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JP7735649B2 - Laser Processing Equipment - Google Patents
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JP7735649B2 - Laser Processing Equipment - Google Patents

Laser Processing Equipment

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JP7735649B2 JP2021008549A JP2021008549A JP7735649B2 JP 7735649 B2 JP7735649 B2 JP 7735649B2 JP 2021008549 A JP2021008549 A JP 2021008549A JP 2021008549 A JP2021008549 A JP 2021008549A JP 7735649 B2 JP7735649 B2 JP 7735649B2
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Description

本発明は、ウェーハのレーザ加工を行うレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing device that performs laser processing on wafers.

近年の半導体デバイスの製造分野では、シリコン等の基板の表面にガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜(Low-k膜)と回路を形成する機能膜とを積層した積層体により複数のデバイスを形成しているウェーハ(半導体ウェーハ)が知られている。このようなウェーハは、複数のデバイスが格子状のストリート(分割予定ラインともいう)によって格子状に区画されており、ウェーハをストリートに沿って分割することにより個々のデバイスが製造される。 In recent years, in the field of semiconductor device manufacturing, wafers (semiconductor wafers) have become known in which multiple devices are formed using a laminate consisting of a low-dielectric-constant insulating film (low-k film) made of a glassy material and a functional film that forms circuits, laminated on the surface of a substrate such as silicon. Such wafers are divided into multiple devices in a grid pattern by grid-like streets (also known as planned division lines), and individual devices are manufactured by dividing the wafer along the streets.

ウェーハを複数のデバイス(チップ)に分割する方法として、高速回転するブレードを用いる方法、及びウェーハの内部にストリートに沿って改質領域を形成してストリートに沿って外力を加える方法等が知られている。しかしながら、Low-k膜が適用されたウェーハの場合には、Low-k膜の素材とウェーハの素材とが異なるため、前者の方法ではブレードにより絶縁膜と基板とを同時に切削することが困難である。また、後者の方法ではストリート上にLow-k膜が存在する場合に良好な品質で個々のデバイスに分割することが困難である。 Known methods for dividing a wafer into multiple devices (chips) include using a high-speed rotating blade and forming modified regions along the streets inside the wafer and applying external force along the streets. However, in the case of wafers that use a low-k film, the material of the low-k film is different from the material of the wafer, so the former method makes it difficult to simultaneously cut the insulating film and substrate with a blade. Furthermore, the latter method makes it difficult to divide the wafer into individual devices with good quality when low-k film is present on the streets.

特許文献1には、ウェーハのストリートに沿って、2条の縁切り溝(遮断溝)を形成する縁切り加工と、2条の縁切り溝の間に中抜き溝(分割溝)を形成する中抜き加工と、を行うレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置は、縁切り加工に対応する第1レーザ光線照射ユニットと中抜き加工に対応する第2レーザ光線照射ユニットと、を備える(特許文献1の図15参照)。そして、ウェーハに対して第1レーザ光線照射ユニット及び第2レーザ光線照射ユニットを加工送り方向の一方向側(例えば往路方向側)に相対移動させることで、同一のストリートに沿って2条の縁切り溝と中抜き溝とを同時形成(並行形成)することでLow-k膜等を除去する。 Patent Document 1 discloses a laser processing device that performs edge cutting processing, which forms two edge cutting grooves (blocking grooves) along the streets of a wafer, and core cutting processing, which forms a core cutting groove (dividing groove) between the two edge cutting grooves. This laser processing device is equipped with a first laser beam application unit that corresponds to the edge cutting processing and a second laser beam application unit that corresponds to the core cutting processing (see Figure 15 of Patent Document 1). By moving the first laser beam application unit and the second laser beam application unit relative to the wafer in one direction in the processing feed direction (e.g., the forward direction), the two edge cutting grooves and the core cutting groove are simultaneously formed (parallel formation) along the same street, thereby removing low-k films, etc.

このようなレーザ加工装置では、温度変動による各部のオフセット量の変化、加工送りの誤差(真直度誤差)、及び光学系の各部の取付誤差(組付誤差)・動作誤差等が原因で、ストリートに対して2条の縁切り溝の形成位置がずれたり、或いは2条の縁切り溝の形成位置に対して中抜き溝の形成位置がずれたりする。 In such laser processing equipment, the formation position of the two edge-cutting grooves may shift relative to the street, or the formation position of the hollow groove may shift relative to the formation position of the two edge-cutting grooves, due to changes in the offset amount of each part due to temperature fluctuations, errors in the processing feed (straightness errors), and installation errors (assembly errors) and operation errors of each part of the optical system.

そこで、レーザ加工装置では、予め設定されたタイミングで2条の縁切り溝及び中抜き溝をそれぞれ各種の顕微鏡又はカメラで撮影し、それぞれの撮影画像に基づき2条の縁切り溝及び中抜き溝の加工位置、加工幅、及びチッピング等を測定するカーフチェックを実施している。 Therefore, the laser processing device performs a kerf check by photographing the two edge-cut grooves and the center-cut grooves with various microscopes or cameras at preset times, and measuring the processing position, processing width, and chipping of the two edge-cut grooves and the center-cut grooves based on the captured images.

例えば特許文献2には、レーザ加工装置のレーザ加工光学系と同軸に設けられた観察光学系を用いてレーザ加工により形成された加工溝(カーフ)を撮影し、この撮影画像に基づきカーフチェックを行うレーザ加工装置が開示されている。また、特許文献3には、ワークの外周余剰領域内の互いに異なる領域において縁切り加工と中抜き加工とをそれぞれ行い、外周余剰領域にそれぞれ形成された2条の縁切り溝及び中抜き溝に対するカーフチェックを個別に行うレーザ加工装置が開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses a laser processing device that uses an observation optical system coaxial with the laser processing optical system of the laser processing device to photograph the processed groove (kerf) formed by laser processing, and performs a kerf check based on the photographed image. Furthermore, Patent Document 3 discloses a laser processing device that performs edge cutting and hollowing in different regions within the peripheral excess region of the workpiece, and separately performs kerf checks on the two edge cutting grooves and hollowing grooves formed in each of the peripheral excess regions.

また、レーザ加工装置では、レーザ加工中にレーザ光の出力変動、レーザ光の異常、光学系の光路上の異物、及び集光レンズの汚れ等が原因で、加工点でのレーザ光のレーザプロファイルが乱れて、2条の縁切り溝及び中抜き溝の加工品質が悪化するおそれがある。 In addition, with laser processing equipment, fluctuations in the laser beam output, abnormalities in the laser beam, foreign matter on the optical path of the optical system, and dirt on the focusing lens can disrupt the laser beam profile at the processing point during laser processing, which can result in a deterioration in the processing quality of the two edge-cut grooves and the hollowed-out grooves.

そこで、特許文献4には、レーザ加工中にレーザ光のレーザスポット(ビームプラズマ、集光点ともいう)を撮影し、この撮影画像に基づきレーザスポットの位置が所望位置にあるか否かを検出するレーザ加工装置が開示されている。 Patent Document 4 discloses a laser processing device that captures an image of the laser spot (also called the beam plasma or focal point) of the laser light during laser processing, and uses this captured image to detect whether the laser spot is positioned at the desired position.

特開2009-182019号公報JP 2009-182019 A 特許第6498553号公報Patent No. 6498553 特許第6210902号公報Patent No. 6210902 特開2017-120820号公報JP 2017-120820 A

ところで、特許文献2に記載のレーザ加工装置では、レーザ加工光学系と同軸に設けられた観察光学系を用いてカーフチェックを行うので、レーザ加工中に加工溝のカーフチェックを並行して行う所謂リアルタイムカーフチェックを行うことができる。しかしながら、上記特許文献1に記載のようにストリートに沿って縁切り加工と中抜き加工とを行う場合には、既に形成された2条の縁切り溝の間に中抜き溝の形成を行うため、中抜き溝のみを撮影することができない。このため、特許文献2に記載のレーザ加工装置では、2条の縁切り溝の単独でのカーフチェックは可能であっても、中抜き溝の単独でのカーフチェックを行うことができない。 The laser processing device described in Patent Document 2 performs kerf checks using an observation optical system that is coaxial with the laser processing optical system, making it possible to perform so-called real-time kerf checks, in which the kerf of the processed groove is checked in parallel during laser processing. However, when performing edge cutting and hollowing along the street as described in Patent Document 1, the hollowed groove is formed between two already formed edge cutting grooves, so it is not possible to photograph the hollowed groove alone. For this reason, the laser processing device described in Patent Document 2 can perform kerf checks on two edge cutting grooves alone, but cannot perform kerf checks on hollowed grooves alone.

特許文献3に記載のレーザ加工装置では、カーフチェックを行う場合にワークの外周余剰領域に縁切り加工及び中抜き加工を行う必要があるので、既述のリアルタイムカーフチェックを行うことができず、レーザ加工中に異常が生じたとしてもこの異常を即時に検知することができない。 The laser processing device described in Patent Document 3 requires edge cutting and hollowing out of the excess area around the workpiece's periphery when performing a kerf check, making it impossible to perform the real-time kerf check described above. Therefore, even if an abnormality occurs during laser processing, this abnormality cannot be detected immediately.

また、特許文献2及び特許文献3に記載のレーザ加工装置では、加工溝(2条の縁切り溝及び中抜き溝)の外形のみの撮影を行っているため、レーザ光自体が適正な状態でレーザ加工が行われているか否かを確認することができない。その結果、レーザ加工中に生じた異常を検知することができず、レーザ加工の位置精度及び加工品質の維持が十分になされているとはいえない。 Furthermore, the laser processing devices described in Patent Documents 2 and 3 only photograph the outer shapes of the processed grooves (two edge-cut grooves and a hollow groove), making it impossible to confirm whether the laser beam itself is operating properly during laser processing. As a result, it is not possible to detect abnormalities that occur during laser processing, and it cannot be said that the positional accuracy and processing quality of the laser processing are adequately maintained.

一方、特許文献4に記載のレーザ加工装置では、レーザ光のレーザスポットの位置は検出することができるものの、レーザスポットを撮影及び観察するだけでは加工溝の形状に異常が生じてもこの異常を検出することができない。このため、レーザ加工の位置精度及び加工品質の維持が十分になされているとはいえない。 On the other hand, while the laser processing device described in Patent Document 4 can detect the position of the laser spot of the laser light, it cannot detect abnormalities in the shape of the processed groove simply by photographing and observing the laser spot. For this reason, it cannot be said that the positional accuracy and processing quality of the laser processing are sufficiently maintained.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、レーザ加工の位置精度及び加工品質をより向上させることができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a laser processing device that can further improve the positional accuracy and processing quality of laser processing.

本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置は、ウェーハを保持するテーブルと、テーブルに保持されているウェーハのストリートにレーザ光を集光させる集光レンズを有するレーザヘッドと、をウェーハのストリートに沿った加工送り方向に相対移動させながらレーザヘッドからレーザ光をストリートに照射することで、ストリートに沿って溝を形成するレーザ加工を行うレーザ加工装置において、レーザ加工が行われている間、集光レンズを通して、ストリートに集光されたレーザ光のレーザスポットと溝とを同時に撮影するカメラと、カメラにより撮影された撮影画像に基づき、レーザ加工の位置精度及び加工品質を測定する測定部と、を備える。 To achieve the objectives of the present invention, a laser processing device performs laser processing to form grooves along the streets by irradiating the streets with laser light from the laser head while moving a table that holds a wafer and a laser head having a focusing lens that focuses laser light on the streets of the wafer held on the table relative to each other in the processing feed direction along the streets of the wafer. The laser processing device also includes a camera that simultaneously captures images of the laser spot of the laser light focused on the street and the grooves through the focusing lens while laser processing is being performed, and a measurement unit that measures the positional accuracy and processing quality of the laser processing based on the images captured by the camera.

このレーザ加工装置によれば、レーザ加工の位置精度及び加工品質を同時測定することができる。 This laser processing device allows for simultaneous measurement of laser processing position accuracy and processing quality.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、照明光を出射する照明光源と、レーザ光及び照明光源から出射された照明光を集光レンズまで導き且つストリートで反射されたレーザ光の第1反射光及び照明光の第2反射光が集光レンズから入射する主光路と、主光路に配置された分岐光学素子であって且つ主光路に入射した第1反射光及び第2反射光を、主光路から分岐した分岐光路に向けて出射する分岐光学素子と、を備え、カメラが、分岐光路に配置され且つ第1反射光及び第2反射光を撮像してレーザスポット及び溝の撮影画像を生成する。これにより、レーザ加工の位置精度及び加工品質を同時測定することができる。 A laser processing device according to another aspect of the present invention includes an illumination light source that emits illumination light; a main optical path that guides laser light and the illumination light emitted from the illumination light source to a condenser lens and into which a first reflected light of the laser light reflected by the street and a second reflected light of the illumination light enter from the condenser lens; and a branching optical element disposed in the main optical path that outputs the first reflected light and the second reflected light that enter the main optical path toward a branching optical path that branches from the main optical path. A camera is disposed in the branching optical path and captures the first reflected light and the second reflected light to generate photographed images of the laser spot and groove. This allows the positional accuracy and processing quality of laser processing to be measured simultaneously.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、分岐光路に配置され且つカメラに入射する第1反射光の光量を低減させる光量低減フィルタを備える。これより、撮影画像内の白飛びの発生を防止することができる。 In another aspect of the present invention, a laser processing device is provided with a light reduction filter that is disposed in the branched optical path and reduces the amount of first reflected light that enters the camera. This makes it possible to prevent overexposure in the captured image.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光の波長と照明光の波長域が互いに異なっており、光量低減フィルタが、レーザ光の波長域に対応する光の光量を低減させるバンドストップフィルタである。これより、撮影画像内の白飛びの発生を防止することができる。 In a laser processing device according to another aspect of the present invention, the wavelength of the laser light and the wavelength range of the illumination light are different, and the light intensity reduction filter is a band-stop filter that reduces the amount of light corresponding to the wavelength range of the laser light. This makes it possible to prevent overexposure in the captured image.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光とは異なる波長域の照明光を出射する照明光源と、レーザ光及び照明光源から出射された照明光を集光レンズまで導き且つストリートで反射されたレーザ光の第1反射光及び照明光の第2反射光が集光レンズから入射する主光路と、主光路に配置された第1分岐光学素子であって且つ主光路に入射した第1反射光を、主光路から分岐した第1分岐光路に向けて出射する第1分岐光学素子と、主光路に配置された第2分岐光学素子であって且つ主光路に入射した第2反射光を、主光路から分岐した第2分岐光路に向けて出射する第1分岐光学素子と、を備え、カメラが、第1分岐光路に配置され且つ第1反射光を撮像する第1カメラと、第2分岐光路に配置され且つ第2反射光を撮像する第2カメラと、を含み、第1カメラの感度が、第2カメラの感度よりも低く設定されている。これより、撮影画像内の白飛びの発生を防止することができる。 In another aspect of the present invention, the laser processing device includes an illumination light source that emits illumination light in a wavelength range different from that of laser light; a main optical path that guides the laser light and the illumination light emitted from the illumination light source to a condenser lens and into which a first reflected light of the laser light reflected by a street and a second reflected light of the illumination light enter from the condenser lens; a first branching optical element arranged in the main optical path that outputs the first reflected light that entered the main optical path toward a first branched optical path branched from the main optical path; and a second branching optical element arranged in the main optical path that outputs the second reflected light that entered the main optical path toward a second branched optical path branched from the main optical path. The camera includes a first camera arranged in the first branched optical path that captures the first reflected light, and a second camera arranged in the second branched optical path that captures the second reflected light, with the sensitivity of the first camera set lower than that of the second camera. This prevents blown-out highlights from occurring in captured images.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ加工として、ストリートに沿って互いに平行な2条の溝を形成する縁切り加工と、2条の溝の間に溝を形成する中抜き加工と、を行い、カメラが、縁切り加工が行われている間、集光レンズを通して縁切り加工に対応するレーザスポットと溝とを同時に撮影し、且つ中抜き加工が行われている間、集光レンズを通して中抜き加工に対応するレーザスポットと溝とを同時に撮影する。 In another aspect of the laser processing device of the present invention, the laser processing involves edge cutting, which forms two parallel grooves along the street, and hollowing, which forms a groove between the two grooves.The camera simultaneously captures images of the laser spot corresponding to the edge cutting and the grooves through a condenser lens while the edge cutting is being performed, and simultaneously captures images of the laser spot corresponding to the hollow cutting and the grooves through a condenser lens while the hollowing is being performed.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、縁切り加工が行われている間、集光レンズを通してストリートの縁切り加工領域を照明する第1照明光源と、中抜き加工が行われている間、集光レンズを通してストリートの中抜き加工領域を照明する第2照明光源と、を備える。 A laser processing device according to another aspect of the present invention includes a first illumination light source that illuminates the street edge cutting processing area through a condenser lens while edge cutting processing is being performed, and a second illumination light source that illuminates the street hollowing processing area through a condenser lens while hollowing processing is being performed.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光の光路上に設けられたミラー機構を備え、ミラー機構が、複数のミラーと、複数のミラーの位置及び姿勢の少なくともいずれか一方を調整する調整機構と、を含む。 A laser processing device according to another aspect of the present invention includes a mirror mechanism provided on the optical path of the laser light, the mirror mechanism including a plurality of mirrors and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the position and orientation of the plurality of mirrors.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、集光レンズが、第1集光レンズと、第1集光レンズを間に挟んで第1集光レンズと共に加工送り方向に沿って一列に配置された2個の第2集光レンズと、を含み、レーザヘッドが、レーザ光として、縁切り加工に対応する2本の第1レーザ光と、中抜き加工に対応する第2レーザ光と、を出射するレーザ光出射系と、レーザ光出射系から出射された2本の第1レーザ光を第1集光レンズに導き且つレーザ光出射系から出射された第2レーザ光を2個の第2集光レンズに選択的に導く接続光学系と、を備え、接続光学系が、テーブルに対してレーザヘッドが加工送り方向の往路方向側及び復路方向側のいずれか一方向側に相対移動される場合に、レーザ光出射系から出射された第2レーザ光を、第1集光レンズに対して往路方向側及び復路方向側の他方向側に位置する第2集光レンズに導き、カメラが、第1集光レンズ及び2個の第2集光レンズごとに設けられている。これにより、ウェーハのレーザ加工に要するタクトタイムを低減することができる。 In another aspect of the laser processing device of the present invention, the focusing lens includes a first focusing lens and two second focusing lenses arranged in a row along the processing feed direction with the first focusing lens sandwiched between them; the laser head includes a laser light emitting system that emits two first laser beams corresponding to edge cutting processing and a second laser beam corresponding to center cutting processing as laser beams; and a connection optical system that guides the two first laser beams emitted from the laser light emitting system to the first focusing lens and selectively guides the second laser beam emitted from the laser light emitting system to the two second focusing lenses; when the laser head is moved relative to the table in either the forward direction or the backward direction in the processing feed direction, the connection optical system guides the second laser beam emitted from the laser light emitting system to the second focusing lens located on the other side of the first focusing lens in the forward direction or the backward direction; and a camera is provided for each of the first focusing lens and the two second focusing lenses. This reduces the takt time required for laser processing of wafers.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光出射系が、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を2分岐させる分岐素子と、分岐素子により分岐されたレーザ光の一方から2本の第1レーザ光を生成して出射する第1光形成素子と、分岐素子により分岐されたレーザ光の他方から第2レーザ光を生成して出射する第2光形成素子と、レーザ光の光路上と、2本の第1レーザ光の光路上及び第2レーザ光の光路上との少なくともいずれか一方に設けられたミラー機構と、を備え、ミラー機構が、複数のミラーと、複数のミラーの位置及び姿勢の少なくともいずれか一方を調整する調整機構と、を含む。 In another aspect of the laser processing device of the present invention, the laser beam emission system includes a laser light source that emits laser beams, a branching element that branches the laser beam emitted from the laser light source into two beams, a first beam forming element that generates and emits two first laser beams from one of the laser beams branched by the branching element, a second beam forming element that generates and emits a second laser beam from the other laser beam branched by the branching element, and a mirror mechanism provided on the optical path of the laser beam and/or on the optical paths of the two first laser beams and the second laser beam, and the mirror mechanism includes a plurality of mirrors and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the position and orientation of the plurality of mirrors.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、集光レンズが、第1集光レンズと、第1集光レンズを間に挟んで第1集光レンズと共に加工送り方向に沿って一列に配置された2個の第2集光レンズと、を含み、レーザヘッドが、レーザ光として縁切り加工に対応する2本の第1レーザ光を出射する第1レーザ光出射系と、レーザ光として中抜き加工に対応する第2レーザ光を出射する2個の第2レーザ光出射系と、第1レーザ光出射系から出射された2本の第1レーザ光を第1集光レンズに導く第1接続光学系と、テーブルに対してレーザヘッドが加工送り方向の往路方向側に相対移動される場合に、第2レーザ光出射系の一方から出射された第2レーザ光を、第1集光レンズに対して加工送り方向の復路方向側に位置する第2集光レンズに導き、且つテーブルに対してレーザヘッドが復路方向側に相対移動される場合に、第2レーザ光出射系の他方から出射された第2レーザ光を、第1集光レンズに対して往路方向側に位置する第2集光レンズに導く第2接続光学系と、を備え、カメラが、第1集光レンズ及び2個の第2集光レンズごとに設けられている。 In another aspect of the laser processing device of the present invention, the condenser lens includes a first condenser lens and two second condenser lenses arranged in a row along the processing feed direction together with the first condenser lens, sandwiching the first condenser lens therebetween; the laser head includes a first laser light emitting system that emits two first laser beams corresponding to edge cutting as laser beams, two second laser light emitting systems that emit second laser beams corresponding to center cutting as laser beams, a first connecting optical system that guides the two first laser beams emitted from the first laser light emitting system to the first condenser lens; and a laser head that is connected to a table. and a second connection optical system that guides the second laser light emitted from one of the second laser light emitting systems to a second condenser lens located on the return side of the processing feed direction relative to the first condenser lens when the laser head is moved relatively in the outgoing direction in the processing feed direction, and that guides the second laser light emitted from the other of the second laser light emitting systems to a second condenser lens located on the return side of the first condenser lens when the laser head is moved relatively in the return direction relative to the table, and cameras are provided for each of the first condenser lens and two second condenser lenses.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、2本の第1レーザ光の光路上及び第2レーザ光の光路上に設けられたミラー機構を備え、ミラー機構が、複数のミラーと、複数のミラーの位置及び姿勢の少なくともいずれか一方を調整する調整機構と、を含む。 A laser processing device according to another aspect of the present invention includes a mirror mechanism provided on the optical paths of two first laser beams and one second laser beam, the mirror mechanism including a plurality of mirrors and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the position and orientation of the plurality of mirrors.

