JP2024001782A - レーザ光の集光点位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光の集光点位置を確認する際の加工時間を短縮すると共にテスト加工用被加工物の使用量を削減することができるレーザ光の集光点位置検出方法を提供すること。【解決手段】集光点位置検出方法は、集光器を所定の高さ位置に位置付ける集光器位置付けステップ１００１と、レーザ光が照射される位置に反射部材を位置付ける反射部材位置付けステップ１００２と、レーザ光の一端部を遮断した状態のレーザ光の反射光を撮像して第一の撮像画像を形成する第一の撮像ステップ１００３と、レーザ光の他端部を遮断した状態のレーザ光の反射光を撮像して第二の撮像画像を形成する第二の撮像ステップ１００４と、第一の撮像画像における反射光の座標位置と、第二の撮像画像における反射光の座標位置と、から反射光間の距離を算出する算出ステップ１００５と、反射光間の距離に基づいて、集光器の高さ位置を検出する検出ステップと１００６、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ光の集光点位置検出方法に関する。

半導体ウェーハ等の板状の被加工物を分割する際には、例えば、レーザ光を被加工物に照射できるレーザ光照射ユニットを備えたレーザ加工装置が用いられる（特許文献１参照）。レーザ光照射ユニットは、一般に、レーザ発振器と、ミラー、レンズ、および集光レンズ等の複数の光学部品を有する光学系とを含む。レーザ発振器で生成されたレーザ光は、光学系を経て被加工物へと導かれ、集光レンズにより集光される。

集光されたレーザ光は、被加工物に照射されることで溝や改質層等を形成するが、振動や熱等により光学部品の位置や角度等にズレが生じた場合、集光点位置が変化してしまい、被加工物を適切に加工できなくなる場合がある。これに対し、集光レンズの高さ位置を予め設定された高さとは異なる高さに位置付けて試験的に被加工物を加工し、集光点の高さ位置を確認する作業が行われることがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７－２７５９１２号公報 特開２０１３－０７８７８５号公報

ところで、特許文献２の方法では、集光レンズを異なる複数の高さに位置付けると共に、集光レンズを各高さに固定した状態で、被加工物を加工してそれぞれ直線状の複数の加工溝を形成する必要がある。このため、加工溝の本数が増加するに従い、被加工物の加工に要する時間が増加するという問題がある。

また、被加工物の内部に加工が施された場合には、被加工物を分割して改質層の位置を確認する必要があり、観察に時間がかかる上に作業者によるバラツキが出るという問題がある。更に、加工本数が増加すると、１つの被加工物では足りず、複数の被加工物が必要になり、被加工物の使用面積や消費量が増えるという課題も存在している。

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、レーザ光の集光点位置を確認する際の加工時間を短縮すると共にテスト加工用被加工物の使用量を削減することができるレーザ光の集光点位置検出方法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、本発明のレーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置において、レーザ光の集光点位置を検出する検出方法であって、レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に集光する集光器を所定の高さ位置に位置付ける集光器位置付けステップと、該集光器によって集光されたレーザ光が照射される位置に反射部材を位置付ける反射部材位置付けステップと、該レーザ発振器から出射されたレーザ光の一端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光され該反射部材で反射された該レーザ光の反射光を撮像して第一の撮像画像を形成する第一の撮像ステップと、該レーザ発振器から出射されたレーザ光の他端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光され該反射部材で反射された該レーザ光の反射光を撮像して第二の撮像画像を形成する第二の撮像ステップと、該第一の撮像画像における反射光の座標位置と、該第二の撮像画像における反射光の座標位置と、から反射光間の距離を算出する算出ステップと、算出された該反射光間の距離に基づいて、該集光器の高さ位置を検出する検出ステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明のレーザ光の集光点位置検出方法において、該集光器を複数の異なる高さ位置に位置付けて、該集光器の高さ位置ごとに該第一の撮像ステップと該第二の撮像ステップと該算出ステップとを実施して、該集光器の高さ位置と、該反射光間の距離と、の対応関係情報を予め記憶する記憶ステップを、更に有してもよい。

また、本発明のレーザ光の集光点位置検出方法は、レーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置において、レーザ光の集光点位置を検出する検出方法であって、レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に集光する集光器を所定の高さ位置に位置付ける集光器位置付けステップと、該集光器によって集光されたレーザ光が照射される位置に被加工物を位置付ける被加工物位置付けステップと、該レーザ発振器から出射されたレーザ光の一端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光して該被加工物に照射することで形成された加工痕を撮像して第一の撮像画像を形成する第一の撮像ステップと、該レーザ発振器から出射されたレーザ光の他端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光して該被加工物に照射することで形成された加工痕を撮像して第二の撮像画像を形成する第二の撮像ステップと、該第一の撮像画像における加工痕の座標位置と、該第二の撮像画像における加工痕の座標位置と、から加工痕間の距離を算出する算出ステップと、算出された該加工痕間の距離に基づいて、該集光器の高さ位置を検出する検出ステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明のレーザ光の集光点位置検出方法において、該集光器を複数の異なる高さ位置に位置付けて、該集光器の高さ位置ごとに該第一の撮像ステップと該第二の撮像ステップと該算出ステップとを実施して、該集光器の高さ位置と、該加工痕間の距離と、の対応関係情報を予め記憶する記憶ステップを、更に有してもよい。

