JP2024027845A - Laser processing equipment and laser processing method - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザ加工中に加工溝が正常に形成されているか否かを低コスト且つ短時間且つ省スペースで評価可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する。【解決手段】レーザ加工中に、レーザヘッド24からストリートCに照射されるレーザ光(第1レーザ光L1、第2レーザ光L2)の第1加工点(加工点SP1,SP2)を撮影する撮影手段(カメラ45,46A,46B)と、撮影手段が撮影した第1加工点の第1撮影画像(撮影画像D1,D2A,D2B)から第1加工点で発生するプラズマ68,69の形状であるプラズマ形状を取得するプラズマ形状取得部56と、プラズマ形状取得部56が取得したプラズマ形状を評価するプラズマ形状評価部58と、を備える。【選択図】図7The present invention provides a laser processing device and a laser processing method that can evaluate whether or not a processing groove is normally formed during laser processing at low cost, in a short time, and in a space-saving manner. [Solution] Photographing to photograph the first processing points (processing points SP1, SP2) of the laser beams (first laser beam L1, second laser beam L2) irradiated onto the street C from the laser head 24 during laser processing. This is the shape of the plasma 68, 69 generated at the first processing point based on the means (cameras 45, 46A, 46B) and the first photographed image (photographed image D1, D2A, D2B) of the first processing point taken by the photographing means. It includes a plasma shape acquisition section 56 that acquires a plasma shape, and a plasma shape evaluation section 58 that evaluates the plasma shape acquired by the plasma shape acquisition section 56. [Selection diagram] Figure 7

Description

本発明は、ウェーハのレーザ加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for laser processing a wafer.

近年の半導体デバイスの製造分野では、シリコン等の基板の表面にガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜(Low-k膜)と回路を形成する機能膜とを積層した積層体により複数のデバイスを形成しているウェーハ(半導体ウェーハ)が知られている。このようなウェーハは、複数のデバイスが格子状のストリートによって格子状に区画されており、ウェーハをストリートに沿って分割することにより個々のデバイスが製造される。 In recent years, in the field of semiconductor device manufacturing, multiple devices are manufactured using a laminate in which a low dielectric constant insulating film (Low-k film) made of a glassy material and a functional film forming a circuit are laminated on the surface of a substrate such as silicon. Wafers (semiconductor wafers) are known. In such a wafer, a plurality of devices are partitioned into a grid pattern by grid-like streets, and individual devices are manufactured by dividing the wafer along the streets.

ウェーハを複数のデバイス(チップ)に分割する方法として、高速回転するブレードを用いる方法、ウェーハの内部にストリートに沿ってレーザ加工領域を形成すると共に強度が低下したストリートに沿って外力を加える方法が知られている。しかしながら、Low-k膜が適用されたウェーハの場合、Low-k膜の素材とウェーハの素材とが異なるため、前者の方法ではブレードによりLow-k膜と基板とを同時に切削することが困難である。また、後者の方法ではストリート上にLow-k膜が存在する場合に良好な品質で個々のデバイスに分割することが困難である。 Methods for dividing a wafer into multiple devices (chips) include using a blade that rotates at high speed, and forming a laser processing area along streets inside the wafer and applying external force along streets with reduced strength. Are known. However, in the case of a wafer to which a low-k film is applied, the material of the low-k film and the material of the wafer are different, so it is difficult to cut the low-k film and the substrate at the same time with the blade in the former method. be. Furthermore, in the latter method, when a low-k film is present on the street, it is difficult to divide into individual devices with good quality.

そこで、特許文献1及び特許文献2には、ウェーハに対してレーザ光学系をストリートに沿った加工送り方向に相対移動させつつレーザ光学系からレーザ光をストリートに照射することでストリートに沿って加工溝を形成するレーザ加工(アブレーション溝加工)を行うレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置によれば、ストリートに沿って加工溝を形成することでストリート上からLow-k膜等を除去することができる。 Therefore, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose that the wafer is processed along the street by irradiating laser light from the laser optical system onto the street while moving the laser optical system relative to the wafer in the processing feed direction along the street. A laser processing apparatus that performs laser processing to form grooves (ablation groove processing) is disclosed. According to this laser processing apparatus, by forming processing grooves along the streets, it is possible to remove the Low-k film and the like from above the streets.

また、特許文献2に記載のレーザ加工装置は、レーザ光学系によるレーザ加工中にレーザ光の加工点を撮影し、この加工点の撮影画像から加工点で発生するプラズマを検出し、このプラズマの位置と所定の加工予定位置との位置関係を計測する。これにより、特許文献2に記載のレーザ加工装置は、レーザ加工の加工位置を修正することができる。 In addition, the laser processing apparatus described in Patent Document 2 photographs the processing point of the laser beam during laser processing using a laser optical system, detects plasma generated at the processing point from the photographed image of this processing point, and detects the plasma generated at the processing point from the photographed image of this processing point. The positional relationship between the position and a predetermined processing planned position is measured. Thereby, the laser processing apparatus described in Patent Document 2 can correct the processing position of laser processing.

特開2021-093460号公報JP2021-093460A 特開2017-120820号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-120820

上記各特許文献に記載のレーザ加工装置によりストリートのレーザ加工を行う場合において、レーザヘッドのビームポインティングの振れが発生したり、レーザヘッドに設けられている光学素子の組付け誤差及び温度変化による光学素子の位置姿勢の変動が発生したりすると、レーザ光のビームプロファイルが崩れてしまう。この場合にはレーザ加工による加工溝の加工形状が悪化する虞があるが、上記各特許文献に記載のレーザ加工装置はレーザ光のビームプロファイルの崩れを検出する機能を備えてはいない。 When performing street laser processing using the laser processing apparatus described in each of the above patent documents, the beam pointing of the laser head may fluctuate, and the optical When a change in the position and orientation of the element occurs, the beam profile of the laser beam collapses. In this case, there is a risk that the shape of the processed groove formed by laser processing will deteriorate, but the laser processing apparatuses described in the above-mentioned patent documents do not have a function of detecting the collapse of the beam profile of the laser beam.

そこで、レーザ加工装置にビームプロファイラを設け、このビームプロファイラによりレーザ光のビームプロファイル測定を行うことが考えられる。しかしながら、この場合には、ウェーハのレーザ加工中にビームプロファイル測定を行うことができない。また、ビームプロファイラは高価であり、複数のレーザ加工装置ごとにビームプロファイラを設けるとコストが高くなると共に、ビームプロファイラの設置スペースを新たに確保する必要が生じる。さらに、レーザヘッドにより複数の加工点で同時にレーザ加工を行う場合には、1台のビームプロファイルでは加工点ごとのビームプロファイル測定に時間がかかる。 Therefore, it is conceivable to provide a beam profiler in the laser processing apparatus and measure the beam profile of the laser beam using this beam profiler. However, in this case, beam profile measurement cannot be performed during laser processing of the wafer. In addition, beam profilers are expensive, and if a beam profiler is provided for each of a plurality of laser processing devices, the cost increases and it becomes necessary to secure a new installation space for the beam profiler. Furthermore, when laser processing is performed simultaneously at a plurality of processing points using a laser head, it takes time to measure the beam profile for each processing point with one beam profile.

また、レーザヘッド内のレーザ光の光路途中にPSD(Position Sensitive Detector)を設け、PSDによりレーザヘッド内の光学素子に対するレーザ光の位置ずれを測定する方法も考えられる。しかしながら、この方法は、レーザ光のビームプロファイルを直接評価するものではなく、さらにPSDよりも下流側の光路で発生したビームプロファイルの崩れを測定することができない。 Another possible method is to provide a PSD (Position Sensitive Detector) in the optical path of the laser beam in the laser head, and use the PSD to measure the positional deviation of the laser beam with respect to the optical element in the laser head. However, this method does not directly evaluate the beam profile of the laser beam, and furthermore cannot measure the beam profile collapse that occurs in the optical path downstream of the PSD.

さらにレーザ加工装置に三次元計測装置(顕微鏡)を設け、レーザ加工により形成された加工溝の形状を三次元計測装置により測定することが考えられる。しかしながら、この場合には、ウェーハのレーザ加工中に加工溝の形状測定を行うことができない。また、三次元計測装置は高価であり、その設置スペースを新たに確保する必要もある。さらに、三次元計測装置による加工溝の形状測定には時間がかかるという問題もある。 Furthermore, it is conceivable to provide a three-dimensional measuring device (microscope) to the laser processing device and measure the shape of the processed groove formed by laser processing using the three-dimensional measuring device. However, in this case, the shape of the processed groove cannot be measured during laser processing of the wafer. Furthermore, the three-dimensional measuring device is expensive, and it is also necessary to secure additional space for its installation. Furthermore, there is also the problem that it takes time to measure the shape of the machined groove using a three-dimensional measuring device.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、レーザ加工中に加工溝が正常に形成されているか否かを低コスト且つ短時間且つ省スペースで評価可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these circumstances, and provides a laser processing device and laser processing that can evaluate whether or not a processed groove is normally formed during laser processing at low cost, in a short time, and in a space-saving manner. The purpose is to provide a method.

本発明の目的を達成するためのレーザ加工装置は、ウェーハに対してレーザヘッドをウェーハのストリートに沿った加工送り方向に相対移動させつつレーザヘッドからレーザ光をストリートに照射することで、ストリートに沿ってレーザ加工を行うレーザ加工装置において、レーザ加工中に、レーザヘッドからストリートに照射されるレーザ光の第1加工点を撮影する撮影手段と、撮影手段が撮影した第1加工点の第1撮影画像から第1加工点で発生するプラズマのプラズマ形状を取得するプラズマ形状取得部と、プラズマ形状取得部が取得したプラズマ形状を評価するプラズマ形状評価部と、を備える。 A laser processing apparatus for achieving the object of the present invention irradiates the street with laser light from the laser head while moving the laser head relative to the wafer in the processing feed direction along the street of the wafer. In a laser processing device that performs laser processing along a street, a photographing means for photographing a first processing point of the laser beam irradiated from a laser head onto a street during laser processing; The apparatus includes a plasma shape acquisition section that acquires the plasma shape of plasma generated at the first processing point from a photographed image, and a plasma shape evaluation section that evaluates the plasma shape acquired by the plasma shape acquisition section.

このレーザ加工装置によれば、第1加工点でのプラズマ形状を評価することで、レーザ加工中に加工溝が正常に形成されているかを評価することができる。 According to this laser processing apparatus, by evaluating the plasma shape at the first processing point, it is possible to evaluate whether the processing groove is normally formed during laser processing.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザヘッドが、プラズマ形状評価部によりプラズマ形状が異常であると評価された第1加工点のプラズマ形状が正常になるようレーザ光の形状を補正する形状補正部を備える。これにより、レーザ加工により正常な加工溝を形成することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser head corrects the shape of the laser beam so that the plasma shape at the first processing point where the plasma shape has been evaluated as abnormal by the plasma shape evaluation section becomes normal. A shape correction section is provided. Thereby, a normal processed groove can be formed by laser processing.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、第1撮影画像からプラズマの明るさを取得する明るさ取得部と、明るさ取得部が取得したプラズマの明るさを評価する明るさ評価部と、を備える。これにより、加工溝の加工形状(加工深さ等)が正常であるか否かを評価することができる。 A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention includes: a brightness acquisition section that acquires the brightness of plasma from the first photographed image; and a brightness evaluation section that evaluates the brightness of the plasma acquired by the brightness acquisition section. , is provided. Thereby, it is possible to evaluate whether the machined shape (machined depth, etc.) of the machined groove is normal.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザヘッドが同一のストリートに対してレーザ加工を繰り返し行い、撮影手段が、レーザ加工ごとに、第1加工点を互いに異なる撮影条件であって且つ予め定められたプラズマの明るさが得られる撮影条件で撮影する。これにより、同一のストリートに対してレーザ加工が繰り返されることに起因したプラズマの明るさの差異を補正可能である。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser head repeatedly performs laser processing on the same street, and the photographing means photographs the first processing point under different photographing conditions for each laser processing, and Photographing is performed under photographing conditions that provide a predetermined plasma brightness. This makes it possible to correct differences in plasma brightness caused by repeated laser processing on the same street.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザヘッドが同一のストリートに対してレーザ加工を繰り返し行い、第1撮影画像に対して画像処理を施す画像処理部を備え、画像処理部が、レーザ加工ごとに、互いに異なる画像処理条件であって且つ予め定められたプラズマの明るさが得られる画像処理条件で第1撮影画像に対して画像処理を施す。これにより、同一のストリートに対してレーザ加工が繰り返されることに起因したプラズマの明るさの差異を補正可能である。 In a laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser head repeatedly performs laser processing on the same street and includes an image processing section that performs image processing on the first captured image, the image processing section comprising: For each laser process, image processing is performed on the first captured image under image processing conditions that are different from each other and that allow a predetermined plasma brightness to be obtained. This makes it possible to correct differences in plasma brightness caused by repeated laser processing on the same street.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザヘッドが、レーザ光を複数に分岐させる第1分岐光学素子を備え、第1分岐光学素子により分岐された複数のレーザ光をストリートに集光し、撮影手段が、レーザ光ごとの第1加工点を撮影し、プラズマ形状取得部が、第1撮影画像から第1加工点ごとのプラズマ形状を取得し、プラズマ形状評価部が、第1加工点ごとにプラズマ形状の評価を行う。これにより、第1加工点ごとに加工溝が正常に形成されているかを評価することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser head includes a first branching optical element that branches the laser beam into a plurality of beams, and the plurality of laser beams branched by the first branching optical element are focused on a street. The photographing means photographs the first processing point for each laser beam, the plasma shape acquisition unit acquires the plasma shape for each first processing point from the first photographed image, and the plasma shape evaluation unit photographs the first processing point for each laser beam. Evaluate the plasma shape point by point. Thereby, it is possible to evaluate whether the machining groove is normally formed at each first machining point.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、プラズマ形状評価部が、第1加工点ごとのプラズマ形状、及び第1加工点ごとのプラズマの大きさのバランスを評価する。これにより、第1加工点ごとに加工溝の加工形状が均等であるか否かを評価することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the plasma shape evaluation section evaluates the plasma shape for each first processing point and the balance of the plasma size for each first processing point. Thereby, it is possible to evaluate whether the machining shape of the machining groove is uniform for each first machining point.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザヘッドが、プラズマ形状評価部により異常であると評価された第1加工点のプラズマ形状及び大きさのバランスを補正する形状補正部を備える。これにより、レーザ加工により正常な加工溝を形成することができる。 In a laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser head includes a shape correction section that corrects the plasma shape and size balance of the first processing point evaluated as abnormal by the plasma shape evaluation section. Thereby, a normal processed groove can be formed by laser processing.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、第1撮影画像から第1加工点ごとのプラズマの明るさを取得する明るさ取得部と、明るさ取得部が取得した第1加工点ごとのプラズマの明るさ、及び第1加工点ごとのプラズマの明るさのバランスを評価する明るさ評価部と、を備える。これにより、第1加工点ごとに加工溝の加工形状が均等であるか否かを評価することができる。 A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention includes a brightness acquisition unit that acquires plasma brightness for each first processing point from a first captured image; A brightness evaluation unit that evaluates the brightness of the plasma and the balance of the brightness of the plasma for each first processing point. Thereby, it is possible to evaluate whether the machining shape of the machining groove is uniform for each first machining point.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、第1撮影画像から第1加工点ごとのプラズマの位置を取得する位置取得部と、位置取得部が取得した第1加工点ごとのプラズマの位置関係を評価する位置関係評価部と、を備える。これにより、第1加工点ごとの加工溝の形成位置が適正であるか否かを評価することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, there is provided a position acquisition unit that acquires a plasma position for each first processing point from a first photographed image, and a plasma position for each first processing point acquired by the position acquisition unit. A positional relationship evaluation unit that evaluates the relationship. Thereby, it is possible to evaluate whether or not the forming position of the machining groove at each first machining point is appropriate.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ加工によりストリートに正常な加工溝が形成される場合のプラズマ形状を示す基準形状情報を予め取得する形状情報取得部を備え、プラズマ形状評価部が、プラズマ形状取得部により取得されたプラズマ形状と、形状情報取得部により取得された基準形状情報と、の一致度に基づき、プラズマ形状の評価を行う。 A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention includes a shape information acquisition unit that acquires in advance reference shape information indicating a plasma shape when a normal processed groove is formed on a street by laser processing, and a plasma shape evaluation unit However, the plasma shape is evaluated based on the degree of coincidence between the plasma shape acquired by the plasma shape acquisition section and the reference shape information acquired by the shape information acquisition section.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光がガウシンアンビームであり、加工送り方向及びレーザヘッドの光軸の双方に対して垂直な方向を垂直方向とした場合に、プラズマ形状評価部が、プラズマの真円度、及びレーザ加工の加工予定ラインに対するプラズマの垂直方向の対称性に基づき、プラズマ形状の評価を行う。これにより、加工溝が正常に形成されているか否かを評価することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, when the laser light is a Gaussian beam and the vertical direction is a direction perpendicular to both the processing feed direction and the optical axis of the laser head, the plasma shape is The evaluation unit evaluates the plasma shape based on the roundness of the plasma and the symmetry of the plasma in the vertical direction with respect to the line to be processed by laser processing. Thereby, it is possible to evaluate whether or not the machined groove is properly formed.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光がラインビームであり、加工送り方向及びレーザヘッドの光軸の双方に対して垂直な方向を垂直方向とした場合に、プラズマ形状評価部が、プラズマの長手方向及び短手方向の長さと、プラズマの長手方向の一端部及び他端部からレーザ加工の加工予定ラインまでの垂直方向の長さと、に基づきプラズマ形状の評価を行う。これにより、加工溝が正常に形成されているか否かを評価することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, when the laser beam is a line beam and the vertical direction is a direction perpendicular to both the processing feed direction and the optical axis of the laser head, the plasma shape evaluation unit However, the plasma shape is evaluated based on the length of the plasma in the longitudinal direction and the lateral direction, and the length in the vertical direction from one end and the other end of the plasma in the longitudinal direction to the line to be processed by laser processing. Thereby, it is possible to evaluate whether or not the machined groove is properly formed.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザヘッドが、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光をストリートに集光する集光レンズと、を備え、撮影手段が、集光レンズを通してレーザヘッドの光軸と同軸で第1加工点の撮影を行う。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser head includes a laser light source that emits a laser beam, and a condensing lens that condenses the laser beam onto the street, and the photographing means passes the laser beam through the condensing lens. The first processing point is photographed coaxially with the optical axis of the laser head.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザ光源から集光レンズに至る主光路と、主光路の途中から分岐して撮影手段に至る分岐光路と、分岐光路と主光路の途中に設けられ、分岐光路に分岐させる第2分岐光学素子と、分岐光路の途中に設けられ、プラズマの波長域の光のみを透過するフィルタと、を備える。これにより、第1撮影画像からプラズマ形状をより正確に取得することができる。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, there is provided a main optical path from the laser light source to the condensing lens, a branch optical path branching from the middle of the main optical path and reaching the photographing means, and a branch optical path provided in the middle of the branch optical path and the main optical path. and a second branching optical element that branches into a branched optical path, and a filter that is provided in the middle of the branched optical path and transmits only light in the plasma wavelength range. Thereby, the plasma shape can be more accurately acquired from the first photographed image.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、レーザヘッドが、ストリートのレーザ加工を行うタイミング以外のタイミングで、安定したレーザ加工が可能な被加工物に対するレーザ加工を実行し、被加工物のレーザ加工中に、撮影手段が、レーザヘッドから被加工物に照射されるレーザ光の第2加工点を撮影し、プラズマ形状取得部が、撮影手段により撮影された第2加工点の第2撮影画像から第2加工点で発生するプラズマのプラズマ形状を取得し、プラズマ形状評価部が、プラズマ形状取得部により取得された第2加工点のプラズマ形状を評価する。これにより、レーザヘッドに問題があるか否かを判定することができるので、ストリートのレーザ加工中にプラズマ形状に異常が発生した場合にはその原因(ウェーハの加工性に問題あり)を特定可能である。 In the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the laser head performs laser processing on a workpiece that can be stably laser processed at a timing other than the timing when street laser processing is performed, and During laser processing, the photographing means photographs the second processing point of the laser beam irradiated from the laser head to the workpiece, and the plasma shape acquisition unit takes a second photograph of the second processing point photographed by the photographing means. The plasma shape of the plasma generated at the second processing point is acquired from the image, and the plasma shape evaluation section evaluates the plasma shape at the second processing point acquired by the plasma shape acquisition section. This makes it possible to determine whether there is a problem with the laser head, so if an abnormality occurs in the plasma shape during street laser processing, it is possible to identify the cause (problem with wafer processability). It is.

本発明の他の態様に係るレーザ加工装置において、プラズマ形状取得部が取得したプラズマ形状に基づき、レーザ加工でストリートに形成される加工溝の形状を推定する形状推定部を備える。これにより、加工溝の形状測定のために高価な三次元計測装置(顕微鏡)をレーザ加工装置に設ける必要がなくなるので、レーザ加工装置のコストを低減することができる。 A laser processing apparatus according to another aspect of the present invention includes a shape estimation section that estimates the shape of a processed groove formed in a street by laser processing based on the plasma shape acquired by the plasma shape acquisition section. This eliminates the need to provide the laser processing apparatus with an expensive three-dimensional measuring device (microscope) for measuring the shape of the processed groove, so the cost of the laser processing apparatus can be reduced.

本発明の目的を達成するためのレーザ加工方法は、ウェーハに対してレーザヘッドをウェーハのストリートに沿った加工送り方向に相対移動させつつレーザヘッドからレーザ光をストリートに照射することで、ストリートに沿ってレーザ加工を行うレーザ加工方法において、レーザ加工中に、レーザヘッドからストリートに照射されるレーザ光の第1加工点を撮影する撮影ステップと、撮影ステップで撮影された第1加工点の第1撮影画像から第1加工点で発生するプラズマの形状であるプラズマ形状を取得する形状取得ステップと、形状取得ステップで取得されたプラズマ形状が正常であるか否かを評価する形状評価ステップと、を有する。 A laser processing method for achieving the object of the present invention is to irradiate the street with laser light from the laser head while moving the laser head relative to the wafer in the processing feed direction along the street of the wafer. In a laser processing method that performs laser processing along the street, there is a photographing step of photographing the first processing point of the laser beam irradiated from the laser head onto the street during laser processing; a shape acquisition step of acquiring a plasma shape that is a shape of plasma generated at a first processing point from one captured image; a shape evaluation step of evaluating whether or not the plasma shape acquired in the shape acquisition step is normal; has.

本発明は、レーザ加工中に加工溝が正常に形成されているか否かを低コスト且つ短時間且つ省スペースで評価することができる。 According to the present invention, it is possible to evaluate whether or not a processed groove is normally formed during laser processing at low cost, in a short time, and in a space-saving manner.

