JP2024020801A - レーザ加工装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2024020801000001
【課題】生産性を低下させることなくレーザ光の状態を把握することができるレーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】レーザ加工装置は、レーザ光２１を生成するレーザ発振器３０と、レーザ発振器３０によって生成されたレーザ光２１を集光する集光レンズ３２と、レーザ発振器３０によって生成されたレーザ光２１を、検査用のレーザ光２２と、被加工物１００に集光させるための加工用のレーザ光２２と、に分離する分離部材３３と、分離部材３３により分離された検査用のレーザ光２２を受光する受光部４０と、受光部４０により受光したレーザ光２２から、レーザ光２２の強度に関する情報と、レーザ光２２のパルス波形に関する情報と、を取得する検出ユニット５０と、検出ユニット５０で取得した情報を出力する制御部５４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ加工装置に関する。
半導体ウエーハ等の板状物を分割してチップ化するために、板状物に対して透過性を有する波長のレーザ光を板状物の内部に集光照射して改質層を形成し、この改質層を起点として分割する方法や、板状物に対して吸収性を有する波長のレーザ光を照射してアブレーションさせることで分割する方法等が知られている（特許文献１、２参照）。このような加工方法において加工品質を安定させるためには、レーザ加工装置のレーザ光の状態を把握することが非常に重要である。
特許第３４０８８０５号公報 特開平１０－３０５４２０号公報
しかしながら、従来、レーザ光の強度を測定するパワーメータは、レーザ光を遮るように設置する必要がある。そのため、測定のために加工を停止する必要があり、生産性が低下するという問題があった。また、レーザ光のパルス波形やパルス抜け等を観測するためには、散乱光が受光できる位置にフォトダイオードを設置してオシロスコープに接続し、目視で確認する必要があり、強度測定と同様に生産性が低下するだけでなく、煩に堪えない作業であった。
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、生産性を低下させることなくレーザ光の状態を把握することができるレーザ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、本発明のレーザ加工装置は、レーザ光を生成するレーザ発振器と、該レーザ発振器によって生成されたレーザ光を集光する集光レンズと、該レーザ発振器によって生成されたレーザ光を、検査用のレーザ光と、被加工物に集光させるための加工用のレーザ光と、に分離する分離部材と、該分離部材により分離された検査用のレーザ光を受光する受光部と、該受光部により受光したレーザ光から、該レーザ光の強度に関する情報と、該レーザ光のパルス波形に関する情報と、を取得する検出ユニットと、該検出ユニットで取得した情報を出力する制御部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明のレーザ加工装置は、該分離部材により分離された検査用のレーザ光を分岐するための分岐ミラーを更に備え、該受光部は、該分岐ミラーにより分岐された一方のレーザ光を受光して該レーザ光の平均出力を測定するサーマルセンサと、該分岐ミラーにより分岐された他方のレーザ光を受光して該レーザ光のパルス波形に関する情報を取得するフォトディテクタと、を有してもよい。
また、本発明のレーザ加工装置において、該サーマルセンサは、該分岐ミラーにより反射されたレーザ光を受光し、該フォトディテクタは、該分岐ミラーを透過したレーザ光を受光するように配設されてもよい。
また、本発明のレーザ加工装置において、該分岐ミラーと、該フォトディテクタと、の間にＮＤフィルタを配設してもよい。
また、本発明のレーザ加工装置において、該検出ユニットで取得する該レーザ光のパルス波形に関する情報は、パルス抜けの有無に関する情報を含み、該制御部は、該レーザ光の平均出力に基づいて、パルス抜けを検出するための閾値を自動で設定してもよい。
本発明は、生産性を低下させることなくレーザ光の状態を把握することができる。
