JP2024071062A - Laser irradiation device - Google Patents
Laser irradiation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024071062A JP2024071062A JP2022181796A JP2022181796A JP2024071062A JP 2024071062 A JP2024071062 A JP 2024071062A JP 2022181796 A JP2022181796 A JP 2022181796A JP 2022181796 A JP2022181796 A JP 2022181796A JP 2024071062 A JP2024071062 A JP 2024071062A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- laser beam
- unit
- laser
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 20
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レーザー照射装置に関する。 The present invention relates to a laser irradiation device.
半導体ウエーハのような被加工物を分割するために、被加工物の表面に設定された分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射するレーザー加工装置が用いられる(特許文献1参照)。このようなレーザー加工装置は、レーザー発振器から出射したレーザービームを、複数の光学部品を用いて導いて被加工物に照射している。これらの光学部品は、パーティクル等が付着し汚染すると加工点における出力低下やビーム形状の歪み等に直結するため、外部から隔離された筐体の内部に配設されるように構成されている。 To divide a workpiece such as a semiconductor wafer, a laser processing device is used that irradiates a laser beam along a planned dividing line set on the surface of the workpiece (see Patent Document 1). In such a laser processing device, the laser beam emitted from a laser oscillator is guided using multiple optical components to irradiate the workpiece. These optical components are configured to be arranged inside a housing isolated from the outside, since the adhesion and contamination of particles, etc., directly leads to a decrease in output at the processing point and distortion of the beam shape.
ところで、筐体の内部に配置されている部品から発生するパーティクルや、僅かな隙間から箱の内部に侵入するパーティクル等に対し、密閉度をあげたり汚染物質を排除したりする等の対策により不具合は減少しているものの、完全に防ぐことはできず、光学部品へのパーティクル付着は依然解決すべき課題として存在している。更に、光学部品の汚染により不具合が発生した場合、どの光学部品に起因して不具合が発生しているかを調査する必要があり、ダウンタイムが長くなり生産性が低下するという問題がある。 Although malfunctions caused by particles generated by parts placed inside the housing or particles that enter the box through small gaps have been reduced by measures such as increasing the airtightness and eliminating contaminants, they cannot be completely prevented, and particle adhesion to optical components remains an issue that must be resolved. Furthermore, when a malfunction occurs due to contamination of optical components, it is necessary to investigate which optical component is causing the malfunction, which results in longer downtime and reduced productivity.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学部品の汚染による加工不良を抑制するととともにダウンタイムを削減して生産性を向上させることができるレーザー照射装置を提供することである。 The present invention was made in consideration of these problems, and its purpose is to provide a laser irradiation device that can suppress processing defects caused by contamination of optical components, reduce downtime, and improve productivity.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー照射装置は、対象物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された対象物にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、該保持テーブルに保持された対象物と該レーザービーム照射ユニットとを相対的に移動させる移動ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該レーザービーム照射ユニットは、レーザー発振器と、該レーザー発振器から出射されたレーザービームを反射してレーザービームの進行方向を変更する第一のミラーと、該第一のミラーのレーザービームを反射する面と対向する位置に配置され、該第一のミラーに付着したパーティクルからの散乱光を受光する光検知ユニットと、を有し、該制御ユニットは、該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量に基づいて、該第一のミラーが正常な状態か否かを判断することを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve the object, the laser irradiation device of the present invention comprises a holding table for holding an object, a laser beam irradiation unit for irradiating a laser beam onto the object held on the holding table, a moving unit for relatively moving the object held on the holding table and the laser beam irradiation unit, and a control unit for controlling each component. The laser beam irradiation unit has a laser oscillator, a first mirror for reflecting the laser beam emitted from the laser oscillator and changing the direction of travel of the laser beam, and a light detection unit that is positioned opposite the surface of the first mirror that reflects the laser beam and receives scattered light from particles attached to the first mirror, and the control unit is characterized in that it determines whether the first mirror is in a normal state or not based on the amount of scattered light received by the light detection unit.