本発明は、レーザ加工の位置精度及び加工品質をより向上させることができる。 The present invention can further improve the positional accuracy and processing quality of laser processing.

第1実施形態のレーザ加工装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment. ウェーハの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a wafer. 奇数番目のストリートに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining laser processing along odd-numbered streets. 偶数番目のストリートに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining laser processing along even-numbered streets. ウェーハに対して往路方向側に相対移動されるレーザヘッドによる縁切り加工及び中抜き加工と、レーザスポット及び2条の縁切り溝の同時撮影と、レーザスポット及び中抜き溝の同時撮影と、を説明するための説明図である。This is an explanatory diagram to explain edge cutting and hollowing processing using a laser head that moves relative to the wafer in the forward direction, simultaneous photography of the laser spot and two edge cutting grooves, and simultaneous photography of the laser spot and hollowing grooves. ウェーハに対して復路方向側に相対移動されるレーザヘッドによる縁切り加工及び中抜き加工と、レーザスポット及び2条の縁切り溝の同時撮影と、レーザスポット及び中抜き溝の同時撮影と、を説明するための説明図である。This is an explanatory diagram to explain edge cutting and core cutting processing using a laser head that moves relative to the wafer in the return direction, simultaneous photography of the laser spot and two edge cutting grooves, and simultaneous photography of the laser spot and core cutting grooves. 制御装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a control device. 位置精度測定部による縁切り加工の位置精度の測定を説明するための説明図である。10 is an explanatory diagram for explaining measurement of the positional accuracy of edge cutting processing by a positional accuracy measurement unit. FIG. 位置精度測定部による中抜き加工の位置精度の測定を説明するための説明図である。10 is an explanatory diagram for explaining measurement of positional accuracy of hollowing by a positional accuracy measuring unit. FIG. 加工品質測定部による縁切り加工の加工品質の測定を説明するための説明図である。10 is an explanatory diagram for explaining measurement of the processing quality of edge cutting by a processing quality measurement unit. FIG. 加工品質測定部による中抜き加工の加工品質の測定を説明するための説明図である。10 is an explanatory diagram for explaining measurement of the processing quality of hollowing by a processing quality measurement unit. FIG. レーザ加工装置によるウェーハの各ストリートのレーザ加工処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing the flow of laser processing of each street of a wafer by the laser processing device. 第2実施形態のレーザ加工装置のレーザヘッドの概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a laser head of a laser processing apparatus according to a second embodiment. 第3実施形態のレーザ加工装置のレーザヘッドの概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a laser head of a laser processing apparatus according to a third embodiment. 第4実施形態のレーザ加工装置のレーザヘッドの概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a laser head of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment. 第5実施形態のレーザ加工装置のレーザヘッドの概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a laser head of a laser processing apparatus according to a fifth embodiment. 第6実施形態のレーザ加工装置のレーザヘッドの概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a laser head of a laser processing apparatus according to a sixth embodiment. 第7実施形態のレーザ加工装置のレーザヘッドの概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a laser head of a laser processing apparatus according to a seventh embodiment.

[第1実施形態のレーザ加工装置の全体構成]
図1は、第1実施形態のレーザ加工装置10の概略図である。図1に示すように、レーザ加工装置10は、ウェーハ12の複数のストリートCに沿ってレーザ加工(レーザアブレーション加工、アブレーション溝加工ともいう)を施す。なお、図中のXYZ方向は互いに直交し、このうちX方向及びY方向は水平方向であり、Z方向は上下方向である。ここでX方向は本発明の加工送り方向に相当し且つY方向は本発明の垂直方向に相当する。
[Overall configuration of the laser processing device of the first embodiment]
Fig. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus 10 according to a first embodiment. As shown in Fig. 1, the laser processing apparatus 10 performs laser processing (also referred to as laser ablation processing or ablation groove processing) along a plurality of streets C on a wafer 12. Note that the X, Y, and Z directions in the figure are mutually orthogonal, with the X and Y directions being horizontal directions and the Z direction being the up-down direction. Here, the X direction corresponds to the processing feed direction in the present invention, and the Y direction corresponds to the vertical direction in the present invention.

図2は、ウェーハ12の平面図である。図2に示すように、ウェーハ12は、シリコン等の基板の表面にLow-k膜と回路を形成する機能膜とを積層した積層体である。ウェーハ12は格子状に配列された複数のストリートCによって複数の領域に区画されている。この区画された各領域にはチップ14を構成するデバイス16が設けられている。 Figure 2 is a plan view of the wafer 12. As shown in Figure 2, the wafer 12 is a laminated body in which a low-k film and a functional film that forms circuits are stacked on the surface of a substrate such as silicon. The wafer 12 is divided into multiple regions by multiple streets C arranged in a grid pattern. Each of these divided regions is provided with a device 16 that constitutes a chip 14.

レーザ加工装置10は、図中の括弧付き数字(1)~(4)、・・・に示すように、互いに交差する方向の一方向に沿ったストリートCごとにストリートCに沿って基板上のLow-k膜等を除去するレーザ加工を行う。また、レーザ加工装置10は、一方向に平行な全てのストリートCのレーザ加工が完了すると、ウェーハ12を90°回転させて、他方向に沿ったストリートCごとにストリートCに沿ってLow-k膜等を除去するレーザ加工を行う。 As indicated by the parenthesized numbers (1) to (4) in the figure, the laser processing device 10 performs laser processing to remove low-k films and other materials from the substrate along each street C along one of the intersecting directions. After completing laser processing of all streets C parallel to one direction, the laser processing device 10 rotates the wafer 12 by 90 degrees and performs laser processing to remove low-k films and other materials along each street C along the other direction.

この際にレーザ加工装置10は、ウェーハ12のレーザ加工に要するタクトタイムを低減するために、ウェーハ12に対して後述のレーザヘッド24をX方向に相対移動させる際の加工送り方向(相対移動方向)をストリートCごとに交互に切り替える。 At this time, in order to reduce the takt time required for laser processing of the wafer 12, the laser processing device 10 alternates the processing feed direction (relative movement direction) when moving the laser head 24 (described below) relative to the wafer 12 in the X direction for each street C.

例えば、図中の括弧付き数字(1),(3)等に示す奇数番目のストリートCに沿ってレーザ加工を行う場合には、ウェーハ12に対して後述のレーザヘッド24をX方向の一方向側である往路方向側XA(図5参照)に相対移動させる。また、図中の括弧付き数字(2),(4)等に示す偶数番目のストリートCに沿ってレーザ加工を行う場合には、ウェーハ12に対してレーザヘッド24をX方向の他方向側である復路方向側XB(図6参照)に相対移動させる。 For example, when laser processing is performed along odd-numbered streets C, such as those indicated by parenthesized numbers (1) and (3) in the figure, the laser head 24, described below, is moved relative to the wafer 12 in one direction in the X direction, that is, the forward direction XA (see FIG. 5). Furthermore, when laser processing is performed along even-numbered streets C, such as those indicated by parenthesized numbers (2) and (4) in the figure, the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the other direction in the X direction, that is, the backward direction XB (see FIG. 6).

図3は、奇数番目のストリートCに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。図4は、偶数番目のストリートCに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。 Figure 3 is an explanatory diagram illustrating laser processing along odd-numbered streets C. Figure 4 is an explanatory diagram illustrating laser processing along even-numbered streets C.

図3及び図4に示すように、本実施形態ではレーザ加工として縁切り加工及び中抜き加工が同時に(並行して)実行される。縁切り加工は、2本の第1レーザ光L1を用いて行うレーザ加工であって、且つストリートCに沿って互いに平行な2条の縁切り溝18(本発明の2条の第1溝に相当するアブレーション溝)を形成するレーザ加工である。中抜き加工は、2本の第1レーザ光L1よりも太径の1本の第2レーザ光L2を用いて行うレーザ加工であって、且つ縁切り加工で形成された2条の縁切り溝18の間に中抜き溝19(本発明の第2溝に相当するアブレーション溝)を形成するレーザ加工である。なお、2条の縁切り溝18及び中抜き溝19については公知技術(特許文献1参照)であるので、その詳細についての説明は省略する。 As shown in Figures 3 and 4, in this embodiment, edge cutting and hollowing are performed simultaneously (in parallel) as laser processing. Edge cutting is performed using two first laser beams L1, and forms two parallel edge cutting grooves 18 (ablation grooves corresponding to the two first grooves of the present invention) along street C. Hole cutting is performed using one second laser beam L2, which has a larger diameter than the two first laser beams L1, and forms a hollowing groove 19 (ablation groove corresponding to the second groove of the present invention) between the two edge cutting grooves 18 formed by the edge cutting. Note that the two edge cutting grooves 18 and hollowing groove 19 are publicly known technologies (see Patent Document 1), so detailed description thereof will be omitted.

このようにレーザ加工装置10では、ウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XA(図5参照)に相対移動させたり或いは復路方向側XB(図6参照)に相対移動させたりする場合のいずれにおいても、縁切り加工を中抜き加工よりも先行して行う。 In this way, in the laser processing device 10, whether the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the forward direction XA (see Figure 5) or in the backward direction XB (see Figure 6), the edge cutting process is performed before the hollowing process.

図1に戻って、レーザ加工装置10は、ストリートCのレーザ加工と並行して、2本の第1レーザ光L1のレーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、第2レーザ光L2のレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18(中抜き溝19も含む)の同時撮影と、を行う。 Returning to Figure 1, the laser processing device 10 simultaneously captures the laser spots SP1 of the two first laser beams L1 and the two edge-cutting grooves 18, and also captures the laser spots SP2 of the second laser beam L2 and the two edge-cutting grooves 18 (including the hollow grooves 19) while laser processing street C.

レーザ加工装置10は、テーブル20と、レーザヘッド24と、顕微鏡26と、相対移動機構28と、制御装置30と、を備える。 The laser processing device 10 includes a table 20, a laser head 24, a microscope 26, a relative movement mechanism 28, and a control device 30.

テーブル20はウェーハ12を保持する。このテーブル20は、相対移動機構28により加工対象のストリートCに平行な加工送り方向であるX方向に移動されると共に、Z方向に平行なテーブル20の中心軸(回転軸)を中心として回転される。 The table 20 holds the wafer 12. The table 20 is moved by the relative movement mechanism 28 in the X direction, which is the processing feed direction parallel to the street C to be processed, and is rotated around the central axis (rotation axis) of the table 20, which is parallel to the Z direction.

レーザヘッド24(レーザ光学系又はレーザユニットともいう)は、第1レーザ光源22Aと、第2レーザ光源22Bと、第1集光レンズ38と、2個の第2集光レンズ40A,40Bと、を備える。このレーザヘッド24は、2本の第1レーザ光L1を第1集光レンズ38からストリートCに向けて照射する。また、レーザヘッド24は、第2レーザ光L2を2個の第2集光レンズ40A,40Bから選択的にストリートCに向けて照射する。なお、レーザヘッド24は、相対移動機構28によりY方向及びZ方向に移動される。 The laser head 24 (also referred to as the laser optical system or laser unit) includes a first laser light source 22A, a second laser light source 22B, a first condenser lens 38, and two second condenser lenses 40A and 40B. The laser head 24 irradiates two first laser beams L1 from the first condenser lens 38 toward street C. The laser head 24 also selectively irradiates second laser beams L2 from the two second condenser lenses 40A and 40B toward street C. The laser head 24 is moved in the Y and Z directions by a relative movement mechanism 28.

顕微鏡26は、レーザヘッド24に固定されており、レーザヘッド24と一体に移動する。顕微鏡26は、ウェーハ12に対する縁切り加工及び中抜き加工の前に、ウェーハ12に形成されているアライメント基準を撮影する。なお、アライメント基準は、ストリートC、デバイス16、或いは公知のアライメントマークが用いられる。 The microscope 26 is fixed to the laser head 24 and moves integrally with the laser head 24. The microscope 26 photographs the alignment reference formed on the wafer 12 before edge cutting and hollowing processing of the wafer 12. The alignment reference may be a street C, a device 16, or a known alignment mark.

相対移動機構28は、不図示のXYZアクチュエータ及びモータ等から構成されており、制御装置30の制御の下、テーブル20のX方向の移動及び回転軸を中心とする回転と、レーザヘッド24のY方向及びZ方向の移動と、を行う。これにより、相対移動機構28は、テーブル20及びウェーハ12に対してレーザヘッド24及び顕微鏡26を相対移動させることができる。 The relative movement mechanism 28 is composed of an XYZ actuator and motor (not shown), and under the control of the control device 30, moves the table 20 in the X direction and rotates it around the rotation axis, and moves the laser head 24 in the Y and Z directions. This allows the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 and microscope 26 relative to the table 20 and wafer 12.

相対移動機構28を駆動することで、加工対象のストリートCの一端である加工開始位置に対するレーザヘッド24の位置合わせ(アライメント)と、ストリートCに沿った加工送り方向(X方向)のレーザヘッド24の相対移動と、を実行することができる。また、相対移動機構28を駆動して、テーブル20を90°回転させることで、互いに交差する各ストリートCを選択的に加工送り方向(X方向)に平行にすることができる。 By driving the relative movement mechanism 28, it is possible to align the laser head 24 with the processing start position, which is one end of the street C to be processed, and to relatively move the laser head 24 in the processing feed direction (X direction) along the street C. Furthermore, by driving the relative movement mechanism 28 and rotating the table 20 by 90 degrees, it is possible to selectively make each of the intersecting streets C parallel to the processing feed direction (X direction).

制御装置30は、レーザヘッド24、顕微鏡26、及び相対移動機構28等のレーザ加工装置10の各部の動作を統括的に制御して、レーザヘッド24のアライメント、ストリートCごとのレーザ加工、レーザスポットSP1と2条の縁切り溝18との同時撮影、及びレーザスポットSP2と中抜き溝19との同時撮影等を実行する。 The control device 30 comprehensively controls the operation of each part of the laser processing device 10, such as the laser head 24, microscope 26, and relative movement mechanism 28, and performs operations such as aligning the laser head 24, laser processing for each street C, simultaneously photographing the laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18, and simultaneously photographing the laser spot SP2 and the hollow groove 19.

[レーザヘッド]
図5は、ウェーハ12に対して往路方向側XAに相対移動されるレーザヘッド24による縁切り加工及び中抜き加工と、レーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、レーザスポットSP2及び中抜き溝19の同時撮影と、を説明するための説明図である。図6は、ウェーハ12に対して復路方向側XBに相対移動されるレーザヘッド24による縁切り加工及び中抜き加工と、レーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、レーザスポットSP2及び中抜き溝19の同時撮影と、を説明するための説明図である。
[Laser head]
Fig. 5 is an explanatory diagram for explaining edge cutting and center cutting processing by the laser head 24 moved relatively in the forward direction side XA with respect to the wafer 12, simultaneous photography of the laser spot SP1 and the two edge cutting grooves 18, and simultaneous photography of the laser spot SP2 and the center cutting groove 19. Fig. 6 is an explanatory diagram for explaining edge cutting and center cutting processing by the laser head 24 moved relatively in the backward direction side XB with respect to the wafer 12, simultaneous photography of the laser spot SP1 and the two edge cutting grooves 18, and simultaneous photography of the laser spot SP2 and the center cutting groove 19.

以下、ウェーハ12に対して往路方向側XAに相対移動されるレーザヘッド24の加工対象である奇数番目のストリートCを適宜「往路」といい、復路方向側XBに相対移動されるレーザヘッド24の加工対象である偶数番目のストリートCを適宜「復路」という。 Hereinafter, odd-numbered streets C that are the target of processing by the laser head 24 that moves relatively in the forward direction XA with respect to the wafer 12 will be referred to as the "forward path" as appropriate, and even-numbered streets C that are the target of processing by the laser head 24 that moves relatively in the backward direction XB will be referred to as the "backward path" as appropriate.

図5及び図6に示すように、レーザヘッド24は、第1レーザ光源22Aと、第2レーザ光源22Bと、ステアリングミラー機構M1A,M1Bと、第1光形成素子32と、ビームスプリッタ33と、第2光形成素子34と、ビームスプリッタ35と、接続切替素子36と、ビームスプリッタ37と、第1集光レンズ38と、第2集光レンズ40A,40Bと、照明光源41と、ビームスプリッタ42,43A,43Bと、カメラ45,46A,46Bと、を備える。なお、第1レーザ光源22A、第2レーザ光源22B、第1光形成素子32、及び第2光形成素子34等は、本発明のレーザ光出射系を構成する。 As shown in Figures 5 and 6, the laser head 24 includes a first laser light source 22A, a second laser light source 22B, steering mirror mechanisms M1A and M1B, a first light forming element 32, a beam splitter 33, a second light forming element 34, a beam splitter 35, a connection switching element 36, a beam splitter 37, a first condenser lens 38, second condenser lenses 40A and 40B, an illumination light source 41, beam splitters 42, 43A, and 43B, and cameras 45, 46A, and 46B. The first laser light source 22A, the second laser light source 22B, the first light forming element 32, and the second light forming element 34 constitute the laser light emission system of the present invention.

第1レーザ光源22Aは、制御装置30の制御の下、縁切り加工に適した条件(波長、パルス幅、及び繰り返し周波数等)のレーザ光LAを、後述のステアリングミラー機構M1Aを介して第1光形成素子32へ出射する。第2レーザ光源22Bは、制御装置30の制御の下、中抜き加工に適した条件(波長、パルス幅、及び繰り返し周波数等)のレーザ光LBを、後述のステアリングミラー機構M1Bを介して第2光形成素子34へ出射する。 Under the control of the control device 30, the first laser light source 22A emits laser light LA with conditions (wavelength, pulse width, repetition frequency, etc.) suitable for edge cutting processing to the first light forming element 32 via a steering mirror mechanism M1A (described below).Under the control of the control device 30, the second laser light source 22B emits laser light LB with conditions (wavelength, pulse width, repetition frequency, etc.) suitable for hollow cutting processing to the second light forming element 34 via a steering mirror mechanism M1B (described below).

第1光形成素子32は、例えば回折光学素子(Diffractive Optical Element:DOE)が用いられる。この第1光形成素子32は、第1レーザ光源22Aより入射したレーザ光LAから縁切り加工に対応する2本の第1レーザ光L1を形成し、2本の第1レーザ光L1をビームスプリッタ33に向けて出射する。これにより、2本の第1レーザ光L1の一部がビームスプリッタ33により第1集光レンズ38に向けて反射される。その結果、ストリートC(往路及び復路)上に第1集光レンズ38により2本の第1レーザ光L1が集光され、ストリートC上においてY方向に離間した2個のレーザスポットSP1が形成される。 The first light forming element 32 may be, for example, a diffractive optical element (DOE). This first light forming element 32 forms two first laser beams L1 corresponding to the edge cutting process from the laser beam LA incident from the first laser light source 22A, and emits the two first laser beams L1 toward the beam splitter 33. As a result, portions of the two first laser beams L1 are reflected by the beam splitter 33 toward the first condenser lens 38. As a result, the two first laser beams L1 are condensed by the first condenser lens 38 onto street C (outbound and return paths), and two laser spots SP1 spaced apart in the Y direction are formed on street C.

なお、図示は省略するが、第1光形成素子32から第1集光レンズ38に至る2本の第1レーザ光L1の光路(光路上に設けられた各種光学素子を含む)は、本発明の接続光学系の一部を構成する。 Although not shown, the optical paths of the two first laser beams L1 (including the various optical elements arranged along the optical paths) from the first light forming element 32 to the first focusing lens 38 constitute part of the connection optical system of the present invention.

第2光形成素子34は、例えば回折光学素子及びマスク等が用いられる。第2光形成素子34は、第2レーザ光源22Bより入射したレーザ光LBから中抜き加工に対応する第2レーザ光L2を形成する。第2レーザ光L2は、ウェーハ12上において2条の縁切り溝18の間に矩形状(円形状等の他の形状でも可)の1個のレーザスポットSP2を形成する。このスポットのY方向の幅は、2条の縁切り溝18の間隔に合わせて調整されている。そして、第2光形成素子34から出射された第2レーザ光L2は、その一部がビームスプリッタ35により接続切替素子36に向けて反射される。 The second light forming element 34 may be, for example, a diffractive optical element or a mask. The second light forming element 34 forms the second laser light L2 corresponding to the hollowing process from the laser light LB incident from the second laser light source 22B. The second laser light L2 forms a single rectangular (or other shape such as circular) laser spot SP2 between the two edge cutting grooves 18 on the wafer 12. The width of this spot in the Y direction is adjusted to match the spacing between the two edge cutting grooves 18. A portion of the second laser light L2 emitted from the second light forming element 34 is reflected by the beam splitter 35 toward the connection switching element 36.

接続切替素子36は、本発明の接続光学系を構成する。この接続切替素子36としては、公知の光スイッチなどが用いられる。なお、各種の光学素子[λ/2板、偏光ビームスプリッタ、ハーフミラー(ビームスプリッタ)、及びシャッタ等]を適宜組み合わせて接続切替素子36を構成してもよい。接続切替素子36は、第2光形成素子34から出射された第2レーザ光L2を第2集光レンズ40A及び第2集光レンズ40B(ステアリングミラー機構M1Bを介してビームスプリッタ37)に選択的に導く。ビームスプリッタ37は、接続切替素子36から入射した第2レーザ光L2の一部を第2集光レンズ40Bに向けて反射する。 The connection switching element 36 constitutes the connection optical system of the present invention. A known optical switch or the like is used as this connection switching element 36. The connection switching element 36 may also be constituted by an appropriate combination of various optical elements [such as a λ/2 plate, a polarizing beam splitter, a half mirror (beam splitter), and a shutter]. The connection switching element 36 selectively guides the second laser light L2 emitted from the second light forming element 34 to the second condenser lens 40A and the second condenser lens 40B (beam splitter 37 via a steering mirror mechanism M1B). The beam splitter 37 reflects a portion of the second laser light L2 incident from the connection switching element 36 toward the second condenser lens 40B.

