JP7702316B2

JP7702316B2 - Laser processing equipment

Info

Publication number: JP7702316B2
Application number: JP2021150901A
Authority: JP
Inventors: 哲平野村; 繁史岡田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2025-07-03
Anticipated expiration: 2041-09-16
Also published as: JP2023043342A

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing device.

半導体デバイスを製造するために、レーザービームの集光点をウエーハの内部に位置づけ、ストリート（分割予定ライン）に沿って照射することで改質層を形成し、外力を加えることで分割する加工方法が知られている（特許文献１参照）。上述した加工方法を実現するレーザー加工装置では、発振器から出射したレーザービームが空間光変調器により変調され、集光レンズにより集光されてウエーハへと照射される。このレーザー加工装置において、空間光変調器が不良や異常により正常に動作しない場合、レーザービームの変調が適切に行われず、加工不良を引き起こす可能性がある。 A known processing method for manufacturing semiconductor devices is to position the focal point of a laser beam inside a wafer, irradiate the wafer along streets (planned dividing lines) to form a modified layer, and then divide the wafer by applying an external force (see Patent Document 1). In a laser processing apparatus that realizes the above-mentioned processing method, a laser beam emitted from an oscillator is modulated by a spatial light modulator, focused by a focusing lens, and irradiated onto the wafer. In this laser processing apparatus, if the spatial light modulator does not operate normally due to a defect or abnormality, the laser beam will not be modulated appropriately, which may cause processing defects.

そこで、空間光変調器の動作不良を検知するために、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献２には、集光レンズの瞳面に入射しない一部を変調するマーキングを含む位相パターンを空間光変調器に表示させ、マーキングを含む位相パターンの強度分布を取得することで、動作を確認する方法が開示されている。 Therefore, various methods have been proposed to detect malfunctions of spatial light modulators. For example, Patent Document 2 discloses a method of confirming operation by displaying a phase pattern on a spatial light modulator that includes a marking that modulates a portion of the light that does not enter the pupil plane of the focusing lens, and acquiring the intensity distribution of the phase pattern that includes the marking.

特開２０１１－０５１０１１号公報JP 2011-051011 A 特開２０１７－１３１９４５号公報JP 2017-131945 A

しかしながら、特許文献２の方法は、加工中に動作異常を確認することができる一方で、二次元の強度分布を取得する必要があり、処理に時間がかかるという問題がある。 However, while the method of Patent Document 2 makes it possible to check for operational abnormalities during processing, it has the problem that it requires obtaining a two-dimensional intensity distribution, which takes a long time to process.

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、空間光変調器の異常を高速に検知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。 The present invention was made in consideration of these problems, and its purpose is to provide a laser processing device that can quickly detect abnormalities in a spatial light modulator.

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、複数の分割予定ラインが設定された被加工物に対してレーザービームを照射して該分割予定ラインに沿って加工を施すレーザー加工装置であって、レーザービームを出射する発振器と、該発振器から出射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、該発振器と該集光器との間に配設され、位相パターンを表示する表示部を有し、該表示部に入射したレーザービームを該位相パターンに応じて変調して出射する空間光変調器と、を含むレーザービーム照射ユニットと、該被加工物を保持する保持テーブルと、該保持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、該保持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、該空間光変調器の該表示部に表示する位相パターンを制御する制御部と、を備え、該空間光変調器から出射された該レーザービームの強度を検出する光検出ユニットと、該光検出ユニットにより検出した該レーザービームの強度に基づいて、該空間光変調器が正常に動作しているか否かを判定する判定部と、該集光器を通して該保持テーブルに保持された被加工物に向かって照射された検出用レーザービームの反射光の集光状態を出力する検出部と、を更に備え、該制御部は、該集光状態に基づいて該検出用レーザービームの集光点の位置が該被加工物の上面に対して上方か下方か同一かを判断し、これに基づいて該レーザービームおよび該検出用レーザービームの集光点が、該被加工物の外縁より内側にあるか外側にあるかを判断し、該レーザービームの集光点が該被加工物の外縁より内側にある場合は、加工用の位相パターンを該表示部に表示させ、該レーザービームの集光点が該被加工物の外縁より外側にある場合は、該加工用の位相パターンとは異なる通過用の位相パターンを該表示部に表示させるように切り替え制御を行い、該光検出ユニットは、該切り替え制御により切り替えられた位相パターンにおけるレーザービームの強度を検出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a laser processing apparatus of the present invention is a laser processing apparatus that irradiates a laser beam onto a workpiece on which a plurality of planned division lines are set, to process the workpiece along the planned division lines, and is provided with a laser beam irradiation unit including an oscillator that emits a laser beam, a condenser that collects the laser beam emitted from the oscillator and irradiates the workpiece, and a spatial light modulator that is disposed between the oscillator and the condenser and has a display unit that displays a phase pattern, and modulates the laser beam incident on the display unit in accordance with the phase pattern and emits the modulated laser beam; a holding table that holds the workpiece, a processing feed unit that moves the holding table and the focusing point of the laser beam relatively in a processing feed direction, an indexing feed unit that moves the holding table and the focusing point of the laser beam relatively in an indexing feed direction perpendicular to the processing feed direction, and a control unit that controls the phase pattern to be displayed on the display unit of the spatial light modulator, and a light detection unit that detects the intensity of the laser beam emitted from the spatial light modulator. the control unit determines whether the focal point of the detection laser beam is above, below, or the same as the top surface of the workpiece based on the focal state, and determines whether the focal points of the laser beam and the detection laser beam are inside or outside the outer edge of the workpiece based on this, and performs switching control so that a processing phase pattern is displayed on the display unit when the focal point of the laser beam is inside the outer edge of the workpiece, and a passing phase pattern different from the processing phase pattern is displayed on the display unit when the focal point of the laser beam is outside the outer edge of the workpiece, and the optical detection unit detects the intensity of the laser beam in the phase pattern switched by the switching control.

また、本発明のレーザー加工装置において、該レーザービーム照射ユニットは、該空間光変調器から出射したレーザービームを該集光器に向けて反射するミラーを有し、該光検出ユニットは、該ミラーで反射されずに透過したレーザービームの透過光を受光することで、該レーザービームを該被加工物に照射しつつ該レーザービームの出力を検出してもよい。 In addition, in the laser processing device of the present invention, the laser beam irradiation unit may have a mirror that reflects the laser beam emitted from the spatial light modulator toward the condenser, and the light detection unit may detect the output of the laser beam while irradiating the laser beam to the workpiece by receiving the transmitted light of the laser beam that is not reflected by the mirror and is transmitted through the mirror.

また、本発明のレーザー加工装置において、該光検出ユニットは、フォトダイオードであってもよい。 In the laser processing device of the present invention, the light detection unit may be a photodiode.

本発明は、空間光変調器の異常を高速に検知することができる。 The present invention can quickly detect abnormalities in spatial light modulators.

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。FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of a laser processing device according to an embodiment. 図２は、図１に示すレーザー加工装置の加工対象である被加工物の一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a workpiece to be processed by the laser processing apparatus shown in FIG. 図３は、図１に示すレーザービーム照射ユニットの概略構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the laser beam irradiation unit shown in FIG. 図４は、図３に示す空間光変調器の表示部に表示する位相パターンの一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a phase pattern displayed on the display unit of the spatial light modulator shown in FIG. 図５は、図３に示す空間光変調器の表示部に表示する位相パターンの別の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of a phase pattern displayed on the display unit of the spatial light modulator shown in FIG. 図６は、被加工物を加工する際のレーザービームの集光点の軌跡の一例を模式的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a schematic example of a trajectory of a focal point of a laser beam when processing a workpiece. 図７は、変形例に係るレーザービーム照射ユニット周辺の概略構成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration around a laser beam irradiation unit according to a modified example.