また、本発明のレーザー照射装置において、該レーザービーム照射ユニットは、該レーザー発振器と該第一のミラーとの間に、該レーザー発振器から出射されたレーザービームを反射して該第一のミラーへと導く第二のミラーを更に有し、該制御ユニットは、該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量に基づいて、該第一のミラーおよび該第二のミラーが正常な状態か否かを判断してもよい。 In the laser irradiation device of the present invention, the laser beam irradiation unit may further include a second mirror between the laser oscillator and the first mirror, which reflects the laser beam emitted from the laser oscillator and guides it to the first mirror, and the control unit may determine whether the first mirror and the second mirror are in a normal state based on the amount of scattered light received by the light detection unit.
また、本発明のレーザー照射装置において、該制御ユニットは、該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量が所定の閾値を上回った場合に該第一のミラーが正常な状態でないと判断し、該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量が所定の閾値を下回った場合に該第二のミラーが正常な状態でないと判断してもよい。 In addition, in the laser irradiation device of the present invention, the control unit may determine that the first mirror is not in a normal state when the amount of scattered light received by the light detection unit exceeds a predetermined threshold, and may determine that the second mirror is not in a normal state when the amount of scattered light received by the light detection unit falls below a predetermined threshold.
また、本発明のレーザー照射装置において、該制御ユニットは、該光検知ユニットが受光した散乱光の強度からマハラノビス距離を算出し、該マハラノビス距離に基づいて、該第一のミラーおよび該第二のミラーが正常か否かを判断してもよい。 In addition, in the laser irradiation device of the present invention, the control unit may calculate a Mahalanobis distance from the intensity of the scattered light received by the light detection unit, and determine whether the first mirror and the second mirror are normal or not based on the Mahalanobis distance.
本発明は、光学部品の汚染による加工不良を抑制するととともにダウンタイムを削減して生産性を向上させることができる。 The present invention can reduce processing defects caused by contamination of optical components, reduce downtime, and improve productivity.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。 The following describes in detail the form (embodiment) for carrying out the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiment. The components described below include those that a person skilled in the art can easily imagine and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
〔実施形態〕
まず、本発明の実施形態に係るレーザー照射装置1の全体構成について図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係るレーザー照射装置1の構成例を示す斜視図である。以下の説明において、X軸方向は、水平面における一方向である。Y軸方向は、水平面において、X軸方向に直交する方向である。Z軸方向は、X軸方向およびY軸方向に直交する方向である。実施形態のレーザー照射装置1は、加工送り方向がX軸方向であり、割り出し送り方向がY軸方向であり、集光点位置調整方向がZ軸方向である。
[Embodiment]
First, the overall configuration of a
