JP2024016673A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工不良が発生した際に容易に原因を特定可能な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、レーザー発振器３０と、レーザービーム２１の偏光方向を回転させる電気光学変調素子４１、および所定の偏光方向のレーザービーム２１のみを通過させる偏光素子４４を有する出力調整ユニット４０と、レーザー発振器３０の内部のレーザービーム２１の出力を検出する第一の検出ユニット２２と、電気光学変調素子４１と偏光素子４４との間のレーザービーム２１の出力を検出する第二の検出ユニット２３と、制御部と、を備え、制御部は、正常な装置状態における各検出ユニットが検出した基準出力を記憶しておく記憶部と、所定のタイミングにおける出力を基準出力と比較する比較部と、比較部で比較した結果に基づいて出力変化の有無を判断し、出力変化があると判断した場合には、出力変化が起きている箇所を特定する判断部９３と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。

半導体ウエーハ等の被加工物に対して加工を施す際に、レーザービームを照射して被加工物に分割起点や剥離起点を形成するレーザー加工装置が知られている。このようなレーザー加工装置においては、被加工物に対して適切な出力でレーザービームを照射することが重要となるため、レーザー発振器から出射されたレーザービームの出力を調整するアッテネータが設けられている。

このアッテネータは、従来、回転可能な波長板と波長板の後段に配置された偏光素子とを含んで構成され、波長板を通過するレーザービームのうち、一定の偏光方向のレーザービームのみ偏光素子を通過させることによってレーザービームの出力を落としていた（特許文献１参照）。

ところで、上述したアッテネータは、波長板をモータ等で回転させることにより出力を変更しているため、出力の変更に時間がかかるという課題があった。したがって、加工中に特定の時間だけ選択的に出力を変更したい場合には、波長板の代わりにＥＯＭ（Electro-Optic Modulator；電気光学変調器）のように高速な応答時間を有する光学変調器を用いて印加電圧を変更することで偏光方向を制御する方法が用いられる（特許文献２参照）。

特開２００９－２８５７２１号公報 特開２０１３－０２１１３３号公報

しかしながら、光学変調器は、少しの汚れで出力の低下を引き起こしたり、電圧の過剰印可等で破損してしまって出力の調整ができなくなったりして、加工不良が発生してしまうという問題があった。更に、現状のレーザー加工装置では、加工不良が発生した際に、レーザー発振器そのものの異常なのか、光学変調器やその他の光学部品の異常なのか、の不良原因を特定することが困難であり、原因調査のために装置を長時間停止せざるを得ず、生産性が低下するという課題があった。

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、加工不良が発生した際に容易に原因を特定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、被加工物にレーザービームを照射して加工を施すレーザー加工装置であって、レーザー発振器と、該レーザー発振器から出射されたレーザービームの出力を調整する出力調整ユニットと、該出力調整ユニットを通過したレーザービームを集光して該被加工物に照射する集光器と、各構成要素を制御する制御部と、を備え、該出力調整ユニットは、該レーザー発振器から出射されたレーザービームの偏光方向を回転させる電気光学変調素子と、該電気光学変調素子を通過したレーザービームのうち、所定の偏光方向のレーザービームのみを通過させる偏光素子と、を有し、該レーザー発振器の内部に配置され、該レーザー発振器の内部において該レーザービームの出力を検出する第一の検出ユニットと、該電気光学変調素子と該偏光素子との間に配置され、該電気光学変調素子を通過したレーザービームの出力を検出する第二の検出ユニットと、を更に備え、該制御部は、正常な装置状態において該第一の検出ユニットが検出したレーザービームの出力である第一の基準出力と、正常な装置状態において該第二の検出ユニットが検出したレーザービームの出力である第二の基準出力と、を記憶しておく記憶部と、所定のタイミングにおいて該第一の検出ユニットおよび該第二の検出ユニットが検出したレーザービームの出力を、該記憶部に記憶された第一の基準出力および第二の基準出力とそれぞれ比較する比較部と、該比較部で比較した結果に基づいて、該レーザービームの出力変化の有無を判断し、出力変化があると判断した場合には、該出力変化が該レーザー発振器により起きているか該電気光学変調素子により起きているかを特定する判断部と、を有することを特徴とする。

