JP7208703B2 - 調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のレーザー加工装置間の差異を吸収する様に、被加工物に照射されるレーザービームの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを調整する調整方法に関する。

半導体ウェーハ等の被加工物を加工して分割するためには、例えば、レーザー発振器と、レーザー発振器から出射したレーザービームを被加工物に対して集光する集光器と、この集光器の下方に配置されたチャックテーブルとを有するレーザー加工装置が用いられる。

例えば、被加工物に吸収される波長のレーザービームで被加工物を加工する場合、チャックテーブルで保持された被加工物の分割予定ライン（即ち、ストリート）に集光点を位置付け、集光点に対してチャックテーブルを相対的に移動させる。これにより、被加工物は、この移動の経路に沿ってアブレーション加工される（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、被加工物を透過する波長のレーザービームで被加工物を加工する場合、まず、チャックテーブルで被加工物を保持し、次に、分割予定ラインとチャックテーブルの加工送り方向とが平行になる様に、チャックテーブルの位置を調整する。

そして、分割予定ラインに対応する所定の深さの位置にレーザービームの集光点が位置する様に集光器の高さ位置を調整し、チャックテーブルを加工送り方向に移動させる。これにより、被加工物内の所定の深さの位置には、分割予定ラインに沿って改質層が形成される。

ただし、複数のレーザー加工装置において、レーザー発振器間や集光器の集光レンズ間には差異が存在する場合がある。例えば、レーザー発振器間の差異に起因して、レーザービームの各ビーム径には、数μｍから数十μｍ程度の差異がある。また、例えば、集光レンズの凸面形状の固体差に起因して、各集光レンズの集光性能にも差異がある。

それゆえ、各集光器を同じ基準高さの位置に配置した場合に、被加工物の表面から同じ深さの位置に改質層が形成されない場合がある。また、被加工物の表面から同じ深さの位置に改質層が形成されても、Ｚ軸方向に沿って同じ距離だけ各集光器を移動させた場合には、必ずしも同じ深さの位置に改質層が形成されなかった。

そこで、各集光器のＺ軸方向の基準高さ位置からの移動距離と、被加工物において改質層が形成される深さの位置とのデータを取得して、回帰直線等のグラフを作成する手法が知られている（例えば、特許文献２参照）。この場合、作成したグラフに基づいて、レーザー加工装置間の差異を吸収する様に各集光器のＺ軸方向の移動距離を調整して、被加工物の所定の深さの位置に改質層を形成する。

特開２００３－３２０４６６号公報 特開２０１４－２３３７２７号公報

特許文献２に記載の手法を用いれば、レーザー加工装置毎に集光器の移動距離を調整することで、レーザー発振器及び集光レンズ等の差異に係らず、被加工物における同じ深さの位置に改質層を作成できる。しかし、被加工物の加工中に、集光器のＺ軸方向の基準高さ位置からの移動距離をレーザー加工装置毎に変える必要があるので、手間が掛かる。

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物を試験的に加工して、複数のレーザー加工装置間の差異を吸収する様にレーザービームを調整する調整方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該被加工物に吸収される波長のレーザービームを出射させるレーザー発振器と、該レーザー発振器から出射された該レーザービームを集光する集光器と、該レーザー発振器と該集光器との間に配置され、該レーザービームの集光状態を調整する集光状態調整ユニットと、をそれぞれ備える第１のレーザー加工装置及び第２のレーザー加工装置のうち、該第１のレーザー加工装置において、該被加工物に照射される該レーザービームの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを調整する調整方法であって、該第１のレーザー加工装置が備える第１のチャックテーブルの保持面に保持された第１の被加工物の上面に該第１のレーザー加工装置が備える第１のレーザー発振器から出射された該レーザービームの該集光点が位置付けられる基準位置と、該上面よりも下方に該集光点が位置付けられる第１位置であって該基準位置よりも所定距離だけ該保持面に近い該第１位置と、該上面よりも上方に該集光点が位置付けられる第２位置であって該基準位置よりも該所定距離だけ該保持面から遠い該第２位置と、のそれぞれに該第１のレーザー加工装置の第１の集光器を位置付けて該レーザービームを照射することで該第１の被加工物を加工する加工ステップと、該加工ステップで加工された該第１の被加工物の加工領域を該上面側から撮像して加工結果画像を得る撮像ステップと、該第２のレーザー加工装置が備える第２のチャックテーブルの保持面に保持された第２の被加工物の上面に該第２のレーザー加工装置が備える第２のレーザー発振器から出射された該レーザービームの該集光点が位置付けられる基準位置と、該上面よりも下方に該集光点が位置付けられる第１位置であって該基準位置よりも所定距離だけ該保持面に近い該第１位置と、該上面よりも上方に該集光点が位置付けられる第２位置であって該基準位置よりも該所定距離だけ該保持面から遠い該第２位置と、のそれぞれに該第２のレーザー加工装置の第２の集光器を位置付けて該レーザービームを照射することで加工された該第２の被加工物の加工領域を該上面側から撮像して得られた基準画像と、該加工結果画像とを比較する比較ステップと、該加工結果画像と該基準画像との比較結果が所定の条件を満たすかどうかを判定する判定ステップと、該比較結果が該所定の条件を満たさないと判定された場合に、該比較結果が該所定の条件を満たす様に、該第１のレーザー加工装置の第１の集光状態調整ユニットを調整して該第１のレーザー発振器から出射された該レーザービームの該集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを変更する変更ステップと、を備える調整方法が提供される。

好ましくは、該第１のチャックテーブル及び該第２のチャックテーブルの各々は、枠体と、該枠体の上面側に配置され可視光に対して透明又は半透明な保持面を有する保持部材と、該保持面の下方に配置された発光体と、を備え、該加工ステップでは、該レーザービームを照射することで、該第１の被加工物を貫通し該発光体からの光を通過させる貫通溝を形成し、該撮像ステップでは、該第１のチャックテーブルの該保持面で該第１の被加工物を保持し、該発光体を点灯した状態で該貫通溝を該上面側から撮像することで該加工結果画像を得て、該判定ステップの該所定の条件は、該加工結果画像の該貫通溝の数が、該基準画像の該貫通溝の数と同じであることである。

また、好ましくは、該加工ステップでは、該レーザービームを照射することで、該第１の被加工物を貫通しない非貫通溝を形成し、該撮像ステップでは、該第１のチャックテーブルの該保持面で該第１の被加工物を保持した状態で該第１の被加工物の該加工領域を該第１の被加工物の該上面側から撮像することで該加工結果画像を得て、該判定ステップの該所定の条件は、該加工結果画像において明度が所定値以下の非貫通溝の数が、該基準画像において明度が所定値以下の非貫通溝の数と同じであることである。

また、好ましくは、該集光状態調整ユニットは、ビームエキスパンダを含む。また、好ましくは、該集光状態調整ユニットは、シリンドリカルレンズを含む。

本発明の一態様に係る調整方法では、まず、基準位置と、第１位置と、第２位置と、のそれぞれに第１のレーザー加工装置の第１の集光器を位置付けて第１の被加工物を加工する（加工ステップ）。次いで、第１の被加工物の加工領域を上面側から撮像して加工結果画像を得る（撮像ステップ）。そして、基準位置と、第１位置と、第２位置と、のそれぞれに第２の集光器を位置付けて第２の被加工物を加工し、第２の被加工物の加工領域を上面側から撮像して得られた基準画像と、加工結果画像とを比較する（比較ステップ）。

その後、加工結果画像が基準画像に対して所定の条件を満たすかどうかを判定する（判定ステップ）。仮に、加工結果画像が所定の条件を満たさない場合、所定の条件を満たす様に、第１の集光状態調整ユニットを調整して第１のレーザー発振器から出射されたレーザービームの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを変更する（変更ステップ）。

これにより、例えば、第１のレーザー加工装置におけるレーザービームの集光点の大きさ及び形状の少なくともいずれかを、第２のレーザー加工装置の集光点の大きさ及び形状と同じにできる。これにより、第１及び第２のレーザー加工装置間の差異が吸収されるので、デバイスが形成されている被加工物を加工する際には、Ｚ軸方向における集光器の移動距離を同じとすれば、複数のレーザー加工装置において同じ条件で被加工物を加工できる。

