JP6693040B1 - Aberration adjusting method and aberration controlling method for laser processing apparatus - Google Patents

Aberration adjusting method and aberration controlling method for laser processing apparatus Download PDF

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Abstract

【課題】収差の影響を抑えて、切断の起点となるレーザ加工領域を高精度かつ効率よく形成することができるレーザ加工装置の収差調整方法及び収差制御方法を提供する。【解決手段】レーザ光を変調する空間光変調器を含む複数の光学系を有する加工装置本体と、加工装置本体に着脱可能に取り付けられ、空間光変調器によって変調されたレーザ光を被加工物の内部に集光する加工レンズとを備えるレーザ加工装置の収差調整方法であって、加工装置本体が有する収差を補正するための第１収差補正情報を取得して記憶する第１収差補正情報取得工程と、加工レンズが有する収差を補正するための第２収差補正情報を取得して記憶する第２収差補正情報取得工程と、を含む。【選択図】図８PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aberration adjusting method and an aberration controlling method of a laser processing apparatus capable of forming a laser processing region serving as a starting point of cutting with high accuracy and efficiency while suppressing the influence of aberration. A processing apparatus main body having a plurality of optical systems including a spatial light modulator that modulates laser light, and a laser beam that is detachably attached to the processing apparatus main body and is modulated by the spatial light modulator. A method of adjusting an aberration of a laser processing apparatus, comprising: a processing lens for condensing light inside a first lens; And a second aberration correction information acquisition step of acquiring and storing second aberration correction information for correcting the aberration of the processed lens. [Selection diagram] Figure 8

Description

本発明は、被加工物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、被加工物の内部にレーザ加工領域を形成する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique of forming a laser processing region inside a work by irradiating a laser beam with a focusing point inside the work.

従来より、被加工物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、被加工物の切断予定ラインに沿って、被加工物の内部に切断の起点となるレーザ加工領域を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, by irradiating a laser beam with focusing point inside the work piece, a laser processing area to be the starting point of cutting is formed inside the work piece along the planned cutting line of the work piece. A technique for doing so is known (for example, refer to Patent Document 1).

特許文献１に記載された技術では、被加工物の内部におけるレーザ光の集光点を合わせる位置で発生するレーザ光の収差が所定の収差以下となるように空間光変調器によってレーザ光を変調している。具体的に、この技術では、空間光変調器と集光光学系との間のレーザ光の光路上に、第１レンズと第２レンズとを有する調整光学系が設けられている。そして、空間光変調器と第１レンズとの距離が第１レンズの焦点距離ｆ１となり、集光光学系と第２レンズとの距離が第２レンズの焦点距離ｆ２となり、第１レンズと第２レンズとの距離がｆ１＋ｆ２となり、且つ第１レンズと第２レンズとが両側テレセントリック光学系となるように、第１レンズ及び第２レンズを配置している。   In the technique described in Patent Document 1, the spatial light modulator modulates the laser light so that the aberration of the laser light generated at the position where the focal point of the laser light is aligned inside the workpiece is equal to or less than a predetermined aberration. is doing. Specifically, in this technique, an adjustment optical system having a first lens and a second lens is provided on the optical path of laser light between the spatial light modulator and the condensing optical system. Then, the distance between the spatial light modulator and the first lens becomes the focal length f1 of the first lens, the distance between the condensing optical system and the second lens becomes the focal length f2 of the second lens, and the first lens and the second lens. The first lens and the second lens are arranged so that the distance from the lens is f1 + f2, and the first lens and the second lens are a bilateral telecentric optical system.

特許第４４０２７０８号公報Japanese Patent No. 4402708

しかしながら、特許文献１に記載された配置構成では、空間光変調器と集光光学系の主点とが光学的に共役関係にあるため、必ずしも集光光学系の焦点面（加工点）で所望の光分布を得ることができず、所定の精度で収差を補正することが困難である。その結果、収差の影響を十分に抑えることができず、切断の起点となるレーザ加工領域を高精度かつ効率よく形成することができない問題がある。   However, in the arrangement configuration described in Patent Document 1, the spatial light modulator and the principal point of the condensing optical system have an optically conjugate relationship, so that the focal plane (processing point) of the condensing optical system is not always desired. However, it is difficult to correct the aberration with a predetermined accuracy. As a result, the influence of aberration cannot be suppressed sufficiently, and there is a problem that the laser processing region that is the starting point of cutting cannot be formed with high accuracy and efficiency.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、収差の影響を抑えて、切断の起点となるレーザ加工領域を高精度かつ効率よく形成することができる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 such circumstances, and provides a laser processing apparatus and a laser processing method capable of forming a laser processing region serving as a starting point of cutting with high accuracy and efficiency while suppressing the influence of aberration. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、以下の発明を提供する。   In order to achieve the above object, the following inventions are provided.

本発明の第１態様に係るレーザ加工装置は、被加工物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、被加工物の内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置であって、レーザ光を変調する空間光変調器と、空間光変調器によって変調されたレーザ光を被加工物の内部に集光する加工レンズと、第１レンズと第２レンズとを有し、空間光変調器と加工レンズとの間の光路上に配置される両側テレセントリックなリレー光学系と、を備え、空間光変調器と加工レンズのレンズ瞳とが光学的に共役関係にある。   A laser processing apparatus according to a first aspect of the present invention is a laser processing apparatus that forms a laser processing region inside a work by irradiating a laser beam with a focusing point inside the work. A spatial light modulator for modulating the laser light, a processing lens for condensing the laser light modulated by the spatial light modulator inside the workpiece, a first lens and a second lens, and A bilateral telecentric relay optical system arranged on the optical path between the light modulator and the processing lens, and the spatial light modulator and the lens pupil of the processing lens are in an optically conjugate relationship.

本発明の第２態様に係るレーザ加工装置は、第１態様において、第２レンズとレンズ瞳との間の距離は、第２レンズの焦点距離よりも長い。   In the laser processing apparatus according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the distance between the second lens and the lens pupil is longer than the focal length of the second lens.

本発明の第３態様に係るレーザ加工装置は、第１態様又は第２態様において、空間光変調器の光変調面とレンズ瞳とが光学的に共役関係にある。   In the laser processing apparatus according to the third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the light modulation surface of the spatial light modulator and the lens pupil are in an optically conjugate relationship.

本発明の第４態様に係るレーザ加工装置は、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、被加工物の内部におけるレーザ光の集光点を合わせる位置で発生するレーザ光の収差が所定の収差以下となるように、空間光変調器を制御する空間光変調器制御部を備える。   A laser processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the laser processing apparatus according to any one of the first to third aspects, in which the aberration of the laser light generated at the position where the focal point of the laser light is aligned inside the workpiece. A spatial light modulator control unit that controls the spatial light modulator is provided so that is less than or equal to a predetermined aberration.

本発明の第５態様に係るレーザ加工方法は、被加工物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、被加工物の内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工方法であって、レーザ光を変調する空間光変調器と、空間光変調器によって変調されたレーザ光を被加工物の内部に集光する加工レンズと、を用意し、空間光変調器と加工レンズとの間の光路上に、第１レンズと第２レンズとを有する両側テレセントリックなリレー光学系を配置し、空間光変調器と加工レンズのレンズ瞳とが光学的に共役関係になるように配置し、被加工物の内部におけるレーザ光の集光点を合わせる位置で発生するレーザ光の収差が所定の収差以下となるように、空間光変調器を制御する。   A laser processing method according to a fifth aspect of the present invention is a laser processing method for forming a laser processing region inside a work by irradiating a laser beam with a focusing point inside the work. A spatial light modulator that modulates the laser light and a processing lens that collects the laser light modulated by the spatial light modulator inside the workpiece. A bilateral telecentric relay optical system having a first lens and a second lens is arranged on an optical path between them, and the spatial light modulator and the lens pupil of the processing lens are arranged so as to have an optically conjugate relationship, The spatial light modulator is controlled so that the aberration of the laser light generated at the position where the focal point of the laser light is aligned inside the workpiece is equal to or less than a predetermined aberration.

本発明によれば、収差の影響を抑えて、切断の起点となるレーザ加工領域を高精度かつ効率よく形成することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the influence of aberration and form a laser processing region serving as a starting point of cutting with high accuracy and efficiency.

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の概略を示した構成図である。It is the block diagram which showed the outline of the laser processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. レーザ加工装置における制御装置の構成を示したブロック図である。It is a block diagram showing the composition of the control device in a laser processing device. ウェーハ内部の集光点近傍に形成されるレーザ加工領域を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the laser processing area | region formed in the vicinity of the condensing point inside a wafer. ウェーハ内部の集光点近傍に形成されるレーザ加工領域を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the laser processing area | region formed in the vicinity of the condensing point inside a wafer. ウェーハ内部にレーザ加工領域を多層状に形成した状態を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the state which formed the laser processing area in a multilayer form inside the wafer. レーザ加工装置における光学系配置構成の一例を示した構成図である。It is a block diagram which showed an example of the optical system arrangement structure in a laser processing apparatus. レーザ加工装置における光学系配置構成の他の例を示した構成図である。It is a block diagram which showed the other example of the optical system arrangement structure in a laser processing apparatus. 本実施形態のレーザ加工装置の収差調整方法を示したフローチャートである6 is a flowchart showing an aberration adjusting method of the laser processing apparatus according to the present embodiment. 本実施形態のレーザ加工装置の収差調整方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the aberration adjustment method of the laser processing apparatus of this embodiment. 本実施形態のレーザ加工装置の収差調整方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the aberration adjustment method of the laser processing apparatus of this embodiment. 本実施形態のレーザ加工装置の収差調整方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the aberration adjustment method of the laser processing apparatus of this embodiment. 収差変化検出装置を備えたレーザ加工装置の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the laser processing apparatus provided with the aberration change detection apparatus. 収差変化検出装置を備えたレーザ加工装置の他の例を示した概略図である。It is the schematic which showed the other example of the laser processing apparatus provided with the aberration change detection apparatus.

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳説する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

（レーザ加工装置の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の概略を示した構成図である。図１に示すように、本実施形態のレーザ加工装置１０は、ステージ１２と、加工装置本体（光学系ユニット）２０と、加工レンズ２６と、制御装置５０とを備えている。なお、本実施形態では、加工装置本体２０と制御装置５０とが別々に構成される場合を例示したが、この構成に限らず、加工装置本体２０は制御装置５０の一部又は全部を含んでいてもよい。 (Configuration of laser processing device)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 10 of this embodiment includes a stage 12, a processing apparatus main body (optical system unit) 20, a processing lens 26, and a control device 50. In addition, in the present embodiment, the case where the processing apparatus main body 20 and the control device 50 are separately configured is illustrated, but the present invention is not limited to this configuration, and the processing device main body 20 includes a part or all of the control device 50. You may stay.

ステージ１２は、被加工物を吸着保持するものである。ステージ１２は、ステージ駆動機構２８（図２参照）によりＸ方向及びθ方向に移動可能に構成される。ステージ駆動機構２８としては、例えば、ボールねじ機構、リニアモータ機構等の種々の機構にて構成することができる。ステージ駆動機構２８の動作は、制御装置５０（移動制御部５４）により制御される。なお、図１においては、ＸＹＺの３方向は互いに直交し、このうちＸ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。また、θ方向は、鉛直方向軸（Ｚ軸）を回転軸とする回転方向である。   The stage 12 sucks and holds a workpiece. The stage 12 is configured to be movable in the X direction and the θ direction by the stage drive mechanism 28 (see FIG. 2). The stage drive mechanism 28 can be configured by various mechanisms such as a ball screw mechanism and a linear motor mechanism. The operation of the stage drive mechanism 28 is controlled by the controller 50 (movement controller 54). In FIG. 1, the three directions of XYZ are orthogonal to each other, of which the X and Y directions are horizontal and the Z direction is vertical. The θ direction is a rotation direction with the vertical axis (Z axis) as the rotation axis.

本実施形態では、被加工物として、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ（以下、「ウェーハ」という。）Ｗが適用される。ウェーハＷは、格子状に配列された切断予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された各領域に半導体チップを構成する各種デバイスが形成されている。なお、本実施形態においては、被加工物としてウェーハＷを適用した場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ガラス基板、圧電セラミック基板、ガラス基板なども適用することができる。   In the present embodiment, a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) W is applied as the workpiece. The wafer W is divided into a plurality of regions by the planned cutting lines arranged in a grid pattern, and various devices forming a semiconductor chip are formed in each of the divided regions. In addition, although the case where the wafer W is applied as the workpiece is described in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and for example, a glass substrate, a piezoelectric ceramic substrate, a glass substrate, or the like is also applied. be able to.

ウェーハＷは、デバイスが形成された表面（デバイス面）に粘着材を有するバックグラインドテープ（以下、ＢＧテープ）が貼付され、裏面が上向きとなるようにステージ１２に載置される。ウェーハＷの厚さは、特に制限はないが、典型的には７００μｍ以上、より典型的には７００〜８００μｍである。   A back grind tape (hereinafter referred to as BG tape) having an adhesive is attached to the front surface (device surface) of the wafer W on which the device is formed, and the wafer W is mounted on the stage 12 so that the back surface faces upward. The thickness of the wafer W is not particularly limited, but is typically 700 μm or more, and more typically 700 to 800 μm.

