JP2021045784A - Laser processing device and diagnostic method for laser processing device - Google Patents

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Abstract

To provide a laser processing device and a diagnostic method for the laser processing device that can easily diagnose presence/absence of occurrence of changes in a state of a laser optical system.SOLUTION: A laser processing device is equipped with: a light-transmissive reference workpiece holding table having a holding surface for holding a reference workpiece manufactured under predetermined manufacturing conditions; a laser optical system which irradiates the reference workpiece with a laser beam, and converges the laser beam inside the reference workpiece in order to form a laser processing region inside the reference workpiece; and a photographic image acquisition part which acquires a photographic image of a contact surface of the reference workpiece contacting the holding surface, through the reference workpiece holding table, in order to acquire crack information of cracks extending from the laser processing region toward the contact surface.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ウェーハ等のワークの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置及びレーザ加工装置の診断方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that forms a laser processing region inside a work such as a wafer, and a method for diagnosing the laser processing apparatus.

半導体デバイス製造工程においては、製品ワーク(ウェーハ)を複数のチップに分割する分割工程が実施されている。この分割工程では、例えば特許文献1に記載されているように、おもて面に複数のチップが形成された製品ワーク(ウェーハ)の裏面側から製品ワークの内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して、製品ワークのストリート(分割予定ライン)に沿って製品ワークの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工が実施される。次いで、分割工程では、レーザ加工工程後の製品ワークの裏面を研削する研削工程、及びエキスパンド工程などを経て製品ワークを個々のチップに分割する。 In the semiconductor device manufacturing process, a division process of dividing a product work (wafer) into a plurality of chips is carried out. In this division step, for example, as described in Patent Document 1, a laser is provided by aligning a condensing point from the back surface side of a product work (wafer) in which a plurality of chips are formed on the front surface to the inside of the product work. Laser machining is performed by irradiating light to form a laser machining region inside the product work along the street (scheduled division line) of the product work. Next, in the dividing step, the product work is divided into individual chips through a grinding step of grinding the back surface of the product work after the laser processing step, an expanding step, and the like.

レーザ加工で製品ワークの内部にレーザ加工領域を形成する際に、レーザ加工装置のレーザ光学系の光軸の位置変化、光軸の傾き変化、及び光量ムラなどの状態変化が発生していると、製品ワークの内部でレーザ加工領域及び亀裂が適正に形成されないおそれがある。その結果、レーザ加工後の製品ワークに対して外部応力を印加した場合にレーザ加工領域から延びる亀裂が製品ワークのおもて面まで到達せず、その後のエキスパンド工程において個々のチップへの分割が適正に行われないおそれがある。 When a laser processing region is formed inside the product work by laser processing, it is said that state changes such as a change in the position of the optical axis of the laser optical system of the laser processing device, a change in the inclination of the optical axis, and uneven light intensity occur. , There is a risk that the laser machined area and cracks will not be formed properly inside the product work. As a result, when an external stress is applied to the product work after laser machining, the cracks extending from the laser machining region do not reach the front surface of the product work, and in the subsequent expanding process, the inserts are divided into individual chips. It may not be done properly.

特許文献2には、製品ワークを保持する透明なテーブルと、この透明なテーブルを通して製品ワークのおもて面を撮影するカメラと、を備えるレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置では、レーザ加工中又はレーザ加工後に製品ワーク保持テーブルを通してカメラにより製品ワークのおもて面の撮影を行い、このおもて面の撮影画像に基づき製品ワークのレーザ加工領域の形成状態を判断している。 Patent Document 2 discloses a laser processing apparatus including a transparent table for holding a product work and a camera for photographing the front surface of the product work through the transparent table. In this laser processing device, the front surface of the product work is photographed by a camera through the product work holding table during or after the laser processing, and the laser processing area of the product work is formed based on the photographed image of the front surface. Judging the state.

特開2009−290052号公報JP-A-2009-2900052 特開2015−170697号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-170697

エキスパンド工程において製品ワークを個々の製品チップに適正に分割するためには、レーザ加工領域が延びる亀裂が製品ワークのおもて面に到達していることが重要である。ここで分割工程によっては、レーザ加工後の時点では亀裂がおもて面に到達せず、製品ワークの裏面に対する研削工程が実行された場合に初めて亀裂がおもて面に到達する場合がある。この場合には、上記特許文献2に記載のようにレーザ加工中又はレーザ加工後にカメラで製品ワークのおもて面を撮影したとしても、この撮影時点では亀裂がおもて面まで到達してはいない。このため、このカメラの撮影画像から、製品ワークの内部でレーザ加工領域及び亀裂が適正に形成されているか否か、すなわちレーザ光学系の状態変化が発生しているか否かを診断するのは困難である。 In order to properly divide the product work into individual product chips in the expanding process, it is important that the crack extending the laser machining area reaches the front surface of the product work. Here, depending on the division process, the crack may not reach the front surface at the time after laser machining, and the crack may reach the front surface only when the grinding process for the back surface of the product work is executed. .. In this case, even if the front surface of the product work is photographed with a camera during or after laser processing as described in Patent Document 2, cracks reach the front surface at the time of this imaging. There is no. Therefore, it is difficult to diagnose from the image taken by this camera whether or not the laser processing region and cracks are properly formed inside the product work, that is, whether or not the state change of the laser optical system has occurred. Is.

従って、従来の分割工程においては、レーザ光学系の状態変化が発生しているか否かの診断を、製品ワークの裏面に対する研削工程後に実行している。このため、仮にレーザ光学系の状態変化が発生していた場合には、上述の診断が完了するまでの間にレーザ加工によって不良品が多発するおそれがある。 Therefore, in the conventional division step, the diagnosis of whether or not the state change of the laser optical system has occurred is executed after the grinding step on the back surface of the product work. Therefore, if the state of the laser optical system is changed, defective products may occur frequently due to laser processing until the above diagnosis is completed.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光学系の状態変化の発生の有無を簡単に診断可能なレーザ加工装置及びレーザ加工装置の診断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a method for diagnosing a laser processing apparatus capable of easily diagnosing the presence or absence of a state change of a laser optical system. ..

本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置は、予め定められた製造条件で製造された基準ワークを保持する保持面を有する光透過性の基準ワーク保持テーブルと、基準ワークに向けてレーザ光を照射し、且つレーザ光を基準ワークの内部に集光させて基準ワークの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ光学系と、基準ワーク保持テーブルを通して、保持面に当接する基準ワークの当接面の撮影画像を取得することにより、レーザ加工領域から当接面に向けて延びる亀裂の亀裂情報を取得する撮影画像取得部と、を備える。 The laser processing apparatus for achieving the object of the present invention includes a light-transmitting reference work holding table having a holding surface for holding a reference work manufactured under predetermined manufacturing conditions, and laser light toward the reference work. And the laser optical system that condenses the laser light inside the reference work to form a laser processing area inside the reference work, and the contact surface of the reference work that comes into contact with the holding surface through the reference work holding table. It is provided with a photographed image acquisition unit for acquiring crack information of a crack extending from a laser processing region toward an abutting surface by acquiring the photographed image of the above.

このレーザ加工装置によれば、基準ワークの当接面の撮影画像に基づき、レーザ光学系の状態変化の発生の有無を診断することができる。 According to this laser processing apparatus, it is possible to diagnose whether or not a state change of the laser optical system has occurred based on a photographed image of the contact surface of the reference work.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光学系が、基準ワークの厚み方向において当接面から予め定められた深さ位置であって且つ亀裂の長さの想定値に対応する深さ位置にレーザ加工領域を形成する。これにより、基準ワークの当接面の撮影画像に基づき、レーザ光学系の状態変化の発生の有無を診断することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser optical system is at a predetermined depth position from the contact surface in the thickness direction of the reference work and corresponds to the assumed value of the crack length. A laser processing region is formed at the position. As a result, it is possible to diagnose whether or not a state change of the laser optical system has occurred based on the captured image of the contact surface of the reference work.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、基準ワーク保持テーブルが、製品ワークを保持する製品ワーク保持テーブルとは異なるサブテーブルである。これにより、レーザ加工中の製品ワークを観察(撮影)することなく、レーザ光学系の状態変化の発生の有無を診断することができる。 In the laser machining apparatus according to another aspect of the present invention, the reference work holding table is a sub-table different from the product work holding table that holds the product work. As a result, it is possible to diagnose the presence or absence of a state change of the laser optical system without observing (photographing) the product work during laser processing.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、基準ワーク保持テーブルが製品ワーク保持テーブルに保持されている。これにより、基準ワーク保持テーブルと製品ワーク保持テーブルとを一体に移動させることができる。 In the laser machining apparatus according to another aspect of the present invention, the reference work holding table is held by the product work holding table. As a result, the reference work holding table and the product work holding table can be moved integrally.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光学系から基準ワークに向けてレーザ光が照射されている間、基準ワークに対してレーザ光学系を相対移動させて、基準ワークに平行な方向に沿って基準ワークの内部にレーザ加工領域を形成する第1相対移動機構を備える。これにより、基準ワークの当接面の撮影画像に基づき、レーザ光学系の状態変化の発生の有無を診断することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, while the laser beam is irradiated from the laser optical system toward the reference work, the laser optical system is moved relative to the reference work to be parallel to the reference work. A first relative movement mechanism for forming a laser processing region inside the reference work along the direction is provided. As a result, it is possible to diagnose whether or not a state change of the laser optical system has occurred based on the captured image of the contact surface of the reference work.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、製品ワークを保持する製品ワーク保持テーブルを備え、第1相対移動機構が、基準ワーク保持テーブル及び製品ワーク保持テーブルに対してレーザ光学系を、基準ワークに対向する位置と製品ワークに対向する位置とに相対移動させ、レーザ光学系が、第1相対移動機構により製品ワークに対向する位置に相対移動された場合に、製品ワークに向けてレーザ光を照射し、且つレーザ光を製品ワークの内部に集光させて製品ワークの内部にレーザ加工領域を形成し、第1相対移動機構が、レーザ光学系から製品ワークに向けてレーザ光が照射されている間、レーザ光学系を製品ワークに対して相対移動させて、製品ワークに平行な方向に沿って製品ワークの内部にレーザ加工領域を形成する。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the product work holding table for holding the product work is provided, and the first relative moving mechanism uses the laser optical system as a reference with respect to the reference work holding table and the product work holding table. When the laser optical system is moved relative to the position facing the work and the position facing the product work by the first relative movement mechanism, the laser beam is directed toward the product work. And condensing the laser beam inside the product work to form a laser processing region inside the product work, the first relative movement mechanism is irradiated with the laser light from the laser optical system toward the product work. During this time, the laser optical system is moved relative to the product work to form a laser processing region inside the product work along a direction parallel to the product work.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、撮影画像取得部が、基準ワーク保持テーブルの保持面とは反対側の他面に対向する位置に配置され、基準ワーク保持テーブルを通して当接面を撮影するカメラである。これにより、基準ワークの当接面の撮影画像を簡単に取得することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the captured image acquisition unit is arranged at a position facing the other surface on the side opposite to the holding surface of the reference work holding table, and the contact surface is passed through the reference work holding table. It is a camera that shoots. As a result, it is possible to easily acquire a photographed image of the contact surface of the reference work.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、撮影画像取得部が、基準ワーク保持テーブルの保持面とは反対側の面を他面とした場合に、他面に対向する位置とは異なる位置に配置されたカメラと、当接面の像を、他面に対向する位置からカメラで撮影可能な位置まで導く中継光学系と、を備える。これにより、カメラの位置及び姿勢に関係なく、基準ワークの当接面の撮影画像の取得が可能になるので、レーザ加工装置の設計の自由度を高めることができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, when the surface of the captured image acquisition unit is the other surface on the side opposite to the holding surface of the reference work holding table, the position is different from the position facing the other surface. It is provided with a camera arranged in the above and a relay optical system that guides an image of the contact surface from a position facing the other surface to a position where the camera can take a picture. As a result, it is possible to acquire a photographed image of the contact surface of the reference work regardless of the position and orientation of the camera, so that the degree of freedom in designing the laser processing apparatus can be increased.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、カメラが、基準ワーク保持テーブルよりも上方側に配置されており、製品ワークを保持する製品ワーク保持テーブルと、製品ワーク及び中継光学系に対してカメラを、製品ワークを撮影する撮影位置と中継光学系により導かれる当接面の像を撮影する撮影位置とに相対移動させる第2相対移動機構と、を備える。これにより、レーザ加工装置の既存のカメラを用いて基準ワークの当接面の撮影画像を取得することができるので、レーザ加工装置の低コストが図れる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the camera is arranged above the reference work holding table, and the product work holding table for holding the product work, and the product work and the relay optical system. The camera is provided with a second relative movement mechanism that moves the camera relative to a shooting position for shooting the product work and a shooting position for shooting an image of the contact surface guided by the relay optical system. As a result, it is possible to acquire a photographed image of the contact surface of the reference work using the existing camera of the laser processing apparatus, so that the cost of the laser processing apparatus can be reduced.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、撮影画像取得部が取得した撮影画像を表示する表示部を備える。これにより、オペレータが表示部に表示される撮影画像に基づきレーザ光学系の状態変化の発生の有無を診断することができる。 The laser processing apparatus according to another aspect of the present invention includes a display unit that displays a captured image acquired by the captured image acquisition unit. As a result, the operator can diagnose whether or not a state change of the laser optical system has occurred based on the captured image displayed on the display unit.