第１実施形態に係るレーザー加工装置の斜視図である。 チャックテーブルの一部断面側面図である。 レーザービーム照射ユニットの構成例を模式的に示す図である。 図４（Ａ）はビームエキスパンダの構成例を示す図であり、図４（Ｂ）はビーム形状修正ユニットの構成例を示す図である。 集光レンズの位置とレーザービームの集光位置との関係を示す図である。 加工後の被加工物等の一部断面側面図である。 図７（Ａ）は加工後の被加工物を上面側から撮像する様子を示す図であり、図７（Ｂ）は被加工物の加工領域の画像の例である。 図８（Ａ）は基準画像の第１例を示す図であり、図８（Ｂ）は基準画像の第２例を示す図である。 調整方法のフロー図である。 図１０（Ａ）は第２実施形態に係る加工後の被加工物を上面側から撮像する様子を示す図であり、図１０（Ｂ）は第２実施形態に係る被加工物の加工領域の画像の例である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るレーザー加工装置２の斜視図である。第１実施形態では、レーザー加工装置２（即ち、第１のレーザー加工装置）を用いて被加工物１１を試験的に加工した上で、このレーザー加工装置２のレーザービームの集光点の形状及び大きさ等を調整する。

レーザー加工装置２で試験的に加工される被加工物１１は、例えば、シリコンで形成された１００μｍ程度の厚さを有する円盤形状のウェーハである。なお、ウェーハの一面には、例えば数μｍの厚さのポリイミド膜が設けられている。

被加工物１１は試験加工用のウェーハであるので、この被加工物１１にはデバイス等は形成されていない。しかし、被加工物１１にはデバイスや配線層が形成されていてもよい。また、ウェーハの一面に形成されたポリイミド膜は、パッシベーション膜として機能してもよい。なお、被加工物１１は、シリコンに限定されず、他の半導体材料、サファイア又は各種ガラス等で形成されていてもよい。

被加工物１１は、樹脂製のダイシングテープ１３を介して金属製の環状フレーム１５の開口部に固定される。環状フレーム１５の開口部は、被加工物１１の外径よりも大きな径を有している。この開口部に被加工物１１を配置し、ウェーハの他面と環状フレーム１５の一面とにダイシングテープ１３を貼り付ける。

これにより、被加工物ユニット１７が形成される。ダイシングテープ１３を介して被加工物１１を環状フレーム１５で支持することにより、環状フレーム１５で支持しない場合に比べて、被加工物１１の搬送等が容易になる。

ところで、被加工物１１を加工する場合に、必ずしも被加工物ユニット１７を形成する必要はない。例えば、ダイシングテープ１３が貼り付けられていない被加工物１１をレーザー加工装置２で加工してもよい。

なお、本明細書では、便宜上、ダイシングテープ１３に接触するウェーハの他面を被加工物１１の下面１１ｂと称し、ダイシングテープ１３に接触することなく露出されるポリイミド膜の表面を被加工物１１の上面１１ａと称する。

次に、レーザー加工装置２の構成について説明する。レーザー加工装置２は、各構造を支持する直方体状の基台４を備える。基台４の上面には、Ｙ軸移動ユニット１０が設けられている。

Ｙ軸移動ユニット１０は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール１２を有する。各Ｙ軸ガイドレール１２は、基台４の上面に固定されている。各Ｙ軸ガイドレール１２には、Ｙ軸移動テーブル１４がスライド可能に取り付けられている。

Ｙ軸移動テーブル１４の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール１２と平行に配置されたＹ軸ボールネジ１６が回転可能な態様で結合されている。

Ｙ軸ボールネジ１６の一端には、Ｙ軸パルスモータ１８が連結されている。Ｙ軸パルスモータ１８でＹ軸ボールネジ１６を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル１４は、Ｙ軸ガイドレール１２に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動テーブル１４の上面側には、Ｘ軸移動ユニット２０が設けられている。Ｘ軸移動ユニット２０は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール２２を有する。各Ｘ軸ガイドレール２２は、Ｙ軸移動テーブル１４の上面に固定されている。

各Ｘ軸ガイドレール２２には、Ｘ軸移動テーブル２４がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル２４の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール２２と平行に配置されたＸ軸ボールネジ２６が回転可能な態様で結合されている。

Ｘ軸ボールネジ２６の一端には、Ｘ軸パルスモータ２８が連結されている。Ｘ軸パルスモータ２８でＸ軸ボールネジ２６を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル２４は、Ｘ軸ガイドレール２２に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸移動テーブル２４の上面側には、円筒形状の支持部材３０が固定されている。

支持部材３０の上方には、チャックテーブル３２が配置されている。ここで、図２を参照してチャックテーブル３２等の構造について説明する。図２は、チャックテーブル３２の一部断面側面図である。

チャックテーブル３２は、可視光に対して透明又は半透明の材料（例えば、石英ガラス）で形成された円盤形状の保持部材３４を有する。保持部材３４の上面側には、保持部材３４の円形の表面の外周を横断する様に形成された互いに平行な直線状の複数の溝３４ａが設けられている。

保持部材３４の下面側は、枠体３６の上面側で支持されている。枠体３６は、保持部材３４の外周よりも大きい外径を有し、金属で形成された円筒形状の部材である。枠体３６は、上面側に凹部３６ａを有する。凹部３６ａは、円盤形状の空間から成る。凹部３６ａの上側の内周縁部には、環状の段差部（即ち、棚部）（不図示）が形成されており、この段差部には、上述の保持部材３４の下面側が支持されている。

凹部３６ａの底面には、それぞれＬＥＤを有する複数の発光体３８が略等間隔に配置されている。発光体３８が点灯されると、発光体３８の上方に位置する保持部材３４を透過して保持部材３４の外部へ光（例えば、可視光）が照射される。

凹部３６ａの底面と枠体３６の底面との間には、底部吸引路３６ｂが形成されている。底部吸引路３６ｂは、枠体３６の底面の中心から外周側面近傍まで形成されている。枠体３６の外周側の底部吸引路３６ｂには、枠体３６の厚さ方向に沿って形成された外周吸引路３６ｃの下方側が接続している。

外周吸引路３６ｃは、枠体３６の内周側面と外周側面との間に形成されている。また、外周吸引路３６ｃは、枠体３６の上面側で、保持部材３４の外周側面に露出する各溝３４ａに接続している。

枠体３６の下方には、略円柱形状のテーブル基台４０が設けられている。テーブル基台４０は、円形の底面の中心を通り且つ円柱の高さ方向に沿う様に形成された吸引路４０ａを有する。吸引路４０ａの一端は、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されており、吸引路４０ａの他端は、枠体３６の底部吸引路３６ｂに接続している。

吸引源を動作させると、吸引路４０ａ、底部吸引路３６ｂ及び外周吸引路３６ｃを介して、保持部材３４の各溝３４ａには負圧が発生する。この負圧により、保持部材３４の上面側の表面は、被加工物１１等を保持可能な保持面３２ａとして機能する。

テーブル基台４０は、テーブル基台４０の外周側面から突出する態様で設けられた環状凸部４２を有する。環状凸部４２は、枠体３６の下方に設けられている。環状凸部４２の内径は、テーブル基台４０の外径と同じであり、環状凸部４２の外径は、枠体３６の外径と同じである。

環状凸部４２の下方には、上述の支持部材３０が配置されている。支持部材３０の円筒の空間には環状凸部４２よりも下方に位置するテーブル基台４０の一部が挿入されている。

支持部材３０の円筒の空間内に挿入されているテーブル基台４０の一部の外周側面と、支持部材３０の内周側面との間には、ボールベアリング等の軸受４４が設けられている。軸受４４の内輪（インナーリング）には、テーブル基台４０の外周側面が固定されており、軸受４４の外輪（アウターリング）には、支持部材３０の内周側面が固定されている。

テーブル基台４０の下方には、回転駆動源（不図示）が設けられており、チャックテーブル４０本体は、この回転駆動源と連結されている。回転駆動源によりテーブル基台４０を回転させると、テーブル基台４０は支持部材３０に対して回転する。

環状凸部４２の上面と、テーブル基台４０よりも外側に位置する枠体３６の底面との間には、枠体３６から外側に向かって突出する態様で、複数のロッド４６が設けられている。各ロッド４６の一端側は、環状凸部４２の上面に固定されている。

