特許 7594925 レーザー加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-27

(45)【発行日】2024-12-05

(54)【発明の名称】レーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20241128BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 M

H01L21/78 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021017183

(22)【出願日】2021-02-05

(65)【公開番号】P2022120345

(43)【公開日】2022-08-18

【審査請求日】2023-12-27

(73)【特許権者】

【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】飯塚 健太呂

【審査官】山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７１６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０９６１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１０５７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－０９８４７２６（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００ ― ２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【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器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相対的に移動させる移動ユニットと、
該レーザービームのビームプロファイルを測定する測定ユニットと、
各構成要素を制御する制御ユニットと、
を備え、
該測定ユニットは、
該チャックテーブルの保持面と平行な受光面を有するように該チャックテーブルに隣接して設けられ、
非測定時には該チャックテーブルの上面より下方にレーザービームの入射面が位置する待避位置に位置付けられ、
測定時には該チャックテーブルの上面より上方に該入射面が位置する測定位置に位置付けられることを特徴とする、
レーザー加工装置。

【請求項2】

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器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相対的に移動させる移動ユニットと、
該レーザービームのビームプロファイルを測定する測定ユニットと、
各構成要素を制御する制御ユニットと、
を備え、
該測定ユニットは、
該チャックテーブルの保持面と平行な受光面を有するように該チャックテーブルに隣接して設けられ、
集光点を通過して発散したレーザービームを拡大する顕微鏡と、
該顕微鏡によって拡大された該レーザービームの強度を減衰する減衰光学系と、
該顕微鏡によって拡大され、該減衰光学系によって減衰された該レーザービームを撮像する撮像素子と、
を含むことを特徴とする、
レーザー加工装置。

【請求項3】

該測定ユニットは、
非測定時には該チャックテーブルの上面より下方にレーザービームの入射面が位置する待避位置に位置付けられ、
測定時には該チャックテーブルの上面より上方に該入射面が位置する測定位置に位置付けられることを特徴とする、
請求項２に記載のレーザー加工装置。

【請求項4】

該受光面に垂直な方向であるＺ軸方向に該測定ユニットを移動させるＺ軸方向移動ユニットを更に備えることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザー加工装置。

【請求項5】

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器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相対的に移動させる移動ユニットと、
該レーザービームのビームプロファイルを測定する測定ユニットと、
該測定ユニットの受光面に垂直な方向であるＺ軸方向に該測定ユニットを移動させるＺ軸方向移動ユニット、および該Ｚ軸方向に該レーザービームの集光点を移動させる集光点位置調整手段の少なくともいずれかと、
各構成要素を制御する制御ユニットと、
を備え、
該測定ユニットは、該チャックテーブルの保持面と平行な該受光面を有するように該チャックテーブルに隣接して設けられ、
該制御ユニットは、該測定ユニットと該集光点とをＺ軸方向に順次相対的に移動させて、レーザービームの状態をスルーフォーカスで測定させることを特徴とする、
レーザー加工装置。

【請求項6】

該制御ユニットは、
該受光面に照射された該レーザービームの位置を記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶されたレーザービームの位置と、所定のタイミングで測定したレーザービームの位置と、を比較する比較部と、
該比較部で比較したレーザービームの位置が所定値以上変化している場合に警告を報知する報知部と、
を有することを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれか１項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、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個片化するために、被加工物に設定された分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射するレーザー加工装置が知られている（特許文献１、２参照）。このようなレーザー加工装置では、被加工物にレーザービームを集光照射する加工点において意図しないビーム形状であると、加工結果に悪影響を与える可能性があるため、ビームプロファイラを用いて加工前に予めビーム形状を確認する作業が行われている。例えば光路上の所定位置からレーザービームを取り込んで測定するレーザー加工装置が開示されている（特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－３２０４６６号公報