本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置の診断方法は、光透過性の基準ワーク保持テーブルの保持面に、予め定められた製造条件で製造された基準ワークを保持させる保持ステップと、基準ワークに向けてレーザ光学系からレーザ光を照射し、且つレーザ光を基準ワークの内部に集光させて基準ワークの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工領域形成ステップと、基準ワーク保持テーブルを通して、保持面に当接する基準ワークの当接面の撮影画像を取得することにより、レーザ加工領域から当接面に向けて延びる亀裂の亀裂情報を取得する撮影画像取得ステップと、を有する。 The diagnostic method of the laser processing apparatus for achieving the object of the present invention includes a holding step of holding a reference work manufactured under predetermined manufacturing conditions on a holding surface of a light transmitting reference work holding table, and a reference. Through the laser processing area formation step of irradiating the work with laser light from the laser optical system and condensing the laser light inside the reference work to form the laser processing area inside the reference work, and through the reference work holding table. It has a captured image acquisition step of acquiring crack information of a crack extending from a laser processing region toward the contact surface by acquiring a captured image of the contact surface of the reference work that abuts on the holding surface.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置の診断方法において、レーザ加工領域形成ステップでは、基準ワークの厚み方向において当接面から予め定められた深さ位置であって且つ亀裂の長さの想定値に対応する深さ位置にレーザ加工領域を形成する。 In the method for diagnosing a laser machining apparatus according to another aspect of the present invention, in the laser machining region forming step, it is assumed that the depth position is predetermined from the contact surface in the thickness direction of the reference work and the length of the crack is assumed. A laser machining region is formed at a depth position corresponding to the value.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置の診断方法において、レーザ光学系から基準ワークに向けてレーザ光が照射されている間、基準ワークに対してレーザ光学系を相対移動させて、基準ワークに平行な方向に沿って基準ワークの内部にレーザ加工領域を形成する相対移動ステップを有する。 In the method for diagnosing a laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser optical system is moved relative to the reference work while the laser beam is being irradiated from the laser optical system toward the reference work. It has a relative movement step that forms a laser machining region inside the reference workpiece along a direction parallel to.

本発明は、レーザ光学系の状態変化の発生の有無を簡単に診断することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the presence or absence of a state change of the laser optical system can be easily diagnosed.

第1実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。It is a perspective view of the laser processing apparatus of 1st Embodiment. 製品ワーク及び基準ワークの断面拡大図である。It is sectional drawing of the product work and the reference work. チャックテーブル及び加工ユニットの概略図である。It is the schematic of the chuck table and the processing unit. サブテーブル及びBHC撮影系の概略図である。It is a schematic diagram of a sub-table and a BHC photographing system. 制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device. レーザ加工による製品ワーク内でのレーザ加工領域の形成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the formation of the laser processing area in the product work by laser processing. レーザ加工による基準ワーク内でのレーザ加工領域の形成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the formation of the laser processing area in the reference work by laser processing. レーザ加工後の基準ワークのおもて面の正面図である。It is a front view of the front surface of the reference work after laser processing. レーザ加工装置によるレーザ光学系の診断処理、より具体的には基準ワークのおもて面撮影画像の取得及び表示処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the diagnostic processing of a laser optical system by a laser processing apparatus, more specifically, the acquisition and display processing of the front surface photographed image of a reference work. 第2実施形態のレーザ加工装置の概略図である。It is the schematic of the laser processing apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態のレーザ加工装置の概略図である。It is the schematic of the laser processing apparatus of 3rd Embodiment.

[第1実施形態のレーザ加工装置の構成]
図1は、第1実施形態のレーザ加工装置10の斜視図である。図1に示すように、レーザ加工装置10は、製品ワーク12と基準ワーク14とに対してレーザ加工を行う。このレーザ加工装置10は、チャックテーブル20(Xθステージ)と、加工ユニット22と、サブテーブル24と、BHC撮影系26と、制御装置28(図3参照)と、を備える。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(製品ワーク12及び基準ワーク14の厚み方向)である。またθ方向は、Z方向を回転軸とする回転方向である。
[Structure of Laser Machining Machine of First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of the laser processing apparatus 10 of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the laser machining apparatus 10 performs laser machining on the product work 12 and the reference work 14. The laser machining apparatus 10 includes a chuck table 20 (Xθ stage), a machining unit 22, a subtable 24, a BHC imaging system 26, and a control device 28 (see FIG. 3). The XYZ directions in the drawing are orthogonal to each other, of which the X and Y directions are horizontal directions, and the Z direction is the vertical direction (thickness direction of the product work 12 and the reference work 14). The θ direction is a rotation direction with the Z direction as the rotation axis.

図2は、製品ワーク12及び基準ワーク14の断面拡大図である。図2の符号2Aに示すように、製品ワーク12は、複数のチップ(図示は省略)が形成されたシリコンウェーハである。製品ワーク12は、後述のチャックテーブル20の保持面20a(図3参照)に当接するおもて面12aと、その反対側の面である裏面12bとを有する。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the product work 12 and the reference work 14. As shown by reference numeral 2A in FIG. 2, the product work 12 is a silicon wafer on which a plurality of chips (not shown) are formed. The product work 12 has a front surface 12a that abuts on the holding surface 20a (see FIG. 3) of the chuck table 20, which will be described later, and a back surface 12b that is the opposite surface.

おもて面12aは、図示は省略するが、格子状に配列された複数のストリートによって複数の領域に区画されている。各領域にはチップを構成するデバイス層12cが設けられている。レーザ加工装置10は、各ストリート上に設定された複数の分割予定ラインに沿って製品ワーク12の内部にレーザ加工領域110(図6参照)を形成する。 Although not shown, the front surface 12a is divided into a plurality of areas by a plurality of streets arranged in a grid pattern. A device layer 12c constituting a chip is provided in each region. The laser machining apparatus 10 forms a laser machining region 110 (see FIG. 6) inside the product work 12 along a plurality of scheduled division lines set on each street.

図2の符号2Bに示すように、基準ワーク14は、後述の図3に示すレーザ光学系22aの診断(評価)に用いられる。この基準ワーク14は、製品ワーク12とは異なるものであり、予め定められた製造条件(基準)で製造されたシリコン板(ウェーハ)である。この製造条件とは、厚み、表面(おもて面14a及び裏面14b)の表面粗さ、ドープ率、及び結晶方位などである。おもて面14aは後述のサブテーブル24の保持面24aに当接する本発明の当接面であり、裏面14bはおもて面14aとは反対側の面である。レーザ加工装置10は、Y方向に沿って基準ワーク14の内部にレーザ加工領域110(図7参照)を形成する。 As shown by reference numeral 2B in FIG. 2, the reference work 14 is used for diagnosis (evaluation) of the laser optical system 22a shown in FIG. 3 described later. The reference work 14 is different from the product work 12, and is a silicon plate (wafer) manufactured under predetermined manufacturing conditions (standards). The manufacturing conditions include the thickness, the surface roughness of the front surface (front surface 14a and back surface 14b), the dope ratio, the crystal orientation, and the like. The front surface 14a is the contact surface of the present invention that abuts on the holding surface 24a of the sub-table 24 described later, and the back surface 14b is the surface opposite to the front surface 14a. The laser machining apparatus 10 forms a laser machining region 110 (see FIG. 7) inside the reference work 14 along the Y direction.

図3は、チャックテーブル20及び加工ユニット22の概略図である。なお、図3では、サブテーブル24及びBHC撮影系26の図示は省略している。 FIG. 3 is a schematic view of the chuck table 20 and the processing unit 22. In FIG. 3, the sub-table 24 and the BHC photographing system 26 are not shown.

図3及び既述の図1に示すように、チャックテーブル20は、本発明の製品ワーク保持テーブルに相当するものであり、製品ワーク12が配置され且つそのおもて面12aに当接する保持面20aを有する。この保持面20aには、複数の吸引孔(図示は省略)が形成されている。各吸引孔はテーブル用吸引源30に連通している。また、チャックテーブル20にはテーブル駆動機構32が接続されている。 As shown in FIG. 3 and FIG. 1 described above, the chuck table 20 corresponds to the product work holding table of the present invention, and the holding surface on which the product work 12 is arranged and in contact with the front surface 12a thereof. Has 20a. A plurality of suction holes (not shown) are formed on the holding surface 20a. Each suction hole communicates with the table suction source 30. A table drive mechanism 32 is connected to the chuck table 20.

テーブル用吸引源30は、例えば吸引ポンプが用いられる。テーブル用吸引源30は、後述の制御装置28の制御の下、保持面20aの各吸引孔(図示は省略)から空気を吸引する。これにより、保持面20aによって製品ワーク12のおもて面12aが吸着保持される。換言すると、製品ワーク12は、その裏面12bが加工ユニット22と対向するように保持面20aに吸着保持される。 As the suction source 30 for the table, for example, a suction pump is used. The table suction source 30 sucks air from each suction hole (not shown) of the holding surface 20a under the control of the control device 28 described later. As a result, the front surface 12a of the product work 12 is sucked and held by the holding surface 20a. In other words, the product work 12 is sucked and held on the holding surface 20a so that the back surface 12b of the product work 12 faces the processing unit 22.

テーブル駆動機構32は、公知の直動機構(リニアアクチュエータ等)及び回転機構(電動モータ等)を組み合わせた構成である。このテーブル駆動機構32は、後述の制御装置28の制御の下、チャックテーブル20をX方向に移動させると共にθ方向に回転させる。 The table drive mechanism 32 has a configuration in which a known linear motion mechanism (linear actuator or the like) and a rotation mechanism (electric motor or the like) are combined. The table drive mechanism 32 moves the chuck table 20 in the X direction and rotates it in the θ direction under the control of the control device 28 described later.

加工ユニット22は、レーザ光学系22aと赤外線顕微鏡22bとを備える。加工ユニット22は、チャックテーブル20及び後述のサブテーブル24のZ方向上方側に配置されている。また、加工ユニット22にはユニット駆動機構34が接続されている。 The processing unit 22 includes a laser optical system 22a and an infrared microscope 22b. The processing unit 22 is arranged on the upper side in the Z direction of the chuck table 20 and the sub-table 24 described later. Further, a unit drive mechanism 34 is connected to the processing unit 22.

ユニット駆動機構34は、公知の直動機構(リニアアクチュエータ等)であり、後述の制御装置28の制御の下、加工ユニット22をY方向及びZ方向にそれぞれ移動させる。 The unit drive mechanism 34 is a known linear motion mechanism (linear actuator or the like), and moves the machining unit 22 in the Y direction and the Z direction, respectively, under the control of the control device 28 described later.

レーザ光学系22a(レーザヘッド又はレーザエンジンともいう)は、後述の制御装置28の制御の下、製品ワーク12の裏面12b或いは基準ワーク14の裏面14bに向けてレーザ光Lを照射する。レーザ光学系22aは、レーザ光源40、ビームエキスパンダ42、ミラー44、λ/2波長板46、空間光変調器48、ミラー50、ミラー52、レンズ54、ミラー56、ミラー58、レンズ60、及び集光レンズ62を備える。なお、レーザ光学系22aの構成は、図3に示した構成に限定されるものではなく、製品ワーク12のレーザ加工に用いられる各種構成を採用してもよい。 The laser optical system 22a (also referred to as a laser head or a laser engine) irradiates the laser beam L toward the back surface 12b of the product work 12 or the back surface 14b of the reference work 14 under the control of the control device 28 described later. The laser optical system 22a includes a laser light source 40, a beam expander 42, a mirror 44, a λ / 2 wave plate 46, a spatial light modulator 48, a mirror 50, a mirror 52, a lens 54, a mirror 56, a mirror 58, a lens 60, and the like. A condenser lens 62 is provided. The configuration of the laser optical system 22a is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and various configurations used for laser processing of the product work 12 may be adopted.

レーザ光源40は、製品ワーク12及び基準ワーク14のレーザ加工用のレーザ光Lをビームエキスパンダ42に向けて出射する。なお、レーザ光Lの種類については公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。 The laser light source 40 emits the laser beam L for laser processing of the product work 12 and the reference work 14 toward the beam expander 42. Since the type of laser light L is a known technique, a specific description thereof will be omitted here.

ビームエキスパンダ42は、レーザ光源40から入射されたレーザ光Lを、後述の空間光変調器48で位相変調するために適切なビーム径に拡大する。ビームエキスパンダ42から出射されたレーザ光Lは、ミラー44及びλ/2波長板46を経て空間光変調器48に入射する。 The beam expander 42 expands the laser beam L incident from the laser light source 40 to an appropriate beam diameter for phase modulation by the spatial light modulator 48 described later. The laser beam L emitted from the beam expander 42 enters the spatial light modulator 48 via the mirror 44 and the λ / 2 wave plate 46.

空間光変調器48は、例えば、反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)が用いられる。この空間光変調器48は、制御装置28の制御の下、所定のホログラムパターンを呈示することで、λ/2波長板46から入射されたレーザ光Lを変調させる。これにより、製品ワーク12或いは基準ワーク14の内部に集光されるレーザ光Lの収差が所定の収差以下となるように、レーザ光Lが収差補正される。なお、空間光変調器48の構成及び機能についても公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。 As the spatial light modulator 48, for example, a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) of a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon) is used. The spatial light modulator 48 modulates the laser beam L incident from the λ / 2 wave plate 46 by presenting a predetermined hologram pattern under the control of the control device 28. As a result, the aberration of the laser beam L is corrected so that the aberration of the laser beam L focused inside the product work 12 or the reference work 14 is equal to or less than a predetermined aberration. Since the configuration and function of the spatial light modulator 48 are also known techniques, specific description thereof will be omitted here.

