JP2007290931A - スクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】改質部が位置精度よく形成できるスクライブ装置を提供すること。
【解決手段】レーザ光源２からレーザ光を照射し、集光レンズ９でワーク１０の内部に集光して改質部を形成して、スクライブする。改質部のワーク１０の表面からの深さを精度良く形成するため、集光レンズ９とワーク１０との距離を測長器１２で測定する。設定値との差分に相当する距離、ワーク１０を光軸８方向に移動して、集光レンズ９とワーク１０との距離を設定値に近づける。このとき、間隔調整テーブル２２を作動してワーク１０を移動し、集光レンズ９とワーク１０との距離を設定値に近づける。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクライブ装置に関するものである。

光透過性のある基板を品質良く切断するために、レーザ光を基板に照射して基板内部に改質領域（以下、改質部と称す。）を形成するレーザスクライブ方法が特許文献１に開示されている。それによると、パルス幅が１μｓ以下のレーザ光を出射し、集光レンズで基板内部に集光し、集光点におけるピークパワー密度を１×１０⁸（Ｗ／ｃｍ²）以上にする。これにより、加工対象物の内部に多光子吸収による改質部を形成するものである。

また、このレーザスクライブ方法において、加工対象物の内部に形成される改質部あるいはこれを起点として形成される改質部の大きさは、集光レンズの特性と、レーザ光のピークパワー密度に依存する。例えば、上記特許文献１に示されたガラス（厚さ７００μｍ）をＹＡＧレーザを用いて切断する実施例では、集光レンズの開口数が０．５５の場合、ピークパワー密度がおよそ１×１０¹¹（Ｗ／ｃｍ²）では、改質部の大きさは、およそ１００μｍである。また、ピークパワー密度がおよそ５×１０¹¹（Ｗ／ｃｍ²）では、およそ２５０μｍである。基板の内部に改質部を配列して形成し、改質部を押圧することで、基板を改質部に沿って品質良く分断することができる。

この、レーザ光スクライブ方法を用いて、基板の厚み方向に位置精度良く改質領域を形成する方法が特許文献２に開示されている。この方法によれば、スクライブ用のレーザ光と同じ光軸に基板表面位置検出用レーザを射出し、基板表面から反射した光を用いて、照射レンズと基板の距離を測長している。
照射レンズには、照射レンズをレーザ光の光軸方向に移動させるアクチュエータが配置され、照射レンズと基板との距離を所定の間隔にして、スクライブレーザ光を照射してスクライブしている。

特開２００２−１９２３７１号公報 特開２００５−１９３２８５号公報

基板の厚み方向に複数の変質部を形成するときに、レーザ光を一点に集中して照射し、対物レンズを上下動して変質部を形成する。このとき、照射レンズの光軸がレーザ光の光軸に対して傾きが生じ、照射レンズの焦点の位置が移動する。照射レンズの焦点の位置が移動すると、改質部が形成される場所が基板の水平方向に移動して、位置精度が悪くなる要因となっていた。

本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、改質部が位置精度よく形成できるスクライブ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、可視光を透過する基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ装置であって、基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成するレーザ光投光部と、基板とレーザ光投光部との間隔を測定する測定部と、測定部で測定した間隔を用いて、基板とレーザ光投光部との間隔を調整する間隔調整部とを有し、間隔調整部は基板を移動して基板とレーザ光投光部との間隔を調整することを特徴とする。

このスクライブ装置によれば、レーザ光投光部が基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成する。測定部が基板とレーザ光投光部との間隔を測定し、間隔調整部が基板とレーザ光投光部との間隔を調整する。間隔調整部は、基板を移動して基板とレーザ光投光部との間隔を調整する。基板とレーザ光投光部との間隔を調整するために、レーザ光投光部を動かすときは、レーザ光の光軸と基板とのなす角度が変わる可能性がある。レーザ光の光軸と基板とのなす角度が変わるとき、変わる角度と基板とレーザ光投光部との間隔とを積算した量に相当する距離分、レーザ光が集光する位置が基板の平面方向に移動する。