各ロッド４６の他端側には、クランプユニット３２ｂが取り付けられている。例えば、環状凸部４２の上面には、４組のクランプユニット３２ｂ及びロッド４６が設けられている。各クランプユニット３２ｂは、被加工物ユニット１７の環状フレーム１５の位置を固定する機能を有する。

ここで、図１に戻って、レーザー加工装置２の他の構成について説明する。基台４のＹ軸方向の一方（例えば、＋Ｙ方向）側の端部近傍の基台４の上面には、上方に突出する四角柱状の支持部５０が固定されている。

この支持部５０の一側面にはＺ軸移動ユニット５２が設けられている。Ｚ軸移動ユニット５２は、Ｚ軸方向（例えば、保持面３２ａに垂直な方向）に平行な一対のＺ軸ガイドレール（不図示）を有する。各Ｚ軸ガイドレールは、支持部５０の一側面に固定されている。

各Ｚ軸ガイドレールには、Ｚ軸移動板５２ａがスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動板５２ａの裏面側（即ち、支持部５０側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレールと平行に配置されたＺ軸ボールネジ（不図示）が回転可能な態様で結合されている。

Ｚ軸ボールネジの一端には、Ｚ軸パルスモータ５４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ５４でＺ軸ボールネジを回転させれば、Ｚ軸移動板５２ａは、Ｚ軸ガイドレールに沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動板５２ａの表面側（即ち、支持部５０とは反対側）には、ホルダ５６が固定されている。ホルダ５６は、円柱形状の空洞部を有する。円柱形状の空洞部は、空洞部の高さ方向がＹ軸方向と平行となる様に配置されており、この空洞部には、Ｙ軸方向に沿う様に円筒形状のケーシング６２が固定されている。

ケーシング６２は、Ｙ軸方向に沿って延伸しており、Ｙ軸方向の他方（例えば、－Ｙ方向）側の端部には、集光器６４が設けられている。ケーシング６２及び集光器６４は、レーザービーム照射ユニット６０の一部である。ここで、図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を用いて、レーザービーム照射ユニット６０の構成について説明する。

図３は、レーザービーム照射ユニット６０の構成例を模式的に示す図である。なお、図３では、被加工物ユニット１７の被加工物１１及びダイシングテープ１３のみが、断面図で示されている。

レーザービーム照射ユニット６０は、レーザー発振によりレーザービームＬを生じさせるレーザー発振器６０ａを有する。レーザー発振器６０ａは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ又はＮｄ：ＹＶＯ_４で形成されたロッド状のレーザー媒質を含む。レーザー発振器６０ａは、例えば、出力がパルス状であるレーザービームＬを外部に出射させる。

レーザー発振器６０ａには、レーザービームＬのパルスの繰り返し周波数を設定する周波数設定ユニット（不図示）や、パルスの幅を調整するパルス幅調整ユニット（不図示）が接続されている。周波数設定ユニットは、パルスの繰り返し周波数を例えば２０ｋＨｚに設定する。

レーザー発振器６０ａから出射されたレーザービームＬは、レーザービーム調整ユニット（不図示）に入射する。レーザービーム調整ユニットは、例えば、レーザービームＬの波長を変換する波長変換部を有する。

波長変換部は、例えば、レーザービームＬの高調波を発生させる非線形光学結晶を有する。波長変換部は、例えば、レーザービームＬを被加工物１１に対して吸収される所定の波長（例えば、３５５ｎｍ）に変換する。

また、レーザービーム調整ユニット（不図示）は、例えば、レーザービームＬの出力を調整する出力調整部を有する。出力調整部は、例えば、減衰器（アッテネータ）である。出力調整部は、レーザー発振器６０ａから入射したレーザービームＬを、例えば、出力６．０Ｗに調整する。

レーザービーム調整ユニットから出射されたレーザービームＬは、集光状態調整ユニット６０ｂに入射する。集光状態調整ユニット６０ｂは、例えば、レーザービームＬの直径を拡大又は縮小する。集光状態調整ユニット６０ｂは、また、例えば、レーザービームＬの形状（即ち、断面形状）を変更する。

集光状態調整ユニット６０ｂから出射されたレーザービームＬは、ミラー６０ｃで反射された後、集光器６４内に固定された集光レンズ６４ａにより集光され、保持面３２ａに向かって略垂直に照射される。

保持面３２ａには、被加工物１１の下面１１ｂ側が保持されており、集光器６４から出射されたレーザービームＬは被加工物１１の上面１１ａ側に略垂直に照射される。次に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を用いて、集光状態調整ユニット６０ｂの構成について説明する。

集光状態調整ユニット６０ｂは、例えば、ビームエキスパンダ６０ｂ－１とビーム形状修正ユニット６０ｂ－２との少なくともいずれかを有する。図４（Ａ）は、ビームエキスパンダ６０ｂ－１の構成例を示す図であり、図４（Ｂ）は、ビーム形状修正ユニット６０ｂ－２の構成例を示す図である。

図４（Ａ）に示すビームエキスパンダ６０ｂ－１は、レーザー発振器６０ａ側に配置された第１レンズＡ１と、第１レンズＡ１に対してレーザー発振器６０ａとは反対側に配置された第２レンズＡ２とを有する。

第１レンズＡ１は、例えば、石英ガラスで形成された球面平凹レンズである。第１レンズＡ１の凹面側はレーザー発振器６０ａ側に配置されており、第１レンズＡ１の平面側は第２レンズＡ２側に配置されている。第１レンズＡ１から光軸方向に所定距離だけ離れた位置には、第２レンズＡ２が配置されている。第２レンズＡ２は、例えば、石英ガラスで形成された球面両凸レンズである。

レーザービームＬ（例えば、断面が直径Ｄ１の円形状を有する）は、第１レンズＡ１の凹面側に入射した後、第１レンズＡ１の平面側から出射される。第１レンズＡ１の平面側から出射されたレーザービームＬは、第２レンズＡ２の一面側に入射し、その後、第２レンズＡ２の他面側から平行光として出射される。

第２レンズＡ２から出射されるレーザービームＬの直径は、直径Ｄ１よりも大きい直径Ｄ２に拡大される。レーザービームＬの直径は、例えば、第１レンズＡ１及び第２レンズＡ２間の距離によって調整できる。

例えば、マイクロモータ等の移動機構（不図示）を用いて、第１レンズＡ１及び第２レンズＡ２が光軸方向に沿って近接する様に、第１レンズＡ１及び第２レンズＡ２の少なくともいずれかを動かすと、レーザービームＬの直径は、移動前の直径に比べて縮小する。

これに対して、移動機構を用いて、第１レンズＡ１及び第２レンズＡ２が光軸方向に沿って離れる様に、第１レンズＡ１及び第２レンズＡ２の少なくともいずれか動かすと、レーザービームＬの直径は、移動前の直径に比べて拡大する。

この様に、ビームエキスパンダ６０ｂ－１を用いて、レーザービームＬの直径Ｄ２は、移動の前後で拡大又は縮小可能である。なお、レーザービームＬの直径を拡大した場合、レーザービームＬの集光点の直径は小さくなり、レーザービームＬの直径を縮小した場合、レーザービームＬの集光点の直径は大きくなる。

但し、ビームエキスパンダ６０ｂ－１は、球面平凹レンズ（第１レンズＡ１）及び球面両凸レンズ（第２レンズＡ２）の組み合わせに限定されない。また、ビームエキスパンダ６０ｂ－１を構成するレンズの数は、２つに限定されない。ビームエキスパンダ６０ｂ－１は３つ以上のレンズから構成されてもよい。

なお、説明を簡単にするために、レーザービームＬの進行方向に直交する平面でのレーザービームＬの断面が円形状である場合について説明したが、レーザービームＬの断面は円形状に限定されない。レーザービームＬの断面は、楕円形状であってもよい。

図４（Ｂ）に示すビーム形状修正ユニット６０ｂ－２は、レーザー発振器６０ａ側に配置された第１のシリンドリカルレンズＢ１と、第１のシリンドリカルレンズＢ１に対してレーザー発振器６０ａとは反対側に配置された第２のシリンドリカルレンズＢ２とを有する。

第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２は、例えば、石英ガラスで形成された非球面シリンドリカルレンズである。第１のシリンドリカルレンズＢ１は、平凹シリンドリカルレンズであり、平面側がレーザー発振器６０ａ側に配置され、凹面側が第２のシリンドリカルレンズＢ２側に配置されている。