なお、ウェーハＷは、一方の面に粘着材を有するダイシングテープが貼付され、このダイシングテープを介してフレームと一体化された状態でステージ１２に載置されるようにしてもよい。   The wafer W may be mounted on the stage 12 in a state in which a dicing tape having an adhesive material is attached to one surface of the wafer W and the wafer W is integrated with the frame via the dicing tape.

加工装置本体２０は、筐体２１と、レーザ光源２２と、空間光変調器２４と、リレー光学系３０と、ビームエキスパンダ３２と、λ／２波長板３４とを備えている。   The processing device body 20 includes a housing 21, a laser light source 22, a spatial light modulator 24, a relay optical system 30, a beam expander 32, and a λ / 2 wavelength plate 34.

筐体２１の内部には、レーザ光源２２、空間光変調器２４、リレー光学系３０、ビームエキスパンダ３２、及びλ／２波長板３４が配置される。なお、レーザ光源２２は、筐体２１の外部（例えば、筐体２１の天面や側面など）に配置されていてもよい。また、筐体２１の底面には、加工レンズ２６が着脱自在に取り付けられる。   A laser light source 22, a spatial light modulator 24, a relay optical system 30, a beam expander 32, and a λ / 2 wavelength plate 34 are arranged inside the housing 21. The laser light source 22 may be arranged outside the housing 21 (for example, the top surface or the side surface of the housing 21). Further, the processing lens 26 is detachably attached to the bottom surface of the housing 21.

加工装置本体２０は、本体駆動機構２９（図２参照）によりＹ方向及びＺ方向に移動可能に構成される。本体駆動機構２９としては、例えば、ボールねじ機構、リニアモータ機構等の種々の機構にて構成することができる。本体駆動機構２９の動作は、制御装置５０（移動制御部５４）により制御される。これにより、ウェーハＷにおける加工位置（レーザ加工領域を形成する位置）に応じて、加工装置本体２０をＹ方向に移動させることができると共に、加工装置本体２０をＺ方向に移動させることができる。そのため、加工レンズ２６により集光されるレーザ光Ｌの集光点の位置を変化させて、レーザ加工領域をウェーハＷの所望の位置に形成することができる。   The processing apparatus main body 20 is configured to be movable in the Y direction and the Z direction by the main body drive mechanism 29 (see FIG. 2). The main body drive mechanism 29 can be configured by various mechanisms such as a ball screw mechanism and a linear motor mechanism. The operation of the main body drive mechanism 29 is controlled by the control device 50 (movement control unit 54). As a result, the processing apparatus main body 20 can be moved in the Y direction and the processing apparatus main body 20 can be moved in the Z direction according to the processing position (position where the laser processing region is formed) on the wafer W. Therefore, the position of the condensing point of the laser light L condensed by the processing lens 26 can be changed to form the laser processing region at a desired position on the wafer W.

レーザ光源（ＩＲレーザ光源）２２は、ウェーハＷの内部にレーザ加工領域を形成するための加工用のレーザ光Ｌを出射する。レーザ光源２２によるレーザ光Ｌの出射動作は、制御装置５０（レーザ制御部５６）により制御される。レーザ光Ｌの条件としては、例えば、光源が半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、波長が波長：１．１μｍ、レーザ光スポット断面積が３．１４×１０−８ｃｍ２、発振形態がＱスイッチパルス、繰り返し周波数が８０〜２００ｋＨｚ、パルス幅が１８０〜３７０ｎｓ、出力が８Ｗである。 The laser light source (IR laser light source) 22 emits a laser beam L for processing for forming a laser processing region inside the wafer W. The emission operation of the laser light L by the laser light source 22 is controlled by the control device 50 (laser control unit 56). The conditions of the laser light L are, for example, a semiconductor laser pumped Nd: YAG laser as a light source, a wavelength of 1.1 μm, a laser light spot cross-sectional area of 3.14 × 10 −8 cm 2 , and an oscillation mode of Q switch pulse. The repetition frequency is 80 to 200 kHz, the pulse width is 180 to 370 ns, and the output is 8 W.

空間光変調器２４は、２次元的に配列された複数の画素（微小変調素子）からなる光変調面を備えており、光変調面に入射した光の位相を画素毎に変調する位相変調型の空間光変調器である。空間光変調器２４は、加工レンズ２６のレンズ瞳（射出瞳）２６ａと光学的に共役な位置に配置されている（図６及び図７参照）。空間光変調器２４は、後述する空間光変調器制御部５８により設定された所定の変調パターンに基づき、光変調面に入射した光の位相を画素毎に変調して、変調後の光を所定の方向に向けて出射する。なお、空間光変調器２４としては、例えば、反射型液晶（LCOS：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（SLM：Spatial Light Modulator）が用いられる。空間光変調器２４の動作、及び空間光変調器２４で呈示される変調パターンは、制御装置５０（空間光変調器制御部５８）によって制御される。変調パターンは、空間光変調器２４の光変調面を構成する複数の画素のそれぞれに対応する制御値（位相変化量）が２次元的に分布するパターン（２次元情報）であってもよいし、変調領域内（光変調面）の変調をある関数で表したときの係数情報のようなものであってもよい。なお、空間光変調器２４の具体的な構成については既に公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。   The spatial light modulator 24 has a light modulation surface composed of a plurality of pixels (fine modulation elements) arranged two-dimensionally, and is a phase modulation type that modulates the phase of light incident on the light modulation surface for each pixel. Is a spatial light modulator of. The spatial light modulator 24 is arranged at a position optically conjugate with the lens pupil (exit pupil) 26a of the processing lens 26 (see FIGS. 6 and 7). The spatial light modulator 24 modulates the phase of the light incident on the light modulation surface for each pixel based on a predetermined modulation pattern set by the spatial light modulator control unit 58, which will be described later, and predetermined the modulated light. Emit in the direction of. As the spatial light modulator 24, for example, a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon) spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) is used. The operation of the spatial light modulator 24 and the modulation pattern presented by the spatial light modulator 24 are controlled by the control device 50 (spatial light modulator control unit 58). The modulation pattern may be a pattern (two-dimensional information) in which control values (phase change amounts) corresponding to each of a plurality of pixels forming the light modulation surface of the spatial light modulator 24 are two-dimensionally distributed. It may be like coefficient information when the modulation in the modulation area (light modulation surface) is expressed by a certain function. Since the specific configuration of the spatial light modulator 24 is already known, detailed description thereof is omitted here.

加工レンズ２６は、レーザ光ＬをウェーハＷの内部に集光させる対物レンズ（集光光学系）である。この加工レンズ２６の開口数（ＮＡ）は、例えば０．６５である。   The processing lens 26 is an objective lens (focusing optical system) that focuses the laser light L inside the wafer W. The numerical aperture (NA) of the processed lens 26 is, for example, 0.65.

リレー光学系３０は、空間光変調器２４と加工レンズ２６との間のレーザ光Ｌの光路に設けられている。リレー光学系３０は、少なくとも２つのレンズ３０ａ、３０ｂ（以下、「第１レンズ３０ａ」、「第２レンズ３０ｂ」という。）を有している。リレー光学系３０は、アフォーカル光学系（両側テレセントリックな光学系）を構成しており、空間光変調器２４で変調されたレーザ光Ｌを加工レンズ２６に投影する。このリレー光学系３０は、両側テレセントリックな縮小光学系であり、その投影倍率（以下、単に「倍率」ともいう。）は１より小さく（例えば０．６６）となっている。   The relay optical system 30 is provided in the optical path of the laser light L between the spatial light modulator 24 and the processing lens 26. The relay optical system 30 has at least two lenses 30a and 30b (hereinafter, referred to as "first lens 30a" and "second lens 30b"). The relay optical system 30 constitutes an afocal optical system (both-side telecentric optical system), and projects the laser light L modulated by the spatial light modulator 24 onto the processing lens 26. The relay optical system 30 is a bilateral telecentric reduction optical system, and its projection magnification (hereinafter, also simply referred to as “magnification”) is smaller than 1 (eg, 0.66).

ビームエキスパンダ３２は、レーザ光源２２から出射されたレーザ光Ｌを空間光変調器２４のために適切なビーム径に拡大する。λ／２波長板３４は、空間光変調器２４へのレーザ光入射偏光面を調整する。   The beam expander 32 expands the laser light L emitted from the laser light source 22 into a beam diameter suitable for the spatial light modulator 24. The λ / 2 wave plate 34 adjusts the polarization plane of the laser light incident on the spatial light modulator 24.

また、図示を省略したが、加工装置本体２０には、ウェーハＷとのアライメントを行うためのアライメント光学系、及びウェーハＷと加工レンズ２６との間の距離（ワーキングディスタンス）を一定に保つためのオートフォーカスユニット等が備えられている。   Although not shown, the processing apparatus main body 20 has an alignment optical system for performing alignment with the wafer W, and a distance (working distance) between the wafer W and the processing lens 26 for maintaining a constant distance. It is equipped with an autofocus unit and the like.

制御装置５０は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものである。   The control device 50 is realized by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer.

制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び入出力インターフェース等を備えている。制御装置５０では、ＲＯＭに記憶されている制御プログラム等の各種プログラムがＲＡＭに展開され、ＲＡＭに展開されたプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、図２に示した制御装置５０内の各部の機能が実現され、入出力インターフェースを介して各種の演算処理や制御処理が実行される。   The control device 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface, and the like. In the control device 50, various programs such as a control program stored in the ROM are expanded in the RAM, and the programs expanded in the RAM are executed by the CPU, so that each unit of the control device 50 shown in FIG. Functions are realized, and various arithmetic processing and control processing are executed via the input / output interface.

図２は、制御装置５０の構成を示したブロック図である。図２に示すように、制御装置５０は、主制御部５２、移動制御部５４、レーザ制御部５６、空間光変調器制御部５８、及びメモリ部６０として機能する。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device 50. As shown in FIG. 2, the control device 50 functions as a main control unit 52, a movement control unit 54, a laser control unit 56, a spatial light modulator control unit 58, and a memory unit 60.

主制御部５２は、制御装置５０を構成する各部（移動制御部５４、レーザ制御部５６、空間光変調器制御部５８、及びメモリ部６０を含む）を統括的に制御する。   The main control unit 52 centrally controls each unit (including the movement control unit 54, the laser control unit 56, the spatial light modulator control unit 58, and the memory unit 60) included in the control device 50.

移動制御部５４は、ステージ１２と加工装置本体２０との相対移動を制御するものである。移動制御部５４は、ステージ１２のＸ方向及びθ方向の移動を制御する制御信号をステージ駆動機構２８に出力すると共に、加工装置本体２０のＹ方向及びＺ方向の移動を制御する制御信号を本体駆動機構２９に出力する。   The movement control unit 54 controls the relative movement between the stage 12 and the processing apparatus main body 20. The movement control unit 54 outputs a control signal for controlling the movement of the stage 12 in the X direction and the θ direction to the stage drive mechanism 28, and also outputs a control signal for controlling the movement of the processing device body 20 in the Y direction and the Z direction. Output to the drive mechanism 29.

レーザ制御部５６は、レーザ光Ｌの出射を制御するものである。レーザ制御部５６は、レーザ光Ｌの波長、パルス幅、強度、出射タイミング、及び繰り返し周波数などを制御する制御信号をレーザ光源２２に出力する。   The laser control unit 56 controls the emission of the laser light L. The laser control unit 56 outputs a control signal for controlling the wavelength, pulse width, intensity, emission timing, repetition frequency, etc. of the laser light L to the laser light source 22.

空間光変調器制御部５８は、空間光変調器２４の動作を制御する制御信号を空間光変調器２４に出力する。すなわち、空間光変調器制御部５８は、所定の変調パターンを空間光変調器２４に呈示させる制御を行う。具体的には、空間光変調器制御部５８は、ウェーハＷの内部におけるレーザ光Ｌの集光点を合わせる位置で発生するレーザ光Ｌの収差が所定の収差以下となるように、レーザ光Ｌを変調するための変調パターンを空間光変調器２４に設定する。   The spatial light modulator control unit 58 outputs a control signal for controlling the operation of the spatial light modulator 24 to the spatial light modulator 24. That is, the spatial light modulator control unit 58 controls the spatial light modulator 24 to present a predetermined modulation pattern. Specifically, the spatial light modulator control unit 58 controls the laser light L so that the aberration of the laser light L generated at the position where the focal point of the laser light L is aligned inside the wafer W is equal to or less than a predetermined aberration. The modulation pattern for modulating the is set in the spatial light modulator 24.

メモリ部６０は、制御装置５０に備えられた外部メモリ（例えばハードディスクやフレキシブルディスク等）又は内部メモリ（例えば半導体メモリからなるＲＡＭやＲＯＭ等）により構成される。メモリ部６０は、上述した制御プログラム等の各種プログラムの他に、収差補正情報Ｓを記憶する。収差補正情報Ｓは、空間光変調器制御部５８が空間光変調器２４に呈示させる変調パターンを決定するための元となる情報である。収差補正情報Ｓは、後述する第１収差補正情報Ｓ１、第２収差補正情報Ｓ２、及び第３収差補正情報Ｓ３を含む。   The memory unit 60 is configured by an external memory (for example, a hard disk or a flexible disk) provided in the control device 50 or an internal memory (for example, a RAM or a ROM including a semiconductor memory). The memory unit 60 stores the aberration correction information S in addition to various programs such as the control program described above. The aberration correction information S is information that is the basis for the spatial light modulator control unit 58 to determine the modulation pattern to be presented to the spatial light modulator 24. The aberration correction information S includes first aberration correction information S1, second aberration correction information S2, and third aberration correction information S3, which will be described later.