また、本発明のレーザ光の集光点位置検出方法において、該レーザ光の遮断は、メカニカルシャッターを用いて行ってもよい。

また、本発明のレーザ光の集光点位置検出方法において、該レーザ光の遮断は、空間光変調器と、開口部を有する遮光部材と、を用いて行ってもよい。

本発明は、レーザ光の集光点位置を確認する際の加工時間を短縮すると共にテスト加工用被加工物の使用量を削減することができる。

図１は、第一実施形態に係るレーザ光の集光点位置検出方法を実施するレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、第一実施形態に係るレーザ光照射ユニットの概略構成を示す模式図である。 図３は、第一実施形態の変形例に係るレーザ光照射ユニットの概略構成を示す模式図である。 図４は、第一実施形態に係るレーザ光の集光点位置検出方法の流れを示すフローチャートである。 図５は、図４に示す第一の撮像ステップの一例を示す模式図である。 図６は、図５に示す第一の撮像ステップで形成された第一の撮像画像の一例を示す模式図である。 図７は、図４に示す第二の撮像ステップの一例を示す模式図である。 図８は、図７に示す第二の撮像ステップで形成された第二の撮像画像の一例を示す模式図である。 図９は、集光点からのズレ量と反射光間の距離との対応関係情報の一例を示すグラフである。 図１０は、集光点からのズレ量と反射光間の距離との対応関係情報を取得する方法の流れを示すフローチャートである。 図１１は、第二実施形態に係るレーザ光照射ユニットの概略構成を示す模式図である。 図１２は、第二実施形態の変形例に係るレーザ光照射ユニットの概略構成を示す模式図である。 図１３は、第二実施形態に係るレーザ光の集光点位置検出方法の流れを示すフローチャートである。 図１４は、図１３に示す第一の撮像ステップの一例を示す模式図である。 図１５は、図１４に示す第一の撮像ステップで形成された第一の撮像画像の一例を示す模式図である。 図１６は、図１３に示す第二の撮像ステップの一例を示す模式図である。 図１７は、図１６に示す第二の撮像ステップで形成された第二の撮像画像の一例を示す模式図である。 図１８は、集光点からのズレ量と加工痕間の距離との対応関係情報の一例を示すグラフである。

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。

〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態に係るレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法について図面に基づいて説明する。まず、第一実施形態のレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法を実施するレーザ加工装置１の構成について説明する。図１は、第一実施形態に係るレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法を実施するレーザ加工装置１の構成例を示す斜視図である。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。第一実施形態のレーザ加工装置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。

図１に示すように、レーザ加工装置１は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０と、移動ユニット６０と、撮像ユニット７０と、入力手段８０と、制御ユニット９０と、を備える。レーザ加工装置１は、加工対象である被加工物１００に対して、レーザ光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。第一実施形態のレーザ加工装置１は、例えば、被加工物１００の表面に溝を形成する溝加工等を実施するアブレーション装置である。

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）等を基板とする円板状の半導体デバイスウェーハ、光デバイスウェーハ等のウェーハである。

被加工物１００は、例えば、基板の表面に格子状に設定された分割予定ラインと、分割予定ラインによって区画された領域に形成されたデバイスと、を有する。デバイスは、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、またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、あるいはメモリ（半導体記憶装置）等である。

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。また、被加工物１００は、本発明において円板状に限定されず、矩形状等の多角形状であってもよい。

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、第一実施形態において、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Ｘ軸方向移動ユニット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、Ｘ軸方向移動ユニット６１およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、後述のＹ軸方向移動ユニット６２によりＹ軸方向に移動される。

レーザ光照射ユニット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に対してレーザ光２１を照射するユニットである。レーザ光照射ユニット２０のうち、少なくとも集光器２３（図２参照）は、レーザ加工装置１の装置本体２から立設した柱３に設置される後述のＺ軸方向移動ユニット６３に支持される。レーザ光照射ユニット２０の詳細な構成については、後述にて説明する。

移動ユニット６０は、レーザ光２１の集光点２１１（図２参照）を保持テーブル１０に保持された被加工物１００に対し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、Ｘ軸方向移動ユニット６１と、Ｙ軸方向移動ユニット６２と、Ｚ軸方向移動ユニット６３と、を含む。

Ｘ軸方向移動ユニット６１は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０の集光点２１１（図２参照）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。Ｘ軸方向移動ユニット６１は、第一実施形態において、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸方向移動ユニット６１は、第一実施形態において、レーザ加工装置１の装置本体２上に設置されている。Ｘ軸方向移動ユニット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。

Ｙ軸方向移動ユニット６２は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０の集光点２１１（図２参照）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。Ｙ軸方向移動ユニット６２は、第一実施形態において、保持テーブル１０をＹ軸方向に移動させる。Ｙ軸方向移動ユニット６２は、第一実施形態において、レーザ加工装置１の装置本体２上に設置されている。Ｙ軸方向移動ユニット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。

Ｚ軸方向移動ユニット６３は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０の集光点２１１（図２参照）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。Ｚ軸方向移動ユニット６３は、第一実施形態において、レーザ光照射ユニット２０の少なくとも集光器２３をＺ軸方向に移動させる。Ｚ軸方向移動ユニット６３は、第一実施形態において、レーザ加工装置１の装置本体２から立設した柱３に設置されている。Ｚ軸方向移動ユニット６３は、レーザ光照射ユニット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。

Ｘ軸方向移動ユニット６１、Ｙ軸方向移動ユニット６２、およびＺ軸方向移動ユニット６３はそれぞれ、第一実施形態において、例えば、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。Ｘ軸方向移動ユニット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。Ｘ軸方向移動ユニット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。Ｙ軸方向移動ユニット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。Ｙ軸方向移動ユニット６２のガイドレールは、装置本体２に固定して設けられる。Ｚ軸方向移動ユニット６３のガイドレールは、レーザ光照射ユニット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。Ｚ軸方向移動ユニット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、レーザ光照射ユニット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とレーザ光照射ユニット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、第一実施形態において、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。

制御ユニット９０は、レーザ加工装置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加工装置１に実行させる。制御ユニット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、レーザ加工装置１の制御を行う。

ここで、レーザ光照射ユニット２０の構成について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、第一実施形態に係るレーザ光照射ユニット２０の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、レーザ光照射ユニット２０は、レーザ発振器２２と、集光器２３と、ミラー２４と、ダイクロイックミラー２５と、シャッター２６と、反射光撮像ユニット３０と、結像レンズ３１と、を含む。

レーザ発振器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光２１を出射する。レーザ発振器２２が照射するレーザ光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光であり、溝加工を行う第一実施形態においては、吸収性を有する波長のレーザ光である。

集光器２３は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光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、レーザ光照射ユニット２０の各々の光学部品によって導かれたレーザ光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光２１の集光点２１１は、第一実施形態の溝加工において、被加工物１００の表面近傍に位置付けられる。