また、本発明のレーザー加工装置は、該集光器により集光されたレーザービームの出力を検出する第三の検出ユニットを更に備えてもよい。

また、本発明のレーザー加工装置は、該レーザー発振器から出射され、該出力調整ユニットにより出力が調整されたレーザービームを反射して該集光器へと導くミラーと、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検出する第四の検出ユニットと、を更に備えてもよい。

また、本発明のレーザー加工装置において、該記憶部は、所定のタイミングにおいて各々の検出ユニットで検出したレーザービームの状態を更に記憶することで、各々の検出ユニットにおけるレーザービームの状態の推移を記憶してもよい。

本発明は、加工不良が発生した際に容易に原因を特定することができる。

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に示すレーザービーム照射ユニットの概略構成を示す模式図である。 図３は、図１に示す記憶部に記憶されるレーザービームの状態の推移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。

〔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に示すレーザービーム照射ユニット２０の概略構成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、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、移動ユニット６０と、撮像ユニット７０と、表示ユニット８０と、制御ユニット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。

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（ＬｉＴａＯ_３）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エーハである。なお、被加工物１００は、実施形態に限定されず、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１等に示すチャックテーブル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。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。

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、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、チャックテーブル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５０（図２参照）は、レーザー加工装置１の装置本体２から立設した柱３に設置される集光点位置調整手段によってＺ軸方向に移動可能に支持される。図２に示すように、レーザービーム照射ユニット２０は、第一の検出ユニット２２と、第二の検出ユニット２３と、第三の検出ユニット２４と、第四の検出ユニット２５、２６、２７と、レーザー発振器３０と、出力調整ユニット４０と、集光器５０と、を有する。

第一の検出ユニット２２は、レーザー発振器３０の内部に設けられ、レーザー発振器３０の内部においてレーザービーム２１の出力を検出する。より詳しくは、第一の検出ユニット２２は、後述のミラー３４で反射されずに透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－３４を検出する。第一の検出ユニット２２は、例えば、サーモパイルレーザーパワーメータ等を含む。

第二の検出ユニット２３は、出力調整ユニット４０の後述の電気光学変調素子４１と偏光素子４４との間に設けられ、電気光学変調素子４１を通過したレーザービーム２１の出力を検出する。より詳しくは、第二の検出ユニット２３は、電気光学変調素子４１を通過し、後述のミラー４２で反射したレーザービーム２１の反射光２１－４２を検出する。第二の検出ユニット２３は、例えば、サーモパイルレーザーパワーメータ等を含む。

第三の検出ユニット２４は、集光器５０により集光されたレーザービーム２１の出力を検出する。第三の検出ユニット２４は、例えば、チャックテーブル１０に隣接して設けられる。第三の検出ユニット２４は、例えば、サーモパイルレーザーパワーメータ等を含む。

第四の検出ユニット２５、２６、２７は、レーザー発振器３０から出射され、出力調整ユニット４０により出力が調整されたレーザービーム２１の出力を検出する。第四の検出ユニット２５は、後述のミラー５１で反射されずに透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－５１を検出する。第四の検出ユニット２６は、後述のミラー５２で反射されずに透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－５２を検出する。第四の検出ユニット２７は、後述のミラー５３で反射されずに透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－５３を検出する。

第四の検出ユニット２５、２６、２７は、サーモパイル式のパワーメータ、ビームプロファイラ、またはＰＳＤ（Position Sensing Detector；位置検出素子）等を含む。第四の検出ユニット２５、２６、２７がビームプロファイラ、またはＰＳＤを含む場合、レーザービーム２１の位置や強度分布を取得することができるため、出力異常のみならず、光軸ずれやレーザープロファイル異常の検知も可能である。