第1集光レンズ38及び第2集光レンズ40A,40Bは、X方向(加工送り方向)に沿って一列に配置されている。第1集光レンズ38は、第2集光レンズ40Aと第2集光レンズ40Bとの間に配置されている。第2集光レンズ40Aは、第1集光レンズ38に対して復路方向側XBに配置されている。第2集光レンズ40Bは、第1集光レンズ38に対して往路方向側XAに配置されている。 The first condenser lens 38 and the second condenser lenses 40A and 40B are arranged in a row along the X direction (processing feed direction). The first condenser lens 38 is arranged between the second condenser lenses 40A and 40B. The second condenser lens 40A is arranged on the return path side XB relative to the first condenser lens 38. The second condenser lens 40B is arranged on the forward path side XA relative to the first condenser lens 38.

第1集光レンズ38は、第1光形成素子32から入射した2本の第1レーザ光L1をストリートC(往路及び復路)上に集光させる。第2集光レンズ40Aは、接続切替素子36から入射した第2レーザ光L2をストリートC(往路)上に集光させる。第2集光レンズ40Bは、接続切替素子36からビームスプリッタ37を介して入射した第2レーザ光L2をストリートC(復路)上に集光させる。 The first focusing lens 38 focuses the two first laser beams L1 incident from the first light forming element 32 onto street C (outward and return paths). The second focusing lens 40A focuses the second laser beam L2 incident from the connection switching element 36 onto street C (outward path). The second focusing lens 40B focuses the second laser beam L2 incident from the connection switching element 36 via the beam splitter 37 onto street C (return path).

接続切替素子36は、レーザヘッド24がウェーハ12に対して往路方向側XA及び復路方向側XBのいずれか一方向側に相対移動される場合に、第2光形成素子34から出射された第2レーザ光L2を、第2集光レンズ40A,40Bのうちで第1集光レンズ38に対して往路方向側XA及び復路方向側XBの他方向側に位置するレンズに導く。 When the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in either the forward direction side XA or the backward direction side XB, the connection switching element 36 guides the second laser light L2 emitted from the second light forming element 34 to one of the second condenser lenses 40A, 40B located on the other side of the forward direction side XA or the backward direction side XB relative to the first condenser lens 38.

具体的には接続切替素子36は、レーザヘッド24がウェーハ12に対して往路方向側XAに相対移動される場合には、第2光形成素子34から出射された第2レーザ光L2を第2集光レンズ40Aに導く(図5参照)。これにより、第2集光レンズ40Aにより第2レーザ光L2がストリートC(往路)上に集光される。その結果、レーザヘッド24の往路方向側XAへの相対移動によりストリートC(往路)に沿って縁切り加工が先行して実行されることで2条の縁切り溝18が形成され、続いて中抜き加工が実行されることで2条の縁切り溝18の間に中抜き溝19が形成される。 Specifically, when the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the forward direction XA, the connection switching element 36 guides the second laser beam L2 emitted from the second light forming element 34 to the second condenser lens 40A (see FIG. 5). This causes the second laser beam L2 to be focused on street C (forward path) by the second condenser lens 40A. As a result, the relative movement of the laser head 24 in the forward direction XA first performs edge cutting processing along street C (forward path), forming two edge cutting grooves 18, and then performs center cutting processing, forming a center cutting groove 19 between the two edge cutting grooves 18.

また接続切替素子36は、レーザヘッド24がウェーハ12に対して復路方向側XBに相対移動される場合には、第2光形成素子34から出射された第2レーザ光L2を第2集光レンズ40Bに導く(図6参照)。これにより、ストリートC(復路)上に第2集光レンズ40Bにより第2レーザ光L2が集光される。その結果、レーザヘッド24の復路方向側XBへの相対移動によりストリートC(復路)に沿って縁切り加工が先行して実行されることで2条の縁切り溝18が形成され、続いて中抜き加工が実行されることで2条の縁切り溝18の間に中抜き溝19が形成される。 Furthermore, when the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the return direction XB, the connection switching element 36 guides the second laser light L2 emitted from the second light forming element 34 to the second condenser lens 40B (see Figure 6). This causes the second laser light L2 to be focused on street C (return direction) by the second condenser lens 40B. As a result, the relative movement of the laser head 24 in the return direction XB first performs edge cutting processing along street C (return direction), forming two edge cutting grooves 18, and then performs center cutting processing, forming a center cutting groove 19 between the two edge cutting grooves 18.

照明光源41は、レーザ加工中のストリートC(2条の縁切り溝18及び中抜き溝19)を照明する照明光L3を出射する。なお、照明光L3は、第1集光レンズ38及び第2集光レンズ40A,40Bでの収差の影響を抑えるために、レーザ光LA,LBの波長域(約355nm)に近い波長域(約430nm)の光が用いられる。 The illumination light source 41 emits illumination light L3 that illuminates the street C (the two edge-cut grooves 18 and the hollow groove 19) during laser processing. Note that illumination light L3 uses light in a wavelength range (approximately 430 nm) close to the wavelength range (approximately 355 nm) of the laser beams LA and LB in order to suppress the effects of aberrations in the first condenser lens 38 and the second condenser lenses 40A and 40B.

照明光源41から出射された照明光L3は、ビームスプリッタ42,33を介して第1集光レンズ38に入射し、第1集光レンズ38によりストリートC(往路及び復路)及び2条の縁切り溝18に集光される。これにより、ストリートC(往路及び復路)の縁切り加工中に、照明光L3によりストリートC(往路及び復路)及び2条の縁切り溝18が照明される。 The illumination light L3 emitted from the illumination light source 41 enters the first condenser lens 38 via the beam splitters 42 and 33, and is condensed by the first condenser lens 38 onto the street C (outbound and inbound paths) and the two edge-cutting grooves 18. As a result, the street C (outbound and inbound paths) and the two edge-cutting grooves 18 are illuminated by the illumination light L3 during edge-cutting processing of the street C (outbound and inbound paths).

また、照明光源41から出射された照明光L3は、ビームスプリッタ43A,35及び接続切替素子36を介して第2集光レンズ40Aに入射し、第2集光レンズ40AによりストリートC(往路)、2条の縁切り溝18、及び中抜き溝19に集光される。さらに、照明光L3は、ビームスプリッタ43B,37を介して第2集光レンズ40Bに入射し、第2集光レンズ40BによりストリートC(復路)、2条の縁切り溝18、及び中抜き溝19に集光される。これにより、ストリートC(往路及び復路)の中抜き加工中に、照明光L3によってストリートC、2条の縁切り溝18、及び中抜き溝19が照明される。 Furthermore, illumination light L3 emitted from the illumination light source 41 enters the second condenser lens 40A via the beam splitter 43A, 35 and the connection switching element 36, and is focused by the second condenser lens 40A onto street C (outbound path), the two edge-cutting grooves 18, and the cut-out groove 19. Furthermore, illumination light L3 enters the second condenser lens 40B via the beam splitter 43B, 37, and is focused by the second condenser lens 40B onto street C (return path), the two edge-cutting grooves 18, and the cut-out groove 19. As a result, street C, the two edge-cutting grooves 18, and the cut-out groove 19 are illuminated by illumination light L3 during cut-out processing of street C (outbound path and return path).

第1レーザ光源22Aから第1集光レンズ38に至る光路と、照明光源41から第1集光レンズ38に至る光路とによって主光路OP1が構成される。主光路OP1は、第1レーザ光L1及び照明光L3を第1集光レンズ38まで導く。また、主光路OP1には、ストリートC(往路及び復路)で反射された第1レーザ光L1の反射光であるレーザ反射光R1(第1反射光に相当)及び照明光L3の反射光である照明反射光R3(第2反射光に相当)が第1集光レンズ38から入射する。主光路OP1に入射した各反射光R1,R3の一部は、ビームスプリッタ33を透過してビームスプリッタ42に入射する。 The main optical path OP1 is composed of the optical path from the first laser light source 22A to the first condenser lens 38 and the optical path from the illumination light source 41 to the first condenser lens 38. The main optical path OP1 guides the first laser light L1 and illumination light L3 to the first condenser lens 38. Also, the main optical path OP1 is entered from the first condenser lens 38 by reflected laser light R1 (corresponding to the first reflected light), which is the reflected light of the first laser light L1 reflected by street C (outbound and return paths), and reflected illumination light R3 (corresponding to the second reflected light), which is the reflected light of the illumination light L3. A portion of each reflected light R1, R3 that enters the main optical path OP1 passes through the beam splitter 33 and enters the beam splitter 42.

第2レーザ光源22Bから第2集光レンズ40Aに至る光路と、照明光源41から第2集光レンズ40Aに至る光路とによって、主光路OP2が構成される。主光路OP2は、第2レーザ光L2及び照明光L3を第2集光レンズ40Aまで導く。また、主光路OP2には、ストリートC(往路)で反射された第2レーザ光L2の反射光であるレーザ反射光R2(第1反射光に相当)及び既述の照明反射光R3が第2集光レンズ40Aから入射する。主光路OP2に入射した各反射光R2,R3の一部は、接続切替素子36及びビームスプリッタ35を透過してビームスプリッタ43Aに入射する。 The main optical path OP2 is composed of the optical path from the second laser light source 22B to the second condenser lens 40A and the optical path from the illumination light source 41 to the second condenser lens 40A. The main optical path OP2 guides the second laser light L2 and illumination light L3 to the second condenser lens 40A. Also, the main optical path OP2 receives reflected laser light R2 (corresponding to the first reflected light), which is the reflected light of the second laser light L2 reflected on street C (outbound path), and the previously described illumination reflected light R3 from the second condenser lens 40A. A portion of each reflected light R2, R3 that enters the main optical path OP2 passes through the connection switching element 36 and beam splitter 35 and enters the beam splitter 43A.

第2レーザ光源22Bから第2集光レンズ40Bに至る光路と、照明光源41から第2集光レンズ40Bに至る光路とによって、主光路OP3が構成される。主光路OP3は、第2レーザ光L2及び照明光L3を第2集光レンズ40Bまで導く。また、主光路OP3には、ストリートC(復路)で反射された各反射光R2,R3が第2集光レンズ40Bから入射する。主光路OP3に入射した各反射光R2,R3の一部は、ビームスプリッタ37を透過してビームスプリッタ43Bに入射する。 The main optical path OP3 is composed of the optical path from the second laser light source 22B to the second condenser lens 40B and the optical path from the illumination light source 41 to the second condenser lens 40B. The main optical path OP3 guides the second laser light L2 and illumination light L3 to the second condenser lens 40B. In addition, reflected light R2 and R3 reflected on street C (return path) enter the main optical path OP3 from the second condenser lens 40B. A portion of the reflected light R2 and R3 entering the main optical path OP3 passes through the beam splitter 37 and enters the beam splitter 43B.

ビームスプリッタ42,43A,43B(ハーフミラーを含む)は、本発明の分岐光学素子に相当する。ビームスプリッタ42は、分岐光路BP1を主光路OP1から分岐させる。このビームスプリッタ42は、ビームスプリッタ33から入射した各反射光R1,R3の一部を分岐光路BP1に向けて反射する。 Beam splitters 42, 43A, and 43B (including half mirrors) correspond to the branching optical element of the present invention. Beam splitter 42 branches branched optical path BP1 from main optical path OP1. This beam splitter 42 reflects a portion of each reflected light beam R1 and R3 incident from beam splitter 33 toward branched optical path BP1.

ビームスプリッタ43Aは、分岐光路BP2を主光路OP2から分岐させる。このビームスプリッタ43Aは、ビームスプリッタ35から入射した各反射光R2,R3の一部を分岐光路BP2に向けて反射する。 Beam splitter 43A branches off branched optical path BP2 from main optical path OP2. This beam splitter 43A reflects a portion of each reflected light beam R2, R3 incident from beam splitter 35 toward branched optical path BP2.

ビームスプリッタ43Bは、分岐光路BP3を主光路OP3から分岐させる。このビームスプリッタ43Bは、ビームスプリッタ37から入射した各反射光R2,R3の一部を分岐光路BP3に向けて反射する。 Beam splitter 43B branches off branched optical path BP3 from main optical path OP3. This beam splitter 43B reflects a portion of each reflected light beam R2, R3 incident from beam splitter 37 toward branched optical path BP3.

カメラ45,46A,46Bは、不図示の撮影光学系及び撮像素子を備える電子カメラである。カメラ45は、分岐光路BP1上に配置されており、ビームスプリッタ42から入射した各反射光R1,R3を撮像する。これにより、カメラ45は、ストリートC(往路及び復路)の縁切り加工が行われている間、第1集光レンズ38を通して、レーザスポットSP1と2条の縁切り溝18とを同時撮影する。カメラ45により同時撮影されたレーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の撮影画像D1(画像データ)は、カメラ45から制御装置30へ出力される。 Cameras 45, 46A, and 46B are electronic cameras equipped with a photographing optical system and image sensor (not shown). Camera 45 is positioned on branched optical path BP1 and captures the reflected light beams R1 and R3 incident on beam splitter 42. As a result, camera 45 simultaneously captures the laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18 through first condenser lens 38 while edge-cutting processing of street C (outbound and return paths) is being performed. The captured image D1 (image data) of laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18 simultaneously captured by camera 45 is output from camera 45 to control device 30.

カメラ46Aは、分岐光路BP2上に配置されており、ビームスプリッタ43Aから入射した各反射光R2,R3を撮像する。これにより、カメラ46Aは、ストリートC(往路)の中抜き加工が行われている間、第2集光レンズ40Aを通して、レーザスポットSP2及び中抜き溝19と、先行して形成された2条の縁切り溝18とを同時撮影する。カメラ46Aにより同時撮影されたレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18等の撮影画像D2A(画像データ)は、カメラ46Aから制御装置30へ出力される。 Camera 46A is positioned on branched optical path BP2 and captures the reflected light beams R2 and R3 incident from beam splitter 43A. As a result, while the center cutting process is being performed on street C (outbound path), camera 46A simultaneously captures the laser spot SP2, center cutting groove 19, and the two edge cutting grooves 18 formed earlier through the second condenser lens 40A. The captured image D2A (image data) of the laser spot SP2, the two edge cutting grooves 18, etc. simultaneously captured by camera 46A is output from camera 46A to control device 30.

カメラ46Bは、分岐光路BP3上に配置されており、ビームスプリッタ43Bから入射した各反射光R2,R3を撮像する。これにより、カメラ46Bは、ストリートC(復路)の中抜き加工が行われている間、第2集光レンズ40Bを通して、レーザスポットSP2及び中抜き溝19と、先行して形成された2条の縁切り溝18とを同時撮影する。カメラ46Bにより同時撮影されたレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18の撮影画像D2B(画像データ)は、カメラ46Bから制御装置30へ出力される。 Camera 46B is positioned on branched optical path BP3 and captures the reflected light beams R2 and R3 incident from beam splitter 43B. As a result, while the center cutting process of street C (return path) is being performed, camera 46B simultaneously captures the laser spot SP2, center cutting groove 19, and the two edge cutting grooves 18 formed earlier through the second condenser lens 40B. The captured image D2B (image data) of the laser spot SP2 and the two edge cutting grooves 18 simultaneously captured by camera 46B is output from camera 46B to control device 30.

なお、カメラ45,46A,46Bによる撮影を行う場合に、撮影の露光時間を短くしてストリートCが静止しているような画像を取得してもよいし、或いは撮影の露光時間を長くしてストリートCが流れるような画像を取得してもよい。 When taking pictures using cameras 45, 46A, and 46B, the exposure time may be shortened to obtain an image in which street C appears stationary, or the exposure time may be lengthened to obtain an image in which street C appears to be moving.

[制御装置]
図7は、制御装置30の機能ブロック図である。図7に示すように、制御装置30は、例えばパーソナルコンピュータのような演算装置により構成され、各種のプロセッサ(Processor)及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、及びプログラマブル論理デバイス[例えばSPLD(Simple Programmable Logic Devices)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、及びFPGA(Field Programmable Gate Arrays)]等が含まれる。なお、制御装置30の各種機能は、1つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。
[Control device]
FIG. 7 is a functional block diagram of the control device 30. As shown in FIG. 7, the control device 30 is configured by an arithmetic device such as a personal computer, and includes an arithmetic circuit configured with various processors, memories, etc. The various processors include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an application specific integrated circuit (ASIC), and a programmable logic device (e.g., a simple programmable logic device (SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA)). The various functions of the control device 30 may be implemented by a single processor or by multiple processors of the same or different types.

制御装置30には、既述の第1レーザ光源22A、第2レーザ光源22B、顕微鏡26、相対移動機構28、照明光源41、及びカメラ45,46A,46Bの他に、操作部49が接続されている。操作部49は、キーボード、マウス、操作パネル、及び操作ボタン等が用いられ、オペレータによる各種操作の入力を受け付ける。 In addition to the first laser light source 22A, second laser light source 22B, microscope 26, relative movement mechanism 28, illumination light source 41, and cameras 45, 46A, and 46B already described, an operation unit 49 is also connected to the control device 30. The operation unit 49 uses a keyboard, mouse, operation panel, operation buttons, etc., and accepts input of various operations by the operator.

制御装置30は、不図示の記憶部に記憶されている不図示の制御プログラムを実行することで、アライメント検出部50、レーザ加工制御部52、撮影制御部54、測定部56、補正部58、及び報知部60として機能する。なお、制御装置30の「~部」として説明するものは「~回路」、「~装置」、又は「~機器」であってもよい。すなわち、「~部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、及びハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで構成されていてもよい。 By executing a control program (not shown) stored in a memory unit (not shown), the control device 30 functions as an alignment detection unit 50, a laser processing control unit 52, an imaging control unit 54, a measurement unit 56, a correction unit 58, and a notification unit 60. Note that what is described as a "unit" of the control device 30 may also be a "circuit," a "device," or a "equipment." In other words, what is described as a "unit" may be composed of firmware, software, hardware, or a combination of these.

<アライメント検出部>
アライメント検出部50は、顕微鏡26及び相対移動機構28を制御することで、ウェーハ12上での各ストリートCの位置を検出するアライメント検出を行う。最初にアライメント検出部50は、相対移動機構28を駆動して、ウェーハ12の所定のアライメント基準に対する顕微鏡26の位置調整を実行する。次いで、アライメント検出部50は、顕微鏡26によるアライメント基準の撮影を実行させることで、顕微鏡26からアライメント基準の撮影画像を取得する。そして、アライメント検出部50は、アライメント基準の撮影画像に基づき、この撮影画像内のアライメント基準を公知の画像認識法で検出することにより、各ストリートCの位置の検出、すなわちアライメント検出を行う。
<Alignment detection unit>
The alignment detection unit 50 controls the microscope 26 and the relative movement mechanism 28 to perform alignment detection, which detects the position of each street C on the wafer 12. First, the alignment detection unit 50 drives the relative movement mechanism 28 to adjust the position of the microscope 26 with respect to a predetermined alignment reference on the wafer 12. Next, the alignment detection unit 50 causes the microscope 26 to photograph the alignment reference, thereby acquiring a photographed image of the alignment reference from the microscope 26. Then, based on the photographed image of the alignment reference, the alignment detection unit 50 detects the alignment reference in this photographed image using a known image recognition method, thereby detecting the position of each street C, i.e., performing alignment detection.

<レーザ加工制御部>
レーザ加工制御部52は、アライメント検出部50によるアライメント検出結果に基づき、第1レーザ光源22A、第2レーザ光源22B、相対移動機構28、及び接続切替素子36を制御して、ストリートCごとのレーザ加工(縁切り加工、中抜き加工)を実行する。
<Laser processing control unit>
Based on the alignment detection results by the alignment detection unit 50, the laser processing control unit 52 controls the first laser light source 22A, the second laser light source 22B, the relative movement mechanism 28, and the connection switching element 36 to perform laser processing (edge cutting processing, hollowing processing) for each street C.

具体的にはレーザ加工制御部52は、アライメント検出部50の検出結果に基づき、相対移動機構28を駆動してストリートC(往路及び復路)の加工開始位置に対するレーザヘッド24の第1集光レンズ38の光軸の位置合わせ(アライメント)を行う。 Specifically, based on the detection results of the alignment detection unit 50, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to align the optical axis of the first focusing lens 38 of the laser head 24 with the processing start position of Street C (forward and backward passes).

また、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して、ストリートC(往路)のレーザ加工を行う場合には第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Aに切り替え、ストリートC(復路)のレーザ加工を行う場合には第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Bに切り替える。 The laser processing control unit 52 also drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser light L2 to the second condenser lens 40A when performing laser processing on Street C (outbound path), and to switch the lens that emits the second laser light L2 to the second condenser lens 40B when performing laser processing on Street C (return path).

そして、レーザ加工制御部52は、第1レーザ光源22A及び第2レーザ光源22Bからレーザ光LA,LBを出射させる。また、レーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動して、ストリートC(往路)のレーザ加工を行う場合にはウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XAに相対移動させ、ストリートC(復路)のレーザ加工を行う場合にはウェーハ12に対してレーザヘッド24を復路方向側XBに相対移動させる。これにより、縁切り加工による2条の縁切り溝18の形成と中抜き加工による中抜き溝19の形成とが間隔を空けて同時に実行される(図5及び図6参照)。以下、レーザ加工制御部52は、ストリートCごとに上述の処理を繰り返し実行する。 The laser processing control unit 52 then emits laser beams LA and LB from the first laser light source 22A and the second laser light source 22B. The laser processing control unit 52 also drives the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 relative to the wafer 12 in the forward direction XA when performing laser processing on street C (forward direction), and to move the laser head 24 relative to the wafer 12 in the backward direction XB when performing laser processing on street C (return direction). This allows the formation of two edge cutting grooves 18 by edge cutting processing and the formation of a core groove 19 by core cutting processing to be performed simultaneously with an interval between them (see Figures 5 and 6). The laser processing control unit 52 then repeatedly performs the above-described process for each street C.

<撮影制御部>
撮影制御部54は、照明光源41及びカメラ45,46A,46Bを制御して、カメラ45,46A,46Bによる撮影画像D1,D2A,D2Bの撮影を制御する。具体的には、撮影制御部54は、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工の間、照明光源41からの照明光L3の出射を継続して行う。これにより、ストリートCと2条の縁切り溝18と中抜き溝19とが照明光L3により照明される。
<Shooting control unit>
The photography control unit 54 controls the illumination light source 41 and the cameras 45, 46A, 46B to control the photography of the images D1, D2A, D2B by the cameras 45, 46A, 46B. Specifically, the photography control unit 54 continuously emits illumination light L3 from the illumination light source 41 during laser processing of the street C (outward and return passes). As a result, the street C, the two edge-cutting grooves 18, and the hollow groove 19 are illuminated by the illumination light L3.