第1実施形態のレーザ加工装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment. ウェーハの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a wafer. 奇数番目のストリートに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining laser processing along odd-numbered streets. 偶数番目のストリートに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining laser processing along even-numbered streets. ウェーハに対して往路方向側に相対移動されるレーザヘッドによる縁切り加工及び中抜き加工と、各加工点の撮影と、を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining edge cutting and hollowing by a laser head that is moved relative to the wafer in the outward direction, and photographing of each processing point. ウェーハに対して復路方向側に相対移動されるレーザヘッドによる縁切り加工及び中抜き加工と、各加工点の撮影と、を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining edge cutting and hollowing by a laser head that is moved relative to the wafer in the backward direction, and photographing of each processing point. 第1実施形態の制御装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a control device according to a first embodiment. 縁切り加工の一対の加工点の撮影画像の一例を示した図である。It is a figure showing an example of the photographed image of a pair of processing points of edge cutting processing. 中抜き加工の各加工点の撮影画像の一例を示した図である。It is a figure showing an example of the photographed image of each processing point of hollow processing. 第2評価部による加工点ごとの第1プラズマ形状の評価を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining evaluation of the first plasma shape for each processing point by the second evaluation unit. 第2評価部による加工点ごとの第2プラズマ形状の評価を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining evaluation of the second plasma shape for each processing point by the second evaluation unit. 第1実施形態のレーザ加工装置によるウェーハの各ストリートのレーザ加工処理の流れを示すフローチャートである。2 is a flowchart showing the flow of laser processing of each street of a wafer by the laser processing apparatus of the first embodiment. 図12中のプラズマ形状評価処理の流れを示すフローチャートである。13 is a flowchart showing the flow of plasma shape evaluation processing in FIG. 12. FIG. 第2実施形態のレーザ加工装置の制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device of a laser processing device of a 2nd embodiment. 第4実施形態のレーザ加工装置を示したブロック図である。It is a block diagram showing the laser processing device of a 4th embodiment. 第5実施形態のレーザ加工装置のレーザヘッドの要部を示した概略図である。It is a schematic diagram showing the main part of the laser head of the laser processing device of a 5th embodiment. 第6実施形態のレーザ加工装置の制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device of a laser processing device of a 6th embodiment. 基準加工モードの処理の流れを示したフローチャートである。3 is a flowchart showing the flow of processing in the standard machining mode. 第7実施形態のレーザ加工装置の制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device of a laser processing device of a 7th embodiment. 縁切り加工及び中抜き加工で共通のレーザ光源を用いるレーザヘッドの変形例を示した図である。It is a figure which showed the modification of the laser head which uses a common laser light source for edge cutting processing and hollow processing.

[第1実施形態のレーザ加工装置の全体構成]
図1は、第1実施形態のレーザ加工装置10の概略図である。図1に示すように、レーザ加工装置10は、ブレード加工によりウェーハ12を複数のチップ14(図2参照)に分割する前の前工程として、ウェーハ12に対してレーザ加工(アブレーション溝加工)を施す。なお、図中のXYZ方向は互いに直交し、このうちX方向及びY方向は水平方向であり、Z方向は上下方向である。ここで、X方向は本発明の加工送り方向に相当し、Y方向は本発明の垂直方向に相当する。
[Overall configuration of laser processing device of first embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 10 performs laser processing (ablation groove processing) on the wafer 12 as a pre-process before dividing the wafer 12 into a plurality of chips 14 (see FIG. 2) by blade processing. give Note that the XYZ directions in the figure are orthogonal to each other, of which the X and Y directions are horizontal, and the Z direction is vertical. Here, the X direction corresponds to the processing feed direction of the present invention, and the Y direction corresponds to the vertical direction of the present invention.

図2は、ウェーハ12の平面図である。図2に示すように、ウェーハ12は、シリコン等の基板の表面にLow-k膜と回路を形成する機能膜とを積層した積層体である。ウェーハ12は格子状に配列された複数のストリートCによって複数の領域に区画されている。この区画された各領域にはチップ14を構成するデバイス16が設けられている。 FIG. 2 is a plan view of the wafer 12. As shown in FIG. 2, the wafer 12 is a laminate in which a low-k film and a functional film for forming a circuit are laminated on the surface of a substrate made of silicon or the like. The wafer 12 is divided into a plurality of regions by a plurality of streets C arranged in a grid pattern. A device 16 constituting the chip 14 is provided in each of the divided areas.

レーザ加工装置10は、図中の括弧付き数字(1)~(4)、・・・に示すように、互いに交差する方向の一方向に沿ったストリートCごとにストリートCに沿って基板上のLow-k膜等を除去するレーザ加工を行う。また、レーザ加工装置10は、一方向に平行な全てのストリートCのレーザ加工が完了すると、ウェーハ12を90°回転させて、他方向に沿ったストリートCごとにストリートCに沿ってLow-k膜等を除去するレーザ加工を行う。 The laser processing apparatus 10 processes the substrate along each street C along one direction that intersects with each other, as shown by the numbers (1) to (4) in parentheses in the figure. Laser processing is performed to remove low-k films and the like. Further, when the laser processing of all streets C parallel to one direction is completed, the laser processing apparatus 10 rotates the wafer 12 by 90 degrees and performs low-k processing along each street C along the other direction. Perform laser processing to remove films, etc.

この際にレーザ加工装置10は、ウェーハ12のレーザ加工に要するタクトタイムを低減するために、ウェーハ12に対して後述のレーザヘッド24をX方向に相対移動させる際の加工送り方向(相対移動方向)をストリートCごとに交互に切り替える。 At this time, in order to reduce the takt time required for the laser processing of the wafer 12, the laser processing apparatus 10 uses a processing feed direction (relative movement direction) when moving a laser head 24, which will be described later, relative to the wafer 12 in the X direction. ) are switched alternately for each street C.

例えば、図中の括弧付き数字(1),(3)等に示す奇数番目のストリートCに沿ってレーザ加工を行う場合には、ウェーハ12に対して後述のレーザヘッド24をX方向の一方向側である往路方向側XA(図5参照)に相対移動させる。また、図中の括弧付き数字(2),(4)等に示す偶数番目のストリートCに沿ってレーザ加工を行う場合には、ウェーハ12に対してレーザヘッド24をX方向の他方向側である復路方向側XB(図6参照)に相対移動させる。 For example, when performing laser processing along odd-numbered streets C shown in parentheses (1), (3), etc. in the figure, the laser head 24 (described later) is moved in one direction in the X direction with respect to the wafer 12. side, which is the forward direction side XA (see FIG. 5). In addition, when laser processing is performed along even-numbered streets C shown in parentheses (2), (4), etc. in the figure, the laser head 24 is placed on the other side of the X direction with respect to the wafer 12. It is relatively moved to a certain return direction side XB (see FIG. 6).

図3は、奇数番目のストリートCに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。図4は、偶数番目のストリートCに沿ったレーザ加工を説明するための説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining laser processing along odd-numbered streets C. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining laser processing along even-numbered streets C.

図3及び図4に示すように、レーザ加工装置10は、レーザ加工として縁切り加工及び中抜き加工を同時に(並行して)実行する。縁切り加工は、ストリートCに沿って互いに平行な2条(2本)の縁切り溝18(本発明の加工溝に相当)を形成するレーザ加工である。この縁切り加工は、スプリットビームである2条の第1レーザ光L1を用いて行う。なお、2条の第1レーザ光L1はそれぞれが所謂ガウシンアンビームである。 As shown in FIGS. 3 and 4, the laser processing device 10 simultaneously (in parallel) performs edge cutting and hollow processing as laser processing. The edge cutting process is laser processing to form two edge cutting grooves 18 (corresponding to the processing grooves of the present invention) parallel to each other along the street C. This edge cutting process is performed using two lines of first laser light L1, which are split beams. Note that each of the two first laser beams L1 is a so-called Gaussian beam.

中抜き加工は、縁切り加工で形成された2条の縁切り溝18の間に中抜き溝19(本発明の加工溝に相当)を形成するレーザ加工である。この中抜き加工は、加工送り方向(X方向)に複数分岐されたラインビームである第2レーザ光L2を用いて行う。なお、図中では図面の煩雑化を防止するために、第2レーザ光L2の分岐数が2つであるが3つ以上に分岐させてもよい。 The hollowing process is laser processing that forms a hollow groove 19 (corresponding to the processing groove of the present invention) between the two edge cutting grooves 18 formed by the edge cutting process. This hollowing is performed using the second laser beam L2, which is a line beam that is branched into a plurality of lines in the processing feed direction (X direction). In addition, in order to prevent the drawing from becoming complicated, the number of branches of the second laser beam L2 is two, but it may be branched into three or more.

なお、縁切り加工(2条の縁切り溝18)及び中抜き加工(中抜き溝19)については公知技術(特許文献1参照)であるので、その詳細についての説明は省略する。 Note that the edge cutting process (two edge cutting grooves 18) and the hollowing process (hollowing grooves 19) are known techniques (see Patent Document 1), so a detailed explanation thereof will be omitted.

このようにレーザ加工装置10では、ウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XA(図5参照)に相対移動させたり或いは復路方向側XB(図6参照)に相対移動させたりする場合のいずれにおいても、縁切り加工を中抜き加工よりも先行して行う。 In this way, in the laser processing apparatus 10, when the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the outward direction XA (see FIG. 5) or in the backward direction XB (see FIG. 6), In either case, edge cutting is performed prior to hollowing.

図1に戻って、レーザ加工装置10は、ストリートCのレーザ加工と並行して、2条の第1レーザ光L1の加工点SP1の撮影と、各第2レーザ光L2の加工点SP2の撮影と、を行う。なお、各加工点SP1,SP2は本発明の第1加工点に相当する。 Returning to FIG. 1, in parallel with the laser processing on street C, the laser processing device 10 photographs the processing point SP1 of the two first laser beams L1 and the processing point SP2 of each second laser beam L2. and do. In addition, each processing point SP1, SP2 corresponds to the 1st processing point of this invention.

レーザ加工装置10は、テーブル20と、レーザヘッド24と、顕微鏡26と、相対移動機構28と、制御装置30と、を備える。 The laser processing device 10 includes a table 20, a laser head 24, a microscope 26, a relative movement mechanism 28, and a control device 30.

テーブル20はウェーハ12を保持する。このテーブル20は、相対移動機構28により加工対象のストリートCに平行な加工送り方向であるX方向に移動されると共に、Z方向に平行なテーブル20の中心軸(回転軸)を中心として回転される。 Table 20 holds wafer 12. This table 20 is moved by the relative movement mechanism 28 in the X direction, which is the processing feed direction parallel to the street C to be processed, and is also rotated about the central axis (rotation axis) of the table 20, which is parallel to the Z direction. Ru.

レーザヘッド24(レーザ光学系又はレーザユニットともいう)は、第1レーザ光源22Aと、第2レーザ光源22Bと、第1集光レンズ38と、2個の第2集光レンズ40A,40Bと、を備える。このレーザヘッド24は、2条の第1レーザ光L1を第1集光レンズ38からストリートCに向けて照射する。また、レーザヘッド24は、各第2レーザ光L2を2個の第2集光レンズ40A,40Bから選択的にストリートCに向けて照射する。なお、レーザヘッド24は、後述の相対移動機構28によりY方向及びZ方向に移動される。 The laser head 24 (also referred to as a laser optical system or a laser unit) includes a first laser light source 22A, a second laser light source 22B, a first condensing lens 38, and two second condensing lenses 40A and 40B. Equipped with. The laser head 24 irradiates the street C with two lines of first laser light L1 from the first condenser lens 38. Further, the laser head 24 selectively irradiates each second laser beam L2 toward the street C from the two second condensing lenses 40A and 40B. Note that the laser head 24 is moved in the Y direction and the Z direction by a relative movement mechanism 28, which will be described later.

顕微鏡26は、レーザヘッド24に固定されており、レーザヘッド24と一体に移動する。顕微鏡26は、ウェーハ12に対する縁切り加工及び中抜き加工の前に、ウェーハ12に形成されているアライメント基準を撮影する。なお、アライメント基準は、ストリートC上の各種構造物、デバイス16、或いは公知のアライメントマークが用いられる。 The microscope 26 is fixed to the laser head 24 and moves together with the laser head 24. The microscope 26 photographs the alignment reference formed on the wafer 12 before the wafer 12 is edge-cut and hollowed out. Note that various structures on the street C, the device 16, or known alignment marks are used as the alignment reference.

相対移動機構28は、不図示のXYZアクチュエータ及びモータ等から構成されており、制御装置30の制御の下、テーブル20のX方向の移動及び回転軸を中心とする回転と、レーザヘッド24のY方向及びZ方向の移動と、を行う。これにより、相対移動機構28は、テーブル20及びウェーハ12に対してレーザヘッド24及び顕微鏡26を相対移動させることができる。 The relative movement mechanism 28 is composed of an XYZ actuator and a motor (not shown), and under the control of the control device 30, moves the table 20 in the X direction and rotates around the rotation axis, and moves the laser head 24 in the Y direction. movement in the direction and Z direction. Thereby, the relative movement mechanism 28 can move the laser head 24 and the microscope 26 relative to the table 20 and the wafer 12.

相対移動機構28を駆動することで、加工対象のストリートCの一端である加工開始位置に対するレーザヘッド24の位置合わせ(アライメント)と、ストリートCに沿った加工送り方向(X方向)のレーザヘッド24の相対移動と、を実行することができる。また、相対移動機構28を駆動して、テーブル20を90°回転させることで、互いに交差する各ストリートCを選択的に加工送り方向(X方向)に平行にすることができる。 By driving the relative movement mechanism 28, the laser head 24 is aligned with the processing start position, which is one end of the street C to be processed, and the laser head 24 is aligned in the processing feed direction (X direction) along the street C. It is possible to perform a relative movement of . Further, by driving the relative movement mechanism 28 and rotating the table 20 by 90 degrees, the mutually intersecting streets C can be selectively made parallel to the processing feed direction (X direction).

制御装置30は、レーザヘッド24、顕微鏡26、及び相対移動機構28等のレーザ加工装置10の各部の動作を統括的に制御して、レーザヘッド24のアライメント、ストリートCごとのレーザ加工、各加工点SP1,SP2の撮影、及び加工点SP1,SP2ごとの後述の各プラズマ形状の評価等を行う。 The control device 30 centrally controls the operation of each part of the laser processing device 10 such as the laser head 24, the microscope 26, and the relative movement mechanism 28, and performs alignment of the laser head 24, laser processing for each street C, and each processing. The points SP1 and SP2 are photographed, and each plasma shape described below is evaluated for each of the processing points SP1 and SP2.

[レーザヘッド]
図5は、ウェーハ12に対して往路方向側XAに相対移動されるレーザヘッド24による縁切り加工及び中抜き加工と、各加工点SP1,SP2の撮影と、を説明するための説明図である。図6は、ウェーハ12に対して復路方向側XBに相対移動されるレーザヘッド24による縁切り加工及び中抜き加工と、各加工点SP1,SP2の撮影と、を説明するための説明図である。
[Laser head]
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining edge cutting and hollowing by the laser head 24 that is moved relative to the wafer 12 in the outward direction XA, and photographing of each processing point SP1, SP2. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the edge cutting and hollowing by the laser head 24 that is moved relative to the wafer 12 in the return direction side XB, and the photographing of each processing point SP1, SP2.

図5及び図6に示すように、レーザヘッド24は、第1レーザ光源22Aと、第2レーザ光源22Bと、第1光形成素子32と、ビームスプリッタ33と、第2光形成素子34と、ビームスプリッタ35と、分岐光学素子35Aと、接続切替素子36と、ビームスプリッタ37と、第1集光レンズ38と、第2集光レンズ40A,40Bと、照明光源41と、ビームスプリッタ42,43A,43Bと、撮影手段としてのカメラ45,46A,46Bと、第1結像レンズ47と、第2結像レンズ48A,48Bと、ステアリングミラー機構M1A,M1Bと、を備える。 As shown in FIGS. 5 and 6, the laser head 24 includes a first laser light source 22A, a second laser light source 22B, a first light forming element 32, a beam splitter 33, a second light forming element 34, Beam splitter 35, branching optical element 35A, connection switching element 36, beam splitter 37, first condensing lens 38, second condensing lens 40A, 40B, illumination light source 41, beam splitter 42, 43A , 43B, cameras 45, 46A, 46B as photographing means, a first imaging lens 47, second imaging lenses 48A, 48B, and steering mirror mechanisms M1A, M1B.

第1レーザ光源22Aは、制御装置30の制御の下、縁切り加工に適した条件(波長、パルス幅、及び繰り返し周波数等)のレーザ光LAを第1光形成素子32へ出射する。第2レーザ光源22Bは、中抜き加工に適した条件(波長、パルス幅、及び繰り返し周波数等)のレーザ光LBを第2光形成素子34へ出射する。なお、本実施形態では、レーザ光LA,LBの波長は例えば355nmである。 The first laser light source 22A emits laser light LA under conditions (wavelength, pulse width, repetition frequency, etc.) suitable for edge cutting to the first light forming element 32 under the control of the control device 30. The second laser light source 22B emits laser light LB having conditions suitable for hollowing (wavelength, pulse width, repetition frequency, etc.) to the second light forming element 34. In this embodiment, the wavelength of the laser beams LA and LB is, for example, 355 nm.

第1光形成素子32は、本発明の第1分岐光学素子として機能するものであり、例えば回折光学素子(Diffractive Optical Element:DOE)が用いられる。この第1光形成素子32は、第1レーザ光源22Aより入射したレーザ光LAを分岐(分割)して縁切り加工に対応する2条の第1レーザ光L1を形成し、2条の第1レーザ光L1をビームスプリッタ33に向けて出射する。これにより、2条の第1レーザ光L1の一部がビームスプリッタ33により第1集光レンズ38に向けて反射される。その結果、ストリートC(往路及び復路)上に第1集光レンズ38により2条の第1レーザ光L1が集光され、ストリートC上においてY方向に離間した一対の加工点SP1が形成される。 The first light forming element 32 functions as a first branching optical element of the present invention, and for example, a diffractive optical element (DOE) is used. This first light forming element 32 branches (divides) the laser beam LA incident from the first laser light source 22A to form two first laser beams L1 corresponding to edge cutting processing, and The light L1 is emitted toward the beam splitter 33. As a result, a portion of the two first laser beams L1 is reflected by the beam splitter 33 toward the first condenser lens 38. As a result, two lines of the first laser beam L1 are focused by the first condensing lens 38 on the street C (outward path and return path), and a pair of processing points SP1 spaced apart in the Y direction are formed on the street C. .

第2光形成素子34は、例えば回折光学素子及びマスク等が用いられる。第2光形成素子34は、第2レーザ光源22Bより入射したレーザ光LBから中抜き加工に対応する第2レーザ光L2を形成する。第2レーザ光L2は、ウェーハ12上において2条の縁切り溝18の間にライン状(円形状等の他の形状でも可)の加工点SP2を形成する。この加工点SP2のY方向の幅は、2条の縁切り溝18の間隔に合わせて調整されている。そして、第2光形成素子34から出射された第2レーザ光L2は、その一部がビームスプリッタ35により分岐光学素子35Aに向けて反射される。 As the second light forming element 34, for example, a diffractive optical element, a mask, etc. are used. The second light forming element 34 forms a second laser beam L2 corresponding to hollow processing from the laser beam LB incident from the second laser light source 22B. The second laser beam L2 forms a linear processing point SP2 on the wafer 12 between the two edge cutting grooves 18 (other shapes such as a circular shape are also possible). The width of this processing point SP2 in the Y direction is adjusted according to the interval between the two edge cutting grooves 18. A portion of the second laser beam L2 emitted from the second light forming element 34 is reflected by the beam splitter 35 toward the branching optical element 35A.

なお、第1光形成素子32をその光軸の軸周り方向に回転させることで一対の加工点SP1のY方向の間隔を調整可能であり、第2光形成素子34をその光軸の軸周り方向に回転させることで加工点SP2のY方向の幅を調整可能である(上記特許文献1参照)。 Note that by rotating the first light shaping element 32 around its optical axis, the interval in the Y direction between the pair of processing points SP1 can be adjusted, and by rotating the second light shaping element 34 around its optical axis. By rotating in the direction, the width of the processing point SP2 in the Y direction can be adjusted (see Patent Document 1 above).

分岐光学素子35Aは、既述の第1光形成素子32と同様に本発明の第1分岐光学素子として機能するものであり、第2光形成素子34から入射した第2レーザ光L2をX方向(加工送り方向)に沿って複数に分岐させる。この分岐光学素子35Aとしては、例えば、回折光学素子、屈折光学素子、プリズム、及びこれらの組み合わせ等が用いられる。そして、分岐光学素子35Aは、分岐した各第2レーザ光L2を接続切替素子36へ出射する。 The branching optical element 35A functions as a first branching optical element of the present invention like the first light forming element 32 described above, and directs the second laser beam L2 incident from the second light forming element 34 in the X direction. (processing feed direction) into multiple branches. As this branching optical element 35A, for example, a diffractive optical element, a refractive optical element, a prism, a combination thereof, etc. are used. Then, the branching optical element 35A emits each of the branched second laser beams L2 to the connection switching element 36.

接続切替素子36は、例えば公知の光スイッチである。なお、λ/2板、偏光ビームスプリッタ、ハーフミラー(ビームスプリッタ)、及びシャッタ等を適宜組み合わせて接続切替素子36を構成してもよい。接続切替素子36は、第2光形成素子34から出射された各第2レーザ光L2を第2集光レンズ40A及び第2集光レンズ40Bのいずれか一方に選択的に導く。 The connection switching element 36 is, for example, a known optical switch. Note that the connection switching element 36 may be configured by appropriately combining a λ/2 plate, a polarizing beam splitter, a half mirror (beam splitter), a shutter, and the like. The connection switching element 36 selectively guides each second laser beam L2 emitted from the second light forming element 34 to either the second condenser lens 40A or the second condenser lens 40B.

ビームスプリッタ37は、接続切替素子36から入射した各第2レーザ光L2の一部を第2集光レンズ40Bに向けて反射する。 The beam splitter 37 reflects a portion of each second laser beam L2 incident from the connection switching element 36 toward the second condenser lens 40B.

第1集光レンズ38及び第2集光レンズ40A,40Bは、X方向(加工送り方向)に沿って一列に配置されている。第1集光レンズ38は、第2集光レンズ40Aと第2集光レンズ40Bとの間に配置されている。第2集光レンズ40Aは、第1集光レンズ38に対して復路方向側XBに配置されている。第2集光レンズ40Bは、第1集光レンズ38に対して往路方向側XAに配置されている。 The first condenser lens 38 and the second condenser lenses 40A and 40B are arranged in a line along the X direction (processing feed direction). The first condenser lens 38 is arranged between the second condenser lens 40A and the second condenser lens 40B. The second condenser lens 40A is arranged on the return path side XB with respect to the first condenser lens 38. The second condensing lens 40B is arranged on the outgoing direction side XA with respect to the first condensing lens 38.

第1集光レンズ38は、第1光形成素子32から入射した2条の第1レーザ光L1をストリートC(往路及び復路)上に集光させる。第2集光レンズ40Aは、接続切替素子36から入射した各第2レーザ光L2をストリートC(往路)上に集光させる。第2集光レンズ40Bは、接続切替素子36からビームスプリッタ37を介して入射した各第2レーザ光L2をストリートC(復路)上に集光させる。 The first condensing lens 38 condenses the two lines of first laser light L1 incident from the first light forming element 32 onto the street C (outward path and return path). The second condensing lens 40A condenses each second laser beam L2 incident from the connection switching element 36 onto the street C (outgoing path). The second condensing lens 40B condenses each second laser beam L2 that has entered from the connection switching element 36 via the beam splitter 37 onto the street C (return path).