図１は、実施形態に係るレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示すレーザ光照射ユニットの概略構成例を示す模式図である。 図３は、レーザ光照射ユニットの別の概略構成例を示す模式図である。 図４は、受光部の別の概略構成例を示す模式図である。 図５は、図４に示すサーマルセンサが受光したレーザ光の平均出力の推移の一例を示すグラフである。 図６は、図４に示すフォトディテクタが受光したレーザ光の出力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加工装置１の全体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。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、表示ユニット８０と、を備える。実施形態に係るレーザ加工装置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。レーザ加工装置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（Ａｌ２Ｏ３）、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（ＬｉＴａＯ３）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。
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、少なくとも集光レンズ３２（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の具体的な構成例については、後述にて詳細に説明する。
移動ユニット６０は、レーザ光２１の集光点を保持テーブル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、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、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、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、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、実施形態において、レーザ光照射ユニット２０の少なくとも集光レンズ３２をＺ軸方向に移動させる。Ｚ軸方向移動ユニット６３は、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の少なくとも集光レンズ３２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、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。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の少なくとも集光レンズ３２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（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、レーザ光照射ユニット２０の集光レンズ３２（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。
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。
次に、レーザ光照射ユニット２０の具体的な構成について説明する。図２は、図１に示すレーザ光照射ユニット２０の概略構成例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３０と、集光レンズ３２と、を含む。
レーザ発振器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光２１を生成して出射する。レーザ光照射ユニット２０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る。レーザ発振器３０は、レーザ光２１を発振し増幅するレーザ媒質を含むレーザ発振部３１を有する。また、実施形態のレーザ発振器３０は、筐体の内部に、分離部材３３と、受光部４０と、検出ユニット５０と、制御部５４と、が設けられる。
分離部材３３は、レーザ発振部３１と集光レンズ３２との間のレーザ光２１の光路上に設けられる。分離部材３３は、レーザ発振部３１において生成されたレーザ光２１を、検査用のレーザ光２２と、加工用のレーザ光２３と、に分離する。
実施形態の分離部材３３は、例えばガラスを含み、レーザ光２１のうち９９％以上を透過するとともに、１パーセント未満を反射する。すなわち、実施形態の分離部材３３は、反射したレーザ光２１を検査用のレーザ光２２として受光部４０へ導き、透過させたレーザ光２１を加工用のレーザ光２３として集光レンズ３２へ導く。なお、分離部材３３は、反射ミラーを含んでもよく、この場合、反射したレーザ光２１を加工用のレーザ光２３として集光レンズ３２へ導き、透過させたレーザ光２１を検査用のレーザ光２２として受光部４０へ導くように配置すればよい。