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。 The following describes in detail the form (embodiment) for carrying out the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiment. The components described below include those that a person skilled in the art can easily imagine and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.

〔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に示すレーザー加工装置１の加工対象である被加工物１００の一例を示す斜視図である。図３は、図１に示すレーザービーム照射ユニット２０の概略構成を示す模式図である。図４は、図３に示す空間光変調器２４の表示部２４１に表示する位相パターン２４２の一例を示す模式図である。図５は、図３に示す空間光変調器２４の表示部２４１に表示する位相パターン２４２の別の一例を示す模式図である。図６は、被加工物１００を加工する際のレーザービーム２１の集光点２１１の軌跡１０７の一例を模式的に示す平面図である。 [Embodiment]
First, the configuration of the laser processing device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of the laser processing device 1 according to the embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a workpiece 100 to be processed by the laser processing device 1 shown in FIG. 1. FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the laser beam irradiation unit 20 shown in FIG. 1. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a phase pattern 242 displayed on the display unit 241 of the spatial light modulator 24 shown in FIG. 3. FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of the phase pattern 242 displayed on the display unit 241 of the spatial light modulator 24 shown in FIG. 3. FIG. 6 is a plan view showing a schematic example of a trajectory 107 of the focal point 211 of the laser beam 21 when processing the workpiece 100.

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。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軸方向であり、集光点位置調整方向がＺ軸方向である。 In the following description, the X-axis direction is one direction on a horizontal plane. The Y-axis direction is a direction on a horizontal plane that is perpendicular to the X-axis direction. The Z-axis direction is a direction perpendicular to the X-axis and Y-axis directions. In the embodiment of the laser processing device 1, the processing feed direction is the X-axis direction, the indexing feed direction is the Y-axis direction, and the focal point position adjustment direction is the Z-axis direction.

レーザー加工装置１は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０と、光検出ユニット３０（図３参照）と、撮像手段３１と、移動ユニット６０と、撮像ユニット７０と、入力手段８０と、制御部９０と、判定部９１と、を備える。実施形態に係るレーザー加工装置１は、加工対象である被加工物１００に対して、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１０６（図３参照）を形成する改質層形成加工、被加工物１００の表面１０２に溝を形成する溝加工、または分割予定ライン１０３に沿って被加工物１００を切断する切断加工等である。実施形態では、被加工物１００に改質層１０６を形成する構成について説明する。 The laser processing device 1 includes a holding table 10, a laser beam irradiation unit 20, a light detection unit 30 (see FIG. 3), an imaging means 31, a moving unit 60, an imaging unit 70, an input means 80, a control unit 90, and a judgment unit 91. The laser processing device 1 according to the embodiment is a device that processes the workpiece 100, which is the processing target, by irradiating the workpiece 100 with a laser beam 21. The processing of the workpiece 100 by the laser processing device 1 is, for example, a modified layer forming process that forms a modified layer 106 (see FIG. 3) inside the workpiece 100 by stealth dicing, a groove process that forms a groove on the surface 102 of the workpiece 100, or a cutting process that cuts the workpiece 100 along the planned division line 103. In the embodiment, a configuration for forming a modified layer 106 on the workpiece 100 is described.

被加工物１００は、例えば、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１０１（図２参照）とする円板状の半導体デバイスウエーハ、光デバイスウエーハ等のウエーハである。なお、被加工物１００は、実施形態では円板状であるが、本発明では円板状でなくともよい。被加工物１００は、例えば、環状のフレーム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１０５に貼着されて、フレーム１１０の開口内に支持された状態で搬送および加工される。 The workpiece 100 is a wafer such as a disk-shaped semiconductor device wafer or an optical device wafer, with a substrate 101 (see FIG. 2) made of, for example, silicon (Si), sapphire (Al ₂ O ₃ ), gallium arsenide (GaAs), silicon carbide (SiC), or lithium tantalate (LiTa ₃ ). Note that the workpiece 100 is disk-shaped in the embodiment, but may not be disk-shaped in the present invention. The workpiece 100 is transported and processed in a state in which it is supported within an opening of the frame 110, with, for example, an annular frame 110 attached thereto and a tape 111 having a diameter larger than the outer diameter of the workpiece 100 attached to the back surface 105 of the workpiece 100.

図２に示すように、被加工物１００は、基板１０１の表面１０２に格子状に設定された分割予定ライン１０３と、分割予定ライン１０３によって区画された領域に形成されたデバイス１０４と、を有している。デバイス１０４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、またはＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサである。 As shown in FIG. 2, the workpiece 100 has planned division lines 103 set in a grid pattern on the surface 102 of the substrate 101, and devices 104 formed in areas partitioned by the planned division lines 103. The devices 104 are, for example, integrated circuits such as ICs (Integrated Circuits) or LSIs (Large Scale Integration), or image sensors such as CCDs (Charge Coupled Devices) or CMOSs (Complementary Metal Oxide Semiconductors).

実施形態において、被加工物１００は、分割予定ライン１０３に沿って改質層１０６（図３参照）が形成される。被加工物１００は、分割予定ライン１０３に形成された改質層１０６に沿って個々のデバイス１０４に分割されて、チップに個片化される。なお、チップは、実施形態では正方形状であるが、本発明では長方形状であってもよい。 In the embodiment, the workpiece 100 has a modified layer 106 (see FIG. 3) formed along the planned dividing lines 103. The workpiece 100 is divided into individual devices 104 along the modified layer 106 formed on the planned dividing lines 103, and is singulated into chips. Note that, although the chips are square-shaped in the embodiment, they may be rectangular-shaped in the present invention.

図１等に示す保持テーブル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。保持テーブル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。保持テーブル１０の周囲には、被加工物１００を支持する環状のフレーム１１０を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。 The holding table 10 shown in FIG. 1 holds the workpiece 100 on the holding surface 11. The holding surface 11 is a disk shape made of porous ceramics or the like. In the embodiment, the holding surface 11 is a plane parallel to the horizontal direction. The holding surface 11 is connected to a vacuum suction source, for example, via a vacuum suction path. The holding table 10 holds the workpiece 100 placed on the holding surface 11 by suction. A plurality of clamps 12 are arranged around the holding table 10 to clamp an annular frame 110 that supports the workpiece 100.

保持テーブル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および保持テーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４を介して、後述の加工送りユニット６１によりＸ軸方向に移動される。回転ユニット１３および保持テーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４、加工送りユニット６１およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、後述の割り出し送りユニット６２によりＹ軸方向に移動される。 The holding table 10 is rotated around an axis parallel to the Z-axis direction by the rotation unit 13. The rotation unit 13 is supported by the X-axis direction moving plate 14. The rotation unit 13 and holding table 10 are moved in the X-axis direction by the processing feed unit 61 described below via the X-axis direction moving plate 14. The rotation unit 13 and holding table 10 are moved in the Y-axis direction by the indexing feed unit 62 described below via the X-axis direction moving plate 14, the processing feed unit 61, and the Y-axis direction moving plate 15.

