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JP7702319B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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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。 A processing method is known for manufacturing semiconductor devices in which the focal point of a laser beam is positioned inside a wafer, the beam is irradiated along streets (planned dividing lines) to form a modified layer, and the wafer is divided by applying an external force (see Patent Document 1). In a laser processing device that realizes the above-mentioned processing method, a laser beam emitted from an oscillator is modulated by a spatial light modulator, and then focused by a focusing lens to be irradiated onto the wafer.

ところで、近年では、加工に係る時間を短縮するために、空間光変調器によりレーザービームを分岐して複数の集光点で加工を施す方法が用いられている(特許文献2参照)。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、レーザービームの分岐が適切に行われず、未分岐の状態でレーザービームが照射されてしまい、加工不良を引き起こす可能性がある。 Recently, in order to shorten the time required for processing, a method has been used in which a spatial light modulator splits a laser beam and processes the material at multiple focusing points (see Patent Document 2). In this type of laser processing device, if the spatial light modulator does not operate normally due to a defect or abnormality, the laser beam will not be split appropriately and the laser beam may be irradiated in an unsplit state, 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3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 3 discloses a method of displaying a phase pattern including a marking that modulates a portion of the light that does not enter the pupil plane of the focusing lens on the spatial light modulator, and acquiring the intensity distribution of the phase pattern including the marking to check the operation.

特開2011-051011号公報JP 2011-051011 A 特開2011-161491号公報JP 2011-161491 A 特開2017-131945号公報JP 2017-131945 A

しかしながら、特許文献3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 3 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、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、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と、を含むレーザービーム照射ユニットと、該空間光変調器から出射され該ミラーで反射されずに透過した該レーザービームの漏れ光を受光してその強度を検出する光検出ユニットと、該ミラーと該光検出ユニットとの間に配設されて該漏れ光を該光検出ユニットに向けて集光する集光レンズと、該ミラーと該集光レンズとの間に配設されて該漏れ光を拡散させる拡散板と、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該表示部に表示する位相パターンを制御するパターン制御部と、該パターン制御部により該表示部にレーザービームを分岐するための該位相パターンである分岐パターンが表示された時に該光検出ユニットが検出するレーザービームの強度を基準強度として記憶しておく記憶部と、該光検出ユニットが検出するレーザービームの強度が該基準強度から変化したか否かに基づいて、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、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve the object, the laser processing apparatus of the present invention includes a laser beam irradiation unit including 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 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, and a mirror that reflects the laser beam emitted from the spatial light modulator toward the condenser , a light detection unit that receives leakage light of the laser beam that is emitted from the spatial light modulator and transmitted through the mirror without being reflected by the mirror and detects its intensity, and a light detection unit that is disposed between the mirror and the light detection unit. the spatial light modulator comprises a condensing lens which condenses the leaked light toward the light detection unit by being guided by a mirror, a diffusion plate which is disposed between the mirror and the condensing lens and which diffuses the leaked light, and a control unit which controls each of the components, the control unit comprising a pattern control unit which controls a phase pattern to be displayed on the display unit, a memory unit which stores as a reference intensity the intensity of the laser beam detected by the light detection unit when a branching pattern which is the phase pattern for branching a laser beam is displayed on the display unit by the pattern control unit, and a judgment unit which judges whether the spatial light modulator is operating normally or not based on whether the intensity of the laser beam detected by the light detection unit has changed from the reference intensity.

また、本発明のレーザー加工装置において、該空間光変調器と該光検出ユニットとの間には、該レーザービームを集束する集束レンズと、該集束レンズの焦点位置または該焦点位置の近傍に位置づけられたアパーチャと、が配設されてもよい。 In addition, in the laser processing device of the present invention, a focusing lens that focuses the laser beam and an aperture positioned at or near the focal position of the focusing lens may be disposed between the spatial light modulator and the light detection unit.