図1に示すように、レーザー照射装置1は、保持テーブル10と、レーザービーム照射ユニット20と、移動ユニット60と、撮像ユニット70と、表示ユニット80と、制御ユニット90と、を備える。実施形態に係るレーザー照射装置1は、加工の対象物である被加工物100に対して、レーザービーム21を照射することにより、被加工物100を加工する装置である。レーザー照射装置1による被加工物100の加工は、例えば、ステルスダイシングによって被加工物100の内部に改質層を形成する改質層形成加工、被加工物100の表面に溝を形成する溝加工、または分割予定ラインに沿って被加工物100を切断する切断加工等である。
As shown in FIG. 1, the
被加工物100は、例えば、シリコン(Si)、サファイア(Al2O3)、ガリウムヒ素(GaAs)、炭化ケイ素(SiC)、またはリチウムタンタレート(LiTaO3)等を基板とする円板状の半導体デバイスウエーハ、光デバイスウエーハ等のウエーハである。なお、被加工物100は、実施形態では円板状であるが、本発明では円板状でなくともよい。被加工物100は、例えば、環状のフレーム110が貼着されかつ被加工物100の外径よりも大径なテープ111が被加工物100の裏面に貼着されて、フレーム110の開口内に支持された状態で搬送および加工される。
The
保持テーブル10は、被加工物100(対象物)を保持面11で保持する。保持面11は、ポーラスセラミック等から形成された円板形状である。保持面11は、実施形態において、水平方向と平行な平面である。保持面11は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続している。保持テーブル10は、保持面11上に載置された被加工物100を吸引保持する。保持テーブル10の周囲には、被加工物100を支持する環状のフレーム110を挟持するクランプ部12が複数配置されている。
The holding table 10 holds the workpiece 100 (object) on the
保持テーブル10は、回転ユニット13によりZ軸方向と平行な軸心回りに回転される。回転ユニット13は、X軸方向移動プレート14に支持される。回転ユニット13および保持テーブル10は、X軸方向移動プレート14を介して、後述のX軸方向移動ユニット61によりX軸方向に移動される。回転ユニット13および保持テーブル10は、X軸方向移動プレート14、X軸方向移動ユニット61およびY軸方向移動プレート15を介して、後述のY軸方向移動ユニット62によりY軸方向に移動される。
The holding table 10 is rotated around an axis parallel to the Z-axis direction by the
レーザービーム照射ユニット20は、保持テーブル10の保持面11に保持された被加工物100(対象物)に対してレーザービーム21を照射するユニットである。レーザービーム照射ユニット20のうち、少なくとも集光器23(図2参照)は、レーザー照射装置1の装置本体2から立設した柱3に設置される後述のZ軸方向移動ユニット63に支持される。レーザービーム照射ユニット20の具体的な構成例については、後述にて詳細に説明する。
The laser
図1に示す移動ユニット60は、レーザービーム21の集光点を保持テーブル10に保持された被加工物100に対して相対的に移動させるユニットである。移動ユニット60は、X軸方向移動ユニット61と、Y軸方向移動ユニット62と、Z軸方向移動ユニット63と、を含む。
The moving
X軸方向移動ユニット61は、保持テーブル10と、レーザービーム照射ユニット20の集光点とを加工送り方向であるX軸方向に相対的に移動させるユニットである。X軸方向移動ユニット61は、実施形態において、保持テーブル10をX軸方向に移動させる。X軸方向移動ユニット61は、実施形態において、レーザー照射装置1の装置本体2上に設置されている。X軸方向移動ユニット61は、X軸方向移動プレート14をX軸方向に移動自在に支持する。
The X-axis
Y軸方向移動ユニット62は、保持テーブル10と、レーザービーム照射ユニット20の集光点とを割り出し送り方向であるY軸方向に相対的に移動させるユニットである。Y軸方向移動ユニット62は、実施形態において、保持テーブル10をY軸方向に移動させる。Y軸方向移動ユニット62は、実施形態において、レーザー照射装置1の装置本体2上に設置されている。Y軸方向移動ユニット62は、Y軸方向移動プレート15をY軸方向に移動自在に支持する。
The Y-axis
Z軸方向移動ユニット63は、保持テーブル10と、レーザービーム照射ユニット20の集光点とを集光点位置調整方向であるZ軸方向に相対的に移動させるユニットである。Z軸方向移動ユニット63は、実施形態において、レーザービーム照射ユニット20の少なくとも集光器23をZ軸方向に移動させる。Z軸方向移動ユニット63は、実施形態において、レーザー照射装置1の装置本体2から立設した柱3に設置されている。Z軸方向移動ユニット63は、レーザービーム照射ユニット20の少なくとも集光器23をZ軸方向に移動自在に支持する。
The Z-axis
X軸方向移動ユニット61、Y軸方向移動ユニット62、およびZ軸方向移動ユニット63はそれぞれ、実施形態において、周知のボールねじと、周知のパルスモータと、周知のガイドレールと、を含む。ボールねじは、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータは、ボールねじを軸心回りに回転させる。X軸方向移動ユニット61のガイドレールは、X軸方向移動プレート14をX軸方向に移動自在に支持する。X軸方向移動ユニット61のガイドレールは、Y軸方向移動プレート15に固定して設けられる。Y軸方向移動ユニット62のガイドレールは、Y軸方向移動プレート15をY軸方向に移動自在に支持する。Y軸方向移動ユニット62のガイドレールは、装置本体2に固定して設けられる。Z軸方向移動ユニット63のガイドレールは、レーザービーム照射ユニット20の少なくとも集光器23をZ軸方向に移動自在に支持する。Z軸方向移動ユニット63のガイドレールは、柱3に固定して設けられる。