ミラー２４は、レーザ光２１の光路上に設けられ、レーザ光２１を反射して、レーザ光照射ユニット２０の各々の光学部品へ導く。ミラー２４は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１を、集光器２３に向けて反射する。第一実施形態のミラー２４は、レーザ発振器２２とダイクロイックミラー２５との間の光路上に設けられる。

ダイクロイックミラー２５は、レーザ発振器２２と集光器２３との間におけるレーザ光２１の光路上に設けられる。ダイクロイックミラー２５は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１を、集光器２３側へ透過させる。また、ダイクロイックミラー２５は、保持テーブル１０に保持された被加工物１００（反射部材）で反射したレーザ光２１の反射光２１２を、反射光撮像ユニット３０側へ反射させる。

シャッター２６は、レーザ発振器２２とダイクロイックミラー２５との間におけるレーザ光の光路上に出没可能に設けられる。シャッター２６は、光路上に突出した状態において、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１の一部を遮断する。シャッター２６は、光路上の所定位置に突出した状態において、光軸に垂直な面内の一端部を遮蔽し、かつその他の部分を通過させる。また、シャッター２６は、光路上の別の所定位置に突出した状態において、光軸に垂直な面内の他端部を遮蔽し、かつその他の部分を通過させる。ここで、一端部は、レーザ光２１が被加工物１００に照射された際の加工方向（Ｘ軸方向）の端部に相当し、他端部は、加工方向の一端部とは反対側の端部に相当する。

反射光撮像ユニット３０は、ダイクロイックミラー２５で反射され結像レンズ３１によって結像された反射光２１２を撮像する。反射光撮像ユニット３０は、例えば、ＣＣＤカメラ等を含む。反射光撮像ユニット３０は、被加工物１００（反射部材）の表面におけるＸ－Ｙ平面に対応したＺ－Ｙ撮像画像を取得する。撮像画像において、反射光２１２のＺ－Ｙ座標位置は、被加工物１００（反射部材）の表面に照射されたレーザ光２１の反射光２１２のＸ－Ｙ座標位置に対応する。

結像レンズ３１は、ダイクロイックミラー２５で反射された反射光２１２を、結像させるものである。結像レンズ３１は、例えば、両凸レンズと両凹レンズとが順に配置される組みレンズを含んでもよい。

ここで、レーザ加工装置１が、例えば、被加工物１００の内部に改質層を形成する改質層形成加工等を実施するステルスダイシング装置である場合の変形例について説明する。改質層とは、密度、屈折率、機械的強度またはその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味する。改質層は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、およびこれらの領域が混在した領域等である。改質層は、被加工物１００の他の部分よりも機械的な強度等が低い。

ステルスダイシング装置である場合のレーザ加工装置１は、レーザ光照射ユニット２０に代えて、図３に示すレーザ光照射ユニット４０を備える。図３は、第一実施形態の変形例に係るレーザ光照射ユニット４０の概略構成を示す模式図である。図３に示すように、レーザ光照射ユニット４０は、レーザ発振器４２と、集光器４３と、空間光変調器４４と、偏光板４５と、集束レンズ４６と、遮光部材４７と、リレーレンズ４８と、ミラー４９と、反射光撮像ユニット５０と、結像レンズ５１と、を含む。

レーザ発振器４２の基本的な構成は、図２に示す第一実施形態に示すレーザ発振器２２と同様であるため、説明を省略する。レーザ発振器４２が照射するレーザ光４１は、改質層形成加工を行う第一実施形態の変形例においては、被加工物１００に対して透過性を有する波長のレーザ光である。

集光器４３の基本的な構成は、図２に示す第一実施形態に示す集光器２３と同様であるため、説明を省略する。集光器４３によって集光されたレーザ光４１の集光点４１１は、第一実施形態の変形例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。

空間光変調器４４は、レーザ発振器４２と集光器４３との間に設けられる。空間光変調器４４は、レーザ発振器４２から発振されたレーザ光４１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、入射したレーザ光４１を変調させる。空間光変調器４４は、第一実施形態の変形例ではレーザ光４１を反射させて出力するが、本発明ではレーザ光４１を透過させて出力させてもよい。

空間光変調器４４は、表示部４４１を有する。表示部４４１は、所定のパターンを表示する。空間光変調器４４は、表示部４４１に入射したレーザ光４１を、パターンに応じて変調して出射する。空間光変調器４４は、例えば、表示部４４１に表示したパターンに応じて、レーザ光４１の伝搬方向を変えることで、後述の遮光部材４７にレーザ光４１の一部を当て、遮光部材４７の開口からレーザ光４１のその他の部分を通過させることができる。

空間光変調器４４は、例えば、後述の遮光部材４７が、レーザ光４１が被加工物１００に照射された際の加工方向（Ｘ軸方向）の一端を遮蔽し、かつその他の部分を通過させるように、レーザ光４１の伝搬方向を変えるパターンを表示部４４１に表示させる。また、空間光変調器４４は、例えば、後述の遮光部材４７が、レーザ光２１が被加工物１００に照射された際の加工方向の一端部とは反対側の他端部を遮蔽し、かつその他の部分を通過させるように、レーザ光４１の伝搬方向を変えるパターンを表示部４４１に表示させる。

偏光板４５は、レーザ発振器４２と空間光変調器４４との間の光路上に設けられる。偏光板４５は、レーザ発振器４２から発振されたレーザ光４１を特定方向の光に偏光させる。

集束レンズ４６は、空間光変調器４４と集光器４３との間の光路上に設けられ、通過するレーザ光４１を集束する。図３に示す第一実施形態の変形例において、集束レンズ４６を透過したレーザ光４１は、遮光部材４７の開口部に向かって集束し、一部が遮光されると共に一部が通過する。

遮光部材４７は、空間光変調器４４と集光器４３との間に設けられる。遮光部材４７は、図３に示す第一実施形態の変形例において、開口部を有するアパーチャである。遮光部材４７は、開口部を有するものであれば、例えば、スリット等でもよい。遮光部材４７は、集束レンズ４６の焦点位置または焦点位置の近傍に位置付けられる。遮光部材４７には、集束レンズ４６を透過して集束されたレーザ光４１が入射する。遮光部材４７は、開口部において、空間光変調器４４の表示部４４１に表示されたパターンによって変調されたレーザ光４１の一部を通過させると共に、一部を遮光する。