一方、基板とレーザ光投光部との間隔を調整するために、基板を移動するとき、レーザ光の光軸と基板のなす角度が変わることがない。したがって、基板とレーザ光投光部との間隔を調整するとき、レーザ光投光部を移動する方法に比べて、基板を移動する方法の方が、レーザ光を集光する位置が変わりにくい。その結果、位置精度良くレーザ光を集光して改質部を形成し、スクライブすることができる。

本発明のスクライブ装置では、間隔調整部は、基板を移動するテーブルを備え、テーブルは圧電素子を有し、圧電素子を伸縮して基板を移動することを特徴とする。

このスクライブ装置によれば、基板を移動するテーブルを備えており、テーブルは圧電素子により駆動される。圧電素子は、電気信号に早く応答することから、基板とレーザ光投光部との間隔を短い時間で調整することができる。

本発明のスクライブ装置は、改質部を形成する場所にレーザ光を集光するように、基板を移動する基板移動部をさらに備えていることを特徴とする。

このスクライブ装置によれば、改質部を形成する場所にレーザ光が集光するように、基板移動部が基板を移動する。従って、基板の所定の場所に改質部を形成することができる。

本発明のスクライブ装置は、基板移動部は、間隔調整部の機能のうち、基板を移動する機能を兼ねていることを特徴とする。

このスクライブ装置によれば、基板移動部は基板とレーザ光投光部との間隔を調整するために、基板を移動する機能と、改質部を形成する場所を、レーザ光を集光する場所に移動する機能を備えている。従って、基板移動部は基板とレーザ光投光部との間隔を調整するために、基板を移動する機能を有する部位と、改質部を形成する場所を、レーザ光を集光する場所に移動する機能を有する部位とを別に設ける場合に比べて構成を容易にできスクライブ装置を製造しやすい構成とすることができる。その結果、生産性良く製造できるスクライブ装置とすることができる。

本発明のスクライブ装置では、測定部は、基板にレーザ光を照射する場所の、基板とレーザ光投光部との間隔を測定することを特徴とする。

このスクライブ装置によれば、測定部が基板とレーザ光投光部との間隔を測定するとき、基板にレーザ光を照射する場所の、基板とレーザ光投光部との間隔を測定している。従って、レーザ光を照射する場所以外の場所を測定する場合に比べて、精度よく基板とレーザ光投光部との間隔を測定することができる。

以下、本発明を具体化した実施例について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るレーザスクライブ方法について図１〜図４に従って説明する。

最初にレーザスクライブ装置について説明する。図１は、レーザスクライブ装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、レーザスクライブ装置１は、レーザ光を出射するレーザ光源２及び、出射されたレーザ光をワークに照射する光学経路部３からなるレーザ光投光部４と、光学経路部３に対してワークを相対的に移動させるテーブル部５と、動作を制御する制御装置６を主として構成されている。

レーザスクライブ装置１は、レーザ光源２を備えている。レーザ光源２は、出射するレーザ光を加工対象物の内部に集光して多光子吸収による改質部を形成できる光源であれば良い。本実施形態において、例えば、レーザ光源２はＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧ（Ｎｄ：Ｙ₃Ａｌ₃Ｏ₁₂）のレーザ媒質からなり、第３高調波（波長：３５５ｎｍ）のＱスイッチパルス発振のレーザ光を出射する発光条件を採用した。パルス幅はおよそ１４ｎｓ（ナノ秒）、パルス周期は１０ｋＨｚ、出力はおよそ６０μＪ／パルスのレーザ光を出射する発光条件を採用した。

光学経路部３はダイクロイックミラー７を備えている。ダイクロイックミラー７は、レーザ光源２から照射されるレーザ光の光軸８上に配置されている。ダイクロイックミラー７はレーザ光源２から照射されるレーザ光を反射して、光軸８の進行方向を変更する。ダイクロイックミラー７に反射したレーザ光が通過する光軸８上に集光レンズ９が配置されている。テーブル部５にはワーク１０が配置され、集光レンズ９で集光されたレーザ光がワーク１０に照射されるようになっている。