また、撮影制御部54は、ストリートC(往路)のレーザ加工の間、カメラ45による各反射光R1,R3の撮像と、カメラ46Aによる各反射光R2,R3の撮像とを継続して行う。これにより、ストリートC(往路)のレーザ加工の間、カメラ45によるレーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、カメラ45からの撮影画像D1の出力と、カメラ46AによるレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18等の同時撮影と、カメラ46Aからの撮影画像D2Aの出力と、が並行して実行される。 In addition, during laser processing of Street C (outbound), the photography control unit 54 continues to have camera 45 capture the reflected light beams R1 and R3, and camera 46A capture the reflected light beams R2 and R3. As a result, during laser processing of Street C (outbound), the camera 45 simultaneously captures the laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18, outputs the captured image D1 from camera 45, and the camera 46A simultaneously captures the laser spot SP2 and the two edge-cutting grooves 18, etc., and outputs the captured image D2A from camera 46A, all in parallel.

さらに、撮影制御部54は、ストリートC(復路)のレーザ加工の間、カメラ45による各反射光R1,R3の撮像と、カメラ46Bによる各反射光R2,R3の撮像とを継続して行う。これにより、ストリートC(復路)のレーザ加工の間、既述のカメラ45による同時撮影と及び撮影画像D1の出力と、カメラ46BによるレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18等の同時撮影と、カメラ46Bからの撮影画像D2Bの出力と、が並行して実行される。 Furthermore, during laser processing of Street C (returning), the photography control unit 54 continues to have camera 45 capture images of the reflected light beams R1 and R3, and camera 46B capture images of the reflected light beams R2 and R3. As a result, during laser processing of Street C (returning), the simultaneous photography and output of captured image D1 by the aforementioned camera 45, the simultaneous photography of laser spot SP2 and the two edge cutting grooves 18, etc. by camera 46B, and the output of captured image D2B from camera 46B are carried out in parallel.

<測定部>
測定部56は、カメラ45,46A,46Bから出力された撮影画像D1,D2A,D2Bに基づき、レーザ加工(縁切り加工及び中抜き加工)の位置精度及び加工品質の測定を行う。この測定部56は、位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bとして機能する。
<Measurement part>
The measuring unit 56 measures the positional accuracy and processing quality of the laser processing (edge cutting processing and hollowing processing) based on the captured images D1, D2A, and D2B output from the cameras 45, 46A, and 46B. This measuring unit 56 functions as a positional accuracy measuring unit 56a and a processing quality measuring unit 56b.

なお、アライメント用の顕微鏡26の光軸に対する第1集光レンズ38及び第2集光レンズ40A,40Bの光軸の位置関係は事前に測定及び調整されているものとする。すなわち、レーザ加工中において、第1集光レンズ38の光軸(視野中心CV1、図8参照)と、第2集光レンズ40A,40Bの光軸(視野中心CV2、図9参照)と、ストリートCの基準位置と、のY方向位置が揃うように事前に調整等が行われている。 It is assumed that the positional relationship of the optical axes of the first condenser lens 38 and the second condenser lenses 40A, 40B relative to the optical axis of the alignment microscope 26 has been measured and adjusted in advance. That is, adjustments have been made in advance during laser processing so that the Y-direction positions of the optical axis of the first condenser lens 38 (center of field CV1, see Figure 8), the optical axis of the second condenser lenses 40A, 40B (center of field CV2, see Figure 9), and the reference position of street C are aligned.

また、レーザ加工装置10により事前にウェーハ12(製品ウェーハ)又はミラーウェーハに対して縁切り加工及び中抜き加工をそれぞれ単独で行うことで、撮影画像D1,D2A,D2B内でのレーザスポットSP1,SP2、2条の縁切り溝18、及び中抜き溝19の各々の位置及び見え方についても事前に測定されている。 In addition, by performing edge cutting and hollowing processing separately in advance on the wafer 12 (product wafer) or mirror wafer using the laser processing device 10, the positions and appearances of the laser spots SP1, SP2, the two edge cutting grooves 18, and the hollowing groove 19 in the captured images D1, D2A, and D2B are also measured in advance.

(縁切り加工の位置精度測定)
図8は、位置精度測定部56aによる縁切り加工の位置精度の測定を説明するための説明図である。なお、図中の符号VIIIAは、ストリートC(往路及び復路)の中心に沿った理想的な縁切り加工の例である。また、図中の符号VIIIBは、縁切り加工がストリートC(往路及び復路)の中心からY方向に位置ずれしている例である。
(Measurement of positional accuracy of edge cutting)
8 is an explanatory diagram for explaining measurement of the positional accuracy of edge cutting by the positional accuracy measuring unit 56a. Reference symbol VIIIA in the figure is an example of ideal edge cutting along the center of street C (forward and return passes). Reference symbol VIIIB in the figure is an example of edge cutting misaligned in the Y direction from the center of street C (forward and return passes).

図8及び既述の図7に示すように、位置精度測定部56aは、ストリートC(往路及び復路)の縁切り加工中にカメラ45から出力される撮影画像D1に基づき、縁切り加工の位置精度を測定する。 As shown in Figure 8 and the previously described Figure 7, the position accuracy measurement unit 56a measures the position accuracy of the edge cutting process based on the captured image D1 output from the camera 45 during the edge cutting process on Street C (outbound and return paths).

具体的には位置精度測定部56aは、撮影画像D1から、2個のレーザスポットSP1の各々の中心位置と、2条の縁切り溝18の各々の中心位置とを検出する。そして、位置精度測定部56aは、第1集光レンズ38の光軸位置に相当する視野中心CV1に対する各レーザスポットSP1の中心位置の位置関係(Y方向の位置ずれ)を測定する。また、位置精度測定部56aは、視野中心CV1に対する2条の縁切り溝18の各々の中心位置の位置関係(Y方向の位置ずれ)を測定する。 Specifically, the position accuracy measurement unit 56a detects the center position of each of the two laser spots SP1 and the center position of each of the two edge cutting grooves 18 from the captured image D1. Then, the position accuracy measurement unit 56a measures the positional relationship (positional deviation in the Y direction) of the center position of each laser spot SP1 with respect to the field of view center CV1, which corresponds to the optical axis position of the first focusing lens 38. The position accuracy measurement unit 56a also measures the positional relationship (positional deviation in the Y direction) of the center position of each of the two edge cutting grooves 18 with respect to the field of view center CV1.

(中抜き加工の位置精度測定)
図9は、位置精度測定部56aによる中抜き加工の位置精度の測定を説明するための説明図である。なお、図中の符号IXAは、ストリートC(往路及び復路)の中心に沿った理想的な中抜き加工の例である。また、図中の符号IXBは、縁切り加工及び中抜き加工のY方向位置がずれている例である。さらに、各例の上段は2条の縁切り溝18及び中抜き溝19の断面図であり、各例の下段は撮影画像D2A,D2Bの一例を示した図である。さらにまた、図中の符号CV2は、第2集光レンズ40A,40Bの光軸位置に相当する視野中心である。
(Measurement of positional accuracy during hollowing)
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining measurement of the positional accuracy of the hollowing process by the positional accuracy measuring unit 56a. Note that the symbol IXA in the figure is an example of ideal hollowing process along the center of street C (forward and return passes). Also, the symbol IXB in the figure is an example in which the Y-direction positions of the edge cutting process and the hollowing process are misaligned. Furthermore, the upper part of each example is a cross-sectional view of the two edge cutting grooves 18 and the hollowing groove 19, and the lower part of each example is a diagram showing an example of captured images D2A and D2B. Furthermore, the symbol CV2 in the figure is the field of view center, which corresponds to the optical axis position of the second focusing lenses 40A and 40B.

図9及び既述の図7に示すように、位置精度測定部56aは、ストリートC(往路)の中抜き加工中にカメラ46Aから出力される撮影画像D2Aに基づき中抜き加工の位置精度を測定し、且つストリートC(復路)の中抜き加工中にカメラ46Bから出力される撮影画像D2Bに基づき中抜き加工の位置精度を測定する。 As shown in Figure 9 and the previously described Figure 7, the positional accuracy measurement unit 56a measures the positional accuracy of the hole-cutting process based on the captured image D2A output from camera 46A during hole-cutting process on Street C (outbound path), and measures the positional accuracy of the hole-cutting process based on the captured image D2B output from camera 46B during hole-cutting process on Street C (return path).

具体的には位置精度測定部56aは、撮影画像D2A,D2Bから、レーザスポットSP2の中心位置と、先行して形成された2条の縁切り溝18のY方向中心位置(2条の縁切り溝18の各々の中心位置の中点位置)とを検出する。そして、位置精度測定部56aは、レーザスポットSP2の中心位置と2条の縁切り溝18のY方向中心位置との位置関係(Y方向の位置ずれ)を測定する。 Specifically, the position accuracy measurement unit 56a detects the center position of the laser spot SP2 and the Y-direction center positions of the two previously formed edge-cutting grooves 18 (the midpoint positions of the centers of the two edge-cutting grooves 18) from the captured images D2A and D2B. Then, the position accuracy measurement unit 56a measures the positional relationship (positional deviation in the Y direction) between the center position of the laser spot SP2 and the Y-direction center positions of the two edge-cutting grooves 18.

(縁切り加工の加工品質測定)
図10は、加工品質測定部56bによる縁切り加工の加工品質の測定を説明するための説明図である。なお、図中の符号XAは理想的な縁切り加工の例であり、図中の符号XBは2本の第1レーザ光L1に偏りが生じている状態での縁切り加工の例であり、図中の符号XCは2本の第1レーザ光L1が太径化している状態での縁切り加工の例である。また、各例の上段は2条の縁切り溝18の断面図であり、各例の下段は撮影画像D1の一例を示した図である。
(Measurement of edge cutting quality)
10 is an explanatory diagram for explaining measurement of the processing quality of edge cutting by the processing quality measuring unit 56b. Note that the symbol XA in the figure is an example of ideal edge cutting, the symbol XB in the figure is an example of edge cutting in a state where the two first laser beams L1 are biased, and the symbol XC in the figure is an example of edge cutting in a state where the diameters of the two first laser beams L1 are increased. The upper part of each example is a cross-sectional view of the two edge cutting grooves 18, and the lower part of each example is a diagram showing an example of a captured image D1.

図10及び既述の図7に示すように、加工品質測定部56bは、ストリートC(往路及び復路)の縁切り加工中にカメラ45から出力される撮影画像D1に基づき、縁切り加工の加工品質を測定する。 As shown in Figure 10 and the previously described Figure 7, the processing quality measurement unit 56b measures the processing quality of the edge cutting processing based on the captured image D1 output from the camera 45 during the edge cutting processing of Street C (outbound and return paths).

具体的には加工品質測定部56bは、撮影画像D1からレーザスポットSP1を検出してその形状、サイズ(径)及び輝度を測定する。また、加工品質測定部56bは、撮影画像D1からレーザスポットSP1の各々の中心位置と2条の縁切り溝18の各々の中心位置とを検出して、2条の縁切り溝18の各々の中心位置に対するレーザスポットSP1の各々の中心位置のY方向の偏り(符号XB参照)を測定する。 Specifically, the processing quality measurement unit 56b detects the laser spot SP1 from the captured image D1 and measures its shape, size (diameter), and brightness. The processing quality measurement unit 56b also detects the center position of each laser spot SP1 and the center position of each of the two edge-cutting grooves 18 from the captured image D1, and measures the deviation in the Y direction (see symbol XB) of the center position of each laser spot SP1 relative to the center position of each of the two edge-cutting grooves 18.

(中抜き加工の加工品質測定)
図11は、加工品質測定部56bによる中抜き加工の加工品質の測定を説明するための説明図である。なお、図中の符号XIAは理想的な中抜き加工の例であり、図中の符号XIBは中抜き加工のY方向の加工幅が不十分な例であり、図中の符号XICは中抜き加工のY方向の加工幅が広すぎる例である。また、各例の上段は2条の縁切り溝18及び中抜き溝19の断面図であり、各例の下段は撮影画像D2A,D2Bの一例を示した図である。
(Measurement of processing quality of hollowing)
11 is an explanatory diagram for explaining measurement of the machining quality of the hollow cutting by the machining quality measurement unit 56b. The symbol XIA in the figure is an example of ideal hollow cutting, the symbol XIB in the figure is an example of hollow cutting where the machining width in the Y direction is insufficient, and the symbol XIC in the figure is an example of hollow cutting where the machining width in the Y direction is too wide. The upper part of each example is a cross-sectional view of the two edge-cutting grooves 18 and the hollow cutting groove 19, and the lower part of each example is a diagram showing an example of the captured images D2A and D2B.

図11及び既述の図7に示すように、加工品質測定部56bは、ストリートC(往路)の中抜き加工中にカメラ46Aから出力される撮影画像D2Aに基づき中抜き加工の加工品質を測定し、且つストリートC(復路)の中抜き加工中にカメラ46Bから出力される撮影画像D2Bに基づき中抜き加工の加工品質を測定する。 As shown in Figure 11 and the previously described Figure 7, the processing quality measurement unit 56b measures the processing quality of the hollowing out process based on the captured image D2A output from the camera 46A during the hollowing out process on Street C (outbound path), and measures the processing quality of the hollowing out process based on the captured image D2B output from the camera 46B during the hollowing out process on Street C (return path).

具体的には加工品質測定部56bは、撮影画像D2A,D2BからレーザスポットSP2を検出してその形状、サイズ(径)及び輝度を測定すると共に、撮影画像D2A,D2B内(視野内)でのレーザスポットSP2の位置を検出する。 Specifically, the processing quality measurement unit 56b detects the laser spot SP2 from the captured images D2A and D2B, measures its shape, size (diameter), and brightness, and detects the position of the laser spot SP2 within the captured images D2A and D2B (within the field of view).

<補正部>
図7に戻って、補正部58は、位置精度測定部56aによるレーザ加工(縁切り加工及び中抜き加工)の位置精度の測定に基づき、縁切り加工及び中抜き加工のY方向位置の補正値を決定する。これにより、レーザ加工制御部52は、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工中或いはこのストリートCのレーザ加工後に、補正部58が決定した縁切り加工及び中抜き加工のY方向位置の補正値に基づき、相対移動機構28を駆動して縁切り加工及び中抜き加工のY方向位置を補正する。その結果、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工の途中から或いは次のストリートCのレーザ加工から、ストリートCに対する2条の縁切り溝18のY方向の位置ずれ、及び2条の縁切り溝18に対する中抜き溝19のY方向の位置ずれが補正される。
<Correction section>
7 , the correction unit 58 determines correction values for the Y-direction positions of the edge cutting and hollow cutting based on the measurement of the positional accuracy of the laser processing (edge cutting and hollow cutting) by the position accuracy measurement unit 56a. As a result, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to correct the Y-direction positions of the edge cutting and hollow cutting based on the correction values for the Y-direction positions of the edge cutting and hollow cutting determined by the correction unit 58 during or after laser processing of street C (outward and return passes). As a result, from the middle of laser processing of street C (outward and return passes) or from laser processing of the next street C, the Y-direction positional deviation of the two edge cutting grooves 18 relative to street C and the Y-direction positional deviation of the hollow cutting grooves 19 relative to the two edge cutting grooves 18 are corrected.

また、補正部58は、加工品質測定部56bによるレーザ加工(縁切り加工及び中抜き加工)の加工品質の測定に基づき、縁切り加工及び中抜き加工の加工条件(レーザ光LA,LBの光量、縁切り加工及び中抜き加工の加工幅や、縁切り加工及び中抜き加工のY方向相対位置等)の補正値を決定する。これにより、レーザ加工制御部52は、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工中或いはこのストリートCのレーザ加工後に、補正部58が決定した各加工条件の補正値に基づき、レーザヘッド24の各部を制御して縁切り加工及び中抜き加工の加工条件の補正を行う。その結果、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工の途中から或いは次のストリートCのレーザ加工から加工条件が補正される。なお、レーザ加工の加工条件の補正(図10の符号XB,XC、図11の符号XIB,XIC)を行うために、各主光路OP1~OP3に絞り機構を設けたり、レーザ光路上のミラーの位置姿勢を調整する調整機構(ステアリングミラー機構M1A,M1B)を設けたり、各集光レンズ38,40A,40Bの位置姿勢を調整する調整機構を設けたりしてもよい。 In addition, the correction unit 58 determines correction values for the processing conditions for edge cutting and hollow cutting (such as the light intensity of the laser beams LA and LB, the processing width for edge cutting and hollow cutting, and the relative Y-direction positions for edge cutting and hollow cutting) based on the processing quality measurement unit 56b measures for the laser processing (edge cutting and hollow cutting). As a result, during or after laser processing of street C (forward and return passes), the laser processing control unit 52 controls each part of the laser head 24 to correct the processing conditions for edge cutting and hollow cutting based on the correction values for each processing condition determined by the correction unit 58. As a result, the processing conditions are corrected during laser processing of street C (forward and return passes) or from the laser processing of the next street C. In addition, in order to correct the laser processing conditions (symbols XB and XC in FIG. 10, symbols XIB and XIC in FIG. 11), it is possible to provide diaphragm mechanisms on each of the main optical paths OP1 to OP3, adjustment mechanisms (steering mirror mechanisms M1A and M1B) that adjust the position and orientation of the mirrors on the laser optical path, and adjustment mechanisms that adjust the position and orientation of each of the condenser lenses 38, 40A, and 40B.

図5及び図6に戻って、ステアリングミラー機構M1Aは、第1レーザ光源22Aと第1光形成素子32との間に設けられており、2以上の複数のステアリングミラー102により構成されている。ステアリングミラー機構M1Aは、各ステアリングミラー102の角度調整を行うことで、第1レーザ光源22Aから出射されるレーザ光LAの出射方向変動によるレーザスポットSP1の位置ずれ及び形状の崩れを補正する。また、位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bの測定結果をフィードバックしてステアリングミラー機構M1Aを駆動することで、ステアリングミラー機構M1Aの後段の光学系の位置姿勢変動要因も含めてレーザスポットSP1の加工位置のずれを補正可能である。 Returning to Figures 5 and 6, the steering mirror mechanism M1A is provided between the first laser light source 22A and the first light forming element 32, and is composed of two or more steering mirrors 102. By adjusting the angle of each steering mirror 102, the steering mirror mechanism M1A corrects positional deviation and deformation of the laser spot SP1 caused by fluctuations in the emission direction of the laser light LA emitted from the first laser light source 22A. In addition, by driving the steering mirror mechanism M1A using feedback of the measurement results of the position accuracy measurement unit 56a and the processing quality measurement unit 56b, it is possible to correct deviations in the processing position of the laser spot SP1, including factors caused by fluctuations in the position and orientation of the optical system downstream of the steering mirror mechanism M1A.

ステアリングミラー機構M1Bは、第2レーザ光源22Bと第2光形成素子34との間に設けられており、ステアリングミラー機構M1Aと同様に複数のステアリングミラー102により構成されている。ステアリングミラー機構M1Bは、各ステアリングミラー102の角度調整を行うことで、第2レーザ光源22Bから出射されるレーザ光LBの出射方向変動によるレーザスポットSP2(往路方向側XA、復路方向側XB)の位置ずれ及び形状の崩れを補正する。なお、レーザスポットSP2(往路方向側XA)は、加工送り方向が往路方向側XAの場合のレーザスポットSP2であり、レーザスポットSP2(復路方向側XB)は、加工送り方向が復路方向側XBの場合のレーザスポットSP2である。 The steering mirror mechanism M1B is provided between the second laser light source 22B and the second light forming element 34, and, like the steering mirror mechanism M1A, is composed of multiple steering mirrors 102. The steering mirror mechanism M1B adjusts the angle of each steering mirror 102 to correct positional deviation and distortion of the laser spot SP2 (forward direction side XA, return direction side XB) caused by fluctuations in the emission direction of the laser light LB emitted from the second laser light source 22B. Note that the laser spot SP2 (forward direction side XA) is the laser spot SP2 when the processing feed direction is the forward direction side XA, and the laser spot SP2 (return direction side XB) is the laser spot SP2 when the processing feed direction is the return direction side XB.

また、位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bの測定結果をフィードバックしてステアリングミラー機構M1Bを駆動することで、ステアリングミラー機構M1Bの後段の光学系の位置姿勢変動要因も含めてレーザスポットSP2(往路方向側XA、復路方向側XB)の加工位置のずれを補正可能である。ただし、レーザスポットSP2(往路方向側XA)及びレーザスポットSP2(復路方向側XB)の補正を個別同時に行うことができないので、両者のY方向の加工位置(以下、Y加工位置)がずれている場合には、加工送り方向(往路方向側XA、復路方向側XB)に応じてステアリングミラー機構M1Bの調整を行う。 Furthermore, by driving the steering mirror mechanism M1B using feedback from the measurement results of the position accuracy measurement unit 56a and the processing quality measurement unit 56b, it is possible to correct the deviation in the processing position of the laser spot SP2 (forward direction side XA, return direction side XB), including factors related to fluctuations in the position and orientation of the optical system downstream of the steering mirror mechanism M1B. However, since laser spot SP2 (forward direction side XA) and laser spot SP2 (return direction side XB) cannot be corrected individually and simultaneously, if the processing positions of the two in the Y direction (hereinafter referred to as the Y processing position) are misaligned, the steering mirror mechanism M1B is adjusted according to the processing feed direction (forward direction side XA, return direction side XB).

ステアリングミラー機構M1Aに代えてステアリングミラー機構M2Aを設け、且つステアリングミラー機構M1Bに代えてステアリングミラー機構M2Bを設けてもよい。 A steering mirror mechanism M2A may be provided in place of the steering mirror mechanism M1A, and a steering mirror mechanism M2B may be provided in place of the steering mirror mechanism M1B.

ステアリングミラー機構M2Aは、第1光形成素子32とビームスプリッタ33との間に設けられており、ステアリングミラー機構M1A,M1Bと同様の構成である。ステアリングミラー機構M2Aは、各ステアリングミラー102の角度調整を行うことで、第1光形成素子32の位置姿勢変動によるレーザスポットSP1の位置ずれ及び形状の崩れを補正する。また、位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bの測定結果をフィードバックしてステアリングミラー機構M2Aを駆動することで、ステアリングミラー機構M2Aの後段の光学系の位置姿勢変動要因も含めてレーザスポットSP1の加工位置のずれを補正可能である。 The steering mirror mechanism M2A is provided between the first light forming element 32 and the beam splitter 33, and has a configuration similar to the steering mirror mechanisms M1A and M1B. The steering mirror mechanism M2A adjusts the angle of each steering mirror 102 to correct positional deviation and distortion of the laser spot SP1 caused by fluctuations in the position and orientation of the first light forming element 32. In addition, by driving the steering mirror mechanism M2A using feedback from the measurement results of the position accuracy measurement unit 56a and the processing quality measurement unit 56b, it is possible to correct deviations in the processing position of the laser spot SP1, including factors caused by fluctuations in the position and orientation of the optical system downstream of the steering mirror mechanism M2A.