リレーレンズ４８は、空間光変調器４４と集光器４３との間の光路上に設けられる。リレーレンズ４８は、集束レンズ４６によって集束されて遮光部材４７を通過したレーザ光４１を、ミラー４９へ透過させる。

ミラー４９は、空間光変調器４４と集光器４３との間の光路上に設けられ、空間光変調器４４で変調されたレーザ光４１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。図３に示す第一実施形態の変形例において、ミラー４９は、リレーレンズ４８を透過したレーザ光２１を集光器２３へ向けて反射する。また、ミラー４９は、保持テーブル１０に保持された被加工物１００（反射部材）で反射したレーザ光４１の反射光４１２を、反射光撮像ユニット５０側へ透過させる。

反射光撮像ユニット５０は、ミラー４９を透過した反射光４１２を撮像する。反射光撮像ユニット５０は、例えば、ＣＣＤカメラ等を含む。反射光撮像ユニット５０は、被加工物１００（反射部材）の表面におけるＸ－Ｙ平面に対応したＸ－Ｙ撮像画像を取得する。撮像画像において、反射光４１２のＸ－Ｙ座標位置は、被加工物１００（反射部材）の表面に照射されたレーザ光４１の反射光４１２のＸ－Ｙ座標位置に対応する。

結像レンズ５１は、ミラー４９を通過した反射光４１２を、反射光撮像ユニット５０の撮像素子に結像させるものである。結像レンズ５１は、例えば、両凸レンズと両凹レンズとが順に配置される組みレンズを含んでもよい。

このように、レーザ加工装置１がアブレーション装置である場合の第一実施形態では、シャッター２６が光路を遮断する位置を変更することによってレーザ光４１が被加工物１００（反射部材）に照射される位置を変更するが、レーザ加工装置１がステルスダイシング装置である場合の変形例では、空間光変調器４４の表示部４４１に表示するパターンを変更することによってレーザ光４１が被加工物１００（反射部材）に照射される位置を変更する。

次に、第一実施形態におけるレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法について、各ステップに沿って説明する。なお、以下の説明では、レーザ光２１の集光点２１１位置検出方法が、図２に示す第一実施形態のレーザ光照射ユニット２０を備えるレーザ加工装置１によって実施されるものとして説明する。また、第一実施形態におけるレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法では、被加工物１００として、レーザ光２１を加工点で反射する反射部材にレーザ光を照射する。なお、以降の説明では、反射部材を、便宜上「被加工物１００」とも呼ぶが、反射部材は、必ずしもレーザ光２１によって加工されるものでなくてもよく、少なくともレーザ光２１を反射するものであればよい。

図４は、第一実施形態に係るレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法の流れを示すフローチャートである。レーザ光２１の集光点２１１位置検出方法は、集光器位置付けステップ１００１と、反射部材位置付けステップ１００２と、第一の撮像ステップ１００３と、第二の撮像ステップ１００４と、算出ステップ１００５と、検出ステップ１００６と、を有する。

集光器位置付けステップ１００１は、図２に示すレーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１を被加工物１００に集光する集光器２３を所定の高さ位置に位置付けるステップである。集光器位置付けステップ１００１では、図１に示す移動ユニット６０のＺ軸方向移動ユニット６３を駆動して、図２に示す集光器２３を所定の高さ位置に位置付ける。

反射部材位置付けステップ１００２は、図２に示す集光器２３によって集光されたレーザ光２１が照射される位置に反射部材（被加工物１００）を位置付けるステップである。反射部材位置付けステップ１００２では、まず、図１に示す保持テーブル１０の保持面１１に反射部材（被加工物１００）を吸引保持する。次に、移動ユニット６０のＸ軸方向移動ユニット６１およびＹ軸方向移動ユニット６２を駆動して保持テーブル１０を水平方向に移動させることで、レーザ光照射ユニット２０の加工ヘッドと保持テーブル１０とを相対的にＸ－Ｙ方向に移動させ、反射部材の所定の位置の上方に集光器２３を位置付ける。

なお、反射部材位置付けステップ１００２は、集光器位置付けステップ１００１の前に実施してもよい。また、集光器位置付けステップ１００１および反射部材位置付けステップ１００２では、集光点２１１の高さ位置が反射部材の表面の高さ付近になるように位置付けておくことが好ましい。ここで、「付近」が含む誤差の範囲は、例えば、後述の図９に示す記憶ステップ１１０６で予め記憶した集光点２１１からのズレ量の範囲に相当する。

図５は、図４に示す第一の撮像ステップ１００３の一例を示す模式図である。図６は、図５に示す第一の撮像ステップ１００３で形成された第一の撮像画像３０－１の一例を示す模式図である。第一の撮像ステップ１００３は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１の一端部を遮断した状態でレーザ光２１を集光器２３に入射させ、集光器２３により集光され反射部材（被加工物１００）で反射されたレーザ光２１の反射光２１２－１を撮像して第一の撮像画像３０－１を形成するステップである。

図５に示すように、第一の撮像ステップ１００３では、まず、レーザ光照射ユニット２０の光路上において、レーザ光２１のＸ軸方向における一端部（図５に示す右端部）を遮断する位置にシャッター２６が突出するようにシャッター２６を移動させる。次に、図２に示すレーザ発振器２２からレーザ光２１を照射させる。ここで、レーザ光２１は、反射部材の加工点で反射する所定の波長を有するレーザ光である。

レーザ光２１は、シャッター２６によって一端部が遮断された後、ダイクロイックミラー２５を通過し、集光器２３に入射する。一端部が遮断された状態で集光器２３よって集光点２１１に向かって集光されたレーザ光２１は、反射部材（被加工物１００）に照射される。一端部が遮断された状態で反射部材の表面で反射されたレーザ光２１の反射光２１２－１は、集光器２３を通過した後、ダイクロイックミラー２５で反射され、結像レンズ３１に入射する。