第１のシリンドリカルレンズＢ１の平面は、矩形形状であり、例えば、第１方向Ｃ１と平行な長辺を有し、第１方向Ｃ１に直交する第２方向Ｃ２と平行な短辺を有する。また、第１のシリンドリカルレンズＢ１の凹面は、第１方向Ｃ１及び第２方向Ｃ２に直交する第３方向Ｃ３で陥没している曲面である。

第１のシリンドリカルレンズＢ１の凹面側と向かい合う様に、第２のシリンドリカルレンズＢ２が配置されている。第２のシリンドリカルレンズＢ２は、平凸シリンドリカルレンズであり、凸面側が第１のシリンドリカルレンズＢ１と対面する様に配置されている。

第２のシリンドリカルレンズＢ２の凸面とは反対側に位置する平面は、矩形形状であり、長辺が第１方向Ｃ１と平行になり、且つ、短辺が第２方向Ｃ２と平行になる様に配置されている。

第１のシリンドリカルレンズＢ１の平面側から入射した平行光の第２方向Ｃ２の長さが長さＥ１である場合に、第２のシリンドリカルレンズＢ２の平面側から出射した平行光の第２方向Ｃ２の長さは、長さＥ１よりも小さい長さＥ２に縮小される。但し、第１のシリンドリカルレンズＢ１に入射する前と第２のシリンドリカルレンズＢ２から出射した後とで、第１方向Ｃ１における平行光の長さは、変わらない。

それゆえ、レーザービームＬがビーム形状修正ユニット６０ｂ－２を透過すると、第２方向Ｃ２のレーザービームＬの長さが、長さＥ１から長さＥ２に縮小される。但し、第１方向Ｃ１のレーザービームＬの長さは、ビーム形状修正ユニット６０ｂ－２を透過する前後で同じである。

第２のシリンドリカルレンズＢ２から出射されたレーザービームＬの第２方向Ｃ２の長さＥ２は、光軸方向（即ち、第３方向Ｃ３）における第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２間の距離によって調整できる。

例えば、マイクロモータ等の移動機構（不図示）を用いて、第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２が光軸方向に沿って近づく様に、両者のうち少なくともいずれかを動かす。これにより、第２方向Ｃ２のレーザービームＬの長さＥ２は、移動前の第２方向Ｃ２の長さに比べて拡大する。

これに対して、第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２が光軸方向に沿って離れる様に、両者のうち少なくともいずれかを動かすと、第２方向Ｃ２のレーザービームＬの長さＥ２は、移動前の第２方向Ｃ２の長さに比べて縮小する。

この様に、第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２のうち少なくともいずれかを光軸方向に沿って動かすことで、レーザービームＬの第２方向Ｃ２の長さＥ２は、光軸方向に動かす前の長さＥ２と比べて拡大又は縮小可能である。

例えば、第１方向Ｃ１及び第２方向Ｃ２と平行な平面でのレーザービームＬの断面が、第１方向Ｃ１に短軸を有し且つ第２方向Ｃ２に長軸を有する楕円形状である場合について説明する。

この場合に、第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２のうち少なくともいずれかを光軸方向に沿って近づく様に動かすと、長軸の長さＥ２を移動前よりも長くできる。これにより、例えば、レーザービームＬの断面を移動前よりも細長い楕円形状に補正できる。

また、第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２のうち少なくともいずれかを光軸方向に沿って離れる様に動かすと、長軸の長さＥ２を移動前よりも短くできる。これにより、例えば、レーザービームＬの断面を円形状に修正できる。

なお、レーザービームＬの断面の形状は、シリンドリカルレンズの光軸方向に平行な直線を回転中心として、第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２を回転させることで変更されてもよい。

例えば、回転機構（不図示）を用いて、光軸方向に平行な直線を回転中心として、第１のシリンドリカルレンズＢ１及び第２のシリンドリカルレンズＢ２を回転させる。これにより、第３方向Ｃ３を回転中心として、長さＥ１から長さＥ２に縮小されるレーザービームＬの領域を回転できる。

なお、ビーム形状修正ユニット６０ｂ－２は、平凹シリンドリカルレンズ（第１のシリンドリカルレンズＢ１）及び平凸シリンドリカルレンズ（第２のシリンドリカルレンズＢ２）の組み合わせに限定されない。また、ビーム形状修正ユニット６０ｂ－２を構成するレンズの数は、２つに限定されない。ビーム形状修正ユニット６０ｂ－２は３つ以上のレンズから構成されてもよい。

再び図１に戻って、レーザー加工装置２の他の構成について説明する。ケーシング６２のＸ軸方向の他方（＋Ｘ方向）側には、撮像ユニット６６が設けられている。撮像ユニット６６は、例えば、保持面３２ａ側に配置された対物レンズ（不図示）と、対物レンズを介して被写体を撮像する撮像素子（不図示）とを有する。

基台４の上方にはカバー部（不図示）が設けられており、このカバー部のＹ軸方向の他方（例えば、－Ｙ方向）側の側面には、表示装置６８が設けられている。表示装置６８は、例えばタッチパネルである。

タッチパネルは、オペレーターがレーザー加工装置２に加工条件等を入力するときに使用される入力部と、加工条件や上述の撮像ユニット６６で撮像された画像等を表示する表示部とを兼ねている。

また、レーザー加工装置２には、Ｙ軸移動ユニット１０、Ｘ軸移動ユニット２０、チャックテーブル３２、Ｚ軸移動ユニット５２及びレーザービーム照射ユニット６０等の動作を制御する制御部７０が設けられている。

制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置や、フラッシュメモリ等の記憶装置を含むコンピュータによって構成される。記憶装置に記憶されるプログラム等のソフトウェアに従い処理装置を動作させることによって、制御部７０は、ソフトウェアと処理装置（ハードウェア資源）とが協働した具体的手段として機能する。

次に、レーザー加工装置２を用いて被加工物１１を加工する際における、集光レンズ６４ａの位置とレーザービームＬの集光位置との関係について説明する。本実施形態では、被加工物１１に吸収される波長を有するレーザービームＬを被加工物１１に照射する。

これにより、被加工物１１の厚さ方向に貫通する様に形成された貫通溝や、被加工物１１を貫通せず且つ被加工物１１の上面１１ａから所定の深さの位置まで形成された非貫通溝（即ち、所謂ハーフカット溝）が、被加工物１１に形成される。

貫通溝や非貫通溝の深さは、例えば、集光器６４（即ち、集光レンズ６４ａ）のＺ軸方向の高さ位置等によって決まる。図５は、集光レンズ６４ａの位置とレーザービームＬの集光位置との関係を示す図である。

図５に示す様に、被加工物１１の下面１１ｂ側は、チャックテーブル３２の保持面３２ａで保持されている。また、被加工物１１の上面１１ａ等には、レーザービームＬの集光点が位置付けられる。

図５に示す３つの集光レンズ６４ａの位置のうち中央に位置する集光レンズ６４ａの中心は、高さ位置Ｚ０（基準位置）に配置されている。集光レンズ６４ａの中心が高さ位置Ｚ０に配置されているとき、レーザービームＬの集光点Ｐ０は被加工物１１の上面１１ａに位置する。

この様に、レーザービームＬの集光点Ｐ０が被加工物１１の上面１１ａにある（即ち、集光点が上面１１ａにジャストフォーカスした状態である）とき、集光点Ｐ０と上面１１ａとの距離によって規定されるデフォーカス（defocus）量はゼロである。

これに対して、３つの集光レンズ６４ａの位置のうち左側に描かれた集光レンズ６４ａの中心は、高さ位置Ｚ０（基準位置）よりも所定距離Ｆだけ保持面３２ａに近い高さ位置Ｚ１（第１位置）に配置されている。このとき、レーザービームＬの集光点Ｐ１は、被加工物１１の上面１１ａよりも下方である被加工物１１の内部に位置付けられる。

この様に、集光点Ｐ１が被加工物１１の内部に位置するとき、レーザービームＬは、例えば、上面１１ａに対して負のデフォーカス状態であると称される。負のデフォーカス状態の場合、上面１１ａでのレーザービームＬの被照射領域は、集光点が上面１１ａにジャストフォーカスした状態での被照射領域の面積よりも大きくなる。

