JP2022073748A

JP2022073748A - Laser processing device

Info

Publication number: JP2022073748A
Application number: JP2020183926A
Authority: JP
Inventors: 陽彦朝日; Haruhiko Asahi; 宏樹瓜生; Hiroki Uryu
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2022-05-17

Abstract

To provide a laser processing device capable of confirming whether or not abnormality such as contamination has occurred, without removing an optical component.SOLUTION: In a laser processing device 1, a laser beam irradiation unit 20 includes: a laser oscillator 21; a mirror 22 which reflects a laser beam 30 oscillated from the laser oscillator 21 and propagates the laser beam to a processing point; an imaging unit 23 for imaging leakage light 31 of the laser beam 30 transmitted without being reflected by the mirror 22; and a condensing lens 24 for condensing the laser beam 30 propagated by the mirror 22, and irradiating a workpiece 100 with the condensed laser beam. A control unit includes a storage part which is capable of outputting leakage light images of the laser beam 30 at a normal time that are imaged using the imaging unit 23, and leakage light images of the laser beam 30 at an arbitrary timing that are imaged using the imaging unit 23, and which stores leakage light images of the laser beam 30 at a normal time.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

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

半導体ウェーハ等のウェーハを分割してチップ化する方法として、ウェーハに形成されたストリート（分割予定ライン）に沿ってレーザービームを照射することでウェーハを分割する手法が知られている。このようなレーザー加工を実施するレーザー加工装置では、レーザー発振器から発振されたレーザービームを加工点へと伝播するために、ミラーやレンズ等の複数の光学部品を用いている（特許文献１参照）。 As a method of dividing a wafer such as a semiconductor wafer into chips, a method of dividing the wafer by irradiating a laser beam along a street (planned division line) formed on the wafer is known. A laser processing apparatus that performs such laser processing uses a plurality of optical components such as mirrors and lenses in order to propagate the laser beam oscillated from the laser oscillator to the processing point (see Patent Document 1). ..

特開２００８－１６８３２３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-168323

ところで、レーザー加工装置内で生じた粉塵等が上述したミラーやレンズ等の光学系に付着すると、加工結果に悪影響を及ぼす可能性がある。これに対し、現状では、加工結果に異常が現れた際に、光学部品を一つ一つ取り外して目視で確認して汚れている場合は清掃するという煩雑な作業で対処しているため、生産性が低下するという問題があった。 By the way, if dust or the like generated in the laser processing apparatus adheres to the above-mentioned optical system such as a mirror or a lens, the processing result may be adversely affected. On the other hand, at present, when an abnormality appears in the processing result, the optical parts are removed one by one, visually checked, and if it is dirty, it is cleaned by the complicated work. There was a problem that the sex was reduced.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学部品を取り外すことなく汚れ等の異常が生じているか否かを確認することができるレーザー加工装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of confirming whether or not an abnormality such as dirt has occurred without removing an optical component. be.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物にパルス状のレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、該チャックテーブルと該レーザービーム照射ユニットとを相対的に加工送りする加工送りユニットと、該チャックテーブルと該レーザービーム照射ユニットとを相対的に割り出し送りする割り出し送りユニットと、各構成要素を制御する制御部と、を備えたレーザー加工装置であって、該レーザービーム照射ユニットは、レーザー発振器と、該レーザー発振器から発振されたレーザービームを反射して加工点へと伝播するミラーと、該ミラーで反射されずに透過したレーザービームの漏れ光を撮像する撮像ユニットと、該ミラーによって伝播されたレーザービームを集光して被加工物に照射する集光レンズと、を有し、該制御部は、該撮像ユニットを用いて撮像された正常時のレーザービームの漏れ光画像と、該撮像ユニットを用いて撮像された任意のタイミングのレーザービームの漏れ光画像と、を出力可能であって、該正常時のレーザービームの漏れ光画像を記憶しておく記憶部を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the laser processing apparatus of the present invention irradiates the chuck table holding the workpiece and the workpiece held on the chuck table with a pulsed laser beam. A processing feed unit that relatively processes and feeds the chuck table and the laser beam irradiation unit, and an indexing feed unit that relatively indexes and feeds the chuck table and the laser beam irradiation unit. A laser processing device including a control unit that controls each component, the laser beam irradiation unit reflects the laser oscillator and the laser beam oscillated from the laser oscillator and propagates to the processing point. An image pickup unit that captures the leaked light of the laser beam transmitted without being reflected by the mirror, and a condenser lens that collects the laser beam propagated by the mirror and irradiates the workpiece. The control unit has a leaked light image of a laser beam in a normal state imaged using the imaging unit, and a leaked light image of a laser beam at an arbitrary timing imaged using the imaging unit. It is characterized by being capable of output and including a storage unit for storing a leaked light image of the laser beam at the normal time.

また、本発明のレーザー加工装置において、該制御部は、正常時のレーザービームの漏れ光画像と、任意のタイミングのレーザービームの漏れ光画像と、の差分を取得し、該正常時の該漏れ光画像と、該任意のタイミングで取得した漏れ光画像と、の差が所定値以上ある場合、警告を報知する報知部を更に有してもよい。 Further, in the laser processing apparatus of the present invention, the control unit acquires the difference between the leaked light image of the laser beam in the normal state and the leaked light image of the laser beam at an arbitrary timing, and the leakage in the normal state. When the difference between the optical image and the leaked light image acquired at an arbitrary timing is greater than or equal to a predetermined value, a notification unit for notifying a warning may be further provided.