接続切替素子36は、レーザヘッド24がウェーハ12に対して往路方向側XA及び復路方向側XBのいずれか一方向側に相対移動される場合に、第2光形成素子34から出射された各第2レーザ光L2を、第2集光レンズ40A,40Bのうちで第1集光レンズ38に対して往路方向側XA及び復路方向側XBの他方向側に位置するレンズに導く。 When the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in one of the forward direction side XA and the backward direction side The two laser beams L2 are guided to one of the second condensing lenses 40A and 40B, which is located on the other direction side of the forward direction side XA and the backward direction side XB with respect to the first condensing lens 38.

具体的には接続切替素子36は、レーザヘッド24がウェーハ12に対して往路方向側XAに相対移動される場合には、第2光形成素子34から出射された各第2レーザ光L2を第2集光レンズ40Aに導く(図5参照)。これにより、第2集光レンズ40Aにより各第2レーザ光L2がストリートC(往路)上に集光される。その結果、レーザヘッド24の往路方向側XAへの相対移動によりストリートC(往路)に沿って縁切り加工が先行して実行されることで2条の縁切り溝18が形成され、続いて中抜き加工が実行されることで2条の縁切り溝18の間に中抜き溝19が形成される。 Specifically, when the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the forward direction side XA, the connection switching element 36 switches each of the second laser beams L2 emitted from the second light forming element 34 to 2 to a condensing lens 40A (see FIG. 5). Thereby, each second laser beam L2 is focused onto the street C (outward path) by the second focusing lens 40A. As a result, edge cutting is performed in advance along street C (outgoing path) by the relative movement of the laser head 24 toward the forward direction side XA, thereby forming two edge cutting grooves 18, and then hollowing. By performing this, a hollow groove 19 is formed between the two edge cutting grooves 18.

また、接続切替素子36は、レーザヘッド24がウェーハ12に対して復路方向側XBに相対移動される場合には、第2光形成素子34から出射された各第2レーザ光L2を第2集光レンズ40Bに導く(図6参照)。これにより、第2集光レンズ40BによりストリートC(復路)上に各第2レーザ光L2が集光される。その結果、レーザヘッド24の復路方向側XBへの相対移動によりストリートC(復路)に沿って縁切り加工が先行して実行されることで2条の縁切り溝18が形成され、続いて中抜き加工が実行されることで2条の縁切り溝18の間に中抜き溝19が形成される。 Further, when the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the return direction side The light is guided to the optical lens 40B (see FIG. 6). Thereby, each second laser beam L2 is focused onto the street C (return path) by the second focusing lens 40B. As a result, edge cutting is performed in advance along street C (return path) by the relative movement of the laser head 24 in the backward direction side XB, thereby forming two edge cutting grooves 18, and then hollowing. By performing this, a hollow groove 19 is formed between the two edge cutting grooves 18.

照明光源41は、レーザ加工中のストリートC(2条の縁切り溝18及び中抜き溝19)を照明する照明光L3を出射する。なお、照明光L3は、第1集光レンズ38及び第2集光レンズ40A,40Bでの収差の影響を抑えるために、レーザ光LA,LBの波長域(約355nm)に近い波長域(約430nm)の光が用いられる。 The illumination light source 41 emits illumination light L3 that illuminates the street C (the two edge cutting grooves 18 and the hollow groove 19) during laser processing. Note that the illumination light L3 is in a wavelength range (approximately 430 nm) is used.

照明光源41から出射された照明光L3は、ビームスプリッタ42,33を介して第1集光レンズ38に入射し、第1集光レンズ38によりウェーハ12の表面上に集光される。これにより、照明光L3によりウェーハ12の表面が照明される。 Illumination light L3 emitted from the illumination light source 41 enters the first condenser lens 38 via the beam splitters 42 and 33, and is condensed onto the surface of the wafer 12 by the first condenser lens 38. Thereby, the surface of the wafer 12 is illuminated by the illumination light L3.

また、照明光源41から出射された照明光L3は、ビームスプリッタ43A,35及び接続切替素子36を介して第2集光レンズ40Aに入射し、第2集光レンズ40Aによりウェーハ12の表面上に集光される。さらに、照明光L3は、ビームスプリッタ43B,37を介して第2集光レンズ40Bに入射し、第2集光レンズ40Bによりウェーハ12の表面上に集光される。これにより、照明光L3によってウェーハ12の表面が照明される。 Further, the illumination light L3 emitted from the illumination light source 41 enters the second condenser lens 40A via the beam splitters 43A, 35 and the connection switching element 36, and is directed onto the surface of the wafer 12 by the second condenser lens 40A. The light is focused. Further, the illumination light L3 enters the second condenser lens 40B via the beam splitters 43B and 37, and is condensed onto the surface of the wafer 12 by the second condenser lens 40B. Thereby, the surface of the wafer 12 is illuminated by the illumination light L3.

なお、照明光源41は、ストリートC(2条の縁切り溝18及び中抜き溝19)のレーザ加工中には照明光L3の出射を停止する。 Note that the illumination light source 41 stops emitting the illumination light L3 during laser processing of the street C (the two edge cutting grooves 18 and the hollow groove 19).

第1レーザ光源22Aから第1集光レンズ38に至る光路と、照明光源41から第1集光レンズ38に至る光路とによって主光路OP1が構成される。主光路OP1は、ストリートCのレーザ加工中には第1レーザ光L1を第1集光レンズ38まで導く。また、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工中において主光路OP1には、第1レーザ光L1によるレーザ加工により一対の加工点SP1ごとに発生したプラズマ68(図8参照)の発光であるプラズマ発光R1Aと、第1レーザ光L1の反射光である第1レーザ反射光R1Bと、が第1集光レンズ38から入射する。第1レーザ反射光R1Bは、上述のレーザ加工により一対の加工点SP1において発生するプルーム(蒸気)に対して第1レーザ光L1が反射した光である。主光路OP1に入射したプラズマ発光R1A及び第1レーザ反射光R1Bの一部は、ビームスプリッタ33を透過してビームスプリッタ42に入射する。 The optical path from the first laser light source 22A to the first condensing lens 38 and the optical path from the illumination light source 41 to the first condensing lens 38 constitute a main optical path OP1. The main optical path OP1 guides the first laser beam L1 to the first condenser lens 38 during the street C laser processing. Also, during the laser processing on street C (outward and return passes), the main optical path OP1 contains plasma that is the emission of plasma 68 (see FIG. 8) generated at each pair of processing points SP1 by the laser processing using the first laser beam L1. The light emission R1A and the first laser reflected light R1B, which is the reflected light of the first laser light L1, enter from the first condensing lens 38. The first laser reflected light R1B is the light that the first laser light L1 is reflected by the plume (steam) generated at the pair of processing points SP1 by the above-described laser processing. A portion of the plasma emission R1A and the first laser reflected light R1B that have entered the main optical path OP1 pass through the beam splitter 33 and enter the beam splitter 42.

第2レーザ光源22Bから第2集光レンズ40Aに至る光路と、照明光源41から第2集光レンズ40Aに至る光路とによって、主光路OP2が構成される。主光路OP2は、ストリートC(往路)のレーザ加工中には第2レーザ光L2を第2集光レンズ40Aまで導く。また、ストリートC(往路)のレーザ加工中において主光路OP2には、第2レーザ光L2によるレーザ加工により加工点SP2ごとに発生したプラズマ69(図9参照)の発光であるプラズマ発光R2Aと、第2レーザ光L2の反射光である第2レーザ反射光R2Bと、が第2集光レンズ40Aから入射する。第2レーザ反射光R2Bは、上述のレーザ加工により加工点SP2において発生するプルームに対して第2レーザ光L2が反射した光である。主光路OP2に入射したプラズマ発光R2A及び第2レーザ反射光R2Bの一部は、接続切替素子36、分岐光学素子35A、及びビームスプリッタ35を透過してビームスプリッタ43Aに入射する。 A main optical path OP2 is constituted by the optical path from the second laser light source 22B to the second condensing lens 40A and the optical path from the illumination light source 41 to the second condensing lens 40A. The main optical path OP2 guides the second laser beam L2 to the second condenser lens 40A during street C (outward path) laser processing. In addition, during laser processing on street C (outward path), the main optical path OP2 includes plasma emission R2A, which is the emission of plasma 69 (see FIG. 9) generated at each processing point SP2 by laser processing using the second laser beam L2. Second laser reflected light R2B, which is reflected light of the second laser light L2, enters from the second condenser lens 40A. The second laser reflected light R2B is light obtained by reflecting the second laser light L2 from the plume generated at the processing point SP2 by the above-described laser processing. A part of the plasma emission R2A and the second laser reflected light R2B that have entered the main optical path OP2 pass through the connection switching element 36, the branching optical element 35A, and the beam splitter 35, and enter the beam splitter 43A.

第2レーザ光源22Bから第2集光レンズ40Bに至る光路と、照明光源41から第2集光レンズ40Bに至る光路とによって、主光路OP3が構成される。主光路OP3は、ストリートC(復路)のレーザ加工中には第2レーザ光L2を第2集光レンズ40Bまで導く。また、ストリートC(復路)のレーザ加工中において主光路OP3には、上述のプラズマ発光R2Aと第2レーザ反射光R2Bとが第2集光レンズ40Bから入射する。主光路OP3に入射したプラズマ発光R2A及び第2レーザ反射光R2Bの一部は、ビームスプリッタ37を透過してビームスプリッタ43Bに入射する。 The main optical path OP3 is constituted by the optical path from the second laser light source 22B to the second condensing lens 40B and the optical path from the illumination light source 41 to the second condensing lens 40B. The main optical path OP3 guides the second laser beam L2 to the second condenser lens 40B during street C (return path) laser processing. Further, during the laser processing on street C (return path), the above-mentioned plasma emission R2A and second laser reflected light R2B enter the main optical path OP3 from the second condenser lens 40B. A portion of the plasma emission R2A and the second laser reflected light R2B that have entered the main optical path OP3 pass through the beam splitter 37 and enter the beam splitter 43B.

ビームスプリッタ42,43A,43Bは、本発明の第2分岐光学素子として機能する。ビームスプリッタ42は、分岐光路BP1を主光路OP1から分岐させる。このビームスプリッタ42は、ビームスプリッタ33から入射したプラズマ発光R1A及び第1レーザ反射光R1Bの一部を分岐光路BP1に向けて反射する。なお、分岐光路BP1に反射された第1レーザ反射光R1Bは、例えばマルチバンドパスフィルタ(後述の図16に示すフィルタ75)により遮光される。 Beam splitters 42, 43A, and 43B function as second branching optical elements of the present invention. The beam splitter 42 branches the branch optical path BP1 from the main optical path OP1. The beam splitter 42 reflects a portion of the plasma emission R1A and the first laser reflected light R1B that have entered from the beam splitter 33 toward the branched optical path BP1. Note that the first laser reflected light R1B reflected onto the branched optical path BP1 is blocked by, for example, a multi-band pass filter (filter 75 shown in FIG. 16, which will be described later).

ビームスプリッタ43Aは、分岐光路BP2を主光路OP2から分岐させる。このビームスプリッタ43Aは、ビームスプリッタ35から入射したプラズマ発光R2A及び第2レーザ反射光R2Bの一部を分岐光路BP2に向けて反射する。なお、分岐光路BP2に反射された第2レーザ反射光R2Bは、例えばマルチバンドパスフィルタ(後述の図16に示すフィルタ76A)により遮光される。 The beam splitter 43A branches the branch optical path BP2 from the main optical path OP2. This beam splitter 43A reflects a part of the plasma emission R2A and the second laser reflected light R2B that have entered from the beam splitter 35 toward the branched optical path BP2. Note that the second laser reflected light R2B reflected onto the branched optical path BP2 is blocked by, for example, a multi-band pass filter (filter 76A shown in FIG. 16, which will be described later).

ビームスプリッタ43Bは、分岐光路BP3を主光路OP3から分岐させる。このビームスプリッタ43Bは、ビームスプリッタ37から入射したプラズマ発光R2A及び第2レーザ反射光R2Bの一部を分岐光路BP3に向けて反射する。なお、分岐光路BP3に反射された第2レーザ反射光R2Bは、例えばマルチバンドパスフィルタ(後述の図16に示すフィルタ76B)により遮光される。 Beam splitter 43B branches branch optical path BP3 from main optical path OP3. This beam splitter 43B reflects a portion of the plasma emission R2A and the second laser reflected light R2B that have entered from the beam splitter 37 toward the branched optical path BP3. Note that the second laser reflected light R2B reflected onto the branched optical path BP3 is blocked by, for example, a multi-band pass filter (filter 76B shown in FIG. 16, which will be described later).

第1結像レンズ47は、分岐光路BP1上に配置されており、ビームスプリッタ42から入射したプラズマ発光R1Aをカメラ45に結像させる。第2結像レンズ48Aは、分岐光路BP2上に配置されており、ビームスプリッタ43Aから入射したプラズマ発光R2Aをカメラ46Aに結像させる。第2結像レンズ48Bは、分岐光路BP3上に配置されており、ビームスプリッタ43Bから入射したプラズマ発光R2Aをカメラ46Bに結像させる。 The first imaging lens 47 is arranged on the branched optical path BP1, and images the plasma emission R1A incident from the beam splitter 42 on the camera 45. The second imaging lens 48A is arranged on the branched optical path BP2, and images the plasma emission R2A incident from the beam splitter 43A on the camera 46A. The second imaging lens 48B is arranged on the branched optical path BP3, and images the plasma emission R2A incident from the beam splitter 43B on the camera 46B.

カメラ45,46A,46Bは、不図示の撮影光学系及び撮像素子を備える電子カメラである。カメラ45,46A,46Bは、レーザヘッド24(第1集光レンズ38、第2集光レンズ40A,40B)の同軸で各加工点SP1,SP2の撮影を行う。 The cameras 45, 46A, and 46B are electronic cameras equipped with a photographing optical system and an image sensor (not shown). The cameras 45, 46A, and 46B photograph the processing points SP1 and SP2 coaxially with the laser head 24 (first condenser lens 38, second condenser lens 40A, 40B).

カメラ45は、分岐光路BP1上に配置されており、第1結像レンズ47を通してプラズマ発光R1Aを撮像する。これにより、カメラ45は、ストリートC(往路及び復路)の縁切り加工が行われている間、第1集光レンズ38を通して、一対の加工点SP1で発生しているプラズマ68(図8参照)を撮影する。カメラ45により撮影された一対の加工点SP1(プラズマ68)の撮影画像D1(画像データ)は、カメラ45から制御装置30へ出力される。 The camera 45 is arranged on the branch optical path BP1 and images the plasma emission R1A through the first imaging lens 47. As a result, the camera 45 captures the plasma 68 (see FIG. 8) generated at the pair of processing points SP1 through the first condenser lens 38 while edge cutting processing is being performed on the street C (outbound and return passes). Take a photo. Photographed images D1 (image data) of the pair of processing points SP1 (plasma 68) photographed by the camera 45 are output from the camera 45 to the control device 30.

カメラ46Aは、分岐光路BP2上に配置されており、第2結像レンズ48Aを通してプラズマ発光R2Aを撮像する。これにより、カメラ46Aは、ストリートC(往路)の中抜き加工が行われている間、第2集光レンズ40Aを通して各加工点SP2で発生しているプラズマ69(図9参照)を撮影する。カメラ46Aにより撮影された各加工点SP2(プラズマ69)の撮影画像D2A(画像データ)は、カメラ46Aから制御装置30へ出力される。 The camera 46A is arranged on the branched optical path BP2, and images the plasma emission R2A through the second imaging lens 48A. As a result, the camera 46A photographs the plasma 69 (see FIG. 9) generated at each processing point SP2 through the second condenser lens 40A while the street C (outward path) hollowing process is being performed. Photographed images D2A (image data) of each processing point SP2 (plasma 69) photographed by the camera 46A are outputted from the camera 46A to the control device 30.

カメラ46Bは、分岐光路BP3上に配置されており、第2結像レンズ48Bを通してプラズマ発光R2Aを撮像する。これにより、カメラ46Bは、ストリートC(復路)の中抜き加工が行われている間、第2集光レンズ40Bを通して各加工点SP2で発生しているプラズマ69(図9参照)を撮影する。カメラ46Bにより撮影された各加工点SP2(プラズマ69)の撮影画像D2B(画像データ)は、カメラ46Bから制御装置30へ出力される。なお、撮影画像D1,D2A,D2Bは、本発明の第1撮影画像に相当する。 Camera 46B is arranged on branch optical path BP3, and images plasma emission R2A through second imaging lens 48B. Thereby, the camera 46B photographs the plasma 69 (see FIG. 9) generated at each processing point SP2 through the second condenser lens 40B while the street C (return path) hollowing process is being performed. A captured image D2B (image data) of each processing point SP2 (plasma 69) captured by the camera 46B is outputted from the camera 46B to the control device 30. Note that the photographed images D1, D2A, and D2B correspond to the first photographed images of the present invention.

ステアリングミラー機構M1A,M1Bは、本発明の形状補正部に相当する。ステアリングミラー機構M1Aは、第1レーザ光源22Aと第1光形成素子32との間に設けられており、2以上の複数のステアリングミラー102により構成されている。ステアリングミラー機構M1Aは、各ステアリングミラー102の角度調整を行うことで、第1レーザ光源22Aから出射されるレーザ光LAの出射方向を調整(光軸調整)する。これにより、一対の加工点SP1の位置ずれを補正したり、或いは加工点SP1ごとに発生する後述のプラズマ68(図8参照)の形状の崩れを補正したりする。 The steering mirror mechanisms M1A and M1B correspond to the shape correction section of the present invention. The steering mirror mechanism M1A is provided between the first laser light source 22A and the first light forming element 32, and is composed of two or more steering mirrors 102. The steering mirror mechanism M1A adjusts the emission direction of the laser beam LA emitted from the first laser light source 22A (optical axis adjustment) by adjusting the angle of each steering mirror 102. Thereby, the positional deviation between the pair of processing points SP1 is corrected, or the deformation of the shape of plasma 68 (see FIG. 8), which will be described later, generated at each processing point SP1 is corrected.

ステアリングミラー機構M1Bは、第2レーザ光源22Bと第2光形成素子34との間に設けられており、ステアリングミラー機構M1Aと同様に複数のステアリングミラー102により構成されている。ステアリングミラー機構M1Bは、各ステアリングミラー102の角度調整を行うことで、第2レーザ光源22Bから出射されるレーザ光LBの出射方向を調整(光軸調整)する。これにより、各加工点SP2の位置ずれを補正したり、或いは加工点SP2ごとに発生する後述のプラズマ69(図9参照)の形状の崩れを補正したりする。 The steering mirror mechanism M1B is provided between the second laser light source 22B and the second light forming element 34, and is composed of a plurality of steering mirrors 102 similarly to the steering mirror mechanism M1A. The steering mirror mechanism M1B adjusts the emission direction of the laser beam LB emitted from the second laser light source 22B (optical axis adjustment) by adjusting the angle of each steering mirror 102. Thereby, the positional deviation of each processing point SP2 is corrected, or the deformation of the shape of plasma 69 (see FIG. 9), which will be described later, generated at each processing point SP2 is corrected.

なお、ステアリングミラー機構M1Aに代えて或いはステアリングミラー機構M1Aと共に、ステアリングミラー機構M2Aを設けてもよい。ステアリングミラー機構M2Aは、第1光形成素子32とビームスプリッタ33との間に設けられており、ステアリングミラー機構M1A,M1Bと同様の構成を有している。これにより、各加工点SP1の位置ずれを補正したり、或いはプラズマ68(図8参照)の形状の崩れを補正したりすることができる。 Note that a steering mirror mechanism M2A may be provided instead of the steering mirror mechanism M1A or together with the steering mirror mechanism M1A. The steering mirror mechanism M2A is provided between the first light forming element 32 and the beam splitter 33, and has the same configuration as the steering mirror mechanisms M1A and M1B. Thereby, it is possible to correct the positional deviation of each processing point SP1, or to correct the deformation of the plasma 68 (see FIG. 8).

また、ステアリングミラー機構M1Bに代えて或いはステアリングミラー機構M1Bと共に、ステアリングミラー機構M2Bを設けてもよい。ステアリングミラー機構M2Bは、第2光形成素子34とビームスプリッタ35との間に設けられており、ステアリングミラー機構M1A,M1Bと同様の構成を有している。これにより、各加工点SP2の位置ずれを補正したり、或いはプラズマ69(図9参照)の形状の崩れを補正したりすることができる。 Further, a steering mirror mechanism M2B may be provided instead of the steering mirror mechanism M1B or together with the steering mirror mechanism M1B. The steering mirror mechanism M2B is provided between the second light forming element 34 and the beam splitter 35, and has the same configuration as the steering mirror mechanisms M1A and M1B. Thereby, it is possible to correct the positional deviation of each processing point SP2, or to correct the deformation of the plasma 69 (see FIG. 9).

さらに、接続切替素子36とビームスプリッタ37との間にステアリングミラー機構M3を設けてもよい。ステアリングミラー機構M3は、ステアリングミラー機構M1A,M1Bと同様の構成を有しており、各加工点SP2(復路方向側XB)の位置ずれを補正したり、加工点SP2(復路方向側XB)ごとに発生する後述のプラズマ69(図9参照)の形状の崩れを補正したりする。 Furthermore, a steering mirror mechanism M3 may be provided between the connection switching element 36 and the beam splitter 37. The steering mirror mechanism M3 has the same configuration as the steering mirror mechanisms M1A and M1B, and corrects the positional deviation of each processing point SP2 (return direction side XB), and corrects the positional deviation of each processing point SP2 (return direction side XB). The deformation of the plasma 69 (see FIG. 9), which will be described later, which is generated during the process is corrected.

ステアリングミラー機構M1A,M1B,M2A,M2B,M3については適宜組み合わせて設けてもよい。また、ステアリングミラー機構M1A,M1B,M2A,M2B,M3以外のステアリングミラー機構を設けてもよい。さらに、分岐光学素子35Aにより分岐される複数のレーザ光L2の光路ごとにステアリングミラー機構を設けてもよい。 The steering mirror mechanisms M1A, M1B, M2A, M2B, and M3 may be provided in appropriate combinations. Furthermore, steering mirror mechanisms other than the steering mirror mechanisms M1A, M1B, M2A, M2B, and M3 may be provided. Furthermore, a steering mirror mechanism may be provided for each optical path of the plurality of laser beams L2 branched by the branching optical element 35A.

[第1実施形態の制御装置]
図7は、第1実施形態の制御装置30の機能ブロック図である。図7に示すように、制御装置30は、例えばパーソナルコンピュータのような演算装置により構成され、各種のプロセッサ(Processor)及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、及びプログラマブル論理デバイス[例えばSPLD(Simple Programmable Logic Devices)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、及びFPGA(Field Programmable Gate Arrays)]等が含まれる。なお、制御装置30の各種機能は、1つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。
[Control device of first embodiment]
FIG. 7 is a functional block diagram of the control device 30 of the first embodiment. As shown in FIG. 7, the control device 30 is configured by an arithmetic device such as a personal computer, and includes an arithmetic circuit including various processors, memories, and the like. Various processors include CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and programmable logic devices [for example, SPLD (Simple Programmable Logic Devices), CPLD (Complex Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Arrays)]. Note that the various functions of the control device 30 may be realized by one processor, or may be realized by a plurality of processors of the same type or different types.

