JP2023039290A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空間光変調器の異常を加工中でも高速に検知することができるレーザー加工装置を提供すること。【解決手段】レーザー加工装置は、発振器２２と、集光器２３と、表示部２４１に表示した位相パターンに応じて入射したレーザービーム２１を変調して出射する空間光変調器２４をと、含むレーザービーム照射ユニット２０と、集光器２３の入射瞳面に入射する領域に表示される加工用パターンと、加工用パターンを囲繞し、集光器２３の入射瞳面に入射しない領域に表示される変化検知用パターンと、を含む位相パターンを、表示部２４１のレーザービーム２１が当たる領域に表示させる制御部と、空間光変調器２４において変化検知用パターンにより変調されたレーザービーム２１の強度を検出する光検出ユニット３０と、レーザービーム２１の強度に基づいて、空間光変調器２４が正常に動作しているか否かを判定する判定部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。

半導体デバイスを製造するために、レーザービームの集光点をウエーハの内部に位置づけ、ストリート（分割予定ライン）に沿って照射することで改質層を形成し、外力を加えることで分割する加工方法が知られている（特許文献１参照）。上述した加工方法を実現するレーザー加工装置では、発振器から出射したレーザービームが空間光変調器により変調され、集光レンズにより集光されてウエーハへと照射される。このレーザー加工装置において、空間光変調器が不良や異常により正常に動作しない場合、レーザービームの変調が適切に行われず、加工不良を引き起こす可能性がある。

そこで、空間光変調器の動作不良を検知するために、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献２には、集光レンズの瞳面に入射しない一部を変調するマーキングを含む位相パターンを空間光変調器に表示させ、マーキングを含む位相パターンの強度分布を取得することで、動作を確認する方法が開示されている。また、特許文献３には、レーザー加工を行う第一モードと、第一モードと異なる第二モードとを有する加工装置において、第二モード実行中に空間光変調器に表示する位相パターンを切り替えて、切り替え前後の強度変化により動作を確認する方法が開示されている。

特開２０１１－０５１０１１号公報 特開２０１７－１３１９４５号公報 特開２０１８－０６１９９４号公報

しかしながら、特許文献２の方法は、加工中に動作異常を確認することができる一方で、二次元の強度分布を取得する必要があり、処理に時間がかかるという問題がある。また、特許文献３の方法は、レーザー加工中には異常を検知できないため、途中で加工不良が発生してもウエーハ全体を加工してしまうという課題が存在していた。

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、空間光変調器の異常を加工中でも高速に検知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。

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、レーザービームを出射する発振器と、該発振器から出射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器と、該発振器と該集光器との間に配設され、位相パターンを表示する表示部を有し、該表示部に入射したレーザービームを該位相パターンに応じて変調して出射する空間光変調器と、を含むレーザービーム照射ユニットと、該表示部に表示する位相パターンを制御する制御部と、該空間光変調器から出射された該レーザービームの強度を検出する光検出ユニットと、該光検出ユニットにより検出した該レーザービームの強度に基づいて、該空間光変調器が正常に動作しているか否かを判定する判定部と、を備え、該制御部は、該集光器の入射瞳面に入射する領域に表示される加工用パターンと、該加工用パターンを囲繞し、該集光器の入射瞳面に入射しない領域に表示される変化検知用パターンと、を含む位相パターンを、該表示部の該レーザービームが当たる領域に表示させ、該光検出ユニットは、該変化検知用パターンにより変調され該表示部から出射したレーザービームの強度を検出することを特徴とする。

また、本発明のレーザー加工装置において、該光検出ユニットは、該レーザービーム照射ユニットが該被加工物に対して該レーザービームを照射している間に該レーザービームの強度を検出してもよい。

また、本発明のレーザー加工装置において、該変化検知用パターンは、該加工用パターンによって変調された該レーザービームが進行する方向とは異なる方向に該レーザービームが進行するように該レーザービームを変調してもよい。

また、本発明のレーザー加工装置において、該空間光変調器と該集光器との間には、該レーザービームを集束する集束レンズと、該集束レンズの焦点位置または該焦点位置の近傍に位置づけられたアパーチャと、が配設され、該光検出ユニットは、該変化検知用パターンにより変調されて該空間光変調器から出射されて該アパーチャに照射されたレーザービームの、反射光を受光することで該レーザービームの強度を検出してもよい。