反射光撮像ユニット３０は、結像レンズ３１によって結像された反射光２１２－１を撮像して、図６に示す第一の撮像画像３０－１を形成する。図６に示す一例において、反射光２１２－１は、撮像画像３０－１の中心から－Ｚ軸方向にズレた位置に位置する。

図７は、図４に示す第二の撮像ステップ１００４の一例を示す模式図である。図８は、図７に示す第二の撮像ステップ１００４で形成された第二の撮像画像３０－２の一例を示す模式図である。第二の撮像ステップ１００４は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１の他端部を遮断した状態でレーザ光２１を集光器２３に入射させ、集光器２３により集光され反射部材（被加工物１００）で反射されたレーザ光２１の反射光２１２－２を撮像して第二の撮像画像３０－２を形成するステップである。

図７に示すように、第二の撮像ステップ１００４では、まず、レーザ光照射ユニット２０の光路上において、レーザ光２１のＸ軸方向における他端部（図７に示す左端部）を遮断する位置にシャッター２６が突出するようにシャッター２６を移動させる。次に、図２に示すレーザ発振器２２からレーザ光２１を照射させる。

レーザ光２１は、シャッター２６によって他端部が遮断された後、ダイクロイックミラー２５を通過し、集光器２３に入射する。他端部が遮断された状態で集光器２３によって集光点２１１に向かって集光されたレーザ光２１は、反射部材（被加工物１００）に照射される。他端部が遮断された状態で反射部材の表面で反射されたレーザ光２１の反射光２１２－２は、集光器２３を通過した後、ダイクロイックミラー２５で反射され、結像レンズ３１に入射する。

反射光撮像ユニット３０は、結像レンズ３１によって結像された反射光２１２－２を撮像して、図８に示す第二の撮像画像３０－２を形成する。図８に示す一例において、反射光２１２－２は、撮像画像３０－２の中心から＋Ｚ軸方向にズレた位置に位置する。

算出ステップ１００５は、例えば図６に示す第一の撮像画像３０－１における反射光２１２－１の座標位置と、例えば図８に示す第二の撮像画像３０－２における反射光２１２－２の座標位置と、から反射光２１２－１、２１２－２間の距離を算出する。

ここで、第一実施形態では、図２に示すシャッター２６によってレーザ光２１の加工方向（Ｘ軸方向）における一端部および他端部をそれぞれ遮断する。このため、レーザ光２１が被加工物１００（反射部材）の表面に照射される位置は、Ｘ－Ｙ平面視において、集光点２１１を通るＸ軸方向に平行な方向に沿う位置である。また、反射光撮像ユニット３０は、被加工物１００（反射部材）の表面におけるＸ－Ｙ平面に対応したＺ－Ｙ撮像画像を取得する。このため、反射光２１２は、撮像画像３０－１、３０－２の中心を通るＺ軸方向に平行な方向に沿う位置に撮像される。

したがって、撮像画像３０－１、３０－２において、中心を原点（０，０）とし、反射光２１２－１の位置のＹ－Ｚ座標を（０，Ｚ_１）とし、反射光２１２－２のＹ－Ｚ座標を（０，Ｚ_２）とすると、反射光２１２－１、２１２－２間の距離は、（Ｚ_２－Ｚ_１）で示される。

検出ステップ１００６は、算出ステップ１００５で算出された反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）に基づいて、集光器２３の高さ位置を検出するステップである。集光器２３の高さ位置は、例えば、予め取得された集光点２１１からのズレ量と反射光２１２－１、２１２－２間の距離、（Ｚ_２－Ｚ_１）との対応関係情報に基づいて検出される。

図９は、集光点２１１からのズレ量と反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）との対応関係情報の一例を示すグラフである。図９に示す対応関係情報の一例に基づくと、算出ステップ１００５で算出された反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）が１０μｍである場合、検出ステップ１００６では、集光点２１１からのズレ量が２５μｍであると判断し、集光点２１１からのズレ量に基づいて、集光器２３の高さ位置を検出する。

ここで、集光点２１１からのズレ量と反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）との対応関係情報を取得する方法について説明する。図１０は、集光点２１１からのズレ量と反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）との対応関係情報を取得する方法の流れを示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートの処理は、図４に示すフローチャートの処理を実施する前に予め実施される。

図１０に示すフローチャートの処理は、ステップ１１０１と、集光器高さ位置変更ステップ１１０２と、第一の撮像ステップ１１０３と、第二の撮像ステップ１１０４と、算出ステップ１１０５と、記憶ステップ１１０６と、ステップ１１０７と、を含む。

ステップ１１０１では、実行数ｉをｉ＝１として設定してループ処理を開始する。ループ処理では、ｉ≦ｎが成立している間、集光器高さ位置変更ステップ１１０２、第一の撮像ステップ１１０３、第二の撮像ステップ１１０４、算出ステップ１１０５、および記憶ステップ１１０６の処理を、ｎ回繰り返し実行する。なお、ｎは、予め設定された正の整数値である。

ステップ１１０１の後、集光器高さ位置変更ステップ１１０２では、図１に示す移動ユニット６０のＺ軸方向移動ユニット６３を駆動して、集光器２３の高さ位置を変更する。集光器２３の高さは、ループ処理で繰り返し実行される集光器高さ位置変更ステップ１１０２において、所定の均一な間隔ごと変更してもよいし、予め設定された不均一な間隔で変更してもよい。

第一の撮像ステップ１１０３、第二の撮像ステップ１１０４、および算出ステップ１１０５は、集光器高さ位置変更ステップ１１０２の後、順に実施される。第一の撮像ステップ１１０３、第二の撮像ステップ１１０４、および算出ステップ１１０５は、図４に示す第一の撮像ステップ１００３、第二の撮像ステップ１００４、および算出ステップ１００５と同様の手順であるため、説明を省略する。すなわち、集光器高さ位置変更ステップ１１０２において集光器２３を異なる高さ位置に位置付けた状態で、第一の撮像画像および第二の撮像画像を取得し、これらに撮像された反射光２１２の座標位置に基づいて、反射光２１２間の距離を算出する。