レーザービーム照射ユニット２０は、保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物１００に対してレーザービーム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のうち、少なくとも集光器２３（図３参照）は、レーザー加工装置１の装置本体２から立設した柱３に設置される後述の集光点位置調整ユニット６３に支持される。図３に示すように、レーザービーム照射ユニット２０は、発振器２２と、集光器２３と、空間光変調器２４と、偏光板２５と、リレーレンズ２６と、アパーチャ２７と、リレーレンズ２８と、ミラー２９と、を含む。また、レーザービーム照射ユニット２０は、光検出ユニット３０とミラー２９との間に、集光レンズ３２と、拡散板３３と、フィルタ３４と、を含む。 The laser beam irradiation unit 20 is a unit that irradiates a laser beam 21 onto a workpiece 100 held on the holding surface 11 of the holding table 10. At least the condenser 23 (see FIG. 3) of the laser beam irradiation unit 20 is supported by a focusing point position adjustment unit 63 (described later) installed on a column 3 erected from the device body 2 of the laser processing device 1. As shown in FIG. 3, the laser beam irradiation unit 20 includes an oscillator 22, a condenser 23, a spatial light modulator 24, a polarizing plate 25, a relay lens 26, an aperture 27, a relay lens 28, and a mirror 29. The laser beam irradiation unit 20 also includes a condensing lens 32, a diffuser 33, and a filter 34 between the light detection unit 30 and the mirror 29.

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を出射する。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のレーザービームであり、改質層形成加工を行う実施形態においては、透過性を有する波長のレーザービームである。 The oscillator 22 emits a laser beam 21 having a predetermined wavelength for processing the workpiece 100. The laser beam 21 emitted by the laser beam irradiation unit 20 is a laser beam with a wavelength that is transparent or absorbent to the workpiece 100, and in an embodiment in which modified layer formation processing is performed, it is a laser beam with a transparent wavelength.

集光器２３は、発振器２２から出射されたレーザービーム２１を、保持テーブル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に照射させる集光レンズである。集光器２３は、空間光変調器２４によって変調されたレーザービーム２１を、被加工物１００に集光する。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は、実施形態の改質層形成加工において、被加工物１００の内部に位置づけられる。なお、図３に示す例では、被加工物１００の裏面１０５側を保持テーブル１０に保持して表面１０２側からレーザービーム２１を照射するが、本発明では表面１０２側を保持テーブル１０に保持して裏面１０５側からレーザービーム２１を照射してもよい。 The condenser 23 is a condensing lens that condenses the laser beam 21 emitted from the oscillator 22 onto the workpiece 100 held on the holding surface 11 of the holding table 10, and irradiates the workpiece 100. The condenser 23 condenses the laser beam 21 modulated by the spatial light modulator 24 onto the workpiece 100. The focal point 211 of the laser beam 21 condensed by the condenser 23 is positioned inside the workpiece 100 in the modified layer formation process of the embodiment. In the example shown in FIG. 3, the back surface 105 side of the workpiece 100 is held on the holding table 10 and the laser beam 21 is irradiated from the front surface 102 side, but in the present invention, the front surface 102 side may be held on the holding table 10 and the laser beam 21 may be irradiated from the back surface 105 side.

空間光変調器２４は、発振器２２と集光器２３との間に設けられる。空間光変調器２４は、発振器２２から発振されたレーザービーム２１の、振幅、位相、偏光等の空間的な分布を電気的に制御することによって、入射したレーザービーム２１を変調させる。空間光変調器２４は、実施形態ではレーザービーム２１を反射させて出力するが、本発明ではレーザービーム２１を透過させて出力させてもよい。 The spatial light modulator 24 is provided between the oscillator 22 and the condenser 23. The spatial light modulator 24 modulates the incident laser beam 21 by electrically controlling the spatial distribution of the amplitude, phase, polarization, etc. of the laser beam 21 oscillated from the oscillator 22. In the embodiment, the spatial light modulator 24 reflects and outputs the laser beam 21, but in the present invention, the spatial light modulator 24 may transmit and output the laser beam 21.

空間光変調器２４は、表示部２４１を有する。図４および図５に示すように、表示部２４１は、所定の位相パターン２４２を表示する。位相パターン２４２は、表示部２４１において、レーザービーム２１が当たる領域２１２に表示される。空間光変調器２４は、表示部２４１に入射したレーザービーム２１を、位相パターン２４２に応じて変調して出射する。空間光変調器２４は、位相パターン２４２を表示部２４１に表示させることによって、被加工物１００に照射されるレーザービーム２１の出力を調整する。 The spatial light modulator 24 has a display unit 241. As shown in Figures 4 and 5, the display unit 241 displays a predetermined phase pattern 242. The phase pattern 242 is displayed in the area 212 of the display unit 241 where the laser beam 21 hits. The spatial light modulator 24 modulates the laser beam 21 incident on the display unit 241 according to the phase pattern 242 and emits it. The spatial light modulator 24 adjusts the output of the laser beam 21 irradiated to the workpiece 100 by displaying the phase pattern 242 on the display unit 241.

ここで、レーザービーム２１の集光点２１１は、被加工物１００に設定された分割予定ライン１０３に沿って、例えば、図６に示す軌跡１０７上を移動する。レーザービーム２１の集光点２１１は、分割予定ライン１０３に沿う軌跡１０７（図６の実線で示す）上において、被加工物１００の内部に位置づけられる。この際、表示部２４１は、例えば図４に示す位相パターン２４３を表示する。位相パターン２４３は、レーザービーム２１の集光点２１１が被加工物１００の内部を加工中に、表示部２４１に表示するための加工用の位相パターン２４３である。 Here, the focal point 211 of the laser beam 21 moves along the planned division line 103 set on the workpiece 100, for example, on the trajectory 107 shown in FIG. 6. The focal point 211 of the laser beam 21 is positioned inside the workpiece 100 on the trajectory 107 (shown by a solid line in FIG. 6) along the planned division line 103. At this time, the display unit 241 displays, for example, the phase pattern 243 shown in FIG. 4. The phase pattern 243 is a processing phase pattern 243 to be displayed on the display unit 241 while the focal point 211 of the laser beam 21 is processing the inside of the workpiece 100.

また、レーザービーム２１の集光点２１１が１つの分割予定ライン１０３の終点１０３－１を通過して次に加工する分割予定ライン１０３の始点１０３－２に到達するまでの間、すなわち、被加工物１００の外縁より外側の軌跡１０７（図６の破線で示す）上にある間、表示部２４１は、例えば図５に示す位相パターン２４４を表示する。位相パターン２４４は、レーザービーム２１の集光点２１１が被加工物１００の外部を通過中に、表示部２４１に表示するための通過用の位相パターン２４４である。位相パターン２４３は、図４に示す加工のための位相パターン２４３とは異なる。 In addition, while the focal point 211 of the laser beam 21 passes through the end point 103-1 of one planned division line 103 and reaches the start point 103-2 of the next planned division line 103 to be processed, that is, while it is on the trajectory 107 (shown by the dashed line in FIG. 6) outside the outer edge of the workpiece 100, the display unit 241 displays, for example, the phase pattern 244 shown in FIG. 5. The phase pattern 244 is a passing phase pattern 244 to be displayed on the display unit 241 while the focal point 211 of the laser beam 21 is passing outside the workpiece 100. The phase pattern 243 is different from the phase pattern 243 for processing shown in FIG. 4.

図３に示すように、偏光板２５は、発振器２２と空間光変調器２４との間に設けられる。偏光板２５は、発振器２２から発振されたレーザービーム２１を特定方向の光に偏光させる。 As shown in FIG. 3, the polarizing plate 25 is provided between the oscillator 22 and the spatial light modulator 24. The polarizing plate 25 polarizes the laser beam 21 emitted from the oscillator 22 into light in a specific direction.

リレーレンズ２６は、空間光変調器２４と集光器２３との間に配設される集束レンズである。リレーレンズ２６は、レーザービーム２１を集束する。実施形態において、リレーレンズ２６を透過したレーザービーム２１は、アパーチャ２７に向かって集束して照射され、一部が遮光されると共に一部が開口を通過する。 The relay lens 26 is a focusing lens disposed between the spatial light modulator 24 and the condenser 23. The relay lens 26 focuses the laser beam 21. In the embodiment, the laser beam 21 that passes through the relay lens 26 is focused and irradiated toward the aperture 27, with a portion of the laser beam being blocked and a portion passing through the opening.