集光レンズ９には、支持部材１１を介して測定部としての測長器１２が配置されている。測長器１２の内部には、レーザ光を照射するユニットと、受光素子配列して形成されたラインセンサが配置されている。測長器１２から照射されるレーザ光１３がワーク１０に反射して、反射する光の反射位置をラインセンサが検出して測長器１２とワーク１０との距離を測定するようになっている。

集光レンズ９とダイクロイックミラー７とを通過する光軸８の延長線上にあって、ダイクロイックミラー７に対して集光レンズ９の反対側には、撮像装置１４を備えている。撮像装置１４は、例えば、図示しない同軸落射型光源とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から出射した可視光は、集光レンズ９を透過してワーク１０を照射する。撮像装置１４は、集光レンズ９とダイクロイックミラー７とを通してワーク１０を撮像することが可能となっている。

テーブル部５は、基台１５を備えている。基台１５のレーザ光投光部４側には、レール１６が凸設して配置されており、レール１６上にはＸ軸スライド１７が配置されている。Ｘ軸スライド１７は、図示しない直動機構を備え、レール１６上のＸ方向に移動可能となっている。

直動機構は、例えばＸ方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が所定のパルス信号を受けて所定のステップ単位で正逆転する図示しないＸ軸モータに連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号がＸ軸モータに入力されると、Ｘ軸モータが正転又は反転して、Ｘ軸スライド１７が同ステップ数に相当する分だけ、Ｘ方向に沿って往動又は復動するようになっている。

Ｘ軸スライド１７のレーザ光投光部４側にはレール１８が凸設して配置されており、レール１８上にはＹ軸スライド１９が配置されている。Ｙ軸スライド１９は、Ｘ軸スライド１７と同様な直動機構を備え、レール１８上をＹ方向に移動可能となっている。

Ｙ軸スライド１９のレーザ光投光部４側にはガイド２０が配置されており、ガイド２０に挟持されるように基板移動部としてのＺ軸スライド２１が配置されている。Ｚ軸スライド２１は、Ｘ軸スライド１７と同様な直動機構２１ａを備え、ガイド２０に沿ってＺ方向に移動可能となっている。

Ｚ軸スライド２１のレーザ光投光部４側にはテーブルとしての間隔調整テーブル２２が配置され、間隔調整テーブル２２のレーザ光投光部４側にはステージ２３が配置されている。間隔調整テーブル２２は応答性良くステージ２３を動作できれば良く、本実施形態では、例えば、圧電材料と電極を積層して形成される圧電素子を用いて形成している。

ステージ２３の上面には図示しない吸引式のチャック機構が設けられている。そして、ワーク１０を載置すると、チャック機構によって、ワーク１０がステージ２３上の所定の位置に位置決めされ固定されるようになっている。

制御装置６は、メインコンピュータ２４を備えている。メインコンピュータ２４は内部に図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリーを備えている。ＣＰＵはメモリー内に記憶されたプログラムソフトに従って、レーザスクライブ装置１におけるレーザ光を照射する動作の制御や、ワーク１０にレーザ光を照射する場所を制御する機能を有するものである。

メインコンピュータ２４は、図示しない入出力インターフェースを備え、入力装置２５、表示装置２６、レーザ制御装置２７、画像処理装置２８、ステージ制御装置２９、測定部としての間隔計測装置３０、間隔調整部としての間隔制御装置３１と接続されている。

入力装置２５は、レーザ加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する装置であり、表示装置２６はレーザ加工時の各種情報を表示する装置である。ＣＰＵは、入力される各種加工条件とプログラムソフトとに従って、レーザ加工を行い、加工状況を表示装置２６に表示する。操作者が表示装置２６に表示される各種情報を見て、レーザ加工状況を確認して操作するようになっている。

レーザ制御装置２７は、レーザ光源２を駆動するパルス信号のパルス幅、パルス周期、出力の開始と停止、等を制御する装置であり、メインコンピュータ２４の制御信号により制御される。