ステアリングミラー機構M2Bは、第2光形成素子34とビームスプリッタ35との間に設けられ、ステアリングミラー機構M1A,M1Bと同様の構成である。ステアリングミラー機構M2Bは、各ステアリングミラー102の角度調整を行うことで、第2光形成素子34の位置姿勢変動によるレーザスポットSP2(往路方向側XA、復路方向側XB)の位置ずれ及び形状の崩れを補正する。また、位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bの測定結果をフィードバックしてステアリングミラー機構M2Bを駆動することで、ステアリングミラー機構M2Bの後段の光学系の位置姿勢変動要因も含めてレーザスポットSP2(往路方向側XA、復路方向側XB)の加工位置のずれを補正可能である。ただし、レーザスポットSP2(往路方向側XA)及びレーザスポットSP2(復路方向側XB)の補正を個別同時に行うことができないので、両者のY方向の加工位置(以下、Y加工位置)がずれている場合には、加工送り方向(往路方向側XA、復路方向側XB)に応じてステアリングミラー機構M2Bの調整を行う。 The steering mirror mechanism M2B is provided between the second light forming element 34 and the beam splitter 35 and has a configuration similar to the steering mirror mechanisms M1A and M1B. The steering mirror mechanism M2B adjusts the angle of each steering mirror 102 to correct positional deviation and distortion of the laser spot SP2 (forward direction side XA, backward direction side XB) caused by fluctuations in the position and orientation of the second light forming element 34. Furthermore, by driving the steering mirror mechanism M2B using feedback from the measurement results of the position accuracy measurement unit 56a and the processing quality measurement unit 56b, it is possible to correct deviations in the processing position of the laser spot SP2 (forward direction side XA, backward direction side XB), including factors related to fluctuations in the position and orientation of the optical system downstream of the steering mirror mechanism M2B. However, since laser spot SP2 (forward direction side XA) and laser spot SP2 (return direction side XB) cannot be corrected individually and simultaneously, if the processing positions of the two in the Y direction (hereinafter referred to as Y processing positions) are misaligned, the steering mirror mechanism M2B is adjusted according to the processing feed direction (forward direction side XA, return direction side XB).

なお、ステアリングミラー機構M1A(又はステアリングミラー機構M2A)のみでもレーザスポットSP1のY加工位置をレーザスポットSP2(往路方向側XA、復路方向側XB)のY加工位置に合わせることでY加工位置のずれを補正することができる。また逆に、ステアリングミラー機構M1B(又はステアリングミラー機構M2B)のみでもレーザスポットSP2(往路方向側XA、復路方向側XB)のY加工位置をレーザスポットSP1のY加工位置に合わせることでY加工位置のずれを補正することができる。 Note that misalignment of the Y processing position can be corrected using only the steering mirror mechanism M1A (or steering mirror mechanism M2A) by aligning the Y processing position of laser spot SP1 with the Y processing position of laser spot SP2 (forward direction side XA, backward direction side XB). Conversely, misalignment of the Y processing position can be corrected using only the steering mirror mechanism M1B (or steering mirror mechanism M2B) by aligning the Y processing position of laser spot SP2 (forward direction side XA, backward direction side XB) with the Y processing position of laser spot SP1.

さらに、接続切替素子36とビームスプリッタ37との間にステアリングミラー機構M3を設けてもよい。ステアリングミラー機構M3は、上記各ステアリングミラー機構M1A~M2Bと同様の構成である。ステアリングミラー機構M3を駆動することで、レーザスポットSP2(復路方向側XB)の位置ずれを補正する。なお、ステアリングミラー機構M3だけでは、レーザスポットSP1とレーザスポットSP2(復路方向側XB)との位置ずれを補正することができず、ステアリングミラー機構M1A(M2A)又はステアリングミラー機構M1B(M2B)との併用が必要である。 Furthermore, a steering mirror mechanism M3 may be provided between the connection switching element 36 and the beam splitter 37. The steering mirror mechanism M3 has the same configuration as the steering mirror mechanisms M1A to M2B described above. Driving the steering mirror mechanism M3 corrects the positional deviation of the laser spot SP2 (returning direction side XB). Note that the steering mirror mechanism M3 alone cannot correct the positional deviation between the laser spots SP1 and SP2 (returning direction side XB), and must be used in conjunction with the steering mirror mechanism M1A (M2A) or steering mirror mechanism M1B (M2B).

ステアリングミラー機構M3を用いることで、加工送り方向が往路方向側XAである場合と復路方向側XBである場合とにおいて、ステアリングミラー機構M3よりも前段のステアリングミラー機構M1A(M2A)又はステアリングミラー機構M1B(M2B)の位置姿勢を変更する必要がなくなる。 By using the steering mirror mechanism M3, there is no need to change the position and orientation of the steering mirror mechanism M1A (M2A) or steering mirror mechanism M1B (M2B) that precedes the steering mirror mechanism M3, depending on whether the processing feed direction is the outgoing direction XA or the return direction XB.

以上のステアリングミラー機構M1A~M3については、以下の4パターンで配置することができる。 The above steering mirror mechanisms M1A to M3 can be arranged in the following four patterns.

(第1パターン)
第1パターンは、ステアリングミラー機構M1A、ステアリングミラー機構M2A、ステアリングミラー機構M1B、ステアリングミラー機構M2Bのいずれか1つのみを配置するパターンである。第1パターンでは、第1レーザスポットSP1及び第2レーザスポットSP2のいずれか一方の位置を補正して他方の位置に合わせる。なお、ステアリングミラー機構が設けられていない側においてレーザスポット形状が崩れていた場合に、それに合わせてステアリングミラー機構が設けられている側の補正を行うことになるため、レーザスポットの形状補正ができない場合がある。また、第2集光レンズ40A,40Bの間に位置ずれが生じていた場合に、加工送り方向(往路方向側XA、復路方向側XB)ごとにステアリングミラー機構の調整を行う必要がある。
(First pattern)
The first pattern is a pattern in which only one of the steering mirror mechanism M1A, steering mirror mechanism M2A, steering mirror mechanism M1B, and steering mirror mechanism M2B is arranged. In the first pattern, the position of either the first laser spot SP1 or the second laser spot SP2 is corrected to match the position of the other. Note that if the laser spot shape is distorted on the side where the steering mirror mechanism is not provided, correction is made on the side where the steering mirror mechanism is provided accordingly, which may result in failure to correct the laser spot shape. Furthermore, if there is a positional misalignment between the second condenser lenses 40A and 40B, it is necessary to adjust the steering mirror mechanism for each of the processing feed directions (forward direction side XA and return direction side XB).

(第2パターン)
第2パターンは、ステアリングミラー機構M1A,M2Aのいずれか一方と、ステアリングミラー機構M1B,M2Bのいずれか一方とを組みわせたパターンである。第2パターンでは、第1レーザスポットSP1及び第2レーザスポットSP2の両方の位置を補正することができるので、レーザスポットの形状崩れを抑えやすい。なお、光路上での各レーザ光L1,L2の形状崩れについては抑えられない可能性がある。また、第2集光レンズ40A,40Bの間に位置ずれが生じていた場合に、加工送り方向(往路方向側XA、復路方向側XB)ごとにステアリングミラー機構の調整を行う必要がある。
(Second pattern)
The second pattern combines one of the steering mirror mechanisms M1A and M2A with one of the steering mirror mechanisms M1B and M2B. The second pattern can correct the positions of both the first laser spot SP1 and the second laser spot SP2, making it easier to prevent distortion of the laser spots. However, it may not be possible to prevent distortion of the shapes of the laser beams L1 and L2 along the optical path. Furthermore, if there is a misalignment between the second condenser lenses 40A and 40B, it is necessary to adjust the steering mirror mechanism for each of the processing feed directions (the forward direction XA and the backward direction XB).

(第3パターン)
第3パターンは、ステアリングミラー機構M1A,M2Aのいずれか一方と、ステアリングミラー機構M1B,M2Bのいずれか一方と、ステアリングミラー機構M3と、を組み合わせたパターンである。この第3パターンでは、第2パターンと同様に第1レーザスポットSP1及び第2レーザスポットSP2の両方の位置を補正することができるので、レーザスポットの形状崩れを抑えやすい。さらに第3パターンでは、第2集光レンズ40A,40Bの間に位置ずれが生じていたとしても、加工送り方向(往路方向側XA、復路方向側XB)ごとにステアリングミラー機構の調整を行う必要がなくなる。
(Third pattern)
The third pattern combines one of the steering mirror mechanisms M1A or M2A, one of the steering mirror mechanisms M1B or M2B, and the steering mirror mechanism M3. This third pattern, like the second pattern, allows for correction of the positions of both the first laser spot SP1 and the second laser spot SP2, making it easier to prevent distortion of the laser spots. Furthermore, the third pattern eliminates the need to adjust the steering mirror mechanism for each of the processing feed directions (the forward direction XA and the backward direction XB) even if there is a misalignment between the second condenser lenses 40A and 40B.

(第4パターン)
第4パターンは、ステアリングミラー機構M1A、ステアリングミラー機構M2A、ステアリングミラー機構M1B、ステアリングミラー機構M2B、及びステアリングミラー機構M3の全てを備えるパターンである。この第4パターンでは、上記第3パターンのメリットに加えて光路上のどのポイントでも各レーザ光L1,L2の形状及び位置を補正することができる。
(Fourth pattern)
The fourth pattern is a pattern that includes all of steering mirror mechanisms M1A, M2A, M1B, M2B, and M3. In addition to the advantages of the third pattern, this fourth pattern allows correction of the shapes and positions of the laser beams L1 and L2 at any point on the optical path.

<報知部>
図7に戻って報知部60は、位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bの測定結果に基づき、レーザ加工(縁切り加工、中抜き加工)の位置精度及び加工品質が所定の基準を満たさない場合には、エラー情報を不図示のモニタに表示又はスピーカから音声出力させる。
<Notification Department>
Returning to Figure 7, if the positional accuracy and processing quality of the laser processing (edge cutting processing, hollowing processing) do not meet predetermined standards based on the measurement results of the positional accuracy measurement unit 56a and the processing quality measurement unit 56b, the notification unit 60 displays error information on a monitor (not shown) or outputs it as audio from a speaker.

[第1実施形態のレーザ加工装置の作用]
図12は、上記構成のレーザ加工装置10によるウェーハ12の各ストリートCのレーザ加工処理の流れを示すフローチャートである。
[Action of the laser processing device of the first embodiment]
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of laser processing of each street C of the wafer 12 by the laser processing apparatus 10 having the above configuration.

図12に示すように、ウェーハ12がテーブル20に保持されると、アライメント検出部50が相対移動機構28を駆動して、ウェーハ12に対して顕微鏡26をウェーハ12のアライメント基準(図示は省略)を撮影可能な位置まで相対移動させた後、顕微鏡26によるアライメント基準の撮影を実行させる。そして、アライメント検出部50は、顕微鏡26により撮影されたアライメント基準の撮影画像に基づき、ウェーハ12の各ストリートCの位置を検出するアライメント検出を行う(ステップS1)。 As shown in FIG. 12, when the wafer 12 is held on the table 20, the alignment detection unit 50 drives the relative movement mechanism 28 to move the microscope 26 relative to the wafer 12 to a position where the alignment fiducial (not shown) of the wafer 12 can be photographed, and then causes the microscope 26 to photograph the alignment fiducial. The alignment detection unit 50 then performs alignment detection to detect the position of each street C on the wafer 12 based on the photographed image of the alignment fiducial photographed by the microscope 26 (step S1).

アライメント検出が完了すると、レーザ加工制御部52が、アライメント検出部50の検出結果に基づき相対移動機構28を駆動して、ストリートC(往路)の加工開始位置に対するレーザヘッド24の第1集光レンズ38の光軸の位置合わせ(アライメント)を行う(ステップS2)。 Once alignment detection is complete, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 based on the detection results of the alignment detection unit 50 to align the optical axis of the first focusing lens 38 of the laser head 24 with the processing start position of Street C (outbound path) (step S2).

また、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して、第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Aに切り替える(ステップS3)。なお、ステップS2及びステップS3については逆の順番で実行或いは同時に実行してもよい。 The laser processing control unit 52 also drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser light L2 to the second condenser lens 40A (step S3). Note that steps S2 and S3 may be performed in the reverse order or simultaneously.

ステップS2,S3が完了すると、レーザ加工制御部52は、ストリートC(往路)のレーザ加工を開始する(ステップS4)。最初にレーザ加工制御部52は、第1レーザ光源22Aからレーザ光LAを出射させる。これにより、第1光形成素子32を経て第1集光レンズ38から2本の第1レーザ光L1が出射され、2本の第1レーザ光L1がストリートC(往路)上の加工開始位置に集光される。 Once steps S2 and S3 are completed, the laser processing control unit 52 begins laser processing of street C (outbound path) (step S4). First, the laser processing control unit 52 causes the first laser light source 22A to emit laser light LA. This causes two first laser light beams L1 to be emitted from the first condenser lens 38 via the first light forming element 32, and the two first laser light beams L1 are condensed at the processing start position on street C (outbound path).

次いで、レーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動してウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XAに相対移動させると共に、第2集光レンズ40Aの光軸が上述の加工開始位置に到達するのに応じて第2レーザ光源22Bからレーザ光LBを出射させる。これにより、第2光形成素子34及び接続切替素子36を経て第2集光レンズ40Aから第2レーザ光L2が出射され、第2レーザ光L2が加工開始位置に集光される。 The laser processing control unit 52 then drives the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 relative to the wafer 12 in the forward direction XA, and causes the second laser light source 22B to emit laser light LB when the optical axis of the second condenser lens 40A reaches the above-mentioned processing start position. This causes the second laser light L2 to be emitted from the second condenser lens 40A via the second light forming element 34 and the connection switching element 36, and the second laser light L2 is focused at the processing start position.

引き続きレーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動して、ウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XAに相対移動させる(ステップS5)。これにより、図3及び図5に示したように、ストリートC(往路)に沿って、縁切り加工による2条の縁切り溝18の形成と中抜き加工による中抜き溝19の形成とが間隔を空けて同時に実行される。 The laser processing control unit 52 then drives the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 relative to the wafer 12 in the forward direction XA (step S5). As a result, as shown in Figures 3 and 5, two edge cutting grooves 18 are formed by edge cutting processing and two hollow grooves 19 are formed by hollow cutting processing at intervals along street C (forward path).

また、レーザ加工開始に合わせて、撮影制御部54が、照明光源41からの照明光L3の出射と、カメラ45による各反射光R1,R3の撮像と、カメラ46Aによる各反射光R2,R3の撮像と、を開始させる。これにより、カメラ45によるレーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、カメラ46AによるレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18等の同時撮影と、が実行される(ステップS6)。また、測定部56が、カメラ45から出力される撮影画像D1と、カメラ46Aから出力される撮影画像D2Aと、を取得する(ステップS7)。 In addition, in conjunction with the start of laser processing, the photography control unit 54 initiates the emission of illumination light L3 from the illumination light source 41, the capture of reflected light R1 and R3 by camera 45, and the capture of reflected light R2 and R3 by camera 46A. This results in simultaneous photography of laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18 by camera 45, and simultaneous photography of laser spot SP2 and the two edge-cutting grooves 18, etc. by camera 46A (step S6). The measurement unit 56 also acquires the captured image D1 output from camera 45 and the captured image D2A output from camera 46A (step S7).

そして、測定部56の位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bが、撮影画像D1に基づき縁切り加工の位置精度(図8参照)及び加工品質(図10参照)を測定すると共に、撮影画像D2Aに基づき中抜き加工の位置精度(図9参照)及び加工品質(図11参照)を測定する(ステップS8)。 Then, the position accuracy measurement unit 56a and processing quality measurement unit 56b of the measurement unit 56 measure the position accuracy (see Figure 8) and processing quality (see Figure 10) of the edge cutting process based on the captured image D1, and measure the position accuracy (see Figure 9) and processing quality (see Figure 11) of the hollowing process based on the captured image D2A (step S8).

以下、ストリートC(往路)のレーザ加工が完了するまで、ステップS5~S8の処理が繰り返し実行される。これにより、ストリートC(往路)のレーザ加工の間、カメラ45によるレーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、カメラ46AによるレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18等の同時撮影と、レーザ加工の位置精度及び加工品質の測定と、が並行して実行される(ステップS9でNO)。 Then, steps S5 to S8 are repeated until laser processing of Street C (outbound) is completed. As a result, during laser processing of Street C (outbound), simultaneous photography of laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18 by camera 45, simultaneous photography of laser spot SP2 and the two edge-cutting grooves 18 by camera 46A, etc., and measurement of the positional accuracy and processing quality of the laser processing are carried out in parallel (NO in step S9).

レーザ加工制御部52は、レーザスポットSP1がストリートC(往路)の加工終了位置に到達するのに応じて第1レーザ光源22Aからのレーザ光LAの出射を停止させ、次いでレーザスポットSP2が加工終了位置に到達するのに応じて第2レーザ光源22Bからのレーザ光LBの出射を停止させると共に相対移動機構28の駆動を停止させる。これにより、ストリートC(往路)のレーザ加工が完了する(ステップS9でYES)。 The laser processing control unit 52 stops the emission of laser light LA from the first laser light source 22A when laser spot SP1 reaches the processing end position of street C (outward path), and then stops the emission of laser light LB from the second laser light source 22B when laser spot SP2 reaches the processing end position, and stops driving the relative movement mechanism 28. This completes laser processing of street C (outward path) (YES in step S9).

ストリートC(往路)のレーザ加工が完了すると、補正部58が、位置精度測定部56aによる縁切り加工及び中抜き加工の位置精度の測定結果に基づき、縁切り加工及び中抜き加工のY方向位置の補正値を決定する。これにより、次のストリートC(復路)からストリートCに対する2条の縁切り溝18のY方向の位置ずれ、及び2条の縁切り溝18に対する中抜き溝19のY方向の位置ずれが補正される(ステップS10)。 When laser processing of Street C (outbound pass) is completed, the correction unit 58 determines the correction values for the Y-direction positions of the edge cutting and hollowing processes based on the results of measurement of the positional accuracy of the edge cutting and hollowing processes by the position accuracy measurement unit 56a. This corrects the Y-direction positional deviation of the two edge cutting grooves 18 relative to Street C from the next Street C (return pass), and the Y-direction positional deviation of the hollowing grooves 19 relative to the two edge cutting grooves 18 (step S10).

また、補正部58は、加工品質測定部56bによる縁切り加工及び中抜き加工の加工品質の測定結果に基づき、縁切り加工及び中抜き加工の加工条件の補正値を決定する。これにより、次のストリートC(復路)の縁切り加工及び中抜き加工から各々の加工条件が補正される(ステップS10)。 The correction unit 58 also determines correction values for the processing conditions for edge cutting and hollowing based on the measurement results of the processing quality of edge cutting and hollowing by the processing quality measurement unit 56b. As a result, the processing conditions for edge cutting and hollowing are corrected starting from the next street C (returning path) (step S10).

さらに、報知部60が、位置精度測定部56a及び加工品質測定部56bの測定結果に基づき、レーザ加工(縁切り加工、中抜き加工)の位置精度及び加工品質が所定の基準を満たさない場合には、エラー情報の報知を実行する(ステップS10)。これにより、オペレータに対してレーザ加工装置10のメンテナンス(レーザヘッド24の各部のクリーニング、位置調整等)を促すことができる。 Furthermore, if the positional accuracy and processing quality of the laser processing (edge cutting processing, hollowing processing) do not meet predetermined standards based on the measurement results of the positional accuracy measurement unit 56a and processing quality measurement unit 56b, the notification unit 60 issues an error notification (step S10). This allows the operator to be prompted to perform maintenance on the laser processing device 10 (cleaning each part of the laser head 24, adjusting the position, etc.).

なお、ストリートCのレーザ加工後にステップS10の処理を行う代わりに、ストリートC(往路)のレーザ加工の途中でステップS10の処理を行ってもよい。これにより、ストリートC(往路)のレーザ加工の途中で、レーザ加工のY方向位置及び加工条件を補正すると共にエラー情報の報知を実行することができる。 Instead of performing step S10 after laser processing of street C, step S10 may be performed during laser processing of street C (outward pass). This makes it possible to correct the Y-direction position and processing conditions for laser processing and to notify error information during laser processing of street C (outward pass).

レーザ加工制御部52は、ストリートC(往路)のレーザ加工が完了すると、相対移動機構28を駆動して、第1集光レンズ38の光軸と、次のストリートC(復路)の加工開始位置との位置合わせを行う(ステップS11でYES、ステップS2)。また、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Bに切り替える(ステップS3)。 When laser processing of Street C (outbound path) is completed, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to align the optical axis of the first condenser lens 38 with the processing start position of the next Street C (return path) (YES in step S11, step S2). The laser processing control unit 52 also drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser light L2 to the second condenser lens 40B (step S3).

そして、既述のステップS4からステップS10の処理が繰り返し実行される。これにより、ストリートC(復路)のレーザ加工と、カメラ45によるレーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、カメラ46BによるレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18等の同時撮影と、レーザ加工の位置精度及び加工品質の測定と、が並行して実行される。次いで、レーザ加工(縁切り加工及び中抜き加工)のY方向位置及び加工条件の補正とエラー情報の報知とが実行される。 Then, the processes from step S4 to step S10 described above are repeatedly executed. This allows for parallel laser processing of street C (returning), simultaneous photography of laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18 by camera 45, simultaneous photography of laser spot SP2 and the two edge-cutting grooves 18, etc. by camera 46B, and measurement of the positional accuracy and processing quality of the laser processing. Next, the Y-direction position and processing conditions of the laser processing (edge-cutting and hollow-out processing) are corrected, and error information is reported.

以下同様に、X方向に平行な全てのストリートC(往路及び復路)ごとに、既述のステップS2からステップS10までの処理が繰り返し実行される。次いで、レーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動してテーブル20を90°回転させることにより、ウェーハ12上でY方向に平行な残りの各ストリートCをX方向に平行にする。そして、上述の一連の処理が繰り返し実行される。これにより、格子状の各ストリートCに沿ってレーザ加工が実行される。 Similarly, the processes from step S2 to step S10 described above are repeated for all streets C (outbound and inbound) parallel to the X direction. Next, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to rotate the table 20 by 90 degrees, thereby making the remaining streets C parallel to the Y direction on the wafer 12 parallel to the X direction. The above-mentioned series of processes are then repeated. As a result, laser processing is performed along each of the grid-like streets C.