アパーチャ２７は、空間光変調器２４と集光器２３との間に配設される。アパーチャ２７は、リレーレンズ２６の焦点位置または焦点位置の近傍に位置づけられる。アパーチャ２７には、リレーレンズ２６を透過して集束されたレーザービーム２１が入射し、一部が開口を通過する。アパーチャ２７は、空間光変調器２４において位相パターン２４２によって変調されたレーザービーム２１を通過または一部遮光させる。なお、アパーチャ２７の開口は、円形状でもよいし、矩形状でもよい。 The aperture 27 is disposed between the spatial light modulator 24 and the condenser 23. The aperture 27 is positioned at or near the focal position of the relay lens 26. The laser beam 21 that has passed through the relay lens 26 and is focused is incident on the aperture 27, and a portion of the laser beam 21 passes through the opening. The aperture 27 passes or partially blocks the laser beam 21 that has been modulated by the phase pattern 242 in the spatial light modulator 24. The opening of the aperture 27 may be circular or rectangular.

リレーレンズ２８は、空間光変調器２４と集光器２３との間に配設される。リレーレンズ２８は、リレーレンズ２６によって集束されてアパーチャ２７を通過したレーザービーム２１を、ミラー２９へ透過させる。 The relay lens 28 is disposed between the spatial light modulator 24 and the condenser 23. The relay lens 28 transmits the laser beam 21, which has been focused by the relay lens 26 and passed through the aperture 27, to the mirror 29.

ミラー２９は、空間光変調器２４から出射したレーザービーム２１を集光器２３に向けて反射する。すなわち、ミラー２９は、レーザービーム２１を、保持テーブル１０の保持面１１に保持した被加工物１００に向けて反射する。実施形態において、ミラー２９は、リレーレンズ２８を透過したレーザービーム２１を集光器２３へ向けて反射する。また、ミラー２９は、リレーレンズ２８を透過したレーザービーム２１を透過光２１３として透過させる。より詳しくは、ミラー２９は、空間光変調器２４において、加工用の位相パターン２４３によって変調されたレーザービーム２１を集光器２３へ向けて反射するとともに透過光２１３として透過させる。また、ミラー２９は、空間光変調器２４において、通過用の位相パターン２４４によって変調されたレーザービーム２１を集光器２３へ向けて反射するとともに透過光２１３として透過させる。 The mirror 29 reflects the laser beam 21 emitted from the spatial light modulator 24 toward the condenser 23. That is, the mirror 29 reflects the laser beam 21 toward the workpiece 100 held on the holding surface 11 of the holding table 10. In the embodiment, the mirror 29 reflects the laser beam 21 that has passed through the relay lens 28 toward the condenser 23. The mirror 29 also transmits the laser beam 21 that has passed through the relay lens 28 as transmitted light 213. More specifically, the mirror 29 reflects the laser beam 21 modulated by the processing phase pattern 243 in the spatial light modulator 24 toward the condenser 23 and transmits it as transmitted light 213. The mirror 29 also reflects the laser beam 21 modulated by the passing phase pattern 244 in the spatial light modulator 24 toward the condenser 23 and transmits it as transmitted light 213.

光検出ユニット３０は、受光した光を検知する。光検出ユニット３０は、例えば、空間光変調器２４から出射されたレーザービーム２１の強度を検出する。より詳しくは、光検出ユニット３０は、位相パターン２４２により変調され表示部２４１から出射したレーザービーム２１の強度を検出する。実施形態において、光検出ユニット３０は、ミラー２９で反射されずに透過したレーザービーム２１の透過光２１３を受光することで、レーザービーム２１を被加工物１００に照射しつつ、加工用の位相パターン２４３および通過用の位相パターン２４４に照射され変調されたレーザービーム２１の出力を検出する。 The optical detection unit 30 detects the received light. For example, the optical detection unit 30 detects the intensity of the laser beam 21 emitted from the spatial light modulator 24. More specifically, the optical detection unit 30 detects the intensity of the laser beam 21 modulated by the phase pattern 242 and emitted from the display unit 241. In the embodiment, the optical detection unit 30 receives the transmitted light 213 of the laser beam 21 that is not reflected by the mirror 29 and is transmitted through, and detects the output of the laser beam 21 that is irradiated and modulated by the processing phase pattern 243 and the passing phase pattern 244 while irradiating the laser beam 21 to the workpiece 100.

光検出ユニット３０は、例えば、フォトダイオードである。フォトダイオードは、受光したレーザービーム２１の受光量により変化する電圧値を制御部９０へ出力する。光検出ユニット３０は、フォトダイオードに限定されず、例えば、ＣＣＤ撮像素子またはＣＭＯＳ撮像素子等の撮像素子を備えた撮像ユニットでもよいし、パワーメータでもよい。 The light detection unit 30 is, for example, a photodiode. The photodiode outputs a voltage value that changes depending on the amount of light received from the laser beam 21 to the control unit 90. The light detection unit 30 is not limited to a photodiode, and may be, for example, an imaging unit equipped with an imaging element such as a CCD imaging element or a CMOS imaging element, or a power meter.

撮像手段３１は、保持テーブル１０に保持された被加工物１００に照射されるレーザービーム２１による加工点（集光点２１１）を撮像する。撮像手段３１は、例えば、ＣＣＤカメラ等を含む。撮像手段３１は、後述の撮像ユニット７０と共通でもよい。 The imaging means 31 captures an image of the processing point (focus point 211) of the laser beam 21 irradiated onto the workpiece 100 held on the holding table 10. The imaging means 31 includes, for example, a CCD camera. The imaging means 31 may be common to the imaging unit 70 described below.

集光レンズ３２は、ミラー２９と光検出ユニット３０との間に配設される。集光レンズ３２は、ミラー２９を透過したレーザービーム２１の透過光２１３を光検出ユニット３０の手前に集光する。 The focusing lens 32 is disposed between the mirror 29 and the light detection unit 30. The focusing lens 32 focuses the transmitted light 213 of the laser beam 21 that has passed through the mirror 29 in front of the light detection unit 30.

拡散板３３は、ミラー２９と集光レンズ３２との間に配設される。拡散板３３は、入射したレーザービーム２１の透過光２１３を拡散させることにより、透過するレーザービーム２１の透過光２１３の強度のムラを解消する。 The diffusion plate 33 is disposed between the mirror 29 and the focusing lens 32. The diffusion plate 33 diffuses the transmitted light 213 of the incident laser beam 21, thereby eliminating unevenness in the intensity of the transmitted light 213 of the transmitted laser beam 21.

フィルタ３４は、拡散板３３と集光レンズ３２との間に配設される。フィルタ３４は、レーザービーム２１の透過光２１３の一部を透過するフィルタである。フィルタ３４は、例えば、レーザービーム２１の透過光２１３のうち、光検出ユニット３０が受光する波長のレーザービーム２１のみを透過する。フィルタ３４は、例えば、ＮＤ（Neutral Density）フィルタを含む。ＮＤフィルタは、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フィルタである。 The filter 34 is disposed between the diffusion plate 33 and the condenser lens 32. The filter 34 transmits a portion of the transmitted light 213 of the laser beam 21. For example, the filter 34 transmits only the laser beam 21 of the wavelength received by the light detection unit 30, out of the transmitted light 213 of the laser beam 21. The filter 34 includes, for example, an ND (Neutral Density) filter. The ND filter is a filter that transmits a certain amount of light without selecting a wavelength in a specific wavelength band.