In the embodiment, each of the X-axis
撮像ユニット70は、保持テーブル10に保持された被加工物100を撮像する。撮像ユニット70は、CCD(Charge Coupled Device)カメラまたは赤外線カメラを含む。撮像ユニット70は、例えば、レーザービーム照射ユニット20の集光器23(図2参照)に隣接するように固定されている。撮像ユニット70は、被加工物100を撮像して、被加工物100とレーザービーム照射ユニット20との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を得て、得た画像を出力する。
The
表示ユニット80は、液晶表示装置等により構成される表示部である。表示ユニット80は、例えば、加工条件の設定画面、撮像ユニット70が撮像した被加工物100の状態、加工動作の状態等を、表示面に表示させる。表示ユニット80の表示面がタッチパネルを含む場合、表示ユニット80は、入力部を含んでもよい。入力部は、オペレータが加工内容情報を登録する等の各種操作を受付可能である。入力部は、キーボード等の外部入力装置であってもよい。表示ユニット80は、表示面に表示される情報や画像が入力部等からの操作により切り換えられる。
The
制御ユニット90は、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、HDD(Hard Disk Drive)、ROM(Read Only Memory)またはRAM(Random Access Memory)等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力する。 The control unit 90 is a computer including a processing unit as a calculation means, a storage device as a storage means, and an input/output interface device as a communication means. The processing unit includes, for example, a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit). The storage device has a memory such as a HDD (Hard Disk Drive), a ROM (Read Only Memory), or a RAM (Random Access Memory). The processing unit performs various calculations based on a predetermined program stored in the storage device. The processing unit outputs various control signals to each of the above-mentioned components via the input/output interface device according to the calculation results.
次に、レーザービーム照射ユニット20の具体的な構成について説明する。図2は、図1に示すレーザービーム照射ユニット20の概略構成の第一例を示す模式図である。図2に示すように、レーザービーム照射ユニット20は、レーザー発振器22と、集光器23と、第一のミラー24と、光検知ユニット30と、筐体40と、を有する。
Next, the specific configuration of the laser
レーザー発振器22は、被加工物100を加工するための所定の波長を有するレーザービーム21を生成して出射する。レーザービーム照射ユニット20が照射するレーザービーム21は、被加工物100に対して透過性または吸収性を有する波長である。
The
集光器23は、集光レンズを含み、レーザー発振器22から出射されたレーザービーム21を所定の位置に集光する。集光器23は、レーザービーム21を、保持テーブル10の保持面11に保持された被加工物100に集光して、被加工物100に照射させる。集光器23によって集光されたレーザービーム21は、筐体40の出射口41を通って、筐体40の外部に出射される。
The
第一のミラー24は、レーザー発振器22から出射されたレーザービーム21を反射してレーザービーム21の進行方向を変更する。第一のミラー24は、実施形態において、レーザービーム21を、集光器23に向かって導くよう反射する。第一のミラー24の面241にパーティクルが付着している場合、レーザービーム21は、一部が集光器23に向かって反射されずにパーティクルに当たり、散乱光31を生じさせる。
The
光検知ユニット30は、受光した光を検知する。光検知ユニット30は、第一のミラー24のレーザービーム21を反射する面241と対向する位置に配置される。光検知ユニット30は、第一のミラー24に付着したパーティクルからの散乱光31の一部を受光する。光検知ユニット30は、受光した受光量の情報を制御ユニット90(図1参照)に出力する。光検知ユニット30は、例えば、PIN型フォトダイオードであり、受光することにより受光量に応じた大きさの電流が発生する。PIN型フォトダイオードでは、電流を検知することにより、受光量を検知する。
The