本願発明は、光学部品を取り外すことなく汚れ等の異常が生じているか否かを確認することができる。 According to the present invention, it is possible to confirm whether or not an abnormality such as dirt has occurred without removing the optical component.

図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a laser processing apparatus according to an embodiment. 図２は、図１に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの構成を模式的に示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the laser beam irradiation unit of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図３は、実施形態に係る第一の撮像ユニットを用いて撮像された漏れ光画像および光強度分布の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a leaked light image and a light intensity distribution captured by using the first imaging unit according to the embodiment. 図４は、実施形態に係る第二の撮像ユニットを用いて撮像された漏れ光画像および光強度分布の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a leaked light image and a light intensity distribution captured by using the second imaging unit according to the embodiment. 図５は、実施形態に係る第三の撮像ユニットを用いて撮像された漏れ光画像および光強度分布の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a leaked light image and a light intensity distribution captured by using the third imaging unit according to the embodiment. 図６は、正常時のレーザービームの漏れ光画像の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a leaked light image of a laser beam in a normal state. 図７は、異常時のレーザービームの漏れ光画像の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a leaked light image of a laser beam at the time of abnormality.

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Further, the configurations described below can be combined as appropriate. Further, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.

〔実施形態〕
まず、本発明の実施形態に係るレーザー加工装置１の構成について図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るレーザー加工装置１の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたレーザー加工装置１のレーザービーム照射ユニット２０の構成を模式的に示す模式図である。以下の説明において、Ｘ軸方向は、水平面における一方向である。Ｙ軸方向は、水平面において、Ｘ軸方向に直交する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向である。実施形態のレーザー加工装置１は、加工送り方向がＸ軸方向であり、割り出し送り方向がＹ軸方向である。 [Embodiment]
First, the configuration of the laser processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of the laser processing apparatus 1 according to the embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the laser beam irradiation unit 20 of the laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1. In the following description, the X-axis direction is one direction in the horizontal plane. The Y-axis direction is a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane. The Z-axis direction is a direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction. In the laser machining apparatus 1 of the embodiment, the machining feed direction is the X-axis direction, and the index feed direction is the Y-axis direction.

図１に示すように、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０と、加工送りユニット４０と、割り出し送りユニット５０と、撮像ユニット６０と、表示ユニット７０と、報知部８０と、制御部９０と、を備える。実施形態に係るレーザー加工装置１は、加工対象である被加工物１００に対してレーザービーム３０を照射することにより、被加工物１００を加工する装置である。レーザー加工装置１による被加工物１００の加工は、例えば、ステルスダイシングによって被加工物１００の内部に改質層を形成する改質層形成加工、被加工物１００の表面に溝を形成する溝加工、または分割予定ラインに沿って被加工物１００を切断する切断加工等である。 As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a chuck table 10, a laser beam irradiation unit 20, a processing feed unit 40, an index feed unit 50, an image pickup unit 60, a display unit 70, and a notification unit 80. And a control unit 90. The laser processing apparatus 1 according to the embodiment is an apparatus for processing the workpiece 100 by irradiating the workpiece 100 to be processed with a laser beam 30. The machining of the workpiece 100 by the laser machining apparatus 1 is, for example, a modified layer forming process for forming a modified layer inside the workpiece 100 by stealth dicing, and a groove machining for forming a groove on the surface of the workpiece 100. , Or a cutting process that cuts the workpiece 100 along the planned division line.

被加工物１００は、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を基板とする円板状の半導体デバイスウエーハ、光デバイスウエーハ等のウェーハである。被加工物１００は、基板の表面に格子状に設定される複数の分割予定ラインと、分割予定ラインによって区画された領域に形成されたるデバイスと、を有する。デバイスは、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、あるいはＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等である。被加工物１００は、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されて、チップに製造される。チップは、基板の一部分と、基板上のデバイスと、を含む。チップの平面形状は、例えば、正方形状または長方形状である。 The workpiece 100 is a wafer such as a disk-shaped semiconductor device wafer or an optical device wafer whose substrate is silicon (Si), sapphire (Al ₂ O ₃ ), gallium arsenide (GaAs), silicon carbide (SiC), or the like. be. The workpiece 100 has a plurality of scheduled division lines set in a grid pattern on the surface of the substrate, and a device formed in a region partitioned by the scheduled division lines. The device is, for example, an integrated circuit such as an IC (Integrated Circuit) or an LSI (Large Scale Integration), an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). ) Etc. The workpiece 100 is divided into individual devices along a planned division line and manufactured into chips. The chip includes a portion of the substrate and devices on the substrate. The planar shape of the chip is, for example, a square shape or a rectangular shape.

レーザー加工装置１によって加工される被加工物１００は、実施形態において、環状フレーム１０１およびテープ１０２に支持される。環状フレーム１０１は、被加工物１００の外径より大きな開口を有する。テープ１０２は、環状フレーム１０１の裏面側に貼着される。テープ１０２は、例えば、合成樹脂で構成された基材層と、基材層に積層されかつ粘着性を有する合成樹脂で構成された粘着層とを含む。被加工物１００は、環状フレーム１０１の開口の所定の位置に位置決めされ、裏面がテープ１０２に貼着されることによって、環状フレーム１０１およびテープ１０２に固定される。 The workpiece 100 processed by the laser processing apparatus 1 is supported by the annular frame 101 and the tape 102 in the embodiment. The annular frame 101 has an opening larger than the outer diameter of the workpiece 100. The tape 102 is attached to the back surface side of the annular frame 101. The tape 102 includes, for example, a base material layer made of a synthetic resin and an adhesive layer made of a synthetic resin laminated on the base material layer and having adhesiveness. The workpiece 100 is positioned at a predetermined position in the opening of the annular frame 101, and the back surface is attached to the tape 102 to be fixed to the annular frame 101 and the tape 102.