受光部４０は、分離部材３３により分離された検査用のレーザ光２２を受光する。実施形態の受光部４０は、光信号を電気信号に変換することで光を検出するフォトディテクタ（光検出器）を含む。なお、受光部４０の前段に光量を減衰させるフィルタが配置されていてもよい。フィルタは、例えば、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ＮＤ（Neutral Density）フィルタを含む。受光部４０は、受光した光に対応する電気信号を検出ユニット５０へ出力する。
検出ユニット５０は、受光部４０により受光した検査用のレーザ光２２の情報を取得するユニットである。検出ユニット５０は、信号増幅部５１と、パルス波形情報取得部５２と、光強度情報取得部５３と、を含む。信号増幅部５１は、受光部４０から取得した電気信号を増幅してパルス波形情報取得部５２および光強度情報取得部５３へ出力する。
パルス波形情報取得部５２は、レーザ光２２のパルス波形に関する情報に対応する光強度の電気信号を取得する。光強度情報取得部５３は、レーザ光２２の強度に関する情報に対応する光強度の電気信号を取得する。なお、パルス波形情報取得部５２および光強度情報取得部５３は、各々の情報をアナログ信号で取得する。パルス波形情報取得部５２および光強度情報取得部５３は、取得した各情報に対応するアナログ信号を、制御部５４へ出力する。
制御部５４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する。
制御部５４は、パルス波形情報取得部５２および光強度情報取得部５３から取得したアナログ信号をＡＤ変換する。更に、制御部５４は、光強度のＡＤ値を、パワー値に換算する。これにより、制御部５４は、パルス波形情報取得部５２が取得したレーザ光２２のパルス波形に関する情報に対応する光強度の電気信号から、ピーク出力の時間推移情報を得る。また、制御部５４は、光強度情報取得部５３が取得したレーザ光２２の強度に関する情報に対応する光強度の電気信号から、平均出力の時間推移情報を得る。
制御部５４は、検出ユニット５０で取得した検査用のレーザ光２２の強度に関する情報に基づいて、レーザ光２２の平均出力の時間推移を取得する。検査用のレーザ光２２と加工用のレーザ光２３とは、分離部材３３において所定の割合で分離されるため、レーザ光２２の平均出力の時間推移により、加工用のレーザ光２３の平均出力の時間推移を推定することが可能である。すなわち、加工用のレーザ光２３の平均出力の時間推移に基づいて、例えば、レーザ光２３の強度の予期せぬ低下等の装置の異常を検出できる。
また、制御部５４は、検出ユニット５０で取得した検査用のレーザ光２２のパルス波形に関する情報に基づいて、レーザ光２２のピーク出力の時間推移を取得する。検査用のレーザ光２２と加工用のレーザ光２３とは、分離部材３３において所定の割合で分離されるため、レーザ光２２のピーク出力の時間推移により、加工用のレーザ光２３のピーク出力の時間推移を推定することが可能である。すなわち、制御部５４は、加工用のレーザ光２３のピーク出力の時間推移に基づいて、例えば、レーザ光２３のパルス抜け等の装置の異常を検出できる。
ここで、検出ユニット５０のパルス波形情報取得部５２が取得するレーザ光２２のパルス波形に関する情報は、パルス抜けの有無に関する情報を含んでもよい。パルス抜けの有無の検出は、所定の閾値に対して、パルス毎のピーク出力が下回るか否かの判定により行う。実施形態の制御部５４は、レーザ光２２の平均出力の時間推移に基づいて、パルス抜けの検出を行うための閾値を自動的に設定する。これにより、レーザ光２１の照射中に加工条件を変更し、適切な閾値が変化する場合にも対応可能である。
集光レンズ３２は、レーザ発振器３０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３２は、レーザ発振部３１から出射され分離部材３３に入射したレーザ光２１のうち、分離部材３３を透過した加工用のレーザ光２３を、被加工物１００に集光する。
図２に示す実施形態のレーザ光照射ユニット２０では、レーザ発振器３０の内部に受光部４０および検出ユニット５０が配置されているが、本発明ではこの形態に限定されない。図３は、レーザ光照射ユニット２０－１の別の概略構成例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２０－１は、実施形態のレーザ光照射ユニット２０と比較して、レーザ発振器３０の代わりにレーザ発振器３０－１を備える点で異なる。
レーザ発振器３０－１は、内部に、分離部材３３、受光部４０、検出ユニット５０および制御部５４を備えない。すなわち、レーザ光照射ユニット２０－１は、レーザ発振器３０－１の外部に、分離部材３３、受光部４０、検出ユニット５０および制御部５４を備える。分離部材３３は、レーザ発振器３０－１から出射された後のレーザ光２１を、検査用のレーザ光２２と、加工用のレーザ光２３と、に分離する。他の構成部品については、図２に示すレーザ光照射ユニット２０の構成部品と同様であるため、説明を省略する。