また、本発明のレーザー加工装置は、該レーザービームの集光点を該被加工物に設定された複数の分割予定ラインに沿って相対的に移動させる移動ユニットを更に備え、該レーザー加工装置において、該制御部は、１つまたは複数の分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射する毎に、該空間光変調器の該表示部に表示する該加工用パターンと該変化検知用パターンとを含む位相パターンのうち少なくとも該変化検知用パターンを切り替えてもよい。

また、本発明のレーザー加工装置において、該光検出ユニットは、フォトダイオードであってもよい。

本発明は、空間光変調器の異常を加工中でも高速に検知することができる。

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斜視図である。 図２は、図１に示す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に示すレーザービーム照射ユニットの概略構成を示す模式図である。 図４は、図３に示す空間光変調器の表示部の一例を示す模式図である。 図５は、変形例に係るレーザービーム照射ユニットの概略構成を示す模式図である。

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。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。

〔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に示すレーザー加工装置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。図３は、図１に示すレーザービーム照射ユニット２０の概略構成を示す模式図である。図４は、図３に示す空間光変調器２４の表示部２４１の一例を示す模式図である。

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軸方向であり、集光点位置調整方向がＺ軸方向である。

レーザー加工装置１は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０と、光検出ユニット３０（図３参照）と、撮像ユニット３１と、移動ユニット６０と、撮像ユニット７０と、入力手段８０と、制御部９０と、判定部９１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２１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１０６（図３参照）を形成する改質層形成加工、被加工物１００の表面１０２に溝を形成する溝加工、または分割予定ライン１０３に沿って被加工物１００を切断する切断加工等である。実施形態では、被加工物１００に改質層１０６を形成する構成について説明する。

被加工物１００は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、またはリチウムタンタレート（ＬｉＴａ_３）等を基板１０１（図２参照）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エーハである。なお、被加工物１００は、実施形態では円板状であるが、本発明では円板状でなくともよい。被加工物１００は、例えば、環状のフレーム１１０が貼着されかつ被加工物１００の外径よりも大径なテープ１１１が被加工物１００の裏面１０５に貼着されて、フレーム１１０の開口内に支持された状態で搬送および加工される。

図２に示すように、被加工物１００は、基板１０１の表面１０２に格子状に設定された分割予定ライン１０３と、分割予定ライン１０３によって区画された領域に形成されたデバイス１０４と、を有している。デバイス１０４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、またはＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサである。

実施形態において、被加工物１００は、分割予定ライン１０３に沿って改質層１０６（図３参照）が形成される。被加工物１００は、分割予定ライン１０３に形成された改質層１０６に沿って個々のデバイス１０４に分割されて、チップに個片化される。なお、チップは、実施形態では正方形状であるが、本発明では長方形状であってもよい。

図１等に示す保持テーブル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板形状である。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。保持テーブル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。保持テーブル１０の周囲には、被加工物１００を支持する環状のフレーム１１０を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。

保持テーブル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および保持テーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４を介して、後述の加工送りユニット６１によりＸ軸方向に移動される。回転ユニット１３および保持テーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４、加工送りユニット６１およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、後述の割り出し送りユニット６２によりＹ軸方向に移動される。

レーザービーム照射ユニット２０は、保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射するユニットである。レーザービーム照射ユニット２０のうち、少なくとも集光器２３（図３参照）は、レーザー加工装置１の装置本体２から立設した柱３に設置される後述の集光点位置調整ユニット６３に支持される。図３に示すように、レーザービーム照射ユニット２０は、発振器２２と、集光器２３と、空間光変調器２４と、偏光板２５と、集束レンズ２６と、アパーチャ２７と、リレーレンズ２８と、ミラー２９と、を含む。

発振器２２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２１を出射する。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２１は、被加工物１００に対して透過性または吸収性を有する波長のレーザービームであり、改質層形成加工を行う実施形態においては、透過性を有する波長のレーザービームである。

集光器２３は、発振器２２から出射されたレーザービーム２１を、保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物１００に集光して、被加工物１００に照射させる集光レンズである。集光器２３は、空間光変調器２４によって変調されたレーザービーム２１を、被加工物１００に集光する。集光器２３によって集光されたレーザービーム２１の集光点２１１は、実施形態の改質層形成加工において、被加工物１００の内部に位置付けられる。なお、図３に示す例では、被加工物１００の裏面１０５側を保持テーブル１０に保持して表面１０２側からレーザービーム２１を照射するが、本発明では表面１０２側を保持テーブル１０に保持して裏面１０５側からレーザービーム２１を照射してもよい。