【文献】特許第３４０８８０５号公報

【文献】特開２００１－０７７０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、特許文献３のレーザー加工装置のようにビームプロファイラのような大型の測定器を装置に組み込むと、装置の大型化を招くという課題がある。このため、例えば、ビームプロファイラを装置内に組み込まず、被加工物を保持するテーブル上に一時的に載置して測定する方法もあるが、装置の構成要素との干渉に注意しながらレーザービームをプロファイラに入射するのは非常に困難であるため、時間がかかる上に危険作業である。

【0005】

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、装置の大型化を抑制しつつ簡単かつ安全にビーム形状を測定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】

【0006】

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器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相対的に移動させる移動ユニットと、該レーザービームのビームプロファイルを測定する測定ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該測定ユニットは、該チャックテーブルの保持面と平行な受光面を有するように該チャックテーブルに隣接して設けられ、非測定時には該チャックテーブルの上面より下方にレーザービームの入射面が位置する待避位置に位置付けられ、測定時には該チャックテーブルの上面より上方に該入射面が位置する測定位置に位置付けられることを特徴とする。

【0007】

また、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器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相対的に移動させる移動ユニットと、該レーザービームのビームプロファイルを測定する測定ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該測定ユニットは、該チャックテーブルの保持面と平行な受光面を有するように該チャックテーブルに隣接して設けられ、集光点を通過して発散したレーザービームを拡大する顕微鏡と、該顕微鏡によって拡大された該レーザービームの強度を減衰する減衰光学系と、該顕微鏡によって拡大され、該減衰光学系によって減衰された該レーザービームを撮像する撮像素子と、を含むことを特徴とする。

【0008】

また、本発明のレーザー加工装置において、該測定ユニットは、非測定時には該チャックテーブルの上面より下方にレーザービームの入射面が位置する待避位置に位置付けられ、測定時には該チャックテーブルの上面より上方に該入射面が位置する測定位置に位置付けられてもよい。
また、本発明のレーザー加工装置において、該受光面に垂直な方向であるＺ軸方向に該測定ユニットを移動させるＺ軸方向移動ユニットを更に備えてもよい。

【0009】

また、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器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相対的に移動させる移動ユニットと、該レーザービームのビームプロファイルを測定する測定ユニットと、該測定ユニットの受光面に垂直な方向であるＺ軸方向に該測定ユニットを移動させるＺ軸方向移動ユニット、および該Ｚ軸方向に該レーザービームの集光点を移動させる集光点位置調整手段の少なくともいずれかと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該測定ユニットは、該チャックテーブルの保持面と平行な該受光面を有するように該チャックテーブルに隣接して設けられ、該制御ユニットは、該測定ユニットと該集光点とをＺ軸方向に順次相対的に移動させて、レーザービームの状態をスルーフォーカスで測定させることを特徴とする。
また、本発明のレーザー加工装置において、該制御ユニットは、該受光面に照射された該レーザービームの位置を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶されたレーザービームの位置と、所定のタイミングで測定したレーザービームの位置と、を比較する比較部と、該比較部で比較したレーザービームの位置が所定値以上変化している場合に警告を報知する報知部と、を有してもよい。

【発明の効果】

【0010】

本願発明は、装置の大型化を抑制しつつ簡単かつ安全にビーム形状を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【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、図１に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの概略構成を説明する説明図である。

【図3】図３は、図１に示されたレーザー加工装置の測定ユニットの概略構成を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

〔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。図２は、図１に示されたレーザー加工装置１のレーザービーム照射ユニット２０の概略構成を説明する説明図である。図３は、図１に示されたレーザー加工装置１の測定ユニット５０の概略構成を説明する説明図である。

【0014】

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。

【0015】

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、Ｘ軸方向移動ユニット３０およびＹ軸方向移動ユニット４０を含む移動ユニットと、測定ユニット５０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。また、図２に示すように、レーザー加工装置１は、Ｚ軸方向移動ユニット６０を備える。

【0016】

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、ステルスダイシングによって被加工物１００の内部に改質層を形成する改質層形成加工、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。

【0017】

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）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）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。

【0018】

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。

【0019】

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、Ｘ軸方向移動ユニット３０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、Ｘ軸方向移動ユニット３０およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、Ｙ軸方向移動ユニット４０によりＹ軸方向に移動される。