レーザー発振器３０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る。レーザー発振器３０は、発振部３１と、出射口３２と、ミラー３３、３４と、を含む。

発振部３１は、レーザービーム２１を発振し増幅するレーザー媒質を含む。出射口３２は、レーザー発振器３０の筐体の内部と外部とを繋ぐ開口で、レーザービーム照射ユニット２０の定められた光路に向かってレーザービーム２１を出射する。ミラー３３は、発振部３１から出射されたレーザービーム２１をミラー３４に向けて反射する。ミラー３４は、ミラー３３で反射されたレーザービーム２１を出射口３２に向けて反射する。ミラー３４の裏側には、第一の検出ユニット２２が設けられる。第一の検出ユニット２２は、ミラー３４で反射されず透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－３４を検出する。

出力調整ユニット４０は、レーザー発振器３０と集光器５０との間に設けられ、レーザー発振器３０から出射されたレーザービーム２１の出力を調整する。出力調整ユニット４０は、電気光学変調素子４１と、偏光素子４４と、ビームダンパ４５と、を含む。また、出力調整ユニット４０の電気光学変調素子４１と偏光素子４４との間には、ミラー４２と、移動機構４３と、が設けられる。

電気光学変調素子４１は、レーザー発振器３０から出射されたレーザービーム２１の偏光方向を回転させる。電気光学変調素子４１は、直流または低周波電界の印加により材料の屈折率が変化する電気光学効果を示す結晶を含み、印加された外部電圧に応じてレーザービーム２１の垂直偏光成分間の位相をずらすことにより、偏光方向を回転させる。

ミラー４２は、電気光学変調素子４１と偏光素子４４との間のレーザービーム２１の光路上と、光路から外れる位置との間で移動可能に配置される。ミラー４２は、電気光学変調素子４１と偏光素子４４との間のレーザービーム２１の光路上にある場合、電気光学変調素子４１を通過したレーザービーム２１を第二の検出ユニット２３に向けて反射する。第二の検出ユニット２３は、ミラー４２で反射したレーザービーム２１の反射光２１－４２を検出する。

移動機構４３は、ミラー４２を、電気光学変調素子４１と偏光素子４４との間のレーザービーム２１の光路上と、光路から外れる位置との間で移動させる。移動機構４３は、例えば、シリンダを含む。

偏光素子４４は、偏光ビームスプリッタを含む。偏光素子４４は、電気光学変調素子４１を通過したレーザービーム２１のうち、所定の偏光方向を有するレーザービーム２１のみを通過させる。また、偏光素子４４は、電気光学変調素子４１を通過したレーザービーム２１のうち、所定の偏光方向以外の偏光方向を有するレーザービーム２１をビームダンパ４５に向けて反射する。

ビームダンパ４５は、偏光素子４４で反射したレーザービーム２１の光路上に設けられ、レーザービーム２１を外部に漏らすことなく遮蔽する。

集光器５０は、出力調整ユニット４０を通過したレーザービーム２１を、チャックテーブル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に照射させるための集光レンズである。集光器５０は、チャックテーブル１０および第三の検出ユニット２４と相対的に水平方向（Ｘ－Ｙ方向）に移動し、第三の検出ユニット２４の直上に位置する場合、出力調整ユニット４０を通過したレーザービーム２１を、第三の検出ユニット２４に向かって集光する。第三の検出ユニット２４は、集光器５０により集光されたレーザービーム２１の出力を検出する。

ミラー５１、５２、５３は、出力調整ユニット４０と集光器５０との間の光路上に順に設けられる。ミラー５１、５２、５３は、レーザー発振器３０から出射され、出力調整ユニット４０による出力が調整されたレーザービーム２１を反射して、集光器５０へと導く。

ミラー５１の裏側には、第四の検出ユニット２５が設けられる。第四の検出ユニット２５は、ミラー５１で反射されず透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－５１を検出する。ミラー５２の裏側には、第四の検出ユニット２６が設けられる。第四の検出ユニット２６は、ミラー５２で反射されず透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－５２を検出する。ミラー５３の裏側には、第四の検出ユニット２７が設けられる。第四の検出ユニット２７は、ミラー５３で反射されず透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－５３を検出する。