空間光変調器48により変調されたレーザ光Lは、ミラー50、ミラー52、レンズ54、ミラー56、ミラー58、及びレンズ60を経て、集光レンズ62により集光される。集光レンズ62は、不図示のレンズ移動機構によりZ方向に位置調整される。このレンズ移動機構は、制御装置28の制御の下、集光レンズ62のZ方向の位置を調整することで、レーザ光Lの集光点のZ方向位置を調整する。なお、図3中の符号A1は、集光レンズ62の光軸、すなわちレーザ光学系22aの照射軸である。 The laser light L modulated by the spatial light modulator 48 passes through the mirror 50, the mirror 52, the lens 54, the mirror 56, the mirror 58, and the lens 60, and is condensed by the condenser lens 62. The condenser lens 62 is positioned in the Z direction by a lens moving mechanism (not shown). This lens moving mechanism adjusts the Z-direction position of the condensing point of the laser beam L by adjusting the Z-direction position of the condensing lens 62 under the control of the control device 28. Reference numeral A1 in FIG. 3 is an optical axis of the condenser lens 62, that is, an irradiation axis of the laser optical system 22a.

赤外線顕微鏡22b(赤外線撮影光学系ともいう)は、チャックテーブル20に保持されている製品ワーク12をその裏面12b側から撮影する。この赤外線顕微鏡22bは、レーザ光学系22aに固定されており、レーザ光学系22aと一体に移動する。 The infrared microscope 22b (also referred to as an infrared photographing optical system) photographs the product work 12 held on the chuck table 20 from the back surface 12b side thereof. The infrared microscope 22b is fixed to the laser optical system 22a and moves integrally with the laser optical system 22a.

赤外線顕微鏡22bは、照明光源64、ハーフミラー66、対物レンズ68、及び赤外線カメラ70等を備える。 The infrared microscope 22b includes an illumination light source 64, a half mirror 66, an objective lens 68, an infrared camera 70, and the like.

照明光源64は、例えばLD(Laser Diode)光源及びSLD(Super Luminescent Diode)光源等が用いられる。この照明光源64は、後述の制御装置28の制御の下、製品ワーク12を透過する波長域の照明光、例えば赤外域(近赤外域を含む)の赤外光をハーフミラー66に向けて出力する。 As the illumination light source 64, for example, an LD (Laser Diode) light source, an SLD (Super Luminescent Diode) light source, or the like is used. Under the control of the control device 28 described later, the illumination light source 64 outputs illumination light in the wavelength range transmitted through the product work 12, for example, infrared light in the infrared region (including the near infrared region) toward the half mirror 66. To do.

ハーフミラー66は、照明光源64から入射した照明光の一部を対物レンズ68に向けて反射する。これにより、照明光は、対物レンズ68により製品ワーク12の裏面12b上に集光される。対物レンズ68により集光される照明光の集光点のZ方向位置は、不図示のレンズ移動機構により対物レンズ68をZ方向に移動させることにより調整される。なお、図3中の符号A2は、対物レンズ68の光軸、すなわち赤外線顕微鏡22bの撮影光軸(観察光軸)である。 The half mirror 66 reflects a part of the illumination light incident from the illumination light source 64 toward the objective lens 68. As a result, the illumination light is focused on the back surface 12b of the product work 12 by the objective lens 68. The Z-direction position of the focusing point of the illumination light focused by the objective lens 68 is adjusted by moving the objective lens 68 in the Z direction by a lens moving mechanism (not shown). Reference numeral A2 in FIG. 3 is an optical axis of the objective lens 68, that is, a photographing optical axis (observation optical axis) of the infrared microscope 22b.

製品ワーク12で反射された照明光の反射光の一部は、ハーフミラー66を透過して赤外線カメラ70に入射する。 A part of the reflected light of the illumination light reflected by the product work 12 passes through the half mirror 66 and enters the infrared camera 70.

赤外線カメラ70は、赤外光の波長域に対して感度を有する撮像素子(不図示)を備えており、後述の制御装置28の制御の下、製品ワーク12を撮影してこの製品ワーク12の撮影画像である赤外線撮影画像71を出力する。例えば、製品ワーク12の内部に対物レンズ68による焦点を合わせた状態で赤外線カメラ70による撮影を行った場合には、赤外線撮影画像71に基づき製品ワーク12の内部の状態を確認することができる。また、製品ワーク12の裏面12b又はおもて面12aに対物レンズ68による焦点を合わせた状態で赤外線カメラ70による撮影を行った場合には、赤外線撮影画像71に基づき裏面12b又はおもて面12aの状態を確認することができる。 The infrared camera 70 includes an image sensor (not shown) having sensitivity to the wavelength range of infrared light, and under the control of a control device 28 described later, the product work 12 is photographed and the product work 12 is photographed. The infrared captured image 71, which is a captured image, is output. For example, when an image is taken by the infrared camera 70 with the objective lens 68 focused on the inside of the product work 12, the internal state of the product work 12 can be confirmed based on the infrared photographed image 71. Further, when an image is taken by the infrared camera 70 with the objective lens 68 focused on the back surface 12b or the front surface 12a of the product work 12, the back surface 12b or the front surface is taken based on the infrared image 71. The state of 12a can be confirmed.

赤外線カメラ70は、製品ワーク12の赤外線撮影画像71(画像データ)を制御装置28へ出力する。制御装置28は、赤外線カメラ70から入力された製品ワーク12の内部、裏面12b、又はおもて面12aの赤外線撮影画像71をモニタ73に表示させる。 The infrared camera 70 outputs an infrared photographed image 71 (image data) of the product work 12 to the control device 28. The control device 28 causes the monitor 73 to display an infrared photographed image 71 of the inside, the back surface 12b, or the front surface 12a of the product work 12 input from the infrared camera 70.

なお、赤外線カメラ70としては、例えばInGaAs(インジウムガリウムヒ素)カメラに代表される近赤外領域で高い感度を有するカメラ(近赤外線カメラ)が好ましく用いられる。 As the infrared camera 70, for example, a camera having high sensitivity in the near infrared region (near infrared camera) represented by an InGaAs (indium gallium arsenide) camera is preferably used.

赤外線顕微鏡22bの光軸A2は、レーザ光学系22aの光軸A1に対して、X方向の一方向側にシフトした位置にある。これにより、赤外線顕微鏡22bは、レーザ光学系22aによる製品ワーク12のレーザ加工位置と同一の分割予定ライン上で製品ワーク12を撮影することができる。 The optical axis A2 of the infrared microscope 22b is located at a position shifted in one direction in the X direction with respect to the optical axis A1 of the laser optical system 22a. As a result, the infrared microscope 22b can photograph the product work 12 on the same division schedule line as the laser processing position of the product work 12 by the laser optical system 22a.

図4は、サブテーブル24及びBHC撮影系26の概略図である。なお、図4では、チャックテーブル20及び加工ユニット22の図示は省略している。 FIG. 4 is a schematic view of the sub-table 24 and the BHC photographing system 26. In FIG. 4, the chuck table 20 and the processing unit 22 are not shown.

図4及び既述の図1に示すように、サブテーブル24は、本発明の基準ワーク保持テーブルに相当するものであり、例えばガラス等の光透過性を有する材料、より具体的には後述のBHC撮影系26で使用される照明光を透過する材料で形成されている。 As shown in FIG. 4 and FIG. 1 described above, the sub-table 24 corresponds to the reference work holding table of the present invention, and is a light-transmitting material such as glass, more specifically described later. It is made of a material that transmits the illumination light used in the BHC photographing system 26.

サブテーブル24は、基準ワーク14が配置され且つそのおもて面14aに当接する保持面24aを有する。この保持面24aには、複数の吸引溝24bが形成されている。各吸引溝24bはサブテーブル用吸引源36に連通している。 The sub-table 24 has a holding surface 24a on which the reference work 14 is arranged and in contact with the front surface 14a thereof. A plurality of suction grooves 24b are formed on the holding surface 24a. Each suction groove 24b communicates with the suction source 36 for the sub-table.

サブテーブル用吸引源36は、既述のテーブル用吸引源30と同様に吸引ポンプが用いられる。サブテーブル用吸引源36は、後述の制御装置28の制御の下、保持面24aの各吸引溝24bから空気を吸引する。これにより、保持面24aによって基準ワーク14のおもて面14aが吸着保持される。換言すると、基準ワーク14は、その裏面14bが加工ユニット22と対向するように保持面24aに吸着保持される。 As the suction source 36 for the sub-table, a suction pump is used in the same manner as the suction source 30 for the table described above. The sub-table suction source 36 sucks air from each suction groove 24b of the holding surface 24a under the control of the control device 28 described later. As a result, the front surface 14a of the reference work 14 is sucked and held by the holding surface 24a. In other words, the reference work 14 is sucked and held on the holding surface 24a so that its back surface 14b faces the processing unit 22.

サブテーブル24は、Z方向側(上方側)から見た場合において、加工ユニット22のY方向の移動範囲の一部に重なる位置であって、且つチャックテーブル20のX方向の移動範囲には重ならない位置に設けられている。すなわち、サブテーブル24は、チャックテーブル20のX方向の移動を妨げない位置で且つレーザ光学系22aによるレーザ加工が可能な位置に設けられている。 The sub-table 24 is positioned so as to overlap a part of the moving range of the machining unit 22 in the Y direction when viewed from the Z direction side (upper side), and overlaps with the moving range of the chuck table 20 in the X direction. It is provided in a position where it does not become. That is, the sub-table 24 is provided at a position that does not hinder the movement of the chuck table 20 in the X direction and at a position where laser machining by the laser optical system 22a is possible.

従って、後述の制御装置28の制御の下、ユニット駆動機構34を駆動して加工ユニット22のY方向位置を調整することで、レーザ光学系22aを基準ワーク14(裏面14b)に対向する位置、すなわち基準ワーク14のレーザ加工が可能な位置にセットすることができる。また、基準ワーク14のレーザ加工時に基準ワーク14に対してレーザ光学系22aをY方向に相対移動させることができる。 Therefore, under the control of the control device 28 described later, the unit drive mechanism 34 is driven to adjust the Y-direction position of the machining unit 22, so that the laser optical system 22a faces the reference work 14 (back surface 14b). That is, the reference work 14 can be set at a position where laser machining is possible. Further, the laser optical system 22a can be moved relative to the reference work 14 in the Y direction during laser machining of the reference work 14.

BHC撮影系26は、本発明の撮影画像取得部に相当する。BHC撮影系26は、サブテーブル24の保持面24aとは反対側の下面24c(本発明の他面に相当)に対向する位置、すなわちサブテーブル24のZ方向下方側に配置されている。このBHC撮影系26は、光透過性のサブテーブル24を通して基準ワーク14のおもて面14aを撮影、より具体的にはおもて面14aに現れたバックサイドハーフカット(Backside Half Cut:BHC)を撮影する。BHCは、詳しくは後述の図7に示しているが、基準ワーク14の内部に形成されたレーザ加工領域110からおもて面14a側に向けて延びた亀裂112であって且つおもて面14aに到達した亀裂112である。 The BHC photographing system 26 corresponds to the photographed image acquisition unit of the present invention. The BHC photographing system 26 is arranged at a position facing the lower surface 24c (corresponding to the other surface of the present invention) on the side opposite to the holding surface 24a of the sub-table 24, that is, on the lower side of the sub-table 24 in the Z direction. The BHC photographing system 26 photographs the front surface 14a of the reference work 14 through the light transmissive subtable 24, and more specifically, the backside half cut (BHC) appearing on the front surface 14a. To shoot. The BHC is a crack 112 extending toward the front surface 14a side from the laser processing region 110 formed inside the reference work 14, and the front surface is shown in detail in FIG. 7 described later. The crack 112 that has reached 14a.

BHC撮影系26は、顕微鏡72と、照明光源74と、カメラ76と、を備える。また、本実施形態のBHC撮影系26は、おもて面14aの広い範囲(一定範囲以上)を撮影可能な広画角を有するものとする。 The BHC photographing system 26 includes a microscope 72, an illumination light source 74, and a camera 76. Further, the BHC photographing system 26 of the present embodiment has a wide angle of view capable of photographing a wide range (a certain range or more) of the front surface 14a.

顕微鏡72は、Z方向に延びた形状を有する。また、顕微鏡72の側面には照明光源74が取り付けられ、且つそのZ方向下方側の底面にはカメラ76が取り付けられている。さらに、顕微鏡72には、ハーフミラー72aと対物レンズ72bとが設けられている。 The microscope 72 has a shape extending in the Z direction. An illumination light source 74 is attached to the side surface of the microscope 72, and a camera 76 is attached to the bottom surface on the lower side in the Z direction. Further, the microscope 72 is provided with a half mirror 72a and an objective lens 72b.

ハーフミラー72aは、顕微鏡72及び照明光源74の双方に対向する位置に配置されている。 The half mirror 72a is arranged at a position facing both the microscope 72 and the illumination light source 74.

対物レンズ72bは、ハーフミラー72aのZ方向上方側に配置されている。この対物レンズ72bの焦点位置は、サブテーブル24の保持面24a、すなわち基準ワーク14のおもて面14aに合せられている。なお、図4中の符号A3は、対物レンズ72bの光軸、すなわちBHC撮影系26の撮影光軸(観察光軸)である。この光軸A3は、例えばサブテーブル24のXY方向の中心位置に一致するように位置調整されている。 The objective lens 72b is arranged on the upper side of the half mirror 72a in the Z direction. The focal position of the objective lens 72b is aligned with the holding surface 24a of the sub-table 24, that is, the front surface 14a of the reference work 14. Reference numeral A3 in FIG. 4 is an optical axis of the objective lens 72b, that is, a photographing optical axis (observation optical axis) of the BHC photographing system 26. The optical axis A3 is adjusted in position so as to coincide with, for example, the center position of the subtable 24 in the XY direction.