【0020】

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。図２に示すように、レーザービーム照射ユニット２０は、レーザー発振器２２と、集光器２３と、ミラー２４、２５、２６と、を含む。

【0021】

レーザー発振器２２は、被加工物１００を加工するための所定の波長を有するレーザービーム２１を発振する。レーザービーム照射ユニット２０が照射するレーザービーム２１は、被加工物１００に対して透過性または吸収性を有する波長である。

【0022】

集光器２３は、レーザー発振器２２から発振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、または測定ユニット５０に対して集光照射する。集光器２３は、実施形態において、ミラー２４、２５、２６に導かれたレーザービーム２１を、被加工物１００または測定ユニット５０に向けて集光する。集光器２３を通過したレーザービーム２１の進行方向は、Ｚ軸方向に平行である。

【0023】

レーザービーム照射ユニット２０のうち、少なくとも集光器２３は、レーザー加工装置１の装置本体２（図１参照）から立設した柱３（図１参照）に設置される集光点位置調整手段によってＺ軸方向に移動可能に支持される。集光点位置調整手段は、集光器２３によって集光されたレーザービーム２１の集光点２１１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る。

【0024】

ミラー２４、２５、２６は、レーザー発振器２２と集光器２３との間のレーザービーム２１の光路上に設けられる。ミラー２４、２５、２６は、レーザー発振器２２が発振したレーザービーム２１をレーザー発振器２２から集光器２３へと導く。例えば、レーザー発振器２２から発振されるレーザービーム２１がＵＶ（紫外線）の場合、ミラー２４、２５、２６には、ＵＶを反射する反射膜が形成される。

【0025】

実施形態において、ミラー２４は、レーザー発振器２２が発振したレーザービーム２１を、ミラー２５へ反射する。ミラー２５は、ミラー２４で反射されたレーザービーム２１を、ミラー２６へ反射する。ミラー２６は、ミラー２５で反射されたレーザービーム２１を、集光器２３へ反射する。

【0026】

図１に示すように、Ｘ軸方向移動ユニット３０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。Ｘ軸方向移動ユニット３０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。Ｘ軸方向移動ユニット３０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。

【0027】

Ｘ軸方向移動ユニット３０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。Ｘ軸方向移動ユニット３０は、周知のボールねじ３１と、周知のパルスモータ３２と、周知のガイドレール３３と、を含む。ボールねじ３１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ３２は、ボールねじ３１を軸心回りに回転させる。ガイドレール３３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３３は、Ｙ軸方向移動プレート１５に固定して設けられる。

【0028】

Ｙ軸方向移動ユニット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。Ｙ軸方向移動ユニット４０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。Ｙ軸方向移動ユニット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。

【0029】

Ｙ軸方向移動ユニット４０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。Ｙ軸方向移動ユニット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、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４３は、装置本体２に固定して設けられる。

【0030】

測定ユニット５０は、レーザービーム２１のビームプロファイルを測定する。測定ユニット５０は、レーザービーム２１のビームプロファイルを測定し、測定結果を制御ユニット９０に出力する。図２に示すように、測定ユニット５０は、レーザービーム２１の集光点２１１を通過して発散した位置において、レーザービーム２１のビームプロファイルを測定する。図３に示すように、測定ユニット５０は、実施形態において、顕微鏡５１と、減衰光学系５２と、撮像素子５３と、を含む。

【0031】

顕微鏡５１は、図２に示す集光器２３によって集光されたレーザービーム２１を拡大する。顕微鏡５１の倍率は、例えば、５倍以上１００倍以下に設定され、実施形態では１０倍に設定される。レーザー発振器２２から発振されるレーザービーム２１がＵＶの場合、顕微鏡５１は、ＵＶに耐性のあるＵＶ対応の顕微鏡レンズを含む。

【0032】

減衰光学系５２は、顕微鏡５１によって拡大されたレーザービーム２１の強度を減衰する。減衰光学系５２は、レーザービーム２１の強度を減衰させて、撮像素子５３へ透過する。減衰光学系５２は、例えば、所定の波長帯において波長を選ぶことなく、光量を一定量落として透過するＮＤ（Neutral Density）フィルタを含む。なお、減衰光学系５２は、上記の例に限定されず、レーザービーム２１の一部を反射するプリズムが複数設けられるものであってもよい。