図１に示す移動ユニット６０は、レーザービーム２１の集光点をチャックテーブル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、加工送りユニット６１と、割り出し送りユニット６２と、を含む。

加工送りユニット６１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の集光点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、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、チャックテーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０の集光点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、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。

加工送りユニット６１および割り出し送りユニット６２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。

撮像ユニット７０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７０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）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５０（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。

表示ユニット８０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８０は、例えば、加工条件の設定画面、撮像ユニット７０が撮像した被加工物１００の状態、加工動作の状態等を、表示面に表示させる。表示ユニット８０の表示面がタッチパネルを含む場合、表示ユニット８０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８０は、表示面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８０は、報知装置を含んでもよい。報知装置は、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。報知装置は、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。

制御ユニット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、レーザー加工装置１の制御を行う。制御ユニット９０は、記憶部９１と、比較部９２と、判断部９３と、報知部９４と、を有する。

記憶部９１は、例えば、制御ユニット９０の記憶装置に含まれる。記憶部９１は、例えば、レーザー加工装置１が正常な装置状態である時の各々の検出ユニット（第一の検出ユニット２２、第二の検出ユニット２３、第三の検出ユニット２４、第四の検出ユニット２５、２６、２７）で検出したレーザービーム２１の出力である基準出力を記憶しておく。記憶部９１は、所定のタイミングにおいて各々の検出ユニットで検出したレーザービーム２１の状態を更に記憶することで、各々の検出ユニットにおけるレーザービーム２１の状態の推移を記憶してもよい。

記憶部９１は、レーザー加工装置１が正常な装置状態である時の第一の検出ユニット２２で検出したレーザービーム２１の出力である第一の基準出力を記憶しておく。なお、ここで、第一の検出ユニット２２で検出するレーザービーム２１は、レーザー発振器３０のミラー３４で反射されずに透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－３４である。記憶部９１は、所定のタイミングにおいて第一の検出ユニット２２で検出したレーザービーム２１の状態を更に記憶することで、第一の検出ユニット２２におけるレーザービーム２１の状態の推移を記憶する。

記憶部９１は、レーザー加工装置１が正常な装置状態である時の第二の検出ユニット２３で検出したレーザービーム２１の出力である第二の基準出力を記憶しておく。なお、ここで、第二の検出ユニット２３で検出するレーザービーム２１は、出力調整ユニット４０のミラー４２が反射したレーザービーム２１の反射光２１－４２である。記憶部９１は、所定のタイミングにおいて第二の検出ユニット２３で検出したレーザービーム２１の状態を更に記憶することで、第二の検出ユニット２３におけるレーザービーム２１の状態の推移を記憶する。

記憶部９１は、レーザー加工装置１が正常な装置状態である時の第三の検出ユニット２４で検出したレーザービーム２１の出力である第三の基準出力を記憶しておく。なお、ここで、第三の検出ユニット２４で検出するレーザービーム２１は、集光器５０によって集光されたレーザービーム２１である。記憶部９１は、所定のタイミングにおいて第三の検出ユニット２４で検出したレーザービーム２１の状態を更に記憶することで、第三の検出ユニット２４におけるレーザービーム２１の状態の推移を記憶する。

記憶部９１は、レーザー加工装置１が正常な装置状態である時の第四の検出ユニット２５、２６、２７でそれぞれ検出したレーザービーム２１の出力である第四の基準出力を記憶しておく。なお、ここで、第四の検出ユニット２５、２６、２７で検出するレーザービーム２１は、それぞれミラー５１、５２、５３で反射されずに透過したレーザービーム２１の漏れ光２１－５１、２１－５２、２１－５３である。記憶部９１は、所定のタイミングにおいて第四の検出ユニット２５、２６、２７で検出したレーザービーム２１の状態を更に記憶することで、第四の検出ユニット２５、２６、２７におけるレーザービーム２１の状態の推移を記憶する。なお、第四の検出ユニット２５、２６、２７がビームプロファイラ、またはＰＳＤを含む場合、記憶部９１は、第四の検出ユニット２５、２６、２７が検出したレーザービーム２１の位置やビーム径、強度分布等の情報を記憶してもよい。

