JP2022097232A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】改質層から亀裂が発生しているかを効率よく確認できるレーザー加工装置を提供すること。【解決手段】レーザー加工装置１は、レーザー光線３７が照射され、レーザー光線３７の集光点を形成するとともに、カメラ４１の焦点を形成する集光レンズ５２と、カメラ４１と集光レンズ５２が固定された基台２１を、チャックテーブル１０の保持面１１に垂直な高さ方向に移動させ、カメラ４１の焦点の高さを調整する焦点調整ユニット４３と、レーザー発振器３１と集光レンズ５２との間に配置され、レーザー光線３７の集光点の高さを、集光レンズ５２の高さを変えずに変位させる集光点調整ユニット３２と、集光点と焦点の高さを登録する登録部６１を有し、登録部６１の情報に基づいて焦点調整ユニット４３と集光点調整ユニット３２とを制御する制御部６０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。

ＩＣ（Integrated Circuit、集積回路）やＬＳＩ（Large Scale Integration、大規模集積回路）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）、パワーデバイスなど各種デバイスチップを製造する際に、被加工物である半導体ウエーハにデバイスを形成し、個々のチップに分割する。個々のチップに分割するには従来切削ブレードによるダイシングが用いられてきたが、ブレードの厚さ以上のストリート（分割予定ライン）幅が必要で、大量の切削屑が発生しデバイスに付着する恐れがあった。そこで、ストリート幅を細く、切削屑の発生を抑えられる分割方法として、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を被加工物の内部で集光し、破断起点となる改質層を形成する分割方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－０８４９２３号公報

しかしながら、改質層から発生する亀裂でウエーハを破断するのに、亀裂が全てのラインで途切れなく発生しているかを確認したいという要望が発生していた。これに対し、加工後のラインをカメラで撮影し、亀裂を検出する事も可能だが、検査時間が増加するため、生産効率を落としてしまうという課題があった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、改質層から亀裂が発生しているかを効率よく確認できるレーザー加工装置を提供することである。

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、被加工物に設定された分割予定ラインに沿って、被加工物にレーザー光線を照射するレーザー加工装置であって、該被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を発振するレーザー発振器と、被加工物を撮像するカメラと、該カメラの撮像領域を照明する光源と、該レーザー光線が照射され、該レーザー光線の集光点を形成するとともに、該カメラの焦点を形成する集光レンズと、該カメラと該集光レンズが固定された基台を、該保持面に垂直な高さ方向に移動させ、該カメラの焦点の高さを調整する焦点調整ユニットと、該レーザー発振器と該集光レンズとの間に配置され、該レーザー光線の集光点の高さを、該集光レンズの高さを変えずに変位させる集光点調整ユニットと、該集光点と該焦点の高さを登録する登録部を有し、該登録部の情報に基づいて該焦点調整ユニットと該集光点調整ユニットとを制御する制御部と、を備え、被加工物の内部に該集光点を設定して該分割予定ラインに沿った改質層を被加工物の内部に形成しながら、被加工物の露出面に焦点を設定した該カメラで該露出面に伸展した該改質層からの亀裂を撮影するものである。

該集光点調整ユニットは、空間光位相変調器またはビームエキスパンダであってもよい。

本発明は、改質層から亀裂が発生しているかを効率よく確認できる。

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図である。 図２は、図１のレーザー加工装置の加工対象である被加工物の一例を示す斜視図である。 図３は、図１のレーザー加工装置の登録部が登録する登録データの一例を示す図である。 図４は、図１のレーザー加工装置の動作の一例を示す断面図である。 図５は、図１のレーザー加工装置の動作の別の一例を示す断面図である。

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。さらに、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、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るレーザー加工装置１を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の構成例を示す図である。実施形態に係るレーザー加工装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０と、レーザー加工ユニット２０と、制御部６０とを備える。

図２は、図１のレーザー加工装置１の加工対象である被加工物１００の一例を示す斜視図である。本実施形態において、レーザー加工装置１が加工する加工対象である被加工物１００は、図２に示すように、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素などを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどである。被加工物１００は、平坦な表面１０１の格子状に形成される複数の分割予定ライン（ストリート）１０２によって区画された領域にチップサイズのデバイス１０３が形成されている。被加工物１００は、本実施形態では、表面１０１に粘着テープ１０５が貼着され、粘着テープ１０５の外縁部に環状のフレーム１０６が装着されているが、本発明ではこれに限定されない。また、被加工物１００は、本発明では、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、又はガラス板等でも良い。