また、３つの集光レンズ６４ａの位置のうち右側に描かれた集光レンズ６４ａの中心は、高さ位置Ｚ０（基準位置）よりも同じ所定距離Ｆだけ保持面３２ａから遠い高さ位置Ｚ２（第２位置）に配置されている。このとき、レーザービームＬの集光点Ｐ２は、被加工物１１の上面１１ａよりも上方に位置付けられている。

この様に、集光点Ｐ２が被加工物１１の上方に位置するとき、レーザービームＬは、例えば、上面１１ａに対して正のデフォーカス状態であると称される。正のデフォーカス状態の場合、上面１１ａでのレーザービームＬの被照射領域は、集光点が上面１１ａにジャストフォーカスした状態での被照射領域の面積よりも大きくなる。

この様に、集光点Ｐ０、Ｐ１及びＰ２の各位置は、集光レンズ６４ａのＺ軸方向の位置を被加工物１１に対してＺ軸移動ユニット５２で相対的に動かすことにより調整される。レーザー加工装置２（第１のレーザー加工装置）を用いて被加工物１１に所定深さの加工溝を形成する場合、集光器６４は、例えば、高さ位置Ｚ０に位置付けられる。

但し、複数のレーザー加工装置２において、レーザー発振器６０ａ間の差異に起因して、レーザービームＬの各ビーム径には、例えば、数μｍから数十μｍ程度の差異がある。また、例えば、集光レンズ６４ａ間の凸面形状の固体差に起因して、各集光レンズの収差等の集光性能にも差異がある。

それゆえ、複数のレーザー加工装置２において、各集光器６４を同じ高さ位置Ｚ０に配置した場合に、同じ加工結果が得られない（例えば、加工溝の深さや幅が異なる）場合がある。また、仮に、各集光器６４を同じ高さ位置Ｚ０に配置した場合に同じ加工結果が得られたとしても、高さ位置Ｚ１及びＺ２等では同じ加工結果が得られない場合がある。

そこで、複数のレーザー加工装置２（例えば、第１及び第２のレーザー加工装置）間の差異を吸収して、集光器６４が同じ高さ位置にある場合は同じ加工結果が得られる様に、レーザービームＬの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを調整する。

次に、本実施形態に係るレーザービームＬの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを調整する調整方法について説明する。図６は、加工後の被加工物１１等の一部断面側面図である。なお、図９は、調整方法のフロー図である。

まず、レーザー加工装置２（第１のレーザー加工装置）を用いて、被加工物１１をレーザービームＬで加工する（加工ステップ（Ｓ１０））。加工ステップ（Ｓ１０）では、被加工物１１（第１の被加工物）を用いて被加工物ユニット１７を形成した上で、被加工物１１（第１の被加工物）を加工する。

まず、被加工物ユニット１７のダイシングテープ１３側を、チャックテーブル３２（第１のチャックテーブル）の保持面３２ａ上に載置する。そして、吸引源を動作させて、被加工物１１の下面側を保持面３２ａで保持する。更に、クランプユニット３２ｂで環状フレーム１５を四方から固定する。

次に、集光器６４（第１の集光器）のＺ軸方向の位置を高さ位置ｚ１（上述の高さ位置Ｚ１に対応する）に配置する。そして、被加工物１１の上面１１ａ側にレーザービームＬを照射しながら、Ｘ軸移動ユニット２０を用いて、集光器６４に対してチャックテーブル３２をＸ軸方向に移動させる。

例えば、出力６．０Ｗ及び繰り返し周波数１０ｋＨｚのレーザービームＬを集光器６４から出射させ、チャックテーブル３２を１３３．３ｍｍ／ｓで移動させる。これにより、上面１１ａ側には、Ｘ軸方向（加工送り方向）に沿って線状の加工溝１９－１が形成される。

次に、集光器６４（第１の集光器）をＺ軸方向に沿って所定距離だけ上方に移動させ、高さ位置ｚ１よりも高い高さ位置ｚ２に集光レンズ６４ａの中心を位置付ける。また、Ｙ軸移動ユニット１０を用いて、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）に沿って所定距離だけチャックテーブル３２を移動させる。

そして、Ｘ軸移動ユニット２０を用いて、再び、集光器６４に対してチャックテーブル３２をＸ軸方向に移動させながら、被加工物１１の上面１１ａ側にレーザービームＬを照射する。これにより、加工溝１９－１に隣接した領域に、Ｘ軸方向に沿う線状の加工溝１９－２が形成される。

この様に、集光器６４の上方への移動と、チャックテーブル３２の加工送りと、チャックテーブル３２の割り出し送りとを繰り返して、Ｘ軸方向に沿う線状の加工溝１９を順次形成する。

図６では、上述の手順で形成された複数の加工溝１９（即ち、加工領域）を示す。複数の加工溝１９－１から１９－９を形成する際の集光レンズ６４ａのＺ軸方向の高さ位置は、高さ位置ｚ１からｚ９に対応する。

高さ位置ｚ１は、高さ位置ｚ１からｚ９のうちで最も下方に位置し、最も保持面３２ａに近い。なお、高さ位置ｚ１は、例えば、図５の高さ位置Ｚ１（第１位置）に対応する。高さ位置ｚ５は、集光点が上面１１ａに位置するときの集光レンズ６４ａの中心の高さ位置Ｚ０（即ち、基準位置）に対応する。また、高さ位置ｚ９は、高さ位置ｚ１からｚ９のうちで最も上方に位置し、最も保持面３２ａから遠い。なお、高さ位置ｚ９は、例えば、図５の高さ位置Ｚ２（第２位置）に対応する。

図６に示す高さ位置ｚ２は、高さ位置ｚ１とｚ５との間に位置し、位置ｚ３は、高さ位置ｚ２とｚ５との間に位置し、高さ位置ｚ４は、高さ位置ｚ３とｚ５との間に位置する。更に、高さ位置ｚ６は、高さ位置ｚ５とｚ９との間に位置し、位置ｚ７は、高さ位置ｚ６とｚ９との間に位置し、高さ位置ｚ８は、高さ位置ｚ７とｚ９との間に位置する。なお、高さ位置ｚｉとｚ（ｉ＋１）とは、各々同じ距離だけ離れている（但し、ｉは、１から８の自然数）。

複数の加工溝１９－１から１９－９を形成する際の集光レンズ６４ａのデフォーカス量のうち、加工溝１９－１及び１９－９を形成する際のデフォーカス量は最大である。なお、本実施形態では、正負を記載せずにデフォーカス量と記載する場合、デフォーカス量そのもの、即ち、集光点から上面１１ａまでの距離を意味する。

デフォーカス量が大きいほど、被加工物１１の上面１１ａにおける集光点の径は大きくなる。それゆえ、加工溝１９－１及び１９－９の溝の幅（即ち、図６に示すＹ軸方向の長さ）は、複数の加工溝１９のうちで最も広くなる。

なお、集光点の径が大きいほど、上面１１ａにおける単位面積当たりのエネルギーが小さくなるので、加工溝１９－１及び１９－９の溝の深さは、複数の加工溝１９のうちで最も浅くなる。

加工溝１９－２及び１９－８を形成する際のデフォーカス量は、加工溝１９－１及び１９－９を形成する場合に比べて小さい。それゆえ、加工溝１９－２及び１９－８の溝の幅は、加工溝１９－１及び１９－９の幅よりも狭くなる。また、加工溝１９－２及び１９－８の溝の深さは、加工溝１９－１及び１９－９の深さよりも深くなる。

同様に、加工溝１９－３及び１９－７を形成する際のデフォーカス量は、加工溝１９－２及び１９－８を形成する場合に比べて小さい。それゆえ、加工溝１９－３及び１９－７の溝の幅は、加工溝１９－２及び１９－８の幅よりも狭くなる。また、加工溝１９－３及び１９－７の溝の深さは、加工溝１９－２及び１９－８の深さよりも深くなる。

加工溝１９－４及び１９－６を形成する際のデフォーカス量は、加工溝１９－３及び１９－７を形成する場合に比べて小さい。それゆえ、加工溝１９－４及び１９－６の溝の幅は、加工溝１９－３及び１９－７の幅よりも狭くなる。また、図６に示す例では、加工溝１９－４及び１９－６の溝の深さは、下面１１ｂに到達する。つまり、加工溝１９－４及び１９－６は、被加工物１１を貫通する貫通溝となる。