実施形態の受光部４０は、フォトディテクタを含むが、本発明では、更にサーマルセンサを含んでもよい。図４は、受光部４０－１の別の概略構成例を示す模式図である。受光部４０－１は、分岐ミラー４１によって分岐されたレーザ光２４、２５をそれぞれ受光する、サーマルセンサ４２と、フォトディテクタ４３と、を含む。
分岐ミラー４１は、分離部材３３により分離された検査用のレーザ光２２を分岐する。分岐ミラー４１は、分岐した一方のレーザ光２２をレーザ光２４としてサーマルセンサ４２へ導き、分岐した他方にレーザ光２２をレーザ光２５としてフォトディテクタ４３へ導く。分岐ミラー４１は、例えば、９９％程度のレーザ光２２を反射する反射ミラーである。分岐ミラー４１は、レーザ光２２の９９％程度を反射してレーザ光２４としてサーマルセンサ４２へ導き、残りの１パーセント程度を透過してフォトディテクタ４３へ導く。
サーマルセンサ４２は、分岐ミラー４１により分岐された一方のレーザ光２４を受光してレーザ光２４の平均出力を測定する。実施形態のサーマルセンサ４２は、分岐ミラー４１により反射されたレーザ光２４を受光する。
フォトディテクタ４３は、分岐ミラー４１により分岐された他方のレーザ光２５を受光してレーザ光２５のパルス波形に関する情報を取得する。実施形態のフォトディテクタ４３は、分岐ミラー４１を透過したレーザ光２５を受光する。
図４に示すように、分岐ミラー４１の前段には、集光レンズ４４および波長選択フィルタ４５が配設される。また、分岐ミラー４１と、フォトディテクタ４３と、の間には、ＮＤフィルタ４６が配設される。
集光レンズ４４は、分離部材３３で分離された検査用のレーザ光２２を、フォトディテクタ４３の受光面に向かって集光する。集光レンズ４４を透過したレーザ光２２は、波長選択フィルタ４５、分岐ミラー４１、およびＮＤフィルタ４６を透過して、フォトディテクタ４３に入射する。
波長選択フィルタ４５は、集光レンズ４４と分岐ミラー４１との間の検査用のレーザ光２２の光路上に配置される。波長選択フィルタ４５は、検査用のレーザ光２２のうち、所定の波長のみを透過するフィルタである。波長選択フィルタ４５は、例えば、バンドパスフィルタ、ダイクロイックフィルタ、ロングパスフィルタおよびショートパスフィルタのいずれか、またはこれらを組み合わせた構成のフィルタである。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させるフィルタである。ダイクロイックフィルタは、特定の波長領域の光を反射し、残りの波長領域の光を透過させるフィルタである。ロングパスフィルタは、所定の波長より長い波長の光を透過させるフィルタである。ショートパスフィルタは、所定の波長より短い波長の光を透過させるフィルタである。実施形態の波長選択フィルタ４５は、サーマルセンサ４２およびフォトディテクタ４３において測定可能な波長のみを透過させる。
ＮＤフィルタ４６は、分岐ミラー４１で分岐されたレーザ光２５の光量を一定量落として透過させる。これにより、フォトディテクタ４３に入射するレーザ光２５の光量を落とすことができる。
ここで、サーマルセンサ４２およびフォトディテクタ４３の両方を有する受光部４０を備えるレーザ加工装置１において、パルス抜けを検出するための閾値９３を自動的に設定する方法について説明する。図５は、図４に示すサーマルセンサ４２が受光したレーザ光２４の平均出力の推移の一例を示すグラフである。図６は、図４に示すフォトディテクタ４３が受光したレーザ光２５の出力の推移の一例を示すグラフである。図５および図６に示す一例では、レーザ加工条件を、第一加工条件９１から第二加工条件９２に途中で変更しているものとする。
制御部５４は、サーマルセンサ４２が取得したレーザ光２４の平均出力に基づいて、図５に示すような加工用のレーザ光２３の平均出力の推移を推定する。図５に示すように、第一加工条件９１でレーザ加工を実行している間、レーザ光２３の平均出力は、概ね一定である。また、第二加工条件９２でレーザ加工を実行している間、レーザ光２３の平均出力は、概ね一定である。また、第一加工条件９１から第二加工条件９２へ移行することで、レーザ光２３の平均出力は、変化する（図５に示す一例では減少する）。
また、制御部５４は、図６に示すようなフォトディテクタ４３が取得したレーザ光２５のピーク出力を含む波形データに基づいて、加工用のレーザ光２３のピーク出力の推移を推定する。第一加工条件９１でレーザ加工を実行している間、レーザ光２３のパルス波形は、概ね一定である。また、第二加工条件９２でレーザ加工を実行している間、レーザ光２３のパルス波形は、概ね一定である。また、第一加工条件９１から第二加工条件９２への移行することで、レーザ光２３のパルス波形は、変化する（図６に示す一例ではピーク値が減少する）。
制御部５４は、図５に示すサーマルセンサ４２が取得したレーザ光２４の平均出力に、所定の係数を乗算した値を、図６に示すフォトディテクタ４３が取得したレーザ光２５の波形データのパルス抜けの閾値９３として設定する。したがって、設定される閾値９３は、レーザ光２３の平均出力が変化するタイミング、すなわち第一加工条件９１から第二加工条件９２へ移行するタイミングで変化する。