ここで、上述した通り、レーザービーム照射ユニット２０は、被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射する際、空間光変調器２４によって、加工用の位相パターン２４３に入射したレーザービーム２１を、集光器２３の入射瞳面に入射して被加工物１００を所望の加工条件で加工するように変調する。また、レーザービーム照射ユニット２０は、レーザービーム２１の集光点２１１が、分割予定ライン１０３の終点１０３－１を通過して次に加工する分割予定ライン１０３の始点１０３－２に到達するまでの間、空間光変調器２４によって、通過用の位相パターン２４４に入射したレーザービーム２１を、光検出ユニット３０に入射するように変調する。すなわち、レーザービーム照射ユニット２０は、レーザービーム２１を被加工物１００に照射しつつ、１枚の被加工物１００に対してレーザー加工をしている途中で、通過用の位相パターン２４４に照射され変調されたレーザービーム２１の出力を光検出ユニット３０が検出する。 As described above, when the laser beam irradiation unit 20 irradiates the workpiece 100 with the laser beam 21, the spatial light modulator 24 modulates the laser beam 21 incident on the processing phase pattern 243 so that it is incident on the entrance pupil plane of the condenser 23 to process the workpiece 100 under the desired processing conditions. In addition, the laser beam irradiation unit 20 modulates the laser beam 21 incident on the passing phase pattern 244 by the spatial light modulator 24 so that it is incident on the optical detection unit 30 until the focal point 211 of the laser beam 21 passes through the end point 103-1 of the division line 103 and reaches the start point 103-2 of the division line 103 to be processed next. That is, while the laser beam irradiation unit 20 irradiates the workpiece 100 with the laser beam 21, the optical detection unit 30 detects the output of the laser beam 21 irradiated and modulated on the passing phase pattern 244 during the laser processing of one workpiece 100.

図１に示す移動ユニット６０は、レーザービーム２１の集光点２１１（図３参照）を被加工物１００に設定された複数の分割予定ライン１０３に沿って相対的に移動させるユニットである。移動ユニット６０は、加工送りユニット６１と、割り出し送りユニット６２と、集光点位置調整ユニット６３と、を含む。 The moving unit 60 shown in FIG. 1 is a unit that relatively moves the focal point 211 (see FIG. 3) of the laser beam 21 along a plurality of planned division lines 103 set on the workpiece 100. The moving unit 60 includes a processing feed unit 61, an indexing feed unit 62, and a focal point position adjustment unit 63.

加工送りユニット６１は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０の集光点２１１（図３参照）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６１は、実施形態において、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させる。加工送りユニット６１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。加工送りユニット６１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。 The processing feed unit 61 is a unit that moves the holding table 10 and the focal point 211 (see FIG. 3) of the laser beam irradiation unit 20 relatively in the X-axis direction, which is the processing feed direction. In the embodiment, the processing feed unit 61 moves the holding table 10 in the X-axis direction. In the embodiment, the processing feed unit 61 is installed on the device body 2 of the laser processing device 1. The processing feed unit 61 supports the X-axis moving plate 14 so that it can move freely in the X-axis direction.

割り出し送りユニット６２は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０の集光点２１１（図３参照）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６２は、実施形態において、保持テーブル１０をＹ軸方向に移動させる。割り出し送りユニット６２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。割り出し送りユニット６２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。 The indexing feed unit 62 is a unit that moves the holding table 10 and the focal point 211 (see FIG. 3) of the laser beam irradiation unit 20 relatively in the Y-axis direction, which is the indexing feed direction. In the embodiment, the indexing feed unit 62 moves the holding table 10 in the Y-axis direction. In the embodiment, the indexing feed unit 62 is installed on the device body 2 of the laser processing device 1. The indexing feed unit 62 supports the Y-axis moving plate 15 so that it can move freely in the Y-axis direction.

集光点位置調整ユニット６３は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０の集光点２１１（図３参照）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ユニットである。集光点位置調整ユニット６３は、実施形態において、レーザービーム照射ユニット２０の少なくとも集光器２３をＺ軸方向に移動させる。集光点位置調整ユニット６３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。集光点位置調整ユニット６３は、レーザービーム照射ユニット２０の少なくとも集光器２３をＺ軸方向に移動自在に支持する。 The focal point position adjustment unit 63 is a unit that moves the holding table 10 and the focal point 211 (see FIG. 3) of the laser beam irradiation unit 20 relatively in the Z-axis direction, which is the focal point position adjustment direction. In the embodiment, the focal point position adjustment unit 63 moves at least the condenser 23 of the laser beam irradiation unit 20 in the Z-axis direction. In the embodiment, the focal point position adjustment unit 63 is installed on a pillar 3 that stands upright from the device body 2 of the laser processing device 1. The focal point position adjustment unit 63 supports at least the condenser 23 of the laser beam irradiation unit 20 so that it can be moved freely in the Z-axis direction.

加工送りユニット６１、割り出し送りユニット６２、および集光点位置調整ユニット６３はそれぞれ、実施形態において、周知のボールねじと、周知のパルスモータと、周知のガイドレールと、を含む。ボールねじは、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータは、ボールねじを軸心回りに回転させる。加工送りユニット６１のガイドレールは、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６１のガイドレールは、Ｙ軸方向移動プレート１５に固定して設けられる。割り出し送りユニット６２のガイドレールは、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６２のガイドレールは、装置本体２に固定して設けられる。集光点位置調整ユニット６３のガイドレールは、レーザービーム照射ユニット２０の少なくとも集光器２３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６３のガイドレールは、柱３に固定して設けられる。 In the embodiment, the processing feed unit 61, the indexing feed unit 62, and the focal point position adjustment unit 63 each include a known ball screw, a known pulse motor, and a known guide rail. The ball screw is provided so as to be rotatable about its axis. The pulse motor rotates the ball screw about its axis. The guide rail of the processing feed unit 61 supports the X-axis moving plate 14 so as to be movable in the X-axis direction. The guide rail of the processing feed unit 61 is provided fixedly to the Y-axis moving plate 15. The guide rail of the indexing feed unit 62 supports the Y-axis moving plate 15 so as to be movable in the Y-axis direction. The guide rail of the indexing feed unit 62 is provided fixedly to the device body 2. The guide rail of the focal point position adjustment unit 63 supports at least the condenser 23 of the laser beam irradiation unit 20 so as to be movable in the Z-axis direction. The guide rail of the focal point position adjustment unit 63 is provided so as to be fixedly to the column 3.

撮像ユニット７０は、保持テーブル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、ＣＣＤ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、得た画像を出力する。 The imaging unit 70 captures an image of the workpiece 100 held on the holding table 10. The imaging unit 70 includes a CCD camera or an infrared camera. The imaging unit 70 is fixed, for example, adjacent to the condenser 23 (see FIG. 2) of the laser beam irradiation unit 20. The imaging unit 70 captures an image of the workpiece 100 to obtain an image for performing alignment between the workpiece 100 and the laser beam irradiation unit 20, and outputs the obtained image.

入力手段８０は、実施形態において、液晶表示装置等により構成される表示装置に含まれるタッチパネルである。入力手段８０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。入力手段８０は、キーボード等の外部入力装置であってもよい。 In an embodiment, the input means 80 is a touch panel included in a display device configured by a liquid crystal display device or the like. The input means 80 can accept various operations such as an operator registering processing content information. The input means 80 may be an external input device such as a keyboard.