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4に示す位相パターンが表示される表示部から出射されるレーザービームの模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a laser beam emitted from a display unit on which the phase pattern shown in FIG. 4 is displayed. 図6は、図3に示す空間光変調器の表示部の動作異常時を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an abnormal operation of the display unit of the spatial light modulator shown in FIG. 図7は、図6に示す表示部から出射されるレーザービームの模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a laser beam emitted from the display unit shown in FIG. 図8は、図3に示す光検出ユニットがレーザービームを受光する様子を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing how the light detection unit shown in FIG. 3 receives a laser beam. 図9は、比較例に係るレーザービーム照射ユニットにおいて光検出ユニットがレーザービームを受光する様子を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing how a light detection unit receives a laser beam in a laser beam irradiation unit according to a comparative 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4に示す位相パターン242が表示される表示部241から出射されるレーザービーム21の模式図である。
[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 of the laser beam 21 emitted from the display unit 241 on which the phase pattern 242 shown in FIG. 4 is displayed.

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、制御ユニット90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, and a control unit 90. 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 will be described.

被加工物100は、例えば、シリコン(Si)、サファイア(Al)、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)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、集束レンズ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 focusing 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から出射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 emitted 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。 The spatial light modulator 24 has a display unit 241. As shown in FIG. 4, the display unit 241 displays a predetermined phase pattern 242. The phase pattern 242 is displayed in an 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.

位相パターン242は、図4に示す一例において、入射したレーザービーム21を分岐して出射させるための分岐パターンである。図4に示すように、表示部241に分岐パターンである位相パターン242が表示されている状態において、レーザービーム21は、図5に示すように、複数条のレーザービーム21に分岐する。 In the example shown in FIG. 4, phase pattern 242 is a branching pattern for branching and emitting incident laser beam 21. As shown in FIG. 4, when phase pattern 242, which is a branching pattern, is displayed on display unit 241, laser beam 21 branches into multiple laser beams 21 as shown in FIG. 5.

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.

集束レンズ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26は、レーザービーム21を集束する。実施形態において、集束レンズ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 focusing lens 26 is disposed between the spatial light modulator 24 and the condenser 23. The focusing lens 26 focuses the laser beam 21. In the embodiment, the laser beam 21 that passes through the focusing 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、集束レンズ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、集束レンズ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27-1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。 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 focusing lens 26. The laser beam 21 that has been transmitted through the focusing lens 26 and focused is incident on the aperture 27, and a portion of the laser beam 21 passes through the opening 27-1. 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.

図5に示すように、図4に示す分岐パターンである位相パターン242が表示された表示部241から出射したレーザービーム21は、複数条に分岐し、2条のレーザービーム21がアパーチャ27の開口27-1を通過する。アパーチャ27は、例えば、分岐パターンにより発生した高次光を遮光する。したがって、表示部241に位相パターン242として分岐パターンが表示されている場合、高次光がアパーチャ27により遮光されるので、分岐パターンが表示されていない場合に比べて、加工点(集光点211におけるレーザービーム21の出力が低くなる。なお、アパーチャ27の開口27-1は、図5に示す円形状に限定されず、矩形状でもよい。 As shown in FIG. 5, the laser beam 21 emitted from the display unit 241 displaying the phase pattern 242, which is the branching pattern shown in FIG. 4, branches into multiple beams, and two of the laser beams 21 pass through the opening 27-1 of the aperture 27. The aperture 27, for example, blocks higher-order light generated by the branching pattern. Therefore, when a branching pattern is displayed on the display unit 241 as the phase pattern 242, the higher-order light is blocked by the aperture 27, and the output of the laser beam 21 at the processing point (focus point 211) is lower than when the branching pattern is not displayed. Note that the opening 27-1 of the aperture 27 is not limited to the circular shape shown in FIG. 5, and may be 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、集束レンズ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 focusing 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の一部を漏れ光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 a portion of the laser beam 21 that has passed through the relay lens 28 as leakage 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、アパーチャ27を通過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の漏れ光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、位相パターン242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, emitted from the display unit 241, and passed through the aperture 27. In the embodiment, the optical detection unit 30 detects the output of the laser beam 21 modulated by the phase pattern 242 while irradiating the workpiece 100 with the laser beam 21 by receiving leakage light 213 of the laser beam 21 that is not reflected by the mirror 29 and transmitted through the mirror 29.