加工溝１９－５を形成する際のデフォーカス量は、ゼロ（即ち、複数の加工溝１９のうちで最小）である。加工溝１９－５の溝の幅は、複数の加工溝１９の幅のうちで最小となる。また、図６に示す例では、加工溝１９－５の溝の深さは、下面１１ｂに到達する。つまり、加工溝１９－５は、被加工物１１を貫通する貫通溝となる。

加工ステップ（Ｓ１０）の後、上述の撮像ユニット６６で、被加工物１１の加工溝１９－１から加工溝１９－９（即ち、加工領域）を、上面１１ａ側から撮像する（撮像ステップ（Ｓ２０））。

図７（Ａ）は、加工後の被加工物１１を上面１１ａ側から撮像する様子を示す図である。撮像ステップ（Ｓ２０）では、被加工物ユニット１７を保持面３２ａで保持し、且つ、発光体３８を点灯させた状態で被加工物１１の加工領域を撮像し、加工結果画像を得る。

図７（Ｂ）は、被加工物１１の加工領域の画像（即ち、加工結果画像）の例である。加工溝１９－４、１９－５及び１９－６は貫通溝であるので、発光体３８からの光を上方に通過させる。それゆえ、加工結果画像において、加工溝１９－４、１９－５及び１９－６は明るく表示される。なお、図７（Ｂ）では、光が通過した領域を白色で示している。

これに対して、貫通溝でない加工溝１９－１、１９－２、１９－３、１９－７、１９－８及び１９－９は、加工溝１９－４、１９－５及び１９－６に比べて、加工結果画像において暗く表示される。なお、図７（Ｂ）では、貫通溝でない加工溝１９を黒色で示している。

撮像ステップ（Ｓ２０）の後、例えば、オペレーターが、予め得られている基準画像と加工結果画像とを比較する（比較ステップ（Ｓ３０））。図８（Ａ）は、基準画像の第１例を示す図であり、図８（Ｂ）は、基準画像の第２例を示す図である。

基準画像は、上述のレーザー加工装置２（第１のレーザー加工装置、つまり、調整対象のレーザー加工装置）とは異なる他のレーザー加工装置２（第２のレーザー加工装置、つまり、基準となるレーザー加工装置）を用いて、他の被加工物１１（第２の被加工物）を加工することにより得られた加工領域の画像である。

基準画像を得るには、まず、他のレーザー加工装置２（第２のレーザー加工装置）のチャックテーブル３２（第２のチャックテーブル）の保持面３２ａで他の被加工物１１を保持する。そして、他の被加工物１１の上面１１ａに、他のレーザー加工装置２が備える他のレーザー発振器６０ａ（第２のレーザー発振器）から出射されたレーザービームＬを照射する。

そして、上述の加工ステップ（Ｓ１０）と同様に、レーザービームＬの集光点を、高さ位置ｚ１からｚ９にそれぞれ位置付けて他の被加工物１１を加工する。高さ位置ｚｉとｚ（ｉ＋１）とは、各々同じ距離だけ離れている（但し、ｉは、１から８の自然数）。

レーザー加工装置２（第１のレーザー加工装置）と他のレーザー加工装置２（第２のレーザー加工装置）とでは、各チャックテーブル３２の保持面３２ａから基準位置（高さ位置ｚ５）までの距離が同じである。それゆえ、他のレーザー加工装置２の集光器６４（第２の集光器）の高さ位置ｚ１からｚ９は、レーザー加工装置２の集光器６４（第１の集光器）の高さ位置ｚ１からｚ９に対応する。

従って、レーザー加工装置２（第１のレーザー加工装置）と他のレーザー加工装置２（第２のレーザー加工装置）とにおいて、高さ位置ｚ５（基準位置）から高さ位置ｚ１（即ち、第１位置）までの距離は、共に所定距離Ｆであり、高さ位置ｚ５（基準位置）から高さ位置ｚ９（即ち、第２位置）までの距離は、共に所定距離Ｆである。

加工ステップ（Ｓ１０）後、上述の撮像ステップ（Ｓ２０）と同様に、他の被加工物１１の上面１１ａ側から他の被加工物１１の加工領域を撮像することで、基準画像が得られる。

図８（Ａ）に示す基準画像では、加工溝１９－１４（高さ位置ｚ４）、１９－１５（高さ位置ｚ５）及び１９－１６（高さ位置ｚ６）が貫通溝であり、発光体３８からの光は加工溝１９－１４、１９－１５及び１９－１６を通過している。これに対して、図８（Ｂ）に示す基準画像では、加工溝１９－２５（高さ位置ｚ５）のみが貫通溝である。

オペレーターは、加工結果画像と基準画像とにおいて、例えば、貫通溝の数を比較する。基準画像の第１例を用いる場合、オペレーターは、図７（Ｂ）の加工結果画像と、図８（Ａ）の基準画像とを比較する。また、基準画像の第２例を用いる場合、オペレーターは、図７（Ｂ）の加工結果画像と、図８（Ｂ）の基準画像とを比較する。

比較ステップ（Ｓ３０）の後、加工結果画像と基準画像との比較結果が所定の条件を満たすかどうかを、例えば、オペレーターが判定する（判定ステップ（Ｓ４０））。判定ステップ（Ｓ４０）での所定の条件は、例えば、貫通溝の数が同じであるということである。

加工結果画像と基準画像との比較結果が所定の条件を満たす（例えば、貫通溝の数が同じである）場合（Ｓ４０でＹＥＳ）、加工結果画像を得たレーザー加工装置２と、基準画像を得たレーザー加工装置２との間には、差異が無いと見なすことができる。

図７（Ｂ）に示す加工結果画像と、図８（Ａ）に示す基準画像の第１例とを比較する場合、両者の貫通溝の数は同じ（共に３本）であるので、所定の条件は満たされる。それゆえ、レーザービームＬの集光点の形状及び大きさは調整されず、レーザービームＬの調整は終了する。

これに対して、比較結果が所定の条件を満たさない（貫通溝の数が異なる）と判断された場合（Ｓ４０でＮＯ）、比較結果が所定の条件を満たす様に、集光状態調整ユニット６０ｂ（第１の集光状態調整ユニット）を調整する。これにより、レーザー加工装置２（第１のレーザー加工装置）が備えるレーザー発振器６０ａ（第１のレーザー発振器）から出射されたレーザービームＬの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを変更する（変更ステップ（Ｓ５０））。

図７（Ｂ）に示す加工結果画像と、図８（Ｂ）に示す基準画像の第２例とを比較する場合、両者の貫通溝の数は異なるので、所定の条件は満たされない。それゆえ、変更ステップ（Ｓ５０）を行う。

変更ステップ（Ｓ５０）では、例えば、オペレーターが、表示装置６８を介して制御部７０に指令を送る。そして、制御部７０が上述の移動機構等の動作を制御することにより、第１レンズＡ１及び第２レンズＡ２間の距離、第１のシリンドリカルレンズＢ１と第２のシリンドリカルレンズＢ２間の距離等が調整される。

これにより、レーザービームＬの集光点の大きさや形状が自動的に調整される。なお、Ｓ４０で、加工結果画像と基準画像との比較結果が所定の条件を満たさないと判定された場合、オペレーターが指令を送ること無く、制御部７０が、集光点の大きさや形状を自動的に調整してもよい。

但し、制御部７０が集光点の大きさや形状を自動的に調整するようにレーザー加工装置２が構成されていない場合には、オペレーターが、手作業で、第１レンズＡ１及び第２レンズＡ２間の距離等を調整してもよい。

変更ステップ（Ｓ５０）の後、他の被加工物１１又は同じ被加工物１１の未加工の領域を利用して、加工ステップ（Ｓ１０）、撮像ステップ（Ｓ２０）、比較ステップ（Ｓ３０）及び判定ステップ（Ｓ４０）を順次行う。判定ステップ（Ｓ４０）でＹＥＳの場合、レーザービームＬの調整は終了する。

しかし、判定ステップ（Ｓ４０）でＮＯの場合、再び、変更ステップ（Ｓ５０）、加工ステップ（Ｓ１０）、撮像ステップ（Ｓ２０）、比較ステップ（Ｓ３０）及び判定ステップ（Ｓ４０）を再度順次行う。このプロセスは、判定ステップ（Ｓ４０）でＹＥＳとなるまで繰り返される。