空間光変調器２４は、発振器２２と集光器２３との間に設けられる。空間光変調器２４は、発振器２２から発振されたレーザービーム２１の、振幅、位相、偏光等の空間的な分布を電気的に制御することによって、入射したレーザービーム２１を変調させる。空間光変調器２４は、実施形態ではレーザービーム２１を反射させて出力するが、本発明ではレーザービーム２１を透過させて出力させてもよい。

空間光変調器２４は、表示部２４１を有する。図４に示すように、表示部２４１は、所定の位相パターン２４２を表示する。空間光変調器２４は、表示部２４１に入射したレーザービーム２１を、位相パターン２４２に応じて変調して出射する。空間光変調器２４は、位相パターン２４２を表示部２４１に表示させることによって、被加工物１００に照射されるレーザービーム２１の出力を調整する。位相パターン２４２は、加工用パターン２４３と、変化検知用パターン２４４と、を含む。

加工用パターン２４３は、表示部２４１のレーザービーム２１が当たる領域２１２において、集光器２３の入射瞳面に入射する領域に表示される。集光器２３の入射瞳面に入射する領域とは、例えば、該領域で反射したレーザービーム２１がアパーチャ２７の開口を通過する、レーザービーム２１の中央部が照射される領域をいう。

変化検知用パターン２４４は、表示部２４１のレーザービーム２１が当たる領域２１２において、加工用パターン２４３を囲繞し、集光器２３の入射瞳面に入射しない領域に表示される。集光器２３の入射瞳面に入射しない領域とは、例えば、該領域で反射したレーザービーム２１がアパーチャ２７の開口の周囲に照射される、レーザービーム２１の外縁部が照射される領域をいう。変化検知用パターン２４４は、例えば、加工用パターン２４３によって変調されたレーザービーム２１が進行する方向とは異なる方向にレーザービーム２１が進行するようにレーザービーム２１を変調する。

なお、レーザービーム２１が当たる領域２１２は、図４に示す一例では、変化検知用パターン２４４の外周と外縁が一致するように描写されているが、少なくとも変化検知用パターン２４４と重なっていれば、外縁が変化検知用パターン２４４の外周より大きくても小さくてもよい。また、変化検知用パターン２４４は、表示部２４１の全面に表示されてもよい。

図３に示すように、偏光板２５は、発振器２２と空間光変調器２４との間に設けられる。偏光板２５は、発振器２２から発振されたレーザービーム２１を特定方向の光に偏光させる。

集束レンズ２６は、空間光変調器２４と集光器２３との間に配設される。集束レンズ２６は、レーザービーム２１を集束する。実施形態において、集束レンズ２６を透過したレーザービーム２１は、アパーチャ２７に向かって集束して照射され、一部が遮光されると共に一部が通過する。集束レンズ２６を通過したレーザービーム２１のうち、加工用パターン２４３によって変調されたレーザービーム２１は、アパーチャ２７の開口に向かって集束して開口を通過する。集束レンズ２６を透過したレーザービーム２１のうち、変化検知用パターン２４４によって変調されたレーザービーム２１は、アパーチャ２７で反射され、反射光２１３として光検出ユニット３０に入射する。

アパーチャ２７は、空間光変調器２４と集光器２３との間に配設される。アパーチャ２７は、集束レンズ２６の焦点位置または焦点位置の近傍に位置づけられる。アパーチャ２７には、集束レンズ２６を透過して集束されたレーザービーム２１が入射する。アパーチャ２７は、空間光変調器２４において加工用パターン２４３によって変調されたレーザービーム２１を通過させる。アパーチャ２７は、空間光変調器２４において変化検知用パターン２４４によって変調されたレーザービーム２１を反射させる。なお、アパーチャ２７の開口は、円形状でもよいし、矩形状でもよい。

リレーレンズ２８は、空間光変調器２４と集光器２３との間に配設される。リレーレンズ２８は、集束レンズ２６によって集束されてアパーチャ２７を通過したレーザービーム２１を、ミラー２９へ透過させる。