チャックテーブル１０は、凹部が形成された円盤状の枠体と、凹部内に嵌め込まれた円盤形状の吸着部と、を備える。チャックテーブル１０の吸着部は、多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミック等から形成され、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル１０の吸着部の上面は、被加工物１００が載置されて、載置された被加工物１００を吸引保持する保持面１１である。保持面１１は、本実施形態では、被加工物１００が表面１０１の裏側の裏面１０４を露出面として上方に向けて載置され、載置された被加工物１００を表面１０１側から粘着テープ１０５を介して吸引保持する。保持面１１とチャックテーブル１０の枠体の上面とは、同一平面上に配置されており、水平面であるＸＹ平面に平行に形成されている。チャックテーブル１０は、不図示のＸ軸移動ユニットにより水平方向の一方向であるＸ軸方向に移動自在で、不図示のＹ軸移動ユニットにより水平方向の別の一方向でありＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動自在で、不図示の回転駆動源により鉛直方向でありＸＹ平面に直交するＺ軸回りに回転自在に設けられている。

レーザー加工ユニット２０は、図１に示すように、基台２１と、レーザー発振ユニット３０と、撮像ユニット４０と、同軸化照射ユニット５０とを備える。レーザー発振ユニット３０は、図１に示すように、レーザー発振器３１と、集光点調整ユニット３２と、反射ミラー３３とを備える。レーザー発振器３１、集光点調整ユニット３２及び反射ミラー３３は、いずれも基台２１に固定されており、互いの位置関係が保持されている。レーザー発振ユニット３０は、レーザー光線３７を発振及び光学的特性の調整をして同軸化照射ユニット５０に導く。

レーザー発振器３１は、被加工物１００に対して透過性を有する波長のレーザー光線３７を発振する。レーザー発振器３１は、本実施形態では、パルス状のレーザー光線３７を発振するが、本発明ではこれに限定されない。集光点調整ユニット３２は、レーザー発振器３１と同軸化照射ユニット５０のダイクロイックミラー５１との間に配置され、レーザー発振器３１から発振されたレーザー光線３７の集光点３８（図４及び図５参照）のＺ軸方向（被加工物１００の厚み方向）の高さ３９（図４及び図５参照）を、同軸化照射ユニット５０の集光レンズ５２の高さを変えずに変位させる。なお、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９は、本実施形態では、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の裏面１０４の高さを基準とした相対的な高さで示している。

集光点調整ユニット３２は、本実施形態では、レーザー発振器３１から発振されたレーザー光線３７の光学的特性を調整し、光学的特性を調整したレーザー光線３７を出射する所謂ＬＣＯＳ－ＳＬＭ（Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator）である。ＬＣＯＳ－ＳＬＭが調整するレーザー光線３７の光学的特性は、例えば、レーザー光線３７の位相、偏波面、振幅、強度、伝搬方向のうちの少なくとも一つである。集光点調整ユニット３２は、本発明ではＬＣＯＳ－ＳＬＭに限定されず、レーザー光線３７を平行光のままレーザー光線３７のスポットの外径を拡大するビームエキスパンダであってもよい。

反射ミラー３３は、レーザー発振器３１と集光点調整ユニット３２との間に配置されている。反射ミラー３３は、レーザー発振器３１から発振したレーザー光線３７を反射して集光点調整ユニット３２に導く。反射ミラー３３は、本実施形態では１つ設けられているが、本発明ではこれに限定されず、設けられていなくてもよく、２つ以上設けられていてもよい。

撮像ユニット４０は、図１に示すように、カメラ４１と、光源４２と、焦点調整ユニット４３と、ダイクロイックミラー４４と、光学系４５とを備える。カメラ４１、光源４２、ダイクロイックミラー４４及び光学系４５は、いずれも基台２１に固定されており、レーザー発振ユニット３０の各構成要素とともに互いの位置関係が保持されている。焦点調整ユニット４３は、基台２１に取り付けられている。撮像ユニット４０は、カメラ４１の撮像領域を照明する照明光４７を同軸化照射ユニット５０に導くとともに、同軸化照射ユニット５０を介してカメラ４１に撮像領域からの入射光４８を導き、撮像領域からの入射光４８に基づいてカメラ４１で撮像領域を撮像する。