図３及び図４は、ウェーハ内部の集光点近傍に形成されるレーザ加工領域を説明する概念図である。図３は、ウェーハＷの内部に入射されたレーザ光Ｌが集光点にレーザ加工領域Ｐを形成した状態を示している。図４は、パルス状のレーザ光Ｌの下でウェーハＷが水平方向に移動され、不連続なレーザ加工領域Ｐ、Ｐ、・・・が並んで形成された状態を表している。この状態でウェーハＷはレーザ加工領域Ｐを起点として自然に割断するか、或いは僅かな外力を加えることによってレーザ加工領域Ｐを起点として割断される。この場合、ウェーハＷは表面や裏面にはチッピングが発生せずに容易にチップに分割される。   3 and 4 are conceptual diagrams for explaining a laser processing region formed in the vicinity of the converging point inside the wafer. FIG. 3 shows a state in which the laser light L incident on the inside of the wafer W forms a laser processing region P at the converging point. FIG. 4 shows a state in which the wafer W is moved in the horizontal direction under the pulsed laser light L and discontinuous laser processing regions P, P, ... Are formed side by side. In this state, the wafer W is cut naturally from the laser processing region P as a starting point, or is cut from the laser processing region P as a starting point by applying a slight external force. In this case, the wafer W is easily divided into chips without chipping on the front surface or the back surface.

図５は、ウェーハ内部にレーザ加工領域を多層状に形成した状態を説明する概念図である。ウェーハＷの厚さが厚い場合で、レーザ加工領域Ｐの層が１層では割断できないときには、図５に示すように、レーザ光Ｌの集光点をウェーハＷの厚さ方向に変化させて、レーザ光ＬをウェーハＷに対して複数回走査することにより、レーザ加工領域Ｐを多層状に形成することができる。このようにして多層状に形成されたレーザ加工領域Ｐをきっかけとして、ウェーハＷは、自然に割断するか、或いは僅かな外力を加えることにより割断される。   FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a state in which laser processing regions are formed in multiple layers inside the wafer. When the thickness of the wafer W is large and the layer in the laser processing region P cannot be cleaved by one layer, the converging point of the laser light L is changed in the thickness direction of the wafer W as shown in FIG. By scanning the wafer W with the laser light L a plurality of times, the laser processing region P can be formed in a multi-layered shape. With the laser processing region P thus formed in a multi-layered manner as a trigger, the wafer W is naturally cleaved or is cleaved by applying a slight external force.

なお、図３から図５ではパルス状のレーザ光Ｌで不連続なレーザ加工領域Ｐ、Ｐ、…を形成した状態を示したが、レーザ光Ｌの連続波の下で連続的なレーザ加工領域Ｐを形成してもよい。   Although FIG. 3 to FIG. 5 show the state in which the discontinuous laser processing regions P, P, ... Are formed by the pulsed laser light L, the continuous laser processing region under the continuous wave of the laser light L is shown. P may be formed.

（レーザ加工装置の動作）
次に、本実施形態のレーザ加工装置１０の動作(レーザ加工方法)について説明する。 (Operation of laser processing equipment)
Next, the operation (laser processing method) of the laser processing apparatus 10 of this embodiment will be described.

まず、加工対象となるウェーハＷのデバイス面とは反対側の裏面を上側に向けた状態で（すなわち、ウェーハＷのデバイス面をステージ１２側に向けた状態で）ウェーハＷがステージ１２に載置された後、図示しないアライメント光学系を用いてウェーハＷのアライメントが行われる。その後、加工レンズ２６により集光されるレーザ光Ｌの集光点がウェーハＷのレーザ光入射面から所定の深さ位置（加工深さ）となるように、ウェーハＷに対する加工装置本体２０の高さ位置（Ｚ方向位置）の調整が行われる。これにより、加工レンズ２６とウェーハＷとの間の距離（ワーキングディスタンス）が、加工深さに対応した適切な距離に設定される。   First, the wafer W is placed on the stage 12 with the back surface opposite to the device surface of the wafer W to be processed facing upward (that is, with the device surface of the wafer W facing the stage 12 side). After that, the alignment of the wafer W is performed using an alignment optical system (not shown). After that, the height of the processing apparatus body 20 relative to the wafer W is adjusted so that the focus point of the laser light L focused by the processing lens 26 is located at a predetermined depth position (processing depth) from the laser light incident surface of the wafer W. The position (position in the Z direction) is adjusted. As a result, the distance (working distance) between the processing lens 26 and the wafer W is set to an appropriate distance corresponding to the processing depth.

次に、ウェーハＷに対してレーザ光Ｌを照射しつつ切断予定ラインに沿って相対移動させる。なお、レーザ光Ｌの相対移動は、ウェーハＷを吸着保持したステージ１２をＸ方向に加工送りすることにより行われる。   Next, while irradiating the laser beam L on the wafer W, the wafer W is relatively moved along the planned cutting line. The relative movement of the laser light L is performed by processing and feeding the stage 12 that holds the wafer W by suction in the X direction.

このとき、レーザ光源２２から出射されたレーザ光Ｌは、ミラー３６によって反射され、ビームエキスパンダ３２に入射する。ビームエキスパンダ３２に入射したレーザ光Ｌは、ビームエキスパンダ３２によってビーム径が拡大されてビームエキスパンダ３２から出射される。ビームエキスパンダ３２から出射されたレーザ光Ｌは、ミラー３８によって反射され、λ／２波長板３４に入射する。λ／２波長板３４に入射したレーザ光Ｌは、λ／２波長板３４によって偏光方向が変更されてλ／２波長板３４から出射される。λ／２波長板３４から出射されたレーザ光Ｌは空間光変調器２４に入射する。   At this time, the laser light L emitted from the laser light source 22 is reflected by the mirror 36 and enters the beam expander 32. The laser beam L incident on the beam expander 32 has its beam diameter expanded by the beam expander 32 and is emitted from the beam expander 32. The laser light L emitted from the beam expander 32 is reflected by the mirror 38 and enters the λ / 2 wavelength plate 34. The laser light L that has entered the λ / 2 wavelength plate 34 has its polarization direction changed by the λ / 2 wavelength plate 34 and is emitted from the λ / 2 wavelength plate 34. The laser light L emitted from the λ / 2 wavelength plate 34 enters the spatial light modulator 24.

空間光変調器２４に入射したレーザ光Ｌは、空間光変調器２４に呈示された所定の変調パターンに従って変調されて空間光変調器２４から出射される。その際、空間光変調器制御部５８は、ウェーハＷの内部におけるレーザ光Ｌの集光点を合わせる位置で発生するレーザ光Ｌの収差が所定の収差以下となるように、レーザ光Ｌを変調するための変調パターンを空間光変調器２４に設定する。空間光変調器２４は、空間光変調器制御部５８によって設定された変調パターンを呈示する。これにより、ウェーハＷの内部におけるレーザ光Ｌの集光点を合わせる位置で発生するレーザ光Ｌの収差が所定の収差以下となる。   The laser light L that has entered the spatial light modulator 24 is modulated according to a predetermined modulation pattern presented to the spatial light modulator 24, and is emitted from the spatial light modulator 24. At that time, the spatial light modulator control unit 58 modulates the laser light L so that the aberration of the laser light L generated at the position where the focal point of the laser light L is aligned inside the wafer W is equal to or less than a predetermined aberration. The spatial light modulator 24 is set with a modulation pattern for doing so. The spatial light modulator 24 presents the modulation pattern set by the spatial light modulator control unit 58. As a result, the aberration of the laser light L generated at the position where the focal point of the laser light L is aligned inside the wafer W becomes equal to or less than the predetermined aberration.

空間光変調器２４から出射されたレーザ光Ｌは、ミラー４０、４２によって順次反射された後、第１レンズ３０ａを通過し、更にミラー４４、４６によって順次反射され、第２レンズ３０ｂを通過し、加工レンズ２６に入射する。これにより、空間光変調器２４から出射されたレーザ光Ｌは、第１レンズ３０ａ及び第２レンズ３０ｂを有するリレー光学系３０によって加工レンズ２６に投影される。そして、加工レンズ２６に入射したレーザ光Ｌは、ステージ１２上に載置されたウェーハＷの内部に加工レンズ２６によって集光される。これにより、ウェーハＷの内部には、レーザ光Ｌの集光点位置の近傍にレーザ加工領域が形成される。したがって、切断予定ラインに沿った１回のスキャンが行われると、ウェーハＷの内部に１層のレーザ加工領域を形成することができる。   The laser light L emitted from the spatial light modulator 24 is sequentially reflected by the mirrors 40 and 42, passes through the first lens 30a, is further sequentially reflected by the mirrors 44 and 46, and passes through the second lens 30b. , Enters the processing lens 26. Thereby, the laser light L emitted from the spatial light modulator 24 is projected on the processing lens 26 by the relay optical system 30 having the first lens 30a and the second lens 30b. Then, the laser light L that has entered the processing lens 26 is condensed by the processing lens 26 inside the wafer W placed on the stage 12. As a result, a laser processing region is formed inside the wafer W near the position where the laser light L is focused. Therefore, when one scan is performed along the planned cutting line, a laser processing region of one layer can be formed inside the wafer W.

このように、切断予定ラインに沿った１回のスキャンで、ウェーハＷの内部に１層のレーザ加工領域が形成されると、加工装置本体２０がＹ方向に１ピッチ割り出し送りされ、次の切断予定ラインも同様にして、レーザ加工領域が形成される。   In this way, when one layer of the laser processing region is formed inside the wafer W by one scan along the planned cutting line, the processing device body 20 is indexed and fed by one pitch in the Y direction, and the next cutting is performed. Similarly, a laser processing area is formed on the planned line.

全てのＸ方向と平行な切断予定ラインに沿ってレーザ加工領域が形成されると、ステージ１２が９０°回転され、先程のラインと直交するラインも同様にして全てレーザ加工領域が形成される。これにより、全ての切断予定ラインに沿ってレーザ加工領域が形成される。   When the laser processing area is formed along all the planned cutting lines parallel to the X direction, the stage 12 is rotated by 90 °, and the laser processing area is also formed on all the lines orthogonal to the previous line. Thereby, the laser processing area is formed along all the planned cutting lines.

以上のようにして切断予定ラインに沿ってレーザ加工領域が形成された後、図示しない研削装置を用いて、ウェーハＷの裏面を研削してウェーハＷを薄化する裏面研削工程が行われる。   After the laser processing region is formed along the planned cutting line as described above, the backside grinding step of grinding the backside of the wafer W to thin the wafer W by using a grinding machine (not shown) is performed.

裏面研削工程の後、ウェーハＷの裏面にエキスパンドテープ（ダイシングテープ）が貼付され、ウェーハＷの表面に貼付されているＢＧテープが剥離された後、ウェーハＷの裏面に貼付されたエキスパンドテープに張力を加えて引き伸ばすエキスパンド工程が行われる。これにより、ウェーハＷの内部に形成されたレーザ改質領域を起点として、ウェーハＷが切断予定ラインに沿って切断され、複数のチップに分割される。   After the back surface grinding step, an expanding tape (dicing tape) is attached to the back surface of the wafer W, the BG tape attached to the front surface of the wafer W is peeled off, and a tension is applied to the expanding tape attached to the back surface of the wafer W. Then, an expanding step of adding and expanding the mixture is performed. As a result, the wafer W is cut along the planned cutting line starting from the laser-modified region formed inside the wafer W and divided into a plurality of chips.

（レーザ加工装置の光学系配置構成）
次に、レーザ加工装置１０における光学系配置構成について詳しく説明する。図６は、レーザ加工装置１０における光学系配置構成の一例を示した構成図である。なお、図６においては、空間光変調器２４、加工レンズ２６、及びリレー光学系３０の光学的な配置関係を分かりやすくするために、説明とは関係ない部分については図示を省略している。また、図６において、ｆ１は第１レンズ３０ａの焦点距離、ｆ２は第２レンズ３０ｂの焦点距離、ｆｏｂｊは加工レンズ２６の焦点距離である。後述する図７も同様である。 (Laser processing device optical system configuration)
Next, the arrangement of the optical system in the laser processing device 10 will be described in detail. FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of an optical system arrangement configuration in the laser processing apparatus 10. In FIG. 6, in order to facilitate understanding of the optical arrangement relationship between the spatial light modulator 24, the processing lens 26, and the relay optical system 30, parts not related to the description are omitted. Further, in FIG. 6, f1 is the focal length of the first lens 30a, f2 is the focal length of the second lens 30b, and foobj is the focal length of the processing lens 26. The same applies to FIG. 7 described later.

図６に示すように、本実施形態では、空間光変調器２４と加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａとが光学的に共役関係にある。   As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the spatial light modulator 24 and the lens pupil 26a of the processing lens 26 are in an optically conjugate relationship.