画像処理装置２８は、撮像装置１４から出力される画像データを演算する機能を備えている。ステージ２３にワーク１０を配置し、撮像装置１４で撮像した画像を観察するとき、Ｚ軸スライド２１を操作して、集光レンズ９とワーク１０との距離を変えることにより画像が鮮明になるときとぼやけるときが存在する。集光レンズ９を移動して、ワーク１０のステージ２３側の面に焦点が合うときと、ワーク１０の光学経路部３側の面に焦点が合うときに、撮像される画像が鮮明になる。一方、焦点が合っていないとき、撮像される画像は、ぼやけた画像となる。

ワーク１０を光軸８の方向に移動して、撮像装置１４が撮像する画像が鮮明になるワーク１０の位置を、内蔵する位置センサで検出することにより、ワーク１０の厚みを測定することが可能となる。

ステージ制御装置２９は、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とＺ軸スライド２１との位置の検出と移動制御を行なう。Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とＺ軸スライド２１とには図示しない位置センサが内蔵されており、ステージ制御装置２９は位置センサの出力を検出することにより、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とＺ軸スライド２１との位置を検出する。ステージ制御装置２９は、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９との位置情報を取得し、メインコンピュータ２４から指示される位置情報とを比較し、差に相当する距離に対応して、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とＺ軸スライド２１とを駆動して移動する。ステージ制御装置２９はＸ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とＺ軸スライド２１とを駆動して、所望の位置にワーク１０を移動することが可能となっている。

間隔計測装置３０は、測長器１２の制御を行なう。測長器１２は、測長器１２とワーク１０との距離を計測し、計測値に相当する計測信号を出力する。間隔計測装置３０は測長器１２が出力する計測信号を入力し測長器１２とワーク１０との距離に相当する第１の距離データに変換する。間隔計測装置３０は、測長器１２と集光レンズ９との間の距離と第１の距離データとを加算して、集光レンズ９とワーク１０との間の距離である対物距離３２に相当する第２の距離データをメインコンピュータ２４に出力する。測長器１２と間隔計測装置３０とで対物距離３２を測定する測定部を構成している。

間隔制御装置３１は、間隔調整テーブル２２を制御する装置であり、間隔調整テーブル２２を駆動する駆動信号を出力する。間隔調整テーブル２２は駆動信号を入力し、駆動信号に相当する量の伸縮をしてステージ２３を移動する。

レーザ制御装置２７がレーザ光源２を制御しレーザ光を発光させる。間隔計測装置３０がワーク１０の集光レンズ９側に向かう面の光軸方向の位置を検出する。ステージ制御装置２９と間隔制御装置３１とがレーザ光を集光する光軸方向の位置を制御する。ステージ制御装置２９がワーク１０をＸＹ方向に移動して、ワーク１０にレーザ光が照射される位置を制御する。上述した制御を行い所望の位置にレーザ光を集光して照射することが可能となっている。

Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とを移動するとき、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９はＺ方向に変動して移動する。さらに、ワーク１０の厚さがワーク１０の場所により異なるとき、厚さの変動の影響を受けるため、対物距離３２が変動する。間隔計測装置３０は対物距離３２を測定し、メインコンピュータ２４に対物距離３２に相当する第２の距離データをメインコンピュータ２４に出力する。メインコンピュータ２４は、第２の距離データの情報を受け取り、対物距離３２が設定した距離に対して変動する距離に相当する距離分補正するように、間隔調整テーブル２２を伸縮する指示情報を間隔制御装置３１に出力する。間隔制御装置３１は指示情報により間隔調整テーブル２２を伸縮させて、対物距離３２が所定の距離になるようにする。従って、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とを移動するとき、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９との直進性や、ワーク１０の厚さの変動があっても、対物距離３２が所定の距離になるようになっている。

ここで、多光子吸収による改質部の形成について説明する。集光レンズ９によって集光されたレーザ光は、ワーク１０に入射する。そして、ワーク１０がレーザ光を透過する材料であっても、材料の吸収バンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいとき、ワーク１０は光子エネルギーを吸収する。これを多光子吸収と言い、レーザ光のパルス幅を極めて短くすることでエネルギーを高めて、多光子吸収をワーク１０の内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、永続的な構造変化が誘起された領域が形成される。