カメラ４１は、撮像領域からの入射光４８に基づいて、撮像領域に位置付けられたレーザー加工前後もしくはレーザー加工中の被加工物１００の裏面１０４、分割予定ライン１０２及びレーザー加工後の被加工物１００の裏面１０４に表出した亀裂３００（図４及び図５参照）を撮像する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。カメラ４１は、チャックテーブル１０に保持されたレーザー加工中もしくはレーザー加工後の被加工物１００の裏面１０４等を撮像して、被加工物１００の裏面１０４に表出した亀裂３００を確認するための画像を得、得た画像を制御部６０に出力する。また、カメラ４１は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を撮像して加工すべき領域を検出するための画像を得、得た画像を制御部６０に出力しても良い。カメラ４１は、本実施形態では可視光カメラであるが、本発明ではこれに限定されず、赤外線（Infrared、ＩＲ）カメラ等でもよい。カメラ４１は、可視光カメラであることが好ましく、この場合、被加工物１００の内部に形成される改質層２００（図４及び図５参照）と亀裂３００とが重なって撮像されるため、改質層２００と亀裂３００との双方の識別が難しくなることがないという効果がある。

なお、レーザー加工装置１は、カメラ４１以外にも、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を撮像して加工すべき領域を検出するアライメントを遂行するための画像を得、得た画像を制御部６０に出力するカメラが別途設けられてもよい。この別途設けられるカメラは、可視光カメラでもＩＲカメラでもよい。

光源４２は、カメラ４１の撮像領域を照明する照明光４７を発光する。光源４２は、例えば、白色光を発光するキセノンフラッシュランプや白色ＬＥＤ等である。

焦点調整ユニット４３は、基台２１をチャックテーブル１０の保持面１１に垂直な高さ方向（Ｚ軸方向、被加工物１００の厚み方向）に移動させることにより、カメラ４１の焦点４９（図４及び図５参照）の高さ、及び、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を調整する。なお、カメラ４１の焦点４９の高さは、本実施形態では、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９と同様に、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の裏面１０４の高さを基準とした相対的な高さで示している。焦点調整ユニット４３は、基台２１に固定された全ての構成要素、すなわち、レーザー発振ユニット３０の各構成要素、撮像ユニット４０のカメラ４１、光源４２、ダイクロイックミラー４４及び光学系４５、並びに、同軸化照射ユニット５０の各構成要素（ダイクロイックミラー５１、集光レンズ５２）を互いの位置関係を変更することなく一体的に移動させる。このため、焦点調整ユニット４３は、カメラ４１の焦点距離を変更することなく、また、レーザー光線３７、カメラ４１への入射光４８及び照明光４７が同軸に重ねられた状態を変更することなく、カメラ４１の焦点４９及びレーザー光線３７の集光点３８を高さ方向に移動させることができる。

ダイクロイックミラー４４は、カメラ４１とダイクロイックミラー５１との間、かつ、光源４２とダイクロイックミラー５１との間に、すなわち、入射光４８と照明光４７との交点に配置されている。ダイクロイックミラー４４は、光源４２からの照明光４７を反射して集光レンズ５２に導くとともに、集光レンズ５２からの入射光４８を透過してカメラ４１に導く。

光学系４５は、カメラ４１とダイクロイックミラー４４との間に配置されている。光学系４５は、ダイクロイックミラー４４を透過した集光レンズ５２からの入射光４８を集光してカメラ４１に導く。光学系４５は、本実施形態では１つ設けられているが、本発明ではこれに限定されず、２つ以上設けられていてもよい。

同軸化照射ユニット５０は、ダイクロイックミラー５１と、集光レンズ５２と、を備える。ダイクロイックミラー５１及び集光レンズ５２は、いずれも基台２１に固定されており、レーザー発振ユニット３０の各構成要素、並びに、撮像ユニット４０のカメラ４１、光源４２、ダイクロイックミラー４４及び光学系４５とともに互いの位置関係が保持されている。

ダイクロイックミラー５１は、集光点調整ユニット３２と集光レンズ５２との間、かつ、ダイクロイックミラー４４と集光レンズ５２との間に、すなわち、レーザー光線３７と照明光４７及び入射光４８との交点に配置されている。ダイクロイックミラー５１は、集光点調整ユニット３２からのレーザー光線３７を反射して集光レンズ５２に導くとともに、ダイクロイックミラー４４を透過した照明光４７を透過して集光レンズ５２に導き、集光レンズ５２からの入射光４８を透過してダイクロイックミラー４４に導くことにより、集光レンズ５２側において、レーザー光線３７と、照明光４７及び入射光４８とを同軸に重ねる。ダイクロイックミラー５１は、このようにレーザー光線３７、照明光４７及び入射光４８を同軸に重ねることにより、レーザー光線３７による被加工物１００の加工領域と、照明光４７の照明領域と、カメラ４１の撮像領域とを互いに重ねて位置付ける。