本実施形態では、比較結果が所定の条件を満たす様に、集光状態調整ユニット６０ｂを調整してレーザービームＬの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを変更するので、レーザー加工装置２間の差異を集光状態調整ユニット６０ｂで吸収できる。

それゆえ、各レーザー加工装置２で集光レンズ６４ａの中心のＺ軸方向の高さ位置を同じ高さ位置とすれば、どのレーザー加工装置２を使用しても同じ深さ（又は、同じ深さ及び同じ幅）の加工溝１９を形成できる。

また、各レーザー加工装置２で、集光レンズ６４ａを所定の基準位置からＺ軸方向に同じ移動距離だけ移動させれば、同じ所定深さの加工溝１９を形成できる。それゆえ、Ｚ軸方向の移動距離に対する被加工物１１の加工溝の深さを示す回帰直線等のグラフを作成する必要もない。

なお、加工ステップ（Ｓ１０）で形成される加工溝１９は、線状の貫通溝に限定されない。例えば、レーザービームＬのパルスの繰り返し周波数が１０ｋＨｚ、チャックテーブル３２のＸ軸方向の移動速度が３００ｍｍ／ｓの場合、線状の貫通溝ではなく、Ｘ軸方向に沿って離散的に並んだ複数の貫通孔が形成される。複数の貫通孔は、被加工物１１を上面１１ａ側から見た場合に、点線（ドットライン）状の貫通溝として視認される。

この様に、貫通溝が点線状の貫通溝となる場合、オペレーターは、比較ステップ（Ｓ３０）で、例えば、加工結果画像と基準画像とにおいて発光体３８からの光が通過する点線状の貫通溝のＹ軸方向の数を比較する。

ところで、画像比較部が比較する対象は、貫通溝の数に限定されない。画像比較部は、貫通溝の幅を比較してもよい。例えば、オペレーターは、加工結果画像及び基準画像において同じ高さ位置の集光器６４により形成された貫通溝の幅同士を比較する。また、画像比較部は、貫通溝の数を比較した上で、更に、貫通溝の幅を比較してもよい。

なお、判定ステップ（Ｓ４０）での所定の条件も、貫通溝の数が同じであることに限定されない。所定の条件は、加工結果画像及び基準画像において集光器６４のＺ軸方向の位置がそれぞれ同じ高さ位置に配置された貫通溝の幅同士が同じであることであってもよい。また、所定の条件は、貫通溝の数が同じであることに加えて、加工結果画像及び基準画像において同じ高さ位置の集光器６４により形成された貫通溝の幅同士が同じであることであってもよい。

次に第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るレーザー加工装置２の基本的な構成は、第１実施形態のレーザー加工装置２と同じである。それゆえ、第１実施形態のレーザー加工装置２と共通する構成要素には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、発光体３８を有するチャックテーブル３２に代えて、発光体３８を有さないチャックテーブル８２を用いる。チャックテーブル８２の表面側には、可視光を透過させないポーラスセラミックス等の多孔質材料で形成された円盤形状のポーラス板（不図示）が設けられている。

ポーラス板はチャックテーブル８２に形成された流路（不図示）を通じてエジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。吸引源が発生する負圧により、ポーラス板の表面（即ち、保持面８２ａ）には吸引力が発生する。

次に、第２実施形態に係る調整方法について説明する。まず、チャックテーブル８２で被加工物ユニット１７を保持し、被加工物１１（第１の被加工物）を加工する（加工ステップ（Ｓ１０））。但し、第２実施形態の加工ステップ（Ｓ１０）では、レーザービームＬの出力等を調節し、被加工物１１を貫通しない加工溝１９（即ち、ハーフカット溝）を形成する。

加工溝１９を形成する際には、集光器６４（即ち、集光レンズ６４ａ）のＺ軸方向の位置を所定の高さ位置（例えば、上述の高さ位置Ｚ１）とする。そして、被加工物１１の上面１１ａ側にレーザービームＬを照射しながら、Ｘ軸移動ユニット２０を用いて、集光器６４に対してチャックテーブル８２をＸ軸方向に移動させる。

次いで、集光レンズ６４ａのＺ軸方向の位置を所定距離だけ上方に移動させ、且つ、Ｙ軸方向に沿って所定距離だけチャックテーブル８２を移動させた上で、Ｘ軸方向に沿う線状の加工溝１９を形成する。同様にして、複数の加工溝１９（即ち、加工領域）を上面１１ａ側に順次形成する（図１０（Ａ）参照）。この様にして、例えば、集光器６４のＺ軸方向の高さ位置ｚ１からｚ９に対応する、加工溝１９－３１から１９－３９が形成される。

複数の加工溝１９－３１から１９－３９を形成する際の集光レンズ６４ａのデフォーカス量のうち、加工溝１９－３１及び１９－３９を形成する際のデフォーカス量は最大である。それゆえ、加工溝１９－３１及び１９－３９の溝の幅（Ｙ軸方向の長さ）は、複数の加工溝１９のうちで最も広くなり、加工溝１９－３１及び１９－３９の溝の深さは、複数の加工溝１９のうちで最も浅くなる。

加工溝１９－３２及び１９－３８を形成する際のデフォーカス量は、加工溝１９－３１及び１９－３９を形成する場合に比べて小さい。それゆえ、加工溝１９－３２及び１９－３８の溝の幅は、加工溝１９－３１及び１９－３９よりも狭くなり、加工溝１９－３２及び１９－３８の溝の深さは、加工溝１９－３１及び１９－３９よりも深くなる。

同様に、加工溝１９－３３及び１９－３７を形成する際のデフォーカス量は、加工溝１９－３２及び１９－３８を形成する場合に比べて小さい。それゆえ、加工溝１９－３３及び１９－３７の溝の幅は、加工溝１９－３２及び１９－３８よりも狭くなり、加工溝１９－３３及び１９－３７の溝の深さは、加工溝１９－３２及び１９－３８よりも深くなる。

また、加工溝１９－３４及び１９－３６を形成する際のデフォーカス量は、加工溝１９－３３及び１９－３７を形成する場合に比べて小さい。それゆえ、加工溝１９－３４及び１９－３６の溝の幅は、加工溝１９－３３及び１９－３７よりも狭くなる。

また、加工溝１９－３４及び１９－３６の溝の深さは、加工溝１９－３３及び１９－３７よりも深くなる。但し、加工溝１９－３４及び１９－３６は非貫通溝であり、加工溝１９－３４及び１９－３６の底部は、被加工物１１の下面１１ｂには達しない。

加工溝１９－３５を形成する際のデフォーカス量は、ゼロ（即ち、複数の加工溝１９のうち最小）である。それゆえ、加工溝１９－３５の溝の幅は、複数の加工溝１９－３１から１９－３９の幅のうちで最小となる。但し、第２実施形態では、加工溝１９－３５が非貫通溝となり、加工溝１９－３５の底部が被加工物１１の下面１１ｂに達しない。

加工ステップ（Ｓ１０）の後、保持面８２ａで被加工物１１を保持した状態で複数の加工溝１９を上面１１ａ側から撮像する（撮像ステップ（Ｓ２０））。撮像ステップ（Ｓ２０）では、撮像ユニット６６の近傍に配置された照明装置（不図示）から上面１１ａ側に光を照射し、その反射光を撮像ユニット６６で撮像する。

これにより、被加工物１１の加工結果画像を得る。図１０（Ａ）は、第２実施形態に係る加工後の被加工物１１を上面側から撮像する様子を示す図であり、図１０（Ｂ）は、第２実施形態に係る被加工物１１の加工領域の画像（即ち、加工結果画像）の例である。

撮像ステップ（Ｓ２０）の後、例えば、オペレーターが、予め得られた基準画像と加工結果画像とを比較する（比較ステップ（Ｓ３０））。オペレーターは、例えば、加工結果画像と基準画像とにおいて明度が所定値以下の加工溝１９（即ち、非貫通溝）の数を比較する。

図１０（Ｂ）に示す様に、比較的浅い加工溝１９－３１及び１９－３９では、明度は高くなり、画像では明るく表示される。これに対して、比較的深い加工溝１９－３５では、明度は低くなり、画像では暗く表示される。