本実施形態では、この構造変化領域を改質部と呼ぶ。改質部のうち、大きく構造変化した結果複数のクラックが形成された領域をクラック部と呼ぶ。クラック部は、ワーク１０の材質により形態が異なり、例えば石英ガラスでは、ひとつの空洞が形成される。

このような改質部を形成するためのレーザ光の照射条件は、加工対象物ごとにレーザ光の出力やパルス幅、パルス周期、レーザスキャン速度等の設定が必要になる。特に、レーザ光源２が照射するレーザ光の出力は、ダイクロイックミラー７や集光レンズ９のような光軸８上に配置される透過性物質による吸収で減衰することを考慮する必要がある。従って、実際の加工対象物を用いた予備試験を実施して、最適な照射条件を導くことが望ましい。

（レーザスクライブ方法）
次に本発明のレーザスクライブ方法について図２〜図４にて説明する。図２は、レーザスクライブ方法のフローチャートであり、図３及び図４はレーザスクライブ方法を説明する図である。

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１は基板配置工程に相当し、基板をレーザスクライブ装置１に配置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、開始位置合わせ工程に相当し、改質部を形成する最初の場所にレーザ光を集光することができる集光レンズ９の位置に集光レンズ９を移動する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、間隔計測工程に相当し、基板と集光レンズ９との間隔である対物距離３２を計測する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、間隔調整工程に相当し、間隔調整テーブル２２を伸縮して対物距離３２を所定の間隔となるように制御する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、レーザ光照射工程に相当し、基板にレーザ光を集光して改質部を形成する工程である。ステップＳ６は、改質部を形成する予定の領域総てに改質部を形成したか判断する工程である。改質部を形成する予定の領域に、まだ、改質部が形成されていない領域が残っているときは（ＮＯのとき）、ステップＳ７に移行する。改質部を形成する予定の領域総てに改質部が形成されているときは（ＹＥＳのとき）、ステップＳ８に移行する。ステップＳ７は、基板移動工程に相当し、改質部を形成する次の場所にレーザ光を集光する位置に集光レンズ９を移動する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ８は、分断工程に相当し、改質部に沿って、基板を分断する工程である。

次に、図３〜図４を用いて、図２に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）はステップＳ１及びステップＳ２に対応する図である。図３（ａ）に示すように、ステージ２３に基板３５を配置して、最初に改質部を形成する予定の場所にレーザ光を集光することができる集光レンズ９の位置に集光レンズ９を移動する。図３（ｂ）は図３（ａ）に示す基板３５を集光レンズ９側から見た図であり、分断予定面３６に沿ってスクライブを実施していく。

図３（ｃ）はステップＳ３に対応する図である。測長器１２からレーザ光１３を基板３５に照射し、基板３５の表面３５ａで乱反射する光を、測長器１２が受光する。測長器１２が受光するレーザ光１３の位置から測長器１２と表面３５ａとの距離を計測し、計測値に相当する計測信号を出力する。図１に示す間隔計測装置３０は測長器１２が出力する計測信号を入力し、計測信号を測長器１２と表面３５ａとの距離に相当する第１の距離データに変換する。間隔計測装置３０は、測長器１２と集光レンズ９との間の距離と第１の距離データとを加算して、集光レンズ９と表面３５ａとの間の距離である対物距離３２に相当する第２の距離データをメインコンピュータ２４に出力する。

図３（ｄ）はステップＳ４に相当する図である。ステップＳ３で図１に示すメインコンピュータ２４には、集光レンズ９と表面３５ａとの間の距離である対物距離３２に相当する第２の距離データが入力される。メインコンピュータ２４は、入力される第２の距離データと予定の場所に改質部を形成するときにおける対物距離３２の設定値とを比較する。

メインコンピュータ２４は、第２の距離データと対物距離３２との差に相当する距離を補正するように、間隔調整テーブル２２を伸縮する指示情報を図１に示す間隔制御装置３１に出力する。間隔制御装置３１は駆動信号を間隔調整テーブル２２に出力して、間隔調整テーブル２２が伸縮する。間隔調整テーブル２２が伸縮して、対物距離３２は所定の距離となる。