集光レンズ５２は、ダイクロイックミラー５１よりもカメラ４１の撮像領域側、すなわち、チャックテーブル１０の保持面１１側に配置されている。集光レンズ５２は、ダイクロイックミラー４４からのレーザー光線３７が照射され、レーザー光線３７の集光点３８を形成してレーザー光線３７をチャックテーブル１０に保持された被加工物１００の加工領域に照射することで、被加工物１００の加工領域をレーザー加工して改質層２００を形成する。集光レンズ５２は、ダイクロイックミラー４４からの照明光４７が照射され、照明光４７をチャックテーブル１０に保持された被加工物１００の照明領域に照射することで、カメラ４１の撮像領域を照明する。集光レンズ５２は、カメラ４１の焦点４９を形成するとともに、照明光４７により照明したカメラ４１の撮像領域から反射した入射光４８をダイクロイックミラー５１に導く。

制御部６０は、レーザー加工装置１の各構成要素の動作を制御して、被加工物１００のレーザー加工処理をレーザー加工装置１に実施させる。制御部６０は、登録部６１を有する。制御部６０は、登録部６１に集光点３８の高さ３９とカメラ４１の焦点４９の高さとを含む登録データ４００（図３参照）を登録させる。制御部６０は、登録部６１に登録された登録データ４００を参照して、登録データ４００に基づいて、レーザー発振器３１、集光点調整ユニット３２及び焦点調整ユニット４３を制御することで、レーザー光線３７の光学的特性及びレーザー光線３７の集光点３８のＺ軸方向の高さ３９を制御し、焦点調整ユニット４３を制御することで、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９及びカメラ４１の焦点４９の高さを制御する。また、制御部６０は、光源４２を制御することで、照明光４７の照度等を制御する。

図３は、図１のレーザー加工装置１の登録部６１が登録する登録データの一例（登録データ４００）を示す図である。登録部６１は、図３に示すように、レーザー光線３７の照射及びカメラ４１での撮像の処理順序ごとに、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９と、当該レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を実現する集光点調整ユニット３２の調整条件と、カメラ４１の焦点４９の高さと、当該カメラ４１の焦点４９の高さを実現する焦点調整ユニット４３の調整条件とを互いに対応付けて登録データ４００に記憶している。

また、制御部６０は、カメラ４１が撮像した位置合わせを行うため等の画像に基づいて、不図示のＸ軸移動ユニット及びＹ軸移動ユニットを制御して、チャックテーブル１０とレーザー加工ユニット２０との相対的な位置関係を制御する。制御部６０は、これにより、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の表面１０１上における、レーザー光線３７による被加工物１００の加工領域、照明光４７の照明領域、及び、カメラ４１の撮像領域の位置を制御する。

また、制御部６０は、カメラ４１が撮像した亀裂３００を確認するための画像に基づいて、被加工物１００の裏面１０４に伸展した亀裂３００を検出する。亀裂３００を確認するための画像では、被加工物１００の裏面１０４は、照明光４７を好適に反射するため、カメラ４１への入射光４８の光量が大きくなり、輝度が高く撮像される。一方で、亀裂３００を確認するための画像では、被加工物１００の裏面１０４に伸展した亀裂３００は、被加工物１００の裏面１０４に比べ照明光４７の反射が少なく、カメラ４１への入射光４８の光量が小さくなり、輝度が低く撮像される。これにより、制御部６０は、亀裂３００を確認するための画像において亀裂３００を識別する。

制御部６０は、本実施形態では、コンピュータシステムを含む。制御部６０が含むコンピュータシステムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御部６０の機能は、本実施形態では、制御部６０が含むコンピュータシステムの演算処理装置が、制御部６０が含むコンピュータシステムの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。制御部６０の演算処理装置は、制御部６０の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザー加工装置１を制御するための制御信号を、制御部６０の入出力インターフェース装置を介してレーザー加工装置１の各構成要素に出力する。登録部６１の機能は、本実施形態では、制御部６０が含むコンピュータシステムの記憶装置により実現される。

次に、本明細書は、実施形態に係るレーザー加工装置１の動作及び処理を図面に基づいて説明する。図４は、図１のレーザー加工装置１の動作の一例を示す断面図である。図４は、制御部６０が図３に示す登録データ４００に基づいてレーザー加工装置１の制御処理を実施する場合のレーザー加工装置１の動作を示している。