照明光源74は、例えばハロゲン光源、LED(light emitting diode)光源、LD光源、及びSLD光源等が用いられる。この照明光源74は、後述の制御装置28の制御の下、サブテーブル24を透過する波長域の照明光、例えば白色光或いは赤外光(近赤外光)をハーフミラー72aに向けて出射する。 As the illumination light source 74, for example, a halogen light source, an LED (light emitting diode) light source, an LD light source, an SLD light source, or the like is used. Under the control of the control device 28 described later, the illumination light source 74 emits illumination light in the wavelength range transmitted through the subtable 24, for example, white light or infrared light (near infrared light) toward the half mirror 72a. ..

ハーフミラー72aは、照明光源74から入射した照明光の一部を対物レンズ72bに向けて反射する。これにより、照明光は、対物レンズ72bによりサブテーブル24を通して基準ワーク14のおもて面14a上に集光される。そして、このおもて面14aで反射された照明光の反射光の一部は、ハーフミラー72aを透過してカメラ76に入射する。 The half mirror 72a reflects a part of the illumination light incident from the illumination light source 74 toward the objective lens 72b. As a result, the illumination light is focused by the objective lens 72b on the front surface 14a of the reference work 14 through the sub-table 24. Then, a part of the reflected light of the illumination light reflected by the front surface 14a passes through the half mirror 72a and is incident on the camera 76.

カメラ76は、照明光源74から出射される照明光の波長域に対して感度を有する撮像素子(不図示)を備えている。このカメラ76は、後述の制御装置28の制御の下、サブテーブル24を通して基準ワーク14のおもて面14aの撮影を行い、このおもて面14aの撮影画像であるおもて面撮影画像78を制御装置28へ出力する。制御装置28は、カメラ76から入力されたおもて面撮影画像78をモニタ73に表示させる。 The camera 76 includes an image sensor (not shown) having sensitivity to the wavelength range of the illumination light emitted from the illumination light source 74. The camera 76 photographs the front surface 14a of the reference work 14 through the sub-table 24 under the control of the control device 28 described later, and is a photographed image of the front surface 14a. 78 is output to the control device 28. The control device 28 causes the monitor 73 to display the front surface photographed image 78 input from the camera 76.

なお、サブテーブル24の保持面24aの任意の位置、すなわち基準ワーク14のおもて面14aの任意の位置をカメラ76で撮影するために、サブテーブル24及びBHC撮影系26のいずれか一方を他方に対してXY方向に相対移動させる相対移動機構を設けてもよい。これにより、BHC撮影系26の画角が狭い場合でもこの一方を他方に対してXY方向に相対移動させることで、BHC撮影系26によりおもて面14aの広い範囲を撮影することができる。 In order to photograph an arbitrary position of the holding surface 24a of the sub-table 24, that is, an arbitrary position of the front surface 14a of the reference work 14 with the camera 76, either the sub-table 24 or the BHC photographing system 26 is used. A relative movement mechanism for relative movement in the XY direction with respect to the other may be provided. As a result, even when the angle of view of the BHC photographing system 26 is narrow, by moving one of them relative to the other in the XY direction, the BHC photographing system 26 can photograph a wide range of the front surface 14a.

[第1実施形態の制御装置の機能]
図5は、制御装置28の機能ブロック図である。図5に示すように、制御装置28には、既述のレーザ光学系22a、赤外線顕微鏡22b、BHC撮影系26、テーブル用吸引源30、テーブル駆動機構32、ユニット駆動機構34、サブテーブル用吸引源36、及びモニタ73の他に、操作部75が接続されている。なお、操作部75は、公知のキーボード、マウス、操作ボタン、及びタッチパネル等が用いられる。
[Function of the control device of the first embodiment]
FIG. 5 is a functional block diagram of the control device 28. As shown in FIG. 5, the control device 28 includes the above-mentioned laser optical system 22a, infrared microscope 22b, BHC photographing system 26, table suction source 30, table drive mechanism 32, unit drive mechanism 34, and sub-table suction. In addition to the source 36 and the monitor 73, the operation unit 75 is connected. As the operation unit 75, a known keyboard, mouse, operation buttons, touch panel, or the like is used.

制御装置28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28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。 The control device 28 is composed of an arithmetic unit such as a personal computer, and includes an arithmetic circuit composed of various processors, memories, and the like. Various processors include CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and programmable logic devices [for example, SPLD (Simple Programmable Logic Devices), CPLD (Complex Programmable Logic Device), And FPGA (Field Programmable Gate Arrays)] and the like. The various functions of the control device 28 may be realized by one processor, or may be realized by a plurality of processors of the same type or different types.

制御装置28は、不図示の制御プログラムを実行することで、統括制御部80、吸着制御部82、移動制御部84、レーザ制御部86、撮影制御部88、及び表示制御部90として機能する。なお、制御装置28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。 The control device 28 functions as a general control unit 80, a suction control unit 82, a movement control unit 84, a laser control unit 86, an imaging control unit 88, and a display control unit 90 by executing a control program (not shown). It should be noted that what is described as "-part" of the control device 28 may be "-circuit", "-device", or "-equipment". That is, what is described as "~ part" may be composed of firmware, software, hardware, or a combination thereof.

吸着制御部82は、テーブル用吸引源30及びサブテーブル用吸引源36の駆動を制御する。吸着制御部82は、操作部75にて製品ワーク12の吸着操作或いは吸着解除操作が入力された場合には、テーブル用吸引源30の駆動或いは駆動停止を行う。また、吸着制御部82は、操作部75にて基準ワーク14の吸着操作或いは吸着解除操作が入力された場合には、サブテーブル用吸引源36の駆動或いは駆動停止を行う。 The suction control unit 82 controls the drive of the table suction source 30 and the sub-table suction source 36. When the suction control unit 82 inputs the suction operation or the suction release operation of the product work 12 by the operation unit 75, the suction control unit 82 drives or stops the drive suction source 30 for the table. Further, the suction control unit 82 drives or stops the suction source 36 for the sub-table when the suction operation or the suction release operation of the reference work 14 is input by the operation unit 75.

移動制御部84は、統括制御部80の制御の下、製品ワーク12のレーザ加工時と基準ワーク14のレーザ加工時とにおいて、テーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34を駆動することで、チャックテーブル20及びサブテーブル24に対して加工ユニット22を相対移動させる。 The movement control unit 84 drives the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 during laser machining of the product work 12 and laser machining of the reference work 14 under the control of the integrated control unit 80 to drive the chuck table. The machining unit 22 is moved relative to the 20 and the sub-table 24.

移動制御部84は、統括制御部80の制御の下、製品ワーク12のレーザ加工時にテーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34をそれぞれ駆動して、加工ユニット22(レーザ光学系22a及び赤外線顕微鏡22b)を一体に製品ワーク12に対してXYZ方向及びθ方向に相対移動させる。 Under the control of the integrated control unit 80, the movement control unit 84 drives the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34, respectively, during laser machining of the product work 12, and the machining unit 22 (laser optical system 22a and infrared microscope 22b). Is integrally moved relative to the product work 12 in the XYZ direction and the θ direction.

このように加工ユニット22を製品ワーク12に対して相対移動させることで、製品ワーク12のレーザ加工前にレーザ光学系22aを製品ワーク12に対向する位置に位置合わせ、より具体的にはレーザ光学系22aの光軸A1を製品ワーク12の加工開始位置(分割予定ラインの一端)に位置合わせすることができる。また、製品ワーク12のレーザ加工中にレーザ光学系22aを製品ワーク12に対してX方向に相対移動させることができる。さらに、製品ワーク12のレーザ加工前に、赤外線顕微鏡22bの光軸A2を製品ワーク12のアライメント基準(図示は省略)に位置合わせすることができる。従って、テーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34は、製品ワーク12のレーザ加工時には本発明の第1相対移動機構として機能する。 By moving the machining unit 22 relative to the product work 12 in this way, the laser optical system 22a is positioned at a position facing the product work 12 before laser machining of the product work 12, and more specifically, laser optics. The optical axis A1 of the system 22a can be aligned with the machining start position (one end of the scheduled division line) of the product work 12. Further, the laser optical system 22a can be relatively moved in the X direction with respect to the product work 12 during the laser processing of the product work 12. Further, before the laser machining of the product work 12, the optical axis A2 of the infrared microscope 22b can be aligned with the alignment reference (not shown) of the product work 12. Therefore, the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 function as the first relative movement mechanism of the present invention during laser machining of the product work 12.

移動制御部84は、統括制御部80の制御の下、基準ワーク14のレーザ加工時にユニット駆動機構34を駆動して、加工ユニット22(レーザ光学系22a)を基準ワーク14に対してY方向に相対移動させる。これにより、基準ワーク14のレーザ加工前にレーザ光学系22aを基準ワーク14に対向する位置に位置合わせ、より具体的にはレーザ光学系22aの光軸A1を基準ワーク14の任意の加工開始位置に位置合わせすることができる。また、基準ワーク14のレーザ加工中にレーザ光学系22aを基準ワーク14に対してY方向に相対移動させることができる。従って、ユニット駆動機構34は、基準ワーク14のレーザ加工時には本発明の第1相対移動機構として機能する。 Under the control of the integrated control unit 80, the movement control unit 84 drives the unit drive mechanism 34 during laser machining of the reference work 14, and causes the machining unit 22 (laser optical system 22a) to move in the Y direction with respect to the reference work 14. Move relative to each other. As a result, the laser optical system 22a is positioned at a position facing the reference work 14 before the laser machining of the reference work 14, and more specifically, the optical axis A1 of the laser optical system 22a is positioned at an arbitrary machining start position of the reference work 14. Can be aligned with. Further, the laser optical system 22a can be moved relative to the reference work 14 in the Y direction during laser machining of the reference work 14. Therefore, the unit drive mechanism 34 functions as the first relative movement mechanism of the present invention during laser machining of the reference work 14.

レーザ制御部86は、統括制御部80の制御の下、レーザ光源40によるレーザ光Lの出射と空間光変調器48によるレーザ光Lの変調とを制御することにより、レーザ光学系22aによる製品ワーク12及び基準ワーク14のレーザ加工を実行させる。なお、空間光変調器48によるレーザ光Lの変調制御については公知技術であるので具体的な説明は省略する。 The laser control unit 86 controls the emission of the laser light L by the laser light source 40 and the modulation of the laser light L by the spatial light modulator 48 under the control of the general control unit 80, so that the product work by the laser optical system 22a Laser processing of 12 and the reference work 14 is performed. Since the modulation control of the laser beam L by the spatial light modulator 48 is a known technique, a specific description thereof will be omitted.

撮影制御部88は、統括制御部80の制御の下、製品ワーク12のレーザ加工時に赤外線顕微鏡22bの制御、すなわち照明光源64による照明光の出射及び赤外線カメラ70による製品ワーク12の撮影を制御する。また、撮影制御部88は、統括制御部80の制御の下、基準ワーク14のレーザ加工が完了した場合にはBHC撮影系26の制御、すなわち照明光源74による照明光の出射及びカメラ76による基準ワーク14のおもて面14aの撮影を制御する。 Under the control of the integrated control unit 80, the imaging control unit 88 controls the infrared microscope 22b during laser machining of the product work 12, that is, the emission of the illumination light by the illumination light source 64 and the imaging of the product work 12 by the infrared camera 70. .. Further, the photographing control unit 88 controls the BHC photographing system 26 when the laser processing of the reference work 14 is completed under the control of the integrated control unit 80, that is, the emission of the illumination light by the illumination light source 74 and the reference by the camera 76. Controls the shooting of the front surface 14a of the work 14.

表示制御部90は、統括制御部80の制御の下、モニタ73の表示を制御する。表示制御部90は、製品ワーク12のレーザ加工時には赤外線顕微鏡22bにより撮影された赤外線撮影画像71をモニタ73に表示させる。また、表示制御部90は、基準ワーク14のレーザ加工時にはBHC撮影系26により撮影されたおもて面撮影画像78をモニタ73に表示させる。さらに表示制御部90は、レーザ加工装置10の各種の設定画面をモニタ73に表示させる。 The display control unit 90 controls the display of the monitor 73 under the control of the overall control unit 80. The display control unit 90 causes the monitor 73 to display the infrared image 71 captured by the infrared microscope 22b during the laser machining of the product work 12. Further, the display control unit 90 causes the monitor 73 to display the front surface photographed image 78 photographed by the BHC photographing system 26 at the time of laser processing of the reference work 14. Further, the display control unit 90 causes the monitor 73 to display various setting screens of the laser processing device 10.

統括制御部80は、既述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96、第1レーザ加工制御部98、第2レーザ加工制御部100、画像取得制御部102として機能する。 By executing the control program described above, the integrated control unit 80 functions as an alignment detection unit 96, a first laser machining control unit 98, a second laser machining control unit 100, and an image acquisition control unit 102.

アライメント検出部96は、操作部75において製品ワーク12のレーザ加工開始操作が入力された場合に作動、或いはチャックテーブル20に新たな製品ワーク12が保持された場合に自動で作動する。このアライメント検出部96は、レーザ加工装置10の各部を制御して、チャックテーブル20に保持されている製品ワーク12(分割予定ライン)の位置及び姿勢を検出するアライメント検出を行う。 The alignment detection unit 96 operates when the laser machining start operation of the product work 12 is input to the operation unit 75, or automatically operates when a new product work 12 is held on the chuck table 20. The alignment detection unit 96 controls each part of the laser processing apparatus 10 to perform alignment detection for detecting the position and orientation of the product work 12 (scheduled division line) held on the chuck table 20.