チャックテーブル１０は、被加工物１００を保持面１１で保持する。保持面１１は、ポーラスセラミック等から形成された円盤形状である。保持面１１は、実施形態において、水平方向と平行な平面である。保持面１１は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続している。チャックテーブル１０は、保持面１１上に載置された被加工物１００を吸引保持する。チャックテーブル１０の周囲には、被加工物１００を支持する環状フレーム１０１を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。 The chuck table 10 holds the workpiece 100 on the holding surface 11. The holding surface 11 has a disk shape formed of porous ceramic or the like. In the embodiment, the holding surface 11 is a plane parallel to the horizontal direction. The holding surface 11 is connected to the vacuum suction source, for example, via a vacuum suction path. The chuck table 10 sucks and holds the workpiece 100 placed on the holding surface 11. A plurality of clamp portions 12 for sandwiching the annular frame 101 that supports the workpiece 100 are arranged around the chuck table 10.

チャックテーブル１０は、回転ユニット１３によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。回転ユニット１３は、Ｘ軸方向移動プレート１４に支持される。回転ユニット１３およびチャックテーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４を介して、加工送りユニット４０によりＸ軸方向に移動される。回転ユニット１３およびチャックテーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４、加工送りユニット４０およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、割り出し送りユニット５０によりＹ軸方向に移動される。 The chuck table 10 is rotated around an axis parallel to the Z-axis direction by the rotation unit 13. The rotation unit 13 is supported by the X-axis direction moving plate 14. The rotary unit 13 and the chuck table 10 are moved in the X-axis direction by the machining feed unit 40 via the X-axis direction moving plate 14. The rotary unit 13 and the chuck table 10 are moved in the Y-axis direction by the indexing feed unit 50 via the X-axis direction moving plate 14, the machining feed unit 40, and the Y-axis direction moving plate 15.

レーザービーム照射ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対してパルス状のレーザービーム３０を照射するユニットである。図２に示すように、レーザービーム照射ユニット２０は、レーザー発振器２１と、ミラー２２と、撮像ユニット２３と、集光レンズ２４と、を含む。 The laser beam irradiation unit 20 is a unit that irradiates the workpiece 100 held on the chuck table 10 with a pulsed laser beam 30. As shown in FIG. 2, the laser beam irradiation unit 20 includes a laser oscillator 21, a mirror 22, an image pickup unit 23, and a condenser lens 24.

レーザー発振器２１は、被加工物１００を加工するための所定の波長を有するレーザービーム３０を発振する。レーザービーム照射ユニット２０が照射するレーザービーム３０は、被加工物１００に対して透過性を有する波長でもよく、被加工物１００に対して吸収性を有する波長でもよい。レーザー発振器２１は、例えば、ＹＡＧレーザー発振器、ＹＶＯ４レーザー発振器等を含む。 The laser oscillator 21 oscillates a laser beam 30 having a predetermined wavelength for processing the workpiece 100. The laser beam 30 irradiated by the laser beam irradiation unit 20 may have a wavelength that is transparent to the workpiece 100 or may be a wavelength that is absorbent to the workpiece 100. The laser oscillator 21 includes, for example, a YAG laser oscillator, a YVO4 laser oscillator, and the like.

ミラー２２は、レーザー発振器２１が発振したレーザービーム３０を反射して、チャックテーブル１０の保持面１１に保持した被加工物１００の加工点へと伝播する。例えば、レーザー発振器２１から発振されるレーザービーム３０がＵＶ（紫外線）の場合、ミラー２２には、ＵＶを反射する反射膜が形成される。ミラー２２に形成された反射膜は、レーザービーム３０のほとんどを反射するが、レーザービーム３０の数％程度を反射せずに透過する。また、レーザー発振器２１から発振されるレーザービーム３０は、ＵＶであっても、ＩＲ（赤外線）やグリーン等の波長の光が混在している場合がある。この場合、ミラー２２は、ＵＶ以外のＩＲやグリーン等のレーザービーム３０を反射せずに透過する。 The mirror 22 reflects the laser beam 30 oscillated by the laser oscillator 21 and propagates to the processing point of the workpiece 100 held on the holding surface 11 of the chuck table 10. For example, when the laser beam 30 oscillated from the laser oscillator 21 is UV (ultraviolet rays), a reflective film that reflects UV is formed on the mirror 22. The reflective film formed on the mirror 22 reflects most of the laser beam 30, but transmits a few percent of the laser beam 30 without reflecting it. Further, even if the laser beam 30 oscillated from the laser oscillator 21 is UV, light having a wavelength such as IR (infrared ray) or green may be mixed. In this case, the mirror 22 transmits the laser beam 30 such as IR and green other than UV without reflecting it.