ミラー２９は、レーザービーム２１を反射して、保持テーブル１０の保持面１１に保持した被加工物１００に向けて反射する。実施形態において、ミラー２９は、リレーレンズ２８を透過したレーザービーム２１を集光器２３へ向けて反射する。

光検出ユニット３０は、受光した光を検知する。光検出ユニット３０は、例えば、空間光変調器２４から出射されたレーザービーム２１の強度を検出する。より詳しくは、光検出ユニット３０は、変化検知用パターン２４４により変調され表示部２４１から出射したレーザービーム２１の強度を検出する。実施形態において、光検出ユニット３０は、アパーチャ２７に照射されたレーザービーム２１の反射光２１３を受光することでレーザービーム２１の強度を検出する。

ここで、上述した通り、レーザービーム照射ユニット２０は、被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射する際、空間光変調器２４によって、加工用パターン２４３に入射したレーザービーム２１を、集光器２３の入射瞳面に入射して被加工物１００を所望の加工条件で加工するように変調するとともに、変化検知用パターン２４４に入射したレーザービーム２１を、光検出ユニット３０に入射するように変調する。すなわち、レーザービーム照射ユニット２０は、被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射している間、変化検知用パターン２４４に照射され変調されたレーザービーム２１の強度を光検出ユニット３０が検出する。

光検出ユニット３０は、例えば、フォトダイオードである。フォトダイオードは、受光したレーザービーム２１の受光量により変化する電圧値を制御部９０へ出力する。光検出ユニット３０は、フォトダイオードに限定されず、例えば、ＣＣＤ撮像素子またはＣＭＯＳ撮像素子等の撮像素子を備えた撮像ユニットでもよいし、パワーメータでもよい。

撮像ユニット３１は、保持テーブル１０に保持された被加工物１００に照射されるレーザービーム２１による加工点（集光点２１１）を撮像する。撮像ユニット３１は、例えば、ＣＣＤカメラ等を含む。撮像ユニット３１は、後述の撮像ユニット７０と共通でもよい。

図１に示す移動ユニット６０は、レーザービーム２１の集光点２１１（図３参照）を被加工物１００に設定された複数の分割予定ライン１０３に沿って相対的に移動させるユニットである。移動ユニット６０は、加工送りユニット６１と、割り出し送りユニット６２と、集光点位置調整ユニット６３と、を含む。

加工送りユニット６１は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０の集光点２１１（図３参照）とを加工送り方向であるＸ軸方向に相対的に移動させるユニットである。加工送りユニット６１は、実施形態において、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させる。加工送りユニット６１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６１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。

割り出し送りユニット６２は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０の集光点２１１（図３参照）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るユニットである。割り出し送りユニット６２は、実施形態において、保持テーブル１０をＹ軸方向に移動させる。割り出し送りユニット６２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６２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。

集光点位置調整ユニット６３は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０の集光点２１１（図３参照）とを集光点位置調整方向であるＺ軸方向に相対的に移動させるユニットである。集光点位置調整ユニット６３は、実施形態において、レーザービーム照射ユニット２０の少なくとも集光器２３をＺ軸方向に移動させる。集光点位置調整ユニット６３は、実施形態において、レーザー加工装置１の装置本体２から立設した柱３に設置されている。集光点位置調整ユニット６３は、レーザービーム照射ユニット２０の少なくとも集光器２３をＺ軸方向に移動自在に支持する。

加工送りユニット６１、割り出し送りユニット６２、および集光点位置調整ユニット６３はそれぞれ、実施形態において、周知のボールねじと、周知のパルスモータと、周知のガイドレールと、を含む。ボールねじは、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータは、ボールねじを軸心回りに回転させる。加工送りユニット６１のガイドレールは、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。加工送りユニット６１のガイドレールは、Ｙ軸方向移動プレート１５に固定して設けられる。割り出し送りユニット６２のガイドレールは、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。割り出し送りユニット６２のガイドレールは、装置本体２に固定して設けられる。集光点位置調整ユニット６３のガイドレールは、レーザービーム照射ユニット２０の少なくとも集光器２３をＺ軸方向に移動自在に支持する。集光点位置調整ユニット６３のガイドレールは、柱３に固定して設けられる。

撮像ユニット７０は、保持テーブル１０に保持された被加工物１００を撮像する。撮像ユニット７０は、ＣＣＤカメラまたは赤外線カメラを含む。撮像ユニット７０は、例えば、レーザービーム照射ユニット２０の集光器２３（図２参照）に隣接するように固定されている。撮像ユニット７０は、被加工物１００を撮像して、被加工物１００とレーザービーム照射ユニット２０との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を得て、得た画像を出力する。