最初にアライメント検出部96は、テーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34を駆動して、赤外線顕微鏡22bを、製品ワーク12のアライメント基準(ストリート或いは認識マーク等)を撮影可能な撮影位置に相対移動させる。この移動後にアライメント検出部96は、撮影制御部88を介して赤外線顕微鏡22bを制御して、照明光源64による製品ワーク12の照明と、赤外線カメラ70による製品ワーク12のアライメント基準の撮影と、を実行させる。これにより、赤外線カメラ70により製品ワーク12の赤外線撮影画像71が取得され、この赤外線撮影画像71が赤外線カメラ70からアライメント検出部96に出力される。 First, the alignment detection unit 96 drives the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 to move the infrared microscope 22b relative to the imageable imaging position of the alignment reference (street, recognition mark, etc.) of the product work 12. .. After this movement, the alignment detection unit 96 controls the infrared microscope 22b via the imaging control unit 88 to illuminate the product work 12 with the illumination light source 64 and photograph the alignment reference of the product work 12 with the infrared camera 70. Let it run. As a result, the infrared camera 70 acquires the infrared image 71 of the product work 12, and the infrared image 71 is output from the infrared camera 70 to the alignment detection unit 96.

次いで、アライメント検出部96は、赤外線カメラ70から入力された赤外線撮影画像71に基づき、赤外線撮影画像71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、製品ワーク12の分割予定ラインの位置及び姿勢を検出する。そして、アライメント検出部96は、製品ワーク12の分割予定ラインの位置及び姿勢の検出結果を、アライメント検出結果として第1レーザ加工制御部98へ出力する。 Next, the alignment detection unit 96 detects the alignment reference in the infrared image 71 based on the infrared image 71 input from the infrared camera 70 by a known image recognition method, so that the line to be divided of the product work 12 is divided. Detects position and orientation. Then, the alignment detection unit 96 outputs the detection result of the position and orientation of the scheduled division line of the product work 12 to the first laser machining control unit 98 as the alignment detection result.

第1レーザ加工制御部98は、アライメント検出部96によるアライメント検出の完了後に作動する。第1レーザ加工制御部98は、移動制御部84及びレーザ制御部86を介して、テーブル駆動機構32とユニット駆動機構34とレーザ光学系22aとを制御して、製品ワーク12の分割予定ラインごとに、分割予定ラインに沿って製品ワーク12の内部にレーザ加工領域110(図6参照)を形成するレーザ加工を行う。 The first laser machining control unit 98 operates after the alignment detection by the alignment detection unit 96 is completed. The first laser machining control unit 98 controls the table drive mechanism 32, the unit drive mechanism 34, and the laser optical system 22a via the movement control unit 84 and the laser control unit 86, and for each scheduled division line of the product work 12. In addition, laser machining is performed to form a laser machining region 110 (see FIG. 6) inside the product work 12 along the planned division line.

具体的には第1レーザ加工制御部98は、アライメント検出部96によるアライメント検出結果に基づき、移動制御部84を介してテーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34を駆動して、レーザ加工予定の分割予定ラインをX方向に平行な姿勢にすると共に、この分割予定ラインの一端にレーザ光学系22aの光軸A1を位置合わせするアライメントを行う。 Specifically, the first laser machining control unit 98 drives the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 via the movement control unit 84 based on the alignment detection result by the alignment detection unit 96, and divides the laser machining schedule. The scheduled line is oriented parallel to the X direction, and the optical axis A1 of the laser optical system 22a is aligned with one end of the scheduled division line.

図6は、レーザ加工による製品ワーク12内でのレーザ加工領域110の形成を説明するための説明図である。なお、図6の符号6Aは製品ワーク12のY方向に沿った断面図であり、図6の符号6Bは製品ワーク12のX方向に沿った断面図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the formation of the laser processing region 110 in the product work 12 by laser processing. Reference numeral 6A in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the Y direction of the product work 12, and reference numeral 6B in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the X direction of the product work 12.

図6の符号6A及び符号6Bに示すように、第1レーザ加工制御部98は、上述のアライメント完了後、レーザ光学系22aを制御して、レーザ光Lを製品ワーク12のおもて面12aから所定の深さ位置d1にある集光点P1に集光させることで、この集光点P1の位置にレーザ加工領域110を形成する。 As shown by reference numerals 6A and 6B in FIG. 6, the first laser machining control unit 98 controls the laser optical system 22a after the above-mentioned alignment is completed, and transfers the laser light L to the front surface 12a of the product work 12. The laser processing region 110 is formed at the position of the condensing point P1 by condensing the light on the condensing point P1 at the predetermined depth position d1.

次いで、第1レーザ加工制御部98は、移動制御部84を介してテーブル駆動機構32を駆動して、チャックテーブル20をX方向に移動させる。これにより、集光点P1にレーザ光Lを集光させた状態で、製品ワーク12に対してレーザ光学系22aがX方向に相対移動される、すなわち分割予定ラインに沿ってレーザ光学系22aが製品ワーク12に対してX方向に相対移動される。その結果、分割予定ラインに沿って製品ワーク12の内部にレーザ加工領域110が形成される。また、レーザ加工領域110が形成されると、このレーザ加工領域110を起点として製品ワーク12の厚み方向(Z方向)に亀裂112が発生する。 Next, the first laser machining control unit 98 drives the table drive mechanism 32 via the movement control unit 84 to move the chuck table 20 in the X direction. As a result, the laser optical system 22a is relatively moved in the X direction with respect to the product work 12 in a state where the laser beam L is focused on the condensing point P1, that is, the laser optical system 22a is moved along the scheduled division line. It is moved relative to the product work 12 in the X direction. As a result, the laser machining region 110 is formed inside the product work 12 along the planned division line. Further, when the laser processing region 110 is formed, cracks 112 are generated in the thickness direction (Z direction) of the product work 12 starting from the laser processing region 110.

このような製品ワーク12に対するレーザ加工では、レーザ加工領域110からZ方向下方側(おもて面12a側)に向けて延びる亀裂112がおもて面12aには到達しない。そして、レーザ加工後の製品ワーク12の裏面12bに対して研削或いはケミカルエッチング等により外的応力が印加されることで、亀裂112がおもて面12aに到達する。 In laser machining on such a product work 12, the crack 112 extending from the laser machining region 110 toward the lower side in the Z direction (front surface 12a side) does not reach the front surface 12a. Then, when an external stress is applied to the back surface 12b of the product work 12 after laser machining by grinding, chemical etching, or the like, the crack 112 reaches the front surface 12a.

第1レーザ加工制御部98は、例えばレーザ加工領域110の層数が1層である場合には、移動制御部84を介してユニット駆動機構34を駆動して、レーザ光学系22aを分割予定ラインのピッチ間隔に相当する距離だけY方向に相対移動させる。これにより、レーザ光学系22aの光軸A1を2番目の分割予定ラインの一端に位置合わせするアライメントが行われる。 For example, when the number of layers in the laser processing region 110 is one, the first laser processing control unit 98 drives the unit drive mechanism 34 via the movement control unit 84 to divide the laser optical system 22a into a scheduled line. Relatively move in the Y direction by a distance corresponding to the pitch interval of. As a result, alignment is performed so that the optical axis A1 of the laser optical system 22a is aligned with one end of the second scheduled division line.

そして、第1レーザ加工制御部98は、移動制御部84及びレーザ制御部86を介してテーブル駆動機構32及びレーザ光学系22aを制御して、集光点P1に対するレーザ光学系22aのレーザ光Lの集光と、チャックテーブル20のX方向の移動とを実行する。これにより、2番目の分割予定ラインに沿って製品ワーク12の内部にレーザ加工領域110が形成される。 Then, the first laser processing control unit 98 controls the table drive mechanism 32 and the laser optical system 22a via the movement control unit 84 and the laser control unit 86, and the laser light L of the laser optical system 22a with respect to the focusing point P1. And the movement of the chuck table 20 in the X direction are executed. As a result, the laser machining region 110 is formed inside the product work 12 along the second scheduled division line.

以下同様に、全ての分割予定ラインに沿って製品ワーク12の内部にレーザ加工領域110が形成される。次いで、第1レーザ加工制御部98は、移動制御部84を介してテーブル駆動機構32を駆動して、チャックテーブル20を90°回転させた後、上述の一連の処理を繰り返し実行する。これにより、格子状の分割予定ラインに沿って製品ワーク12の内部にレーザ加工領域110が形成される。 Similarly, the laser machining region 110 is formed inside the product work 12 along all the scheduled division lines. Next, the first laser machining control unit 98 drives the table drive mechanism 32 via the movement control unit 84 to rotate the chuck table 20 by 90 °, and then repeatedly executes the above-mentioned series of processes. As a result, the laser processing region 110 is formed inside the product work 12 along the grid-like division schedule line.

なお、第1レーザ加工制御部98は、製品ワーク12の厚みが厚い場合には、分割予定ラインに沿って製品ワーク12の内部に例えば2層のレーザ加工領域110の形成を行う。この場合には第1レーザ加工制御部98は、分割予定ラインごとに2層のレーザ加工領域110の形成を連続して行う。 When the product work 12 is thick, the first laser machining control unit 98 forms, for example, a two-layer laser machining region 110 inside the product work 12 along the planned division line. In this case, the first laser machining control unit 98 continuously forms the two layers of the laser machining region 110 for each scheduled division line.

図5に戻って、第2レーザ加工制御部100は、操作部75において基準ワーク14のレーザ加工開始操作が入力された場合に作動、或いはサブテーブル24に新たな基準ワーク14が保持された場合に自動で作動する。この第2レーザ加工制御部100は、移動制御部84及びレーザ制御部86を介して、ユニット駆動機構34とレーザ光学系22aとを制御して、基準ワーク14の内部にY方向に沿ってレーザ加工領域110(図7参照)を形成するレーザ加工を行う。 Returning to FIG. 5, the second laser machining control unit 100 operates when the laser machining start operation of the reference work 14 is input to the operation unit 75, or when a new reference work 14 is held in the sub-table 24. It works automatically. The second laser machining control unit 100 controls the unit drive mechanism 34 and the laser optical system 22a via the movement control unit 84 and the laser control unit 86, and lasers inside the reference work 14 along the Y direction. Laser machining is performed to form the machining area 110 (see FIG. 7).

最初に第2レーザ加工制御部100は、既知のサブテーブル24の位置座標に基づき、移動制御部84を介してユニット駆動機構34を駆動して、加工ユニット22をY方向に移動させることで、レーザ光学系22aの光軸A1をサブテーブル24の保持面24aの例えば中心位置に位置合わせする。これにより、サブテーブル24上の基準ワーク14の裏面14bに対向する位置までレーザ光学系22aが移動される。なお、基準ワーク14に対するレーザ加工では、XY方向におけるレーザ加工領域110の形成位置は特に限定はされないので、レーザ光学系22aと基準ワーク14とのXY方向の位置合わせの方法は特に限定されず、さらにこの位置合わせを手動で行ってもよい。 First, the second laser machining control unit 100 drives the unit drive mechanism 34 via the movement control unit 84 based on the position coordinates of the known subtable 24 to move the machining unit 22 in the Y direction. The optical axis A1 of the laser optical system 22a is aligned with, for example, the center position of the holding surface 24a of the subtable 24. As a result, the laser optical system 22a is moved to a position facing the back surface 14b of the reference work 14 on the sub-table 24. In the laser machining with respect to the reference work 14, the formation position of the laser machining region 110 in the XY direction is not particularly limited, so that the method of aligning the laser optical system 22a with the reference work 14 in the XY direction is not particularly limited. Further, this alignment may be performed manually.

図7は、レーザ加工による基準ワーク14内でのレーザ加工領域110の形成を説明するための説明図である。なお、図7の符号7Aは、既述の図6の符号6Bと同様にレーザ加工時の製品ワーク12のX方向に沿った断面図であり、比較例として載せている。また、図7の符号7Bはレーザ加工時の基準ワーク14のY方向に沿った断面図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the formation of the laser processing region 110 in the reference work 14 by laser processing. Note that reference numeral 7A in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the X direction of the product work 12 during laser machining, similarly to reference numeral 6B in FIG. 6, which is shown as a comparative example. Further, reference numeral 7B in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the Y direction of the reference work 14 during laser machining.

図7及び既述の図5に示すように、第2レーザ加工制御部100は、レーザ光学系22aと基準ワーク14との位置合わせの完了後、レーザ光学系22aを制御して、レーザ光Lを基準ワーク14のおもて面14aから所定の深さ位置d2にある集光点P2に集光させることで、この集光点P2の位置にレーザ加工領域110を形成する。 As shown in FIG. 7 and FIG. 5 described above, the second laser processing control unit 100 controls the laser optical system 22a after the alignment between the laser optical system 22a and the reference work 14 is completed, and the laser light L Is focused from the front surface 14a of the reference work 14 to a condensing point P2 at a predetermined depth position d2, thereby forming a laser processing region 110 at the condensing point P2.