ミラー２２は、実施形態において、第一のミラー２２１と、第二のミラー２２２と、第三のミラー２２３と、を含む。第一のミラー２２１は、レーザー発振器２１が発振したレーザービーム３０を、第一のレーザービーム３０１として、第二のミラー２２２に向けて反射する。第二のミラー２２２は、第一のミラー２２１によって反射された第一のレーザービーム３０１を、第二のレーザービーム３０２として、第三のミラー２２３に向けて反射する。第三のミラー２２３は、第二のミラー２２２によって反射された第二のレーザービーム３０２を、第三のレーザービーム３０３として、被加工物１００に向けて反射する。 In an embodiment, the mirror 22 includes a first mirror 221, a second mirror 222, and a third mirror 223. The first mirror 221 reflects the laser beam 30 oscillated by the laser oscillator 21 toward the second mirror 222 as the first laser beam 301. The second mirror 222 reflects the first laser beam 301 reflected by the first mirror 221 toward the third mirror 223 as the second laser beam 302. The third mirror 223 reflects the second laser beam 302 reflected by the second mirror 222 toward the workpiece 100 as the third laser beam 303.

撮像ユニット２３は、ミラー２２で反射されずに透過したレーザービーム３０の漏れ光３１を撮像する。撮像ユニット２３は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子を備える。撮像ユニット２３は、所定の視野範囲内を撮像し、視野範囲内のレーザービーム３０の漏れ光３１を撮像する。撮像ユニット２３は、撮像した視野範囲の画像即ちレーザービーム３０の漏れ光３１を含む漏れ光画像を取得し、取得した漏れ光画像を表示ユニット７０および制御部９０に出力する。撮像ユニット２３は、実施形態において、第一の撮像ユニット２３１と、第二の撮像ユニット２３２と、第三の撮像ユニット２３３と、を含む。 The image pickup unit 23 takes an image of the leaked light 31 of the laser beam 30 transmitted without being reflected by the mirror 22. The image pickup unit 23 includes an image pickup element such as a CCD or CMOS. The image pickup unit 23 takes an image within a predetermined field of view and captures the leaked light 31 of the laser beam 30 within the field of view. The imaging unit 23 acquires an image of the captured visual field range, that is, a leaked light image including the leaked light 31 of the laser beam 30, and outputs the acquired leaked light image to the display unit 70 and the control unit 90. In the embodiment, the image pickup unit 23 includes a first image pickup unit 231, a second image pickup unit 232, and a third image pickup unit 233.

第一の撮像ユニット２３１は、第一のミラー２２１で反射されずに透過したレーザービーム３０の漏れ光３１を第一の漏れ光３１１として、第一の漏れ光３１１を含む漏れ光画像を撮像する。第一の撮像ユニット２３１は、取得した第一の漏れ光３１１を含む漏れ光画像を、表示ユニット７０および制御部９０に出力する。 The first image pickup unit 231 uses the leaked light 31 of the laser beam 30 transmitted without being reflected by the first mirror 221 as the first leaked light 311 and acquires a leaked light image including the first leaked light 311. .. The first image pickup unit 231 outputs the leaked light image including the acquired first leaked light 311 to the display unit 70 and the control unit 90.

第二の撮像ユニット２３２は、第二のミラー２２２で反射されずに透過したレーザービーム３０の漏れ光３１を第二の漏れ光３１２として、第二の漏れ光３１２を含む漏れ光画像を撮像する。第二の撮像ユニット２３２は、取得した第二の漏れ光３１２を含む漏れ光画像を、表示ユニット７０および制御部９０に出力する。 The second image pickup unit 232 uses the leaked light 31 of the laser beam 30 transmitted without being reflected by the second mirror 222 as the second leaked light 312, and acquires a leaked light image including the second leaked light 312. .. The second image pickup unit 232 outputs the leaked light image including the acquired second leaked light 312 to the display unit 70 and the control unit 90.

第三の撮像ユニット２３３は、第三のミラー２２３で反射されずに透過したレーザービーム３０の漏れ光３１を第三の漏れ光３１３として、第三の漏れ光３１３を含む漏れ光画像を撮像する。第三の撮像ユニット２３３は、取得した第三の漏れ光３１３を含む漏れ光画像を、表示ユニット７０および制御部９０に出力する。 The third image pickup unit 233 uses the leaked light 31 of the laser beam 30 transmitted without being reflected by the third mirror 223 as the third leaked light 313, and acquires a leaked light image including the third leaked light 313. .. The third image pickup unit 233 outputs the leaked light image including the acquired third leaked light 313 to the display unit 70 and the control unit 90.

撮像ユニット２３の前方には、波長選択フィルタが設けられていてもよい。波長選択フィルタは、加工に使用する波長のレーザービーム３０のみを透過するフィルタである。波長選択フィルタは、レーザービーム３０の漏れ光３１のうち、加工に使用する波長のレーザービーム３０のみを透過する。例えば、レーザー発振器２１から発振されるレーザービーム３０がＵＶの場合、波長選択フィルタは、ＵＶのみを透過させる。波長選択フィルタは、例えば、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ、バンドパスフィルタ、またはこれらを組み合わせた構成のフィルタを含む。ＮＤフィルタは、所定の波長帯において波長を選ぶことなく、光量を一定量落として透過するフィルタである。バンドパスフィルタは、特定の波長を任意に選択して透過するフィルタである。 A wavelength selection filter may be provided in front of the image pickup unit 23. The wavelength selection filter is a filter that transmits only the laser beam 30 having the wavelength used for processing. The wavelength selection filter transmits only the laser beam 30 having the wavelength used for processing among the leaked light 31 of the laser beam 30. For example, when the laser beam 30 oscillated from the laser oscillator 21 is UV, the wavelength selection filter transmits only UV. The wavelength selection filter includes, for example, an ND (Neutral Density) filter, a bandpass filter, or a filter having a configuration in which these are combined. The ND filter is a filter that transmits light by reducing the amount of light by a certain amount without selecting a wavelength in a predetermined wavelength band. A bandpass filter is a filter that transmits a specific wavelength by arbitrarily selecting it.