記憶ステップ１１０６では、算出ステップ１１０５で算出された反射光２１２間の距離を記憶する。この際、記憶ステップ１１０６では、集光点２１１からのズレ量と対応付けて反射光２１２間の距離を記憶する。なお、算出ステップ１１０５および記憶ステップ１１０６は、図１に示す制御ユニット９０が実行して制御ユニット９０の記憶装置に記憶してもよいし、外部の演算装置および記憶装置が実行してもよい。

記憶ステップ１１０６の後、ステップ１１０７では、実行数ｉをｉ＝ｉ＋１として再設定し、ステップ１１０１に戻る。図１０に示すフローチャートの処理は、集光器高さ位置変更ステップ１１０２、第一の撮像ステップ１１０３、第二の撮像ステップ１１０４、算出ステップ１１０５、および記憶ステップ１１０６を、ｎ回実行して、集光点２１１からのズレ量に対応する反射光２１２間の距離のデータをｎ個取得する。

なお、記憶ステップ１１０６では、図９のグラフの横軸に対応する集光点２１１からのズレ量を、仮の数値で記憶する。記憶ステップ１１０６では、例えば、ｉ＝１における集光点２１１からのズレ量を、０と仮定して記憶する。また、記憶ステップ１１０６では、ｉ＝２からｉ＝ｎまでにおける集光点２１１からのズレ量を、ｉ＝１における集光器２３の位置を基準とした集光器２３のＺ軸方向の移動量に等しいものとして記憶する。

そして、取得したｎ個のデータに基づいて、横軸を集光点２１１からの仮のズレ量とし、縦軸を反射光２１２間の距離とした一次関数の近似式を生成する。次に、この近似式を、原点（０，０）を通る一次関数となるように、横軸方向にオフセットする。これにより、図９に示すグラフのような集光点２１１からのズレ量と反射光２１２間の距離との対応関係を示す情報を生成する。すなわち、集光点２１１からのズレ量が０の時に反射光２１２間の距離が０になるため、集光点２１１からのズレ量と反射光２１２間の距離との対応関係は、原点（０，０）を通る一次関数で示される。

このように、図４に示す検出ステップ１００６では、算出ステップ１００５で算出された反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）と、予め取得された集光点２１１からのズレ量と反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）との対応関係情報と、に基づいて、集光点２１１からのズレ量を判断し、集光点２１１からのズレ量に基づいて、集光器２３の高さ位置を検出する。

以上説明したように、第一実施形態に係るレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法は、レーザ光２１の一部を遮断し、このレーザ光を集光して加工点で反射させ、反射光２１２の位置を観察する。例えば、レーザ光２１の左側のみを集光器２３に通過させて反射光２１２－１の位置を検出し、次に、レーザ光２１の右側のみを集光器２３に通過させて反射光２１２－２の位置を検出する。

このように検出した二つの反射光２１２－１、２１２－２間の距離は、集光点２１１からのズレ量と相関がある。すなわち、もしこの二つの反射光２１２－１、２１２－２の位置が一致していれば、そこが集光点２１１であることがわかる。また、この二つの反射光２１２－１、２１２－２の位置がズレている場合には、そのズレ量に基づいて、集光点２１１からのズレ量が算出可能となる。

したがって、集光器２３を異なる複数の高さに位置付けて複数の加工溝を形成しなくても、所定の高さに位置付けて反射光２１２－１、２１２－２の位置を観察するだけで、集光点２１１位置を算出することができる。これにより、加工時間の短縮およびテスト加工用被加工物の使用量の削減に貢献する。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係るレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法について図面に基づいて説明する。第二実施形態のレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法では、第一実施形態において、反射部材（被加工物１００）の反射光２１２に基づいて集光点２１１のズレ量を検出したのに対し、被加工物１００の加工痕２１３に基づいて集光点２１１のズレ量を検出する。

第二実施形態のレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法を実施するレーザ加工装置は、第一実施形態で使用されるレーザ加工装置１と比較して、基本的な構成は同様であるが、レーザ光照射ユニット２０の代わりに、図１１に示すレーザ光照射ユニット２０－１を有する点で異なる。図１１は、第二実施形態に係るレーザ光照射ユニット２０－１の概略構成を示す模式図である。レーザ光照射ユニット２０－１は、第一実施形態のレーザ光照射ユニット２０と比較して、ダイクロイックミラー２５、反射光撮像ユニット３０および結像レンズ３１を有しない点で異なる。

第二実施形態では、図１に示す撮像ユニット７０が、図１１に示す集光器２３により集光して被加工物１００に照射することで形成された加工痕２１３を撮像する。撮像ユニット７０は、被加工物１００の表面におけるＸ－Ｙ平面に対応したＸ－Ｙ撮像画像を取得する。撮像画像において、加工痕２１３のＸ－Ｙ座標位置は、被加工物１００の表面に形成された加工痕２１３のＸ－Ｙ座標位置に対応する。

また、第二実施形態のレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法を実施するレーザ加工装置が、改質層形成加工等を実施するステルスダイシング装置である場合、第一実施形態で使用されるレーザ加工装置１と比較して、基本的な構成は同様であるが、レーザ光照射ユニット４０の代わりに、図１２に示すレーザ光照射ユニット４０－１を有する点で異なる。図１２は、第二実施形態の変形例に係るレーザ光照射ユニット４０－１の概略構成を示す模式図である。レーザ光照射ユニット４０－１は、第一実施形態の変形例のレーザ光照射ユニット４０と比較して、反射光撮像ユニット５０および結像レンズ５１を有しない点で異なる。

第二実施形態の変形例では、図１に示す撮像ユニット７０が、図１２に示す集光器４３により集光して被加工物１００に照射することで形成された加工痕４１３を撮像する。撮像ユニット７０は、被加工物１００の表面に平行な面におけるＸ－Ｙ平面に対応したＸ－Ｙ撮像画像を取得する。撮像画像において、加工痕４１３のＸ－Ｙ座標位置は、被加工物１００の内部に形成された加工痕４１３のＸ－Ｙ座標位置に対応する。