実施形態に係るレーザー加工装置１は、図４に示すように、被加工物１００の内部の裏面１０４からの複数の異なる深さの領域にレーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を設定して、レーザー光線３７を照射することで、複数の異なる深さの領域に改質層２００を形成する加工を施す。被加工物１００は、内部に改質層２００が形成されると、改質層２００から高さ方向（Ｚ軸方向、被加工物１００の厚み方向）に沿って内部に亀裂３００が伸展する。

このようなレーザー加工装置１の動作を実施する場合、制御部６０は、まず、被加工物１００の厚さ、及び、レーザー光線３７を照射してレーザー加工を施して改質層２００を形成する深さの階層数等の種々の加工条件に基づいて、レーザー加工装置１の制御処理を実施する際に参照する登録データ４００を選択する。

制御部６０は、次に、選択した登録データ４００に基づいて、被加工物１００の内部の各階層に改質層２００を形成する。制御部６０は、本実施形態では、下側の階層から順次改質層２００を形成する。すなわち、制御部６０は、図４に示す例では、まず被加工物１００の裏面１０４側から見て最も深い４階層目に改質層２００を形成し、次に４階層目のすぐ上の層の３階層目、さらに上の層の２階層目、被加工物１００の裏面１０４から最も近い１階層目、の順に改質層２００を形成する。そして、１階層目に形成した改質層２００から、被加工物１００の裏面１０４に亀裂３００が伸展する。なお、制御部６０は、本発明ではこれに限定されず、任意の順で各層に改質層２００を形成してもよい。

制御部６０は、選択した登録データ４００に基づいて、焦点調整ユニット４３を調整することによりレーザー光線３７の集光点３８の高さ３９及びカメラ４１の焦点４９の高さを同時に調整した後に、集光点調整ユニット３２を調整することによりレーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を調整する。制御部６０は、例えば４階層目に最初に改質層２００を形成する場合、焦点調整ユニット４３の条件を図３の「焦点調整条件１」に設定することにより、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９及びカメラ４１の焦点４９の高さを被加工物１００の裏面１０４上（図３の焦点の高さが「０」）に設定した後、集光点調整ユニット３２の条件を図３の「集光点調整条件１」に設定することにより、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を４階層目の深さ（図３の「高さ１」）に設定する。例えば、レーザー光線３７の集光点３８とカメラ４１の焦点４９との高さの差は１０～１２０μｍ程度になる。

また、制御部６０は、それぞれ３階層目、２階層目及び１階層目に改質層２００を形成する場合、既に４階層目に改質層２００を形成した際にカメラ４１の焦点４９の高さを被加工物１００の裏面１０４上に設定済みであるため、改めて焦点調整ユニット４３の条件を設定する必要はなく、集光点調整ユニット３２の条件をそれぞれ図３の「集光点調整条件２」「集光点調整条件３」及び「集光点調整条件４」に設定することにより、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９をそれぞれ３階層目、２階層目及び１階層目の深さ（図３の「高さ２」「高さ３」及び「高さ４」）に設定する。

なお、制御部６０は、本実施形態では、４階層目、３階層目及び２階層目に改質層２００を形成する際には、レーザー光線３７の照射と同時にカメラ４１による観察は行わないので、焦点調整ユニット４３を制御して、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９及びカメラ４１の焦点４９の高さを共に被加工物１００の加工すべき階層の高さに設定してもよい。

制御部６０は、４階層目、３階層目及び２階層目に改質層２００を形成する際には、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９及びカメラ４１の焦点４９の高さを設定した後、レーザー光線３７による被加工物１００の加工領域、照明光４７の照明領域、及び、カメラ４１の撮像領域の位置を、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の表面１０１に形成された分割予定ライン１０２上に設定する。制御部６０は、レーザー加工ユニット２０を制御してレーザー光線３７を照射しつつ、レーザー加工ユニット２０と被加工物１００を保持するチャックテーブル１０とを分割予定ライン１０２に沿って相対的に移動させることにより、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を設定した被加工物１００の内部のそれぞれ４階層目、３階層目及び２階層目の深さの領域に分割予定ライン１０２に沿って改質層２００を形成する。

制御部６０は、１階層目に改質層２００を形成する際には、４階層目、３階層目及び２階層目に改質層２００を形成した際と同様にして各種設定の後にレーザー光線３７を照射して１階層目の深さの領域に分割予定ライン１０２に沿って改質層２００を形成しながら、さらに、被加工物１００の露出面である裏面１０４に焦点４９を設定したカメラ４１で分割予定ライン１０２に沿って被加工物１００の裏面１０４を撮像する。