集光レンズ２４は、ミラー２２により反射されたレーザービーム３０を集光して集光点３２を形成し、被加工物１００に照射させる。 The condensing lens 24 condenses the laser beam 30 reflected by the mirror 22 to form a condensing point 32, and irradiates the workpiece 100 with light.

図１に示すように、加工送りユニット４０は、チャックテーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０とを加工送り方向であるＸ軸方向に相対的に移動させて加工送りするユニットである。加工送りユニット４０は、実施形態において、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させる。加工送りユニット４０は、実施形態において、レーザー加工装置１の装置本体２上に設置されている。加工送りユニット４０は、Ｘ軸方向移動プレート１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。 As shown in FIG. 1, the machining feed unit 40 is a unit in which the chuck table 10 and the laser beam irradiation unit 20 are relatively moved in the X-axis direction, which is the machining feed direction, to feed the machining. In the embodiment, the machining feed unit 40 moves the chuck table 10 in the X-axis direction. In the embodiment, the machining feed unit 40 is installed on the apparatus main body 2 of the laser machining apparatus 1. The machining feed unit 40 supports the X-axis direction moving plate 14 so as to be movable in the X-axis direction.

加工送りユニット４０は、周知のボールねじ４１と、周知のパルスモータ４２と、周知のガイドレール４３と、を含む。ボールねじ４１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ４２は、ボールねじ４１を軸心回りに回転させる。ガイドレール４３は、Ｘ軸方向移動プレート１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール４３は、Ｙ軸方向移動プレート１５に固定して設けられる。 The machining feed unit 40 includes a well-known ball screw 41, a well-known pulse motor 42, and a well-known guide rail 43. The ball screw 41 is rotatably provided around the axis. The pulse motor 42 rotates the ball screw 41 around the axis. The guide rail 43 supports the X-axis direction moving plate 14 so as to be movable in the X-axis direction. The guide rail 43 is fixedly provided to the Y-axis direction moving plate 15.

割り出し送りユニット５０は、チャックテーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０とを割り出し送り方向であるＹ軸方向に相対的に移動させて割り出し送りするユニットである。割り出し送りユニット５０は、実施形態において、チャックテーブル１０をＹ軸方向に移動させる。割り出し送りユニット５０は、実施形態において、レーザー加工装置１の装置本体２上に設置されている。割り出し送りユニット５０は、Ｙ軸方向移動プレート１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。 The indexing feed unit 50 is a unit for indexing and feeding by relatively moving the chuck table 10 and the laser beam irradiation unit 20 in the Y-axis direction, which is the indexing and feeding direction. In the embodiment, the indexing feed unit 50 moves the chuck table 10 in the Y-axis direction. In the embodiment, the indexing feed unit 50 is installed on the apparatus main body 2 of the laser processing apparatus 1. The indexing feed unit 50 supports the Y-axis direction moving plate 15 so as to be movable in the Y-axis direction.

割り出し送りユニット５０は、周知のボールねじ５１と、周知のパルスモータ５２と、周知のガイドレール５３と、を含む。ボールねじ５１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ５２は、ボールねじ５１を軸心回りに回転させる。ガイドレール５３は、Ｙ軸方向移動プレート１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール５３は、装置本体２に固定して設けられる。 The indexing feed unit 50 includes a well-known ball screw 51, a well-known pulse motor 52, and a well-known guide rail 53. The ball screw 51 is rotatably provided around the axis. The pulse motor 52 rotates the ball screw 51 around the axis. The guide rail 53 supports the Y-axis direction moving plate 15 so as to be movable in the Y-axis direction. The guide rail 53 is fixedly provided to the device main body 2.

レーザー加工装置１は、更に、レーザービーム照射ユニット２０に含まれる集光レンズ２４をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動ユニットを含んでもよい。Ｚ軸移動ユニットは、例えば、装置本体２から立設した柱３に設置され、レーザービーム照射ユニット２０の少なくとも集光レンズ２４をＺ軸方向に移動自在に支持する。 The laser processing device 1 may further include a Z-axis moving unit that moves the condenser lens 24 included in the laser beam irradiation unit 20 in the Z-axis direction. The Z-axis moving unit is installed on, for example, a pillar 3 erected from the main body 2 of the apparatus, and supports at least the condenser lens 24 of the laser beam irradiation unit 20 so as to be movable in the Z-axis direction.

撮像ユニット６０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を撮像する。撮像ユニット６０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を撮像するＣＣＤカメラまたは赤外線カメラを含む。 The image pickup unit 60 takes an image of the workpiece 100 held on the chuck table 10. The image pickup unit 60 includes a CCD camera or an infrared camera that captures an image of the workpiece 100 held on the chuck table 10.