深さ位置d2は、深さ位置d1よりも浅い位置である。また、この深さ位置d2は、正常状態のレーザ光学系22aにより基準ワーク14の内部に形成されたレーザ加工領域110からおもて面14a側に向けて延びる亀裂112の長さの想定値(設計値)に対応する位置である。ここでいう正常状態とは、レーザ光学系22aの光軸A1の位置変化、光軸A1の傾き変化、及び光量ムラ等の状態変化が発生していない状態である。この亀裂112の長さの想定値、すなわち深さ位置d2は、実験又はシミュレーションにより予め定められる。 The depth position d2 is a position shallower than the depth position d1. Further, the depth position d2 is an assumed value of the length of the crack 112 extending from the laser processing region 110 formed inside the reference work 14 by the laser optical system 22a in the normal state toward the front surface 14a side (the depth position d2). It is the position corresponding to the design value). The normal state referred to here is a state in which a change in the position of the optical axis A1 of the laser optical system 22a, a change in the inclination of the optical axis A1, and a change in the state such as uneven light intensity have not occurred. The assumed value of the length of the crack 112, that is, the depth position d2 is predetermined by an experiment or a simulation.

レーザ光学系22aによって基準ワーク14の深さ位置d2にレーザ加工領域110を形成することで、レーザ光学系22aが正常状態であれば、レーザ加工領域110からZ方向下方側(おもて面12a側)に延びる亀裂112の先端がおもて面14aに略一致する。これにより、おもて面14aに既述のBHCが現れる。 By forming the laser processing region 110 at the depth position d2 of the reference work 14 by the laser optical system 22a, if the laser optical system 22a is in the normal state, the lower side (front surface 12a) in the Z direction from the laser processing region 110 The tip of the crack 112 extending to the side) substantially coincides with the front surface 14a. As a result, the above-mentioned BHC appears on the front surface 14a.

次いで、第2レーザ加工制御部100は、移動制御部84を介してユニット駆動機構34を駆動して加工ユニット22をY方向(本発明の平行な方向に相当)に移動させる。これにより、集光点P2にレーザ光Lを集光させた状態で、基準ワーク14に対してレーザ光学系22aがY方向に相対移動される。その結果、基準ワーク14の内部にレーザ加工領域110がY方向に沿って形成される。また、Y方向に沿った各レーザ加工領域110を起点として基準ワーク14の厚み方向(Z方向)に亀裂112が発生する。 Next, the second laser machining control unit 100 drives the unit drive mechanism 34 via the movement control unit 84 to move the machining unit 22 in the Y direction (corresponding to the parallel direction of the present invention). As a result, the laser optical system 22a is relatively moved in the Y direction with respect to the reference work 14 in a state where the laser beam L is focused on the focusing point P2. As a result, the laser machining region 110 is formed inside the reference work 14 along the Y direction. Further, cracks 112 are generated in the thickness direction (Z direction) of the reference work 14 starting from each laser machining region 110 along the Y direction.

図8は、レーザ加工後の基準ワーク14のおもて面14aの正面図である。図8に示すように、既述の図7に示したレーザ加工により基準ワーク14の内部の深さ位置d2にY方向に沿ってレーザ加工領域110を形成した場合において、レーザ光学系22aが正常状態であればY方向に沿ったレーザ加工領域110から延びる亀裂112はBHCとなる。その結果、図8の符号8Aに示すように、基準ワーク14のおもて面14aにY方向に沿って亀裂112(BHC)が略直線状に現れる。 FIG. 8 is a front view of the front surface 14a of the reference work 14 after laser machining. As shown in FIG. 8, when the laser machining region 110 is formed along the Y direction at the internal depth position d2 of the reference work 14 by the laser machining shown in FIG. 7 described above, the laser optical system 22a is normal. In the state, the crack 112 extending from the laser processing region 110 along the Y direction becomes BHC. As a result, as shown by reference numeral 8A in FIG. 8, a crack 112 (BHC) appears substantially linearly on the front surface 14a of the reference work 14 along the Y direction.

一方、レーザ光学系22aに状態変化が発生している場合には、Y方向に沿って形成されたレーザ加工領域110から延びる亀裂112の長さが不安定になったり、基準ワーク14の内部での集光点P2の位置(深さ位置d2)が不安定になったりする。 On the other hand, when a state change occurs in the laser optical system 22a, the length of the crack 112 extending from the laser processing region 110 formed along the Y direction becomes unstable, or inside the reference work 14. The position of the focusing point P2 (depth position d2) may become unstable.

例えば、図8の符号8Bに示すように、レーザ加工領域110から延びる亀裂112の長さが不安定になると、おもて面14aに亀裂112(BHC)が断続的に現れたり、或いはおもて面14aに亀裂112が現れなかったりする。また、図8の符号8Cに示すように、例えばレーザ光学系22aの集光レンズ62の位置等に状態変化が発生する等の要因で集光点P2の位置が不安定になると、レーザ光Lがおもて面14aを透過することでおもて面14aにレーザ光Lのダメージ痕113が現れる場合がある。 For example, as shown by reference numeral 8B in FIG. 8, when the length of the crack 112 extending from the laser processing region 110 becomes unstable, the crack 112 (BHC) appears intermittently on the front surface 14a, or mainly. The crack 112 may not appear on the surface 14a. Further, as shown by reference numeral 8C in FIG. 8, when the position of the condensing point P2 becomes unstable due to a change in the position of the condensing lens 62 of the laser optical system 22a or the like, the laser beam L When the light passes through the front surface 14a, a damage mark 113 of the laser beam L may appear on the front surface 14a.

このように、基準ワーク14に対してレーザ加工を行う際の集光点P2のZ方向位置を深さ位置d2に設定することで、このレーザ加工後の基準ワーク14のおもて面14aの状態(レーザ加工の加工結果)に基づき、レーザ光学系22aが正常状態であるのか或いは状態変化が発生しているのかを診断することができる。 In this way, by setting the Z-direction position of the condensing point P2 when laser machining the reference work 14 to the depth position d2, the front surface 14a of the reference work 14 after the laser machining is set. Based on the state (processing result of laser processing), it is possible to diagnose whether the laser optical system 22a is in a normal state or a state change has occurred.

図5に戻って、画像取得制御部102は、基準ワーク14に対するレーザ加工の完了後に作動する。画像取得制御部102は、撮影制御部88を介してBHC撮影系26を制御して、サブテーブル24を通して、照明光源74による基準ワーク14のおもて面14aの照明とカメラ76によるおもて面14aの撮影とを実行させる。これにより、カメラ76によって基準ワーク14のおもて面撮影画像78(画像データ)が取得され、このおもて面撮影画像78がカメラ76から画像取得制御部102に出力される。このおもて面撮影画像78は、レーザ加工領域110からおもて面14aに向けて延びる亀裂112(BHC)を示す亀裂情報に相当する。 Returning to FIG. 5, the image acquisition control unit 102 operates after the laser machining on the reference work 14 is completed. The image acquisition control unit 102 controls the BHC photographing system 26 via the photographing control unit 88, and through the sub-table 24, the illumination of the front surface 14a of the reference work 14 by the illumination light source 74 and the front surface by the camera 76. The image of the surface 14a is executed. As a result, the front surface photographed image 78 (image data) of the reference work 14 is acquired by the camera 76, and the front surface photographed image 78 is output from the camera 76 to the image acquisition control unit 102. The front surface photographed image 78 corresponds to crack information indicating a crack 112 (BHC) extending from the laser processing region 110 toward the front surface 14a.

画像取得制御部102は、カメラ76からおもて面撮影画像78が入力された場合には、表示制御部90を制御してモニタ73(本発明の表示部に相当)におもて面撮影画像78を表示させる。これにより、オペレータに対して基準ワーク14の亀裂情報が呈示される。 When the front surface image 78 is input from the camera 76, the image acquisition control unit 102 controls the display control unit 90 to perform surface imaging on the monitor 73 (corresponding to the display unit of the present invention). Image 78 is displayed. As a result, the crack information of the reference work 14 is presented to the operator.

[第1実施形態の作用]
図9は、本発明の診断方法に相当する上記構成のレーザ加工装置10によるレーザ光学系22aの診断処理、より具体的には基準ワーク14のおもて面撮影画像78の取得及び表示処理の流れを示すフローチャートである。なお、レーザ加工装置10による製品ワーク12のレーザ加工処理の流れについては公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
[Action of the first embodiment]
FIG. 9 shows the diagnostic processing of the laser optical system 22a by the laser processing apparatus 10 having the above configuration corresponding to the diagnostic method of the present invention, and more specifically, the acquisition and display processing of the front surface photographed image 78 of the reference work 14. It is a flowchart which shows the flow. Since the flow of the laser processing process of the product work 12 by the laser processing device 10 is a known technique, a specific description thereof will be omitted here.

図9に示すように、オペレータは、予め定められた診断タイミングごと、例えばレーザ加工装置10の起動時或いは一定期間ごとに、レーザ加工装置10のレーザ光学系22aの診断処理を開始させる。最初にオペレータは、基準ワーク14をサブテーブル24の保持面24a上に配置した後、操作部75にて基準ワーク14の吸着操作を行う。この操作を受けて、吸着制御部82がテーブル用吸引源30の駆動を開始させる。これにより、サブテーブル用吸引源36が各吸引溝24bから空気を吸引することで、基準ワーク14のおもて面14aが保持面24aにより吸着保持される(ステップS1、本発明の保持ステップに相当)。 As shown in FIG. 9, the operator starts the diagnostic processing of the laser optical system 22a of the laser processing apparatus 10 at predetermined diagnostic timings, for example, at the time of starting the laser processing apparatus 10 or at regular intervals. First, the operator arranges the reference work 14 on the holding surface 24a of the sub-table 24, and then the operation unit 75 performs a suction operation of the reference work 14. In response to this operation, the suction control unit 82 starts driving the table suction source 30. As a result, the suction source 36 for the sub-table sucks air from each suction groove 24b, so that the front surface 14a of the reference work 14 is sucked and held by the holding surface 24a (step S1, in the holding step of the present invention). Equivalent).

サブテーブル24に基準ワーク14が保持されると、或いは操作部75において基準ワーク14のレーザ加工開始操作が入力されると、第2レーザ加工制御部100が、移動制御部84を介してユニット駆動機構34を駆動して、サブテーブル24とレーザ光学系22aの光軸A1との位置合わせを行う。これにより、レーザ光学系22aと基準ワーク14とが位置合わせされる(ステップS2)。 When the reference work 14 is held in the sub-table 24, or when the laser machining start operation of the reference work 14 is input in the operation unit 75, the second laser machining control unit 100 drives the unit via the movement control unit 84. The mechanism 34 is driven to align the sub-table 24 with the optical axis A1 of the laser optical system 22a. As a result, the laser optical system 22a and the reference work 14 are aligned (step S2).

次いで、第2レーザ加工制御部100が、レーザ光学系22aを制御してレーザ光Lを基準ワーク14の内部の深さ位置d2(集光点P2)に集光させてこの深さ位置d2にレーザ加工領域110を形成する(ステップS3、本発明のレーザ加工領域形成ステップに相当)。また、第2レーザ加工制御部100が、移動制御部84を介してユニット駆動機構34を駆動して加工ユニット22をY方向に移動させる(ステップS4、本発明の相対移動ステップに相当)。これにより、基準ワーク14内の深さ位置d2にレーザ加工領域110がY方向に沿って形成されると共に、レーザ加工領域110からZ方向(上下方向)に延びる亀裂112が形成される。 Next, the second laser machining control unit 100 controls the laser optical system 22a to condense the laser beam L to the depth position d2 (condensing point P2) inside the reference work 14, and to this depth position d2. The laser processing region 110 is formed (step S3, corresponding to the laser processing region forming step of the present invention). Further, the second laser machining control unit 100 drives the unit drive mechanism 34 via the movement control unit 84 to move the machining unit 22 in the Y direction (step S4, corresponding to the relative movement step of the present invention). As a result, the laser machining region 110 is formed at the depth position d2 in the reference work 14 along the Y direction, and the crack 112 extending from the laser machining region 110 in the Z direction (vertical direction) is formed.

基準ワーク14のレーザ加工の完了後、画像取得制御部102が、撮影制御部88を介してBHC撮影系26を制御して、サブテーブル24を通して基準ワーク14のおもて面14aの照明及び撮影を実行させる(ステップS5、本発明の撮影画像取得ステップに相当)。これにより、おもて面撮影画像78がBHC撮影系26から画像取得制御部102に出力される。 After the laser machining of the reference work 14 is completed, the image acquisition control unit 102 controls the BHC imaging system 26 via the imaging control unit 88 to illuminate and photograph the front surface 14a of the reference work 14 through the subtable 24. (Step S5, corresponding to the captured image acquisition step of the present invention). As a result, the front surface photographed image 78 is output from the BHC photographing system 26 to the image acquisition control unit 102.

おもて面撮影画像78を取得した画像取得制御部102は、このおもて面撮影画像78をモニタ73に表示させる(ステップS6)。そして、オペレータは、モニタ73に表示されるおもて面撮影画像78(基準ワーク14の亀裂情報)を確認することで、レーザ光学系22aの診断を開始する。 The image acquisition control unit 102 that has acquired the front surface photographed image 78 displays the front surface photographed image 78 on the monitor 73 (step S6). Then, the operator starts the diagnosis of the laser optical system 22a by confirming the front surface photographed image 78 (crack information of the reference work 14) displayed on the monitor 73.

オペレータは、既述の図8の符号8Aに示したように、基準ワーク14のおもて面14aにBHCがY方向に沿って略直線状に現れている場合には、レーザ光学系22aが正常状態であると診断する。また逆に、既述の図8の符号8Bに示したようにおもて面14aにBHCが断続的に現れたり、或いは図8の符号8Cに示したようにおもて面14aにレーザ光Lのダメージ痕113が現れたりしている場合には、オペレータはレーザ光学系22aの状態変化が発生していると判断し、レーザ光学系22aの調整又は交換を行う。 When the BHC appears substantially linearly along the Y direction on the front surface 14a of the reference work 14, the operator sets the laser optical system 22a as shown by reference numeral 8A in FIG. Diagnose as normal. On the contrary, BHC appears intermittently on the front surface 14a as shown by reference numeral 8B in FIG. 8, or laser light is emitted on the front surface 14a as shown by reference numeral 8C in FIG. When the damage mark 113 of L appears, the operator determines that the state change of the laser optical system 22a has occurred, and adjusts or replaces the laser optical system 22a.