制御装置30には、既述の第1レーザ光源22A、第2レーザ光源22B、顕微鏡26、相対移動機構28、照明光源41、カメラ45,46A,46B、及びステアリングミラー機構M1A,M1B(ステアリングミラー機構M2A,M2B,M3)の他に、記憶部31及び操作部49が接続されている。記憶部31には、制御装置30の制御プログラム(図示は省略)の他に、後述の基準形状情報70が記憶されている。操作部49は、キーボード、マウス、操作パネル、及び操作ボタン等が用いられ、オペレータによる各種操作の入力を受け付ける。 The control device 30 includes the above-described first laser light source 22A, second laser light source 22B, microscope 26, relative movement mechanism 28, illumination light source 41, cameras 45, 46A, 46B, and steering mirror mechanisms M1A, M1B (steering mirror In addition to the mechanisms M2A, M2B, M3), a storage section 31 and an operation section 49 are connected. The storage unit 31 stores reference shape information 70, which will be described later, in addition to a control program for the control device 30 (not shown). The operation unit 49 uses a keyboard, a mouse, an operation panel, operation buttons, etc., and receives inputs for various operations from an operator.

制御装置30は、記憶部31に記憶されている不図示の制御プログラムを実行することで、アライメント検出部50、レーザ加工制御部52、撮影制御部54、プラズマ形状取得部56、形状情報取得部58、プラズマ形状評価部60、補正部62、停止制御部64、及び報知部66として機能する。なお、制御装置30の「~部」として説明するものは「~回路」、「~装置」、又は「~機器」であってもよい。すなわち、「~部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、及びハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで構成されていてもよい。 The control device 30 executes a control program (not shown) stored in the storage unit 31 to control the alignment detection unit 50, the laser processing control unit 52, the imaging control unit 54, the plasma shape acquisition unit 56, and the shape information acquisition unit. 58, functions as a plasma shape evaluation section 60, a correction section 62, a stop control section 64, and a notification section 66. It should be noted that what is described as "unit" of the control device 30 may also be "circuit", "apparatus", or "equipment". That is, what is described as "unit" may be composed of firmware, software, hardware, or a combination thereof.

アライメント検出部50は、顕微鏡26及び相対移動機構28を制御することで、ウェーハ12上での各ストリートCの位置を検出するアライメント検出を行う。例えばアライメント検出部50は、最初に相対移動機構28を駆動して、ウェーハ12の所定のアライメント基準に対する顕微鏡26の位置調整を実行する。次いで、アライメント検出部50は、顕微鏡26による所定のアライメント基準の撮影を実行させることで、顕微鏡26からアライメント基準の撮影画像を取得する。そして、アライメント検出部50は、アライメント基準の撮影画像に基づき、公知の方法で各ストリートCの位置の検出、すなわちアライメント検出を行う。 The alignment detection unit 50 performs alignment detection to detect the position of each street C on the wafer 12 by controlling the microscope 26 and the relative movement mechanism 28 . For example, the alignment detection unit 50 first drives the relative movement mechanism 28 to adjust the position of the microscope 26 with respect to a predetermined alignment reference of the wafer 12. Next, the alignment detection unit 50 causes the microscope 26 to take a picture of a predetermined alignment reference, thereby acquiring a captured image of the alignment reference from the microscope 26 . The alignment detection unit 50 then detects the position of each street C, that is, performs alignment detection, using a known method based on the photographed image of the alignment reference.

レーザ加工制御部52は、アライメント検出部50によるアライメント検出結果に基づき、第1レーザ光源22A、第2レーザ光源22B、相対移動機構28、及び接続切替素子36を制御して、ストリートCごとのレーザ加工(縁切り加工、中抜き加工)を実行する。 The laser processing control unit 52 controls the first laser light source 22A, the second laser light source 22B, the relative movement mechanism 28, and the connection switching element 36 based on the alignment detection result by the alignment detection unit 50, and controls the laser processing for each street C. Execute processing (edge cutting, hollow processing).

具体的にはレーザ加工制御部52は、アライメント検出部50の検出結果に基づき、相対移動機構28を駆動してストリートC(往路及び復路)の加工開始位置に対するレーザヘッド24の第1集光レンズ38の光軸の位置合わせ(アライメント)を行う。 Specifically, the laser processing control section 52 drives the relative movement mechanism 28 based on the detection result of the alignment detection section 50 to move the first condensing lens of the laser head 24 to the processing start position of street C (outward path and return path). 38 optical axes are aligned.

次いで、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して、ストリートC(往路)のレーザ加工を行う場合には第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Aに切り替え、逆にストリートC(復路)のレーザ加工を行う場合には第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Bに切り替える。 Next, the laser processing control unit 52 drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser beam L2 to the second condensing lens 40A when performing street C (outward path) laser processing. Conversely, when performing street C (return path) laser processing, the lens that emits the second laser beam L2 is switched to the second condensing lens 40B.

そして、レーザ加工制御部52は、第1レーザ光源22A及び第2レーザ光源22Bからレーザ光LA,LBを出射させる。また、レーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動して、ストリートC(往路)のレーザ加工を行う場合にはウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XAに相対移動させ、ストリートC(復路)のレーザ加工を行う場合にはウェーハ12に対してレーザヘッド24を復路方向側XBに相対移動させる。これにより、縁切り加工による2条の縁切り溝18の形成と中抜き加工による中抜き溝19の形成とが間隔を空けて同時に実行される(図5及び図6参照)。以下、レーザ加工制御部52は、ストリートCごとに上述の処理を繰り返し実行する。 Then, the laser processing control unit 52 causes the first laser light source 22A and the second laser light source 22B to emit laser beams LA and LB. Further, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 relative to the wafer 12 in the forward direction side XA when performing laser processing on street C (outward path). When performing C (return path) laser processing, the laser head 24 is moved relative to the wafer 12 in the return path direction side XB. As a result, the formation of the two edge cutting grooves 18 by the edge cutting process and the formation of the hollow groove 19 by the hollow cutting process are performed at the same time with an interval between them (see FIGS. 5 and 6). Thereafter, the laser processing control unit 52 repeatedly executes the above-described process for each street C.

撮影制御部54は、照明光源41及びカメラ45,46A,46Bを制御して、一対の加工点SP1(プラズマ68、図8参照)及び各加工点SP2(プラズマ69、図9参照)の撮影を制御する。具体的には、撮影制御部54は、ストリートC(往路)のレーザ加工中に、カメラ45によるプラズマ発光R1Aの撮像と、カメラ46Aによるプラズマ発光R2Aの撮像とを繰り返し行う。これにより、ストリートC(往路)のレーザ加工中に、カメラ45による一対の加工点SP1(プラズマ68)の撮影画像D1の出力と、カメラ46Aによる各加工点SP2(プラズマ69)の撮影画像D2Aの出力と、が繰り返し実行される。 The photographing control unit 54 controls the illumination light source 41 and cameras 45, 46A, and 46B to photograph the pair of processing points SP1 (plasma 68, see FIG. 8) and each processing point SP2 (plasma 69, see FIG. 9). Control. Specifically, the imaging control unit 54 repeatedly images the plasma emission R1A with the camera 45 and the plasma emission R2A with the camera 46A during laser processing on the street C (outward path). As a result, during laser processing on street C (outward path), the output of the photographed image D1 of the pair of processing points SP1 (plasma 68) by the camera 45 and the output of the photographed image D2A of each processing point SP2 (plasma 69) by the camera 46A are output. The output and are executed repeatedly.

さらに、撮影制御部54は、ストリートC(復路)のレーザ加工中に、カメラ45によるプラズマ発光R1Aの撮像と、カメラ46Bによるプラズマ発光R2Aの撮像とを継続して行う。これにより、ストリートC(復路)のレーザ加工中に、カメラ45による一対の加工点SP1(プラズマ68)の撮影画像D1の出力と、カメラ46Bによる各加工点SP2(プラズマ69)の撮影画像D2Bの出力と、が繰り返し実行される。 Furthermore, the imaging control unit 54 continuously images the plasma emission R1A with the camera 45 and the plasma emission R2A with the camera 46B during the laser processing on street C (return trip). As a result, during the street C (return path) laser processing, the camera 45 outputs the photographed images D1 of the pair of processing points SP1 (plasma 68), and the camera 46B outputs the photographed images D2B of each processing point SP2 (plasma 69). The output and are executed repeatedly.

図8は、一対の加工点SP1(プラズマ68)の撮影画像D1の一例を示した図である。図9は、各加工点SP2(プラズマ69)の撮影画像D2A,D2Bの一例を示した図である。図8に示すように、撮影画像D1には、加工点SP1ごとに発生するプラズマ68の像が含まれる。プラズマ68は、レーザ加工により加工点SP1ごとに発生するプルーム(蒸気)が第1レーザ光L1により加熱されることで発生する。このため、加工点SP1ごとのプラズマ68の形状である第1プラズマ形状は、2条の第1レーザ光L1のビームプロファイルが正常であるのか否かを示す指標となる。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a captured image D1 of a pair of processing points SP1 (plasma 68). FIG. 9 is a diagram showing an example of photographed images D2A and D2B of each processing point SP2 (plasma 69). As shown in FIG. 8, the photographed image D1 includes an image of plasma 68 generated at each processing point SP1. The plasma 68 is generated when a plume (steam) generated at each processing point SP1 by laser processing is heated by the first laser beam L1. Therefore, the first plasma shape, which is the shape of the plasma 68 at each processing point SP1, serves as an index indicating whether or not the beam profile of the two first laser beams L1 is normal.

図9に示すように、撮影画像D2A,D2Bには、複数の加工点SP2ごとに発生するプラズマ69の像が複数含まれる。各プラズマ69は、レーザ加工により加工点SP2ごとに発生するプルームが第2レーザ光L2により加熱されることで発生する。このため、加工点SP2ごとのプラズマ69の形状である第2プラズマ形状は、各第2レーザ光L2のビームプロファイルが正常であるのか否かを示すものである。 As shown in FIG. 9, the photographed images D2A and D2B include a plurality of images of plasma 69 generated at each of a plurality of processing points SP2. Each plasma 69 is generated when a plume generated at each processing point SP2 by laser processing is heated by the second laser beam L2. Therefore, the second plasma shape, which is the shape of the plasma 69 at each processing point SP2, indicates whether or not the beam profile of each second laser beam L2 is normal.

図7に戻って、プラズマ形状取得部56は、ストリートC(往路)のレーザ加工中には、カメラ45から撮影画像D1が出力されるごとに撮影画像D1から各加工点SP1の第1プラズマ形状を取得する。また同時にプラズマ形状取得部56は、カメラ46Aから撮影画像D2Aが出力されるごとに撮影画像D2Aから各加工点SP2の第2プラズマ形状を取得する。 Returning to FIG. 7, the plasma shape acquisition unit 56 acquires the first plasma shape of each processing point SP1 from the photographed image D1 every time the photographed image D1 is output from the camera 45 during the street C (outward path) laser processing. get. At the same time, the plasma shape acquisition unit 56 acquires the second plasma shape of each processing point SP2 from the photographed image D2A every time the photographed image D2A is output from the camera 46A.

具体的にはプラズマ形状取得部56は、撮影画像D1,D2A内の各画素の輝度値を比較して輝度値が所定閾値以上の画素を選択することで撮影画像D1,D2A内からプラズマ68,69の領域を検出する。次いで、プラズマ形状取得部56は、検出したプラズマ68,69の領域の輪郭に基づき各プラズマ形状を決定する。 Specifically, the plasma shape acquisition unit 56 compares the brightness values of each pixel in the photographed images D1 and D2A and selects pixels whose brightness values are equal to or higher than a predetermined threshold value, thereby obtaining the plasma 68, 69 areas are detected. Next, the plasma shape acquisition unit 56 determines the shape of each plasma based on the contours of the detected regions of the plasmas 68 and 69.

プラズマ形状取得部56は、ストリートC(復路)のレーザ加工中には、カメラ45から撮影画像D1が出力されるごとに撮影画像D1から各加工点SP1の第1プラズマ形状を取得する。また同時にプラズマ形状取得部56は、カメラ46Bから撮影画像D2Bが出力されるごとに撮影画像D2Bから各加工点SP2の第2プラズマ形状を取得する。 During street C (return path) laser processing, the plasma shape acquisition unit 56 acquires the first plasma shape of each processing point SP1 from the photographed image D1 every time the photographed image D1 is output from the camera 45. At the same time, the plasma shape acquisition unit 56 acquires the second plasma shape of each processing point SP2 from the photographed image D2B every time the photographed image D2B is output from the camera 46B.

そして、プラズマ形状取得部56は、撮影画像D1,D2A又は撮影画像D1,D2Bから各プラズマ形状を取得するごとに、各プラズマ形状の情報をプラズマ形状評価部60に逐次出力する。 The plasma shape acquisition unit 56 sequentially outputs information on each plasma shape to the plasma shape evaluation unit 60 every time each plasma shape is acquired from the photographed images D1, D2A or the photographed images D1, D2B.

形状情報取得部58は、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工の開始前であって且つ後述の第1評価部60Aが各プラズマ形状の評価を行う場合に、記憶部31から基準形状情報70を予め取得して、この基準形状情報70を第1評価部60Aへ出力する。 The shape information acquisition unit 58 acquires reference shape information 70 from the storage unit 31 before the start of laser processing on street C (outward and backward passes) and when a first evaluation unit 60A described below evaluates each plasma shape. is obtained in advance and this reference shape information 70 is output to the first evaluation section 60A.

基準形状情報70は、レーザ加工(縁切り加工、中抜き加工)により正常な2条の縁切り溝18及び中抜き溝19が形成される場合の第1プラズマ形状及び第2プラズマ形状(以下、基準形状という)を示す情報である。この基準形状情報70は、ウェーハ12のレーザ加工前に予め生成されて記憶部31に格納される。基準形状情報70を生成する場合には、例えば、公知のビームプロファイラ等を用いてレーザヘッド24のビームプロファイルが正常であることを確認し、この確認済みのレーザヘッド24によりウェーハ12又は加工性が安定している被加工物(シリンコン等)をレーザ加工する基準加工を行う。そして、この基準加工中に各加工点SP1,SP2で発生する各プラズマ形状を観測することで基準形状情報70を生成する。なお、レーザ加工の対象となるウェーハ12の種類(品種)が複数である場合には、ウェーハ12の種類ごとに基準形状情報70を生成してもよい。 The reference shape information 70 includes a first plasma shape and a second plasma shape (hereinafter referred to as a reference shape) when two normal edge cutting grooves 18 and a hollow groove 19 are formed by laser processing (edge cutting processing, hollow processing). ). This reference shape information 70 is generated in advance and stored in the storage unit 31 before the laser processing of the wafer 12. When generating the reference shape information 70, for example, use a known beam profiler or the like to confirm that the beam profile of the laser head 24 is normal, and use the confirmed laser head 24 to determine whether the wafer 12 or processability is correct. Perform standard processing by laser processing a stable workpiece (silicon, etc.). Then, the reference shape information 70 is generated by observing each plasma shape generated at each processing point SP1, SP2 during this reference processing. Note that when there are multiple types (products) of wafers 12 to be laser processed, reference shape information 70 may be generated for each type of wafer 12.

プラズマ形状評価部60は、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工中に各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状が正常(適正)であるのか、或いは各プラズマ形状が崩れているか、すなわち異常であるのかを評価する。このプラズマ形状評価部60は、基準形状情報70を用いて各プラズマ形状の評価を行う第1評価部60Aと、基準形状情報70を用いることなく各プラズマ形状の評価を行う第2評価部60Bと、を備える。第1評価部60A及び第2評価部60Bは、例えば、操作部49での選択操作に応じて選択的に作動する。 The plasma shape evaluation unit 60 determines whether each plasma shape at each processing point SP1 and SP2 is normal (appropriate) or collapsed during laser processing on street C (outward and backward paths), that is, whether it is abnormal. Evaluate whether it is. This plasma shape evaluation section 60 includes a first evaluation section 60A that evaluates each plasma shape using the reference shape information 70, and a second evaluation section 60B that evaluates each plasma shape without using the reference shape information 70. , is provided. The first evaluation section 60A and the second evaluation section 60B selectively operate according to a selection operation on the operation section 49, for example.

最初に、第1評価部60Aによる各プラズマ形状の評価について説明する。第1評価部60Aは、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工開始前に形状情報取得部58から基準形状情報70を取得する。そして、第1評価部60Aは、レーザ加工中にプラズマ形状取得部56から各加工点SP1の第1プラズマ形状が入力されるごとに、入力された第1プラズマ形状と、基準形状情報70が示すプラズマ68の基準形状との一致度を演算し、この一致度に基づき第1プラズマ形状を評価する。具体的には第1評価部60Aは、第1プラズマ形状と基準形状との一致度が所定閾値以上である場合には第1プラズマ形状が正常であると評価し、逆に一致度が所定閾値未満である場合には第1プラズマ形状が異常であると評価する。 First, evaluation of each plasma shape by the first evaluation section 60A will be described. The first evaluation section 60A acquires the reference shape information 70 from the shape information acquisition section 58 before starting the laser processing on street C (outbound and return trips). Then, each time the first plasma shape of each processing point SP1 is input from the plasma shape acquisition section 56 during laser processing, the first evaluation section 60A calculates the input first plasma shape and the reference shape information 70. The degree of agreement between the plasma 68 and the reference shape is calculated, and the first plasma shape is evaluated based on this degree of agreement. Specifically, the first evaluation unit 60A evaluates that the first plasma shape is normal when the degree of coincidence between the first plasma shape and the reference shape is greater than or equal to a predetermined threshold; If it is less than 1, the first plasma shape is evaluated to be abnormal.

また、第1評価部60Aは、レーザ加工中にプラズマ形状取得部56から各加工点SP2の第2プラズマ形状が入力されるごとに、入力された第2プラズマ形状と、基準形状情報70が示すプラズマ69の基準形状との一致度を演算し、この一致度が所定閾値以上であるのか否かに基づき第2プラズマ形状が正常であるのか或いは異常であるのかを評価する。 In addition, each time the second plasma shape of each processing point SP2 is input from the plasma shape acquisition unit 56 during laser processing, the first evaluation unit 60A calculates the input second plasma shape and the reference shape information 70. The degree of coincidence of the plasma 69 with the reference shape is calculated, and it is evaluated whether the second plasma shape is normal or abnormal based on whether the degree of coincidence is greater than or equal to a predetermined threshold.

次に、図10及び図11を用いて、第2評価部60Bによる各プラズマ形状の評価について説明を行う。 Next, evaluation of each plasma shape by the second evaluation section 60B will be explained using FIGS. 10 and 11.

図10は、第2評価部60Bによる加工点SP1ごとの第1プラズマ形状の評価を説明するための説明図である。なお、図中の符号A1,A2は、各加工点SP1の第1プラズマ形状が正常である場合の撮影画像D1(符号A1参照)と、各加工点SP1の第1プラズマ形状が異常である場合の撮影画像D1(符号A2参照)と、を示したものである。また、図中の符号B1は、符号A1で示した各加工点SP1で形成される2条の縁切り溝18をX方向から見た断面図である。図中の符号B2は、符号A2で示した各加工点SP1で形成される2条の縁切り溝18をX方向から見た断面図である。 FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the evaluation of the first plasma shape for each processing point SP1 by the second evaluation section 60B. Note that symbols A1 and A2 in the figure represent photographed images D1 (see symbol A1) when the first plasma shape at each processing point SP1 is normal, and when the first plasma shape at each processing point SP1 is abnormal. A photographed image D1 (see reference numeral A2) is shown. Further, reference numeral B1 in the figure is a cross-sectional view of two edge cutting grooves 18 formed at each processing point SP1 indicated by reference numeral A1, viewed from the X direction. Reference numeral B2 in the figure is a cross-sectional view of two edge cutting grooves 18 formed at each processing point SP1 indicated by reference numeral A2, viewed from the X direction.

さらに、図中の符号J1は2条の縁切り溝18の加工予定ラインであり、符号J2は中抜き溝19の加工予定ラインである。 Furthermore, the reference numeral J1 in the figure is a planned line for machining the two edge cutting grooves 18, and the reference numeral J2 is a planned line for machining the hollow groove 19.

図10に示すように、第2評価部60Bは、プラズマ形状取得部56から加工点SP1ごとの第1プラズマ形状が入力されるごとに、入力された第1プラズマ形状の評価を行う。ここで、縁切り加工にはスプリットビームである2条の第1レーザ光L1が用いられ、個々の第1レーザ光L1はガウシンアンビームである。このため、第2評価部60Bは、ガウシンアンビームに対応した第1プラズマ形状の評価と、スプリットビームに対応した第1プラズマ形状の評価と、を行う。 As shown in FIG. 10, the second evaluation section 60B evaluates the input first plasma shape every time the first plasma shape for each processing point SP1 is input from the plasma shape acquisition section 56. Here, two first laser beams L1, which are split beams, are used for edge cutting, and each first laser beam L1 is a Gaussian beam. Therefore, the second evaluation unit 60B evaluates the first plasma shape corresponding to the Gaussian beam and the first plasma shape corresponding to the split beam.

ガウシンアンビームに対応した第1プラズマ形状の評価とは、個々の加工点SP1の第1プラズマ形状が円形(略円形を含む)であるのか否かを評価することである。例えば第1評価部60Aは、個々の第1プラズマ形状の真円度、及び加工予定ラインJ1に対するプラズマ68のY方向対称性(図中の矢印E参照)等の評価項目を公知の方法で演算する。そして、第1評価部60Aは、個々の第1プラズマ形状の評価項目(真円度及びY方向対称性)が所定閾値を満たしているか否かに基づき、個々の第1プラズマ形状が正常であるのか或いは異常であるのかを評価する。 Evaluation of the first plasma shape corresponding to the Gaussian beam is to evaluate whether the first plasma shape of each processing point SP1 is circular (including substantially circular). For example, the first evaluation unit 60A calculates evaluation items such as the circularity of each first plasma shape and the Y-direction symmetry of the plasma 68 with respect to the planned processing line J1 (see arrow E in the figure) using a known method. do. Then, the first evaluation unit 60A determines that each first plasma shape is normal based on whether the evaluation items (circularity and Y-direction symmetry) of each first plasma shape satisfy a predetermined threshold. Evaluate whether it is normal or abnormal.

スプリットビームに対応した第1プラズマ形状の評価とは、加工点SP1ごとの第1プラズマ形状の大きさのバランスを評価することである。例えば第2評価部60Bは、加工点SP1ごとの第1プラズマ形状の面積を比較して、両者の面積の差が所定の閾値以下であるのか否かに基づき、加工点SP1ごとの第1プラズマ形状の大きさのバランスが正常であるのか或いは異常であるのかを評価する。 Evaluation of the first plasma shape corresponding to the split beam means evaluating the balance of the size of the first plasma shape for each processing point SP1. For example, the second evaluation unit 60B compares the area of the first plasma shape for each processing point SP1, and determines whether the difference in area between the two is equal to or less than a predetermined threshold. Evaluate whether the shape size balance is normal or abnormal.