表示ユニット７０は、液晶表示装置等により構成される表示部である。表示ユニット７０は、表示面７１を含む。表示面７１がタッチパネルを含む場合、表示ユニット７０は、入力部を含んでもよい。入力部は、オペレータが加工内容情報を登録する等の各種操作を受付可能である。入力部は、キーボード等の外部入力装置であってもよい。表示ユニット７０は、表示面７１に表示される情報や画像が入力部等からの操作により切り換えられる。表示ユニット７０は、制御部９０に接続している。 The display unit 70 is a display unit composed of a liquid crystal display device or the like. The display unit 70 includes a display surface 71. When the display surface 71 includes a touch panel, the display unit 70 may include an input unit. The input unit can accept various operations such as the operator registering processing content information. The input unit may be an external input device such as a keyboard. The information and images displayed on the display surface 71 of the display unit 70 are switched by an operation from an input unit or the like. The display unit 70 is connected to the control unit 90.

表示ユニット７０は、例えば、加工条件等の設定画面、撮像ユニット６０が撮像した被加工物１００の状態、加工動作の状態等を、表示面７１に表示させる。表示ユニット７０は、例えば、レーザービーム照射ユニット２０の撮像ユニット２３が撮像したレーザービーム３０の漏れ光画像を、表示面７１に表示させる。レーザービーム３０の漏れ光画像は、任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像と、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像と、を含む。 The display unit 70 displays, for example, a setting screen for machining conditions, a state of the workpiece 100 imaged by the image pickup unit 60, a state of machining operation, and the like on the display surface 71. The display unit 70 displays, for example, a leaked light image of the laser beam 30 imaged by the image pickup unit 23 of the laser beam irradiation unit 20 on the display surface 71. The leaked light image of the laser beam 30 includes a leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing and a leaked light image of the laser beam 30 in a normal state.

任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像は、アイドリング時またはメンテナンス時等にレーザービーム照射ユニット２０の撮像ユニット２３を用いて撮像された漏れ光画像である。表示ユニット７０は、例えば、図３から図５までに示すような漏れ光画像を、表示面７１に表示させる。 The leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing is a leaked light image captured by the image pickup unit 23 of the laser beam irradiation unit 20 during idling or maintenance. The display unit 70 displays, for example, a leaked light image as shown in FIGS. 3 to 5 on the display surface 71.

図３は、実施形態に係る第一の撮像ユニット２３１を用いて撮像された漏れ光画像および光強度分布の一例を示す図である。図４は、実施形態に係る第二の撮像ユニット２３２を用いて撮像された漏れ光画像および光強度分布の一例を示す図である。図５は、実施形態に係る第三の撮像ユニット２３３を用いて撮像された漏れ光画像および光強度分布の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a leaked light image and a light intensity distribution captured by using the first image pickup unit 231 according to the embodiment. FIG. 4 is a diagram showing an example of a leaked light image and a light intensity distribution captured by using the second image pickup unit 232 according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an example of a leaked light image and a light intensity distribution captured by using the third image pickup unit 233 according to the embodiment.

図３から図５までの漏れ光画像において、中央部の楕円形は、撮像ユニット２３に入射したレーザービーム３０の漏れ光３１のビーム形状を示し、内側の白色から外側に黒色に向かって光強度が低くなることを示している。また、図３から図５までに示す実施形態の漏れ光画像には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の光強度分布を示すグラフを重ねて表示している。 In the leaked light images from FIG. 3 to FIG. 5, the elliptical shape in the center indicates the beam shape of the leaked light 31 of the laser beam 30 incident on the image pickup unit 23, and the light intensity is from white on the inside to black on the outside. Indicates that Further, on the leaked light images of the embodiments shown in FIGS. 3 to 5, graphs showing the light intensity distributions in the X-axis direction and the Y-axis direction are superimposed and displayed.

正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像は、レーザー加工装置１の装置立ち上げ時またはクリーニング終了時等にレーザービーム照射ユニット２０の撮像ユニット２３を用いて撮像された漏れ光画像である。正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像は、後述の制御部９０の記憶部９１に記憶される。 The leaked light image of the laser beam 30 in the normal state is a leaked light image captured by the image pickup unit 23 of the laser beam irradiation unit 20 at the time of starting up the device of the laser processing device 1 or at the end of cleaning. The leaked light image of the laser beam 30 in the normal state is stored in the storage unit 91 of the control unit 90, which will be described later.

図６は、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像の一例を示す図である。図７は、異常時のレーザービーム３０の漏れ光画像の一例を示す図である。異常とは、例えば、ミラー２２に汚れ等の異物が付着した状態を示す。この場合、異常が発生したミラー２２を透過したレーザービーム３０の漏れ光３１の漏れ光画像では、ビーム形状に波紋や異常が発生する。例えば、図７に示す例では、ビーム形状に波紋２５が生じていることが確認できる。すなわち、この波紋２５は、漏れ光画像に対応する光路上に存在するミラー２２に付着した汚れ等の異物を示す。これに対し、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像は、レーザー加工装置１の装置立ち上げ時またはクリーニング終了時等にレーザービーム照射ユニット２０の撮像ユニット２３を用いて撮像される。したがって、図６に示す例では、ビーム形状に波紋や異常が見られない。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a leaked light image of the laser beam 30 in a normal state. FIG. 7 is a diagram showing an example of a leaked light image of the laser beam 30 at the time of abnormality. The abnormality indicates, for example, a state in which foreign matter such as dirt adheres to the mirror 22. In this case, in the leaked light image of the leaked light 31 of the laser beam 30 transmitted through the mirror 22 in which the abnormality has occurred, ripples or abnormalities occur in the beam shape. For example, in the example shown in FIG. 7, it can be confirmed that the ripple 25 is generated in the beam shape. That is, the ripple 25 indicates a foreign substance such as dirt adhering to the mirror 22 existing on the optical path corresponding to the leaked light image. On the other hand, the leaked light image of the laser beam 30 in the normal state is imaged by using the image pickup unit 23 of the laser beam irradiation unit 20 at the time of starting up the device of the laser processing device 1 or at the end of cleaning. Therefore, in the example shown in FIG. 6, no ripples or abnormalities are observed in the beam shape.