具体的には、空間光変調器２４と加工レンズ２６との間にはリレー光学系３０が配置される。リレー光学系３０は、両側テレセントリックな縮小光学系を構成する第１レンズ３０ａ及び第２レンズ３０ｂを有している。すなわち、第１レンズ３０ａと第２レンズ３０ｂとの距離は第１レンズ３０ａの焦点距離ｆ１と第２レンズ３０ｂの焦点距離ｆ２との和（ｆ１＋ｆ２）である。また、空間光変調器２４と第１レンズ３０ａとの距離は第１レンズ３０ａの焦点距離ｆ１であり、加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａと第２レンズ３０ｂとの距離は第２レンズ３０ｂの焦点距離ｆ２である。   Specifically, the relay optical system 30 is arranged between the spatial light modulator 24 and the processing lens 26. The relay optical system 30 has a first lens 30a and a second lens 30b that form a double-side telecentric reduction optical system. That is, the distance between the first lens 30a and the second lens 30b is the sum (f1 + f2) of the focal length f1 of the first lens 30a and the focal length f2 of the second lens 30b. The distance between the spatial light modulator 24 and the first lens 30a is the focal length f1 of the first lens 30a, and the distance between the lens pupil 26a of the processing lens 26 and the second lens 30b is the focal length of the second lens 30b. It is f2.

図６に示した光学系配置構成によれば、空間光変調器２４と加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａとが光学的に共役関係となるように各構成要素（光学系）が配置されているため、空間光変調器２４で形成した波面形状が加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａに投影されることになり、加工レンズ２６の焦点面（加工点）で所望の光分布を得ることができる。これにより、収差の影響を抑えて、切断の起点となるレーザ加工領域を高精度かつ効率よく形成することができる。   According to the arrangement configuration of the optical system shown in FIG. 6, each component (optical system) is arranged so that the spatial light modulator 24 and the lens pupil 26a of the processing lens 26 have an optically conjugate relationship. The wavefront shape formed by the spatial light modulator 24 is projected onto the lens pupil 26a of the processing lens 26, and a desired light distribution can be obtained at the focal plane (processing point) of the processing lens 26. As a result, the influence of aberration can be suppressed, and the laser processing region serving as the starting point of cutting can be formed with high accuracy and efficiency.

また、図６に示した光学系配置構成によれば、空間光変調器２４と加工レンズ２６の主点とが光学的に共役関係となるように配置する場合に比べて、各光学系を組み立てる際のアライメント（位置合わせ）をしやすく、且つウェーハＷの内部におけるレーザ光Ｌの集光点を合わせる位置で発生するレーザ光Ｌの収差を抑えるための空間光変調器２４の制御が容易になる。   Further, according to the optical system arrangement configuration shown in FIG. 6, each optical system is assembled as compared with the case where the spatial light modulator 24 and the principal point of the processing lens 26 are arranged so as to have an optically conjugate relationship. In this case, it is easy to perform alignment (positioning), and it is easy to control the spatial light modulator 24 for suppressing the aberration of the laser light L generated at the position where the focus point of the laser light L is aligned inside the wafer W. ..

なお、本実施形態において、より厳密には、空間光変調器２４の光変調面（反射面）と加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａとが光学的に共役関係にあるのが望ましいが、空間光変調器２４で形成した波面形状を加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａに投影する際に、その波面形状の変化の影響が小さければ、空間光変調器２４の光変調面からずれた位置（例えば、空間光変調器２４の表面又は表面近傍など）と加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａとが光学的に共役関係になるようにしてもよい。この場合、光学系の調整が容易となる。   In the present embodiment, more strictly, it is desirable that the light modulation surface (reflection surface) of the spatial light modulator 24 and the lens pupil 26a of the processing lens 26 be in an optically conjugate relationship. When the wavefront shape formed by the optical device 24 is projected onto the lens pupil 26a of the processing lens 26, if the influence of the change in the wavefront shape is small, a position (for example, spatial light The surface of the modulator 24 or the vicinity of the surface) and the lens pupil 26a of the processing lens 26 may be in an optically conjugate relationship. In this case, adjustment of the optical system becomes easy.

また、本実施形態では、好ましい態様の一例として、加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａと第２レンズ３０ｂとの距離が第２レンズ３０ｂの焦点距離ｆ２となる構成を示したが、空間光変調器２４と加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａとが光学的に共役関係にあれば、図６に示した光学系配置構成に限定されない。   In addition, in the present embodiment, as a preferable example, the distance between the lens pupil 26a of the processing lens 26 and the second lens 30b is the focal length f2 of the second lens 30b. If the lens pupil 26a of the processing lens 26 and the lens pupil 26a of the processing lens 26 are in an optically conjugate relationship, the arrangement of the optical system is not limited to that shown in FIG.

図７は、レーザ加工装置１０における光学系配置構成の他の例を示した構成図である。図７に示すように、光学系配置構成の他の例では、加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａと第２レンズ３０ｂとの距離が第２レンズ３０ｂの焦点距離ｆ２よりも長くなっている。この場合、空間光変調器２４と第１レンズ３０ａとの距離は第１レンズ３０ａの焦点距離ｆ１よりも短くなる。   FIG. 7 is a configuration diagram showing another example of the optical system arrangement configuration in the laser processing apparatus 10. As shown in FIG. 7, in another example of the optical system arrangement configuration, the distance between the lens pupil 26a of the processing lens 26 and the second lens 30b is longer than the focal length f2 of the second lens 30b. In this case, the distance between the spatial light modulator 24 and the first lens 30a is shorter than the focal length f1 of the first lens 30a.

具体的には、図７に示すように、加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａと第２レンズ３０ｂとの距離をｇ２とし、その距離ｇ２と第２レンズ３０ｂの焦点距離ｆ２との差分の絶対値（｜ｇ２−ｆ２｜）をΔｘ２とし、空間光変調器２４と第１レンズ３０ａとの距離をｇ１とし、その距離ｇ１と第１レンズ３０ａの焦点距離ｆ１との差分の絶対値（｜ｇ１−ｆ１｜）をΔｘ１とした場合、以下の式を満たしている。 Specifically, as shown in FIG. 7, the distance between the lens pupil 26a of the processing lens 26 and the second lens 30b is g2, and the absolute value of the difference between the distance g2 and the focal length f2 of the second lens 30b ( | g2-f2 |) was used as a [Delta] x 2, the distance between the spatial light modulator 24 and the first lens 30a and g1, the absolute value of the difference between the distance g1 between the focal length f1 of the first lens 30a (| G1- When f1 |) is Δx 1 , the following formula is satisfied.

Δｘ２＝（ｆ２／ｆ１）２×Δｘ１ ・・・（１）
また、リレー光学系３０（両側テレセントリックな縮小光学系）の倍率（ｆ２／ｆ１）をｍとした場合、式（１）を以下の式（２）のように表現することができる。 Δx 2 = (f2 / f1) 2 × Δx 1 (1)
When the magnification (f2 / f1) of the relay optical system 30 (both-side telecentric reduction optical system) is m, the equation (1) can be expressed as the following equation (2).

Δｘ２＝ｍ２×Δｘ１ ・・・（２）
図７に示した光学系配置構成によれば、空間光変調器２４と加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａとが光学的に共役関係となるように各構成要素（光学系）が配置されているので、図６に示した光学系配置構成と同様の効果を得ることができる。 Δx 2 = m 2 × Δx 1 (2)
According to the arrangement configuration of the optical system shown in FIG. 7, each component (optical system) is arranged so that the spatial light modulator 24 and the lens pupil 26a of the processing lens 26 have an optically conjugate relationship. The same effect as that of the optical system arrangement configuration shown in FIG. 6 can be obtained.

また、図７に示した光学系配置構成によれば、第２レンズ３０ｂと加工レンズ２６との距離が機械的な制約等により短くできない場合でも、第２レンズ３０ｂとして焦点距離の小さいレンズを用いることができ、装置の小型化に寄与する。すなわち、この光学系配置構成では、レーザ加工装置１０における光学系をコンパクトにするための手段として第２レンズ３０ｂと加工レンズ２６との距離よりもあえて短い焦点距離のレンズ（第２レンズ３０ｂ）を用いてリレー光学系３０の全長を短くしており、それによって光学系のコンパクト化が可能となっている。   Further, according to the optical system arrangement configuration shown in FIG. 7, even when the distance between the second lens 30b and the processing lens 26 cannot be shortened due to mechanical restrictions or the like, a lens having a small focal length is used as the second lens 30b. This contributes to downsizing of the device. That is, in this optical system arrangement, a lens (second lens 30b) having a focal length shorter than the distance between the second lens 30b and the processing lens 26 is used as a means for making the optical system in the laser processing apparatus 10 compact. By using this, the total length of the relay optical system 30 is shortened, which makes it possible to make the optical system compact.

（レーザ加工装置の収差調整方法）
次に、本実施形態のレーザ加工装置１０における収差調整方法について説明する。 (Aberration adjustment method of laser processing device)
Next, an aberration adjusting method in the laser processing apparatus 10 of this embodiment will be described.

レーザ加工装置１０の個体差により、レーザ加工装置１０に発生する収差の影響は個々の装置により異なる。そのため、レーザ加工装置１０の製造段階において、レーザ加工装置１０で発生する収差の調整作業を行う必要がある。   Due to the individual difference of the laser processing device 10, the influence of the aberration generated in the laser processing device 10 differs depending on the individual device. Therefore, in the manufacturing stage of the laser processing apparatus 10, it is necessary to adjust the aberration generated in the laser processing apparatus 10.

ここで、例えば、加工装置本体と加工レンズとを含むレーザ加工装置全体で発生する収差（波面）の測定が一括して行われ、その収差が打ち消されるように収差の調整が行われている場合には、加工レンズが別のものに交換されるとレーザ加工装置全体としてどのような収差になるか予想ができず、レーザ加工装置で発生する収差を補償できなくなる。この場合、レーザ加工装置で発生する収差を抑えることはできなくなり、レーザ加工領域を高精度かつ効率よく形成することができない問題を招く要因となる。   Here, for example, when the aberration (wavefront) generated in the entire laser processing apparatus including the processing apparatus main body and the processing lens is collectively measured, and the aberration is adjusted so as to cancel the aberration. However, if the processing lens is replaced with another lens, it is impossible to predict what kind of aberration will occur in the laser processing apparatus as a whole, and it will be impossible to compensate for the aberration occurring in the laser processing apparatus. In this case, the aberration generated in the laser processing apparatus cannot be suppressed, which causes a problem that the laser processing region cannot be formed with high accuracy and efficiency.

本実施形態では、このような問題を解決するために、レーザ加工装置１０の製造段階において、以下のようにして収差の調整作業が行われる。   In the present embodiment, in order to solve such a problem, in the manufacturing stage of the laser processing apparatus 10, the aberration adjustment work is performed as follows.

図８は、本実施形態のレーザ加工装置１０の収差調整方法を示したフローチャートである。図９から図１１は、本実施形態のレーザ加工装置１０の収差調整方法を説明するための図である。以下、図８に示したフローチャートに従って、本実施形態のレーザ加工装置１０の収差調整方法について説明する。なお、本実施形態のレーザ加工装置１０では、倍率が異なる複数の加工レンズ２６を交換して使用することが可能となっている。   FIG. 8 is a flowchart showing the aberration adjusting method of the laser processing apparatus 10 of this embodiment. 9 to 11 are diagrams for explaining the aberration adjusting method of the laser processing apparatus 10 according to the present embodiment. Hereinafter, the aberration adjusting method of the laser processing apparatus 10 of the present embodiment will be described according to the flowchart shown in FIG. In the laser processing apparatus 10 of this embodiment, it is possible to exchange and use a plurality of processing lenses 26 having different magnifications.

〔第１収差補正情報取得工程〕
まず、加工装置本体２０が有する収差を補正するための第１収差補正情報Ｓ１を取得して記憶する（ステップＳ１０からステップＳ１６）。 [First aberration correction information acquisition step]
First, the first aberration correction information S1 for correcting the aberration of the processing apparatus body 20 is acquired and stored (steps S10 to S16).

具体的には、図９に示すように、加工レンズ２６を取り除いたレーザ加工装置１０において、加工レンズ２６のレンズ瞳近傍（厳密である必要はない）に相当する位置に波面センサ７０を配置する。そして、加工装置本体２０から出力されるレーザ光Ｌの波面を波面センサ７０によって測定する（ステップＳ１０）。波面センサ７０で測定された波面は空間光変調器制御部５８に出力される。   Specifically, as shown in FIG. 9, in the laser processing apparatus 10 from which the processing lens 26 has been removed, the wavefront sensor 70 is arranged at a position corresponding to the vicinity of the lens pupil of the processing lens 26 (not necessary to be exact). .. Then, the wavefront of the laser beam L output from the processing apparatus body 20 is measured by the wavefront sensor 70 (step S10). The wavefront measured by the wavefront sensor 70 is output to the spatial light modulator control unit 58.