制御部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に対する加工動作等をレーザー加工装置１に実行させる。制御部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、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、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。 The control unit 90 controls each of the above-mentioned components of the laser processing device 1, and causes the laser processing device 1 to perform processing operations on the workpiece 100, etc. The control unit 90 is a computer including an arithmetic processing device as a calculation means, a storage device as a storage means, and an input/output interface device as a communication means. The arithmetic processing device includes, for example, a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit). The storage device has memories such as a HDD (Hard Disk Drive), a ROM (Read Only Memory), or a RAM (Random Access Memory). The arithmetic processing device performs various calculations based on a predetermined program stored in the storage device. The arithmetic processing device outputs various control signals to each of the above-mentioned components via the input/output interface device according to the calculation results, thereby controlling the laser processing device 1.

制御部９０は、空間光変調器２４の表示部２４１に表示する位相パターン２４２を制御する。制御部９０は、例えば、位相パターン２４２を、表示部２４１のレーザービーム２１が当たる領域２１２に表示させる。制御部９０は、例えば、分割予定ライン１０３に沿ってレーザービーム２１を照射する際、レーザービーム２１の集光点２１１が被加工物１００の内部に位置づけられている時、被加工物１００の内部を加工するための加工用の位相パターン２４３（例えば、図４参照）を表示部２４１に表示させる。制御部９０は、例えば、分割予定ライン１０３に沿ってレーザービーム２１を照射する際、分割予定ライン１０３の終点１０３－１（図６参照）を通過して次に加工する分割予定ライン１０３の始点１０３－２に到達するまでの間、表示部２４１に表示する位相パターン２４２を、加工用の位相パターン２４３から通過用の位相パターン２４４に切り替える切り替え制御を行う。この際、加工用の位相パターン２４３から通過用の位相パターン２４４に切り替えられることによって、光検出ユニット３０が受光する出力が所定値以上に変化するものとする。制御部９０は、切り替え制御を、１つの分割予定ライン１０３毎に行ってもよいし、所定数の分割予定ライン１０３毎に行ってもよい。 The control unit 90 controls the phase pattern 242 to be displayed on the display unit 241 of the spatial light modulator 24. For example, the control unit 90 displays the phase pattern 242 in the region 212 of the display unit 241 where the laser beam 21 hits. For example, when the laser beam 21 is irradiated along the planned division line 103, when the focal point 211 of the laser beam 21 is positioned inside the workpiece 100, the control unit 90 displays a processing phase pattern 243 (for example, see FIG. 4) for processing the inside of the workpiece 100 on the display unit 241. For example, when the laser beam 21 is irradiated along the planned division line 103, the control unit 90 performs switching control to switch the phase pattern 242 displayed on the display unit 241 from the processing phase pattern 243 to the passing phase pattern 244 until the laser beam 21 passes through the end point 103-1 (see FIG. 6) of the planned division line 103 and reaches the start point 103-2 of the planned division line 103 to be processed next. At this time, the output of the light received by the light detection unit 30 changes to a predetermined value or more by switching from the processing phase pattern 243 to the passing phase pattern 244. The control unit 90 may perform the switching control for each planned division line 103, or may perform the switching control for each predetermined number of planned division lines 103.

判定部９１は、光検出ユニット３０により検出したレーザービーム２１の強度に基づいて、空間光変調器２４が正常に動作しているか否かを判定する。判定部９１は、制御部９０としてのコンピュータの一部として構成されてもよい。判定部９１は、例えば、制御部９０が表示部２４１に表示する位相パターン２４２を加工用の位相パターン２４３から通過用の位相パターン２４４に切り替え制御した際、光検出ユニット３０により検出したレーザービーム２１の強度が変化したか否かに基づいて、空間光変調器２４が正常に動作しているか否かを判定する。 The determination unit 91 determines whether the spatial light modulator 24 is operating normally based on the intensity of the laser beam 21 detected by the optical detection unit 30. The determination unit 91 may be configured as part of a computer serving as the control unit 90. For example, when the control unit 90 controls the switching of the phase pattern 242 displayed on the display unit 241 from the processing phase pattern 243 to the passing phase pattern 244, the determination unit 91 determines whether the spatial light modulator 24 is operating normally based on whether the intensity of the laser beam 21 detected by the optical detection unit 30 has changed.

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において、レーザービーム照射ユニット２０は、被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射する際、空間光変調器２４の表示部２４１に表示された位相パターン２４２に入射したレーザービーム２１を、位相パターン２４２に対応して変調する。具体的には、加工用の位相パターン２４３を表示している際には、レーザービーム２１を、集光器２３の入射瞳面に入射したレーザービーム２１が被加工物１００を所望の加工条件で加工するように変調する。これとともに、加工用の位相パターン２４３とは異なる通過用の位相パターン２４４を表示している際には、レーザービーム２１を、光検出ユニット３０に入射したレーザービーム２１の透過光２１３の出力が変化するように変調する。すなわち、レーザー加工装置１は、位相パターン２４２を切り替える切り替え制御をすることによって、レーザービーム照射ユニット２０が被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射しつつ、通過用の位相パターン２４４に照射され変調されたレーザービーム２１の強度を光検出ユニット３０が検出することができる。 As described above, in the laser processing device 1 according to the embodiment, when the laser beam irradiation unit 20 irradiates the workpiece 100 with the laser beam 21, the laser beam 21 incident on the phase pattern 242 displayed on the display unit 241 of the spatial light modulator 24 is modulated in accordance with the phase pattern 242. Specifically, when the processing phase pattern 243 is displayed, the laser beam 21 is modulated so that the laser beam 21 incident on the entrance pupil plane of the condenser 23 processes the workpiece 100 under the desired processing conditions. At the same time, when the passing phase pattern 244 different from the processing phase pattern 243 is displayed, the laser beam 21 is modulated so that the output of the transmitted light 213 of the laser beam 21 incident on the light detection unit 30 changes. That is, the laser processing device 1 performs switching control to switch the phase pattern 242, so that the laser beam irradiation unit 20 irradiates the workpiece 100 with the laser beam 21, while the optical detection unit 30 detects the intensity of the laser beam 21 that is irradiated and modulated by the passing phase pattern 244.

これにより、１つの被加工物１００を加工している間に空間光変調器２４の異常を高速に検知することが可能となるため、加工途中でも異常に気づくことができ、被加工物１００全体を加工して不良チップとしてしまう可能性を低減するという効果を奏する。 This makes it possible to quickly detect abnormalities in the spatial light modulator 24 while one workpiece 100 is being processed, making it possible to notice abnormalities even during processing, thus reducing the possibility of processing the entire workpiece 100 and producing a defective chip.

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。 The present invention is not limited to the above embodiment. In other words, the present invention can be implemented in various modifications without departing from the gist of the invention.

〔変形例〕
例えば、レーザー加工装置１は、検出部４０を更に備えてもよい。図７は、変形例に係るレーザービーム照射ユニット２０－１周辺の概略構成を示す模式図である。変形例のレーザービーム照射ユニット２０－１は、実施形態のレーザービーム照射ユニット２０と比較して、検出部４０を備える点で異なり、その他の構成が同様である。なお、図７では、図３に示す実施形態と同様である発振器２２から集光器２３までの間の構成、すなわち、偏光板２５、空間光変調器２４、リレーレンズ２６、アパーチャ２７、リレーレンズ２８、ミラー２９、撮像手段３１、拡散板３３、フィルタ３４、集光レンズ３２、および光検出ユニット３０の記載を省略している。 [Modifications]
For example, the laser processing device 1 may further include a detection unit 40. FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the periphery of a laser beam irradiation unit 20-1 according to a modified example. The laser beam irradiation unit 20-1 of the modified example is different from the laser beam irradiation unit 20 of the embodiment in that it includes a detection unit 40, and other configurations are similar. Note that FIG. 7 omits the description of the configuration between the oscillator 22 and the condenser 23, which is the same as the embodiment shown in FIG. 3, that is, the polarizing plate 25, the spatial light modulator 24, the relay lens 26, the aperture 27, the relay lens 28, the mirror 29, the imaging means 31, the diffusion plate 33, the filter 34, the condenser lens 32, and the light detection unit 30.