図４（ａ）はステップＳ５に相当する図である。集光レンズ９は、レーザ光３７を基板３５の内部に集光する。レーザ光３７が集光される場所には、改質部３８が形成され、改質部３８の中央にはクラック部３９が形成される。

図４（ｂ）はステップＳ６に相当する図である。図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示す集光レンズ９と基板３５とを相対移動して分断予定面３６の総ての領域に改質部３８を形成し、ステップＳ８に移行する。

図４（ｃ）はステップＳ８に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、基板３５を弾性のある台４０の上に配置する。基板３５の内部に配列して形成されたクラック部３９と対応する基板３５上の位置に加圧部材４１を配置し、加圧部材４１を基板３５の方向に押圧する。基板３５は加圧部材４１に押圧された場所が台４０に沈み込み、台４０と接触する面に張力が作用する。クラック部３９は張力がかかり、クラックを起点として破断が進行し分断される。
図４（ｄ）に示すように、その結果、基板３５はクラック部３９が分断され、二つに分割される。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する
（１）本実施形態によれば、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とを移動するとき、Ｘ軸スライド１７とＹ軸スライド１９とがＺ方向に変動するときや、ワーク１０の厚さの変動があるとき、対物距離３２を間隔計測装置３０が検出し、メインコンピュータ２４に出力する。メインコンピュータ２４が変動する量を演算し、間隔制御装置３１が間隔調整テーブル２２を駆動して、対物距離３２が所定の距離になるようになっている。このとき、集光レンズ９は移動せず、間隔調整テーブル２２がワーク１０を移動している。

集光レンズ９を移動するとき、集光レンズ９が微動して光軸８が回転し、レーザ光の光軸８とワーク１０の上面とのなす角度が変動する可能性がある。レーザ光の光軸８とワーク１０の上面とのなす角度が変動するとき、変動する角度と対物距離３２との間隔とを積算した量に相当する距離分、レーザ光が集光する位置がワーク１０の平面方向に移動する。

一方、対物距離３２を調整するために、基板を移動するとき、レーザ光の光軸８とワーク１０とのなす角度が変わることがない。したがって、対物距離３２を調整するとき、集光レンズ９を移動する方法に比べて、ワーク１０を移動する方法の方が、レーザ光を集光する位置が変わりにくい。その結果、位置精度良くレーザ光を集光して改質部３８を形成し、スクライブすることができる。

（２）本実施形態によれば、間隔調整テーブル２２は圧電素子を用いて形成されている。圧電素子は、印加する電圧に対して応答性良く伸縮する。従って、間隔制御装置３１は間隔調整テーブル２２を応答性良く駆動することができる。

（３）本実施形態によれば、ワーク１０を光軸８方向に移動する手段として、Ｚ軸スライド２１と間隔調整テーブル２２との二つの手段を用いている。Ｚ軸スライド２１の可動範囲は、間隔調整テーブル２２より広くすることができるが、駆動信号に対する応答性は間隔調整テーブル２２より劣っている。ワーク１０を大きく移動するときは、Ｚ軸スライド２１を用いてワーク１０を移動し、対物距離３２の変動に対して応答性良く移動するときは、間隔調整テーブル２２を用いている。従って、可動範囲が広く、応答性が良い移動手段とすることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るレーザスクライブ装置について図５のレーザ照射装置の構成を示す概略図を用いて説明する。
尚、本実施形態において、上記第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態が第１の実施形態と異なるところは、レーザスクライブ装置が間隔調整テーブルを備えず、間隔調整テーブルの機能をＺ軸スライド２１が実施する点にある。

図５に示すように、レーザスクライブ装置４５は間隔調整テーブルを備えず、ワーク１０を光軸８方向に移動する手段はＺ軸スライド２１が実施する様に構成されている。

集光レンズ９とワーク１０との距離である対物距離３２が変動するとき、対物距離３２の変動を測長器１２が検出して、間隔計測装置３０に出力する。間隔計測装置３０は、測長器１２と集光レンズ９との間の距離と第１の距離データとを加算して、集光レンズ９とワーク１０との間の距離である対物距離３２に相当する第２の距離データをメインコンピュータ２４に出力する。