空間光変調器制御部５８は、波面センサ７０で測定された波面に基づいて空間光変調器２４の変調パターンを調整する（ステップＳ１２）。具体的には、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７０で測定された波面が平面波に近づくように、空間光変調器２４に設定する変調パターンを変更する。   The spatial light modulator control unit 58 adjusts the modulation pattern of the spatial light modulator 24 based on the wavefront measured by the wavefront sensor 70 (step S12). Specifically, the spatial light modulator control unit 58 changes the modulation pattern set in the spatial light modulator 24 so that the wavefront measured by the wavefront sensor 70 approaches a plane wave.

次に、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７０で測定された波面が収差のない平面波であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。波面センサ７０で測定された波面が平面波でないと判定された場合にはステップＳ１０に戻る。そして、波面センサ７０で測定された波面が平面波であると判定されるまでステップＳ１０からステップＳ１４までの処理を繰り返す。   Next, the spatial light modulator control unit 58 determines whether the wavefront measured by the wavefront sensor 70 is a plane wave without aberration (step S14). When it is determined that the wavefront measured by the wavefront sensor 70 is not a plane wave, the process returns to step S10. Then, the processing from step S10 to step S14 is repeated until it is determined that the wavefront measured by the wavefront sensor 70 is a plane wave.

一方、波面センサ７０で測定された波面が平面波であると判定された場合には、空間光変調器制御部５８は、平面波であると判定されたときに空間光変調器２４に設定されている変調パターンを、第１収差補正情報Ｓ１としてメモリ部６０に記憶する（ステップＳ１６）。   On the other hand, when the wavefront measured by the wavefront sensor 70 is determined to be a plane wave, the spatial light modulator control unit 58 is set in the spatial light modulator 24 when it is determined to be a plane wave. The modulation pattern is stored in the memory unit 60 as the first aberration correction information S1 (step S16).

〔第２収差補正情報取得工程〕
次に、加工レンズ２６が有する収差を補正するための第２収差補正情報Ｓ２を取得して記憶する（ステップＳ１８からステップＳ２８）。 [Second aberration correction information acquisition step]
Next, the second aberration correction information S2 for correcting the aberration of the processed lens 26 is acquired and stored (steps S18 to S28).

具体的には、図１０に示すように、レーザ加工装置１０に加工レンズ２６を取り付けると共に、加工レンズ２６に対向する位置に平面ミラー７２を配置する。平面ミラー７２を配置する位置は、加工レンズ２６が有する収差を補正するための基準（収差補正基準）となる位置であり、好ましくは、加工レンズ２６の焦点位置に平面ミラー７２を配置する。   Specifically, as shown in FIG. 10, the processing lens 26 is attached to the laser processing apparatus 10, and the plane mirror 72 is arranged at a position facing the processing lens 26. The position at which the plane mirror 72 is arranged is a position serving as a reference (aberration correction reference) for correcting the aberration of the processing lens 26, and preferably the plane mirror 72 is arranged at the focal position of the processing lens 26.

更に、ビームスプリッタ（例えばハーフミラー）７４と波面センサ７６とを図１０のように配置する。すなわち、ビームスプリッタ７４をレーザ光Ｌの光路上であって、加工レンズ２６の後側（レーザ光Ｌが入射する側）に配置する。そして、レーザ光源２２からのレーザ光Ｌを加工レンズ２６を介して平面ミラー７２に照射し、平面ミラー７２からの反射光を加工レンズ２６を介して波面センサ７６に入射し、波面センサ７６に入射した反射光の波面を波面センサ７６で測定する（ステップＳ１８）。波面センサ７６で測定された波面は空間光変調器制御部５８に出力される。   Further, a beam splitter (for example, a half mirror) 74 and a wavefront sensor 76 are arranged as shown in FIG. That is, the beam splitter 74 is arranged on the optical path of the laser light L and behind the processing lens 26 (on the side where the laser light L is incident). Then, the laser light L from the laser light source 22 is applied to the plane mirror 72 via the processing lens 26, and the reflected light from the plane mirror 72 enters the wavefront sensor 76 via the processing lens 26 and enters the wavefront sensor 76. The wavefront of the reflected light is measured by the wavefront sensor 76 (step S18). The wavefront measured by the wavefront sensor 76 is output to the spatial light modulator control unit 58.

なお、平面ミラー７２に向かうレーザ光Ｌの光束が加工レンズ２６を通る光路と、平面ミラー７２で反射したレーザ光Ｌの光束が加工レンズ２６を通る光路とが、加工レンズ２６の光軸を中心とした対称な位置を通るので、波面センサ７６は、非対称収差を測定することができないが、加工レンズ２６の対称収差を測定することができる。   The optical path of the light flux of the laser light L traveling toward the plane mirror 72 passing through the processing lens 26 and the optical path of the light flux of the laser light L reflected by the plane mirror 72 passing through the processing lens 26 are centered on the optical axis of the processing lens 26. Since the wavefront sensor 76 cannot measure the asymmetrical aberration, it can measure the symmetric aberration of the processing lens 26.

空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面に基づいて空間光変調器２４の変調パターンを調整する（ステップＳ２０）。具体的には、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面が平面波に近づくように、空間光変調器２４に設定する変調パターンを変更する。   The spatial light modulator control unit 58 adjusts the modulation pattern of the spatial light modulator 24 based on the wavefront measured by the wavefront sensor 76 (step S20). Specifically, the spatial light modulator control unit 58 changes the modulation pattern set in the spatial light modulator 24 so that the wavefront measured by the wavefront sensor 76 approaches a plane wave.

次に、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面が収差のない平面波であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。波面センサ７６で測定された波面が平面波でないと判定された場合にはステップＳ１８に戻る。そして、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面が平面波であると判定されるまでステップＳ１８からステップＳ２２までの処理を繰り返す。   Next, the spatial light modulator control unit 58 determines whether the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is a plane wave without aberration (step S22). When it is determined that the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is not a plane wave, the process returns to step S18. Then, the spatial light modulator control unit 58 repeats the processing from step S18 to step S22 until it is determined that the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is a plane wave.

一方、波面センサ７６で測定された波面が平面波であると判定された場合には、空間光変調器制御部５８は、平面波であると判定されたときに空間光変調器２４に設定されている変調パターンを、合計収差補正情報Ｔ１としてメモリ部６０に記憶する。   On the other hand, when the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is determined to be a plane wave, the spatial light modulator control unit 58 is set in the spatial light modulator 24 when it is determined to be a plane wave. The modulation pattern is stored in the memory unit 60 as the total aberration correction information T1.

ここで、加工装置本体２０が有する収差をＲ１とし、加工レンズ２６が有する収差をＲ２とし、波面センサ７６によって測定される波面に含まれる収差（合計収差）をＲＡとした場合、以下の式（３）が成り立つ。   Here, when the aberration of the processing device body 20 is R1, the aberration of the processing lens 26 is R2, and the aberration (total aberration) included in the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is RA, the following equation ( 3) holds.

ＲＡ＝Ｒ１＋２×Ｒ２ ・・・（３）
式（３）を変形すると、以下の式（４）が得られる。 RA = R1 + 2 × R2 (3)
By modifying the equation (3), the following equation (4) is obtained.

Ｒ２＝（ＲＡ−Ｒ１）／２ ・・・（４）
レーザ光源２２から出射されたレーザ光Ｌが加工装置本体２０の構成要素（空間光変調器２４及びリレー光学系３０を含む）を経て加工レンズ２６を介して平面ミラー７２に照射され、平面ミラー７２からの反射光が加工レンズ２６を介して波面センサ７６に導かれ、その波面が波面センサ７６で測定されるためである。すなわち、波面センサ７６によって測定される波面に含まれる収差ＲＡは、加工装置本体２０が有する収差Ｒ１と、加工レンズ２６が有する収差Ｒ２の２倍との合計（和）として表現できる。 R2 = (RA-R1) / 2 (4)
The laser light L emitted from the laser light source 22 passes through the components (including the spatial light modulator 24 and the relay optical system 30) of the processing apparatus main body 20 and is applied to the plane mirror 72 via the processing lens 26, and the plane mirror 72. This is because the reflected light from is guided to the wavefront sensor 76 via the processing lens 26, and the wavefront is measured by the wavefront sensor 76. That is, the aberration RA included in the wavefront measured by the wavefront sensor 76 can be expressed as the sum (sum) of the aberration R1 of the processing device body 20 and twice the aberration R2 of the processing lens 26.

以上から理解されるように、第２収差補正情報Ｓ２は、合計収差補正情報Ｔ１と第１収差補正情報Ｓ１との差分を差分収差補正情報とした場合、差分収差補正情報における各画素毎の制御値（位相変化量）をそれぞれ半分としたものに相当する。すなわち、第２収差補正情報Ｓ２は、次の式（５）により簡略的に示すことができる。   As will be understood from the above, when the difference between the total aberration correction information T1 and the first aberration correction information S1 is the difference aberration correction information, the second aberration correction information S2 is a control for each pixel in the difference aberration correction information. It is equivalent to half the value (phase change amount). That is, the second aberration correction information S2 can be simply shown by the following equation (5).

Ｓ２＝（Ｔ１−Ｓ１）／２ ・・・（５）
このようにして空間光変調器制御部５８は、メモリ部６０に記憶した第１収差補正情報Ｓ１及び合計収差補正情報Ｔ１に基づき、第２収差補正情報Ｓ２を求める。そして、空間光変調器制御部５８は、加工レンズ２６と関連付けて第２収差補正情報Ｓ２をメモリ部６０に記憶する（ステップＳ２４）。 S2 = (T1-S1) / 2 (5)
In this way, the spatial light modulator control unit 58 obtains the second aberration correction information S2 based on the first aberration correction information S1 and the total aberration correction information T1 stored in the memory unit 60. Then, the spatial light modulator control unit 58 stores the second aberration correction information S2 in the memory unit 60 in association with the processing lens 26 (step S24).

次に、全ての加工レンズ２６に対応する第２収差補正情報Ｓ２を取得したか否か判断が行われる（ステップＳ２６）。全ての加工レンズ２６に対応する第２収差補正情報Ｓ２を取得していない場合には、他の加工レンズ２６に交換して（ステップＳ２８）、全ての加工レンズ２６に対応する第２収差補正情報Ｓ２を取得したと判断されるまで、ステップＳ１８からステップＳ２８までの処理を繰り返す。これにより、レーザ加工装置１０で使用可能な加工レンズ２６毎に第２収差補正情報Ｓ２が取得され、メモリ部６０には各加工レンズ２６と関連付けて第２収差補正情報Ｓ２が記憶される。   Next, it is determined whether or not the second aberration correction information S2 corresponding to all the processed lenses 26 has been acquired (step S26). When the second aberration correction information S2 corresponding to all the processed lenses 26 is not acquired, the second aberration correction information corresponding to all the processed lenses 26 is replaced with another processed lens 26 (step S28). The processes from step S18 to step S28 are repeated until it is determined that S2 is acquired. As a result, the second aberration correction information S2 is acquired for each processing lens 26 that can be used in the laser processing apparatus 10, and the memory unit 60 stores the second aberration correction information S2 in association with each processing lens 26.

なお、第２収差補正情報Ｓ２は、加工レンズ２６単体の収差を補正するための情報であり、加工装置本体２０の収差を補正するための情報は含まない。そのため、必ずしも加工装置本体２０に加工レンズ２６を装着した状態でレーザ加工装置１０全体での収差を測定する必要はなく、例えば、所定の測定装置を用いて加工レンズ２６単体の収差を測定し、その測定結果に基づいて第２収差補正情報Ｓ２を取得するようにしてもよい。   The second aberration correction information S2 is information for correcting the aberration of the processing lens 26 alone, and does not include information for correcting the aberration of the processing device body 20. Therefore, it is not always necessary to measure the aberration of the entire laser processing apparatus 10 with the processing lens 26 attached to the processing apparatus main body 20, and for example, the aberration of the processing lens 26 alone is measured using a predetermined measuring device, The second aberration correction information S2 may be acquired based on the measurement result.

また、本実施形態の収差調整方法において測定できない非対称収差（例えばコマ収差など）については、加工レンズ２６単体での標準的な性能評価で判別すればよい。コマ収差の少ない加工レンズを選別するなどの手段をとることで実用上問題のない収差補正が可能となる。   Further, asymmetrical aberrations (eg, coma aberration) that cannot be measured by the aberration adjusting method of the present embodiment may be determined by standard performance evaluation of the processing lens 26 alone. By taking measures such as selecting a processed lens with a small coma aberration, it is possible to correct aberrations without any practical problems.

〔第３収差補正情報取得工程〕
次に、加工深さに応じた収差を補正するための第３収差補正情報Ｓ３を取得して記憶する（ステップＳ３０からステップＳ４０）。 [Third aberration correction information acquisition step]
Next, the third aberration correction information S3 for correcting the aberration corresponding to the processing depth is acquired and stored (steps S30 to S40).