[第1実施形態の効果]
以上のように第1実施形態のレーザ加工装置10では、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工の間、カメラ45によるレーザスポットSP1及び2条の縁切り溝18の同時撮影と、カメラ46A,46BによるレーザスポットSP2及び2条の縁切り溝18等の同時撮影と、を並行して実行することができる。これにより、レーザ加工中に異常が生じた場合にこの異常を即時に検知するリアルタイムカーフチェックが可能になる。また、加工溝(2条の縁切り溝18及び中抜き溝19)及びレーザスポットSP1,SP2のいずれか一方のみの撮影及び観察では検出不可能な異常(図9の符号IXB、図10の符号XB,XC、図11の符号XIC等参照)を検出することができる。その結果、レーザ加工の位置精度及び加工品質をより向上させることができる。
[Effects of the first embodiment]
As described above, in the laser processing apparatus 10 of the first embodiment, during laser processing of street C (forward and return passes), simultaneous photography of the laser spot SP1 and the two edge-cutting grooves 18 by the camera 45 and simultaneous photography of the laser spot SP2 and the two edge-cutting grooves 18, etc. by the cameras 46A and 46B can be performed in parallel. This enables real-time kerf checks to immediately detect any abnormalities that may occur during laser processing. Furthermore, it is possible to detect abnormalities (see symbol IXB in FIG. 9 , symbols XB and XC in FIG. 10 , symbol XIC in FIG. 11 , etc.) that cannot be detected by photographing and observing only the processed grooves (the two edge-cutting grooves 18 and the hollow groove 19) or the laser spots SP1 and SP2. As a result, the positional accuracy and processing quality of the laser processing can be further improved.

[第2実施形態]
図13は、第2実施形態のレーザ加工装置10のレーザヘッド24の概略図である。上記第1実施形態では、各反射光R1,R3の撮像と、カメラ46A,46Bによる各反射光R2,R3の撮像とを行っている。この際に、各レーザ光L1,L2の光量は照明光L3の光量よりも大きいので、レーザ反射光R1,R2の光量は照明反射光R3の光量よりも大きくなる。その結果、撮影画像D1,D2A,D2B内に所謂白飛び(ハレーション)が発生するおそれがある。この場合には、撮影画像D1,D2A,D2B内からのレーザスポットSP1,SP2及びその周辺の背景(2条の縁切り溝18及び中抜き溝19を含む)の検出が困難になる、或いは検出精度が低下する。
Second Embodiment
FIG. 13 is a schematic diagram of the laser head 24 of the laser processing apparatus 10 of the second embodiment. In the first embodiment, the reflected beams R1 and R3 are imaged by the cameras 46A and 46B, and the reflected beams R2 and R3 are imaged by the cameras 46A and 46B. Because the intensity of the laser beams L1 and L2 is greater than the intensity of the illumination beam L3, the intensity of the reflected laser beams R1 and R2 is greater than the intensity of the illumination beam R3. As a result, halation (blown-out highlights) may occur in the captured images D1, D2A, and D2B. In this case, it may be difficult to detect the laser spots SP1 and SP2 and their surrounding background (including the two edge-cutting grooves 18 and the hollow grooves 19) in the captured images D1, D2A, and D2B, or the detection accuracy may be reduced.

そこで、図13に示すように、第2実施形態のレーザ加工装置10では、レーザヘッド24内の分岐光路BP1の途中にバンドストップフィルタ80Aを設け且つ分岐光路BP2,P3の途中にバンドストップフィルタ80Bを設けている。なお、第2実施形態のレーザ加工装置10は、バンドストップフィルタ80A,80Bを備える点を除けば上記第1実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成であるので、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 13, in the laser processing apparatus 10 of the second embodiment, a band stop filter 80A is provided midway along the branched optical path BP1 in the laser head 24, and a band stop filter 80B is provided midway along the branched optical paths BP2 and BP3 . The laser processing apparatus 10 of the second embodiment has basically the same configuration as the laser processing apparatus 10 of the first embodiment except for the inclusion of the band stop filters 80A and 80B, and therefore, components that are the same in function or configuration as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and their description will be omitted.

バンドストップフィルタ80A,80Bは、本発明の光量低減フィルタに相当する。バンドストップフィルタ80Aは、2本の第1レーザ光L1に対応する波長域の光の光量を低減させる。また、バンドストップフィルタ80Bは、第2レーザ光L2に対応する波長域の光の光量を低減させる。既述のように照明光L3は、第1集光レンズ38及び第2集光レンズ40A,40Bでの収差の影響を抑えるためにレーザ光LA,LBの波長域に近い波長域の光であるが、レーザ光LA,LBの波長域と同一(略同一)の波長域の光ではない。このため、バンドストップフィルタ80A,80Bにより、照明反射光R3の光量を低下させることなくレーザ反射光R1,R2の光量のみを低下させることができる。 The bandstop filters 80A and 80B correspond to the light intensity reduction filters of the present invention. The bandstop filter 80A reduces the amount of light in the wavelength range corresponding to the two first laser beams L1. The bandstop filter 80B reduces the amount of light in the wavelength range corresponding to the second laser beam L2. As mentioned above, the illumination light L3 is light in a wavelength range close to the wavelength range of the laser beams LA and LB to suppress the effects of aberrations in the first focusing lens 38 and the second focusing lenses 40A and 40B, but is not light in the same (approximately the same) wavelength range as the laser beams LA and LB. Therefore, the bandstop filters 80A and 80B can reduce only the amount of the reflected laser beams R1 and R2 without reducing the amount of the reflected illumination light R3.

以上のように第2実施形態では、バンドストップフィルタ80A,80Bによりレーザ反射光R1,R2の光量のみを低下させることができるので、既述の白飛びの発生を防止することができる。その結果、撮影画像D1,D2A,D2B内からのレーザスポットSP1,SP2及びその周辺の背景の検出精度が向上するので、第1実施形態よりもレーザ加工の位置精度及び加工品質をより向上させることができる。 As described above, in the second embodiment, the bandstop filters 80A and 80B can reduce only the amount of reflected laser light R1 and R2, preventing the occurrence of the aforementioned blown-out highlights. As a result, the detection accuracy of the laser spots SP1 and SP2 and their surrounding background from within the captured images D1, D2A, and D2B is improved, thereby enabling the positional accuracy and processing quality of the laser processing to be improved even more than in the first embodiment.

なお、バンドストップフィルタ80Aについてはビームスプリッタ33とビームスプリッタ42との間に設け、バンドストップフィルタ80Bについてはビームスプリッタ35とビームスプリッタ43Aとの間、及びビームスプリッタ37とビームスプリッタ43Bとの間に設けてもよい。 In addition, bandstop filter 80A may be provided between beam splitter 33 and beam splitter 42, and bandstop filter 80B may be provided between beam splitter 35 and beam splitter 43A, and between beam splitter 37 and beam splitter 43B.

また、バンドストップフィルタ80A,80Bを設ける代わりに本発明の光量低減フィルタとして偏光フィルタを設けてもよい。この場合には、レーザ光LA,LBと照明光L3(照明光源41がレーザ光源である場合)の偏光方向を異ならせると共に、偏光フィルタの偏光方向をレーザ光LA,LBの偏光方向と直交(略直交)させる。これにより、レーザ反射光R1,R2の光量のみを低下させることができる。また、この場合には、レーザ光LA,LBと同じ波長域の光を照明光L3とすることができるので、第1集光レンズ38及び第2集光レンズ40A,40Bでの収差の影響を考慮する必要がなくなる。 In addition, instead of providing bandstop filters 80A and 80B, a polarizing filter may be provided as the light intensity reduction filter of the present invention. In this case, the polarization directions of the laser beams LA and LB and the illumination light L3 (when the illumination light source 41 is a laser light source) are made different, and the polarization direction of the polarizing filter is made orthogonal (approximately orthogonal) to the polarization direction of the laser beams LA and LB. This makes it possible to reduce only the light intensity of the reflected laser beams R1 and R2. Furthermore, in this case, light in the same wavelength range as the laser beams LA and LB can be used as the illumination light L3, eliminating the need to consider the effects of aberrations in the first condenser lens 38 and the second condenser lenses 40A and 40B.

[第3実施形態]
図14は、第3実施形態のレーザ加工装置10のレーザヘッド24の概略図である。なお、図14の符号XIVAはレーザヘッド24内で縁切り加工に係る構成のみを示し且つ符号XIVBは中抜き加工に係る構成のみを示す。上記第2実施形態では、バンドストップフィルタ80A,80Bにより撮影画像D1,D2A,D2B内の白飛びの発生を防止しているが、第3実施形態では別の方法で撮影画像D1,D2A,D2B内の白飛びの発生を防止する。なお、第3実施形態のレーザ加工装置10は上記第1実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成であるので、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
[Third embodiment]
Figure 14 is a schematic diagram of the laser head 24 of the laser processing apparatus 10 of the third embodiment. In Figure 14, the symbol XIVA indicates only the components related to edge cutting within the laser head 24, and the symbol XIVB indicates only the components related to hollowing. In the second embodiment, band-stop filters 80A and 80B are used to prevent overexposure in the captured images D1, D2A, and D2B. In the third embodiment, however, a different method is used to prevent overexposure in the captured images D1, D2A, and D2B. The laser processing apparatus 10 of the third embodiment has basically the same configuration as the laser processing apparatus 10 of the first embodiment. Therefore, components that are functionally or structurally identical to those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted.

図14の符号XIVAに示すように、主光路OP1のビームスプリッタ33と照明光源41との間には、ダイクロイックミラー82A(ダイクロイックプリズムを含む)及びビームスプリッタ82B(ハーフミラーを含む)が配置されている。 As shown by symbol XIVA in Figure 14, a dichroic mirror 82A (including a dichroic prism) and a beam splitter 82B (including a half mirror) are arranged between the beam splitter 33 and the illumination light source 41 on the main optical path OP1.

ダイクロイックミラー82Aは、本発明の第1分岐光学素子に相当するものであり、主光路OP1から第1分岐光路BP11を分岐させる。このダイクロイックミラー82Aは、2本の第1レーザ光L1に対応する波長域の光を反射し且つ他の波長域の光は透過する。これにより、ダイクロイックミラー82Aは、ビームスプリッタ33から入射したレーザ反射光R1は第1分岐光路BP11に向けて反射し且つ照明反射光R3は透過する。 The dichroic mirror 82A corresponds to the first branching optical element of the present invention, and branches the first branched optical path BP11 from the main optical path OP1. This dichroic mirror 82A reflects light in the wavelength range corresponding to the two first laser beams L1 and transmits light in other wavelength ranges. As a result, the dichroic mirror 82A reflects the reflected laser light R1 incident from the beam splitter 33 toward the first branched optical path BP11 and transmits the reflected illumination light R3.

ビームスプリッタ82Bは、本発明の第2分岐光学素子に相当するものであり、主光路OP1から第2分岐光路BP12を分岐させる。このビームスプリッタ82Bは、ダイクロイックミラー82Aから入射した照明反射光R3の一部を第2分岐光路BP12に向けて反射する。 Beam splitter 82B corresponds to the second branching optical element of the present invention, and branches off the main optical path OP1 into a second branched optical path BP12. This beam splitter 82B reflects a portion of the reflected illumination light R3 incident from dichroic mirror 82A toward the second branched optical path BP12.

第1分岐光路BP11上には第1カメラ451が配置され、且つ第2分岐光路BP12上には第2カメラ452が配置されている。第1カメラ451及び第2カメラ452は既述の電子カメラである。 A first camera 451 is disposed on the first branched optical path BP11, and a second camera 452 is disposed on the second branched optical path BP12. The first camera 451 and the second camera 452 are the electronic cameras described above.

第1カメラ451は、第1分岐光路BP11上に配置されており、ダイクロイックミラー82Aから入射したレーザ反射光R1を撮像する。第2カメラ452は、第2分岐光路BP12上に配置されており、ビームスプリッタ8Bから入射した照明反射光R3を撮像する。 The first camera 451 is disposed on the first branched optical path BP11 and captures the reflected laser light R1 incident from the dichroic mirror 82 A. The second camera 452 is disposed on the second branched optical path BP12 and captures the reflected illumination light R3 incident from the beam splitter 82 B.

図14の符号XIVBに示すように、主光路OP2のビームスプリッタ35と照明光源41との間、及び主光路OP3のビームスプリッタ37と照明光源41との間にはそれぞれダイクロイックミラー83A(ダイクロイックプリズムを含む)及びビームスプリッタ83B(ハーフミラーを含む)が配置されている。ダイクロイックミラー83Aは本発明の第1分岐光学素子に相当するものであり、ビームスプリッタ83Bは本発明の第2分岐光学素子に相当する。 As shown by symbol XIVB in Figure 14, a dichroic mirror 83A (including a dichroic prism) and a beam splitter 83B (including a half mirror) are disposed between the beam splitter 35 and the illumination light source 41 on the main optical path OP2, and between the beam splitter 37 and the illumination light source 41 on the main optical path OP3. The dichroic mirror 83A corresponds to the first branching optical element of the present invention, and the beam splitter 83B corresponds to the second branching optical element of the present invention.

主光路OP2上に配置されたダイクロイックミラー83Aは主光路OP2から第1分岐光路BP21を分岐させ、主光路OP3上に配置されたダイクロイックミラー83Aは主光路OP3から第1分岐光路BP31を分岐させる。これらダイクロイックミラー83Aは、第2レーザ光L2に対応する波長域の光を反射し且つ他の波長域の光は透過する。これにより、各ダイクロイックミラー83Aは、レーザ反射光R2を第1分岐光路BP21,BP31に向けて反射し且つ照明反射光R3は透過する。 A dichroic mirror 83A arranged on the main optical path OP2 branches off a first branched optical path BP21 from the main optical path OP2, and a dichroic mirror 83A arranged on the main optical path OP3 branches off a first branched optical path BP31 from the main optical path OP3. These dichroic mirrors 83A reflect light in the wavelength range corresponding to the second laser light L2 and transmit light in other wavelength ranges. As a result, each dichroic mirror 83A reflects the reflected laser light R2 toward the first branched optical paths BP21 and BP31 and transmits the reflected illumination light R3.

主光路OP2上に配置されたビームスプリッタ83Bは主光路OP2から第2分岐光路BP22を分岐させ、主光路OP3上に配置されたビームスプリッタ83Bは主光路OP3から第2分岐光路BP32を分岐させる。これらビームスプリッタ83Bは、ダイクロイックミラー83Aから入射した照明反射光R3の一部を第2分岐光路BP22,BP32に向けてそれぞれ反射する。 Beam splitter 83B located on main optical path OP2 branches off a second branched optical path BP22 from main optical path OP2, and beam splitter 83B located on main optical path OP3 branches off a second branched optical path BP32 from main optical path OP3. These beam splitters 83B reflect a portion of the reflected illumination light R3 incident from dichroic mirror 83A toward the second branched optical paths BP22 and BP32, respectively.

第1カメラ46A1は第1分岐光路BP21上に配置され、第1カメラ46B1は第1分岐光路BP31上に配置されている。第1カメラ46A1,46B1は、既述の電子カメラであり、ダイクロイックミラー83Aから入射したレーザ反射光R2を撮像する。 The first camera 46A1 is positioned on the first branched optical path BP21, and the first camera 46B1 is positioned on the first branched optical path BP31. The first cameras 46A1 and 46B1 are the electronic cameras already described, and capture the reflected laser light R2 incident on the dichroic mirror 83A.

第2カメラ46A2は第2分岐光路BP22上に配置され、第2カメラ46B2は第2分岐光路BP32上に配置されている。第2カメラ46A2,46B2は、既述の電子カメラであり、ビームスプリッタ83Bから入射した照明反射光R3を撮像する。 The second camera 46A2 is positioned on the second branched optical path BP22, and the second camera 46B2 is positioned on the second branched optical path BP32. The second cameras 46A2 and 46B2 are the electronic cameras already described, and capture the reflected illumination light R3 incident from the beam splitter 83B.

第3実施形態の制御装置30(例えば測定部56)は、第1カメラ451による撮影画像と第2カメラ452による撮影画像とを合成して撮影画像D1を生成する。また同様に制御装置30は、第1カメラ46A1による撮影画像と第2カメラ46A2による撮影画像とを合成して撮影画像D2Aを生成し、且つ第1カメラ46B1による撮影画像と第2カメラ46B2による撮影画像とを合成して撮影画像D2Bを生成する。 The control device 30 (e.g., measurement unit 56) of the third embodiment generates captured image D1 by combining the image captured by the first camera 451 and the image captured by the second camera 452. Similarly, the control device 30 generates captured image D2A by combining the image captured by the first camera 46A1 and the image captured by the second camera 46A2, and generates captured image D2B by combining the image captured by the first camera 46B1 and the image captured by the second camera 46B2.

ここで、第1カメラ451の感度は第2カメラ452の感度よりも低く設定されている。また、第1カメラ46A1,46B1の感度についても第2カメラ46A2,46B2の感度よりも低く設定されている。これにより、撮影画像D1,D2A,D2B内に白飛びが発生することが防止される。 Here, the sensitivity of the first camera 451 is set lower than that of the second camera 452. The sensitivity of the first cameras 46A1 and 46B1 is also set lower than that of the second cameras 46A2 and 46B2. This prevents blown-out highlights from occurring in the captured images D1, D2A, and D2B.

以上のように第3実施形態においても照明反射光R3に基づく加工溝(2条の縁切り溝18及び中抜き溝19)の画像を暗くさせることなく、既述の白飛びの発生を防止することができるので、上記第2実施形態と同様の効果が得られる。 As described above, in the third embodiment, the image of the processed grooves (the two edge-cutting grooves 18 and the hollow grooves 19) based on the reflected illumination light R3 is not darkened, and the occurrence of the aforementioned blown-out highlights can be prevented, thereby achieving the same effect as in the second embodiment.

なお、第3実施形態では、ダイクロイックミラー82A,83Aによりレーザ反射光R1,R2を反射させているが、照明反射光R3を反射させてもよい。この場合には、第1カメラ451,46A1,46B1が照明反射光R3を撮像し、第2カメラ452,46A2,46B2がレーザ反射光R1,R2を撮像する。従って、この場合には、第2カメラ452,46A2,46B2の感度が第1カメラ451,46A1,46B1の感度よりも低く設定される。 In the third embodiment, the dichroic mirrors 82A and 83A reflect the reflected laser light R1 and R2, but they may also reflect the reflected illumination light R3. In this case, the first cameras 451, 46A1, and 46B1 capture the reflected illumination light R3, and the second cameras 452, 46A2, and 46B2 capture the reflected laser light R1 and R2. Therefore, in this case, the sensitivity of the second cameras 452, 46A2, and 46B2 is set lower than the sensitivity of the first cameras 451, 46A1, and 46B1.

また、第3実施形態において2本の第1レーザ光L1、第2レーザ光L2、及び照明光L3のそれぞれ偏光方向を異ならせている場合には、ダイクロイックミラー82A,83A及びビームスプリッタ82B,83Bに代えて偏光ビームスプリッタを設けてもよい。 Furthermore, in the third embodiment, if the polarization directions of the two first laser beams L1, the second laser beam L2, and the illumination light L3 are different, a polarizing beam splitter may be provided instead of the dichroic mirrors 82A, 83A and the beam splitters 82B, 83B.

[第4実施形態]
図15は、第4実施形態のレーザ加工装置10のレーザヘッド24の概略図である。なお、図15の符号XVAはレーザヘッド24内で縁切り加工に係る構成のみを示し且つ符号XVBは中抜き加工に係る構成のみを示す。なお、第4実施形態のレーザ加工装置10は、レーザヘッド24の一部の構成を変更した点を除いて上記各実施形態(特に第3実施形態)のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成であるので、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
[Fourth embodiment]
Figure 15 is a schematic diagram of the laser head 24 of the laser processing apparatus 10 of the fourth embodiment. In Figure 15, the symbol XVA indicates only the configuration related to edge cutting within the laser head 24, and the symbol XVB indicates only the configuration related to hollowing. The laser processing apparatus 10 of the fourth embodiment has basically the same configuration as the laser processing apparatus 10 of each of the above embodiments (particularly the third embodiment) except for the fact that a portion of the configuration of the laser head 24 has been changed, so that components that are the same in function or configuration as those of the above embodiments will be assigned the same symbols and their description will be omitted.

図15の符号XVAに示すように、第1分岐光路BP11及び第2分岐光路BP12はカメラ45に接続している。また、図15の符号XVBに示すように、第1分岐光路BP21及び第2分岐光路BP22はカメラ46Aに接続し且つ第1分岐光路BP31及び第2分岐光路BP32はカメラ46Bに接続している。これにより、上記第1実施形態と同様に、カメラ45は各反射光R1,R3を撮像して撮影画像D1を生成し、カメラ46A,46Bはそれぞれ各反射光R2,R3を撮像して撮影画像D2A,D2Bを生成する。 As shown by symbol XVA in FIG. 15, the first branched optical path BP11 and the second branched optical path BP12 are connected to camera 45. Also, as shown by symbol XVB in FIG. 15, the first branched optical path BP21 and the second branched optical path BP22 are connected to camera 46A, and the first branched optical path BP31 and the second branched optical path BP32 are connected to camera 46B. As a result, similar to the first embodiment described above, camera 45 captures the reflected light beams R1 and R3 to generate captured image D1, and cameras 46A and 46B capture the reflected light beams R2 and R3, respectively, to generate captured images D2A and D2B.

第4実施形態では、第1分岐光路BP11の途中にバンドストップフィルタ80Aが設けられ、且つ第1分岐光路BP21,BP31の途中にバンドストップフィルタ80Bが設けられている。これにより、上記第2実施形態と同様に、照明反射光R3の光量を低下させることなくレーザ反射光R1,R2の光量のみを低下させることができる。 In the fourth embodiment, a bandstop filter 80A is provided midway along the first branched optical path BP11, and a bandstop filter 80B is provided midway along the first branched optical paths BP21 and BP31. This allows the amount of light only from the reflected laser beams R1 and R2 to be reduced without reducing the amount of light from the reflected illumination beam R3, as in the second embodiment described above.