以上説明したように、実施形態に係るレーザ加工装置１では、レーザ光２１の一部を検査用のレーザ光２２として分離し、このレーザ光２２を受光することで、レーザ光２２の強度測定とパルス観測とを同時に行うことを可能としている。この方法では、レーザ光２１の一部を検出用のレーザ光２２として分離しつつ、レーザ光２１の大部分を加工用のレーザ光２３として使用しているため、加工しながらレーザ光２１の状態を把握することが可能となり、生産性を向上することが可能となる。
例えば、検知したレーザ光２２の平均出力の推移および出力の推移に基づいて、これらが予め設定した閾値を下回ったことにより、加工用のレーザ光２３の出力の低下およびパルス抜けを推定できる。レーザ光２２の出力が低下した場合や、パルス抜けが観測された場合には、加工を停止して被加工物１００の全損を回避することが可能である。また、異常が観測された瞬間の前後の各種センサ値をログとして保存し、異常解析に使用することも可能である。ここで、各種センサ値とは、レーザ発振器３０内部の光学素子にかけている電圧や電流、温度等の情報、光学ボックス内の温度や湿度等の情報を含む。また、これらのデータを蓄積することによって、不良発生の予知や防止に利用することができる。
また、レーザ光２３の平均出力および出力の推移を検知し、平均出力に基づいてパルス抜けを検出するための閾値を自動設定することにより、加工中に加工条件を変更し、適正な閾値が変化する場合にも適用可能である。
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。例えば、制御部５４は、検出ユニット５０で取得した情報を出力するのみでもよく、出力された情報に基づいて、装置が正常に稼働しているか否かをオペレータが判断してもよい。例えば、制御部５４は、サーマルセンサ４２が取得した平均出力に基づいて設定したパルス抜けを検出するための閾値と、フォトディテクタ４３が取得した波形データとを出力するのみでもよく、出力された情報に基づいて、パルス抜けの有無をオペレータが判断してもよい。
１ レーザ加工装置
１０ 保持テーブル
２０、２０－１ レーザ光照射ユニット
２１、２２、２３、２４、２５ レーザ光
３０、３０－１ レーザ発振器
３１ レーザ発振部
３２ 集光レンズ
３３ 分離部材
４０、４０－１ 受光部
４１ 分岐ミラー
４２ サーマルセンサ
４３ フォトディテクタ
４４ 集光レンズ
４５ 波長選択フィルタ
４６ ＮＤフィルタ
５０ 検出ユニット
５１ 信号増幅部
５２ パルス波形情報取得部
５３ 光強度情報取得部
５４ 制御部
９１ 第一加工条件
９２ 第二加工条件
９３ 閾値
１００ 被加工物

Claims (5)

  1. レーザ加工装置であって、
    レーザ光を生成するレーザ発振器と、
    該レーザ発振器によって生成されたレーザ光を集光する集光レンズと、
    該レーザ発振器によって生成されたレーザ光を、検査用のレーザ光と、被加工物に集光させるための加工用のレーザ光と、に分離する分離部材と、
    該分離部材により分離された検査用のレーザ光を受光する受光部と、
    該受光部により受光したレーザ光から、該レーザ光の強度に関する情報と、該レーザ光のパルス波形に関する情報と、を取得する検出ユニットと、
    該検出ユニットで取得した情報を出力する制御部と、
    を備えることを特徴とする、
    レーザ加工装置。
  2. 該分離部材により分離された検査用のレーザ光を分岐するための分岐ミラーを更に備え、
    該受光部は、
    該分岐ミラーにより分岐された一方のレーザ光を受光して該レーザ光の平均出力を測定するサーマルセンサと、
    該分岐ミラーにより分岐された他方のレーザ光を受光して該レーザ光のパルス波形に関する情報を取得するフォトディテクタと、
    を有することを特徴とする、
    請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 該サーマルセンサは、該分岐ミラーにより反射されたレーザ光を受光し、
    該フォトディテクタは、該分岐ミラーを透過したレーザ光を受光するように配設されることを特徴とする、
    請求項２に記載のレーザ加工装置。
  4. 該分岐ミラーと、該フォトディテクタと、の間にＮＤフィルタを配設することを特徴とする、
    請求項３に記載のレーザ加工装置。
  5. 該検出ユニットで取得する該レーザ光のパルス波形に関する情報は、パルス抜けの有無に関する情報を含み、
    該制御部は、該レーザ光の平均出力に基づいて、パルス抜けを検出するための閾値を自動で設定することを特徴とする、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
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