具体的には、図１１に示すように、被加工物小片７８を用意し、加工レンズ２６と平面ミラー７２との間に被加工物小片７８を配置する。ここで、被加工物小片７８は、加工深さに応じた厚さを有する。具体的には、被加工物小片７８の厚さは、加工レンズ２６を介してレーザ光Ｌが被加工物（ウェーハＷ）に入射した後、レーザ光Ｌが集光点を形成する加工深さに達するまでに付加される収差に対応する厚さとなっている。換言すれば、被加工物小片７８は、被加工物のレーザ光入射面（収差補正基準位置）から加工深さの光路長に対応する厚さを有する。そして、上述したステップＳ１８と同様にして、レーザ光源２２からのレーザ光Ｌを加工レンズ２６を介して平面ミラー７２に照射し、平面ミラー７２からの反射光を加工レンズ２６を介して波面センサ７６に入射し、波面センサ７６に入射した反射光の波面を波面センサ７６で測定する（ステップＳ３０）。波面センサ７６で測定された波面は空間光変調器制御部５８に出力される。   Specifically, as shown in FIG. 11, a workpiece small piece 78 is prepared, and the workpiece small piece 78 is arranged between the processing lens 26 and the plane mirror 72. Here, the workpiece small piece 78 has a thickness according to the processing depth. Specifically, the thickness of the small piece 78 to be processed is the processing depth at which the laser light L forms a focal point after the laser light L is incident on the object to be processed (wafer W) via the processing lens 26. The thickness corresponds to the aberration that is added before reaching. In other words, the workpiece small piece 78 has a thickness corresponding to the optical path length of the processing depth from the laser light incident surface (aberration correction reference position) of the workpiece. Then, similarly to step S18 described above, the laser light L from the laser light source 22 is applied to the plane mirror 72 via the processing lens 26, and the reflected light from the plane mirror 72 is passed through the processing lens 26 and the wavefront sensor 76. And the wavefront of the reflected light that has entered the wavefront sensor 76 is measured by the wavefront sensor 76 (step S30). The wavefront measured by the wavefront sensor 76 is output to the spatial light modulator control unit 58.

空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面に基づいて空間光変調器２４の変調パターンを調整する（ステップＳ３２）。具体的には、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面が平面波に近づくように、空間光変調器２４に設定する変調パターンを変更する。   The spatial light modulator control unit 58 adjusts the modulation pattern of the spatial light modulator 24 based on the wavefront measured by the wavefront sensor 76 (step S32). Specifically, the spatial light modulator control unit 58 changes the modulation pattern set in the spatial light modulator 24 so that the wavefront measured by the wavefront sensor 76 approaches a plane wave.

次に、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面が収差のない平面波であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。波面センサ７６で測定された波面が平面波でないと判定された場合にはステップＳ３０に戻る。そして、空間光変調器制御部５８は、波面センサ７６で測定された波面が平面波であると判定されるまでステップＳ３０からステップＳ３４までの処理を繰り返す。   Next, the spatial light modulator control unit 58 determines whether the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is a plane wave without aberration (step S34). When it is determined that the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is not a plane wave, the process returns to step S30. Then, the spatial light modulator control unit 58 repeats the processing from step S30 to step S34 until it is determined that the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is a plane wave.

一方、波面センサ７６で測定された波面が平面波であると判定された場合には、空間光変調器制御部５８は、平面波であると判定されたときに空間光変調器２４に設定されている変調パターンを、合計収差補正情報Ｔ２としてメモリ部６０に記憶する。   On the other hand, when the wavefront measured by the wavefront sensor 76 is determined to be a plane wave, the spatial light modulator control unit 58 is set in the spatial light modulator 24 when it is determined to be a plane wave. The modulation pattern is stored in the memory unit 60 as the total aberration correction information T2.

ここで、被加工物小片７８は加工深さに対応した厚さを有しているので、空間光変調器制御部５８は、合計収差補正情報Ｔ２と合計収差補正情報Ｔ１との差分として第３収差補正情報Ｓ３を求めることができる。すなわち、第３収差補正情報Ｓ３は、次の式（６）により簡略的に示すことができる。   Here, since the small piece 78 to be processed has a thickness corresponding to the processing depth, the spatial light modulator control unit 58 uses the third difference as the difference between the total aberration correction information T2 and the total aberration correction information T1. Aberration correction information S3 can be obtained. That is, the third aberration correction information S3 can be simply shown by the following equation (6).

Ｓ３＝Ｔ２−Ｔ１ ・・・（６）
このようにして空間光変調器制御部５８は、メモリ部６０に記憶した合計収差補正情報Ｔ１及び合計収差補正情報Ｔ２に基づき、第３収差補正情報Ｓ３を求める。そして、空間光変調器制御部５８は、加工深さと関連付けて第３収差補正情報Ｓ３をメモリ部６０に記憶する（ステップＳ３６）。 S3 = T2-T1 (6)
In this way, the spatial light modulator control unit 58 obtains the third aberration correction information S3 based on the total aberration correction information T1 and the total aberration correction information T2 stored in the memory unit 60. Then, the spatial light modulator control unit 58 stores the third aberration correction information S3 in the memory unit 60 in association with the processing depth (step S36).

次に、全ての加工深さに対応する第３収差補正情報Ｓ３を取得したか否か判断が行われる（ステップＳ３８）。全ての加工深さに対応する第３収差補正情報Ｓ３を取得していない場合には、加工深さを変更して（ステップＳ４０）、変更後の加工深さに対応した被加工物小片７８を加工レンズ２６と平面ミラー７２との間に配置する。そして、全ての加工深さについて第３収差補正情報Ｓ３を取得したと判断されるまで、ステップＳ３０からステップＳ４０までの処理を繰り返す。これにより、レーザ加工装置１０で設定可能な加工深さ毎に第３収差補正情報Ｓ３が取得され、メモリ部６０には各加工深さと関連付けて第３収差補正情報Ｓ３が記憶される。なお、第３収差補正情報Ｓ３は加工深さの変化に伴い変化するので、加工深さの関数として表現することもできる。   Next, it is determined whether or not the third aberration correction information S3 corresponding to all processing depths has been acquired (step S38). When the third aberration correction information S3 corresponding to all the machining depths is not acquired, the machining depth is changed (step S40), and the workpiece small piece 78 corresponding to the changed machining depth is set. It is arranged between the processing lens 26 and the plane mirror 72. Then, the processing from step S30 to step S40 is repeated until it is determined that the third aberration correction information S3 has been acquired for all the processing depths. As a result, the third aberration correction information S3 is acquired for each processing depth that can be set by the laser processing apparatus 10, and the memory unit 60 stores the third aberration correction information S3 in association with each processing depth. Since the third aberration correction information S3 changes with the change in the working depth, it can be expressed as a function of the working depth.

そして、全ての加工深さについて第３収差補正情報Ｓ３を取得したと判断された場合には、図８に示したフローチャートは終了となる。   When it is determined that the third aberration correction information S3 has been acquired for all the processing depths, the flowchart shown in FIG. 8 ends.

以上のようにして収差調整作業が終了した後、レーザ加工装置１０の加工時においては、空間光変調器制御部５８は、メモリ部６０から、第１収差補正情報Ｓ１と、レーザ加工装置１０で使用される加工レンズ２６に対応した第２収差補正情報Ｓ２と、加工深さに対応した第３収差補正情報Ｓ３とを取得する。そして、空間光変調器制御部５８は、取得した各収差補正情報Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をもとに、これらの収差補正情報Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を合成した合成収差補正情報Ｕを含む変調パターンを生成し、生成した変調パターンを空間光変調器２４に呈示させる制御を行う。   After the aberration adjustment work is completed as described above, during the processing of the laser processing device 10, the spatial light modulator control unit 58 causes the memory unit 60 to receive the first aberration correction information S1 and the laser processing device 10. The second aberration correction information S2 corresponding to the processing lens 26 used and the third aberration correction information S3 corresponding to the processing depth are acquired. Then, the spatial light modulator control unit 58 creates a modulation pattern including the synthetic aberration correction information U obtained by synthesizing the aberration correction information S1, S2, S3 based on the acquired aberration correction information S1, S2, S3. The control for generating the generated modulation pattern is presented to the spatial light modulator 24.

ここで、収差補正情報（第１収差補正情報Ｓ１、第２収差補正情報Ｓ２及び第３収差補正情報Ｓ３を含む）の保持方式（メモリ部６０に記憶させる形式）としては、空間光変調器２４の光変調面における各画素のそれぞれに対応する制御値（位相変化量）を示す２次元情報として保持することが挙げられる。   Here, the spatial light modulator 24 is used as the holding method (the format stored in the memory unit 60) of the aberration correction information (including the first aberration correction information S1, the second aberration correction information S2, and the third aberration correction information S3). The two-dimensional information indicating the control value (phase change amount) corresponding to each pixel on the light modulation surface is stored.

また、他の保持方式として、例えば収差補正情報（波面データ）をゼルニケ多項式として取得し、ゼルニケ多項式の係数を保持するようにしてもよい。ゼルニケ多項式の係数（ゼルニケ係数）として収差補正情報をもつ場合、第１収差補正情報Ｓ１、第２収差補正情報Ｓ２、第３収差補正情報Ｓ３のそれぞれの係数を単純に足し合わせるだけで、これらの収差補正情報を合成した合成収差補正情報Ｕを簡単に得ることができる。   Further, as another holding method, for example, the aberration correction information (wavefront data) may be acquired as a Zernike polynomial, and the coefficient of the Zernike polynomial may be held. When the aberration correction information is included as the Zernike polynomial coefficient (Zernike coefficient), these coefficients are simply added to the first aberration correction information S1, the second aberration correction information S2, and the third aberration correction information S3. The synthetic aberration correction information U obtained by synthesizing the aberration correction information can be easily obtained.

例えば、３次の球面収差の係数について、第１収差補正情報Ｓ１の係数をＺ１とし、第２収差補正情報Ｓ２の係数をＺ２とし、第３収差補正情報Ｓ３の係数をＺ３とし、合成収差補正情報Ｕの係数をＺとした場合、以下の式（７）により合成収差補正情報Ｕの係数Ｚを求めることができる。   For example, regarding the coefficient of the third-order spherical aberration, the coefficient of the first aberration correction information S1 is Z1, the coefficient of the second aberration correction information S2 is Z2, the coefficient of the third aberration correction information S3 is Z3, and the combined aberration correction is performed. When the coefficient of the information U is Z, the coefficient Z of the synthetic aberration correction information U can be obtained by the following equation (7).

Ｚ＝Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３ ・・・（７）
なお、ゼルニケ多項式の係数に限らず、別の形の多項式展開の係数であってもかまわない。 Z = Z1 + Z2 + Z3 (7)
The coefficient is not limited to the Zernike polynomial coefficient, and may be a coefficient of another form of polynomial expansion.

また、本実施形態において、空間光変調器２４に呈示させる変調パターンは、合成収差補正情報Ｕ以外の他の変調パターンを含んでいてもよい。なお、他の変調パターンとしては、例えば、加工レンズ２６により集光されるレーザ光Ｌが複数の位置に集光されるようにレーザ光を変調するためのパターンなどが挙げられる（例えば、特開２０１６−１１１３１５号公報を参照）。   Further, in the present embodiment, the modulation pattern presented to the spatial light modulator 24 may include a modulation pattern other than the synthetic aberration correction information U. Other modulation patterns include, for example, a pattern for modulating laser light so that the laser light L condensed by the processing lens 26 is condensed at a plurality of positions (for example, Japanese Laid-Open Patent Publication See Japanese Patent Publication No. 2016-111315).

また、本実施形態において、被加工物の内部を収差補正基準位置としてもよい。加工深さは被加工物の内部であることが多く、被加工物のレーザ光入射面から所定の深さに集光するレーザ光Ｌの集光点の位置を収差補正基準位置とした方が都合のいい状況も考えられる。その場合は、上述した場合と同様の考え方を適用することができる。すなわち、収差補正基準位置とする基準加工深さに対応した第２収差補正情報Ｓ２を求め、基準加工深さからの距離（深さ）に対応した第３収差補正情報Ｓ３を求めればよい。   Further, in the present embodiment, the inside of the workpiece may be the aberration correction reference position. The processing depth is often inside the workpiece, and it is better to set the position of the focal point of the laser light L that is focused to a predetermined depth from the laser light incident surface of the workpiece as the aberration correction reference position. A convenient situation is also possible. In that case, the same idea as that described above can be applied. That is, the second aberration correction information S2 corresponding to the reference processing depth as the aberration correction reference position may be obtained, and the third aberration correction information S3 corresponding to the distance (depth) from the reference processing depth may be obtained.

また、本実施形態において、レーザ光源２２として高出力レーザ光源を用いる場合、レーザ加工装置１０の稼働中に熱による熱変形などの影響を受けないようにすることが望まれる。この影響が大きくなると、ウェーハＷの内部におけるレーザ光Ｌの集光点を合わせる位置で発生するレーザ光Ｌの収差に変化が生じる場合がある。   In addition, in the present embodiment, when a high-power laser light source is used as the laser light source 22, it is desired that the laser processing apparatus 10 is not affected by thermal deformation due to heat during operation. When this influence becomes large, the aberration of the laser light L generated at the position where the focal point of the laser light L is aligned inside the wafer W may change.

そこで、本実施形態におけるレーザ加工装置１０は、熱変形などの影響を防ぐために、加工動作中にレーザ光Ｌの収差の変化をリアルタイムで測定する収差変化検出装置を備えていることが好ましい。以下、収差変化検出装置について説明する。   Therefore, it is preferable that the laser processing apparatus 10 according to the present embodiment includes an aberration change detection device that measures the change in the aberration of the laser light L in real time during the processing operation in order to prevent the influence of thermal deformation and the like. The aberration change detection device will be described below.