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ユニット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 of the received 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の漏れ光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 leakage 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の漏れ光213を拡散させることにより、透過するレーザービーム21の漏れ光213の強度のムラを解消する。 The diffusion plate 33 is disposed between the mirror 29 and the condenser lens 32. The diffusion plate 33 diffuses the leakage light 213 of the incident laser beam 21, thereby eliminating unevenness in the intensity of the leakage 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の漏れ光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の漏れ光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 leakage 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 leakage 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.

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に対する加工動作等をレーザー加工装置1に実行させる。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、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。制御ユニット90は、パターン制御部91と、記憶部92と、判定部93と、を有する。 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 execute processing operations on the workpiece 100. 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, and controls the laser processing device 1. The control unit 90 has a pattern control unit 91, a storage unit 92, and a judgment unit 93.

パターン制御部91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。パターン制御部91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。パターン制御部91は、例えば、レーザービーム21を分岐するための位相パターン242である分岐パターン(図4参照)を、表示部241に表示させる。 The pattern control unit 91 controls the phase pattern 242 to be displayed on the display unit 241 of the spatial light modulator 24. For example, the pattern control unit 91 causes the phase pattern 242 to be displayed in the area 212 of the display unit 241 where the laser beam 21 hits. For example, the pattern control unit 91 causes the display unit 241 to display a branching pattern (see FIG. 4), which is the phase pattern 242 for branching the laser beam 21.

記憶部92は、制御ユニット90の記憶装置に含まれる。記憶部92は、パターン制御部91により表示部241に分岐パターンが表示された時に、光検出ユニット30が検出するレーザービーム21の強度を基準強度として記憶しておく。すなわち、記憶部92は、分岐パターンに照射され分岐(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から取得して記憶する。 The memory unit 92 is included in the storage device of the control unit 90. The memory unit 92 stores the intensity of the laser beam 21 detected by the optical detection unit 30 as a reference intensity when the branching pattern is displayed on the display unit 241 by the pattern control unit 91. In other words, the memory unit 92 acquires and stores the intensity of the laser beam 21 that is irradiated onto the branching pattern and branched (modulated) from the optical detection unit 30.

判定部93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。より詳しくは、判定部93は、光検出ユニット30が検出するレーザービーム21の強度が、記憶部92に記憶された基準強度から変化したか否かを判定し、この判定結果に基づいて、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 93 determines whether the spatial light modulator 24 is operating normally based on the intensity of the laser beam 21 detected by the light detection unit 30. More specifically, the determination unit 93 determines whether the intensity of the laser beam 21 detected by the light detection unit 30 has changed from the reference intensity stored in the memory unit 92, and determines whether the spatial light modulator 24 is operating normally based on the determination result.

次に、空間光変調器24の動作異常を判定する方法について説明する。図6は、図3に示す空間光変調器24の表示部241の動作異常時を示す模式図である。図7は、図6に示す表示部241から出射されるレーザービーム21の模式図である。 Next, a method for determining whether the spatial light modulator 24 is malfunctioning will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing an abnormal operation of the display unit 241 of the spatial light modulator 24 shown in FIG. 3. FIG. 7 is a schematic diagram of the laser beam 21 emitted from the display unit 241 shown in FIG. 6.

図6に示す一例では、動作異常時の表示部241は、位相パターン242-1として分岐パターンを表示できず、レーザービーム21が照射される領域212(図3参照)には何も表示されない。なお、本明細書の図6では、説明のため、黒色の表示部241に対してレーザービーム21が照射される領域を灰色で描写しているが、実際にはレーザービーム21が照射される領域も含め、表示部241全面が何も表示されない黒色の状態となる。 In the example shown in FIG. 6, when the display unit 241 is operating abnormally, it is unable to display a branch pattern as the phase pattern 242-1, and nothing is displayed in the area 212 (see FIG. 3) where the laser beam 21 is irradiated. Note that in FIG. 6 of this specification, for the sake of explanation, the area where the laser beam 21 is irradiated on the black display unit 241 is depicted in gray, but in reality, the entire display unit 241, including the area where the laser beam 21 is irradiated, is in a black state with nothing displayed.