また、第4実施形態では、第1分岐光路BP11及び第2分岐光路BP12の光路長を異ならせ、且つ第1分岐光路BP21及び第2分岐光路BP22の光路長を異ならせ、且つ第1分岐光路BP31及び第2分岐光路BP32の光路長を異ならせている。 In addition, in the fourth embodiment, the optical path lengths of the first branched optical path BP11 and the second branched optical path BP12 are made different, the optical path lengths of the first branched optical path BP21 and the second branched optical path BP22 are made different, and the optical path lengths of the first branched optical path BP31 and the second branched optical path BP32 are made different.

具体的には、2本の第1レーザ光L1(レーザ光LA)及び照明光L3の波長域の違いに起因する第1集光レンズ38での収差の影響を低減するために、2本の第1レーザ光L1の波長域に応じて第1分岐光路BP11の光路長を調整すると共に、照明光L3の波長域に応じて第2分岐光路BP12の光路長を調整している。また、第2レーザ光L2(レーザ光LB)及び照明光L3の波長域の違いに起因する第2集光レンズ40A,40Bでの収差の影響を低減するために、第2レーザ光L2の波長域に応じて第1分岐光路BP21,BP31の光路長を調整すると共に、照明光L3の波長域に応じて第2分岐光路BP22,BP32の光路長を調整している。 Specifically, to reduce the effects of aberrations in the first focusing lens 38 due to differences in the wavelength ranges of the two first laser beams L1 (laser beam LA) and the illumination light L3, the optical path length of the first branched optical path BP11 is adjusted according to the wavelength ranges of the two first laser beams L1, and the optical path length of the second branched optical path BP12 is adjusted according to the wavelength range of the illumination light L3. Furthermore, to reduce the effects of aberrations in the second focusing lenses 40A and 40B due to differences in the wavelength ranges of the second laser beam L2 (laser beam LB) and the illumination light L3, the optical path lengths of the first branched optical paths BP21 and BP31 are adjusted according to the wavelength range of the second laser beam L2, and the optical path lengths of the second branched optical paths BP22 and BP32 are adjusted according to the wavelength range of the illumination light L3.

以上のように第4実施形態では、第1分岐光路BP11,BP21,BP31の途中にバンドストップフィルタ80A,80Bを設けることで、上記第2実施形態と同様に撮影画像D1,D2A,D2B内の白飛びの発生を防止することができる。また、各種光の波長域ごとに各光路の光路長を調整することで、各集光レンズ38,40A,40Bの収差の影響を吸収することができるので、照明光L3の波長域を各レーザ光L1,L2に近い波長域にする必要がなくなる。 As described above, in the fourth embodiment, by providing bandstop filters 80A and 80B along the first branched optical paths BP11, BP21, and BP31, it is possible to prevent blown-out highlights in the captured images D1, D2A, and D2B, as in the second embodiment. Furthermore, by adjusting the optical path length of each optical path for each wavelength range of light, it is possible to absorb the effects of aberrations in each condenser lens 38, 40A, and 40B, eliminating the need to set the wavelength range of illumination light L3 to a wavelength range close to that of each laser light L1 and L2.

なお、第4実施形態においてもダイクロイックミラー82A,83Aにより照明反射光R3を第1分岐光路BP11,BP21,BP31に反射し、ビームスプリッタ82B,83Bによりレーザ反射光R1,R2を第2分岐光路BP12,BP22,BP32に反射させてもよい。この場合には第2分岐光路BP12,BP22,BP32の途中にバンドストップフィルタ80A,80Bを設ける。 In the fourth embodiment, too, the dichroic mirrors 82A and 83A may reflect the illumination reflected light R3 onto the first branched optical paths BP11, BP21, and BP31, and the beam splitters 82B and 83B may reflect the laser reflected light R1 and R2 onto the second branched optical paths BP12, BP22, and BP32. In this case, bandstop filters 80A and 80B are provided midway along the second branched optical paths BP12, BP22, and BP32.

また、第4実施形態においても上記第2実施形態で説明したようにバンドストップフィルタ80A,80Bの代わりに偏光フィルタを設けたり、或いは上記第3実施形態で説明したように偏光ビームスプリッタを設けたりしてもよい。 Furthermore, in the fourth embodiment, a polarizing filter may be provided instead of the bandstop filters 80A and 80B as described in the second embodiment above, or a polarizing beam splitter may be provided as described in the third embodiment above.

[第5実施形態]
図16は、第5実施形態のレーザ加工装置10のレーザヘッド24の概略図である。図16に示すように、第5実施形態のレーザ加工装置10は、縁切り加工用の第1レーザ光源22A及び中抜き加工用の第2レーザ光源22Bの代わりに、レーザ光源22、分岐素子31、及びステアリングミラー機構M0を備える点を除けば、上記各実施形態(特に第1実施形態)のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。なお、第5実施形態では、分岐素子31と第1光形成素子32との間にステアリングミラー機構M1Aが配置され、且つ分岐素子31と第2光形成素子34との間にステアリングミラー機構M1Bが配置される。
Fifth Embodiment
FIG. 16 is a schematic diagram of the laser head 24 of the laser processing apparatus 10 of the fifth embodiment. As shown in FIG. 16, the laser processing apparatus 10 of the fifth embodiment has basically the same configuration as the laser processing apparatus 10 of each of the above-described embodiments (particularly the first embodiment), except that it includes a laser light source 22, a branching element 31, and a steering mirror mechanism M0 instead of the first laser light source 22A for edge cutting and the second laser light source 22B for hollow cutting. Therefore, components identical in function or configuration to those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and will not be described again. In the fifth embodiment, a steering mirror mechanism M1A is disposed between the branching element 31 and the first light forming element 32, and a steering mirror mechanism M1B is disposed between the branching element 31 and the second light forming element 34.

レーザ光源22は、縁切り加工及び中抜き加工の双方に適した条件(波長、パルス幅、及び繰り返し周波数等)のレーザ光Lを、ステアリングミラー機構M0介して分岐素子31に向けて出射する。 The laser light source 22 emits laser light L having conditions (wavelength, pulse width, repetition frequency, etc.) suitable for both edge cutting and hollowing processing toward the branching element 31 via the steering mirror mechanism M0.

ステアリングミラー機構M0は、上記各ステアリングミラー機構M1A~M3と同様の構成である。ステアリングミラー機構M0は、各ステアリングミラー102の角度調整を行うことで、レーザ光源22の位置姿勢変動による各レーザスポットSP1,SP2の加工位置のずれ及び形状崩れの補正に用いられる。この場合には、3加工点(各レーザスポットSP1,SP2)のY加工位置については、3加工点同時に動いてしまうので、ステアリングミラー機構M0の後段の光学系の位置姿勢変動による加工位置のずれについては補正することができない。 The steering mirror mechanism M0 has the same configuration as the steering mirror mechanisms M1A to M3 described above. By adjusting the angle of each steering mirror 102, the steering mirror mechanism M0 is used to correct deviations in the machining position and shape of each laser spot SP1, SP2 caused by fluctuations in the position and orientation of the laser light source 22. In this case, the Y machining positions of the three machining points (each laser spot SP1, SP2) move simultaneously, so deviations in the machining position caused by fluctuations in the position and orientation of the optical system downstream of the steering mirror mechanism M0 cannot be corrected.

分岐素子31は、例えばビームスプリッタ等が用いられる。分岐素子31は、レーザ光源22から出射されたレーザ光Lを2分岐させて、2分岐したレーザ光Lの一方を第1光形成素子32へ出射すると共にレーザ光Lの他方を第2光形成素子34へ出射する。なお、分岐素子31からステアリングミラー機構M1Aを介してレーザ光Lの一方を第1光形成素子32へ出射し、且つステアリングミラー機構M1Bを介してレーザ光Lの他方を第2光形成素子34へ出射してもよい。これにより、上記各実施形態と同様に第1光形成素子32から2本の第1レーザ光L1が出射され、且つ第2光形成素子34から第2レーザ光L2が出射される。 The branching element 31 may be, for example, a beam splitter. The branching element 31 branches the laser light L emitted from the laser light source 22 into two beams, and emits one of the two beams of laser light L to the first light forming element 32 and the other beam of laser light L to the second light forming element 34. Alternatively, one beam of laser light L may be emitted from the branching element 31 to the first light forming element 32 via a steering mirror mechanism M1A, and the other beam of laser light L may be emitted to the second light forming element 34 via a steering mirror mechanism M1B. As a result, two beams of first laser light L1 are emitted from the first light forming element 32, and a second laser light L2 is emitted from the second light forming element 34, as in the above embodiments.

以上のように第5実施形態では、1種類のレーザ光源22を設けるだけでよいのでレーザヘッド24の小型化及び低コストが図れる。 As described above, in the fifth embodiment, it is sufficient to provide only one type of laser light source 22, which allows for the laser head 24 to be made smaller and less expensive.

[第6実施形態]
図17は、第6実施形態のレーザ加工装置10のレーザヘッド24の概略図である。上記各実施形態では、同一の照明光源41から出射された照明光L3を用いてストリートC(2条の縁切り溝18及び中抜き溝19)の照明を行っている。これに対して図17に示すように、レーザ加工の種類(縁切り加工及び中抜き加工)に応じて異なる第1照明光源41A及び第2照明光源41Bを用いてストリートCの照明を行ってもよい。
Sixth Embodiment
Fig. 17 is a schematic diagram of the laser head 24 of the laser processing apparatus 10 of the sixth embodiment. In each of the above embodiments, the street C (the two edge-cutting grooves 18 and the hollow groove 19) is illuminated using the illumination light L3 emitted from the same illumination light source 41. However, as shown in Fig. 17, the street C may be illuminated using different first and second illumination light sources 41A and 41B depending on the type of laser processing (edge-cutting processing and hollow-cutting processing).

第6実施形態のレーザ加工装置10は、照明光源41の代わりに第1照明光源41A及び第2照明光源41Bを備える点を除けば、上記第1実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The laser processing apparatus 10 of the sixth embodiment has basically the same configuration as the laser processing apparatus 10 of the first embodiment, except that it is equipped with a first illumination light source 41A and a second illumination light source 41B instead of the illumination light source 41. Therefore, parts that are the same in function or configuration as those of the first embodiment are given the same reference numerals and their description will be omitted.

第1照明光源41Aは、縁切り加工の観察に適した照明光L3Aをビームスプリッタ42に向けて出射する。これにより、ストリートCの縁切り加工中に、照明光L3AによりストリートC及び2条の縁切り溝18(ストリートCの縁切り加工領域)が照明される。そして、ストリートCで反射された照明光L3Aの反射光である照明反射光R3Aが、既述のレーザ反射光R1と共にカメラ45により撮像される。 The first illumination light source 41A emits illumination light L3A, suitable for observing the edge cutting process, toward the beam splitter 42. As a result, during the edge cutting process of street C, the illumination light L3A illuminates street C and the two edge cutting grooves 18 (the edge cutting process area of street C). Then, the illumination reflected light R3A, which is the reflected light of the illumination light L3A reflected by street C, is captured by the camera 45 together with the previously described laser reflected light R1.

第2照明光源41Bは、中抜き加工の観察に適した照明光L3Bをビームスプリッタ43A,43Bに向けて出射する。これにより、ストリートCの中抜き加工中に、照明光L3BによりストリートC及び中抜き溝19(ストリートCの中抜き加工領域)が照明される。そして、ストリートCで反射された照明光L3Bの反射光である照明反射光R3Bが、既述のレーザ反射光R2と共にカメラ46A,46Bにより撮像される。 The second illumination light source 41B emits illumination light L3B, suitable for observing the hollowing out process, toward the beam splitters 43A and 43B. As a result, street C and the hollowing out groove 19 (the hollowing out process area of street C) are illuminated by illumination light L3B during hollowing out process of street C. Then, the illumination reflected light R3B, which is the reflected light of illumination light L3B reflected by street C, is captured by the cameras 46A and 46B together with the previously described laser reflected light R2.

このようにレーザ加工の種類に応じて異なる第1照明光源41A及び第2照明光源41Bを設けることで、縁切り加工及び中抜き加工において互いに異なる波長域(一部重複していても可)の照明光L3A,L3Bを使用してストリートCの照明を行うことができる。 By providing different first and second illumination light sources 41A and 41B depending on the type of laser processing, street C can be illuminated using illumination light L3A and L3B in different wavelength ranges (which may partially overlap) for edge cutting and hollowing processing.

なお、上記第2実施形態から第5実施形態のレーザ加工装置10においても、照明光源41の代わりに第1照明光源41A及び第2照明光源41Bを設けてもよい。 In addition, in the laser processing apparatus 10 of the second to fifth embodiments described above, a first illumination light source 41A and a second illumination light source 41B may be provided instead of the illumination light source 41.

[第7実施形態]
図18は、第7実施形態のレーザ加工装置10のレーザヘッド24の概略図である。上記各実施形態では、同一の第2レーザ光源22Bを用いて往路及び復路でのストリートCの中抜き加工を実行している。これに対して図18に示すように、往路及び復路で異なる2個の第2レーザ光源22B1,22B2を用いてストリートCの中抜き加工を実行してもよい。
Seventh Embodiment
18 is a schematic diagram of the laser head 24 of the laser processing apparatus 10 of the seventh embodiment. In each of the above embodiments, the same second laser light source 22B is used to perform the hollow cutting of the street C on the outward and return paths. However, as shown in FIG. 18, two different second laser light sources 22B1 and 22B2 may be used to perform the hollow cutting of the street C on the outward and return paths.

第7実施形態のレーザ加工装置10は、第2レーザ光源22B、接続切替素子36、及びバンドストップフィルタ80A,80Bの代わりに、第2レーザ光源22B1,22B2と、2個の第2光形成素子34と、偏光フィルタ81A,81B1,81B2とを備える点と、ステアリングミラー機構M1B,M2Bの配置が一部異なる点とを除けば上記第2実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第2実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The laser processing device 10 of the seventh embodiment has basically the same configuration as the laser processing device 10 of the second embodiment described above, except that it is equipped with second laser light sources 22B1 and 22B2, two second light forming elements 34, and polarizing filters 81A, 81B1, and 81B2 instead of the second laser light source 22B, connection switching element 36, and bandstop filters 80A and 80B, and that the arrangement of the steering mirror mechanisms M1B and M2B is partially different. Therefore, components that are functionally or structurally identical to those of the second embodiment described above are designated by the same reference numerals and their description will be omitted.

なお、第7実施形態では、第1レーザ光源22A及び第1光形成素子32が本発明の第1レーザ光出射系を構成し、さらに第1レーザ光源22Aから出射されるレーザ光LA(2本の第1レーザ光L1)は直線偏光である。また、照明光源41がレーザ光源である場合に、照明光L3の偏光方向はレーザ光LA,LBの偏光方向とは異なる。 In the seventh embodiment, the first laser light source 22A and the first light forming element 32 constitute the first laser light emission system of the present invention, and the laser light LA (two first laser lights L1) emitted from the first laser light source 22A is linearly polarized. Furthermore, when the illumination light source 41 is a laser light source, the polarization direction of the illumination light L3 differs from the polarization direction of the laser lights LA and LB.

第2レーザ光源22B1及び第2レーザ光源22B2は、偏光方向が互いに異なるレーザ光LB或いは同一偏光方向のレーザ光LBを第2光形成素子34に向けて出射する。なお、第2レーザ光源22B1及び第2光形成素子34と、第2レーザ光源22B2及び第2光形成素子34と、は本発明の2個の第2レーザ光出射系を構成する。 The second laser light source 22B1 and the second laser light source 22B2 emit laser light LB having different polarization directions or laser light LB having the same polarization direction toward the second light forming element 34. The second laser light source 22B1 and the second light forming element 34, and the second laser light source 22B2 and the second light forming element 34 constitute two second laser light emitting systems of the present invention.

第2レーザ光源22B1から出射されたレーザ光LBは、第2光形成素子34にて第2レーザ光L2に形成された後、ビームスプリッタ35に入射する。これにより、第2レーザ光L2が、ビームスプリッタ35により第2集光レンズ40Aに向けて反射され、第2集光レンズ40AによりストリートC(往路)に集光される。 The laser light LB emitted from the second laser light source 22B1 is formed into the second laser light L2 by the second light forming element 34 and then enters the beam splitter 35. As a result, the second laser light L2 is reflected by the beam splitter 35 toward the second condenser lens 40A, and is condensed onto street C (outbound path) by the second condenser lens 40A.

一方、第2レーザ光源22B2から出射されたレーザ光LBは、第2光形成素子34にて第2レーザ光L2に形成された後、ビームスプリッタ37に入射する。これにより、第2レーザ光L2が、ビームスプリッタ37により第2集光レンズ40Bに向けて反射され、第2集光レンズ40BによりストリートC(復路)に集光される。 Meanwhile, the laser light LB emitted from the second laser light source 22B2 is formed into second laser light L2 by the second light forming element 34 and then enters the beam splitter 37. As a result, the second laser light L2 is reflected by the beam splitter 37 toward the second condenser lens 40B, and is condensed onto street C (return path) by the second condenser lens 40B.

なお、第7実施形態では、第1光形成素子32から第1集光レンズ38に至る2本の第1レーザ光L1の光路(光路上に設けられた各種光学素子を含む)が、本発明の第1接続光学系を構成する。また、第2光形成素子34の一方から第2集光レンズ40Aに至る光路と、第2光形成素子34の他方から第2集光レンズ40Bに至る光路と、が本発明の第2接続光学系を構成する。 In the seventh embodiment, the two optical paths of the first laser light L1 (including various optical elements arranged along the optical paths) from the first light forming element 32 to the first condenser lens 38 constitute the first connected optical system of the present invention. Furthermore, the optical path from one side of the second light forming element 34 to the second condenser lens 40A and the optical path from the other side of the second light forming element 34 to the second condenser lens 40B constitute the second connected optical system of the present invention.

このように第2レーザ光源22B1及び第2レーザ光源22B2を用いることで、往路及び復路で異なる第2レーザ光源22B1,22B2(すなわち偏光方向が異なる第2レーザ光L2)を用いてストリートCの中抜き加工を実行することができる。 By using the second laser light source 22B1 and the second laser light source 22B2 in this way, different second laser light sources 22B1, 22B2 (i.e., second laser light L2 with different polarization directions) can be used on the outbound and return paths to perform the hollowing out process of street C.

なお、具体的な加工制御については上記各実施形態と基本的に同じである。ただし、ストリートC(往路)の中抜き加工を行う場合には、第2レーザ光源22B1をオンし且つ第2レーザ光源22B2をオフする、或いは第2レーザ光源22B2から出射されるレーザ光LBの光路上にシャッタを挿入する。また逆に、ストリートC(復路)の中抜き加工を行う場合には、第2レーザ光源22B1をオフし且つ第2レーザ光源22B2をオンする、或いは第2レーザ光源22B1から出射されるレーザ光LBの光路上にシャッタを挿入する。これらの切替機構についても本発明の第2接続光学系の一部を構成する。 The specific processing control is basically the same as in the above embodiments. However, when performing hollow cutting on Street C (outbound path), the second laser light source 22B1 is turned on and the second laser light source 22B2 is turned off, or a shutter is inserted in the optical path of the laser light LB emitted from the second laser light source 22B2. Conversely, when performing hollow cutting on Street C (return path), the second laser light source 22B1 is turned off and the second laser light source 22B2 is turned on, or a shutter is inserted in the optical path of the laser light LB emitted from the second laser light source 22B1. These switching mechanisms also constitute part of the second connection optical system of the present invention.

偏光フィルタ81Aは、第1レーザ光源22Aから出射されるレーザ光LA(2本の第1レーザ光L1)の偏光方向と直交する偏光軸を有し、レーザ反射光R1の光量を低下させる。 The polarizing filter 81A has a polarization axis that is perpendicular to the polarization direction of the laser light LA (two first laser lights L1) emitted from the first laser light source 22A, and reduces the amount of reflected laser light R1.

偏光フィルタ81B1は、第2レーザ光源22B1から出射されるレーザ光LB(第2レーザ光L2)の偏光方向と直交する偏光軸を有し、第2集光レンズ40A等を通して入射するレーザ反射光R2の光量を低下させる。また、偏光フィルタ81B2は、第2レーザ光源22B2から出射されるレーザ光LB(第2レーザ光L2)の偏光方向と直交する偏光軸を有し、第2集光レンズ40B等を通して入射するレーザ反射光R2の光量を低下させる。 Polarizing filter 81B1 has a polarization axis perpendicular to the polarization direction of laser light LB (second laser light L2) emitted from second laser light source 22B1, and reduces the amount of reflected laser light R2 incident through second focusing lens 40A, etc. Polarizing filter 81B2 has a polarization axis perpendicular to the polarization direction of laser light LB (second laser light L2) emitted from second laser light source 22B2, and reduces the amount of reflected laser light R2 incident through second focusing lens 40B, etc.

以上のように第7実施形態においても、各偏光フィルタ81A,81B1,81B2によりレーザ反射光R1,R2の光量を低下させることができるので、上記第2実施形態と同様の効果が得られる。また、各第2レーザ光源22B1,22B2から出射されるレーザ光LBの偏光方向及び/又は各偏光フィルタ81B1,81B2の偏光方向を調整することで、カメラ46A,46Bにそれぞれ入射するレーザ反射光R2の光量を独立して調整することができる。 As described above, in the seventh embodiment, the amount of reflected laser light R1 and R2 can be reduced by the polarizing filters 81A, 81B1, and 81B2, thereby achieving the same effect as in the second embodiment. Furthermore, by adjusting the polarization direction of the laser light LB emitted from each of the second laser light sources 22B1 and 22B2 and/or the polarization direction of each of the polarizing filters 81B1 and 81B2, the amount of reflected laser light R2 incident on each of the cameras 46A and 46B can be adjusted independently.

なお、第7実施形態では偏光フィルタ81A,81B1,81B2を設けているが、偏光フィルタ81A,81B1,81B2を省略してもよい。さらにこの場合には、上記第5実施形態以外の各実施形態においても第2レーザ光源22B1及び第2レーザ光源22B2を設けてもよい。また、第7実施形態においても上記第6実施形態と同様に、照明光源41の代わりに第1照明光源41A及び第2照明光源41Bを設けてもよい。 In the seventh embodiment, polarizing filters 81A, 81B1, and 81B2 are provided, but polarizing filters 81A, 81B1, and 81B2 may be omitted. In this case, second laser light source 22B1 and second laser light source 22B2 may also be provided in each embodiment other than the fifth embodiment. Also, in the seventh embodiment, as in the sixth embodiment, first illumination light source 41A and second illumination light source 41B may be provided instead of illumination light source 41.