入力手段８０は、実施形態において、液晶表示装置等により構成される表示装置に含まれるタッチパネルである。入力手段８０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。入力手段８０は、キーボード等の外部入力装置であってもよい。

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に対する加工動作等をレーザー加工装置１に実行させる。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、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、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。

制御部９０は、空間光変調器２４の表示部２４１に表示する位相パターン２４２を制御する。制御部９０は、例えば、位相パターン２４２を、表示部２４１のレーザービーム２１が当たる領域２１２に表示させる。制御部９０は、例えば、１つまたは複数の分割予定ライン１０３に沿ってレーザービーム２１を照射する毎に、空間光変調器２４の表示部２４１に表示する加工用パターン２４３と変化検知用パターン２４４とを含む位相パターン２４２のうち少なくとも変化検知用パターン２４４を切り替える。この際、変化検知用パターン２４４は、切り替える前後で光検出ユニット３０が受光する出力が所定値以上に変化するものとする。制御部９０は、変化検知用パターン２４４を表示させた状態から表示させない状態に切り替えることで、変化検知用パターン２４４を切り替えてもよい。

判定部９１は、光検出ユニット３０により検出したレーザービーム２１の強度に基づいて、空間光変調器２４が正常に動作しているか否かを判定する。判定部９１は、制御部９０としてのコンピュータの一部として構成されてもよい。判定部９１は、例えば、制御部９０が表示部２４１に表示する位相パターン２４２のうち変化検知用パターン２４４を切り替えた際、光検出ユニット３０により検出したレーザービーム２１の強度が変化したか否かに基づいて、空間光変調器２４が正常に動作しているか否かを判定する。

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において、レーザービーム照射ユニット２０は、被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射する際、空間光変調器２４によって、加工用パターン２４３に入射したレーザービーム２１を、集光器２３の入射瞳面に入射して被加工物１００を所望の加工条件で加工するように変調するとともに、変化検知用パターン２４４に入射したレーザービーム２１を、光検出ユニット３０に入射するように変調する。すなわち、レーザー加工装置１は、レーザービーム照射ユニット２０が被加工物１００に対してレーザービーム２１を照射している間、変化検知用パターン２４４に照射され変調されたレーザービーム２１の強度を光検出ユニット３０が検出することができる。

これにより、被加工物１００を加工しながら空間光変調器２４の異常を高速に検知することが可能となるため、加工途中でも異常に気づくことができ、被加工物１００全体を加工して不良チップとしてしまう可能性を低減するという効果を奏する。

更に、１つまたは複数の分割予定ライン１０３に沿ってレーザービーム２１を照射する毎に、制御部９０が空間光変調器２４の表示部２４１に表示する加工用パターン２４３と変化検知用パターン２４４とを含む位相パターン２４２のうち少なくとも変化検知用パターン２４４を切り替えてもよい。この際、変化検知用パターン２４４を切り替えることで光検出ユニット３０が受光する出力を所定値以上変化させることによって、光検出ユニット３０がレーザービーム２１の強度変化をより精度よく検出できるため、判定部９１が、空間光変調器２４が正常に動作しているか否かをより精度よく判定することができる。なお、本発明では、例えば、１つの分割予定ライン１０３を加工している間に、変化検知用パターン２４４を何度も切り替えてもよい。

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。例えば、光検出ユニット３０は、必ずしもアパーチャ２７で反射した反射光２１３を受光しなくてもよい。

〔変形例〕
図５は、変形例に係るレーザービーム照射ユニット２０－１の概略構成を示す模式図である。変形例のレーザービーム照射ユニット２０－１は、実施形態のレーザービーム照射ユニット２０と比較して、アパーチャ２７で反射した反射光２１３を受光するように配置された光検出ユニット３０の代わりに、光検出ユニット３０－１を含む点で異なる。

レーザービーム２１のうち変化検知用パターン２４４によって変調されたレーザービーム２１は、加工用パターン２４３によって変調されたレーザービーム２１が進行する方向と異なる方向に進行する。集束レンズ２６を透過したレーザービーム２１のうち、加工用パターン２４３によって変調されたレーザービーム２１は、アパーチャ２７の開口に向かって集束して開口を通過する。レーザービーム２１のうち、変化検知用パターン２４４によって変調されたレーザービーム２１は、集束レンズ２６を透過した光２１４が、光検出ユニット３０－１に入射する。光検出ユニット３０－１は、光２１４を受光することで、変化検知用パターン２４４によって変調されたレーザービーム２１の強度を検出する。