この際、図7に示すように、レーザービーム21は、分岐されない。正常時の表示部241に表示された分岐パターン(図4の位相パターン242)から出射されたレーザービーム21がアパーチャ27で高次光が遮光されるのに対し、分岐パターンが表示されない表示部241から出射されたレーザービーム21は、アパーチャ27で高次光が遮光されない。したがって、加工点(集光点211)におけるレーザービーム21の出力が高くなるとともに、光検出ユニット30が検出するレーザービーム21の強度が高くなる。 At this time, as shown in FIG. 7, the laser beam 21 is not branched. When the laser beam 21 is emitted from the branching pattern (phase pattern 242 in FIG. 4) displayed on the display unit 241 in the normal state, the higher-order light is blocked by the aperture 27, whereas when the laser beam 21 is emitted from the display unit 241 that does not display a branching pattern, the higher-order light is not blocked by the aperture 27. Therefore, the output of the laser beam 21 at the processing point (focus point 211) increases, and the intensity of the laser beam 21 detected by the light detection unit 30 increases.

ここで、記憶部92は、正常時の表示部241に表示された分岐パターン(図4の位相パターン242)から出射され、アパーチャ27で高次光が遮光されたレーザービーム21の、光検出ユニット30によって検出された強度を基準強度として記憶している。判定部93は、分岐パターンが表示されない表示部241から出射され高次光が遮光されないレーザービーム21の、光検出ユニット30によって検出された強度が、基準強度から変化したと判定すると、空間光変調器24が正常に動作していないと判定する。 Here, the memory unit 92 stores as a reference intensity the intensity detected by the optical detection unit 30 of the laser beam 21 emitted from the branching pattern (phase pattern 242 in FIG. 4) displayed on the display unit 241 under normal conditions and in which higher-order light is blocked by the aperture 27. When the determination unit 93 determines that the intensity detected by the optical detection unit 30 of the laser beam 21 emitted from the display unit 241 in which no branching pattern is displayed and in which higher-order light is not blocked has changed from the reference intensity, it determines that the spatial light modulator 24 is not operating normally.

次に、拡散板33の機能について説明する。図8は、図3に示す光検出ユニット30がレーザービーム21を受光する様子を示す模式図である。図9は、比較例に係るレーザービーム照射ユニット20-1において光検出ユニット30がレーザービーム21を受光する様子を示す模式図である。なお、図8および図9では、フィルタ34の描画を省略している。 Next, the function of the diffusion plate 33 will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing how the optical detection unit 30 shown in FIG. 3 receives the laser beam 21. FIG. 9 is a schematic diagram showing how the optical detection unit 30 receives the laser beam 21 in the laser beam irradiation unit 20-1 according to the comparative example. Note that the filter 34 is not depicted in FIGS. 8 and 9.

図8に示すように、レーザービーム21の漏れ光213は、表示部241に表示された分岐パターンによって分岐された状態で拡散板33に入射する。拡散板33は、入射したレーザービーム21を拡散させることによって、分岐の影響を均した状態で出射させる。集光レンズ32は、分岐の影響を均されたレーザービーム21の漏れ光213を光検出ユニット30に向けて集光する。 As shown in FIG. 8, the leakage light 213 of the laser beam 21 is incident on the diffusion plate 33 in a state where it is branched according to the branching pattern displayed on the display unit 241. The diffusion plate 33 diffuses the incident laser beam 21, causing it to be emitted in a state where the effects of branching have been smoothed out. The focusing lens 32 focuses the leakage light 213 of the laser beam 21, the effects of branching of which have been smoothed out, towards the light detection unit 30.