比較部９２は、各々の検出ユニットで検出したレーザービーム２１の出力を、記憶部９１に記憶された各々の基準出力と比較する。比較部９２は、所定のタイミングにおいて第一の検出ユニット２２で検出したレーザービーム２１の出力を、記憶部９１に記憶された第一の基準出力と比較する。比較部９２は、所定のタイミングにおいて第二の検出ユニット２３で検出したレーザービーム２１の出力を、記憶部９１に記憶された第二の基準出力と比較する。比較部９２は、所定のタイミングにおいて第三の検出ユニット２４で検出したレーザービーム２１の出力を、記憶部９１に記憶された第三の基準出力と比較する。比較部９２は、所定のタイミングにおいて第四の検出ユニット２５、２６、２７で検出したレーザービーム２１の出力を、記憶部９１に記憶された第四の基準出力と比較する。

判断部９３は、比較部９２で比較した結果に基づいて、レーザービーム２１の出力変化の有無を判断する。判断部９３は、出力変化があると判断した場合、出力変化が、レーザービーム照射ユニット２０のいずれの光学部品において起きているかを特定する。判断部９３は、レーザービーム２１の出力変化が、レーザー発振器３０により起きているか、電気光学変調素子４１により起きているか、集光器５０により起きているか、偏光素子４４、各々のミラー５１、５２、５３で起きているか、を特定する。

判断部９３が、例えば、第一の検出ユニット２２で検出したレーザービーム２１の出力変化があると判断した場合、レーザー発振器３０に異常が発生したとみなすことが可能である。判断部９３が、例えば、第一の検出ユニット２２で検出したレーザービーム２１の出力変化がなく、第二の検出ユニット２３で検出したレーザービーム２１の出力変化があると判断した場合、電気光学変調素子４１に異常が発生したとみなすことが可能である。

判断部９３が、例えば、第一の検出ユニット２２、第二の検出ユニット２３、および第四の検出ユニット２５、２６、２７で検出したレーザービーム２１の出力変化がなく、第三の検出ユニット２４で検出したレーザービーム２１の出力変化があると判断した場合、集光器５０に異常が発生したとみなすことが可能である。

判断部９３が、例えば、第一の検出ユニット２２および第二の検出ユニット２３、で検出したレーザービーム２１の出力変化がなく、第三の検出ユニット２４、および第四の検出ユニット２５、２６、２７で検出したレーザービーム２１の出力変化があると判断した場合、偏光素子４４およびミラー５１の少なくともいずれかに異常が発生したとみなすことが可能である。

報知部９４は、判断部９３において、所定の検知ユニットでレーザービーム２１の出力変化があると判断された場合、所定の箇所で異常が発生した旨を報知する。報知部９４は、例えば、報知事項を、表示ユニット８０の表示面に表示させる。

図３は、図１に示す記憶部９１に記憶されるレーザービーム２１の状態の推移の一例を示すグラフである。図３に示すグラフは、第一の検出ユニット２２が検出するレーザービーム２１の漏れ光２１－３４の出力値の時間推移を示している。図３に示すように、レーザー加工装置１が正常な装置状態である場合、出力値は、記憶部９１に記憶された基準出力９１－１と略同一の値を維持する。この際、比較部９２は、記憶部９１に記憶された基準出力９１－１と、所定の周期で取得されるレーザービーム２１の出力とを周期的に比較している。

そして、レーザー発振器３０に異常を来たし、出力値が徐々に低下した場合、予め設定された出力値の閾値９３－１を下回ると、判断部９３は、出力変化があると判断する。なお、異常と判断する閾値は、例えば、基準出力に対して±１０％、好ましくは、±５％である。