図11は、第2評価部60Bによる加工点SP2ごとの第2プラズマ形状の評価を説明するための説明図である。なお、各加工点SP2の第2プラズマ形状が正常である場合の撮影画像D2A,D2B(符号A1参照)と、各加工点SP2の第2プラズマ形状が異常である場合の撮影画像D2A,D2B(符号A2参照)と、を示したものである。また、図中の符号B1は、符号A1で示した各加工点SP2で形成される中抜き溝19をX方向から見た断面図であり、図中の符号B2は、符号A2で示した各加工点SP2で形成される中抜き溝19をX方向から見た断面図である。 FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the evaluation of the second plasma shape for each processing point SP2 by the second evaluation section 60B. Note that the captured images D2A, D2B (see reference numeral A1) when the second plasma shape at each processing point SP2 is normal, and the captured images D2A, D2B (when the second plasma shape at each processing point SP2 is abnormal) (see reference numeral A2). Further, reference numeral B1 in the figure is a cross-sectional view of the hollow groove 19 formed at each processing point SP2 indicated by reference numeral A1, viewed from the FIG. 3 is a cross-sectional view of the hollow groove 19 formed at the processing point SP2 when viewed from the X direction.

図11に示すように、第2評価部60Bは、プラズマ形状取得部56から加工点SP2ごとの第2プラズマ形状が入力されるごとに、入力された第2プラズマ形状の評価を行う。ここで、中抜き加工にはスプリットビームである複数の第2レーザ光L2が用いられ、個々の第2レーザ光L2はラインビームである。このため、第2評価部60Bは、ラインビームに対応した第2プラズマ形状の評価と、スプリットビームに対応した第2プラズマ形状の評価と、を行う。 As shown in FIG. 11, the second evaluation section 60B evaluates the input second plasma shape every time the second plasma shape for each processing point SP2 is input from the plasma shape acquisition section 56. Here, a plurality of second laser beams L2 that are split beams are used for the hollow processing, and each second laser beam L2 is a line beam. Therefore, the second evaluation unit 60B evaluates the second plasma shape corresponding to the line beam and the second plasma shape corresponding to the split beam.

ラインビームに対応したプラズマ形状の評価とは、個々の加工点SP2の第2プラズマ形状が所定のライン形状を満たすのか否かを評価することである。例えば第2評価部60Bは、個々の第2プラズマ形状について、長手方向の長さW1(その均一性を含む)と、短手方向の長さW2(その均一性を含む)と、X方向に対する長手方向の角度θと、長手方向の一端部及び他端部から加工予定ラインJ2までのY方向長さd1,d2の対称性と、を含む各種評価項目を公知の方法で演算する。そして、第2評価部60Bは、個々の第2プラズマ形状の評価項目(幅W1,W2の均一性、角度θ、及び対称性)がそれぞれ所定の閾値範囲内であるのか否かに基づき、個々の第2プラズマ形状が正常であるのか或いは異常であるのかを評価する。 Evaluation of the plasma shape corresponding to the line beam means evaluating whether the second plasma shape at each processing point SP2 satisfies a predetermined line shape. For example, the second evaluation unit 60B determines the length W1 (including its uniformity) in the longitudinal direction, the length W2 (including its uniformity) in the transverse direction, and the length W2 (including its uniformity) in the X direction for each second plasma shape. Various evaluation items including the angle θ in the longitudinal direction and the symmetry of the lengths d1 and d2 in the Y direction from one end and the other end in the longitudinal direction to the planned processing line J2 are calculated using known methods. Then, the second evaluation unit 60B evaluates each second plasma shape based on whether the evaluation items (uniformity of widths W1 and W2, angle θ, and symmetry) are within predetermined threshold ranges. It is evaluated whether the second plasma shape is normal or abnormal.

スプリットビームに対応した第2プラズマ形状の評価とは、加工点SP2ごとの第2プラズマ形状の大きさのバランスを評価することである。例えば第2評価部60Bは、加工点SP2ごとの第2プラズマ形状の面積を比較して、個々の面積の差が所定の閾値以下であるのか否かに基づき、加工点SP2ごとの第2プラズマ形状の大きさのバランスが正常であるのか或いは異常であるのかを評価する。 Evaluation of the second plasma shape corresponding to the split beam means evaluating the balance of the size of the second plasma shape for each processing point SP2. For example, the second evaluation unit 60B compares the area of the second plasma shape for each processing point SP2, and based on whether the difference in the individual areas is less than or equal to a predetermined threshold, the second evaluation unit 60B Evaluate whether the shape size balance is normal or abnormal.

図7に戻って、補正部62は、本発明の形状補正部に相当する。補正部62は、第1評価部60A又は第2評価部60Bにより加工点SP1,SP2ごとの各プラズマ形状の少なくともいずれか1つが異常であるとの評価がなされた場合に、ステアリングミラー機構M1A,M1B等を駆動して各レーザ光L1,L2の光軸を修正することで、異常評価がなされたプラズマ形状の補正を行う。すなわち、補正部62は、異常であると評価されたプラズマ形状が正常になるようにビーム(第1レーザ光L1、第2レーザ光L2)の形状(位置、バランス)を補正する。 Returning to FIG. 7, the correction section 62 corresponds to the shape correction section of the present invention. The correction unit 62 corrects the steering mirror mechanism M1A, when the first evaluation unit 60A or the second evaluation unit 60B evaluates that at least one of the plasma shapes at each processing point SP1, SP2 is abnormal. By driving M1B and the like to correct the optical axes of the respective laser beams L1 and L2, the plasma shape for which an abnormality evaluation has been made is corrected. That is, the correction unit 62 corrects the shape (position, balance) of the beam (first laser light L1, second laser light L2) so that the plasma shape evaluated as abnormal becomes normal.

例えば補正部62は、第1プラズマ形状が異常である場合には、第1プラズマ形状と基準形状情報70が示すプラズマ68の基準形状との差分が低減するように(好ましくは最小になるように)、ステアリングミラー機構M1A等を駆動して2条の第1レーザ光L1の光軸を修正することで、第1プラズマ形状の補正を行う。或いは補正部62は、第1プラズマ形状の評価項目(真円度、Y方向対称性、及びバランス等)が所定の閾値を満たすように、ステアリングミラー機構M1A等を駆動して第1プラズマ形状の補正を行う。 For example, when the first plasma shape is abnormal, the correction unit 62 adjusts the difference between the first plasma shape and the reference shape of the plasma 68 indicated by the reference shape information 70 to be reduced (preferably minimized). ), the first plasma shape is corrected by driving the steering mirror mechanism M1A and the like to correct the optical axis of the two first laser beams L1. Alternatively, the correction unit 62 drives the steering mirror mechanism M1A etc. to adjust the first plasma shape so that the evaluation items (roundness, Y-direction symmetry, balance, etc.) of the first plasma shape satisfy predetermined threshold values. Make corrections.

また、補正部62は、第2プラズマ形状が異常である場合には、第2プラズマ形状と基準形状情報70が示すプラズマ69の基準形状との差分が低減するように(好ましくは最小になるように)、ステアリングミラー機構M1B等を駆動して各第2レーザ光L2の光軸を修正することで、第2プラズマ形状の補正を行う。或いは補正部62は、第2プラズマ形状の評価項目(幅W1,W2の均一性、角度θ、対称性、及びバランス等)が所定の閾値を満たすように、ステアリングミラー機構M1B等を駆動して第2プラズマ形状の補正を行う。 Further, when the second plasma shape is abnormal, the correction unit 62 adjusts the difference between the second plasma shape and the reference shape of the plasma 69 indicated by the reference shape information 70 to be reduced (preferably minimized). ), the second plasma shape is corrected by driving the steering mirror mechanism M1B and the like to correct the optical axis of each second laser beam L2. Alternatively, the correction unit 62 drives the steering mirror mechanism M1B etc. so that the evaluation items of the second plasma shape (uniformity of widths W1 and W2, angle θ, symmetry, balance, etc.) satisfy predetermined threshold values. Correction of the second plasma shape is performed.

停止制御部64は、第1評価部60A又は第2評価部60Bにより各プラズマ形状のいずれかが異常であると判定された場合であって且つ補正部62による補正ができない場合に、レーザ加工制御部52を制御して、ストリートCのレーザ加工を停止させる。なお、補正部62による補正ができない場合とは、例えば、各プラズマ形状と基準形状との差分が所定の上限値よりも大きい場合、図10及び図11に示した各プラズマ形状の評価項目が所定範囲内にない場合、或いは補正部62による補正が一定時間経過しても完了しない場合などである。 The stop control unit 64 performs laser processing control when either the first evaluation unit 60A or the second evaluation unit 60B determines that one of the plasma shapes is abnormal and the correction unit 62 cannot correct it. 52 to stop the laser processing on street C. Note that the case where correction by the correction unit 62 cannot be performed means, for example, when the difference between each plasma shape and the reference shape is larger than a predetermined upper limit value, or when the evaluation items for each plasma shape shown in FIGS. This may be the case if the value is not within the range, or if the correction by the correction unit 62 is not completed even after a certain period of time has elapsed.

報知部66は、停止制御部64がストリートCのレーザ加工を停止させた場合に、不図示のモニタに警告情報を表示、不図示のスピーカからの警告情報の音声出力、或いはこれらの組み合わせを実行することで、オペレータに対して警告情報を報知する。 When the stop control unit 64 stops the laser processing of street C, the notification unit 66 displays warning information on a monitor (not shown), outputs the warning information audibly from a speaker (not shown), or executes a combination thereof. This notifies the operator of warning information.

[第1実施形態のレーザ加工装置の作用]
図12は、第1実施形態のレーザ加工装置10によるウェーハ12の各ストリートCのレーザ加工処理の流れを示すフローチャートである。図13は、本発明のレーザ加工方法に係る、図12中のプラズマ形状評価処理の流れを示すフローチャートである。なお、基準形状情報70については事前に既述の基準加工を行うことで記憶部31に記憶されているものとする。
[Operation of the laser processing device of the first embodiment]
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of laser processing of each street C of the wafer 12 by the laser processing apparatus 10 of the first embodiment. FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the plasma shape evaluation process in FIG. 12 according to the laser processing method of the present invention. It is assumed that the reference shape information 70 is stored in the storage unit 31 by performing the reference processing described above in advance.

図12に示すように、レーザ加工装置10の電源ON後に加工対象のウェーハ12がテーブル20に保持されると、アライメント検出部50が相対移動機構28を駆動して、ウェーハ12に対して顕微鏡26をウェーハ12のアライメント基準(図示は省略)を撮影可能な位置まで相対移動させた後、顕微鏡26によるアライメント基準の撮影を実行させる。そして、アライメント検出部50は、顕微鏡26により撮影されたアライメント基準の撮影画像に基づき、ウェーハ12の各ストリートCの位置を検出するアライメント検出を行う(ステップS1)。 As shown in FIG. 12, when the wafer 12 to be processed is held on the table 20 after the laser processing apparatus 10 is powered on, the alignment detection unit 50 drives the relative movement mechanism 28 to move the microscope 2 After relatively moving the alignment reference (not shown) of the wafer 12 to a position where it can be photographed, the microscope 26 is caused to photograph the alignment reference. Then, the alignment detection unit 50 performs alignment detection to detect the position of each street C on the wafer 12 based on the image of the alignment reference taken by the microscope 26 (step S1).

アライメント検出が完了すると、レーザ加工制御部52が、アライメント検出部50の検出結果に基づき相対移動機構28を駆動して、ストリートC(往路)の加工開始位置に対するレーザヘッド24の第1集光レンズ38の光軸の位置合わせ(アライメント)を行う(ステップS2)。 When the alignment detection is completed, the laser processing control section 52 drives the relative movement mechanism 28 based on the detection result of the alignment detection section 50, and moves the first condensing lens of the laser head 24 to the processing start position of street C (outward path). 38 optical axes are aligned (step S2).

また、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して、第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Aに切り替える(ステップS3)。なお、ステップS2及びステップS3については逆の順番で実行或いは同時に実行してもよい。 The laser processing control unit 52 also drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser beam L2 to the second condenser lens 40A (step S3). Note that steps S2 and S3 may be performed in the reverse order or may be performed simultaneously.

ステップS3が完了すると、レーザ加工制御部52は、ストリートC(往路)のレーザ加工を開始する(ステップS4)。最初にレーザ加工制御部52は、第1レーザ光源22Aからレーザ光LAを出射させる。これにより、第1光形成素子32を経て第1集光レンズ38から2条の第1レーザ光L1が出射され、2条の第1レーザ光L1がストリートC(往路)上の加工開始位置に集光される。 When step S3 is completed, the laser processing control unit 52 starts laser processing on street C (outward path) (step S4). First, the laser processing control unit 52 causes the first laser light source 22A to emit the laser light LA. As a result, two lines of the first laser beam L1 are emitted from the first condensing lens 38 via the first light forming element 32, and the two lines of the first laser beam L1 reach the processing start position on the street C (outward path). The light is focused.

次いで、レーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動してウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XAに相対移動させると共に、第2集光レンズ40Aの光軸が上述の加工開始位置に到達するのに応じて第2レーザ光源22Bからレーザ光LBを出射させる。これにより、第2光形成素子34、分岐光学素子35A、及び接続切替素子36を経て第2集光レンズ40Aから各第2レーザ光L2が出射され、各第2レーザ光L2が加工開始位置に集光される。 Next, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 relative to the wafer 12 in the forward direction side XA, and the optical axis of the second condensing lens 40A aligns with the above-mentioned processing start. Upon reaching the position, the second laser light source 22B emits the laser light LB. As a result, each second laser beam L2 is emitted from the second condensing lens 40A via the second light forming element 34, the branching optical element 35A, and the connection switching element 36, and each second laser beam L2 reaches the processing start position. The light is focused.

引き続きレーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動して、ウェーハ12に対してレーザヘッド24を往路方向側XAに相対移動させる(ステップS5)。これにより、図3及び図5に示したように、ストリートC(往路)に沿って、縁切り加工による2条の縁切り溝18の形成と中抜き加工による中抜き溝19の形成とが間隔を空けて同時に実行される。 Subsequently, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 relative to the wafer 12 in the outward direction XA (step S5). As a result, as shown in FIGS. 3 and 5, along the street C (outgoing path), the formation of the two edge cutting grooves 18 by the edge cutting process and the formation of the hollow groove 19 by the hollow cutting process are spaced apart. are executed simultaneously.

また、レーザ加工開始に合わせてプラズマ形状評価処理が開始される(ステップS6)。 Furthermore, plasma shape evaluation processing is started in conjunction with the start of laser processing (step S6).

図13に示すように、撮影制御部54が、カメラ45によるプラズマ発光R1Aの撮像と、カメラ46Aによるプラズマ発光R2Aの撮像と、を開始させる。これにより、レーザ加工中に、カメラ45による一対の加工点SP1(プラズマ68)の撮影と、カメラ46Aによる各加工点SP2の撮影(プラズマ69)と、が実行される(ステップS6A、本発明の撮影ステップに相当)。 As shown in FIG. 13, the imaging control unit 54 causes the camera 45 to start imaging the plasma emission R1A and the camera 46A to start imaging the plasma emission R2A. As a result, during laser processing, the camera 45 photographs the pair of processing points SP1 (plasma 68), and the camera 46A photographs each processing point SP2 (plasma 69) (step S6A, according to the present invention). (equivalent to the shooting step).

次いで、プラズマ形状取得部56が、カメラ45からの撮影画像D1の取得と、カメラ46Aからの撮影画像D2Aの取得と、を実行する(ステップS6B)。そして、プラズマ形状取得部56が、撮影画像D1から加工点SP1ごとに第1プラズマ形状を取得すると共に、撮影画像D2Aから加工点SP2ごとに第2プラズマ形状を取得して、各プラズマ形状をプラズマ形状評価部60へ出力する(ステップS6C、本発明の形状取得ステップに相当)。 Next, the plasma shape acquisition unit 56 acquires the photographed image D1 from the camera 45 and the photographed image D2A from the camera 46A (step S6B). Then, the plasma shape acquisition unit 56 acquires a first plasma shape for each processing point SP1 from the photographed image D1, and acquires a second plasma shape for each processing point SP2 from the photographed image D2A, and converts each plasma shape into a plasma. It outputs to the shape evaluation section 60 (step S6C, corresponding to the shape acquisition step of the present invention).

各プラズマ形状の情報の入力を受けたプラズマ形状評価部60(第1評価部60A、第2評価部60B)は、各プラズマ形状がそれぞれ正常であるのか否かを評価する(ステップS6D、本発明の形状評価ステップに相当)。 The plasma shape evaluation section 60 (first evaluation section 60A, second evaluation section 60B) that receives the input of information on each plasma shape evaluates whether each plasma shape is normal or not (step S6D, according to the present invention). (equivalent to the shape evaluation step).

例えば第1評価部60Aにより評価を行う場合には、最初に形状情報取得部58が記憶部31から基準形状情報70を取得してこの基準形状情報70を第1評価部60Aへ出力する。そして、第1評価部60Aは、各プラズマ形状と、基準形状情報70が示すプラズマ68,69の基準形状との一致度を演算し、この一致度が所定閾値以上であるのか否かに基づき各プラズマ形状がそれぞれ正常であるのか否かを評価する。 For example, when the first evaluation section 60A performs the evaluation, the shape information acquisition section 58 first acquires the reference shape information 70 from the storage section 31 and outputs this reference shape information 70 to the first evaluation section 60A. Then, the first evaluation unit 60A calculates the degree of coincidence between each plasma shape and the reference shape of the plasmas 68 and 69 indicated by the reference shape information 70, and determines whether or not each plasma shape matches the reference shape of the plasmas 68 and 69 indicated by the reference shape information 70. Evaluate whether each plasma shape is normal.

また、第2評価部60Bにより評価を行う場合には、第2評価部60Bが、既述の図10及び図11に示したような各プラズマ形状にそれぞれ対応した複数の評価項目を演算し、各評価項目がそれぞれ所定閾値を満たしているか否かに基づき、各プラズマ形状がそれぞれ正常であるのか否かを評価する。 In addition, when the second evaluation section 60B performs the evaluation, the second evaluation section 60B calculates a plurality of evaluation items corresponding to each plasma shape as shown in FIGS. 10 and 11 described above, Based on whether each evaluation item satisfies a predetermined threshold value, it is evaluated whether each plasma shape is normal or not.

このように各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状の評価を行うことで、レーザ加工装置10にビームプロファイラを設けることなく、既存の設備を利用して、レーザ加工中に各加工点SP1,SP2での各レーザ光L1,L2のビームプロファイルが正常であるのか否かを判別可能である。さらに、レーザ加工中の各プラズマ形状が正常(各レーザ光L1,L2のビームプロファイルが正常)であれば2条の縁切り溝18及び中抜き溝19が正常に形成されている可能性が高い。その結果、レーザ加工装置10にビームプロファイラ及び三次元計測装置(顕微鏡)等を設けることなく、各プラズマ形状に基づき2条の縁切り溝18及び中抜き溝19が正常に形成されているのか否かを評価可能である。 By evaluating each plasma shape at each processing point SP1, SP2 in this way, it is possible to utilize existing equipment without installing a beam profiler in the laser processing apparatus 10, and to perform laser processing at each processing point SP1, SP2 during laser processing. It is possible to determine whether the beam profiles of the laser beams L1 and L2 at SP2 are normal or not. Further, if each plasma shape during laser processing is normal (the beam profiles of the laser beams L1 and L2 are normal), there is a high possibility that the two edge grooves 18 and the hollow grooves 19 are formed normally. As a result, it was determined whether the two edge grooves 18 and the hollow grooves 19 were properly formed based on each plasma shape without installing a beam profiler, three-dimensional measuring device (microscope), etc. in the laser processing device 10. can be evaluated.

各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状の全てが正常である場合(ステップS6EでYES)、図12に示したステップS7に移行する(ステップS6F)。 If all of the plasma shapes at each processing point SP1, SP2 are normal (YES in step S6E), the process moves to step S7 shown in FIG. 12 (step S6F).

一方、各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状のいずれかが異常である場合(ステップS6EでNO)、補正部62がステアリングミラー機構M1A,M1B等を駆動して異常なプラズマ形状の補正を行う(ステップS6GでYES、ステップS6H)。これにより、レーザ加工の加工不良の発生が防止される。そして、図12に示したステップS7に移行する(ステップS6F)。 On the other hand, if either of the plasma shapes at each processing point SP1, SP2 is abnormal (NO in step S6E), the correction unit 62 drives the steering mirror mechanisms M1A, M1B, etc. to correct the abnormal plasma shape. (YES in step S6G, step S6H). This prevents processing defects in laser processing from occurring. Then, the process moves to step S7 shown in FIG. 12 (step S6F).

各プラズマ形状のいずれかが異常である場合であって且つ補正部62による補正が不可能な場合に(ステップS6EでNO、ステップS6GでNO)、停止制御部64が、レーザ加工制御部52を制御してストリートC(往路)のレーザ加工を停止させる(ステップS6I)。これにより、レーザ加工の加工不良の発生が防止される。 If any of the plasma shapes is abnormal and correction by the correction unit 62 is impossible (NO in step S6E, NO in step S6G), the stop control unit 64 controls the laser processing control unit 52. The control is performed to stop the laser processing on street C (outward path) (step S6I). This prevents processing defects in laser processing from occurring.

次いで、報知部66が、不図示のモニタ及びスピーカ等を利用して警告情報の報知を行う(ステップS6J)。これにより、オペレータに対してレーザヘッド24の調整、又はレーザ加工の加工条件の見直し等を促すことができるので、ウェーハ12の全体での加工不良の発生を防止可能である。 Next, the notification unit 66 uses a monitor, a speaker, etc. (not shown) to notify the warning information (step S6J). This can prompt the operator to adjust the laser head 24 or review the processing conditions for laser processing, thereby making it possible to prevent processing defects on the entire wafer 12.

図12に戻って、ステップS7に移行すると、ストリートC(往路)のレーザ加工が完了するまで既述のステップS6及びステップS7の処理が繰り返し実行される(ステップS7でNO)。これにより、ストリートC(往路)のレーザ加工の間、カメラ45,46Aによる各加工点SP1,SP2(プラズマ68,69)の撮影と、プラズマ形状取得部56による各プラズマ形状の取得と、プラズマ形状評価部60による各プラズマ形状の評価と、が繰り返し実行される。また、プラズマ形状評価部60により各プラズマ形状のいずれかが異常であると評価された場合には、「補正部62による補正」、或いは「停止制御部64によるレーザ加工停止及び報知部66による警告情報の報知」が実行される。 Returning to FIG. 12, when the process moves to step S7, the processes of step S6 and step S7 described above are repeatedly executed until the laser processing of street C (outbound path) is completed (NO in step S7). This allows the cameras 45 and 46A to photograph each processing point SP1 and SP2 (plasmas 68 and 69), the plasma shape acquisition unit 56 to acquire each plasma shape, and the plasma shape The evaluation of each plasma shape by the evaluation unit 60 is repeatedly performed. In addition, if any of the plasma shapes is evaluated as abnormal by the plasma shape evaluation unit 60, “correction by the correction unit 62” or “stopping of laser processing by the stop control unit 64 and warning by the notification unit 66” "Information notification" is executed.

レーザ加工制御部52は、一対の加工点SP1がストリートC(往路)の加工終了位置に到達するのに応じて第1レーザ光源22Aからのレーザ光LAの出射を停止させ、次いで各加工点SP2が加工終了位置に到達するのに応じて第2レーザ光源22Bからのレーザ光LBの出射を停止させると共に相対移動機構28の駆動を停止させる。これにより、ストリートC(往路)のレーザ加工が完了する(ステップS7でYES)。 The laser processing control unit 52 stops emitting the laser light LA from the first laser light source 22A in response to the pair of processing points SP1 reaching the processing end position of the street C (outward path), and then stops the emission of the laser beam LA from the first laser light source 22A, and then each processing point SP2 When the laser beam LB reaches the processing end position, the emission of the laser beam LB from the second laser light source 22B is stopped, and the driving of the relative movement mechanism 28 is also stopped. This completes the laser processing of street C (outward path) (YES in step S7).