筐体40は、レーザービーム照射ユニット20の各種光学部品を収容する。筐体40は、少なくとも、レーザー発振器22から出射し、集光器23に集光されるまでのレーザービーム21の光路と、光路上に配置される第一のミラー24を含む各種光学部品と、光検知ユニット30と、を連続的な収容空間に収容し、外部から密閉する。集光器23に集光されたレーザービーム21は、筐体40に形成された出射口41から出射し、保持テーブル10に保持された被加工物100に向かって照射される。出射口41は、透明なガラス等で形成された窓であってもよいし、集光器23の集光レンズ自体であってもよい。
The
上記のように構成されたレーザー照射装置1において、制御ユニット90は、光検知ユニット30で受光した散乱光31の受光量に基づいて、第一のミラー24が正常な状態か否かを判断する。制御ユニット90は、例えば、第一のミラー24にパーティクルが付着しておらず、レーザービーム21が光路に沿って正常に伝搬される際の光検知ユニット30による受光量に基づいて、正常な受光量とする所定の閾値を予め記憶する。
In the
例えば、第一のミラー24の面241にパーティクルが付着している場合、レーザービーム21は、一部が集光器23に向かって反射されずにパーティクルに当たり、散乱光31を生じさせる。この際、光検知ユニット30が受光する受光量は、正常時の受光量に対して、散乱光31を受光した分、増加する。制御ユニット90は、例えば、光検知ユニット30による受光量が所定の閾値を上回った場合に第一のミラー24が正常な状態でないと判断し、その判断結果を表示ユニット80等に出力する。
For example, if a particle is attached to the
次に、レーザービーム照射ユニット20の別の構成例について説明する。図3は、図1に示すレーザービーム照射ユニット20の概略構成の第二例を示す模式図である。図3に示す第二例のレーザービーム照射ユニット20-1は、図2に示す第一例のレーザービーム照射ユニット20と比較して、第二のミラー25および第三のミラー26を有する点で異なる。なお、以下の説明において、第一例のレーザービーム照射ユニット20と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
Next, another configuration example of the laser
第二のミラー25は、レーザー発振器22と第一のミラー24との間の光路上に配置される。第二のミラー25は、レーザー発振器22から出射されたレーザービーム21を反射してレーザービーム21の進行方向を変更する。第二のミラー25は、レーザービーム21を、第一のミラー24に向かって導くよう反射する。第二のミラー25のレーザービーム21を反射する面251にパーティクルが付着している場合、レーザービーム21は、一部が第一のミラー24に向かって反射されずにパーティクルに当たり、散乱光を生じさせる。
The
第三のミラー26は、第一のミラー24によって反射されたレーザービーム21を反射してレーザービーム21の進行方向を変更する。第三のミラー26は、レーザービーム21を、集光器23に向かって導くよう反射する。
The
上記のように構成されたレーザー照射装置1において、制御ユニット90は、光検知ユニット30で受光した散乱光の受光量に基づいて、第一のミラー24が正常な状態か否かを判断するのみならず、第二のミラー25が正常な状態か否かを判断する。制御ユニット90は、例えば、第一のミラー24および第二のミラー25のいずれにもパーティクルが付着しておらず、レーザービーム21が光路に沿って正常に伝搬される際の光検知ユニット30による受光量を基準値91(図4参照)として予め記憶する。また、制御ユニット90は、基準値91に基づいて、正常な受光量とする所定の範囲92(図4参照)を予め記憶する。範囲92は、上限の閾値および下限の閾値を含む。
In the
例えば、第一のミラー24の面241にパーティクルが付着している場合、レーザービーム21は、一部が第三のミラー26に向かって反射されずにパーティクルに当たり、散乱光31を生じさせる。この際、光検知ユニット30が受光する受光量は、正常時の受光量に対して、散乱光31を受光した分、増加する。制御ユニット90は、例えば、光検知ユニット30による受光量が所定の閾値を上回った場合に第一のミラー24が正常な状態でないと判断し、その判断結果を表示ユニット80等に出力する。
For example, if a particle is attached to the
また、例えば、第二のミラー25の面251にパーティクルが付着している場合、レーザービーム21は、一部が第一のミラー24に向かって反射されずにパーティクルに当たり、散乱光を生じさせる。この際、光検知ユニット30が受光する受光量は、正常時の受光量に対して、第一のミラー24に伝搬されるレーザービーム21が減少した分、減少する。制御ユニット90は、例えば、光検知ユニット30による受光量が所定の閾値を下回った場合に第二のミラー25が正常な状態でないと判断し、その判断結果を表示ユニット80等に出力する。
For example, if particles are attached to the
ここで、光検知ユニット30が受光する受光量が、正常な数値を示す場合および異常な数値を示す場合について、いくつかのデータを挙げて説明する。図4は、光検知ユニット30が受光する受光量の推移を示す模式図である。より詳しくは、図4は、光検知ユニット30が受光する受光量を示す3つのデータ93、94、95の時間推移を示すグラフである。
Here, we will explain the cases where the amount of light received by the
図4に示すグラフでは、受光量の上限値および下限値が範囲92内に納まっている場合、第一のミラー24に起因して受光量が増加したり、第二のミラー25に起因して受光量が減少したりしていないことを示していると推測できる。この場合、制御ユニット90は、第一のミラー24および第二のミラー25が正常な状態であると判断する。