以上説明したように、実施形態のレーザー加工装置１は、レーザー発振器３０の内部に設置され、レーザー発振器３０から出射される直前のレーザー出力を測定する第一の検出ユニット２２と、レーザー発振器３０から出射され、電気光学変調素子４１を通過した後のレーザー出力を測定する第二の検出ユニット２３と、を備える。これらの検出ユニットにより、加工不良が発生した際に原因の特定が容易となるため、生産性を向上することが可能となる。

また、更に、集光器５０により集光されたレーザー出力を測定する第三の検出ユニット２４や、偏光素子４４を通過して集光器５０に導かれる途中のレーザー出力を測定する第四の検出ユニット２５、２６、２７を備えることで、レーザー発振器３０や電気光学変調素子４１のみならず、他の光学部品の異常を特定することができる。

また、記憶部９１において、各々の検出ユニットが検知するレーザー出力の情報を、レーザービーム２１の状態の推移として記憶しておいてもよく、これにより、いつから、どのタイミングで、出力低下や光軸ずれ等の異常が起きていたかを遡って確認することができるため、原因究明に役立てることが可能である。

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 レーザービーム
２２ 第一の検出ユニット
２３ 第二の検出ユニット
２４ 第三の検出ユニット
２５、２６、２７ 第四の検出ユニット
３０ レーザー発振器
４０ 出力調整ユニット
４１ 電気光学変調素子
４４ 偏光素子
５０ 集光器
５１、５２、５３ ミラー
９０ 制御ユニット（制御部）
９１ 記憶部
９２ 比較部
９３ 判断部
９４ 報知部
１００ 被加工物

Claims (4)

1. 被加工物にレーザービームを照射して加工を施すレーザー加工装置であって、
   レーザー発振器と、
   該レーザー発振器から出射されたレーザービームの出力を調整する出力調整ユニットと、
   該出力調整ユニットを通過したレーザービームを集光して該被加工物に照射する集光器と、
   各構成要素を制御する制御部と、
   を備え、
   該出力調整ユニットは、
   該レーザー発振器から出射されたレーザービームの偏光方向を回転させる電気光学変調素子と、
   該電気光学変調素子を通過したレーザービームのうち、所定の偏光方向のレーザービームのみを通過させる偏光素子と、
   を有し、
   該レーザー発振器の内部に配置され、該レーザー発振器の内部において該レーザービームの出力を検出する第一の検出ユニットと、
   該電気光学変調素子と該偏光素子との間に配置され、該電気光学変調素子を通過したレーザービームの出力を検出する第二の検出ユニットと、
   を更に備え、
   該制御部は、
   正常な装置状態において該第一の検出ユニットが検出したレーザービームの出力である第一の基準出力と、正常な装置状態において該第二の検出ユニットが検出したレーザービームの出力である第二の基準出力と、を記憶しておく記憶部と、
   所定のタイミングにおいて該第一の検出ユニットおよび該第二の検出ユニットが検出したレーザービームの出力を、該記憶部に記憶された第一の基準出力および第二の基準出力とそれぞれ比較する比較部と、
   該比較部で比較した結果に基づいて、該レーザービームの出力変化の有無を判断し、出力変化があると判断した場合には、該出力変化が該レーザー発振器により起きているか該電気光学変調素子により起きているかを特定する判断部と、
   を有することを特徴とする、
   レーザー加工装置。
2. 該集光器により集光されたレーザービームの出力を検出する第三の検出ユニットを更に備え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. 該レーザー発振器から出射され、該出力調整ユニットにより出力が調整されたレーザービームを反射して該集光器へと導くミラーと、
   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検出する第四の検出ユニットと、
   を更に備え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. 該記憶部は、
   所定のタイミングにおいて各々の検出ユニットで検出したレーザービームの状態を更に記憶することで、
   各々の検出ユニットにおけるレーザービームの状態の推移を記憶することを特徴とする、
   請求項３に記載のレーザー加工装置。

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