レーザ加工制御部52は、ストリートC(往路)のレーザ加工が完了すると、相対移動機構28を駆動して、第1集光レンズ38の光軸と、次のストリートC(復路)の加工開始位置との位置合わせを行う(ステップS8でYES、ステップS2)。また、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Bに切り替える(ステップS3)。 When the laser processing of street C (outward path) is completed, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to align the optical axis of the first condensing lens 38 with the processing start position of the next street C (return path). (YES in step S8, step S2). The laser processing control unit 52 also drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser beam L2 to the second condenser lens 40B (step S3).

そして、既述のステップS5からステップS7の処理が繰り返し実行される。これにより、ストリートC(復路)のレーザ加工が行われる間、カメラ45,46Bによる各加工点SP1,SP2(プラズマ68,69)の撮影と、プラズマ形状取得部56による各プラズマ形状の取得と、プラズマ形状評価部60による各プラズマ形状の評価と、が繰り返し実行される。また、プラズマ形状評価部60により各プラズマ形状のいずれかが異常であると評価された場合には、「補正」、或いは「レーザ加工停止及び警告情報の報知」が実行される。 Then, the processes from step S5 to step S7 described above are repeatedly executed. As a result, while the street C (return path) laser processing is being performed, the cameras 45 and 46B photograph each processing point SP1 and SP2 (plasmas 68 and 69), and the plasma shape acquisition unit 56 acquires each plasma shape. Evaluation of each plasma shape by the plasma shape evaluation section 60 is repeatedly performed. Furthermore, if the plasma shape evaluation unit 60 evaluates that any of the plasma shapes is abnormal, "correction" or "stopping laser processing and notification of warning information" is executed.

以下同様に、X方向に平行な全てのストリートC(往路及び復路)ごとに、既述のステップS2からステップS8までの処理が繰り返し実行される。次いで、レーザ加工制御部52は、相対移動機構28を駆動してテーブル20を90°回転させることにより、ウェーハ12上でY方向に平行な残りの各ストリートCをX方向に平行にする。そして、上述の一連の処理が繰り返し実行される。これにより、格子状の各ストリートCに沿ってレーザ加工が実行される(ステップS8でNO)。 Similarly, the processes from step S2 to step S8 described above are repeatedly executed for every street C (outbound and return) parallel to the X direction. Next, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to rotate the table 20 by 90 degrees, thereby making each of the remaining streets C parallel to the Y direction on the wafer 12 parallel to the X direction. The series of processes described above are then repeatedly executed. As a result, laser processing is performed along each grid-like street C (NO in step S8).

以上のように第1実施形態では、レーザ加工中に撮影した各加工点SP1,SP2の撮影画像D1,D2A,D2Bから各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状を取得して評価することで、2条の縁切り溝18及び中抜き溝19が正常に形成されているか否かを評価することができる。その結果、ビームプロファイラ或いは三次元計測装置(顕微鏡)を用いる必要がなくなるので、レーザ加工中に2条の縁切り溝18及び中抜き溝19が正常に形成されているか否かを低コスト且つ短時間且つ省スペースで評価可能である。 As described above, in the first embodiment, each plasma shape at each processing point SP1, SP2 is acquired and evaluated from the photographed images D1, D2A, D2B of each processing point SP1, SP2 taken during laser processing. , it is possible to evaluate whether the two edge cutting grooves 18 and the hollow grooves 19 are formed normally. As a result, there is no need to use a beam profiler or three-dimensional measuring device (microscope), so it is possible to check whether the two edge grooves 18 and the hollow grooves 19 are properly formed during laser processing at low cost and in a short time. Moreover, evaluation can be performed in a space-saving manner.

なお、上記第1実施形態では、補正部62がステアリングミラー機構M1A,M1B等を駆動して異常なプラズマ形状の補正を行っているが、他の方法でプラズマ形状の補正(各レーザ光L1,L2の光軸補正等)を行ってもよい。例えば、ステアリングミラー機構M1A,M1Bに代えてシフトミラー機構を配置してもよい。 In the first embodiment, the correction unit 62 drives the steering mirror mechanisms M1A, M1B, etc. to correct the abnormal plasma shape, but it corrects the plasma shape by other methods (each laser beam L1, L2 optical axis correction, etc.) may be performed. For example, a shift mirror mechanism may be arranged in place of the steering mirror mechanisms M1A and M1B.

また、ステアリングミラー機構M1A,M1Bに代えて各レーザ光L1,L2の光路上に配置された複数のミラーと、複数のミラーの位置及び姿勢の少なくとも一方を調整する調整機構とを含む構成を採用可能である。この場合には、各レーザ光L1,L2の光路ごとに2個のPSD等の位置検出センサを設け、光路ごとに、各位置検出センサによる各レーザ光L1,L2の位置検出結果に基づき、調整機構を駆動して各レーザ光L1,L2の光軸補正、すなわちプラズマ形状の補正を行ってもよい。 In addition, instead of the steering mirror mechanisms M1A and M1B, a configuration including a plurality of mirrors arranged on the optical path of each laser beam L1 and L2 and an adjustment mechanism that adjusts at least one of the position and orientation of the plurality of mirrors is adopted. It is possible. In this case, two position detection sensors such as PSD are provided for each optical path of each laser beam L1 and L2, and adjustment is made for each optical path based on the position detection results of each laser beam L1 and L2 by each position detection sensor. The mechanism may be driven to correct the optical axis of each of the laser beams L1 and L2, that is, correct the plasma shape.

[第2実施形態]
図14は、第2実施形態のレーザ加工装置10の制御装置30の機能ブロック図である。上記第1実施形態のレーザ加工装置10では各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状が正常であるのか否かの評価を行っているが、第2実施形態のレーザ加工装置10では各プラズマ形状の評価に加えて、各加工点SP1,SP2でのプラズマ68,69の明るさ及び位置関係が正常であるのか否かの評価を行う。
[Second embodiment]
FIG. 14 is a functional block diagram of the control device 30 of the laser processing apparatus 10 of the second embodiment. The laser processing apparatus 10 of the first embodiment evaluates whether each plasma shape at each processing point SP1, SP2 is normal, but the laser processing apparatus 10 of the second embodiment evaluates whether each plasma shape is normal or not. In addition to the evaluation, it is evaluated whether the brightness and positional relationship of the plasmas 68 and 69 at each processing point SP1 and SP2 are normal.

図14に示すように、第2実施形態のレーザ加工装置10は、制御装置30がさらに明るさ取得部71、位置取得部72、明るさ評価部73、及び位置関係評価部74として機能する点を除けば、上記第1実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 As shown in FIG. 14, the laser processing apparatus 10 of the second embodiment has the point that the control device 30 further functions as a brightness acquisition section 71, a position acquisition section 72, a brightness evaluation section 73, and a positional relationship evaluation section 74. Except for this, the configuration is basically the same as the laser processing apparatus 10 of the first embodiment. For this reason, the same reference numerals are given to the same elements in function or configuration as those in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.

明るさ取得部71は、ストリートC(往路)のレーザ加工中には、カメラ45,46Aから撮影画像D1,D2Aが出力されるごとに、撮影画像D1,D2Aからプラズマ68,69の明るさを取得する。具体的には明るさ取得部71は、既述のプラズマ形状取得部56と同様の方法で撮影画像D1,D2A内からプラズマ68,69の領域を検出し、検出したプラズマ68,69の領域内の画素の輝度値に基づき、プラズマ68,69の明るさを取得する。また、明るさ取得部71は、ストリートC(復路)のレーザ加工中には、カメラ45,46Bから撮影画像D1,D2Bが出力されるごとに、撮影画像D1,D2Bからプラズマ68,69の明るさを取得する。 The brightness acquisition unit 71 calculates the brightness of the plasmas 68 and 69 from the captured images D1 and D2A each time the captured images D1 and D2A are output from the cameras 45 and 46A during laser processing on the street C (outward path). get. Specifically, the brightness acquisition unit 71 detects the areas of plasmas 68 and 69 from within the photographed images D1 and D2A in the same manner as the plasma shape acquisition unit 56 described above, and detects the areas of plasmas 68 and 69 within the detected areas of plasmas 68 and 69. The brightness of the plasmas 68 and 69 is obtained based on the brightness value of the pixel. In addition, during the street C (return trip) laser processing, the brightness acquisition unit 71 detects the brightness of the plasmas 68, 69 from the captured images D1, D2B every time the captured images D1, D2B are output from the cameras 45, 46B. Get the results.

そして、明るさ取得部71は、撮影画像D1,D2A又は撮影画像D1,D2Bからプラズマ68,69の明るさを取得するごとに、プラズマ68,69の明るさを示す情報を明るさ評価部73に逐次出力する。 Each time the brightness acquisition unit 71 acquires the brightness of the plasmas 68 and 69 from the photographed images D1 and D2A or the photographed images D1 and D2B, the brightness acquisition unit 71 transmits information indicating the brightness of the plasmas 68 and 69 to the brightness evaluation unit 73. Output sequentially to .

位置取得部72は、ストリートC(往路)のレーザ加工中には、カメラ45,46Aから撮影画像D1,D2Aが出力されるごとに、撮影画像D1,D2Aからプラズマ68,69の位置情報を取得する。具体的には位置取得部72は、既述のプラズマ形状取得部56と同様の方法で撮影画像D1,D2A内からプラズマ68,69の領域を検出し、撮影画像D1,D2A内でのプラズマ68,69の位置に基づき、プラズマ68,69の位置情報を取得する。また、位置取得部72は、ストリートC(復路)のレーザ加工中には、カメラ45,46Bから撮影画像D1,D2Bが出力されるごとに、撮影画像D1,D2Bからプラズマ68,69の位置情報を取得する。 The position acquisition unit 72 acquires position information of the plasmas 68 and 69 from the photographed images D1 and D2A each time the photographed images D1 and D2A are output from the cameras 45 and 46A during the laser processing on the street C (outward path). do. Specifically, the position acquisition unit 72 detects the regions of plasma 68 and 69 from within the photographed images D1 and D2A in the same manner as the previously described plasma shape acquisition unit 56, and detects the plasma 68 and 69 regions within the photographed images D1 and D2A. , 69, the position information of the plasmas 68, 69 is acquired. In addition, during the street C (return trip) laser processing, the position acquisition unit 72 acquires position information of the plasmas 68 and 69 from the captured images D1 and D2B every time the captured images D1 and D2B are output from the cameras 45 and 46B. get.

そして、位置取得部72は、撮影画像D1,D2A又は撮影画像D1,D2Bからプラズマ68,69の位置情報を取得するごとに、プラズマ68,69の位置情報を位置関係評価部74に逐次出力する。 Then, the position acquisition unit 72 sequentially outputs the position information of the plasmas 68 and 69 to the positional relationship evaluation unit 74 every time the position information of the plasmas 68 and 69 is acquired from the captured images D1 and D2A or the captured images D1 and D2B. .

明るさ評価部73は、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工中に各加工点SP1,SP2でのプラズマ68,69(既述の図10及び図11参照)の明るさが正常であるのか否かを評価する。 The brightness evaluation unit 73 determines whether the brightness of the plasmas 68 and 69 (see FIGS. 10 and 11 described above) at each processing point SP1 and SP2 is normal during laser processing on street C (outbound and return passes). Evaluate whether or not.

具体的には明るさ評価部73は、レーザ加工中に明るさ取得部71から各加工点SP1,SP2でのプラズマ68,69の明るさを示す情報が入力されるごとに、個々のプラズマ68,69の明るさが所定閾値範囲内であるのか否かに基づき、個々のプラズマ68,69の明るさがそれぞれ正常であるのか否かを評価する。プラズマ68,69の明るさは、レーザ加工の加工形状(加工深さ等)に影響を及ぼすため、個々のプラズマ68,69の明るさの評価結果に基づき、レーザ加工の加工形状が正常であるのか否かを評価することができる。 Specifically, the brightness evaluation unit 73 evaluates each plasma 68 each time information indicating the brightness of the plasmas 68 and 69 at each processing point SP1 and SP2 is input from the brightness acquisition unit 71 during laser processing. , 69 is within a predetermined threshold range, it is evaluated whether the brightness of each plasma 68, 69 is normal. The brightness of the plasmas 68 and 69 affects the processing shape (processing depth, etc.) of the laser processing, so the processing shape of the laser processing is determined to be normal based on the evaluation results of the brightness of the individual plasmas 68 and 69. It is possible to evaluate whether or not

また、明るさ評価部73は、明るさ取得部71から各加工点SP1でのプラズマ68の明るさを示す情報が入力されるごとに、加工点SP1ごとのプラズマ68の明るさのバランスが正常であるのか否かを評価する。例えば明るさ評価部73は、加工点SP1ごとのプラズマ68の明るさの差が所定の閾値以下であるのか否かに基づき、加工点SP1ごとのプラズマ68の明るさのバランス(以下、第1明るさバランスという)が正常であるのか否かを評価する。これにより、加工点SP1ごとの縁切り溝18の加工形状が均等であるのか否かを評価することができる。 In addition, the brightness evaluation unit 73 determines whether the brightness balance of the plasma 68 at each processing point SP1 is normal each time information indicating the brightness of the plasma 68 at each processing point SP1 is input from the brightness acquisition unit 71. Evaluate whether or not. For example, the brightness evaluation unit 73 determines the brightness balance of the plasma 68 for each processing point SP1 (hereinafter referred to as the first Evaluate whether the brightness balance (brightness balance) is normal. Thereby, it is possible to evaluate whether the machined shape of the edge cutting groove 18 at each processing point SP1 is uniform.

さらに、明るさ評価部73は、明るさ取得部71から各加工点SP2でのプラズマ69の明るさを示す情報が入力されるごとに、加工点SP2ごとのプラズマ69の明るさの差が所定の閾値以下であるのか否かに基づき、加工点SP2ごとのプラズマ69の明るさのバランス(以下、第2明るさバランスという)が正常であるのか否かを評価する。これにより、加工点SP2ごとの中抜き溝19の加工形状が均等であるのか否かを評価することができる。 Further, the brightness evaluation section 73 calculates a predetermined difference in the brightness of the plasma 69 at each processing point SP2 every time information indicating the brightness of the plasma 69 at each processing point SP2 is input from the brightness acquisition section 71. It is evaluated whether the brightness balance of the plasma 69 for each processing point SP2 (hereinafter referred to as second brightness balance) is normal or not based on whether or not the brightness is below the threshold value. Thereby, it is possible to evaluate whether the machined shape of the hollow groove 19 at each processing point SP2 is uniform.

なお、加工点SP2ごとの中抜き溝19の加工形状(加工深さ)は必ずしも均等である必要はない。この場合には、加工点SP2ごとのプラズマ69の明るさの閾値が互いに異なっており、さらに第2明るさバランスの評価は省略される。 Note that the machining shape (machining depth) of the hollow groove 19 at each machining point SP2 does not necessarily have to be uniform. In this case, the threshold values of the brightness of the plasma 69 for each processing point SP2 are different from each other, and furthermore, the evaluation of the second brightness balance is omitted.

位置関係評価部74は、ストリートC(往路及び復路)のレーザ加工中において、加工点SP1ごとのプラズマ68の位置関係(以下、第1位置関係という)が正常であるのか否かを評価すると共に、加工点SP2ごとのプラズマ69の位置関係(以下、第2位置関係という)が正常であるのか否かを評価する。 The positional relationship evaluation unit 74 evaluates whether or not the positional relationship of the plasma 68 at each processing point SP1 (hereinafter referred to as the first positional relationship) is normal during laser processing on the street C (outward path and return path). , it is evaluated whether the positional relationship of the plasma 69 at each processing point SP2 (hereinafter referred to as a second positional relationship) is normal.

具体的には位置関係評価部74は、位置取得部72から加工点SP1ごとのプラズマ68の位置情報が入力されるごとに、第1位置関係が正常であるのか否かを評価する。例えば、位置関係評価部74は、既述の図10に示したように一対の加工点SP1ごとのプラズマ68の位置に基づき、加工予定ラインJ2から各プラズマ68までのY方向距離を演算し、これらY方向距離の差分を演算する。そして、位置関係評価部74は、演算した差分が所定閾値内であるのか否かに基づき、第1位置関係が正常であるのか否かを評価する。これにより、各加工点SP1の位置、すなわち2条の縁切り溝18の形成位置が適正であるのか否かを評価することができる。 Specifically, the positional relationship evaluation unit 74 evaluates whether the first positional relationship is normal each time the positional information of the plasma 68 for each processing point SP1 is input from the position acquisition unit 72. For example, the positional relationship evaluation unit 74 calculates the distance in the Y direction from the planned machining line J2 to each plasma 68 based on the position of the plasma 68 for each pair of machining points SP1, as shown in FIG. The difference between these distances in the Y direction is calculated. Then, the positional relationship evaluation unit 74 evaluates whether the first positional relationship is normal based on whether the calculated difference is within a predetermined threshold. Thereby, it can be evaluated whether the position of each processing point SP1, that is, the formation position of the two edge cutting grooves 18 is appropriate.

また、位置関係評価部74は、位置取得部72から加工点SP2ごとのプラズマ69の位置情報が入力されるごとに、第2位置関係が正常であるのか否かを評価する。例えば、位置関係評価部74は、既述の図11に示したように加工点SP2ごとのプラズマ69の位置に基づき、加工点SP2ごとに加工予定ラインJ2からプラズマ69までのY方向距離を演算する。そして、位置関係評価部74は、加工点SP2ごとのY方向距離の差分、すなわち、先行する加工点SP2のプラズマ69に対する後行する加工点SP2のプラズマ69のY方向の位置ずれ量を演算し、この位置ずれ量が所定閾値内であるのか否かに基づき、第2位置関係が正常であるのか否かを評価する。これにより、中抜き加工時の各加工点SP2の位置が適正であるのか否かを評価することができる。 Moreover, the positional relationship evaluation unit 74 evaluates whether the second positional relationship is normal or not every time the positional information of the plasma 69 for each processing point SP2 is input from the position acquisition unit 72. For example, the positional relationship evaluation unit 74 calculates the distance in the Y direction from the machining schedule line J2 to the plasma 69 for each machining point SP2 based on the position of the plasma 69 at each machining point SP2, as shown in FIG. do. Then, the positional relationship evaluation unit 74 calculates the difference in distance in the Y direction for each processing point SP2, that is, the amount of positional deviation in the Y direction of the plasma 69 at the following processing point SP2 with respect to the plasma 69 at the preceding processing point SP2. , based on whether the amount of positional deviation is within a predetermined threshold, it is evaluated whether the second positional relationship is normal. Thereby, it is possible to evaluate whether the position of each processing point SP2 during hollow processing is appropriate.

第2実施形態の補正部62は、明るさ評価部73によって個々の加工点SP1のプラズマ68の明るさ或いは第1明るさバランスについて異常評価がなされた場合に、各加工点SP1のプラズマ68の明るさを補正する。例えば補正部62は、個々のプラズマ68の明るさ或いは第1明るさバランスが所定基準値(所定基準範囲)を満たすように、第1レーザ光源22Aから出射されるレーザ光LAの光量を調整したり、ステアリングミラー機構M1A等を駆動したりすることで、各加工点SP1のプラズマ68の明るさを補正する。 The correction unit 62 of the second embodiment corrects the brightness of the plasma 68 at each processing point SP1 when the brightness evaluation unit 73 makes an abnormal evaluation regarding the brightness or the first brightness balance of the plasma 68 at each processing point SP1. Correct the brightness. For example, the correction unit 62 adjusts the amount of laser light LA emitted from the first laser light source 22A so that the brightness or first brightness balance of each plasma 68 satisfies a predetermined reference value (predetermined reference range). The brightness of the plasma 68 at each processing point SP1 is corrected by driving the steering mirror mechanism M1A or the like.

また、補正部62は、明るさ評価部73によって個々の加工点SP2のプラズマ69の明るさ或いは第2明るさバランスについて異常評価がなされた場合に、各加工点SP2のプラズマ69の明るさを補正する。例えば補正部62は、個々のプラズマ69の明るさ或いは第2明るさバランスが所定基準値を満たすように、第2レーザ光源22Bから出射されるレーザ光LBの光量を調整したり、ステアリングミラー機構M1B等を駆動したりすることで、各加工点SP2のプラズマ69の明るさを補正する。 Further, when the brightness evaluation unit 73 makes an abnormal evaluation regarding the brightness of the plasma 69 at each processing point SP2 or the second brightness balance, the correction unit 62 adjusts the brightness of the plasma 69 at each processing point SP2. to correct. For example, the correction unit 62 adjusts the amount of laser light LB emitted from the second laser light source 22B, or adjusts the steering mirror mechanism so that the brightness of each plasma 69 or the second brightness balance satisfies a predetermined reference value. By driving M1B etc., the brightness of the plasma 69 at each processing point SP2 is corrected.

さらに、補正部62は、位置関係評価部74によって第1位置関係又は第2位置関係について異常評価がなされた場合に、第1位置関係又は第2位置関係が所定基準値を満たすように、ステアリングミラー機構M1A等或いはステアリングミラー機構M1Bを駆動することで、第1位置関係又は第2位置関係を補正する。 Furthermore, when the positional relationship evaluation unit 74 evaluates the first positional relationship or the second positional relationship as abnormal, the correction unit 62 adjusts the steering so that the first positional relationship or the second positional relationship satisfies a predetermined reference value. The first positional relationship or the second positional relationship is corrected by driving the mirror mechanism M1A or the like or the steering mirror mechanism M1B.

以上のように第2実施形態のレーザ加工装置10では、各加工点SP1,SP2でのプラズマ68,69の明るさ及び位置関係が正常であるのか否かの評価を行うことで、加工点SP1,SP2ごとの加工形状及び加工点SP1,SP2ごとの位置関係が正常であるのか否かをあわせて評価することができる。 As described above, in the laser processing apparatus 10 of the second embodiment, by evaluating whether the brightness and positional relationship of the plasmas 68 and 69 at each processing point SP1 and SP2 are normal, processing point SP1 , SP2, and whether the positional relationship between the machining points SP1 and SP2 is normal or not can also be evaluated.

[第3実施形態]
次に、第3実施形態のレーザ加工装置10について説明を行う。上記各実施形態では、レーザヘッド24により個々のストリート(往路及び復路)に対してレーザ加工(縁切り加工、中抜き加工)を1回だけ行っているが、同一のストリートCに対するレーザ加工を繰り返し行ってもよい。なお、同一のストリートCに対するレーザ加工を繰り返し行うこと、すなわちレーザ加工済みのストリートCに対してレーザ加工を再度行うことには、上記各実施形態で説明した中抜き加工のように加工送り方向であるX方向に複数分割された第2レーザ光L2により行うレーザ加工も含まれる。
[Third embodiment]
Next, the laser processing apparatus 10 of the third embodiment will be explained. In each of the above embodiments, the laser head 24 performs laser processing (edge cutting, hollow processing) only once on each street (outward and backward paths), but laser processing is repeatedly performed on the same street C. You can. Note that to repeatedly perform laser processing on the same street C, that is, to perform laser processing again on a street C that has already been laser processed, it is necessary to It also includes laser processing performed using the second laser beam L2 divided into a plurality of parts in a certain X direction.