これに対し、比較例の図9に示すように、拡散板33を備えないレーザービーム照射ユニット20-1では、レーザービーム21の漏れ光213は、表示部241に表示された分岐パターンによって分岐された状態で集光レンズ32に入射する。集光レンズ32は、分岐されたままのレーザービーム21を光検出ユニット30に向けて集光する。しかしながら、分岐されたままのレーザービーム21が光検出ユニット30の受光面の複数箇所に入射することにより、光検出ユニット30で検出するレーザービーム21の出力が不安定になる可能性がある。 In contrast, as shown in FIG. 9 of the comparative example, in the laser beam irradiation unit 20-1 that does not have a diffusion plate 33, the leakage light 213 of the laser beam 21 is branched according to the branching pattern displayed on the display unit 241 and enters the condenser lens 32. The condenser lens 32 focuses the laser beam 21 that remains branched toward the light detection unit 30. However, the output of the laser beam 21 detected by the light detection unit 30 may become unstable because the laser beam 21 that remains branched is incident on multiple points on the light receiving surface of the light detection unit 30.

例えば、光検出ユニット30がフォトダイオードである場合、フォトダイオードは受光面が小さいため、分岐されたままのレーザービーム21を受光できない可能性がある。実施形態の拡散板33を備えるレーザービーム照射ユニット20は、光検出ユニット30が安定的にレーザービーム21の強度を測定することができる。 For example, if the light detection unit 30 is a photodiode, the light receiving surface of the photodiode is small, and therefore it may not be possible to receive the laser beam 21 as it is branched. In the laser beam irradiation unit 20 equipped with the diffusion plate 33 of the embodiment, the light detection unit 30 can stably measure the intensity of the laser beam 21.

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、空間光変調器24は、レーザービーム21を分岐するための位相パターン242である分岐パターンを表示部241に表示し、レーザービーム21を分岐して出射させる。また、レーザー加工装置1は、空間光変調器24から出射されたレーザービーム21の強度を検出する光検出ユニット30を備え、制御ユニット90の記憶部92が、分岐パターンによって分岐されたレーザービーム21の強度を予め記憶する。 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 irradiation unit 20 modulates the laser beam 21 incident on the phase pattern 242 displayed on the display unit 241 of the spatial light modulator 24 in accordance with the phase pattern 242. Specifically, the spatial light modulator 24 displays a branching pattern, which is the phase pattern 242 for branching the laser beam 21, on the display unit 241, and branches and emits the laser beam 21. In addition, the laser processing device 1 includes a light detection unit 30 that detects the intensity of the laser beam 21 emitted from the spatial light modulator 24, and the memory unit 92 of the control unit 90 prestores the intensity of the laser beam 21 branched by the branching pattern.

ここで、空間光変調器24に異常が発生し、表示部241に分岐パターンが表示されなくなった際、例えば、位相パターン242が何も表示されない場合、加工点に到達するレーザービーム21の出力が変化する。実施形態のレーザー加工装置1では、レーザービーム21を被加工物100に照射しつつ、表示部241から出射されたレーザービーム21の出力を検出し、正常時の基準強度と比較することで、空間光変調器24の異常を検知することができる。 When an abnormality occurs in the spatial light modulator 24 and the branching pattern is no longer displayed on the display unit 241, for example when no phase pattern 242 is displayed, the output of the laser beam 21 reaching the processing point changes. In the laser processing device 1 of the embodiment, the laser beam 21 is irradiated onto the workpiece 100 while the output of the laser beam 21 emitted from the display unit 241 is detected, and compared with the reference intensity under normal conditions, thereby making it possible to detect an abnormality in the spatial light modulator 24.

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。例えば、実施形態のレーザービーム照射ユニット20は、拡散板33によって分岐の影響を均したレーザービーム21の漏れ光213を集光レンズ32によって集光させて光検出ユニット30に受光させるが、縮小リレー系として転像させて受光させてもよい。また、拡散板33、フィルタ34、および光検出ユニット30を含む測定光学系を傾けることによって、フィルタ34の反射光が撮像手段31や発振器22に戻ることを抑制してもよい。これにより、フィルタ34の反射光が撮像手段31に戻ることで被加工物100の反射率測定に影響が生じることを抑制すると共に、フィルタ34の反射光が発振器22に戻ることでレーザービーム21の発振に影響が生じることを抑制してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. In other words, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the laser beam irradiation unit 20 of the embodiment, the leakage light 213 of the laser beam 21, which has been smoothed out by the diffusion plate 33, is condensed by the condenser lens 32 and received by the light detection unit 30, but the leakage light may be transferred as a reduced relay system and received. In addition, the measurement optical system including the diffusion plate 33, the filter 34, and the light detection unit 30 may be tilted to prevent the reflected light of the filter 34 from returning to the imaging means 31 or the oscillator 22. This prevents the reflected light of the filter 34 from returning to the imaging means 31 and affecting the reflectance measurement of the workpiece 100, and also prevents the reflected light of the filter 34 from returning to the oscillator 22 and affecting the oscillation of the laser beam 21.