In the graph shown in FIG. 4, when the upper and lower limits of the amount of received light are within
データ93は、第一のミラー24に汚れを付着させた状態における光検知ユニット30による受光量の推移を示している。図4に示すように、データ93は、正常な受光量とする範囲92の上限値を上回っている。すなわち、データ93は、第一のミラー24において散乱光31が生じて、散乱光31の分、受光量が増加したことを示していると推測できる。したがって、制御ユニット90は、光検知ユニット30から取得した受光量がデータ93のように範囲92の上限値を上回ったことを示す場合、第一のミラー24が正常な状態でないと判断する。
データ94は、第二のミラー25に汚れを付着させた状態における光検知ユニット30による受光量の推移を示している。図4に示すように、データ94は、正常な受光量とする範囲92の下限値を下回っている。すなわち、データ94は、第二のミラー25において散乱光が生じて、第一のミラー24に伝搬されるレーザービーム21が減少した分、受光量が減少したことを示していると推測できる。したがって、制御ユニット90は、光検知ユニット30から取得した受光量がデータ94のように範囲92の下限値を下回ったことを示す場合、第二のミラー25が正常な状態でないと判断する。
データ95は、第一のミラー24および第二のミラー25に汚れを付着させた状態における光検知ユニット30による受光量の推移を示している。図5に示すように、データ95は、正常な受光量とする範囲92の上限値を上回っている。すなわち、データ95は、第一のミラー24において散乱光31が生じて、散乱光31の分、受光量が増加したことを示していると推測できる。また、一方で、データ95は、データ93と比較して、低い値を示している。すなわち、データ95は、第二のミラー25において散乱光が生じて、第一のミラー24に伝搬されるレーザービーム21が減少した分、受光量が減少したことを示していると推測できる。
制御ユニット90は、例えば、光検知ユニット30による受光量の推移を常時監視するとともに記録しておき、受光量の変動のデータを遡ることにより、第一のミラー24に加えて、第二のミラー25にも異常があると判断することが可能である。例えば、正常な受光量とする範囲92から上限値を上回った後、暫くはほぼ一定の値で推移し、その後、受光量が減少した、というデータである場合、最初に第一のミラー24に異常が発生し、その後、第二のミラー25にも異常が発生したと判断できる。
The control unit 90, for example, constantly monitors and records the transition of the amount of light received by the
制御ユニット90は、光検知ユニット30が受光する受光量からマハラノビスの距離を算出し、算出したマハラノビスの距離に基づいて、第一のミラー24および第二のミラー25が正常な状態であるか否かを判断してもよい。図5は、光検知ユニット30が受光する受光量から算出したマハラノビスの距離の推移を示す模式図である。より詳しくは、図5は、図4に示す範囲92の上限値を、基準値91からのマハラノビスの距離に換算した閾値92-1と、データ93、95を、基準値91からのマハラノビスの距離に換算した算出値93-1、95-1の時間推移と、を示すグラフである。
The control unit 90 may calculate the Mahalanobis distance from the amount of light received by the
図5に示すように、算出値93-1、95-1は、図4に示す受光量のデータ93、95と同様に、閾値92-1を上回っていることが確認できる。したがって、算出値93-1、95-1は、いずれも第一のミラー24および第二のミラー25の少なくともいずれかが正常な状態でないことを示していると推測できる。
As shown in FIG. 5, it can be seen that the calculated values 93-1 and 95-1 exceed the threshold value 92-1, similar to the received
更に、光検知ユニット30が受光する受光量に基づいて生じる電流値の生データがμAオーダーである場合、生データから算出されるマハラノビスの距離は、105~107オーダーとなる。したがって、マハラノビスの距離を用いることで、高感度での異常判定が可能である。
Furthermore, when the raw data of the current value generated based on the amount of light received by the
なお、図4では、受光量を比較しているが、PIN型フォトダイオードから出力される電流値を比較してもよい。また、上記の説明では、マハラノビスの距離を受光量から算出しているが、電流値から算出してもよい。 In FIG. 4, the amount of light received is compared, but the current value output from the PIN photodiode may also be compared. Also, in the above explanation, the Mahalanobis distance is calculated from the amount of light received, but it may also be calculated from the current value.