[その他]
上記各実施形態では、常に2条の縁切り溝18の間に中抜き溝19を形成しているので、単独の中抜き溝19とレーザスポットSP2との同時撮影を行うことができないが、ウェーハ12上(例えば外周余剰領域或いはストリートCの交差点)で中抜き加工を単独で行うことで単独の中抜き溝19とレーザスポットSP2との同時撮影を行ってもよい。この場合には、中抜き溝19とレーザスポットSP2との位置関係に基づき中抜き加工の加工品質を測定し、この測定結果に基づき中抜き加工の加工条件を補正したりエラー情報の報知を行ったりすることができる。
[others]
In each of the above embodiments, the core groove 19 is always formed between two edge cutting grooves 18, so it is not possible to simultaneously photograph a single core groove 19 and the laser spot SP2, but it is also possible to simultaneously photograph a single core groove 19 and the laser spot SP2 by performing core cutting processing alone on the wafer 12 (for example, in the peripheral excess area or at the intersection of street C). In this case, the processing quality of the core cutting processing can be measured based on the positional relationship between the core groove 19 and the laser spot SP2, and the processing conditions for the core cutting processing can be corrected or error information can be reported based on the measurement results.

上記各実施形態のレーザ加工装置10は、縁切り加工用の1個の第1集光レンズ38と、この第1集光レンズ38を間に挟んだ中抜き加工用の第2集光レンズ40A,40Bとを備えているが、第1集光レンズ38と第2集光レンズ40A,40Bとを入れ替えてもよい。すなわち、レーザ加工装置10が、縁切り加工用の2個の第1集光レンズと、この2個の第1集光レンズの間に設けられた中抜き加工用の第2集光レンズとを備え、加工送り方向に応じて2個の第1集光レンズの接続切替を行ってもよい。 The laser processing apparatus 10 in each of the above embodiments is equipped with one first condenser lens 38 for edge cutting and two second condenser lenses 40A, 40B for hollow cutting sandwiched between the first condenser lens 38, but the first condenser lens 38 and the second condenser lenses 40A, 40B may be interchanged. In other words, the laser processing apparatus 10 may be equipped with two first condenser lenses for edge cutting and a second condenser lens for hollow cutting disposed between the two first condenser lenses, and the connection of the two first condenser lenses may be switched depending on the processing feed direction.

上記各実施形態のレーザ加工装置10は、縁切り加工用の1個の第1集光レンズ38と、この第1集光レンズ38を間に挟んだ中抜き加工用の第2集光レンズ40A,40Bとを備えているが、縁切り加工用の第1集光レンズ及び中抜き加工用の第2集光レンズをそれぞれ1個だけ備えるレーザ加工装置10にも本発明を適用可能である。さらに本発明のレーザ加工装置10はストリートCに沿って縁切り加工及び中抜き加工を行うものに限定はされず、ストリートCに沿って公知の各種レーザ加工を行うレーザ加工装置10にも本発明を適用可能である。 The laser processing apparatus 10 in each of the above embodiments is equipped with one first condenser lens 38 for edge cutting and two second condenser lenses 40A, 40B for hollow cutting sandwiched between the first condenser lens 38, but the present invention can also be applied to a laser processing apparatus 10 equipped with only one first condenser lens for edge cutting and one second condenser lens for hollow cutting. Furthermore, the laser processing apparatus 10 of the present invention is not limited to those that perform edge cutting and hollow cutting along street C, and the present invention can also be applied to laser processing apparatus 10 that perform various known laser processing along street C.

上記各実施形態では、第1レーザ光源22A及び第2レーザ光源22B(レーザ光源22)のオンオフを切り替えることで縁切り加工及び中抜き加工のオンオフを切り替えているが、第1レーザ光源22A及び第2レーザ光源22B(レーザ光源22)は常時オンさせていてもよい。この場合には、例えば、各レーザ光LA,LB,Lの光路中にそれぞれシャッタを挿脱させたり、或いは各レーザ光L1,L2の光路中にそれぞれシャッタを挿脱させたり、或いはこれらを組み合わせたりすることで、縁切り加工及び中抜き加工のオフオンを切り替える。 In each of the above embodiments, the edge cutting and hollow cutting processes are switched on and off by switching the first laser light source 22A and the second laser light source 22B (laser light source 22) on and off. However, the first laser light source 22A and the second laser light source 22B (laser light source 22) may be always on. In this case, the edge cutting and hollow cutting processes are switched on and off by, for example, inserting and removing shutters in the optical paths of the laser beams LA, LB, and L, or inserting and removing shutters in the optical paths of the laser beams L1 and L2, or by a combination of these.

上記各実施形態は、各種レーザ光の光路上に設けられたステアリングミラー機構を備えているが、ステアリングミラー機構に代えてシフトミラー機構を配置してもよい。すなわち本発明のミラー機構として、各種レーザ光の光路上に配置された複数のミラーと、複数のミラーの位置及び姿勢の少なくとも一方を調整する調整機構とを含む構成を採用可能である。 While each of the above embodiments includes a steering mirror mechanism provided on the optical path of the various laser beams, a shift mirror mechanism may be provided instead of the steering mirror mechanism. In other words, the mirror mechanism of the present invention can be configured to include multiple mirrors arranged on the optical path of the various laser beams and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the position and orientation of the multiple mirrors.

10 レーザ加工装置
12 ウェーハ
14 チップ
16 デバイス
18 縁切り溝
19 中抜き溝
20 テーブル
22 レーザ光源
22A 第1レーザ光源
22B,22B1,22B2 第2レーザ光源
24 レーザヘッド
26 顕微鏡
28 相対移動機構
30 制御装置
31 分岐素子
32 第1光形成素子
33,35,37 ビームスプリッタ
34 第2光形成素子
36 接続切替素子
38 第1集光レンズ
40A,40B 第2集光レンズ
41 照明光源
41A 第1照明光源
41B 第2照明光源
42,43A,43B ビームスプリッタ
45,46A,46B カメラ
451,46A1,46B1 第1カメラ
452,46A2,46B2 第2カメラ
49 操作部
50 アライメント検出部
52 レーザ加工制御部
54 撮影制御部
56 測定部
56a 位置精度測定部
56b 加工品質測定部
58 補正部
60 報知部
80A,80B バンドストップフィルタ
81A,81B1,81B2 偏光フィルタ
82A,83A ダイクロイックミラー
82B,83B ビームスプリッタ
BP1,BP2,BP3 分岐光路
BP11,BP21,BP31 第1分岐光路
BP12,BP22,BP32 第2分岐光路
C ストリート
CV1,CV2 視野中心
D1,D2A,D2B 撮影画像
L,LA,LB レーザ光
L1 第1レーザ光
L2 第2レーザ光
L3,L3A,L3B 照明光
OP1~OP3 主光路
R1,R2 レーザ反射光
R3,R3A,R3B 照明反射光
SP1,SP2 レーザスポット
XA 往路方向側
XB 復路方向側
M0,M1A,M1B,M2A,M2B,M3 ステアリングミラー機構
10 Laser processing apparatus 12 Wafer 14 Chip 16 Device 18 Edge cutting groove 19 Hole groove 20 Table 22 Laser light source 22A First laser light source 22B, 22B1, 22B2 Second laser light source 24 Laser head 26 Microscope 28 Relative movement mechanism 30 Control device 31 Branching element 32 First light forming element 33, 35, 37 Beam splitter 34 Second light forming element 36 Connection switching element 38 First condenser lens 40A, 40B Second condenser lens 41 Illumination light source 41A First illumination light source 41B Second illumination light source 42, 43A, 43B Beam splitter 45, 46A, 46B Camera 451, 46A1, 46B1 First camera 452, 46A2, 46B2 Second camera 49 Operation unit 50 Alignment detection unit 52 Laser processing control unit 54 Photography control unit 56 Measurement unit 56a Position accuracy measurement unit 56b Processing quality measurement unit 58 Correction unit 60 Notification units 80A, 80B Bandstop filters 81A, 81B1, 81B2 Polarizing filters 82A, 83A Dichroic mirrors 82B, 83B Beam splitters BP1, BP2, BP3 Branched optical paths BP11, BP21, BP31 First branched optical path BP12, BP22, BP32 Second branched optical path C Streets CV1, CV2 Field of view centers D1, D2A, D2B Captured images L, LA, LB Laser light L1 First laser light L2 Second laser light L3, L3A, L3B Illumination light OP1 to OP3 Main optical paths R1, R2 Laser reflected light R3, R3A, R3B Illumination reflected light SP1, SP2 Laser spot XA Outward direction side XB Inward direction side M0, M1A, M1B, M2A, M2B, M3 Steering mirror mechanism

Claims (12)

ウェーハを保持するテーブルと、前記テーブルに保持されている前記ウェーハのストリートにレーザ光を集光させる集光レンズを有するレーザヘッドと、を前記ウェーハのストリートに沿った加工送り方向に相対移動させながら前記レーザヘッドから前記レーザ光を前記ストリートに照射することで、前記ストリートに沿って溝を形成するレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記レーザ加工が行われている間、前記集光レンズを通して、前記ストリートに集光された前記レーザ光のレーザスポットと前記溝とを同時に撮影するカメラと、
前記カメラにより撮影された撮影画像に基づき、前記レーザ加工中に前記レーザ加工の位置精度及び加工品質を同時に測定する測定部と、
を備え
前記加工品質が、前記溝の中心位置に対する前記レーザスポットの中心位置の偏りと、前記溝の加工幅と、の少なくとも一方であるレーザ加工装置。
A laser processing apparatus performs laser processing to form grooves along streets by irradiating the streets with laser light from the laser head while moving a table that holds a wafer and a laser head having a condenser lens that condenses laser light onto streets of the wafer held on the table relatively in a processing feed direction along the streets of the wafer,
a camera that simultaneously captures an image of the groove and a laser spot of the laser light focused on the street through the focusing lens while the laser processing is being performed;
a measuring unit that simultaneously measures the positional accuracy and processing quality of the laser processing during the laser processing based on the captured image taken by the camera;
Equipped with
The laser processing device , wherein the processing quality is at least one of the deviation of the center position of the laser spot from the center position of the groove and the processing width of the groove .
照明光を出射する照明光源と、
前記レーザ光及び前記照明光源から出射された前記照明光を前記集光レンズまで導き且つ前記ストリートで反射された前記レーザ光の第1反射光及び前記照明光の第2反射光が前記集光レンズから入射する主光路と、
前記主光路に配置された分岐光学素子であって且つ前記主光路に入射した前記第1反射光及び前記第2反射光を、前記主光路から分岐した分岐光路に向けて出射する分岐光学素子と、
を備え、
前記カメラが、前記分岐光路に配置され且つ前記第1反射光及び前記第2反射光を撮像して前記レーザスポット及び前記溝の撮影画像を生成する請求項1に記載のレーザ加工装置。
an illumination light source that emits illumination light;
a main optical path along which the laser light and the illumination light emitted from the illumination light source are guided to the condenser lens, and along which a first reflected light of the laser light and a second reflected light of the illumination light reflected by the street are incident from the condenser lens;
a branching optical element disposed in the main optical path and configured to output the first reflected light and the second reflected light incident on the main optical path toward a branched optical path branched from the main optical path;
Equipped with
The laser processing device according to claim 1 , wherein the camera is disposed on the branched optical path and captures an image of the first reflected light and the second reflected light to generate a photographed image of the laser spot and the groove.
前記分岐光路に配置され且つ前記カメラに入射する前記第1反射光の光量を低減させる光量低減フィルタを備える請求項2に記載のレーザ加工装置。 The laser processing device of claim 2, further comprising a light-reduction filter disposed in the branched optical path and configured to reduce the amount of the first reflected light incident on the camera. 前記レーザ光の波長と前記照明光の波長域が互いに異なっており、
前記光量低減フィルタが、前記レーザ光の波長域に対応する光の光量を低減させるバンドストップフィルタである請求項3に記載のレーザ加工装置。
the wavelength of the laser light and the wavelength range of the illumination light are different from each other,
4. The laser processing device according to claim 3, wherein the light intensity reducing filter is a band-stop filter that reduces the intensity of light corresponding to the wavelength range of the laser light.
前記レーザ光とは異なる波長域の照明光を出射する照明光源と、
前記レーザ光及び前記照明光源から出射された前記照明光を前記集光レンズまで導き且つ前記ストリートで反射された前記レーザ光の第1反射光及び前記照明光の第2反射光が前記集光レンズから入射する主光路と、
前記主光路に配置された第1分岐光学素子であって且つ前記主光路に入射した前記第1反射光を、前記主光路から分岐した第1分岐光路に向けて出射する第1分岐光学素子と、
前記主光路に配置された第2分岐光学素子であって且つ前記主光路に入射した前記第2反射光を、前記主光路から分岐した第2分岐光路に向けて出射する第2分岐光学素子と、
を備え、
前記カメラが、前記第1分岐光路に配置され且つ前記第1反射光を撮像する第1カメラと、前記第2分岐光路に配置され且つ前記第2反射光を撮像する第2カメラと、を含み、
前記第1カメラの感度が、前記第2カメラの感度よりも低く設定されている請求項1に記載のレーザ加工装置。
an illumination light source that emits illumination light in a wavelength range different from the laser light;
a main optical path along which the laser light and the illumination light emitted from the illumination light source are guided to the condenser lens, and along which a first reflected light of the laser light and a second reflected light of the illumination light reflected by the street are incident from the condenser lens;
a first branching optical element disposed in the main optical path and configured to output the first reflected light incident on the main optical path toward a first branched optical path branched from the main optical path;
a second branching optical element disposed in the main optical path and configured to output the second reflected light incident on the main optical path toward a second branched optical path branched from the main optical path;
Equipped with
the camera includes a first camera disposed in the first branched optical path and capturing an image of the first reflected light, and a second camera disposed in the second branched optical path and capturing an image of the second reflected light,
2. The laser processing device according to claim 1, wherein the sensitivity of the first camera is set lower than the sensitivity of the second camera.
前記レーザ加工として、前記ストリートに沿って互いに平行な2条の前記溝を形成する縁切り加工と、2条の前記溝の間に前記溝を形成する中抜き加工と、を行い、
前記カメラが、前記縁切り加工が行われている間、前記集光レンズを通して前記縁切り加工に対応する前記レーザスポットと前記溝とを同時に撮影し、且つ前記中抜き加工が行われている間、前記集光レンズを通して前記中抜き加工に対応する前記レーザスポットと前記溝とを同時に撮影し、
前記縁切り加工の前記加工品質が、前記レーザスポットの形状、サイズ及び輝度と、前記溝の中心位置に対する前記レーザスポットの中心位置の偏りと、を含み、
前記中抜き加工の加工品質が、前記レーザスポットの形状、サイズ及び輝度と、前記溝の加工幅と、を含む請求項1から5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
As the laser processing, an edge cutting process is performed to form two grooves parallel to each other along the street, and a hollowing process is performed to form the groove between the two grooves,
The camera simultaneously photographs the laser spot and the groove corresponding to the edge cutting process through the condenser lens while the edge cutting process is being performed, and simultaneously photographs the laser spot and the groove corresponding to the center cutting process through the condenser lens while the center cutting process is being performed,
The processing quality of the edge cutting processing includes the shape, size, and brightness of the laser spot, and a deviation of the center position of the laser spot with respect to the center position of the groove,
The laser processing device according to claim 1 , wherein the processing quality of the hollowing process includes the shape, size, and brightness of the laser spot, and the processing width of the groove .
前記縁切り加工が行われている間、前記集光レンズを通して前記ストリートの縁切り加工領域を照明する第1照明光源と、
前記中抜き加工が行われている間、前記集光レンズを通して前記ストリートの中抜き加工領域を照明する第2照明光源と、
を備える請求項6に記載のレーザ加工装置。
a first illumination source that illuminates the edge-cutting processing area of the street through the condenser lens while the edge-cutting processing is being performed;
a second illumination light source that illuminates the hollowing area of the street through the condenser lens while the hollowing is being performed;
The laser processing device according to claim 6, comprising:
前記レーザ光の光路上に設けられたミラー機構を備え、
前記ミラー機構が、複数のミラーと、前記複数のミラーの位置及び姿勢の少なくともいずれか一方を調整する調整機構と、を含む請求項1から7のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
a mirror mechanism provided on an optical path of the laser light,
8. The laser processing device according to claim 1, wherein the mirror mechanism includes a plurality of mirrors and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the positions and attitudes of the plurality of mirrors.
前記集光レンズが、第1集光レンズと、前記第1集光レンズを間に挟んで前記第1集光レンズと共に前記加工送り方向に沿って一列に配置された2個の第2集光レンズと、を含み、
前記レーザヘッドが、
前記レーザ光として、前記縁切り加工に対応する2本の第1レーザ光と、前記中抜き加工に対応する第2レーザ光と、を出射するレーザ光出射系と、
前記レーザ光出射系から出射された前記2本の第1レーザ光を前記第1集光レンズに導き且つ前記レーザ光出射系から出射された前記第2レーザ光を2個の前記第2集光レンズに選択的に導く接続光学系と、
を備え、
前記接続光学系が、前記テーブルに対して前記レーザヘッドが前記加工送り方向の往路方向側及び復路方向側のいずれか一方向側に相対移動される場合に、前記レーザ光出射系から出射された前記第2レーザ光を、前記第1集光レンズに対して前記往路方向側及び前記復路方向側の他方向側に位置する前記第2集光レンズに導き、
前記カメラが、前記第1集光レンズ及び2個の前記第2集光レンズごとに設けられている請求項6又は7に記載のレーザ加工装置。
the condenser lens includes a first condenser lens and two second condenser lenses arranged in a row along the processing feed direction together with the first condenser lens with the first condenser lens sandwiched therebetween,
The laser head
a laser beam emitting system that emits, as the laser beams, two first laser beams corresponding to the edge cutting process and a second laser beam corresponding to the hollowing process;
a connecting optical system that guides the two first laser beams emitted from the laser beam emitting system to the first condenser lens and selectively guides the second laser beams emitted from the laser beam emitting system to two second condenser lenses;
Equipped with
the connecting optical system, when the laser head is moved relative to the table in one of the forward direction side and the backward direction side in the processing feed direction, guides the second laser light emitted from the laser light emitting system to the second condenser lens located on the other side of the forward direction side and the backward direction side with respect to the first condenser lens,
8. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the camera is provided for each of the first condenser lens and each of the two second condenser lenses.
前記レーザ光出射系が、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された前記レーザ光を2分岐させる分岐素子と、
前記分岐素子により分岐された前記レーザ光の一方から前記2本の第1レーザ光を生成して出射する第1光形成素子と、
前記分岐素子により分岐された前記レーザ光の他方から前記第2レーザ光を生成して出射する第2光形成素子と、
前記レーザ光の光路上と、前記2本の第1レーザ光の光路上及び前記第2レーザ光の光路上との少なくともいずれか一方に設けられたミラー機構と、
を備え、
前記ミラー機構が、複数のミラーと、前記複数のミラーの位置及び姿勢の少なくともいずれか一方を調整する調整機構と、を含む請求項9に記載のレーザ加工装置。
The laser light emission system
a laser light source that emits the laser light;
a branching element that branches the laser light emitted from the laser light source into two beams;
a first light forming element that generates and emits the two first laser beams from one of the laser beams branched by the branching element;
a second light forming element that generates and emits the second laser light from the other of the laser lights branched by the branching element;
a mirror mechanism provided on at least one of the optical path of the laser light, the optical path of the two first laser lights, and the optical path of the second laser light;
Equipped with
10. The laser processing apparatus according to claim 9, wherein the mirror mechanism includes a plurality of mirrors and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the positions and attitudes of the plurality of mirrors.
前記集光レンズが、第1集光レンズと、前記第1集光レンズを間に挟んで前記第1集光レンズと共に前記加工送り方向に沿って一列に配置された2個の第2集光レンズと、を含み、
前記レーザヘッドが、
前記レーザ光として前記縁切り加工に対応する2本の第1レーザ光を出射する第1レーザ光出射系と、
前記レーザ光として前記中抜き加工に対応する第2レーザ光を出射する2個の第2レーザ光出射系と、
前記第1レーザ光出射系から出射された前記2本の第1レーザ光を前記第1集光レンズに導く第1接続光学系と、
前記テーブルに対して前記レーザヘッドが前記加工送り方向の往路方向側に相対移動される場合に、前記第2レーザ光出射系の一方から出射された前記第2レーザ光を、前記第1集光レンズに対して前記加工送り方向の復路方向側に位置する前記第2集光レンズに導き、且つ前記テーブルに対して前記レーザヘッドが前記復路方向側に相対移動される場合に、前記第2レーザ光出射系の他方から出射された前記第2レーザ光を、前記第1集光レンズに対して前記往路方向側に位置する前記第2集光レンズに導く第2接続光学系と、
を備え、
前記カメラが、前記第1集光レンズ及び2個の前記第2集光レンズごとに設けられている請求項6又は7に記載のレーザ加工装置。
the condenser lens includes a first condenser lens and two second condenser lenses arranged in a row along the processing feed direction together with the first condenser lens with the first condenser lens sandwiched therebetween,
The laser head
a first laser beam emitting system that emits two first laser beams corresponding to the edge cutting process as the laser beams;
two second laser beam emitting systems that emit second laser beams corresponding to the hollowing process as the laser beams;
a first connecting optical system that guides the two first laser beams emitted from the first laser beam emitting system to the first condenser lens;
a second connection optical system that, when the laser head is moved relatively to the table in the forward direction of the processing feed direction, guides the second laser light emitted from one of the second laser light emitting systems to the second condenser lens located on the backward direction side of the processing feed direction with respect to the first condenser lens, and, when the laser head is moved relatively to the table in the backward direction, guides the second laser light emitted from the other of the second laser light emitting systems to the second condenser lens located on the forward direction side of the first condenser lens;
Equipped with
8. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the camera is provided for each of the first condenser lens and each of the two second condenser lenses.
前記2本の第1レーザ光の光路上及び前記第2レーザ光の光路上に設けられたミラー機構を備え、
前記ミラー機構が、複数のミラーと、前記複数のミラーの位置及び姿勢の少なくともいずれか一方を調整する調整機構と、を含む請求項11に記載のレーザ加工装置。
a mirror mechanism provided on an optical path of the two first laser beams and an optical path of the second laser beam,
12. The laser processing apparatus according to claim 11, wherein the mirror mechanism includes a plurality of mirrors and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the positions and attitudes of the plurality of mirrors.
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