（収差変化検出装置）
図１２は、収差変化検出装置を備えたレーザ加工装置の一例を示した概略図である。図１２において、図１と共通する要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。 (Aberration change detector)
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a laser processing apparatus including an aberration change detection device. 12, the same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図１２に示したレーザ加工装置１０Ａでは、加工動作中にレーザ光Ｌの収差の変化（波面変化）をリアルタイムで測定するための収差変化検出装置８０を備えている。   The laser processing apparatus 10A shown in FIG. 12 includes an aberration change detection device 80 for measuring the change in the aberration (wavefront change) of the laser light L in real time during the processing operation.

図１２に示すように、収差変化検出装置８０は、加工レンズ２６の後側（レーザ光Ｌが入射する側）のレーザ光Ｌの光路上に配置されたビームスプリッタ（例えばハーフミラー）８２と、ビームスプリッタ８２で分岐されたレーザ光Ｌの光路上に配置された波面センサ８４とを備えている。   As shown in FIG. 12, the aberration change detection device 80 includes a beam splitter (for example, a half mirror) 82 arranged on the optical path of the laser light L on the rear side (the side on which the laser light L is incident) of the processing lens 26, And a wavefront sensor 84 arranged on the optical path of the laser light L split by the beam splitter 82.

そして、レーザ光源２２から加工装置本体２０の構成要素（空間光変調器２４及びリレー光学系３０を含む）を経て加工レンズ２６に入射するレーザ光Ｌの一部をビームスプリッタ８２で分岐し、分岐したレーザ光Ｌの波面を波面センサ８４によって測定する。波面センサ８４で測定された波面は空間光変調器制御部５８に出力される。   Then, a part of the laser light L that is incident on the processing lens 26 from the laser light source 22 through the constituent elements of the processing apparatus body 20 (including the spatial light modulator 24 and the relay optical system 30) is branched by the beam splitter 82, and branched. The wavefront of the laser light L is measured by the wavefront sensor 84. The wavefront measured by the wavefront sensor 84 is output to the spatial light modulator control unit 58.

空間光変調器制御部５８は、波面センサ８４で測定された波面に基づいて空間光変調器２４の変調パターンを補正する。   The spatial light modulator control unit 58 corrects the modulation pattern of the spatial light modulator 24 based on the wavefront measured by the wavefront sensor 84.

ここで、上記波面の測定が行われる際には、空間光変調器制御部５８は、メモリ部６０に記憶された第１収差補正情報Ｓ１に基づく変調パターンを空間光変調器２４に設定して、加工レンズ２６には平面波が入射するようにする。第１収差補正情報Ｓ１に基づく変調パターンで、加工レンズ２６には平面波が入射するように調整されているはずなので、この状態で収差があれば、熱変形などの影響を受けていると判断することができる。すなわち、波面センサ８４で測定された波面と平面波との乖離が、熱変形などの影響による収差変化に相当する。したがって、空間光変調器制御部５８は、この収差変化が打ち消されるように、メモリ部６０に記憶された第１収差補正情報Ｓ１を補正し、補正後の第１収差補正情報Ｓ１に基づいて空間光変調器２４を制御する。すなわち、空間光変調器制御部５８は、補正後の第１収差補正情報Ｓ１と、第２収差補正情報Ｓ２と、第３収差補正情報Ｓ３とから合成収差補正情報Ｕを求め、この合成収差補正情報Ｕを空間光変調器２４に呈示させる制御を行う。これにより、レーザ加工装置１０の加工動作中に、加工装置本体２０に起因する収差変化の影響を受けることなく、安定した加工が可能となる。   Here, when the wavefront is measured, the spatial light modulator control unit 58 sets the modulation pattern based on the first aberration correction information S1 stored in the memory unit 60 in the spatial light modulator 24. The plane wave is made incident on the processing lens 26. Since it should be adjusted so that the plane wave is incident on the processing lens 26 with the modulation pattern based on the first aberration correction information S1, if there is aberration in this state, it is determined that it is affected by thermal deformation or the like. be able to. That is, the difference between the wavefront measured by the wavefront sensor 84 and the plane wave corresponds to a change in aberration due to the influence of thermal deformation or the like. Therefore, the spatial light modulator control unit 58 corrects the first aberration correction information S1 stored in the memory unit 60 so that this aberration change is canceled, and the spatial light modulator control unit 58 corrects the space based on the corrected first aberration correction information S1. The light modulator 24 is controlled. That is, the spatial light modulator control unit 58 obtains the synthetic aberration correction information U from the corrected first aberration correction information S1, the second aberration correction information S2, and the third aberration correction information S3, and the synthetic aberration correction is performed. The control for causing the spatial light modulator 24 to present the information U is performed. As a result, during the processing operation of the laser processing apparatus 10, stable processing is possible without being affected by the aberration change caused by the processing apparatus main body 20.

なお、収差変化検出装置８０は、加工装置本体２０の一部として組み込まれていてもよいし、必要に応じて加工装置本体２０に着脱可能に構成されていてもよい。   The aberration change detection device 80 may be incorporated as a part of the processing device body 20, or may be detachably attached to the processing device body 20 as necessary.

ここで、レーザ加工装置１０Ａにおいて発生する収差の変化には、加工装置本体２０に起因する収差変化だけでなく、加工レンズ２６に起因する収差変化も含まれる場合がある。   Here, the change in the aberration caused in the laser processing apparatus 10A may include not only the change in the aberration caused by the processing apparatus main body 20 but also the change in the aberration caused by the processing lens 26.

加工レンズ２６に起因する収差変化については、次のようにして推測することができる。すなわち、加工装置本体２０が熱の影響を受けると同時に加工レンズ２６も同様に熱の影響を受けている。これら２つ（加工装置本体２０と加工レンズ２６）は完全に独立ではなく、加工装置本体２０の収差変化と加工レンズ２６の収差変化との間には一定の相関関係がある。そこで、この相関関係を実験的又は経験的に求めてメモリ部６０に記憶させておけば、空間光変調器制御部５８は、メモリ部６０に記憶された相関関係を参照することにより、収差変化検出装置８０（波面センサ８４）で検出した加工装置本体２０の収差変化をもとに加工レンズ２６の収差変化を推測することができる。   The aberration change caused by the processed lens 26 can be estimated as follows. That is, at the same time that the processing device body 20 is affected by heat, the processing lens 26 is also affected by heat. These two (processing device main body 20 and processing lens 26) are not completely independent, and there is a certain correlation between the aberration change of the processing device main body 20 and the aberration change of the processing lens 26. Therefore, if this correlation is experimentally or empirically obtained and stored in the memory unit 60, the spatial light modulator control unit 58 refers to the correlation stored in the memory unit 60 to change the aberration. The aberration change of the processing lens 26 can be estimated based on the aberration change of the processing apparatus main body 20 detected by the detection device 80 (wavefront sensor 84).

そして、空間光変調器制御部５８は、この推測した加工レンズ２６の収差変化をもとに第２収差補正情報Ｓ２を補正する。更に空間光変調器制御部５８は、補正後の第１収差補正情報Ｓ１と、補正後の第２収差補正情報Ｓ２と、第３収差補正情報Ｓ３とから合成収差補正情報Ｕを求め、この合成収差補正情報Ｕを空間光変調器２４に呈示させる制御を行う。これにより、加工装置本体２０に起因する収差変化の影響だけでなく、加工レンズ２６に起因する収差変化の影響も受けることなく、より安定した加工が可能となる。   Then, the spatial light modulator control unit 58 corrects the second aberration correction information S2 based on the estimated aberration change of the processing lens 26. Further, the spatial light modulator control unit 58 obtains the combined aberration correction information U from the corrected first aberration correction information S1, the corrected second aberration correction information S2, and the third aberration correction information S3, and the combined aberration correction information U is obtained. The control for causing the spatial light modulator 24 to present the aberration correction information U is performed. This makes it possible to perform more stable processing without being affected by not only the influence of the aberration change caused by the processing apparatus main body 20 but also the influence of the aberration change caused by the processing lens 26.

図１３は、収差変化検出装置を備えたレーザ加工装置の他の例を示した構成図である。図１３に示したレーザ加工装置１０Ｂは、図１２に示した収差変化検出装置８０とは構成が異なる収差変化検出装置９０を備えている。この収差変化検出装置９０は、ビームスプリッタ（例えばハーフミラー）９２と、結像レンズ９４と、ピンホール形成部材９６と、検出器９８とを備えている。   FIG. 13 is a configuration diagram showing another example of the laser processing apparatus including the aberration change detection apparatus. The laser processing apparatus 10B shown in FIG. 13 includes an aberration change detection device 90 having a configuration different from that of the aberration change detection device 80 shown in FIG. The aberration change detection device 90 includes a beam splitter (for example, a half mirror) 92, an imaging lens 94, a pinhole forming member 96, and a detector 98.

ビームスプリッタ９２は、加工レンズ２６の後側（レーザ光Ｌが入射する側）のレーザ光Ｌの光路上に配置され、加工レンズ２６に入射するレーザ光Ｌの一部を分岐する。結像レンズ９４は、ビームスプリッタ９２で分岐した光を結像する。   The beam splitter 92 is arranged on the optical path of the laser light L on the rear side (the side on which the laser light L is incident) of the processing lens 26, and branches a part of the laser light L incident on the processing lens 26. The imaging lens 94 images the light split by the beam splitter 92.

ピンホール形成部材９６は、結像レンズ９４によって結像された光の一部が通過可能なピンホール（孔）９６ａを有している。   The pinhole forming member 96 has a pinhole (hole) 96a through which a part of the light imaged by the imaging lens 94 can pass.

検出器９８は、例えばフォトダイオードなどからなり、ピンホール９６ａを通過した光に対応した光量を検出する。そして、検出器９８は、検出した光の光量に応じた電気信号を空間光変調器制御部５８へ出力する。   The detector 98 is composed of, for example, a photodiode and detects the amount of light corresponding to the light passing through the pinhole 96a. Then, the detector 98 outputs an electric signal corresponding to the detected light amount to the spatial light modulator control unit 58.

ここで、収差のない平面波が結像レンズ９４に入射する場合に検出器９８の出力が最大になる。空間光変調器制御部５８は、検出器９８の出力を取得し、検出器９８の出力を最大にするように空間光変調器２４を調整する。例えば、ゼルニケ多項式の形で空間光変調器２４の変調パターンを生成し、多項式の係数を変数として、検出器９８の出力が最大となるように最適化手法を用いる。最適化手法としては、例えばＤＬＳ法（damped least squres method）などを用いることができる。ＤＬＳ法については公知であるので、ここでは説明を省略する。   Here, the output of the detector 98 becomes maximum when a plane wave without aberration is incident on the imaging lens 94. The spatial light modulator control unit 58 acquires the output of the detector 98 and adjusts the spatial light modulator 24 so as to maximize the output of the detector 98. For example, the modulation pattern of the spatial light modulator 24 is generated in the form of a Zernike polynomial, and the coefficient of the polynomial is used as a variable, and an optimization method is used so that the output of the detector 98 is maximized. As the optimization method, for example, the DLS method (damped least squares method) or the like can be used. Since the DLS method is well known, its explanation is omitted here.

図１３に示したレーザ加工装置１０Ｂにおいても、図１２に示したレーザ加工装置１０Ａと同様に、レーザ加工装置１０Ｂの加工動作中に、加工装置本体２０に起因する収差変化の影響を受けることなく、安定した加工が可能となる。また、収差変化検出装置９０で検出した加工装置本体２０の収差変化をもとに加工レンズ２６の収差変化を推測するようにしてもよい。この場合、加工装置本体２０に起因する収差変化の影響だけでなく、加工レンズ２６に起因する収差変化の影響も受けることなく、より安定した加工が可能となる。   Similarly to the laser processing apparatus 10A shown in FIG. 12, the laser processing apparatus 10B shown in FIG. 13 is not affected by the aberration change caused by the processing apparatus main body 20 during the processing operation of the laser processing apparatus 10B. It enables stable processing. The aberration change of the processing lens 26 may be estimated based on the aberration change of the processing apparatus body 20 detected by the aberration change detection apparatus 90. In this case, more stable processing can be performed without being affected by not only the change in aberration caused by the processing apparatus main body 20 but also the change in aberration caused by the processing lens 26.

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、空間光変調器２４と加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａとが光学的に共役関係にあるため、空間光変調器２４で形成した波面形状が加工レンズ２６のレンズ瞳２６ａに投影されることになり、加工レンズ２６の焦点面（加工点）で所望の光分布を得ることができる。これにより、収差の影響を抑えて、切断の起点となるレーザ加工領域を高精度かつ効率よく形成することができる。 (Effect of this embodiment)
According to the present embodiment, since the spatial light modulator 24 and the lens pupil 26a of the processing lens 26 are in an optically conjugate relationship, the wavefront shape formed by the spatial light modulator 24 becomes the lens pupil 26a of the processing lens 26. Since it is projected, a desired light distribution can be obtained at the focal plane (processing point) of the processing lens 26. As a result, the influence of aberration can be suppressed, and the laser processing region serving as the starting point of cutting can be formed with high accuracy and efficiency.