以上説明したように、実施形態に係るレーザー照射装置1では、本願発明では、レーザービーム21を反射する第一のミラー24と対向する位置に光検知ユニット30を配置し、パーティクルによる散乱光31の受光量を検知することで、どの光学部品に汚染が生じているかをいち早く検知することを可能とした。
As described above, in the
更に、光検知ユニット30が受光する散乱光31の受光量(強度)に基づいて、光検知ユニット30と対向する位置に配置された第一のミラー24の汚染と、第一のミラー24より上流側に配置された第二のミラー25の汚染とを、同時にかつどちらが汚染しているかを切り分けて検知することができるため、配置する光検知ユニット30の個数を削減でき、装置コストの低減に貢献する。
Furthermore, based on the amount (intensity) of scattered light 31 received by the
また、受光量(出力される電流値)からマハラノビスの距離を算出し、マハラノビス距離に基づいて正常な状態であるか否かを判断してもよく、これによれば、従来のようにパワーメータの測定では誤差範囲となる小さな出力低下も明確に検知できるため、加工不良を未然に防ぐことができるという効果を奏する。 The Mahalanobis distance can also be calculated from the amount of light received (output current value), and whether or not the condition is normal can be determined based on the Mahalanobis distance. This has the effect of preventing processing defects, as even small drops in output that would fall within the margin of error in conventional power meter measurements can be clearly detected.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、光検知ユニット30が対向して配置される第一のミラー24の上流側に隣接する第二のミラー25に限定されず、更に上流に配置されるミラーについて異常を検知してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. In other words, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the
1 レーザー照射装置
10 保持テーブル
20、20-1 レーザービーム照射ユニット
21 レーザービーム
22 レーザー発振器
23 集光器
24 第一のミラー
25 第二のミラー
26 第三のミラー
30 光検知ユニット
31 散乱光
40 筐体
60 移動ユニット
90 制御ユニット
100 被加工物(対象物)
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
対象物を保持する保持テーブルと、
該保持テーブルに保持された対象物にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、
該保持テーブルに保持された対象物と該レーザービーム照射ユニットとを相対的に移動させる移動ユニットと、
各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
該レーザービーム照射ユニットは、
レーザー発振器と、
該レーザー発振器から出射されたレーザービームを反射してレーザービームの進行方向を変更する第一のミラーと、
該第一のミラーのレーザービームを反射する面と対向する位置に配置され、該第一のミラーに付着したパーティクルからの散乱光を受光する光検知ユニットと、を有し、
該制御ユニットは、
該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量に基づいて、該第一のミラーが正常な状態か否かを判断する
ことを特徴とする、レーザー照射装置。 A laser irradiation device,
A holding table for holding an object;
a laser beam irradiation unit that irradiates a laser beam onto the object held on the holding table;
a moving unit that moves the object held on the holding table and the laser beam irradiation unit relatively;
A control unit for controlling each of the components,
The laser beam irradiation unit includes:
A laser oscillator;
a first mirror for reflecting the laser beam emitted from the laser oscillator to change the direction of travel of the laser beam;
a light detection unit disposed at a position opposite to a surface of the first mirror that reflects the laser beam, the light detection unit receiving scattered light from particles adhering to the first mirror;
The control unit
a light detection unit that detects the amount of scattered light received by the first mirror and determines whether the first mirror is in a normal state or not based on the amount of scattered light received by the light detection unit.