なお、本実施形態では、おもて面撮影画像78に基づくレーザ光学系22aの診断をオペレータが行っているが、おもて面撮影画像78の画像解析処理[AI(artificial intelligence)画像解析を含む]によりレーザ光学系22aの診断を自動で実行してもよい。 In the present embodiment, the operator diagnoses the laser optical system 22a based on the front surface photographed image 78, but the image analysis process [AI (artificial intelligence) image analysis of the front surface photographed image 78 is performed. Including] may automatically perform the diagnosis of the laser optical system 22a.

以下、診断タイミングごとに既述のステップS1からステップS6の処理が繰り返し実行されると共に、おもて面撮影画像78に基づくオペレータの診断が実行される。 Hereinafter, the processes of steps S1 to S6 described above are repeatedly executed at each diagnosis timing, and the operator's diagnosis based on the front surface photographed image 78 is executed.

[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は、レーザ加工により基準ワーク14の深さ位置d2にレーザ加工領域110を形成し、サブテーブル24を通して基準ワーク14のおもて面撮影画像78を取得することで、レーザ加工の次工程(切削等による外部圧力の印加)を経なくともレーザ光学系22aの状態変化の発生の有無が診断可能になる。これにより、レーザ光学系22aの状態変化の発生の有無を簡単に診断することができるので、レーザ加工により不良品が多量に発生することが防止される。
[Effect of the first embodiment]
As described above, in the laser processing apparatus 10 of the first embodiment, the laser processing region 110 is formed at the depth position d2 of the reference work 14 by laser processing, and the front surface photographed image 78 of the reference work 14 is passed through the subtable 24. By acquiring the above, it is possible to diagnose whether or not a state change of the laser optical system 22a has occurred without going through the next step of laser machining (application of an external pressure by cutting or the like). As a result, it is possible to easily diagnose whether or not a state change of the laser optical system 22a has occurred, so that it is possible to prevent a large amount of defective products from being generated by laser processing.

[第2実施形態]
図10は、第2実施形態のレーザ加工装置10の概略図である。なお、図10では、チャックテーブル20の図示は省略している。
[Second Embodiment]
FIG. 10 is a schematic view of the laser processing apparatus 10 of the second embodiment. In FIG. 10, the chuck table 20 is not shown.

上記第1実施形態では、サブテーブル24のZ方向下方側に配置されたBHC撮影系26によりサブテーブル24を通して基準ワーク14のおもて面14aを撮影しているが、第2実施形態では加工ユニット22の赤外線顕微鏡22bを用いておもて面14aの撮影を行う。 In the first embodiment, the front surface 14a of the reference work 14 is photographed through the subtable 24 by the BHC photographing system 26 arranged on the lower side in the Z direction of the subtable 24, but in the second embodiment, processing is performed. The front surface 14a is photographed using the infrared microscope 22b of the unit 22.

図10に示すように、第2実施形態のレーザ加工装置10は、BHC撮影系26の代わりに照明光源118及び中継光学系120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。 As shown in FIG. 10, the laser processing apparatus 10 of the second embodiment is the same as the laser processing apparatus 10 of the first embodiment except that the illumination light source 118 and the relay optical system 120 are provided instead of the BHC photographing system 26. It has basically the same configuration. Therefore, those having the same function or configuration as the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

照明光源118は、サブテーブル24のZ方向下方側に配置されており、後述のハーフミラー124及びサブテーブル24を通して基準ワーク14のおもて面14aに向けて照明光を照射する。この照明光は、赤外線顕微鏡22bの赤外線カメラ70での撮影に対応した赤外光(近赤外光)の波長域の光である。なお、図中の符号A4は、照明光源118の照明軸である。 The illumination light source 118 is arranged on the lower side in the Z direction of the sub-table 24, and irradiates the illumination light toward the front surface 14a of the reference work 14 through the half mirror 124 and the sub-table 24 described later. This illumination light is light in the wavelength range of infrared light (near infrared light) corresponding to photography by the infrared camera 70 of the infrared microscope 22b. Reference numeral A4 in the drawing is an illumination axis of the illumination light source 118.

中継光学系120は、基準ワーク14のおもて面14aの像(像光)を、赤外線顕微鏡22bで撮影可能な位置まで導く。なお、図中の符号A5は、中継光学系120の光軸である。中継光学系120は、ハーフミラー124と、スクリーン126と、リレーレンズ128と、ミラー130と、結像レンズ132と、を備える。 The relay optical system 120 guides the image (image light) of the front surface 14a of the reference work 14 to a position where it can be photographed by the infrared microscope 22b. Reference numeral A5 in the figure is an optical axis of the relay optical system 120. The relay optical system 120 includes a half mirror 124, a screen 126, a relay lens 128, a mirror 130, and an imaging lens 132.

ハーフミラー124は、サブテーブル24と照明光源118との間に配置されている。ハーフミラー124は、照明光源118から入射した照明光の一部を透過してサブテーブル24に向けて出射する。これにより、照明光がサブテーブル24を透過して基準ワーク14に入射し、さらに基準ワーク14のおもて面14aで反射された照明光の一部が反射光としてハーフミラー124に入射する。ハーフミラー124は、サブテーブル24から入射した反射光をリレーレンズ128に向けて反射する。 The half mirror 124 is arranged between the sub-table 24 and the illumination light source 118. The half mirror 124 transmits a part of the illumination light incident from the illumination light source 118 and emits the illumination light toward the sub-table 24. As a result, the illumination light passes through the sub-table 24 and is incident on the reference work 14, and a part of the illumination light reflected by the front surface 14a of the reference work 14 is incident on the half mirror 124 as reflected light. The half mirror 124 reflects the reflected light incident from the sub-table 24 toward the relay lens 128.

スクリーン126は、サブテーブル24のX方向側方側の位置であって且つZ方向側(上方側)から見た場合において赤外線顕微鏡22bのY方向の移動範囲の一部に重なる位置において、XY面に平行に配置されている。すなわち、スクリーン126は、チャックテーブル20のX方向の移動を妨げない位置で且つ赤外線顕微鏡22bによる撮影が可能な位置に設けられている。また、スクリーン126のZ方向の位置は、サブテーブル24の保持面24aのZ方向の位置に一致するように調整されている。 The screen 126 has an XY surface at a position on the side of the sub-table 24 in the X direction and at a position overlapping a part of the moving range of the infrared microscope 22b in the Y direction when viewed from the Z direction (upper side). It is arranged parallel to. That is, the screen 126 is provided at a position that does not hinder the movement of the chuck table 20 in the X direction and at a position where the image can be taken by the infrared microscope 22b. Further, the position of the screen 126 in the Z direction is adjusted so as to coincide with the position of the holding surface 24a of the subtable 24 in the Z direction.

リレーレンズ128は、ハーフミラー124のX方向側方側の位置に配置されている。リレーレンズ128は、ハーフミラー124にて反射された反射光をミラー130に向けて出射する。 The relay lens 128 is arranged at a position on the side of the half mirror 124 in the X direction. The relay lens 128 emits the reflected light reflected by the half mirror 124 toward the mirror 130.

ミラー130は、リレーレンズ128のX方向側方側の位置で且つスクリーン126のZ方向下方側の位置に配置されている。ミラー130は、リレーレンズ128から入射した反射光をZ方向上方側に位置する結像レンズ132に向けて反射する。 The mirror 130 is arranged at a position on the side of the relay lens 128 in the X direction and at a position on the lower side of the screen 126 in the Z direction. The mirror 130 reflects the reflected light incident from the relay lens 128 toward the imaging lens 132 located on the upper side in the Z direction.

結像レンズ132は、スクリーン126とミラー130との間に配置されている。結像レンズ132は、ミラー130にて反射された反射光をスクリーン126に結像する。これにより、ハーフミラー124、リレーレンズ128、ミラー130、及び結像レンズ132を経て、基準ワーク14のおもて面14aの像がスクリーン126に映し出される。 The imaging lens 132 is arranged between the screen 126 and the mirror 130. The imaging lens 132 forms an image of the reflected light reflected by the mirror 130 on the screen 126. As a result, the image of the front surface 14a of the reference work 14 is projected on the screen 126 through the half mirror 124, the relay lens 128, the mirror 130, and the imaging lens 132.

第2実施形態のテーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34は、本発明の第2相対移動機構としても機能する。テーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34は、制御装置28の制御の下、製品ワーク12及び中継光学系120に対して赤外線顕微鏡22bを、製品ワーク12を撮影する撮影位置とスクリーン126(スクリーン126に映し出されるおもて面14aの像)を撮影する撮影位置とに相対移動させる。 The table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 of the second embodiment also function as the second relative movement mechanism of the present invention. Under the control of the control device 28, the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 use the infrared microscope 22b for the product work 12 and the relay optical system 120, and the imaging position and screen 126 (on the screen 126) for photographing the product work 12. The projected image of the front surface 14a) is moved relative to the shooting position to be shot.

具体的には第2実施形態のアライメント検出部96は、製品ワーク12のレーザ加工前において、第1実施形態と同様にテーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34を駆動して、赤外線顕微鏡22bを、製品ワーク12のアライメント基準を撮影可能な撮影位置に相対移動させる。これにより、既述のアライメント検出が可能となる。 Specifically, the alignment detection unit 96 of the second embodiment drives the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 in the same manner as in the first embodiment before the laser machining of the product work 12, and displays the infrared microscope 22b. The alignment reference of the product work 12 is relatively moved to a shooting position where shooting is possible. This enables the alignment detection described above.

第2実施形態の画像取得制御部102は、基準ワーク14に対するレーザ加工の完了後にユニット駆動機構34を駆動して、赤外線顕微鏡22bを、スクリーン126(おもて面14aの像)を撮影可能な撮影位置に相対移動させる。次いで、画像取得制御部102は、撮影制御部88を介して赤外線顕微鏡22bを制御して、赤外線カメラ70によるスクリーン126の撮影を実行させる。これにより、おもて面撮影画像78が赤外線カメラ70によって取得される。 The image acquisition control unit 102 of the second embodiment can drive the unit drive mechanism 34 after the laser machining on the reference work 14 is completed to photograph the infrared microscope 22b and the screen 126 (the image of the front surface 14a). Move relative to the shooting position. Next, the image acquisition control unit 102 controls the infrared microscope 22b via the imaging control unit 88 to execute the imaging of the screen 126 by the infrared camera 70. As a result, the front surface photographed image 78 is acquired by the infrared camera 70.

以上のように第2実施形態では、中継光学系120を設けることで、この中継光学系120を介して赤外線顕微鏡22bにより基準ワーク14のおもて面14aを撮影することができる。これにより、アライメント検出用の赤外線顕微鏡22bを用いておもて面撮影画像78を取得することができるので、第1実施形態のカメラ76を省略することができ、レーザ加工装置10の低コスト化が図れる。 As described above, in the second embodiment, by providing the relay optical system 120, the front surface 14a of the reference work 14 can be photographed by the infrared microscope 22b via the relay optical system 120. As a result, the front surface photographed image 78 can be acquired using the infrared microscope 22b for alignment detection, so that the camera 76 of the first embodiment can be omitted, and the cost of the laser processing apparatus 10 can be reduced. Can be planned.

なお、上記第2実施形態では、中継光学系120を介して赤外線顕微鏡22bにより基準ワーク14のおもて面14aを撮影しているが、例えばBHC撮影系26(カメラ76)がサブテーブル24の下面24cに対向する位置とは異なる位置に配置されている場合でもおもて面14aを撮影することができる。すなわち、中継光学系120の構成を変えることで、BHC撮影系26等の各種撮影系(カメラ)の位置及び姿勢に関係なく、おもて面撮影画像78の取得が可能になる。その結果、レーザ加工装置10の設計の自由度を高めることができる。 In the second embodiment, the front surface 14a of the reference work 14 is photographed by the infrared microscope 22b via the relay optical system 120. For example, the BHC photographing system 26 (camera 76) is attached to the sub-table 24. The front surface 14a can be photographed even when the front surface 14a is arranged at a position different from the position facing the lower surface 24c. That is, by changing the configuration of the relay optical system 120, it is possible to acquire the front surface photographed image 78 regardless of the position and orientation of various photographing systems (cameras) such as the BHC photographing system 26. As a result, the degree of freedom in designing the laser processing apparatus 10 can be increased.

[第3実施形態]
図11は、第3実施形態のレーザ加工装置10の概略図である。上記各実施形態では、チャックテーブル20とサブテーブル24とが別体に設けられているが、図11に示すように、第3実施形態ではチャックテーブル20とサブテーブル24とが一体化されている。
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a schematic view of the laser processing apparatus 10 of the third embodiment. In each of the above embodiments, the chuck table 20 and the sub table 24 are separately provided, but as shown in FIG. 11, in the third embodiment, the chuck table 20 and the sub table 24 are integrated. ..