このように同一のストリートCに対するレーザ加工を繰り返し行う場合には、レーザ加工が行われるごとに各加工点SP1,SP2で発生するプラズマ68,69の明るさに差異が生じるおそれがある。このため、同一のストリートCに対するレーザ加工の回数の違いがプラズマ68,69の明るさの評価に影響を及ぼすおそれがある。 When laser processing is repeatedly performed on the same street C in this way, there is a possibility that the brightness of the plasmas 68 and 69 generated at each processing point SP1 and SP2 will differ each time the laser processing is performed. Therefore, the difference in the number of times laser processing is performed on the same street C may affect the evaluation of the brightness of the plasmas 68 and 69.

そこで、第3実施形態のレーザ加工装置10では、同一のストリートCに対するレーザ加工が繰り返されることで発生する各加工点SP1,SP2でのプラズマ68,69の明るさの差異を補正する。なお、第3実施形態のレーザ加工装置10は、撮影制御部54(カメラ45,46A,46B)の機能が一部異なる点を除けば上記第2実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第2実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。 Therefore, in the laser processing apparatus 10 of the third embodiment, the difference in brightness of the plasmas 68 and 69 at each processing point SP1 and SP2, which occurs due to repeated laser processing on the same street C, is corrected. The laser processing apparatus 10 of the third embodiment is basically the same as the laser processing apparatus 10 of the second embodiment, except that the functions of the photographing control section 54 (cameras 45, 46A, 46B) are partially different. It is the composition. For this reason, the same reference numerals are given to the same elements in function or configuration as those in the second embodiment, and the explanation thereof will be omitted.

第3実施形態の撮影制御部54は、同一のストリートCに対するレーザ加工が繰り返し行われるごとに、カメラ45,46A,46Bによる各加工点SP1,SP2の撮影条件(例えば露光時間)を異ならせる。レーザ加工ごとの撮影条件は、予め実験又はシミュレーションを行うことで、プラズマ68,69の明るさがそれぞれ予め定められた明るさになるように設定されている。これにより、同一のストリートCに対してレーザ加工が繰り返されることに起因した各加工点SP1,SP2のプラズマ68,69の明るさの差異を補正可能である。 The photographing control unit 54 of the third embodiment changes the photographing conditions (for example, exposure time) of the processing points SP1 and SP2 by the cameras 45, 46A, and 46B each time the same street C is repeatedly laser-processed. The photographing conditions for each laser processing are set by performing experiments or simulations in advance so that the brightness of the plasmas 68 and 69 becomes a predetermined brightness. This makes it possible to correct the difference in brightness between the plasmas 68 and 69 at the processing points SP1 and SP2, which is caused by repeated laser processing on the same street C.

なお、加工送り方向(X方向)に複数分割された第2レーザ光L2により中抜き加工を行う場合には、カメラ46A,46Bの撮像素子(COMSセンサ)の撮像面の中で先行する加工点SP2に対応する撮像領域の露光時間と、後行する加工点SP2に対応する撮像領域の露光時間と、を異ならせる。これにより、加工点SP2ごとのプラズマ69の明るさの差異を補正可能である。 In addition, when performing hollow processing using the second laser beam L2 divided into multiple parts in the processing feed direction (X direction), the preceding processing point in the imaging surface of the image sensor (COMS sensor) of the cameras 46A and 46B The exposure time of the imaging area corresponding to SP2 and the exposure time of the imaging area corresponding to the subsequent processing point SP2 are made different. Thereby, it is possible to correct the difference in brightness of the plasma 69 for each processing point SP2.

[第4実施形態]
図15は、第4実施形態のレーザ加工装置10を示したブロック図である。上記第3実施形態では、同一のストリートCに対するレーザ加工を繰り返し行う場合に、レーザ加工ごとカメラ45,46A,46Bの撮影条件を異ならせている。これに対して第4実施形態では同一のストリートCに対するレーザ加工を繰り返し行う場合に、レーザ加工ごとに各加工点SP1,SP2の撮影画像D1,D2A,D2Bの画像処理条件を異ならせる。
[Fourth embodiment]
FIG. 15 is a block diagram showing a laser processing apparatus 10 according to the fourth embodiment. In the third embodiment, when laser processing is repeatedly performed on the same street C, the photographing conditions of the cameras 45, 46A, and 46B are made different for each laser processing. On the other hand, in the fourth embodiment, when laser processing is repeatedly performed on the same street C, the image processing conditions of the photographed images D1, D2A, and D2B of the processing points SP1 and SP2 are made different for each laser processing.

なお、第4実施形態のレーザ加工装置10は、制御装置30が画像処理部55として機能する点を除けば上記第2実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成であるので、上記第2実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 Note that the laser processing apparatus 10 of the fourth embodiment has basically the same configuration as the laser processing apparatus 10 of the second embodiment, except that the control device 30 functions as the image processing section 55. Components that are the same in function or configuration as those in the second embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

画像処理部55は、カメラ45,46A,46Bが各加工点SP1,SP2の撮影画像D1,D2A,D2Bを撮影するごとに、撮影画像D1,D2A,D2Bに対して所定の画像処理を施す。 The image processing unit 55 performs predetermined image processing on the captured images D1, D2A, and D2B each time the cameras 45, 46A, and 46B capture the captured images D1, D2A, and D2B at each processing point SP1 and SP2.

また、画像処理部55は、同一のストリートCに対するレーザ加工が繰り返し行われる場合には、レーザ加工ごとに撮影画像D1,D2A,D2Bに対して異なる画像処理条件で画像処理を施す。レーザ加工ごとの画像処理条件は、撮影画像D1内のプラズマ68の明るさ、及び撮影画像D2A,D2B内のプラズマ69の明るさがそれぞれ予め定められた明るさになるように設定されている。これにより、第3実施形態と同様に、同一のストリートCに対してレーザ加工が繰り返されることに起因した各加工点SP1,SP2のプラズマ68,69の明るさの差異を補正可能である。 Further, when laser processing is repeatedly performed on the same street C, the image processing unit 55 performs image processing on the photographed images D1, D2A, and D2B under different image processing conditions for each laser processing. The image processing conditions for each laser processing are set so that the brightness of the plasma 68 in the photographed image D1 and the brightness of the plasma 69 in the photographed images D2A and D2B are respectively predetermined brightnesses. Thereby, as in the third embodiment, it is possible to correct the difference in brightness of the plasmas 68 and 69 at the processing points SP1 and SP2, which is caused by repeated laser processing on the same street C.

[第5実施形態]
図16は、第5実施形態のレーザ加工装置10のレーザヘッド24の要部を示した概略図である。上記第1実施形態で説明したように、カメラ45はプラズマ発光R1A及び第1レーザ反射光R1Bのうちでプラズマ発光R1Aのみを撮像し、カメラ46A,46Bはプラズマ発光R2A及び第2レーザ反射光R2Bのうちでプラズマ発光R2Aのみを撮像することが好ましい。そこで、第5実施形態のレーザ加工装置10では、カメラ45,46A,46Bに入射する光の波長域を制限する。
[Fifth embodiment]
FIG. 16 is a schematic diagram showing main parts of the laser head 24 of the laser processing apparatus 10 of the fifth embodiment. As explained in the first embodiment, the camera 45 images only the plasma emission R1A out of the plasma emission R1A and the first laser reflected light R1B, and the cameras 46A and 46B image the plasma emission R2A and the second laser reflected light R2B. It is preferable to image only the plasma emission R2A. Therefore, in the laser processing apparatus 10 of the fifth embodiment, the wavelength range of light incident on the cameras 45, 46A, and 46B is limited.

なお、第5実施形態のレーザ加工装置10は、レーザヘッド24の分岐光路BP1の途中にフィルタ75が配置され、分岐光路BP2の途中にフィルタ76Aが配置され、さらに分岐光路BP3の途中にフィルタ76Bが配置されており、上記各実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。 In addition, in the laser processing apparatus 10 of the fifth embodiment, a filter 75 is arranged in the middle of the branched optical path BP1 of the laser head 24, a filter 76A is arranged in the middle of the branched optical path BP2, and a filter 76B is further arranged in the middle of the branched optical path BP3. are arranged, and have basically the same configuration as the laser processing apparatus 10 of each of the embodiments described above. For this reason, the same reference numerals are given to the same elements in terms of function or configuration as in each of the above embodiments, and the explanation thereof will be omitted.

フィルタ75,76A,76Bは、ストリートCの材料であるシリコン等をプラズマ化させた場合に発生する波長域の光の中で観察し易い波長域(例えば波長430nm)の光のみを透過するバンドパスフィルタである。各分岐光路BP1~BP3にバンドパスフィルタを設けることで、各集光レンズ38,39A,39Bの色収差の影響を受けることなく、カメラ45,46A,46Bが撮影画像D1,D2A,D2Bの撮影を行うことができる。 The filters 75, 76A, and 76B are bandpass filters that transmit only light in a wavelength range that is easy to observe (for example, a wavelength of 430 nm) among the light in the wavelength range that is generated when silicon, etc., which is the material of Street C, is turned into plasma. It's a filter. By providing a bandpass filter in each branch optical path BP1 to BP3, the cameras 45, 46A, 46B can capture the captured images D1, D2A, D2B without being affected by the chromatic aberration of each condensing lens 38, 39A, 39B. It can be carried out.

なお、各分岐光路BP1~BP3にバンドパスフィルタであるフィルタ75,76A,76Bを設ける場合には、照明光源41から出射される照明光L3として、バンドパスフィルタの透過波長域と同じ波長域(例えば波長430nm)の光を用いる。 Note that when filters 75, 76A, and 76B, which are band-pass filters, are provided in each of the branch optical paths BP1 to BP3, the illumination light L3 emitted from the illumination light source 41 is in the same wavelength range as the transmission wavelength range of the band-pass filter ( For example, light with a wavelength of 430 nm is used.

このように分岐光路BP1~BP3の途中にフィルタ75,76A,76Bを設けることで、ノイズ光(第1レーザ反射光R1B及び第2レーザ反射光R2B)がフィルタ75,76A,76Bで遮断される。このため、カメラ45,46A,46Bが、プラズマ68,69に対応した特定の波長域の光のみを選択的に撮像することができる。その結果、撮影画像D1,D2A,D2Bから各プラズマ形状をより正確に取得することができる。 By providing the filters 75, 76A, 76B in the middle of the branched optical paths BP1 to BP3 in this way, the noise light (first laser reflected light R1B and second laser reflected light R2B) is blocked by the filters 75, 76A, 76B. . Therefore, the cameras 45, 46A, 46B can selectively image only light in a specific wavelength range corresponding to the plasmas 68, 69. As a result, each plasma shape can be more accurately acquired from the photographed images D1, D2A, and D2B.

[第6実施形態]
図17は、第6実施形態のレーザ加工装置10の制御装置30の機能ブロック図である。上記各実施形態では、各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状が正常であるのか或いは異常であるのかを評価しているが、各プラズマ形状が異常となる原因を特定することはできない。各プラズマ形状が異常となる原因としては、各レーザ光L1,L2のビームプロファイルが崩れている等のレーザヘッド24に問題がある場合、或いはウェーハ12のストリートCの加工性に問題がある場合などが例として挙げられる。
[Sixth embodiment]
FIG. 17 is a functional block diagram of the control device 30 of the laser processing apparatus 10 of the sixth embodiment. In each of the embodiments described above, it is evaluated whether each plasma shape at each processing point SP1, SP2 is normal or abnormal, but it is not possible to specify the cause of each plasma shape being abnormal. The causes of each plasma shape being abnormal include when there is a problem with the laser head 24 such as the beam profile of each laser beam L1 and L2 being collapsed, or when there is a problem with the processability of street C of the wafer 12, etc. is given as an example.

そこで、第6実施形態のレーザ加工装置10は、ストリートCのレーザ加工のタイミング以外のタイミング、例えばウェーハ12のレーザ加工前に基準加工を行う。この基準加工は、既述の通りレーザ加工装置10により安定したレーザ加工が可能(加工性が安定した)な既知の被加工物、例えば、サブテーブル及び基準ワークなどに対してレーザ加工を行うことである。 Therefore, the laser processing apparatus 10 of the sixth embodiment performs the reference processing at a timing other than the timing of the laser processing of the street C, for example, before the laser processing of the wafer 12. This reference processing is performed by performing laser processing on a known workpiece that can be stably laser processed (with stable machinability) by the laser processing device 10, such as a sub-table and a reference workpiece, as described above. It is.

なお、第6実施形態のレーザ加工装置10は、動作モードとして基準加工を行う基準加工モードを有し、且つ制御装置30が基準情報生成部80として機能する点を除けば、上記各実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。 Note that the laser processing apparatus 10 of the sixth embodiment has a reference processing mode in which reference processing is performed as an operation mode, and the control device 30 functions as the reference information generation section 80. It has basically the same configuration as the laser processing apparatus 10. For this reason, the same reference numerals are given to the same elements in terms of function or configuration as in each of the above embodiments, and the explanation thereof will be omitted.

基準加工モードではレーザ加工制御部52が、第1レーザ光源22A、第2レーザ光源22B、相対移動機構28、及び接続切替素子36等を制御して、基準加工用の被加工物に対するレーザ加工(縁切り加工、中抜き加工)を実行する。そして、基準加工モードでは、ストリートCに対するレーザ加工時と同様に、撮影制御部54(カメラ45,46A,46B)による加工点SP1,SP2の撮影、プラズマ形状取得部56による各プラズマ形状の取得、及び第2評価部60Bによるプラズマ形状の評価が実行される。 In the reference processing mode, the laser processing control unit 52 controls the first laser light source 22A, the second laser light source 22B, the relative movement mechanism 28, the connection switching element 36, etc., and performs laser processing ( Execute edge cutting and hollow cutting). In the standard machining mode, similarly to the laser machining on street C, the photographing control section 54 (cameras 45, 46A, 46B) photographs the processing points SP1 and SP2, the plasma shape acquisition section 56 acquires each plasma shape, Then, the second evaluation unit 60B evaluates the plasma shape.

なお、基準加工時の加工点SP1,SP2は本発明の第2加工点に相当し、撮影画像D1,D2A,D2Bは本発明の第2撮影画像に相当する。 Note that the processing points SP1 and SP2 during the reference processing correspond to the second processing points of the present invention, and the photographed images D1, D2A, and D2B correspond to the second photographed images of the present invention.

基準情報生成部80は、基準加工モード時において第2評価部60Bにより正常であると評価されたプラズマ形状に基づき、既述の第1実施形態で説明した基準形状情報70を生成して記憶部31に記憶させる。 The reference information generation section 80 generates the reference shape information 70 described in the first embodiment already described based on the plasma shape evaluated as normal by the second evaluation section 60B in the reference machining mode, and stores the generated reference shape information 70 in the storage section. 31 to be memorized.

図18は、基準加工モードの処理の流れを示したフローチャートである。図18に示すように、制御装置30は、例えばウェーハ12のレーザ加工前にレーザ加工装置10の動作モードを基準加工モードに切り替える。 FIG. 18 is a flowchart showing the flow of processing in the standard machining mode. As shown in FIG. 18, the control device 30 switches the operation mode of the laser processing apparatus 10 to the reference processing mode, for example, before laser processing the wafer 12.

最初にレーザ加工制御部52が、相対移動機構28を駆動して基準加工用の被加工物に対するレーザヘッド24の第1集光レンズ38の光軸の位置合わせを行う。また、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して、第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Aに切り替える。 First, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to align the optical axis of the first condensing lens 38 of the laser head 24 with respect to the workpiece for reference processing. The laser processing control unit 52 also drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser beam L2 to the second condenser lens 40A.

そして、レーザ加工制御部52が、第1レーザ光源22Aからレーザ光LAを出射させると共に第2レーザ光源22Bからレーザ光LBを出射させることで、被加工物に対するレーザ加工(縁切り加工及び中抜き加工)を開始する(ステップS11)。次いで、レーザ加工制御部52が、相対移動機構28を駆動して被加工物に対してレーザヘッド24を往路方向側XAに相対移動させる(ステップS12)。 Then, the laser processing control unit 52 causes the first laser light source 22A to emit the laser light LA and the second laser light source 22B to emit the laser light LB, thereby laser processing (edge cutting and hollowing) the workpiece. ) is started (step S11). Next, the laser processing control unit 52 drives the relative movement mechanism 28 to move the laser head 24 relative to the workpiece in the outward direction XA (step S12).

被加工物に対するレーザ加工が開始されると、撮影制御部54が、カメラ45,46Aを制御して、カメラ45による各加工点SP1(プラズマ68)の撮影と、カメラ46Aによる各加工点SP2(プラズマ69)の撮影と、を実行させる(ステップS13)。 When the laser processing on the workpiece is started, the photographing control unit 54 controls the cameras 45 and 46A to photograph each processing point SP1 (plasma 68) with the camera 45 and each processing point SP2 (with the camera 46A). (step S13).

以下、上記各実施形態と同様に、プラズマ形状取得部56によるカメラ45、46Aからの撮影画像D1,D2Aの取得(ステップS14)と、プラズマ形状取得部56による各プラズマ形状の取得と(ステップS15)、第2評価部60Bによる各プラズマ形状の評価と(ステップS16)、が実行される。 Hereinafter, similarly to each of the above embodiments, the plasma shape acquisition section 56 acquires the captured images D1 and D2A from the cameras 45 and 46A (step S14), and the plasma shape acquisition section 56 acquires each plasma shape (step S15). ), and evaluation of each plasma shape by the second evaluation unit 60B (step S16) are executed.

基準加工用の被加工物は加工性が安定しているので、各プラズマ形状に異常が発生していると第2評価部60Bが評価した場合には(ステップS17でNO)、各レーザ光L1,L2のビームプロファイルが崩れている等のレーザヘッド24に問題がある。この場合には、報知部66が、不図示のモニタ及びスピーカ等を利用して警告情報の報知を行う(ステップS18)。これにより、オペレータに対してレーザヘッド24の異常を報知することができる。 Since the workpiece for reference processing has stable workability, if the second evaluation unit 60B evaluates that an abnormality has occurred in each plasma shape (NO in step S17), each laser beam L1 There is a problem with the laser head 24, such as the beam profile of L2 being collapsed. In this case, the notification unit 66 uses a monitor, a speaker, etc. (not shown) to notify the warning information (step S18). Thereby, it is possible to notify the operator of an abnormality in the laser head 24.

一方、各プラズマ形状が正常であると第2評価部60Bが評価した場合(ステップS17でYES)、ステップS12からステップS18までの処理が継続する(ステップS19でNO)。 On the other hand, if the second evaluation unit 60B evaluates that each plasma shape is normal (YES in step S17), the processes from step S12 to step S18 are continued (NO in step S19).

そして、一定量或いは一定時間だけ基準加工が行われると、レーザ加工制御部52は、接続切替素子36を駆動して第2レーザ光L2を出射するレンズを第2集光レンズ40Bに切り替えると共に、相対移動機構28を駆動して被加工物に対してレーザヘッド24を復路方向側XBに相対移動させる。以下、再びステップS12からステップS18までの処理が繰り返し実行される(ステップS19でNO)。 Then, when the reference processing is performed for a certain amount or a certain period of time, the laser processing control unit 52 drives the connection switching element 36 to switch the lens that emits the second laser beam L2 to the second condensing lens 40B, and The relative movement mechanism 28 is driven to move the laser head 24 relative to the workpiece in the return direction side XB. Thereafter, the processes from step S12 to step S18 are repeated again (NO at step S19).

基準加工が終了すると(ステップS19でYES)、基準情報生成部80が、第2評価部60Bにより正常であると評価された各加工点SP1,SP2のプラズマ形状に基づき、基準形状情報70を生成して記憶部31に記憶させる(ステップS20)。これにより、ストリートCのレーザ加工時において、第1評価部60Aによる各加工点SP1,SP2のプラズマ形状の評価が可能になる。 When the reference machining is completed (YES in step S19), the reference information generation section 80 generates reference shape information 70 based on the plasma shape of each processing point SP1, SP2 evaluated as normal by the second evaluation section 60B. and is stored in the storage unit 31 (step S20). This allows the first evaluation section 60A to evaluate the plasma shape at each processing point SP1, SP2 during the street C laser processing.

以上のように第6実施形態では、レーザ加工装置10により加工性が安定している被加工物の基準加工を行い、この基準加工中に各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状が正常であるのか否かを評価することで、各レーザ光L1,L2のビームプロファイルが崩れている等のレーザヘッド24に問題があるか否かを判定可能である。これにより、レーザヘッド24に問題が存在しないことを確認した上でストリートCのレーザ加工及び各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状の評価を行うことができる。そのため、プラズマ形状評価部60により各プラズマ形状が異常であると評価された場合にはその原因がウェーハ12側にある。その結果、各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状が異常になる原因を特定可能である。 As described above, in the sixth embodiment, the laser processing device 10 performs reference processing of a workpiece with stable workability, and during this reference processing, each plasma shape at each processing point SP1, SP2 is normal. By evaluating whether there is a problem, it is possible to determine whether there is a problem with the laser head 24, such as the beam profile of each laser beam L1, L2 being distorted. Thereby, after confirming that there is no problem with the laser head 24, it is possible to perform laser processing on street C and evaluate each plasma shape at each processing point SP1, SP2. Therefore, if each plasma shape is evaluated to be abnormal by the plasma shape evaluation section 60, the cause is on the wafer 12 side. As a result, it is possible to identify the cause of abnormal plasma shape at each processing point SP1, SP2.

なお、各プラズマ形状が異常になる原因がウェーハ12(ストリートC)側にある場合には、上述の停止制御部64がレーザ加工制御部52を制御してレーザ加工を停止させてもよい。或いは、上述の補正部62が各レーザ光L1,L2の強度及び周期(波長)等を変更することで、各加工点SP1,SP2での各プラズマ形状を安定させる、すなわち安定したレーザ加工が行えるようにしてもよい。 Note that if the cause of each plasma shape being abnormal is on the wafer 12 (street C) side, the above-mentioned stop control section 64 may control the laser processing control section 52 to stop the laser processing. Alternatively, the above-mentioned correction unit 62 can stabilize each plasma shape at each processing point SP1, SP2 by changing the intensity, period (wavelength), etc. of each laser beam L1, L2, that is, stable laser processing can be performed. You can do it like this.

[第7実施形態]
図19は、第7実施形態のレーザ加工装置10の制御装置30の機能ブロック図である。上記各実施形態では、プラズマ形状取得部56が取得した各加工点SP1,SP2の各プラズマ形状が正常であるのか否かを評価しているが、第7実施形態ではさらに各プラズマ形状に基づき2条の縁切り溝18及び中抜き溝19の形状を推定する。
[Seventh embodiment]
FIG. 19 is a functional block diagram of the control device 30 of the laser processing apparatus 10 of the seventh embodiment. In each of the above embodiments, it is evaluated whether or not each plasma shape at each processing point SP1, SP2 acquired by the plasma shape acquisition unit 56 is normal, but in the seventh embodiment, the plasma shape is further evaluated based on each plasma shape. The shapes of the edge cutting grooves 18 and hollow grooves 19 of the strip are estimated.

図19に示すように、第7実施形態のレーザ加工装置10は、記憶部31に第1対応情報82A及び第2対応情報82Bが記憶され、さらに制御装置30が溝形状推定部84として機能する点を除けば上記各実施形態のレーザ加工装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。 As shown in FIG. 19, in the laser processing apparatus 10 of the seventh embodiment, first correspondence information 82A and second correspondence information 82B are stored in the storage section 31, and further, the control device 30 functions as the groove shape estimating section 84. The configuration is basically the same as the laser processing apparatus 10 of each of the embodiments described above except for this point. For this reason, the same reference numerals are given to the same elements in terms of function or configuration as in each of the above embodiments, and the explanation thereof will be omitted.