このように、光検出ユニット３０、３０－１は、空間光変調器２４において変化検知用パターン２４４から出射したレーザービーム２１を受光するものであれば、どのように配置されてもよい。

更に、別の変形例として、例えば、光検知ユニットは、レーザービーム照射ユニットにおいて、空間光変調器２４と集束レンズ２６との間に配設されてもよい。すなわち、空間光変調器２４に変調されたレーザービーム２１のうち、加工用パターン２４３によって変調されたレーザービーム２１は、集束レンズ２６を透過してアパーチャ２７の開口に向かって集束する。空間光変調器２４に変調されたレーザービーム２１のうち、変化検知用パターン２４４によって変調されたレーザービーム２１は、光検知ユニットに入射する。

１ レーザー加工装置
１０ 保持テーブル
１１ 保持面
２０、２０－１ レーザービーム照射ユニット
２１ レーザービーム
２１１ 集光点
２１２ 領域
２１３ 反射光
２１４ 光
２２ 発振器
２３ 集光器
２４ 空間光変調器
２４１ 表示部
２４２ 位相パターン
２４３ 加工用パターン
２４４ 変化検知用パターン
２５ 偏光板
２６ 集束レンズ
２７ アパーチャ
２８ リレーレンズ
２９ ミラー
３０、３０－１ 光検出ユニット
３１ 撮像ユニット
６０ 移動ユニット
９０ 制御部
９１ 判定部
１００ 被加工物
１０２ 表面
１０３ 分割予定ライン
１０５ 裏面
１０６ 改質層

Claims (6)

1. レーザー加工装置であって、
   レーザービームを出射する発振器と、
   該発振器から出射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器と、
   該発振器と該集光器との間に配設され、位相パターンを表示する表示部を有し、該表示部に入射したレーザービームを該位相パターンに応じて変調して出射する空間光変調器と、
   を含むレーザービーム照射ユニットと、
   該表示部に表示する位相パターンを制御する制御部と、
   該空間光変調器から出射された該レーザービームの強度を検出する光検出ユニットと、
   該光検出ユニットにより検出した該レーザービームの強度に基づいて、該空間光変調器が正常に動作しているか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   該制御部は、
   該集光器の入射瞳面に入射する領域に表示される加工用パターンと、
   該加工用パターンを囲繞し、該集光器の入射瞳面に入射しない領域に表示される変化検知用パターンと、
   を含む位相パターンを、該表示部の該レーザービームが当たる領域に表示させ、
   該光検出ユニットは、
   該変化検知用パターンにより変調され該表示部から出射したレーザービームの強度を検出することを特徴とする、
   レーザー加工装置。
2. 該光検出ユニットは、
   該レーザービーム照射ユニットが該被加工物に対して該レーザービームを照射している間に該レーザービームの強度を検出することを特徴とする、
   請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 該変化検知用パターンは、
   該加工用パターンによって変調された該レーザービームが進行する方向とは異なる方向に該レーザービームが進行するように該レーザービームを変調することを特徴とする、
   請求項１または２に記載のレーザー加工装置。
4. 該空間光変調器と該集光器との間には、
   該レーザービームを集束する集束レンズと、
   該集束レンズの焦点位置または該焦点位置の近傍に位置づけられたアパーチャと、
   が配設され、
   該光検出ユニットは、
   該変化検知用パターンにより変調されて該空間光変調器から出射されて該アパーチャに照射されたレーザービームの、反射光を受光することで該レーザービームの強度を検出することを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザー加工装置。
5. 該レーザービームの集光点を該被加工物に設定された複数の分割予定ラインに沿って相対的に移動させる移動ユニットを更に備え、
   該制御部は、
   １つまたは複数の分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射する毎に、
   該空間光変調器の該表示部に表示する該加工用パターンと該変化検知用パターンとを含む位相パターンのうち少なくとも該変化検知用パターンを切り替えることを特徴とする、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザー加工装置。
6. 該光検出ユニットは、フォトダイオードであることを特徴とする、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザー加工装置。

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