該レーザー発振器と該第一のミラーとの間に、該レーザー発振器から出射されたレーザービームを反射して該第一のミラーへと導く第二のミラーを更に有し、
該制御ユニットは、
該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量に基づいて、該第一のミラーおよび該第二のミラーが正常な状態か否かを判断する
ことを特徴とする、請求項1に記載のレーザー照射装置。 The laser beam irradiation unit includes:
a second mirror is provided between the laser oscillator and the first mirror for reflecting the laser beam emitted from the laser oscillator and directing it to the first mirror;
The control unit
2. The laser irradiation device according to claim 1, wherein it is determined whether or not the first mirror and the second mirror are in a normal state based on the amount of scattered light received by the light detection unit.
該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量が所定の閾値を上回った場合に該第一のミラーが正常な状態でないと判断し、
該光検知ユニットで受光した散乱光の受光量が所定の閾値を下回った場合に該第二のミラーが正常な状態でないと判断する
ことを特徴とする、請求項2に記載のレーザー照射装置。 The control unit
When the amount of scattered light received by the light detection unit exceeds a predetermined threshold, it is determined that the first mirror is not in a normal state;
3. The laser irradiation device according to claim 2, wherein the second mirror is determined to be abnormal when the amount of scattered light received by the light detection unit falls below a predetermined threshold value.
該光検知ユニットが受光した散乱光の強度からマハラノビス距離を算出し、該マハラノビス距離に基づいて、該第一のミラーおよび該第二のミラーが正常か否かを判断することを特徴とする、請求項3に記載のレーザー照射装置。 The control unit
4. The laser irradiation device according to claim 3, wherein the light detection unit calculates a Mahalanobis distance from the intensity of the scattered light received, and determines whether the first mirror and the second mirror are normal or not based on the Mahalanobis distance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022181796A JP2024071062A (en) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | Laser irradiation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022181796A JP2024071062A (en) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | Laser irradiation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024071062A true JP2024071062A (en) | 2024-05-24 |
Family
ID=91129109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022181796A Pending JP2024071062A (en) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | Laser irradiation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024071062A (en) |
-
2022
- 2022-11-14 JP JP2022181796A patent/JP2024071062A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110141272A1 (en) | Apparatus and method for inspecting an object surface defect | |
US11577339B2 (en) | Optical axis adjusting method for laser processing apparatus | |
KR20190016445A (en) | Laser machining method | |
US11654509B2 (en) | Processing apparatus | |
US11772190B2 (en) | Laser oscillator support table and adjustment method of laser oscillator support table | |
JP2024071062A (en) | Laser irradiation device | |
JP7418169B2 (en) | laser processing equipment | |
JP2022104341A (en) | Laser processing device | |
TWI850392B (en) | Laser oscillator support table, laser processing device and adjustment method of laser oscillator support table | |
JP7558664B2 (en) | Method for imaging workpiece and processing device | |
JP7373950B2 (en) | How to check laser processing equipment and protective window | |
JP2022099713A (en) | Laser processing device | |
JP7199256B2 (en) | Pass/Fail Judgment Method for Output Measurement Units | |
JP7334072B2 (en) | LASER PROCESSING DEVICE AND BEAM DIAMETER MEASUREMENT METHOD | |
KR20230046959A (en) | Processing apparatus | |
KR20230042565A (en) | Laser processing apparatus | |
KR20240018366A (en) | Laser machining apparatus | |
JP2024016673A (en) | Laser processing device | |
JP2024004575A (en) | Laser processing device | |
JP2022069032A (en) | Laser processing device | |
JP2024082962A (en) | Laser processing device | |
KR20220113262A (en) | Laser processing apparatus | |
JP2023039290A (en) | Laser processing device | |
TW202300266A (en) | Object processing method and object processing system | |
JPS6182442A (en) | Semiconductor wafer surface analyzer |