検出部４０は、レーザービーム２１の集光点２１１と被加工物１００との位置関係を検出する。検出部４０は、ダイクロイックミラー４１と、高さ位置検出ユニット５０と、を含む。 The detection unit 40 detects the positional relationship between the focal point 211 of the laser beam 21 and the workpiece 100. The detection unit 40 includes a dichroic mirror 41 and a height position detection unit 50.

ダイクロイックミラー４１は、発振器２２と集光器２３との間におけるレーザービーム２１の光路上に配置されている。ダイクロイックミラー４１は、発振器２２から出射されたレーザービーム２１を、保持テーブル１０の保持面１１側へ透過させる。また、ダイクロイックミラー４１は、後述の高さ位置検出ユニット５０の光源５２から出射された検出用レーザービーム５１を、保持テーブル１０の保持面１１側へ反射させる。 The dichroic mirror 41 is disposed on the optical path of the laser beam 21 between the oscillator 22 and the condenser 23. The dichroic mirror 41 transmits the laser beam 21 emitted from the oscillator 22 toward the holding surface 11 of the holding table 10. The dichroic mirror 41 also reflects the detection laser beam 51 emitted from the light source 52 of the height position detection unit 50 (described later) toward the holding surface 11 of the holding table 10.

高さ位置検出ユニット５０は、被加工物１００の上面（図７に示す例では、表面１０２）のＺ軸位置（高さ）を検出するユニットである。Ｚ軸位置は、例えば、保持面１１に載置された被加工物１００の所定の水平面内位置（Ｘ－Ｙ位置）における上面の高さ（Ｚ座標）を基準面（０μｍ）として設定される。高さ位置検出ユニット５０は、光源５２と、ビームエキスパンダ５３と、ミラー５４と、ビームスプリッタ５５と、レンズ５６と、非点収差付加ユニット５７と、検出素子５８と、を含む。 The height position detection unit 50 is a unit that detects the Z-axis position (height) of the top surface of the workpiece 100 (surface 102 in the example shown in FIG. 7). The Z-axis position is set, for example, with the height (Z coordinate) of the top surface of the workpiece 100 placed on the holding surface 11 at a predetermined position in the horizontal plane (X-Y position) as the reference plane (0 μm). The height position detection unit 50 includes a light source 52, a beam expander 53, a mirror 54, a beam splitter 55, a lens 56, an astigmatism adding unit 57, and a detection element 58.

光源５２は、保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物１００の上面のＺ軸位置（高さ）を検出するための検出用レーザービーム５１を出射する。光源５２は、例えば、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）光源を含む。光源５２は、保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物１００に対して集光器２３を通して検出用レーザービーム５１を照射する。 The light source 52 emits a detection laser beam 51 for detecting the Z-axis position (height) of the top surface of the workpiece 100 held on the holding surface 11 of the holding table 10. The light source 52 includes, for example, an SLD (Super Luminescent Diode) light source. The light source 52 irradiates the detection laser beam 51 through the condenser 23 to the workpiece 100 held on the holding surface 11 of the holding table 10.

検出用レーザービーム５１の集光点は、変形例において、被加工物の上面に位置付けられる。光源５２から出射した検出用レーザービーム５１は、ビームエキスパンダ５３と、ミラー５４と、ビームスプリッタ５５と、レンズ５６と、を順に通過して、ダイクロイックミラー４１に照射される。ダイクロイックミラー４１は、検出用レーザービーム５１を、集光器２３側へ反射する。 In a modified example, the focal point of the detection laser beam 51 is positioned on the upper surface of the workpiece. The detection laser beam 51 emitted from the light source 52 passes through a beam expander 53, a mirror 54, a beam splitter 55, and a lens 56 in that order, and is irradiated onto the dichroic mirror 41. The dichroic mirror 41 reflects the detection laser beam 51 toward the condenser 23.

ビームエキスパンダ５３は、光源５２から照射された検出用レーザービーム５１を所定倍率の平行光に変換させる。ミラー５４は、ビームエキスパンダ５３で平行光に変換された検出用レーザービーム５１を、ビームスプリッタ５５側へ反射させる。 The beam expander 53 converts the detection laser beam 51 emitted from the light source 52 into parallel light of a predetermined magnification. The mirror 54 reflects the detection laser beam 51, which has been converted into parallel light by the beam expander 53, toward the beam splitter 55.

ビームスプリッタ５５は、ミラー５４で反射された検出用レーザービーム５１を、ダイクロイックミラー４１側へ反射させる。また、ビームスプリッタ５５は、後述のとおり被加工物１００の上面（表面１０２）で反射された検出用レーザービーム５１の反射光５１１を、非点収差付加ユニット５７側へ透過させる。ビームスプリッタ５５は、例えば、反射：透過の比率が１：１であり、検出用レーザービーム５１をダイクロイックミラー４１側に反射させて導くとともに、ダイクロイックミラー４１側から入射する反射光５１１を透過させて非点収差付加ユニット５７側へ導く。 The beam splitter 55 reflects the detection laser beam 51 reflected by the mirror 54 toward the dichroic mirror 41. The beam splitter 55 also transmits the reflected light 511 of the detection laser beam 51 reflected by the upper surface (surface 102) of the workpiece 100 toward the astigmatism adding unit 57, as described below. The beam splitter 55 has, for example, a reflection:transmission ratio of 1:1, and reflects and guides the detection laser beam 51 toward the dichroic mirror 41, while transmitting the reflected light 511 incident from the dichroic mirror 41 side and guiding it toward the astigmatism adding unit 57.

レンズ５６は、ビームスプリッタ５５とダイクロイックミラー４１との間に配設される。レンズ５６は、検出用レーザービーム５１を拡大する。なお、検出用レーザービーム５１を拡大するためのレンズ５６は、検出用レーザービーム５１の焦点位置とレーザービーム２１の焦点位置とが異なる場合に必要であり、焦点位置が同じ位置の場合は不要である。 The lens 56 is disposed between the beam splitter 55 and the dichroic mirror 41. The lens 56 expands the detection laser beam 51. The lens 56 for expanding the detection laser beam 51 is necessary when the focal position of the detection laser beam 51 and the focal position of the laser beam 21 are different, but is not necessary when the focal positions are the same.

非点収差付加ユニット５７は、ビームスプリッタ５５を透過した反射光５１１に非点収差を付加する。非点収差付加ユニット５７は、凸レンズ５７１と、シリンドリカルレンズ５７２と、を含む。凸レンズ５７１は、ビームスプリッタ５５を透過した反射光５１１を集光する。凸レンズ５７１によって集光された反射光５１１は、シリンドリカルレンズ５７２に入射する。 The astigmatism adding unit 57 adds astigmatism to the reflected light 511 that has passed through the beam splitter 55. The astigmatism adding unit 57 includes a convex lens 571 and a cylindrical lens 572. The convex lens 571 focuses the reflected light 511 that has passed through the beam splitter 55. The reflected light 511 focused by the convex lens 571 is incident on the cylindrical lens 572.