メインコンピュータ２４は、入力される第２の距離データと予定の場所に改質部を形成するときの対物距離３２とを比較する。メインコンピュータ２４は、第２の距離データと対物距離３２との差に相当する距離を補正するように、Ｚ軸スライド２１を移動する指示情報をステージ制御装置２９に出力する。ステージ制御装置２９は駆動信号をＺ軸スライド２１に出力して、Ｚ軸スライド２１が移動する。Ｚ軸スライド２１が移動して、対物距離３２は所定の距離となる。

上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）に加えて、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、対物距離３２が変動するとき、Ｚ軸スライド２１がワーク１０を光軸８方向に移動している。従って、第１の実施形態に比べて、ワーク１０を光軸８方向に移動する構造が簡易であることから、ワーク１０の動作が遅くてもよいときは、生産性よく、レーザスクライブ装置４５を製造できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るレーザスクライブ装置について図６のレーザ照射装置の構成を示す概略図を用いて説明する。
尚、本実施形態において、上記第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態が第１の実施形態と異なるところは、対物距離３２を計測する場所が、改質部を形成するレーザ光の光軸８に近い点にある。

図６に示すように、レーザスクライブ装置４７は、測長用レーザ光源４８を備えている。測長用レーザ光源４８から照射されるレーザ光４９は反射鏡５０で反射してビームスプリッタ５１に照射される。ビームスプリッタ５１はレーザ光４９をレーザ光４９ａとレーザ光４９ｂとに分離する。分離されるレーザ光４９ａは、反射鏡５２に反射されて、ワーク１０を照射する。反射鏡５２はレーザ光の波長により透過または反射するように形成されており、レーザ光源２から照射されるレーザ光は透過して、測長用レーザ光源４８から照射されるレーザ光４９ａは反射するようになっている。

ワーク１０を照射するレーザ光４９ａは、殆どがワーク１０を透過するが、ワーク１０で反射するレーザ光４９ａが存在する。ワーク１０で反射したレーザ光４９ａは、反射鏡５２で反射して、ビームスプリッタ５１を透過し、レーザ測長器５３に到達する。
ビームスプリッタ５１で分離されるレーザ光４９ｂは反射鏡５４で反射し、ビームスプリッタ５１で反射してレーザ測長器５３に到達する。

レーザ測長器５３には、ワーク１０に反射するレーザ光４９ａと、反射鏡５４に反射するレーザ光４９ｂとが入射する。レーザ測長器５３は、入射するレーザ光４９ａとレーザ光４９ｂとが干渉し合い、合成するレーザ光の位相を検出する。

対物距離３２が変動するとき、レーザ測長器５３に入射するレーザ光４９ａの位相が変動する。レーザ光４９ａの位相が変動するとき、レーザ光４９ａとレーザ光４９ｂとが干渉するレーザ光の位相も変動する。レーザ測長器５３は、レーザ光４９ａとレーザ光４９ｂとが干渉するレーザ光の位相を検出して間隔計測装置５５に位相信号を出力する。間隔計測装置５５は、入力される位相信号を積算して換算し、対物距離３２の変動する量を測定する。

間隔計測装置５５は、対物距離３２のデータをメインコンピュータ２４に出力する。メインコンピュータ２４は、入力される対物距離３２のデータと対物距離３２の設定値とを比較する。

メインコンピュータ２４は、対物距離３２のデータと対物距離３２の設定値との差に相当する距離を補正するように、間隔調整テーブル２２を伸縮する指示情報を間隔制御装置３１に出力する。間隔制御装置３１は駆動信号を間隔調整テーブル２２に出力して、間隔調整テーブル２２が伸縮する。間隔調整テーブル２２が伸縮して、対物距離３２は所定の距離となる。

対物距離３２が所定の距離となった後、レーザ光源２からレーザ光を照射し、集光レンズ９でワーク１０内部に集光して改質部を形成する。切断する予定の面に改質部を配置して形成し、第１の実施形態と同様の方法で分断する。