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 漏れ光
22 発振器
23 集光器
24 空間光変調器
241 表示部
242、242-1 位相パターン
25 偏光板
26 集束レンズ
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
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 制御ユニット
91 パターン制御部
92 記憶部
93 判定部
100 被加工物
103 分割予定ライン
102 表面
105 裏面
106 改質層
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 Leaking light 22 Oscillator 23 Focusing device 24 Spatial light modulator 241 Display unit 242, 242-1 Phase pattern 25 Polarizing plate 26 Focusing lens 27 Aperture 28 Relay lens 29 Mirror 30 Light detection unit 31 Imaging means 32 Focusing lens 33 Diffusion plate 34 Filter 60 Moving unit 61 Processing feed unit 62 Indexing feed unit 90 Control unit 91 Pattern control unit 92 Memory unit 93 Determination unit 100 Workpiece 103 Planned division line 102 Front surface 105 Back surface 106 Modified layer

Claims (3)

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、
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と、
を含むレーザービーム照射ユニットと、
該空間光変調器から出射され該ミラーで反射されずに透過した該レーザービームの漏れ光を受光してその強度を検出する光検出ユニットと、
該ミラーと該光検出ユニットとの間に配設されて該漏れ光を該光検出ユニットに向けて集光する集光レンズと、
該ミラーと該集光レンズとの間に配設されて該漏れ光を拡散させる拡散板と、
各構成要素を制御する制御ユニットと、
を備え、
該制御ユニットは、
該表示部に表示する位相パターンを制御するパターン制御部と、
該パターン制御部により該表示部にレーザービームを分岐するための該位相パターンである分岐パターンが表示された時に該光検出ユニットが検出するレーザービームの強度を基準強度として記憶しておく記憶部と、
該光検出ユニットが検出するレーザービームの強度が該基準強度から変化したか否かに基づいて、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、
を有することを特徴とする、
レーザー加工装置。
A laser processing apparatus comprising:
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 mirror that reflects the laser beam emitted from the spatial light modulator toward the condenser;
A laser beam irradiation unit including:
a light detection unit that receives leakage light of the laser beam that is emitted from the spatial light modulator and transmitted without being reflected by the mirror, and detects the intensity of the leakage light;
a condenser lens disposed between the mirror and the light detection unit to condense the leaked light toward the light detection unit;
a diffusion plate disposed between the mirror and the condenser lens to diffuse the leaked light;
A control unit for controlling each of the components;
Equipped with
The control unit
A pattern control unit that controls a phase pattern to be displayed on the display unit;
a storage section for storing, as a reference intensity, the intensity of the laser beam detected by the light detection unit when a branch pattern, which is the phase pattern for branching a laser beam, is displayed on the display section by the pattern control section;
a determination unit that determines whether the spatial light modulator is operating normally based on whether the intensity of the laser beam detected by the light detection unit has changed from the reference intensity;
Characterized in that it has
Laser processing equipment.
該空間光変調器と該光検出ユニットとの間には、
該レーザービームを集束する集束レンズと、
該集束レンズの焦点位置または該焦点位置の近傍に位置づけられたアパーチャと、
が配設され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。
Between the spatial light modulator and the light detection unit,
a focusing lens for focusing the laser beam;
an aperture located at or near the focal point of the focusing lens;
is provided,
The laser processing apparatus according to claim 1 .
該光検出ユニットはフォトダイオードであることを特徴とする、
請求項1または2に記載のレーザー加工装置。
The light detection unit is a photodiode.
3. The laser processing apparatus according to claim 1 or 2.
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