【0033】

撮像素子５３は、所定の視野範囲内を撮像する。撮像素子５３は、視野範囲内において、顕微鏡５１によって拡大され、減衰光学系５２によって減衰されたレーザービーム２１を撮像する。撮像素子５３は、チャックテーブル１０の保持面１１と平行な受光面５３１を有する。受光面５３１は、集光点２１１を通過して発散したレーザービーム２１を受光する。

【0034】

撮像素子５３は、例えば、レーザービーム２１のビーム径および空間的な強度分布を測定するビームプロファイラを含む。ビームプロファイラは、例えば、レーザービーム２１を撮像して、レーザービーム２１の形状および空間的な強度分布を示すレーザービーム２１の平面像を取得する。ビームプロファイラは、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を含む。なお、撮像素子５３は、ビームプロファイラに限定されず、レーザービーム２１の波面、すなわち同一位相のビーム径やレーザービーム２１の強度分布を測定する波面センサでもよい。

【0035】

測定ユニット５０は、チャックテーブル１０に隣接して設けられる。測定ユニット５０は、実施形態において、Ｘ軸方向移動プレート１４に支持される。測定ユニット５０は、実施形態において、Ｘ軸方向移動プレート１４を介して、Ｘ軸方向移動ユニット３０によりＸ軸方向に移動される。測定ユニット５０は、実施形態において、Ｘ軸方向移動プレート１４、Ｘ軸方向移動ユニット３０およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、Ｙ軸方向移動ユニット４０によりＹ軸方向に移動される。すなわち、実施形態において、測定ユニット５０は、チャックテーブル１０および回転ユニット１３と共にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する（図２に示す矢印方向を参照）。

【0036】

測定ユニット５０は、Ｚ軸方向移動プレート５４を介して、Ｚ軸方向移動ユニット６０によりＺ軸方向に移動される。測定ユニット５０は、Ｚ軸方向移動ユニット６０によって、待避位置および測定位置との間でＺ軸方向に移動可能である。待避位置における測定ユニット５０は、チャックテーブル１０の上面（保持面１１）より下方に入射面５０１が位置する。測定位置における測定ユニット５０は、チャックテーブル１０の上面（保持面１１）より上方に入射面５０１が位置する。すなわち、測定ユニット５０は、非測定時には退避位置に位置付けられ、測定時には測定位置に位置付けられることが可能である。なお、測定ユニット５０の入射面５０１とは、顕微鏡５１の上端面を示す。

【0037】

Ｚ軸方向移動ユニット６０は、測定ユニット５０の受光面５３１に垂直な方向であるＺ軸方向に測定ユニット５０を移動させるユニットである。Ｚ軸方向移動ユニット６０は、実施形態において、Ｘ軸方向移動プレート１４上に設置されている。

【0038】

Ｚ軸方向移動ユニット６０は、Ｚ軸方向移動プレート５４をＺ軸方向に移動自在に支持する。Ｚ軸方向移動ユニット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、Ｚ軸方向移動プレート５４をＺ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール６３は、Ｘ軸方向移動プレート１４から立設した柱６４上に固定して設けられる。

【0039】

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の集光器２３（図２参照）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。

【0040】

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。

【0041】

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、Ｘ軸方向移動ユニット３０、Ｙ軸方向移動ユニット４０、測定ユニット５０、Ｚ軸方向移動ユニット６０、撮像ユニット７０、および表示ユニット８０を制御する。

【0042】

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。

【0043】

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２１１である加工点が加工ラインに沿って移動するようにＸ軸方向移動ユニット３０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。