また、本実施形態によれば、レーザ加工装置１０の製造段階で行われる調整作業において、加工装置本体２０が有する収差を補正するための第１収差補正情報Ｓ１と、加工レンズ２６が有する収差を補正するための第２収差補正情報Ｓ２と、レーザ加工領域の加工深さに起因する収差を補正するための第３収差補正情報Ｓ３とをそれぞれ求め、これらの収差補正情報Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はメモリ部６０に記憶される。なお、本実施形態における収差調整作業は、レーザ加工装置１０の製造段階に限らず、レーザ加工装置１０の製造後（出荷後）に実施するようにしてもよい。   Further, according to the present embodiment, in the adjustment work performed at the manufacturing stage of the laser processing apparatus 10, the first aberration correction information S1 for correcting the aberration of the processing apparatus main body 20 and the aberration of the processing lens 26 are set. The second aberration correction information S2 for correction and the third aberration correction information S3 for correction of the aberration caused by the processing depth of the laser processing region are respectively obtained, and these aberration correction information S1, S2, S3 are obtained. It is stored in the memory unit 60. The aberration adjustment work in the present embodiment is not limited to the stage of manufacturing the laser processing apparatus 10, and may be performed after the laser processing apparatus 10 is manufactured (after shipping).

そして、レーザ加工装置１０の加工時においては、空間光変調器制御部５８は、メモリ部６０から第１収差補正情報Ｓ１、第２収差補正情報Ｓ２、及び第３収差補正情報Ｓ３を取得し、取得した各収差補正情報Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をもとに、これらを合成した合成収差補正情報Ｕを含む変調パターンを生成し、生成した変調パターンを空間光変調器２４に呈示させる制御を行う。このような制御を行うことにより、加工レンズ２６が交換された場合や加工深さを変化させた場合でも、それらの影響を受けることなく、ウェーハＷの内部におけるレーザ光Ｌの集光点を合わせる位置で発生するレーザ光Ｌの収差を抑制することができる。   Then, at the time of processing by the laser processing apparatus 10, the spatial light modulator control unit 58 acquires the first aberration correction information S1, the second aberration correction information S2, and the third aberration correction information S3 from the memory unit 60, Based on the acquired aberration correction information S1, S2, and S3, a modulation pattern including combined aberration correction information U that is a combination of these is generated, and the generated modulation pattern is presented to the spatial light modulator 24. By performing such control, even if the processing lens 26 is exchanged or the processing depth is changed, the condensing point of the laser light L inside the wafer W is adjusted without being affected by them. The aberration of the laser light L generated at the position can be suppressed.

なお、本実施形態では、第１収差補正情報Ｓ１、第２収差補正情報Ｓ２、及び第３収差補正情報Ｓ３を取得し、これらの収差補正情報Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に基づいて空間光変調器２４を制御するように構成したが、本発明はこの構成に限定されず、少なくとも第１収差補正情報Ｓ１及び第２収差補正情報Ｓ２を取得し、これらの収差補正情報Ｓ１、Ｓ２に基づいて空間光変調器２４を制御するように構成されていればよい。この場合、加工レンズ２６の交換による影響を受けることなく、レーザＬの収差を抑制することが可能となる。   In the present embodiment, the first aberration correction information S1, the second aberration correction information S2, and the third aberration correction information S3 are acquired, and the spatial light modulator 24 is acquired based on these aberration correction information S1, S2, and S3. However, the present invention is not limited to this configuration, and at least the first aberration correction information S1 and the second aberration correction information S2 are acquired, and the spatial light is calculated based on these aberration correction information S1 and S2. It may be configured to control the modulator 24. In this case, the aberration of the laser L can be suppressed without being affected by the replacement of the processing lens 26.

また、本実施形態のレーザ加工装置１０は、加工動作中にレーザ光Ｌの収差の変化をリアルタイムで測定する収差変化検出装置８０、９０を備える態様が好ましい（図１２及び図１３参照）。これにより、レーザ加工装置１０の加工動作中に、加工装置本体２０に起因する収差変化の影響を受けることなく、安定した加工が可能となる。   In addition, it is preferable that the laser processing apparatus 10 of the present embodiment includes the aberration change detection devices 80 and 90 that measure the change in the aberration of the laser light L in real time during the processing operation (see FIGS. 12 and 13). As a result, during the processing operation of the laser processing apparatus 10, stable processing is possible without being affected by the aberration change caused by the processing apparatus main body 20.

なお、本実施形態では、空間光変調器２４として、反射型の空間光変調器（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ）を用いたが、これに限定されず、ＭＥＭＳ−ＳＬＭ又はＤＭＤ(デフォーマブルミラーデバイス)等であってもよい。また、空間光変調器２４は、反射型に限定されず、透過型であってもよい。更に、空間光変調器２４としては、液晶セルタイプ又はＬＣＤタイプ等が挙げられる。   In this embodiment, a reflective spatial light modulator (LCOS-SLM) is used as the spatial light modulator 24, but the spatial light modulator 24 is not limited to this, and may be a MEMS-SLM or DMD (deformable mirror device). It may be. Further, the spatial light modulator 24 is not limited to the reflective type and may be a transmissive type. Further, as the spatial light modulator 24, a liquid crystal cell type, an LCD type or the like can be mentioned.

また、本実施形態では、ステージ１２がＸ方向及びθ方向に移動可能に構成されると共に、加工装置本体２０がＹ方向及びＺ方向に移動可能に構成されるが、ステージ１２と加工装置本体２０とをＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びθ方向に相対的に移動することができるものであれば他の構成であってもよい。例えば、ステージ１２がＸ方向、Ｙ方向、及びθ方向に移動可能に構成され、加工装置本体２０がＺ方向に移動可能に構成されていてもよい。   Further, in the present embodiment, the stage 12 is configured to be movable in the X direction and the θ direction, and the processing device body 20 is configured to be movable in the Y direction and the Z direction. Other configurations may be used as long as they can be moved relative to each other in the X direction, the Y direction, the Z direction, and the θ direction. For example, the stage 12 may be configured to be movable in the X direction, the Y direction, and the θ direction, and the processing device main body 20 may be configured to be movable in the Z direction.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. ..

１０…レーザ加工装置、１２…ステージ、２０…加工装置本体、２１…筐体、２２…レーザ光源、２４…空間光変調器、２６…加工レンズ、３０…リレー光学系、３０ａ…第１レンズ、３０ｂ…第２レンズ、３２…ビームエキスパンダ、３４…λ／２波長板、５０…制御装置、５２…主制御部、５４…移動制御部、５６…レーザ制御部、５８…空間光変調器制御部、６０…メモリ部、７０…波面センサ、７２…反射ミラー、７４…ビームスプリッタ、７６…波面センサ、７８…被加工物小片、８０…収差変化検出装置、８２…ビームスプリッタ、８４…波面センサ、９０…収差変化検出装置、９２…ビームスプリッタ、９４…結像レンズ、９６…ピンホール形成部材、９８…検出器、Ｓ１…第１収差補正情報、Ｓ２…第２収差補正情報、Ｓ３…第３収差補正情報、Ｕ…合成収差補正情報   10 ... Laser processing device, 12 ... Stage, 20 ... Processing device main body, 21 ... Housing, 22 ... Laser light source, 24 ... Spatial light modulator, 26 ... Processing lens, 30 ... Relay optical system, 30a ... First lens, 30b ... 2nd lens, 32 ... Beam expander, 34 ... (lambda) / 2 wavelength plate, 50 ... Control device, 52 ... Main control part, 54 ... Movement control part, 56 ... Laser control part, 58 ... Spatial light modulator control Section, 60 ... Memory section, 70 ... Wavefront sensor, 72 ... Reflection mirror, 74 ... Beam splitter, 76 ... Wavefront sensor, 78 ... Work piece small piece, 80 ... Aberration change detection device, 82 ... Beam splitter, 84 ... Wavefront sensor , 90 ... Aberration change detecting device, 92 ... Beam splitter, 94 ... Imaging lens, 96 ... Pinhole forming member, 98 ... Detector, S1 ... First aberration correction information, S2 ... Second aberration correction information, S3 Third aberration correction information, U ... synthetic aberration correction information

Claims (6)

被加工物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、前記被加工物の内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置の収差調整方法であって、
前記レーザ加工装置は、
前記レーザ光を変調する空間光変調器を含む複数の光学系を有する加工装置本体と、
前記加工装置本体に着脱可能に取り付けられ、前記空間光変調器によって変調された前記レーザ光を前記被加工物の内部に集光する加工レンズと、
を備え、
前記加工装置本体が有する収差を補正するための第１収差補正情報を取得して記憶する第１収差補正情報取得工程と、
前記加工レンズが有する収差を補正するための第２収差補正情報を取得して記憶する第２収差補正情報取得工程と、
を含む、レーザ加工装置の収差調整方法。 A method for adjusting an aberration of a laser processing apparatus, wherein a laser processing region is formed inside the workpiece by irradiating a laser beam with a focusing point inside the workpiece,
The laser processing device,
A processing apparatus main body having a plurality of optical systems including a spatial light modulator that modulates the laser light,
A processing lens that is detachably attached to the processing apparatus body and that collects the laser light modulated by the spatial light modulator inside the object to be processed,
Equipped with
A first aberration correction information acquisition step of acquiring and storing first aberration correction information for correcting the aberration of the processing apparatus main body;
A second aberration correction information acquisition step of acquiring and storing second aberration correction information for correcting the aberration of the processed lens;
An aberration adjusting method for a laser processing apparatus, including: 前記レーザ加工領域の加工深さに起因する収差を補正するための第３収差補正情報を取得して記憶する第３収差補正情報取得工程を更に含む、
請求項１に記載のレーザ加工装置の収差調整方法。 The method further includes a third aberration correction information acquisition step of acquiring and storing third aberration correction information for correcting aberration caused by the processing depth of the laser processing region.
An aberration adjustment method for a laser processing apparatus according to claim 1. 被加工物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、前記被加工物の内部にレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置の収差制御方法であって、
前記レーザ加工装置は、
前記レーザ光を変調する空間光変調器を含む複数の光学系を有する加工装置本体と、
前記加工装置本体に着脱可能に取り付けられ、前記空間光変調器によって変調された前記レーザ光を前記被加工物の内部に集光する加工レンズと、
前記加工装置本体が有する収差を補正するための第１収差補正情報と、前記加工レンズが有する収差を補正するための第２収差補正情報とを記憶するメモリ部と、
を備え、
前記メモリ部に記憶された前記第１収差補正情報及び前記第２収差補正情報に基づき、前記空間光変調器に呈示させる合成収差補正情報を取得する合成収差補正情報取得工程と、
前記合成収差補正情報に基づき、前記空間光変調器を制御する制御工程と、
を含む、レーザ加工装置の収差制御方法。 A method for controlling aberration of a laser processing apparatus, wherein a laser processing region is formed inside the workpiece by irradiating a laser beam with a focusing point inside the workpiece,
The laser processing device,
A processing apparatus main body having a plurality of optical systems including a spatial light modulator that modulates the laser light,
A processing lens that is detachably attached to the processing apparatus body and that collects the laser light modulated by the spatial light modulator inside the workpiece,
A memory unit for storing first aberration correction information for correcting the aberration of the processing apparatus main body and second aberration correction information for correcting the aberration of the processing lens;
Equipped with
A synthetic aberration correction information acquisition step of acquiring synthetic aberration correction information to be presented to the spatial light modulator based on the first aberration correction information and the second aberration correction information stored in the memory unit;
A control step of controlling the spatial light modulator based on the synthetic aberration correction information,
An aberration control method for a laser processing apparatus, comprising: 前記メモリ部には、前記第１収差補正情報と、前記第２収差補正情報と、前記レーザ加工領域の加工深さに起因する収差を補正するための第３収差補正情報とが記憶されており、
前記合成収差補正情報取得工程は、前記メモリ部に記憶された前記第１収差補正情報、前記第２収差補正情報、及び前記第３収差補正情報に基づき、前記空間光変調器に呈示させる合成収差補正情報を取得する、
請求項３に記載のレーザ加工装置の収差制御方法。 The memory unit stores the first aberration correction information, the second aberration correction information, and the third aberration correction information for correcting the aberration caused by the processing depth of the laser processing region. ,
In the synthetic aberration correction information acquisition step, the synthetic aberration to be presented to the spatial light modulator based on the first aberration correction information, the second aberration correction information, and the third aberration correction information stored in the memory unit. Get correction information,
An aberration control method for a laser processing apparatus according to claim 3. 前記加工装置本体が有する収差の変化を検出する検出工程と、
前記検出工程の検出結果に基づき、前記第１収差補正情報を補正する第１補正工程と、
を更に含む、請求項３又は請求項４に記載のレーザ加工装置の収差制御方法。 A detection step of detecting a change in aberration of the processing apparatus body,
A first correction step of correcting the first aberration correction information based on the detection result of the detection step;
The aberration control method for a laser processing apparatus according to claim 3, further comprising: 前記検出工程の検出結果に基づき、前記第２収差補正情報を補正する第２補正工程を更に含む、請求項５に記載のレーザ加工装置の収差制御方法。   The aberration control method of the laser processing apparatus according to claim 5, further comprising a second correction step of correcting the second aberration correction information based on the detection result of the detection step.
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