第1対応情報82Aは、正常な第1プラズマ形状及び異常な第1プラズマ形状を含む複数種類の第1プラズマ形状と、これら第1プラズマ形状ごとの2条の縁切り溝18の加工形状と、を対応付けたものである。第2対応情報82Bは、正常な第2プラズマ形状及び異常な第2プラズマ形状を含む複数種類の第2プラズマ形状と、これら第2プラズマ形状ごとの中抜き溝19の加工形状と、を対応付けたものである。各対応情報82A,82Bは、予め実験又はシミュレーションを行うことで生成された後に記憶部31に記憶される。 The first correspondence information 82A includes a plurality of types of first plasma shapes including a normal first plasma shape and an abnormal first plasma shape, and the processed shapes of two edge cutting grooves 18 for each of these first plasma shapes. It is a correspondence. The second correspondence information 82B associates a plurality of types of second plasma shapes, including a normal second plasma shape and an abnormal second plasma shape, and the processed shape of the hollow groove 19 for each of these second plasma shapes. It is something that Each piece of correspondence information 82A, 82B is generated by conducting an experiment or simulation in advance and then stored in the storage unit 31.

溝形状推定部84は、ストリートCのレーザ加工時にプラズマ形状取得部56が取得した各加工点SP1の第1プラズマ形状に基づき、記憶部31内の第1対応情報82Aを参照することで、各加工点SP1に形成される2条の縁切り溝18の加工形状を推定する。また同時に溝形状推定部84は、プラズマ形状取得部56が取得した加工点SP2ごとの第2プラズマ形状に基づき、記憶部31内の第2対応情報82Bを参照して、加工点SP2ごとに形成される中抜き溝19の加工形状を推定する。 The groove shape estimation section 84 refers to the first correspondence information 82A in the storage section 31 based on the first plasma shape of each processing point SP1 acquired by the plasma shape acquisition section 56 during the laser processing of the street C. The machining shape of the two edge cutting grooves 18 formed at the machining point SP1 is estimated. At the same time, the groove shape estimation section 84 refers to the second correspondence information 82B in the storage section 31 based on the second plasma shape for each processing point SP2 acquired by the plasma shape acquisition section 56, and generates a groove shape for each processing point SP2. The shape of the hollow groove 19 to be machined is estimated.

以上のように第7実施形態では、各加工点SP1,SP2の各プラズマ形状に基づき2条の縁切り溝18及び中抜き溝19の形状を推定可能であるので、2条の縁切り溝18及び中抜き溝19の形状測定のために高価な三次元計測装置(顕微鏡)をレーザ加工装置10に設ける必要がなくなる。 As described above, in the seventh embodiment, the shapes of the two edge cutting grooves 18 and the hollow groove 19 can be estimated based on the plasma shapes of the respective processing points SP1 and SP2. There is no need to provide an expensive three-dimensional measuring device (microscope) in the laser processing device 10 to measure the shape of the punched groove 19.

[その他]
図20は、縁切り加工及び中抜き加工で共通のレーザ光源22を用いるレーザヘッド24の変形例を示した図である。上記各実施形態のレーザヘッド24には縁切り加工用の第1レーザ光源22A及び中抜き加工用の第2レーザ光源22Bが設けられているが、図20に示すように、第1レーザ光源22A及び第2レーザ光源22Bの代わりに、レーザ光源22及び分岐素子100をレーザヘッド24に設けてもよい。
[others]
FIG. 20 is a diagram showing a modification of the laser head 24 that uses a common laser light source 22 for edge cutting and hollowing. The laser head 24 of each of the above embodiments is provided with a first laser light source 22A for edge cutting and a second laser light source 22B for hollowing, but as shown in FIG. The laser head 24 may be provided with the laser light source 22 and the branching element 100 instead of the second laser light source 22B.

レーザ光源22は、縁切り加工及び中抜き加工の双方に適した条件(波長、パルス幅、及び繰り返し周波数等)のレーザ光L0を分岐素子100に向けて出射する。 The laser light source 22 emits a laser beam L0 having conditions (wavelength, pulse width, repetition frequency, etc.) suitable for both edge cutting and hollow cutting toward the branching element 100.

分岐素子100は、例えばビームスプリッタ等が用いられる。分岐素子100は、レーザ光源22から出射されたレーザ光L0を2分岐させて、2分岐したレーザ光L0の一方を第1光形成素子32へ出射すると共にレーザ光L0の他方を第2光形成素子34へ出射する。これにより、上記各実施形態と同様に第1光形成素子32から2条の第1レーザ光L1が出射され、且つ第2光形成素子34から第2レーザ光L2が出射される。1種類のレーザ光源22を設けるだけでよいのでレーザヘッド24の小型化及び低コスト化が図れる。 For example, a beam splitter or the like is used as the branching element 100. The branching element 100 branches the laser beam L0 emitted from the laser light source 22 into two, emits one of the two branched laser beams L0 to the first light forming element 32, and forms the other laser beam L0 into a second light forming element. The light is emitted to the element 34. As a result, the first light shaping element 32 emits two first laser beams L1, and the second light shaping element 34 emits the second laser beam L2, as in each of the embodiments described above. Since it is sufficient to provide only one type of laser light source 22, the size and cost of the laser head 24 can be reduced.

上記各実施形態では、第2レーザ光L2のみを加工送り方向(X方向)に複数分岐させているが、2条の第1レーザ光L1も加工送り方向(X方向)に複数分岐させてもよい。この場合にも上記各実施形態と同様に各加工点SP1の撮影、プラズマ形状の取得、及びプラズマ形状の評価、及び補正等が実行される。 In each of the above embodiments, only the second laser beam L2 is branched into multiple branches in the processing feed direction (X direction), but the two-striped first laser beam L1 may also be branched into multiple branches in the processing feed direction (X direction). good. In this case as well, similarly to each of the embodiments described above, photographing of each processing point SP1, acquisition of plasma shape, evaluation of plasma shape, correction, etc. are performed.

上記各実施形態では、ストリートC(往路及び復路)に対してレーザヘッド24を加工送り方向に沿って1回だけ相対移動させながらレーザ加工を行っているが、ストリートCに対してレーザヘッド24を相対的に1回以上往復移動させながらレーザ加工を行ってもよい。 In each of the above embodiments, laser processing is performed while moving the laser head 24 relative to the street C (outward and backward) only once along the processing feed direction. Laser processing may be performed while relatively moving back and forth one or more times.

上記各実施形態では、ストリートCに対するレーザ加工として縁切り加工及び中抜き加工を実施しているが、通常の1種類のレーザ加工を行うレーザ加工装置(上記特許文献2参照)にも本発明を適用可能である。また、本発明のレーザ加工装置は、シリコン等の基板の表面にLow-k膜が形成されているウェーハ12を加工対象とするものに限定されず、公知の各種ウェーハを加工対象とするものに適用可能である。 In each of the above embodiments, edge cutting and hollowing are performed as laser processing for the street C, but the present invention is also applicable to a laser processing device that performs one type of normal laser processing (see Patent Document 2 above). It is possible. Furthermore, the laser processing apparatus of the present invention is not limited to one that processes a wafer 12 on which a low-k film is formed on the surface of a substrate such as silicon, but may process various known wafers. Applicable.

10 レーザ加工装置
12 ウェーハ
14 チップ
16 デバイス
18 縁切り溝
19 中抜き溝
20 テーブル
22 レーザ光源
22A 第1レーザ光源
22B 第2レーザ光源
24 レーザヘッド
26 顕微鏡
28 相対移動機構
30 制御装置
31 記憶部
32 第1光形成素子
33 ビームスプリッタ
34 第2光形成素子
35 ビームスプリッタ
35A 分岐光学素子
36 接続切替素子
37 ビームスプリッタ
38 第1集光レンズ
40A,40B 第2集光レンズ
41 照明光源
42,43A,43B ビームスプリッタ
45,46A,46B カメラ(撮影手段)
47 第1結像レンズ
48A,48B 第2結像レンズ
49 操作部
50 アライメント検出部
52 レーザ加工制御部
54 撮影制御部
55 画像処理部
56 プラズマ形状取得部
58 形状情報取得部
60 プラズマ形状評価部
60A 第1評価部
60B 第2評価部
62 補正部
64 停止制御部
66 報知部
68,69 プラズマ
70 基準形状情報
71 明るさ取得部
72 位置取得部
73 明るさ評価部
74 位置関係評価部
75,76A,76B フィルタ
80 基準情報生成部
82A 第1対応情報
82B 第2対応情報
84 溝形状推定部
100 分岐素子
102 ステアリングミラー
BP1 分岐光路
BP2 分岐光路
BP3 分岐光路
C ストリート
D1,D2A,D2B 撮影画像
J1,J2 加工予定ライン
L0 レーザ光
L1 第1レーザ光
L2 第2レーザ光
L3 照明光
LA,LB レーザ光
M1A,M1B,M2A,M2B,M3 ステアリングミラー機構
OP1,OP2,OP3 主光路
R1A プラズマ発光
R1B 第1レーザ反射光
R2A プラズマ発光
R2B 第2レーザ反射光
SP1,SP2 加工点
XA 往路方向側
XB 復路方向側
θ 角度
10 Laser processing device 12 Wafer 14 Chip 16 Device 18 Edge cutting groove 19 Hollow groove 20 Table 22 Laser light source 22A First laser light source 22B Second laser light source 24 Laser head 26 Microscope 28 Relative movement mechanism 30 Control device 31 Storage section 32 First Light forming element 33 Beam splitter 34 Second light forming element 35 Beam splitter 35A Branching optical element 36 Connection switching element 37 Beam splitter 38 First condensing lens 40A, 40B Second condensing lens 41 Illumination light source 42, 43A, 43B Beam splitter 45, 46A, 46B camera (photography means)
47 First imaging lens 48A, 48B Second imaging lens 49 Operating section 50 Alignment detection section 52 Laser processing control section 54 Photographing control section 55 Image processing section 56 Plasma shape acquisition section 58 Shape information acquisition section 60 Plasma shape evaluation section 60A First evaluation section 60B Second evaluation section 62 Correction section 64 Stop control section 66 Notification section 68, 69 Plasma 70 Reference shape information 71 Brightness acquisition section 72 Position acquisition section 73 Brightness evaluation section 74 Positional relationship evaluation section 75, 76A, 76B Filter 80 Reference information generation section 82A First correspondence information 82B Second correspondence information 84 Groove shape estimation section 100 Branching element 102 Steering mirror BP1 Branching optical path BP2 Branching optical path BP3 Branching optical path C Street D1, D2A, D2B Photographed images J1, J2 Processing Scheduled line L0 Laser light L1 First laser light L2 Second laser light L3 Illumination light LA, LB Laser light M1A, M1B, M2A, M2B, M3 Steering mirror mechanism OP1, OP2, OP3 Main optical path R1A Plasma emission R1B First laser reflection Light R2A Plasma emission R2B Second laser reflected light SP1, SP2 Processing point XA Outward direction side XB Return direction side θ Angle

Claims (18)

ウェーハに対してレーザヘッドを前記ウェーハのストリートに沿った加工送り方向に相対移動させつつ前記レーザヘッドからレーザ光を前記ストリートに照射することで、前記ストリートに沿ってレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記レーザ加工中に、前記レーザヘッドから前記ストリートに照射される前記レーザ光の第1加工点を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段が撮影した前記第1加工点の第1撮影画像から前記第1加工点で発生するプラズマのプラズマ形状を取得するプラズマ形状取得部と、
前記プラズマ形状取得部が取得した前記プラズマ形状を評価するプラズマ形状評価部と、
を備えるレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus that performs laser processing along the streets by irradiating the streets with laser light from the laser head while moving the laser head relative to the wafer in a processing feed direction along the streets of the wafer. ,
Photographing means for photographing a first processing point of the laser beam irradiated from the laser head onto the street during the laser processing;
a plasma shape acquisition unit that acquires a plasma shape of plasma generated at the first processing point from a first photographed image of the first processing point taken by the photographing means;
a plasma shape evaluation unit that evaluates the plasma shape acquired by the plasma shape acquisition unit;
A laser processing device equipped with.
前記レーザヘッドが、前記プラズマ形状評価部により前記プラズマ形状が異常であると評価された前記第1加工点の前記プラズマ形状が正常になるよう前記レーザ光の形状を補正する形状補正部を備える請求項1に記載のレーザ加工装置。 A claim in which the laser head includes a shape correction unit that corrects the shape of the laser beam so that the plasma shape at the first processing point where the plasma shape has been evaluated as abnormal by the plasma shape evaluation unit becomes normal. The laser processing device according to item 1. 前記第1撮影画像から前記プラズマの明るさを取得する明るさ取得部と、
前記明るさ取得部が取得した前記プラズマの明るさを評価する明るさ評価部と、
を備える請求項1に記載のレーザ加工装置。
a brightness acquisition unit that acquires the brightness of the plasma from the first captured image;
a brightness evaluation unit that evaluates the brightness of the plasma acquired by the brightness acquisition unit;
The laser processing apparatus according to claim 1, comprising:
前記レーザヘッドが同一の前記ストリートに対して前記レーザ加工を繰り返し行い、
前記撮影手段が、前記レーザ加工ごとに、前記第1加工点を互いに異なる撮影条件であって且つ予め定められた前記プラズマの明るさが得られる撮影条件で撮影する請求項3に記載のレーザ加工装置。
The laser head repeatedly performs the laser processing on the same street,
The laser processing according to claim 3, wherein the photographing means photographs the first processing point for each laser processing under different photographing conditions and under photographing conditions that provide a predetermined brightness of the plasma. Device.
前記レーザヘッドが同一の前記ストリートに対して前記レーザ加工を繰り返し行い、
前記第1撮影画像に対して画像処理を施す画像処理部を備え、
前記画像処理部が、前記レーザ加工ごとに、互いに異なる画像処理条件であって且つ予め定められた前記プラズマの明るさが得られる画像処理条件で前記第1撮影画像に対して前記画像処理を施す請求項3に記載のレーザ加工装置。
The laser head repeatedly performs the laser processing on the same street,
comprising an image processing unit that performs image processing on the first captured image,
The image processing unit performs the image processing on the first photographed image under different image processing conditions for each laser processing and under which a predetermined brightness of the plasma is obtained. The laser processing device according to claim 3.
前記レーザヘッドが、前記レーザ光を複数に分岐させる第1分岐光学素子を備え、前記第1分岐光学素子により分岐された複数の前記レーザ光を前記ストリートに集光し、
前記撮影手段が、前記レーザ光ごとの前記第1加工点を撮影し、
前記プラズマ形状取得部が、前記第1撮影画像から前記第1加工点ごとの前記プラズマ形状を取得し、
前記プラズマ形状評価部が、前記第1加工点ごとに前記プラズマ形状の評価を行う請求項1に記載のレーザ加工装置。
The laser head includes a first branching optical element that branches the laser beam into a plurality of beams, and focuses the plurality of laser beams branched by the first branching optical element on the street,
The photographing means photographs the first processing point for each laser beam,
The plasma shape acquisition unit acquires the plasma shape for each of the first processing points from the first photographed image,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma shape evaluation section evaluates the plasma shape at each of the first processing points.
前記プラズマ形状評価部が、前記第1加工点ごとの前記プラズマ形状、及び前記第1加工点ごとの前記プラズマの大きさのバランスを評価する請求項6に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the plasma shape evaluation unit evaluates the plasma shape for each of the first processing points and the balance of the size of the plasma for each of the first processing points. 前記レーザヘッドが、前記プラズマ形状評価部により異常であると評価された前記第1加工点の前記プラズマ形状及び前記大きさのバランスを補正する形状補正部を備える請求項7に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 7, wherein the laser head includes a shape correction section that corrects the balance between the plasma shape and the size of the first processing point that has been evaluated as abnormal by the plasma shape evaluation section. . 前記第1撮影画像から前記第1加工点ごとの前記プラズマの明るさを取得する明るさ取得部と、
前記明るさ取得部が取得した前記第1加工点ごとの前記プラズマの明るさ、及び前記第1加工点ごとの前記プラズマの明るさのバランスを評価する明るさ評価部と、
を備える請求項6に記載のレーザ加工装置。
a brightness acquisition unit that acquires the brightness of the plasma for each of the first processing points from the first captured image;
a brightness evaluation unit that evaluates the brightness of the plasma for each of the first processing points acquired by the brightness acquisition unit and the balance of the brightness of the plasma for each of the first processing points;
The laser processing apparatus according to claim 6, comprising:
前記第1撮影画像から前記第1加工点ごとの前記プラズマの位置を取得する位置取得部と、
前記位置取得部が取得した前記第1加工点ごとの前記プラズマの位置関係を評価する位置関係評価部と、
を備える請求項6に記載のレーザ加工装置。
a position acquisition unit that acquires the position of the plasma for each of the first processing points from the first photographed image;
a positional relationship evaluation unit that evaluates the positional relationship of the plasma for each of the first processing points acquired by the position acquisition unit;
The laser processing apparatus according to claim 6, comprising:
前記レーザ加工により前記ストリートに正常な加工溝が形成される場合の前記プラズマ形状を示す基準形状情報を予め取得する形状情報取得部を備え、
前記プラズマ形状評価部が、前記プラズマ形状取得部により取得された前記プラズマ形状と、前記形状情報取得部により取得された前記基準形状情報と、の一致度に基づき、前記プラズマ形状の評価を行う請求項1から10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
comprising a shape information acquisition unit that acquires in advance reference shape information indicating the plasma shape when a normal processed groove is formed on the street by the laser processing,
A claim in which the plasma shape evaluation section evaluates the plasma shape based on a degree of coincidence between the plasma shape acquired by the plasma shape acquisition section and the reference shape information acquired by the shape information acquisition section. The laser processing device according to any one of Items 1 to 10.
前記レーザ光がガウシンアンビームであり、前記加工送り方向及び前記レーザヘッドの光軸の双方に対して垂直な方向を垂直方向とした場合に、前記プラズマ形状評価部が、前記プラズマの真円度、及び前記レーザ加工の加工予定ラインに対する前記プラズマの前記垂直方向の対称性に基づき、前記プラズマ形状の評価を行う請求項1から10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 When the laser beam is a Gaussian beam and the vertical direction is a direction perpendicular to both the processing feed direction and the optical axis of the laser head, the plasma shape evaluation section determines whether the plasma is perfectly circular. 11. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma shape is evaluated based on the vertical symmetry of the plasma with respect to the planned processing line of the laser processing. 前記レーザ光がラインビームであり、前記加工送り方向及び前記レーザヘッドの光軸の双方に対して垂直な方向を垂直方向とした場合に、前記プラズマ形状評価部が、前記プラズマの長手方向及び短手方向の長さと、前記プラズマの長手方向の一端部及び他端部から前記レーザ加工の加工予定ラインまでの前記垂直方向の長さと、に基づき前記プラズマ形状の評価を行う請求項1から10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 When the laser beam is a line beam and the vertical direction is a direction perpendicular to both the processing feed direction and the optical axis of the laser head, the plasma shape evaluation section determines the length and width of the plasma. 11. The plasma shape is evaluated based on the length in the vertical direction and the length in the vertical direction from one end and the other end in the longitudinal direction of the plasma to a line to be processed by the laser processing. The laser processing device according to any one of the items. 前記レーザヘッドが、前記レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を前記ストリートに集光する集光レンズと、を備え、
前記撮影手段が、前記集光レンズを通して前記レーザヘッドの光軸と同軸で前記第1加工点の撮影を行う請求項1から10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
The laser head includes a laser light source that emits the laser light, and a condensing lens that focuses the laser light on the street,
11. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the photographing means photographs the first processing point coaxially with the optical axis of the laser head through the condenser lens.
前記レーザ光源から前記集光レンズに至る主光路と、
前記主光路の途中から分岐して前記撮影手段に至る分岐光路と、
前記分岐光路と前記主光路の途中に設けられ、前記分岐光路に分岐させる第2分岐光学素子と、
前記分岐光路の途中に設けられ、前記プラズマの波長域の光のみを透過するフィルタと、
を備える請求項14に記載のレーザ加工装置。
a main optical path from the laser light source to the condenser lens;
a branched optical path branching from the middle of the main optical path and reaching the photographing means;
a second branching optical element that is provided midway between the branch optical path and the main optical path and causes the branch optical path to branch;
a filter that is provided in the middle of the branched optical path and that transmits only light in the wavelength range of the plasma;
The laser processing apparatus according to claim 14, comprising:
前記レーザヘッドが、前記ストリートの前記レーザ加工を行うタイミング以外のタイミングで、安定した前記レーザ加工が可能な被加工物に対する前記レーザ加工を実行し、
前記被加工物の前記レーザ加工中に、前記撮影手段が、前記レーザヘッドから前記被加工物に照射される前記レーザ光の第2加工点を撮影し、
前記プラズマ形状取得部が、前記撮影手段により撮影された前記第2加工点の第2撮影画像から前記第2加工点で発生する前記プラズマの前記プラズマ形状を取得し、
前記プラズマ形状評価部が、前記プラズマ形状取得部により取得された前記第2加工点の前記プラズマ形状を評価する請求項1から10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
The laser head performs the laser processing on the workpiece that can be stably laser processed at a timing other than the timing when performing the laser processing on the street,
During the laser processing of the workpiece, the photographing means photographs a second processing point of the laser beam irradiated from the laser head to the workpiece,
The plasma shape acquisition unit acquires the plasma shape of the plasma generated at the second processing point from a second photographed image of the second processing point photographed by the photographing means,
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the plasma shape evaluation section evaluates the plasma shape at the second processing point acquired by the plasma shape acquisition section.
前記プラズマ形状取得部が取得した前記プラズマ形状に基づき、前記レーザ加工で前記ストリートに形成される加工溝の形状を推定する形状推定部を備える請求項1から10のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The laser according to any one of claims 1 to 10, further comprising a shape estimation section that estimates the shape of a processed groove formed in the street by the laser processing based on the plasma shape acquired by the plasma shape acquisition section. Processing equipment. ウェーハに対してレーザヘッドを前記ウェーハのストリートに沿った加工送り方向に相対移動させつつ前記レーザヘッドからレーザ光を前記ストリートに照射することで、前記ストリートに沿ってレーザ加工を行うレーザ加工方法において、
前記レーザ加工中に、前記レーザヘッドから前記ストリートに照射される前記レーザ光の第1加工点を撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで撮影された前記第1加工点の第1撮影画像から前記第1加工点で発生するプラズマ形状を取得するプラズマ形状取得ステップと、
前記プラズマ形状取得ステップで取得された前記プラズマ形状が正常であるか否かを評価するプラズマ形状評価ステップと、
を有するレーザ加工方法。
In a laser processing method in which laser processing is performed along the streets by irradiating the streets with laser light from the laser head while moving the laser head relative to the wafer in a processing feed direction along the streets of the wafer. ,
a photographing step of photographing a first processing point of the laser beam irradiated onto the street from the laser head during the laser processing;
a plasma shape obtaining step of obtaining a plasma shape generated at the first processing point from a first photographed image of the first processing point taken in the photographing step;
a plasma shape evaluation step of evaluating whether the plasma shape acquired in the plasma shape acquisition step is normal;
A laser processing method having
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