【0044】

制御ユニット９０は、例えば、Ｚ軸方向移動ユニット６０を駆動させ、測定ユニット５０を測定位置または退避位置に移動させる。制御ユニット９０は、任意のタイミングで測定ユニット５０にレーザービーム２１のビームプロファイルを測定させる。制御ユニット９０は、例えば、測定ユニット５０によるレーザービーム２１のビームプロファイルの測定データを取得する。制御ユニット９０は、記憶部９１と、比較部９２と、報知部９３と、を有する。

【0045】

記憶部９１は、測定ユニット５０の撮像素子５３の受光面５３１に照射されたレーザービーム２１の位置を記憶する。記憶部９１が記憶するレーザービーム２１の位置は、例えば、レーザー加工装置１の装置立ち上げ時、またはレーザービーム照射ユニット２０の校正終了時等に、測定ユニット５０を用いて測定された位置である。すなわち、記憶部９１が記憶するレーザービーム２１の位置は、所望のビーム形状を示す。

【0046】

比較部９２は、記憶部９１に記憶されたレーザービーム２１の位置と、所定のタイミングで測定したレーザービーム２１の位置と、を比較する。所定のタイミングで測定したレーザービーム２１の位置は、被加工物１００の加工中、アイドリング時またはメンテナンス時等に、測定ユニット５０を用いて測定された位置である。

【0047】

報知部９３は、比較部９２で比較したレーザービーム２１の位置が所定値以上変化している場合に警告を報知する。警告は、例えば、オペレータに校正を促す警告情報を含む。報知部９３は、例えば、所定の警告情報を、表示ユニット８０の報知装置に報知させる。

【0048】

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、比較部９２および報知部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。

【0049】

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、レーザービーム２１のビームプロファイルを測定する測定ユニット５０を、被加工物１００を保持するチャックテーブル１０と隣接して設けることで、省スペース化が可能であるため、装置の大型化を抑制することができる。また、被加工物１００を保持するチャックテーブル１０と隣接して測定ユニット５０を設けることで、被加工物１００の加工中であっても、例えばチャンネルの切り替え時や、所定数の加工ラインの加工終了毎等に、ビームプロファイルを測定することができる。

【0050】

また、レーザービーム２１を反射して測定ユニット５０へ導くためのミラーが不要であるため、コスト削減に繋がると共に、調整が簡便となりダウンタイムの短縮に貢献する。したがって、レーザー加工装置１は、簡単かつ安全にビーム形状を測定することができる。

【0051】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、測定ユニット５０をＺ軸方向に順次移動させて、レーザービーム２１の状態をスルーフォーカスで測定および記憶させてもよい。すなわち、レーザービーム２１の途中の収差を含めた３次元的なビームプロファイルを取得してもよい。

【0052】

また、Ｚ軸方向移動ユニット６０は、実施形態のボールねじ６１およびパルスモータ６２を有する構成に限定されず、エアシリンダを含む構成であってもよい。

【0053】

また、集光器２３が長焦点の集光レンズである場合であって、集光器２３を集光点位置調整方向（Ｚ軸方向）に移動させる集光点位置調整手段を備える場合、測定ユニット５０をＺ軸方向に移動させるＺ軸方向移動ユニット６０を備えなくてもよい。すなわち、測定ユニット５０は、装置本体２またはチャックテーブル１０に対して相対的に固定されてもよい。なお、集光器２３がＮＡ（開口数）の高い集光レンズである場合、ワークディスタンスが狭いので、周囲の構造物との干渉を防ぐため、測定ユニット５０をＺ軸方向に移動させるＺ軸方向移動ユニット６０が必要である。

【符号の説明】

【0054】

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
２１１ 集光点
２２ レーザー発振器
２３ 集光器
２４、２５、２６ ミラー
３０ Ｘ軸方向移動ユニット（移動ユニット）
４０ Ｙ軸方向移動ユニット（移動ユニット）
５０ 測定ユニット
５０１ 入射面
５１ 顕微鏡
５２ 減衰光学系
５３ 撮像素子（ＣＭＯＳカメラ）
５３１ 受光面
５４ Ｚ軸方向移動プレート
６０ Ｚ軸方向移動ユニット
９０ 制御ユニット
９１ 記憶部
９２ 比較部
９３ 報知部
１００ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】