図１に示す報知部８０は、音および光の少なくとも一方を発してレーザー加工装置１のオペレータに予め定められた報知情報を報知する。報知部８０は、スピーカーまたは発光装置等の外部報知装置であってもよい。報知部８０は、実施形態において、表示ユニット７０に含まれる。報知部８０は、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像と、任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像と、の差が所定値以上ある場合、警告を報知する。警告は、例えば、オペレータにクリーニングを促す報知情報を含む。 The notification unit 80 shown in FIG. 1 emits at least one of sound and light to notify the operator of the laser processing apparatus 1 of predetermined notification information. The notification unit 80 may be an external notification device such as a speaker or a light emitting device. The notification unit 80 is included in the display unit 70 in the embodiment. The notification unit 80 notifies a warning when the difference between the leaked light image of the laser beam 30 in the normal state and the leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing is greater than or equal to a predetermined value. The warning includes, for example, notification information prompting the operator to clean.

制御部９０は、レーザー加工装置１の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物１００に対する加工動作をレーザー加工装置１に実行させる。制御部９０は、レーザービーム照射ユニット２０、加工送りユニット４０、割り出し送りユニット５０、撮像ユニット６０、表示ユニット７０および報知部８０を制御する。制御部９０は、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力し、レーザー加工装置１の制御を行う。 The control unit 90 controls each of the above-mentioned components of the laser machining apparatus 1 to cause the laser machining apparatus 1 to perform a machining operation on the workpiece 100. The control unit 90 controls the laser beam irradiation unit 20, the processing feed unit 40, the index feed unit 50, the image pickup unit 60, the display unit 70, and the notification unit 80. The control unit 90 is a computer including an arithmetic processing device as an arithmetic means, a storage device as a storage means, and an input / output interface device as a communication means. The arithmetic processing unit includes, for example, a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit). The storage device has a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The arithmetic processing device performs various operations based on a predetermined program stored in the storage device. The arithmetic processing apparatus outputs various control signals to the above-mentioned components via the input / output interface apparatus according to the arithmetic result, and controls the laser processing apparatus 1.

制御部９０は、撮像ユニット６０に被加工物１００を撮像させる。制御部９０は、撮像ユニット６０によって撮像した画像の画像処理を行う。制御部９０は、画像処理によって被加工物１００の分割予定ラインを検出する。制御部９０は、レーザービーム３０の集光点３２が分割予定ラインに沿って移動するように加工送りユニット４０および割り出し送りユニット５０を駆動させるとともに、レーザービーム照射ユニット２０にレーザービーム３０を照射させる。 The control unit 90 causes the image pickup unit 60 to take an image of the workpiece 100. The control unit 90 performs image processing of the image captured by the image pickup unit 60. The control unit 90 detects the scheduled division line of the workpiece 100 by image processing. The control unit 90 drives the processing feed unit 40 and the index feed unit 50 so that the condensing point 32 of the laser beam 30 moves along the scheduled division line, and causes the laser beam irradiation unit 20 to irradiate the laser beam 30. ..

制御部９０は、レーザービーム照射ユニット２０にレーザービーム３０を照射させながら、撮像ユニット２３でレーザービーム３０の漏れ光３１の撮像を行う。制御部９０は、撮像ユニット２３が撮像した正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像を取得する。制御部９０は、記憶部９１を含む。記憶部９１は、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像を記憶する。制御部９０は、撮像ユニット２３が撮像した任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像を取得する。制御部９０は、取得した漏れ光画像を、表示ユニット７０の表示面７１に表示させる。 The control unit 90 images the leaked light 31 of the laser beam 30 with the image pickup unit 23 while irradiating the laser beam irradiation unit 20 with the laser beam 30. The control unit 90 acquires a leaked light image of the laser beam 30 in a normal state imaged by the image pickup unit 23. The control unit 90 includes a storage unit 91. The storage unit 91 stores a leaked light image of the laser beam 30 in a normal state. The control unit 90 acquires a leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing captured by the imaging unit 23. The control unit 90 displays the acquired leaked light image on the display surface 71 of the display unit 70.

オペレータは、表示面７１に表示させた正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像と、任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像とを、目視で確認して比較することで、レーザー発振器２１からミラー２２までの光路における異常を検知することができる。 The operator visually confirms and compares the leaked light image of the laser beam 30 in the normal state displayed on the display surface 71 and the leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing from the laser oscillator 21. It is possible to detect an abnormality in the optical path up to the mirror 22.