次に、第二実施形態におけるレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法について説明する。なお、以下の説明では、レーザ光２１の集光点２１１位置検出方法が、図１１に示す第二実施形態のレーザ光照射ユニット２０－１を備えるレーザ加工装置によって実施されるものとして説明する。図１３は、第二実施形態に係るレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法の流れを示すフローチャートである。レーザ光２１の集光点２１１位置検出方法は、集光器位置付けステップ２００１と、被加工物位置付けステップ２００２と、第一の撮像ステップ２００３と、第二の撮像ステップ２００４と、算出ステップ２００５と、検出ステップ２００６と、を有する。

集光器位置付けステップ２００１は、図１１に示すレーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１を被加工物１００に集光する集光器２３を所定の高さ位置に位置付けるステップである。第二実施形態の集光器位置付けステップ２００１は、第一実施形態の集光器位置付けステップ１００１と同様の手順であるため、説明を省略する。

被加工物位置付けステップ２００２は、図１１に示す集光器２３によって集光されたレーザ光２１が照射される位置に被加工物１００を位置付けるステップである。被加工物位置付けステップ２００２は、第一実施形態の反射部材位置付けステップ１００２の手順と比較して、反射部材を被加工物１００に置き換える以外同様の手順であるため、説明を省略する。

図１４は、図１３に示す第一の撮像ステップ２００３の一例を示す模式図である。図１５は、図１４に示す第一の撮像ステップ２００３で形成された第一の撮像画像７０－１の一例を示す模式図である。第一の撮像ステップ２００３は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１の一端部を遮断した状態でレーザ光２１を集光器２３に入射させ、集光器２３により集光して被加工物１００に照射することで形成された加工痕２１３－１を撮像して第一の撮像画像７０－１を形成するステップである。

図１４に示すように、第一の撮像ステップ２００３では、まず、レーザ光照射ユニット２０－１の光路上において、レーザ光２１のＸ軸方向における一端部（図１４に示す左端部）を遮断する位置にシャッター２６が突出するようにシャッター２６を移動させる。次に、図１１に示すレーザ発振器２２からレーザ光２１を照射させる。

レーザ光２１は、シャッター２６によって一端部が遮断された後、集光器２３に入射する。一端部が遮断された状態で集光器２３によって集光点２１１に向かって集光されたレーザ光２１は、被加工物１００に照射される。一端部が遮断されたレーザ光２１が照射された被加工物１００の表面には、加工痕２１３－１が形成される。

図１に示す撮像ユニット７０は、被加工物１００の表面に形成された加工痕２１３－１を撮像して、図１５に示す第一の撮像画像７０－１を形成する。図１５に示す一例において、加工痕２１３－１は、撮像画像７０－１の中心から－Ｘ軸方向にズレた位置に位置する。

図１６は、図１３に示す第二の撮像ステップ２００４の一例を示す模式図である。図１７は、図１６に示す第二の撮像ステップ２００４で形成された第二の撮像画像７０－２の一例を示す模式図である。第二の撮像ステップ２００４は、レーザ発振器２２から出射されたレーザ光２１の他端部を遮断した状態でレーザ光２１を集光器２３に入射させ、集光器２３により集光して被加工物１００に照射することで形成された加工痕２１３－２を撮像して第二の撮像画像７０－２を形成するステップである。

図１６に示すように、第二の撮像ステップ２００４では、まず、レーザ光照射ユニット２０－１の光路上において、レーザ光２１のＸ軸方向における他端部（図１６に示す右端部）を遮断する位置にシャッター２６が突出するようにシャッター２６を移動させる。次に、図１１に示すレーザ発振器２２からレーザ光２１を照射させる。

レーザ光２１は、シャッター２６によって他端部が遮断された後、集光器２３に入射する。他端部が遮断された状態で集光器２３によって集光点２１１に向かって集光されたレーザ光２１は、被加工物１００に照射される。他端部が遮断されたレーザ光２１が照射された被加工物１００の表面には、加工痕２１３－２が形成される。

図１に示す撮像ユニット７０は、被加工物１００の表面に形成された加工痕２１３－２を撮像して、図１７に示す第二の撮像画像７０－２を形成する。図１７に示す一例において、加工痕２１３－２は、撮像画像７０－２の中心から＋Ｘ軸方向にズレた位置に位置する。

算出ステップ２００５は、例えば図１５に示す第一の撮像画像７０－１における加工痕２１３－１の座標位置と、例えば図１７に示す第二の撮像画像７０－２における加工痕２１３－２の座標位置と、から加工痕２１３－１、２１３－２間の距離を算出する。

ここで、第二実施形態では、図１１に示すシャッター２６によってレーザ光２１の加工方向（Ｘ軸方向）における一端部および他端部をそれぞれ遮断する。このため、レーザ光２１が被加工物１００の表面に照射される位置は、Ｘ－Ｙ平面視において、集光点２１１を通るＸ軸方向に平行な方向に沿う位置である。また、撮像ユニット７０は、被加工物１００の表面におけるＸ－Ｙ平面に対応したＸ－Ｙ撮像画像を取得する。このため、加工痕２１３は、撮像画像７０－１、７０－２の中心を通るＸ軸方向に平行な方向に沿う位置に撮像される。

したがって、撮像画像３０－１、３０－２において、中心を原点（０，０）とし、加工痕２１３－１の位置のＸ－Ｙ座標を（Ｘ_１，０）とし、加工痕２１３－２のＸ－Ｙ座標を（Ｘ_２，０）とすると、加工痕２１３－１、２１３－２間の距離は、（Ｘ_２－Ｘ_１）で示される。

検出ステップ２００６は、算出ステップ２００５で算出された加工痕２１３－１、２１３－２間の距離（Ｘ_２－Ｘ_１）に基づいて、集光器２３の高さ位置を検出するステップである。集光器２３の高さ位置は、例えば、予め取得された集光点２１１からのズレ量と加工痕２１３－１、２１３－２間の距離（Ｘ_２－Ｘ_１）との対応関係情報に基づいて検出される。

