６６Ｂを設定する代わりに、全ての反射面６６で光９２ａ（図３及び図７参照）の反射率が異なるように反射面６６を構成してもよい。この場合、受光ユニット９４の受光量が、光９２ａが照射される反射面６６ごとに異なる。そのため、特定部４４ａは、受光ユニット９４の受光量に基づいて光９２ａが入射している反射面６６ａを特定できる。
【0108】
また、ポリゴンミラー６４の被照射面６６Ａを特定する方法にも制限はない。例えば、基準面検出ユニット９０でポリゴンミラー６４の反射面６６を検出する代わりに、ポリゴンミラー６４を回転させる回転駆動源６８（図３参照）の角度に基づいて被照射面６６Ａを特定することもできる。
【0109】
具体的には、回転駆動源６８には、回転駆動源６８の出力軸の回転角度（ポリゴンミラー６４の回転角度）を検出するエンコーダ（不図示）が内蔵又は接続されている。また、回転駆動源６８の出力軸の回転角度と被照射面６６Ａとの位置関係を示す情報（被照射面情報）が予め設定され、コントローラ４４の記憶部４４ｃに記憶される。
【0110】
回転駆動源６８を作動させてポリゴンミラー６４を回転させると、回転駆動源６８の出力軸の回転角度がエンコーダによって逐次的に測定され、コントローラ４４に入力される。そして、コントローラ４４は、エンコーダによって測定された角度と被照射面情報とに基づいて、被照射面６６Ａを特定する。これにより、基準面検出ユニット９０を省略しつつポリゴンミラー６４の被照射面６６Ａを特定することが可能になり、レーザー照射ユニット３６の構成が簡略化される。
【0111】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【0112】
１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１７ フレーム
１７ａ 開口
１９ シート
２ レーザー加工装置
４ 基台
６ 移動ユニット（移動機構）
８ Ｙ軸移動ユニット（Ｙ軸移動機構）
１０ Ｙ軸ガイドレール
１２ Ｙ軸移動テーブル
１４ Ｙ軸ボールねじ
１６ Ｙ軸パルスモータ
１８ Ｘ軸移動ユニット（Ｘ軸移動機構）
２０ Ｘ軸ガイドレール
２２ Ｘ軸移動テーブル
２４ Ｘ軸ボールねじ
２６ Ｘ軸パルスモータ
２８ 保持テーブル（チャックテーブル）
２８ａ 保持面
３０ クランプ
３２ 支持構造
３４ 支持部材
３６ レーザー照射ユニット
３８ レーザー加工ヘッド
４０ 表示ユニット（表示部、表示装置）
４２ 報知ユニット（報知部、報知装置）
４４ コントローラ（制御ユニット、制御部、制御装置）
４４ａ 特定部
４４ｂ 調節部
４４ｃ 記憶部（メモリ）
５０ レーザービーム
５２ レーザー発振器
５４ 出力調整ユニット
５６ 光学系
５８ 位置調節ユニット
６０，６２ ミラー
６４ ポリゴンミラー
６４ａ 回転軸
６６，６６ａ～６６ｈ 反射面（ミラー面）
６６Ａ 被照射面
６６Ｂ 基準面
６８ 回転駆動源
７０ 集光器
７２ 集光レンズ
７４ ビームダンパー
８０ 被照射面特定ユニット
９０ 基準面検出ユニット
９２ 光照射ユニット（光照射部、投光部）
９２ａ 光（検出光）
９４ 受光ユニット（受光部）
９６ 偏光ビームスプリッタ
９８ レンズ
１００ 基材
１００ａ 表面
１１０ 反射層（レーザー用反射層）
１１２ 酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ２膜）
１１４ 酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）
１２０ 反射層（検出用反射層）
１２２ 酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ２膜）
１２４ 酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１７ フレーム
１７ａ 開口
１９ シート
２ レーザー加工装置
４ 基台
６ 移動ユニット（移動機構）
８ Ｙ軸移動ユニット（Ｙ軸移動機構）
１０ Ｙ軸ガイドレール
１２ Ｙ軸移動テーブル
１４ Ｙ軸ボールねじ
１６ Ｙ軸パルスモータ
１８ Ｘ軸移動ユニット（Ｘ軸移動機構）
２０ Ｘ軸ガイドレール
２２ Ｘ軸移動テーブル
２４ Ｘ軸ボールねじ
２６ Ｘ軸パルスモータ
２８ 保持テーブル（チャックテーブル）
２８ａ 保持面
３０ クランプ
３２ 支持構造
３４ 支持部材
３６ レーザー照射ユニット
３８ レーザー加工ヘッド
４０ 表示ユニット（表示部、表示装置）
４２ 報知ユニット（報知部、報知装置）
４４ コントローラ（制御ユニット、制御部、制御装置）
４４ａ 特定部
４４ｂ 調節部
４４ｃ 記憶部（メモリ）
５０ レーザービーム
５２ レーザー発振器
５４ 出力調整ユニット
５６ 光学系
５８ 位置調節ユニット
６０，６２ ミラー
６４ ポリゴンミラー
６４ａ 回転軸
６６，６６ａ～６６ｈ 反射面（ミラー面）
６６Ａ 被照射面
６６Ｂ 基準面
６８ 回転駆動源
７０ 集光器
７２ 集光レンズ
７４ ビームダンパー
８０ 被照射面特定ユニット
９０ 基準面検出ユニット
９２ 光照射ユニット（光照射部、投光部）
９２ａ 光（検出光）
９４ 受光ユニット（受光部）
９６ 偏光ビームスプリッタ
９８ レンズ
１００ 基材
１００ａ 表面
１１０ 反射層（レーザー用反射層）
１１２ 酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ２膜）
１１４ 酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）
１２０ 反射層（検出用反射層）
１２２ 酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ２膜）
１２４ 酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】