上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加え、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、対物距離３２を測定するために、レーザ光４９ａをワーク１０に照射している。レーザ光４９ａをワーク１０に照射する場所は、レーザ光源２が照射するレーザ光がワーク１０を照射する場所と同じ場所である。従って、レーザ光源２が照射するレーザ光がワーク１０を照射する場所と異なる場所において、対物距離３２を測定する場合に比べて、精度良く対物距離３２を測定することができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良などを加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）前記第１の実施形態では、間隔調整テーブル２２に圧電素子を用いて形成されているが、圧電素子の他、ボイスコイル、モータを用いた直動機構、静電モータを用いて実現してもよい。ワークの重量や加工速度に合わせて選択しても良い。

（変形例２）前記第１の実施形態では、測長器１２に光学式の測長方法を用いたが、静電容量の変化を用いる方法や、磁気を照射して磁場の変化を検出する方法でも良い。ワーク１０の材質に合った測長方法を用いても良い。

（変形例３）前記第１の実施形態では、メインコンピュータ２４のメモリ内に動作手順に沿ったプログラムを記憶し、プログラムによりレーザスクライブ装置１の制御を行なったが、これに限らず、電気回路にて構成される制御装置にて制御しても良い。周辺機器が手順通りに制御されれば良い。

（変形例４）前記第１の実施形態では、間隔計測装置３０が対物距離３２を測定し、メインコンピュータ２４が対物距離３２のデータと設定値との差を補正するように指示データを出力している。間隔制御装置３１が間隔調整テーブル２２を作動してワーク１０を移動している。ワーク１０を移動した後、レーザ光源２からレーザ光を照射してワーク１０内部に改質部３８を形成している。

ワーク１０の移動とレーザ光の照射を連続して動作しているが、ワーク１０の移動とレーザ光の照射を同時に行なっても良い。工程を連続して行なうことにより、スクライブを早く行なうことができる。従って、生産性良くスクライブすることができる。

第１の実施形態に係るレーザスクライブ装置の構成を示す概略図。 レーザスクライブ方法のフローチャート。 レーザスクライブ方法を説明する図。 レーザスクライブ方法を説明する図。 第２の実施形態に係るレーザスクライブ装置の構成を示す概略図。 第３の実施形態に係るレーザスクライブ装置の構成を示す概略図。

符号の説明

１，４５，４７…レーザスクライブ装置、４…レーザ光投光部、１０…基板としてのワーク、１２…測定部としての測長器、２１…基板移動部としてのＺ軸スライド、２２…テーブルとしての間隔調整テーブル、３０…測定部としての間隔計測装置、３１…間隔調整部としての間隔制御装置、３５…基板、３８…改質部。

Claims (5)

1. 可視光を透過する基板にレーザ光を照射してスクライブするスクライブ装置であって、
   前記基板の内部にレーザ光を集光して改質部を形成するレーザ光投光部と、
   前記基板と前記レーザ光投光部との間隔を測定する測定部と、
   前記測定部で測定した前記間隔を用いて、前記基板と前記レーザ光投光部との前記間隔を調整する間隔調整部とを有し、
   前記間隔調整部は前記基板を移動して前記基板と前記レーザ光投光部との前記間隔を調整することを特徴とするスクライブ装置。
2. 請求項１に記載のスクライブ装置であって、
   前記間隔調整部は、前記基板を移動するテーブルを備え、前記テーブルは圧電素子を有し、前記圧電素子を伸縮して前記基板を移動することを特徴とするスクライブ装置。
3. 請求項１に記載のスクライブ装置であって、
   前記改質部を形成する場所に前記レーザ光を集光するように、前記基板を移動する基板移動部をさらに備えていることを特徴とするスクライブ装置。
4. 請求項３に記載のスクライブ装置であって、
   前記基板移動部は、前記間隔調整部の機能のうち、基板を移動する機能を兼ねていることを特徴とするスクライブ装置。
5. 請求項１に記載のスクライブ装置であって、
   前記測定部は、前記基板にレーザ光を照射する場所の、前記基板と前記レーザ光投光部との間隔を測定することを特徴とするスクライブ装置。
   

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