図11に示すように、第3実施形態のレーザ加工装置10は、チャックテーブル20にテーブル保持部138が設けられている点を除けば上記各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。 As shown in FIG. 11, the laser machining apparatus 10 of the third embodiment has basically the same configuration as the laser machining apparatus 10 of each of the above embodiments except that the chuck table 20 is provided with the table holding portion 138. Is. Therefore, those having the same function or configuration as each of the above embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

テーブル保持部138はサブテーブル24を保持する。これにより、テーブル保持部138を介してチャックテーブル20にサブテーブル24が固定され、サブテーブル24がチャックテーブル20と一体に移動する。その結果、テーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34を駆動することで、サブテーブル24(基準ワーク14)に対するレーザ光学系22a及びBHC撮影系26の相対移動が可能になる。 The table holding unit 138 holds the sub-table 24. As a result, the sub-table 24 is fixed to the chuck table 20 via the table holding portion 138, and the sub-table 24 moves integrally with the chuck table 20. As a result, by driving the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34, the laser optical system 22a and the BHC photographing system 26 can move relative to the sub-table 24 (reference work 14).

なお、第3実施形態においても、既述の図11に示した上記第2実施形態と同様に中継光学系120を設けることで、この中継光学系120を介して赤外線顕微鏡22bにより基準ワーク14のおもて面14aを撮影してもよい。 In the third embodiment as well, by providing the relay optical system 120 as in the second embodiment shown in FIG. 11 described above, the reference work 14 is provided by the infrared microscope 22b via the relay optical system 120. The front surface 14a may be photographed.

[その他]
上記各実施形態では、本発明の第1相対移動機構から第3相対移動機構としてテーブル駆動機構32及びユニット駆動機構34を例に挙げて説明したが、チャックテーブル20及びサブテーブル24に対して、レーザ光学系22aを相対移動させたり或いはBHC撮影系26(赤外線顕微鏡22b)を相対移動させたりすることが可能であれば、その構成は特に限定はされない。
[Other]
In each of the above embodiments, the table drive mechanism 32 and the unit drive mechanism 34 have been described as examples from the first relative movement mechanism to the third relative movement mechanism of the present invention, but the chuck table 20 and the sub table 24 have been described. The configuration is not particularly limited as long as the laser optical system 22a can be relatively moved or the BHC photographing system 26 (infrared microscope 22b) can be relatively moved.

上記各実施形態では、レーザ光学系22aの外部に赤外線顕微鏡22bが連結されているが、赤外線顕微鏡22bがレーザ光学系22aの筐体内に設けられていてもよい。 In each of the above embodiments, the infrared microscope 22b is connected to the outside of the laser optical system 22a, but the infrared microscope 22b may be provided inside the housing of the laser optical system 22a.

上記各実施形態では、基準ワーク14に対するレーザ加工時において、基準ワーク14とレーザ光学系22aとをX方向に相対移動させているが、この相対移動は実行しなくともよい。この場合には、おもて面撮影画像78に基づき、BHCの有無及びダメージ痕113の有無によりレーザ光学系22aの状態変化の発生の有無を簡単に診断することができる。 In each of the above embodiments, the reference work 14 and the laser optical system 22a are relatively moved in the X direction during laser machining with respect to the reference work 14, but this relative movement does not have to be performed. In this case, based on the front surface photographed image 78, the presence or absence of a state change of the laser optical system 22a can be easily diagnosed depending on the presence or absence of BHC and the presence or absence of damage marks 113.

上記各実施形態では、基準ワーク14に対するレーザ加工時において深さ位置d2にレーザ加工領域110を形成しているが、BHCの有無及びダメージ痕113の有無を観察可能であれば、深さ位置d2より深い位置或いは浅い位置にレーザ加工領域110を形成してもよい。 In each of the above embodiments, the laser machining region 110 is formed at the depth position d2 during laser machining with respect to the reference work 14, but if the presence / absence of BHC and the presence / absence of damage marks 113 can be observed, the depth position d2 The laser processing region 110 may be formed at a deeper position or a shallow position.

10…レーザ加工装置
12…製品ワーク
14…基準ワーク
14a…おもて面
14b…裏面
20…チャックテーブル
22…加工ユニット
22a…レーザ光学系
22b…赤外線顕微鏡
24…サブテーブル
24a…保持面
24c…下面
26…BHC撮影系
28…制御装置
32…テーブル駆動機構
34…ユニット駆動機構
40…レーザ光源
64…照明光源
70…赤外線カメラ
71…赤外線撮影画像
72…顕微鏡
74…照明光源
76…カメラ
78…おもて面撮影画像
80…統括制御部
84…移動制御部
86…レーザ制御部
88…撮影制御部
90…表示制御部
96…アライメント検出部
98…第1レーザ加工制御部
100…第2レーザ加工制御部
102…画像取得制御部
110…レーザ加工領域
112…亀裂
118…照明光源
120…中継光学系
138…テーブル保持部
d1,d2…深さ位置
10 ... Laser processing device 12 ... Product work 14 ... Reference work 14a ... Front surface 14b ... Back surface 20 ... Chuck table 22 ... Processing unit 22a ... Laser optical system 22b ... Infrared microscope 24 ... Sub table 24a ... Holding surface 24c ... Bottom surface 26 ... BHC imaging system 28 ... Control device 32 ... Table drive mechanism 34 ... Unit drive mechanism 40 ... Laser light source 64 ... Illumination light source 70 ... Infrared camera 71 ... Infrared photographed image 72 ... Microscope 74 ... Illumination light source 76 ... Camera 78 ... Mainly Surface captured image 80 ... Integrated control unit 84 ... Movement control unit 86 ... Laser control unit 88 ... Imaging control unit 90 ... Display control unit 96 ... Alignment detection unit 98 ... First laser processing control unit 100 ... Second laser processing control unit 102 ... Image acquisition control unit 110 ... Laser processing area 112 ... Crack 118 ... Illumination light source 120 ... Relay optical system 138 ... Table holding units d1, d2 ... Depth position

Claims (13)

予め定められた製造条件で製造された基準ワークを保持する保持面を有する光透過性の基準ワーク保持テーブルと、
前記基準ワークに向けてレーザ光を照射し、且つ前記レーザ光を前記基準ワークの内部に集光させて前記基準ワークの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ光学系と、
前記基準ワーク保持テーブルを通して、前記保持面に当接する前記基準ワークの当接面の撮影画像を取得することにより、前記レーザ加工領域から前記当接面に向けて延びる亀裂の亀裂情報を取得する撮影画像取得部と、
を備えるレーザ加工装置。
A light-transmitting reference work holding table having a holding surface for holding a reference work manufactured under predetermined manufacturing conditions,
A laser optical system that irradiates a laser beam toward the reference work and condenses the laser light inside the reference work to form a laser processing region inside the reference work.
By acquiring a photographed image of the contact surface of the reference work that abuts on the holding surface through the reference work holding table, the crack information of a crack extending from the laser processing region toward the contact surface is acquired. Image acquisition department and
Laser processing equipment equipped with.
前記レーザ光学系が、前記基準ワークの厚み方向において前記当接面から予め定められた深さ位置であって且つ前記亀裂の長さの想定値に対応する深さ位置に前記レーザ加工領域を形成する請求項1に記載のレーザ加工装置。 The laser optical system forms the laser machining region at a predetermined depth position from the contact surface in the thickness direction of the reference work and at a depth position corresponding to an assumed value of the crack length. The laser processing apparatus according to claim 1. 前記基準ワーク保持テーブルが、製品ワークを保持する製品ワーク保持テーブルとは異なるサブテーブルである請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the reference work holding table is a sub-table different from the product work holding table that holds the product work. 前記基準ワーク保持テーブルが前記製品ワーク保持テーブルに保持されている請求項3に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the reference work holding table is held in the product work holding table. 前記レーザ光学系から前記基準ワークに向けて前記レーザ光が照射されている間、前記基準ワークに対して前記レーザ光学系を相対移動させて、前記基準ワークに平行な方向に沿って前記基準ワークの内部に前記レーザ加工領域を形成する第1相対移動機構を備える請求項1から4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 While the laser beam is being irradiated from the laser optical system toward the reference work, the laser optical system is moved relative to the reference work, and the reference work is moved along a direction parallel to the reference work. The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a first relative movement mechanism for forming the laser processing region inside the laser processing apparatus. 製品ワークを保持する製品ワーク保持テーブルを備え、
前記第1相対移動機構が、前記基準ワーク保持テーブル及び前記製品ワーク保持テーブルに対して前記レーザ光学系を、前記基準ワークに対向する位置と前記製品ワークに対向する位置とに相対移動させ、
前記レーザ光学系が、前記第1相対移動機構により前記製品ワークに対向する位置に相対移動された場合に、前記製品ワークに向けてレーザ光を照射し、且つ前記レーザ光を前記製品ワークの内部に集光させて前記製品ワークの内部に前記レーザ加工領域を形成し、
前記第1相対移動機構が、前記レーザ光学系から前記製品ワークに向けて前記レーザ光が照射されている間、前記レーザ光学系を前記製品ワークに対して相対移動させて、前記製品ワークに平行な方向に沿って前記製品ワークの内部に前記レーザ加工領域を形成する請求項5に記載のレーザ加工装置。
Equipped with a product work holding table to hold the product work
The first relative movement mechanism moves the laser optical system relative to the reference work holding table and the product work holding table to a position facing the reference work and a position facing the product work.
When the laser optical system is relatively moved to a position facing the product work by the first relative movement mechanism, the laser light is irradiated toward the product work and the laser light is emitted to the inside of the product work. The laser processing region is formed inside the product work by condensing the light on the product.
While the first relative moving mechanism irradiates the laser beam from the laser optical system toward the product work, the first relative moving mechanism moves the laser optical system relative to the product work and is parallel to the product work. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the laser processing region is formed inside the product work along the same direction.
前記撮影画像取得部が、前記基準ワーク保持テーブルの前記保持面とは反対側の他面に対向する位置に配置され、前記基準ワーク保持テーブルを通して前記当接面を撮影するカメラである請求項1から6のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 Claim 1 is a camera in which the captured image acquisition unit is arranged at a position facing another surface of the reference work holding table opposite to the holding surface, and the contact surface is photographed through the reference work holding table. 6. The laser processing apparatus according to any one of 6. 前記撮影画像取得部が、
前記基準ワーク保持テーブルの前記保持面とは反対側の面を他面とした場合に、前記他面に対向する位置とは異なる位置に配置されたカメラと、
前記当接面の像を、前記他面に対向する位置から前記カメラで撮影可能な位置まで導く中継光学系と、
を備える請求項1から6のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
The captured image acquisition unit
When the surface of the reference work holding table opposite to the holding surface is the other surface, the camera is arranged at a position different from the position facing the other surface.
A relay optical system that guides an image of the contact surface from a position facing the other surface to a position that can be photographed by the camera.
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記カメラが、前記基準ワーク保持テーブルよりも上方側に配置されており、
製品ワークを保持する製品ワーク保持テーブルと、
前記製品ワーク及び前記中継光学系に対して前記カメラを、前記製品ワークを撮影する撮影位置と前記中継光学系により導かれる前記当接面の像を撮影する撮影位置とに相対移動させる第2相対移動機構と、
を備える請求項8に記載のレーザ加工装置。
The camera is arranged above the reference work holding table.
The product work holding table that holds the product work and the product work holding table
A second relative that moves the camera relative to the product work and the relay optical system to a shooting position where the product work is photographed and an image of the contact surface guided by the relay optical system. Movement mechanism and
The laser processing apparatus according to claim 8.
前記撮影画像取得部が取得した前記撮影画像を表示する表示部を備える請求項1から9のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising a display unit for displaying the photographed image acquired by the photographed image acquisition unit. 光透過性の基準ワーク保持テーブルの保持面に、予め定められた製造条件で製造された基準ワークを保持させる保持ステップと、
前記基準ワークに向けてレーザ光学系からレーザ光を照射し、且つ前記レーザ光を前記基準ワークの内部に集光させて前記基準ワークの内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工領域形成ステップと、
前記基準ワーク保持テーブルを通して、前記保持面に当接する前記基準ワークの当接面の撮影画像を取得することにより、前記レーザ加工領域から前記当接面に向けて延びる亀裂の亀裂情報を取得する撮影画像取得ステップと、
を有するレーザ加工装置の診断方法。
A holding step in which a reference work manufactured under predetermined manufacturing conditions is held on the holding surface of the light-transmitting reference work holding table, and a holding step.
A laser processing region forming step of irradiating a laser beam from a laser optical system toward the reference work and condensing the laser light inside the reference work to form a laser processing region inside the reference work.
By acquiring a photographed image of the contact surface of the reference work that abuts on the holding surface through the reference work holding table, the crack information of a crack extending from the laser processing region toward the contact surface is acquired. Image acquisition step and
A method of diagnosing a laser processing apparatus having.
前記レーザ加工領域形成ステップでは、前記基準ワークの厚み方向において前記当接面から予め定められた深さ位置であって且つ前記亀裂の長さの想定値に対応する深さ位置に前記レーザ加工領域を形成する請求項11に記載のレーザ加工装置の診断方法。 In the laser machining region forming step, the laser machining region is located at a predetermined depth position from the contact surface in the thickness direction of the reference work and at a depth position corresponding to an assumed value of the crack length. The method for diagnosing a laser processing apparatus according to claim 11. 前記レーザ光学系から前記基準ワークに向けて前記レーザ光が照射されている間、前記基準ワークに対して前記レーザ光学系を相対移動させて、前記基準ワークに平行な方向に沿って前記基準ワークの内部に前記レーザ加工領域を形成する相対移動ステップを有する請求項11又は12に記載のレーザ加工装置の診断方法。 While the laser beam is being irradiated from the laser optical system toward the reference work, the laser optical system is moved relative to the reference work, and the reference work is moved along a direction parallel to the reference work. The method for diagnosing a laser processing apparatus according to claim 11 or 12, further comprising a relative moving step for forming the laser processing region inside the laser processing apparatus.
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