シリンドリカルレンズ５７２は、円柱を軸方向に沿って半分にした略半円柱状である。シリンドリカルレンズ５７２は、例えば、該円柱の径方向に平行な一方向のみにレンズ効果を有し、該円柱の軸方向に平行な他方向においてはレンズ効果を有しない。このため、被加工物１００の上面で反射された検出用レーザービーム５１の反射光５１１は、シリンドリカルレンズ５７２を透過する際、一方向の焦点位置と他方向の焦点位置がずれて非点収差が発生した状態で検出素子５８に入射する。これにより、反射光５１１の平面形状が、光軸上の位置によって、縦長楕円形、円形、横長楕円形の順に変化する。 The cylindrical lens 572 is a roughly semi-cylindrical shape obtained by halving a cylinder along the axial direction. The cylindrical lens 572 has a lens effect only in one direction parallel to the radial direction of the cylinder, and has no lens effect in the other direction parallel to the axial direction of the cylinder. Therefore, when the reflected light 511 of the detection laser beam 51 reflected by the upper surface of the workpiece 100 passes through the cylindrical lens 572, the focal position in one direction is shifted from the focal position in the other direction, causing astigmatism, and enters the detection element 58. As a result, the planar shape of the reflected light 511 changes in the order of vertically elongated ellipse, circle, and horizontally elongated ellipse depending on the position on the optical axis.

検出素子５８は、非点収差付加ユニット５７によって非点収差を付加された反射光５１１を受光する。検出素子５８は、受光した反射光５１１の集光状態（集光像）に応じた検出値［Ｖ］を含む検出信号を出力する。検出素子５８が受光した反射光５１１の集光状態に基づいて、検出用レーザービーム５１の集光点の位置が被加工物１００の上面に対して上方か下方か同一かを判断することができる。これにより、検出部４０は、保持テーブル１０に保持された被加工物１００の上面高さ位置を検出する。 The detection element 58 receives the reflected light 511 to which astigmatism has been added by the astigmatism adding unit 57. The detection element 58 outputs a detection signal including a detection value [V] according to the focusing state (focused image) of the received reflected light 511. Based on the focusing state of the reflected light 511 received by the detection element 58, it can be determined whether the position of the focusing point of the detection laser beam 51 is above, below, or the same as the top surface of the workpiece 100. In this way, the detection unit 40 detects the height position of the top surface of the workpiece 100 held on the holding table 10.

レーザービーム照射ユニット２０は、図６に示すように、１つの分割予定ライン１０３を加工した後、次の分割予定ライン１０３を加工するまでの間、レーザービーム２１の集光点２１１が被加工物１００の外縁より外側を通過する。同様に、検出用レーザービーム５１の集光点も、被加工物１００の内部と外縁より外側との両方を通過する。この際、被加工物１００の外縁より外側では、検出部４０が検出する高さ位置が、被加工物１００の上面の高さ位置から保持テーブル１０の保持面１１の高さ位置に変わる。すなわち、制御部９０は、高さ位置検出ユニット５０の検出素子５８から取得した検出信号に基づいて、被加工物１００の水平方向における外縁である境界位置１０８を検出することができる。また、制御部９０は、検出された境界位置１０８に基づいて、空間光変調器２４の表示部２４１に表示する位相パターン２４２の切り替え制御を行ってもよい。 As shown in FIG. 6, after processing one planned division line 103, the laser beam irradiation unit 20 processes the next planned division line 103, and the focal point 211 of the laser beam 21 passes outside the outer edge of the workpiece 100. Similarly, the focal point of the detection laser beam 51 also passes both inside the workpiece 100 and outside the outer edge. At this time, outside the outer edge of the workpiece 100, the height position detected by the detection unit 40 changes from the height position of the upper surface of the workpiece 100 to the height position of the holding surface 11 of the holding table 10. That is, the control unit 90 can detect the boundary position 108, which is the outer edge of the workpiece 100 in the horizontal direction, based on the detection signal acquired from the detection element 58 of the height position detection unit 50. The control unit 90 may also perform switching control of the phase pattern 242 displayed on the display unit 241 of the spatial light modulator 24 based on the detected boundary position 108.

１レーザー加工装置
１０保持テーブル
１１保持面
２０、２０－１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
２１２領域
２１３透過光
２２発振器
２３集光器
２４空間光変調器
２４１表示部
２４２、２４３、２４４位相パターン
２５偏光板
２６リレーレンズ
２７アパーチャ
２８リレーレンズ
２９ミラー
３０光検出ユニット
３１撮像手段
３２集光レンズ
３３拡散板
３４フィルタ
４０検出部
５０高さ位置検出ユニット
６０移動ユニット
６１加工送りユニット
６２割り出し送りユニット
９０制御部
９１判定部
１００被加工物
１０３分割予定ライン
１０３－１終点
１０３－２始点
１０２表面
１０５裏面
１０６改質層
１０８境界位置 LIST OF SYMBOLS 1 Laser processing device 10 Holding table 11 Holding surface 20, 20-1 Laser beam irradiation unit 21 Laser beam 211 Focusing point 212 Area 213 Transmitted light 22 Oscillator 23 Focusing device 24 Spatial light modulator 241 Display unit 242, 243, 244 Phase pattern 25 Polarizing plate 26 Relay lens 27 Aperture 28 Relay lens 29 Mirror 30 Light detection unit 31 Imaging means 32 Focusing lens 33 Diffusion plate 34 Filter 40 Detection unit 50 Height position detection unit 60 Movement unit 61 Processing feed unit 62 Indexing feed unit 90 Control unit 91 Determination unit 100 Workpiece 103 Planned division line 103-1 End point 103-2 Start point 102 Surface 105 Back surface 106 Modified layer 108 Boundary position

Claims

A laser processing apparatus that irradiates a laser beam onto a workpiece on which a plurality of planned division lines are set, and processes the workpiece along the planned division lines,
An oscillator that emits a laser beam;
a condenser that condenses the laser beam emitted from the oscillator and irradiates the laser beam on a workpiece;
a spatial light modulator that is disposed between the oscillator and the condenser, has a display unit that displays a phase pattern, and modulates the laser beam incident on the display unit in accordance with the phase pattern and emits the modulated laser beam;
A laser beam irradiation unit including:
A holding table for holding the workpiece;
a processing feed unit that relatively moves the holding table and the focal point of the laser beam in a processing feed direction;
an indexing feed unit that relatively moves the holding table and the focal point of the laser beam in an indexing feed direction perpendicular to the processing feed direction;
A control unit that controls a phase pattern to be displayed on the display unit of the spatial light modulator;
Equipped with
a light detection unit for detecting the intensity of the laser beam emitted from the spatial light modulator;
a determination unit that determines whether the spatial light modulator is operating normally based on the intensity of the laser beam detected by the light detection unit;
a detection unit that outputs a focused state of reflected light of a detection laser beam that is irradiated through the condenser toward the workpiece held on the holding table;
Further comprising:
The control unit
determining whether the position of the focal point of the detection laser beam is above, below, or on the same plane as the top surface of the workpiece based on the focusing state, and determining whether the focal points of the laser beam and the detection laser beam are inside or outside the outer edge of the workpiece based on the focusing state;
When the focal point of the laser beam is located inside the outer edge of the workpiece, a phase pattern for processing is displayed on the display unit;
When the focal point of the laser beam is outside the outer edge of the workpiece, a switching control is performed so that a passing phase pattern different from the processing phase pattern is displayed on the display unit;
The optical detection unit comprises:
detecting an intensity of a laser beam in a phase pattern switched by the switching control;
Laser processing equipment.

The laser beam irradiation unit includes:
a mirror that reflects the laser beam emitted from the spatial light modulator toward the condenser;
The optical detection unit comprises:
The output of the laser beam is detected while irradiating the workpiece with the laser beam by receiving a transmitted light of the laser beam that is not reflected by the mirror and is transmitted through the mirror.
The laser processing apparatus according to claim 1 .

The light detection unit is a photodiode.
3. The laser processing apparatus according to claim 1 or 2 .