図１８は、集光点２１１からのズレ量と加工痕２１３－１、２１３－２間の距離（Ｘ_２－Ｘ_１）との対応関係情報の一例を示すグラフである。図１８に示す対応関係情報の一例に基づくと、算出ステップ２００５で算出された加工痕２１３－１、２１３－２間の距離（Ｘ_２－Ｘ_１）が５μｍである場合、検出ステップ１００６では、集光点２１１からのズレ量が３μｍであると判断し、集光点２１１からのズレ量に基づいて、集光器２３の高さ位置を検出する。

集光点２１１からのズレ量と加工痕２１３－１、２１３－２間の距離（Ｘ_２－Ｘ_１）との対応関係情報を取得する方法は、例えば、第一実施形態の集光点２１１からのズレ量と反射光２１２－１、２１２－２間の距離（Ｚ_２－Ｚ_１）との対応関係情報を取得する方法の、反射光２１２を加工痕２１３に置き換えた方法でよい。

以上説明したように、第二実施形態に係るレーザ光２１の集光点２１１位置検出方法は、レーザ光２１の一部を遮断し、このレーザ光を集光して加工痕を２１３形成し、加工痕２１３の位置を観察する。例えば、レーザ光２１の右側のみを集光器２３に通過させて形成した加工痕２１３－１の位置を検出し、次に、レーザ光２１の左側のみを集光器２３に通過させて形成した加工痕２１３－２の位置を検出する。

このように検出した二つの加工痕２１３－１、２１３－２間の距離は、集光点２１１からのズレ量と相関がある。すなわち、もしこの二つの加工痕２１３－１、２１３－２の位置が一致していれば、そこが集光点２１１であることがわかる。また、この二つの加工痕２１３－１、２１３－２の位置がズレている場合には、そのズレ量に基づいて、集光点２１１からのズレ量が算出可能となる。

したがって、集光器２３を異なる複数の高さに位置付けていくつも加工溝を形成しなくても、所定の高さに位置付けて二つの加工痕２１３－１、２１３－２を形成し、この加工痕２１３－１、２１３－２の位置を観察するだけで、集光点２１１位置を算出することができる。これにより、加工時間の短縮およびテスト加工用被加工物の使用量の削減に貢献する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。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。

１ レーザ加工装置
１０ 保持テーブル
２０、２０－１、４０、４０－１ レーザ光照射ユニット
２１、４１ レーザ光
２１１、４１１ 集光点
２１２、２１２－１、２１２－２、４１２ 反射光
２１３、２１３－１、２１３－２、４１３ 加工痕
２２、４２ レーザ発振器
２３、４３ 集光器
２４ ミラー
２５ ダイクロイックミラー
２６ シャッター
３０、５０ 反射光撮像ユニット
３０－１、３０－２ 撮像画像
３１、５１ 結像レンズ
４４ 空間光変調器
４４１ 表示部
４５ 偏光板
４６ 集束レンズ
４７ 遮光部材
４８ リレーレンズ
４９ ミラー
６０ 移動ユニット
７０ 撮像ユニット
７０－１、７０－２ 撮像画像
１００ 被加工物

Claims (6)

1. レーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置において、レーザ光の集光点位置を検出する検出方法であって、
   レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に集光する集光器を所定の高さ位置に位置付ける集光器位置付けステップと、
   該集光器によって集光されたレーザ光が照射される位置に反射部材を位置付ける反射部材位置付けステップと、
   該レーザ発振器から出射されたレーザ光の一端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光され該反射部材で反射された該レーザ光の反射光を撮像して第一の撮像画像を形成する第一の撮像ステップと、
   該レーザ発振器から出射されたレーザ光の他端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光され該反射部材で反射された該レーザ光の反射光を撮像して第二の撮像画像を形成する第二の撮像ステップと、
   該第一の撮像画像における反射光の座標位置と、該第二の撮像画像における反射光の座標位置と、から反射光間の距離を算出する算出ステップと、
   算出された該反射光間の距離に基づいて、該集光器の高さ位置を検出する検出ステップと、
   を有することを特徴とする、
   レーザ光の集光点位置検出方法。
2. 該集光器を複数の異なる高さ位置に位置付けて、該集光器の高さ位置ごとに該第一の撮像ステップと該第二の撮像ステップと該算出ステップとを実施して、
   該集光器の高さ位置と、該反射光間の距離と、の対応関係情報を予め記憶する記憶ステップを、
   更に有することを特徴とする、
   請求項１に記載のレーザ光の集光点位置検出方法。
3. レーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置において、レーザ光の集光点位置を検出する検出方法であって、
   レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に集光する集光器を所定の高さ位置に位置付ける集光器位置付けステップと、
   該集光器によって集光されたレーザ光が照射される位置に被加工物を位置付ける被加工物位置付けステップと、
   該レーザ発振器から出射されたレーザ光の一端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光して該被加工物に照射することで形成された加工痕を撮像して第一の撮像画像を形成する第一の撮像ステップと、
   該レーザ発振器から出射されたレーザ光の他端部を遮断した状態でレーザ光を該集光器に入射させ、該集光器により集光して該被加工物に照射することで形成された加工痕を撮像して第二の撮像画像を形成する第二の撮像ステップと、
   該第一の撮像画像における加工痕の座標位置と、該第二の撮像画像における加工痕の座標位置と、から加工痕間の距離を算出する算出ステップと、
   算出された該加工痕間の距離に基づいて、該集光器の高さ位置を検出する検出ステップと、
   を有することを特徴とする、
   レーザ光の集光点位置検出方法。
4. 該集光器を複数の異なる高さ位置に位置付けて、該集光器の高さ位置ごとに該第一の撮像ステップと該第二の撮像ステップと該算出ステップとを実施して、
   該集光器の高さ位置と、該加工痕間の距離と、の対応関係情報を予め記憶する記憶ステップを、
   更に有することを特徴とする、
   請求項３に記載のレーザ光の集光点位置検出方法。
5. 該レーザ光の遮断は、メカニカルシャッターを用いて行うことを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ光の集光点位置検出方法。
6. 該レーザ光の遮断は、空間光変調器と、開口部を有する遮光部材と、を用いて行うことを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ光の集光点位置検出方法。

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