制御部９０は、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像と、任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像と、の差分を取得してもよい。制御部９０は、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像と、任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像との差分に基づいて、レーザー発振器２１からミラー２２までの光路における異常を検知してもよい。例えば、制御部９０は、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像と、任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像との差が所定値以上である場合、レーザー発振器２１からミラー２２までの光路において異常が発生したと判断してもよい。制御部９０は、異常が発生したと判断した場合、報知部８０に警告を報知させてもよい。また、レーザー加工装置１は、制御部９０が異常を検知した場合に、対応するミラー２２にエアーブローを噴出させて自動的にクリーニングする機構を有していてもよい。 The control unit 90 may acquire the difference between the leaked light image of the laser beam 30 at the normal time and the leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing. The control unit 90 detects an abnormality in the optical path from the laser oscillator 21 to the mirror 22 based on the difference between the leaked light image of the laser beam 30 in the normal state and the leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing. May be good. For example, when the difference between the leaked light image of the laser beam 30 in the normal state and the leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing is equal to or more than a predetermined value, the control unit 90 sets the optical path from the laser oscillator 21 to the mirror 22. It may be determined that an abnormality has occurred in. When the control unit 90 determines that an abnormality has occurred, the control unit 90 may notify the notification unit 80 of a warning. Further, the laser processing device 1 may have a mechanism for automatically cleaning the corresponding mirror 22 by ejecting an air blow when the control unit 90 detects an abnormality.

以上説明したように、実施形態に係るレーザー加工装置１は、ミラー２２を透過したレーザービーム３０の漏れ光３１の漏れ光画像を、撮像ユニット２３を用いて撮像して出力する。より詳しくは、レーザー加工装置１では、正常時のミラー２２を透過したレーザービーム３０の漏れ光３１の漏れ光画像を、撮像ユニット２３を用いて撮像して、制御部９０の記憶部９１に予め記憶する。また、レーザー加工装置１では、撮像ユニット２３を用いて、任意のタイミングでレーザービーム３０の漏れ光３１の漏れ光画像を撮像する。 As described above, the laser processing apparatus 1 according to the embodiment captures and outputs a leaked light image of the leaked light 31 of the laser beam 30 transmitted through the mirror 22 by using the image pickup unit 23. More specifically, in the laser processing apparatus 1, the leaked light image of the leaked light 31 of the laser beam 30 transmitted through the mirror 22 in the normal state is imaged by using the image pickup unit 23, and is stored in the storage unit 91 of the control unit 90 in advance. Remember. Further, in the laser processing apparatus 1, the image pickup unit 23 is used to image the leaked light image of the leaked light 31 of the laser beam 30 at an arbitrary timing.

これにより、正常時のレーザービーム３０の漏れ光画像と、任意のタイミングのレーザービーム３０の漏れ光画像とを、比較することができるので、これらの比較に基づいて、ミラー２２の汚れ等の異常を検出することができる。したがって、加工異常が生じる前の小さな変化であっても検出することができるので、加工不良の抑制に寄与する。また、従来の方法と比較して、光学部品を一つ一つ取り外して目視で確認して異常のあるミラー２２を特定する作業が必要なくなるため、レーザー加工装置１のダウンタイムを低減することができ、生産性の低下を抑制できるという効果を奏する。 As a result, the leaked light image of the laser beam 30 in the normal state and the leaked light image of the laser beam 30 at an arbitrary timing can be compared. Based on these comparisons, an abnormality such as dirt on the mirror 22 can be compared. Can be detected. Therefore, even a small change before the machining abnormality occurs can be detected, which contributes to the suppression of machining defects. Further, as compared with the conventional method, it is not necessary to remove the optical components one by one and visually check to identify the mirror 22 having an abnormality, so that the downtime of the laser processing apparatus 1 can be reduced. It has the effect of suppressing the decrease in productivity.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, it can be variously modified and carried out within a range that does not deviate from the gist of the present invention.

１レーザー加工装置
１０チャックテーブル
２０レーザービーム照射ユニット
２１レーザー発振器
２２ミラー
２３撮像ユニット
２４集光レンズ
３０レーザービーム
３１漏れ光
３２集光点
４０加工送りユニット
５０割り出し送りユニット
８０報知部
９０制御部
９１記憶部
１００被加工物 1 Laser processing device 10 Chuck table 20 Laser beam irradiation unit 21 Laser oscillator 22 Mirror 23 Imaging unit 24 Condensing lens 30 Laser beam 31 Leakage light 32 Condensing point 40 Processing feed unit 50 Index feed unit 80 Notification unit 90 Control unit 91 Storage Part 100 Work piece

Claims

A chuck table that holds the workpiece and
A laser beam irradiation unit that irradiates a work piece held on the chuck table with a pulsed laser beam, and a laser beam irradiation unit.
A processing feed unit that relatively processes and feeds the chuck table and the laser beam irradiation unit, and
An indexing feed unit that relatively indexed and feeds the chuck table and the laser beam irradiation unit, and
A laser processing device equipped with a control unit that controls each component.
The laser beam irradiation unit is
With a laser oscillator,
A mirror that reflects the laser beam oscillated from the laser oscillator and propagates to the processing point.
An imaging unit that captures the leaked light of the laser beam transmitted without being reflected by the mirror, and
A condensing lens that condenses the laser beam propagated by the mirror and irradiates the workpiece,
Have,
The control unit
It is possible to output a leaked light image of a laser beam in a normal state imaged using the imaging unit and a leaked light image of a laser beam at an arbitrary timing imaged using the imaging unit.
It is characterized by including a storage unit for storing a leaked light image of the laser beam in a normal state.
Laser processing equipment.

The control unit acquires the difference between the leaked light image of the laser beam in the normal state and the leaked light image of the laser beam at an arbitrary timing.
It is characterized by further having a notification unit for notifying a warning when the difference between the leaked light image of the laser beam at the normal time and the leaked light image of the laser beam at an arbitrary timing is a predetermined value or more.
The laser processing apparatus according to claim 1.