制御部６０は、被加工物１００の内部に形成した改質層２００から伸展した亀裂３００が裏面１０４まで伸展すると、カメラ４１で被加工物１００の裏面１０４を撮像することにより裏面１０４に伸展した亀裂３００を撮像することができる。制御部６０は、このカメラ４１で撮像した画像に基づいて、被加工物１００の内部で改質層２００から伸展した亀裂３００が裏面１０４に伸展したか否かを検出する。

図５は、図１のレーザー加工装置１の動作の別の一例を示す断面図である。図５に示す例は、図４に示す例において、レーザー光線３７を照射して改質層２００を形成する深さ及び深さの階層数を変更したものである。なお、レーザー加工装置１は、図４及び図５に示す例では、レーザー光線３７を照射して改質層２００を形成する深さの階層数がそれぞれ４及び３であるが、本発明ではこれに限定されず、レーザー光線３７を照射して改質層２００を形成する深さの階層数が２以下であっても５以上であってもよい。

以上のような構成を有する実施形態に係るレーザー加工装置１は、１枚の集光レンズ５２に、レーザー加工用のレーザー光線３７と撮像用の照明光４７とを同軸で照射することにより、レーザー加工中もしくはレーザー加工直後に被加工物１００の加工領域を撮像することができる。また、実施形態に係るレーザー加工装置１は、集光点調整ユニット３２及び焦点調整ユニット４３により、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９と撮像するカメラ４１の焦点４９の高さとをそれぞれ異なる高さに設定することができる。このため、実施形態に係るレーザー加工装置１は、被加工物１００の露出面（裏面１０４）近傍に改質層２００を形成した際に改質層２００から裏面１０４に伸展する亀裂３００を、レーザー光線３７を照射してレーザー加工を実施した側からレーザー加工処理とほぼ並行してすぐに撮像できるので、改質層２００から亀裂３００が発生して裏面１０４に伸展しているか否かを効率よく確認できるという作用効果を奏する。

また、実施形態に係るレーザー加工装置１は、集光点調整ユニット３２が、空間光位相変調器またはビームエキスパンダである。このため、実施形態に係るレーザー加工装置１は、集光点調整ユニット３２により、１枚の集光レンズ５２を移動させることなく精度よくレーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を変位させることができる、すなわち、カメラ４１の焦点４９の高さを変位させることなく精度よくレーザー光線３７の集光点３８の高さ３９を変位させることができるので、レーザー光線３７の集光点３８の高さ３９と撮像するカメラ４１の焦点４９の高さとを精度よくそれぞれ異なる所望の高さに設定できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、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。

１ レーザー加工装置
１０ チャックテーブル
１１ 保持面
２１ 基台
３１ レーザー発振器
３２ 集光点調整ユニット
３７ レーザー光線
３８ 集光点
３９ （集光点３８の）高さ
４１ カメラ
４２ 光源
４３ 焦点調整ユニット
４９ 焦点
５２ 集光レンズ
６１ 登録部
６０ 制御部
１００ 被加工物
１０２ 分割予定ライン
２００ 改質層
３００ 亀裂

Claims (2)

1. 被加工物に設定された分割予定ラインに沿って、被加工物にレーザー光線を照射するレーザー加工装置であって、
   該被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、
   被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を発振するレーザー発振器と、
   被加工物を撮像するカメラと、
   該カメラの撮像領域を照明する光源と、
   該レーザー光線が照射され、該レーザー光線の集光点を形成するとともに、該カメラの焦点を形成する集光レンズと、
   該カメラと該集光レンズが固定された基台を、該保持面に垂直な高さ方向に移動させ、該カメラの焦点の高さを調整する焦点調整ユニットと、
   該レーザー発振器と該集光レンズとの間に配置され、該レーザー光線の集光点の高さを、該集光レンズの高さを変えずに変位させる集光点調整ユニットと、
   該集光点と該焦点の高さを登録する登録部を有し、該登録部の情報に基づいて該焦点調整ユニットと該集光点調整ユニットとを制御する制御部と、を備え、
   被加工物の内部に該集光点を設定して該分割予定ラインに沿った改質層を被加工物の内部に形成しながら、被加工物の露出面に焦点を設定した該カメラで該露出面に伸展した該改質層からの亀裂を撮影するレーザー加工装置。
2. 該集光点調整ユニットは、空間光位相変調器またはビームエキスパンダである請求項１に記載のレーザー加工装置。

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