比較ステップ（Ｓ３０）の後、例えば、オペレーターが、加工結果画像と基準画像との比較結果が所定の条件を満たすかどうかを判定する（判定ステップ（Ｓ４０））。第２実施形態の判定ステップ（Ｓ４０）の所定の条件は、加工結果画像のうち明度が所定値Ｇ以下の非貫通溝の数が、基準画像のうち明度が所定値Ｇ以下の非貫通溝の数と同じであることである。なお、明度が所定値Ｇ以下の加工溝１９の数が同じか否かを判定することは、明度が所定値Ｇよりも大きい加工溝１９の数が同じか否かを判定することでもある。

比較結果が所定の条件を満たす場合（Ｓ４０でＹＥＳ）、加工結果画像を得たレーザー加工装置２と、基準画像を得た他のレーザー加工装置２との間には、差異が無いと見なすことができる。それゆえ、レーザービームＬの集光点の形状及び大きさは調整されず、レーザービームＬの調整は終了する。

これに対して、比較結果が所定の条件を満たさないと判断された場合（Ｓ４０でＮＯ）、比較結果が所定の条件を満たす様に、集光状態調整ユニット６０ｂ（第１の集光状態調整ユニット）を調整する。これにより、レーザー発振器６０ａ（第１のレーザー発振器）から出射されたレーザービームＬの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを変更する（変更ステップ（Ｓ５０））。

変更ステップ（Ｓ５０）では、例えば、オペレーターが、表示装置６８を介して制御部７０に指令を送る。そして、制御部７０がビームエキスパンダ６０ｂ－１及びビーム形状修正ユニット６０ｂ－２の少なくともいずれかを自動的に調整する。

なお、オペレーターが指令を送ることなく、制御部７０が、加工結果画像と基準画像との差異に基づいて、ビームエキスパンダ６０ｂ－１及びビーム形状修正ユニット６０ｂ－２の少なくともいずれかを自動的に調整してもよい。また、オペレーターが、手作業で、ビームエキスパンダ６０ｂ－１及びビーム形状修正ユニット６０ｂ－２の少なくともいずれかを調整してもよい。

次いで、変更ステップ（Ｓ５０）の後、判定ステップ（Ｓ４０）でＹＥＳとなるまで、加工ステップ（Ｓ１０）、撮像ステップ（Ｓ２０）、比較ステップ（Ｓ３０）及び判定ステップ（Ｓ４０）は繰り返される。

ところで、比較ステップ（Ｓ３０）で比較する対象は、明度が所定値Ｇ以下の非貫通溝の数に限定されない。明度が所定値Ｇ以下の非貫通溝の幅が比較されてもよい。例えば、オペレーターは、加工結果画像及び基準画像において同じ高さ位置の集光器６４により形成された非貫通溝の幅同士を比較する。また、オペレーターは、明度が所定値Ｇ以下の非貫通溝の数を比較した上で、更に、非貫通溝の幅を比較してもよい。

また、判定ステップ（Ｓ４０）で採用される所定の条件は、明度が所定値Ｇ以下の非貫通溝の数が同じであることに限定されない。所定の条件は、加工結果画像及び基準画像において同じ高さ位置の集光器６４により形成された非貫通溝の幅同士が同じであることであってもよい。また、所定の条件は、明度が所定値Ｇ以下の非貫通溝の数が同じであることに加えて、加工結果画像及び基準画像において同じ高さ位置の集光器６４により形成され非貫通溝の幅同士が同じであることであってもよい。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、制御部７０が、基準画像と加工結果画像とを比較する画像比較部（不図示）を有する場合、制御部７０が比較ステップ（Ｓ３０）を行ってよい。この場合、画像比較部は、例えば、上述の記憶装置に記憶された画像を比較するプログラムである。

また、制御部７０が、画像比較部で比較された２つの画像が所定の条件を満たすか否か判定する判定部（不図示）を有する場合、制御部７０が判定ステップ（Ｓ４０）を行ってよい。この場合、判定部も、例えば、上述の記憶装置に記憶された所定の条件を満たすか否かを判定するプログラムである。

２ レーザー加工装置
４ 基台
１１ 被加工物
１１ａ 上面
１１ｂ 下面
１０ Ｙ軸移動ユニット
１２ Ｙ軸ガイドレール
１３ ダイシングテープ
１４ Ｙ軸移動テーブル
１５ 環状フレーム
１６ Ｙ軸ボールネジ
１７ 被加工物ユニット
１８ Ｙ軸パルスモータ
１９ 加工溝
２０ Ｘ軸移動ユニット
２２ Ｘ軸ガイドレール
２４ Ｘ軸移動テーブル
２６ Ｘ軸ボールネジ
２８ Ｘ軸パルスモータ
３０ 支持部材
３２ チャックテーブル
３２ａ 保持面
３２ｂ クランプユニット
３４ 保持部材
３４ａ 溝
３６ 枠体
３６ａ 凹部
３６ｂ 底部吸引路
３６ｃ 外周吸引路
３８ 発光体
４０ テーブル基台
４０ａ 吸引路
４２ 環状凸部
４４ 軸受
４６ ロッド
５０ 支持部
５２ Ｚ軸移動ユニット
５２ａ Ｚ軸移動板
５４ Ｚ軸パルスモータ
５６ ホルダ
６０ レーザービーム照射ユニット
６０ａ レーザー発振器
６０ｂ 集光状態調整ユニット
６０ｂ－１ ビームエキスパンダ
６０ｂ－２ ビーム形状修正ユニット
６０ｃ ミラー
６２ ケーシング
６４ 集光器
６４ａ 集光レンズ
６６ 撮像ユニット
６８ 表示装置
７０ 制御部
８２ チャックテーブル
８２ａ 保持面
Ａ１ 第１レンズ
Ａ２ 第２レンズ
Ｂ１ 第１のシリンドリカルレンズ
Ｂ２ 第２のシリンドリカルレンズ
Ｃ１ 第１方向
Ｃ２ 第２方向
Ｃ３ 第３方向
Ｄ１，Ｄ２ 直径
Ｅ１、Ｅ２ 長さ
Ｆ 所定距離
Ｇ 所定値
Ｌ レーザービーム
Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２ 集光点
Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２ 高さ位置
ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５，ｚ６，ｚ７，ｚ８，ｚ９ 高さ位置

Claims (5)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該被加工物に吸収される波長のレーザービームを出射させるレーザー発振器と、該レーザー発振器から出射された該レーザービームを集光する集光器と、該レーザー発振器と該集光器との間に配置され、該レーザービームの集光状態を調整する集光状態調整ユニットと、をそれぞれ備える第１のレーザー加工装置及び第２のレーザー加工装置のうち、該第１のレーザー加工装置において、該被加工物に照射される該レーザービームの集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを調整する調整方法であって、
   該第１のレーザー加工装置が備える第１のチャックテーブルの保持面に保持された第１の被加工物の上面に該第１のレーザー加工装置が備える第１のレーザー発振器から出射された該レーザービームの該集光点が位置付けられる基準位置と、該上面よりも下方に該集光点が位置付けられる第１位置であって該基準位置よりも所定距離だけ該保持面に近い該第１位置と、該上面よりも上方に該集光点が位置付けられる第２位置であって該基準位置よりも該所定距離だけ該保持面から遠い該第２位置と、のそれぞれに該第１のレーザー加工装置の第１の集光器を位置付けて該レーザービームを照射することで該第１の被加工物を加工する加工ステップと、
   該加工ステップで加工された該第１の被加工物の加工領域を該上面側から撮像して加工結果画像を得る撮像ステップと、
   該第２のレーザー加工装置が備える第２のチャックテーブルの保持面に保持された第２の被加工物の上面に該第２のレーザー加工装置が備える第２のレーザー発振器から出射された該レーザービームの該集光点が位置付けられる基準位置と、該上面よりも下方に該集光点が位置付けられる第１位置であって該基準位置よりも所定距離だけ該保持面に近い該第１位置と、該上面よりも上方に該集光点が位置付けられる第２位置であって該基準位置よりも該所定距離だけ該保持面から遠い該第２位置と、のそれぞれに該第２のレーザー加工装置の第２の集光器を位置付けて該レーザービームを照射することで加工された該第２の被加工物の加工領域を該上面側から撮像して得られた基準画像と、該加工結果画像とを比較する比較ステップと、
   該加工結果画像と該基準画像との比較結果が所定の条件を満たすかどうかを判定する判定ステップと、
   該比較結果が該所定の条件を満たさないと判定された場合に、該比較結果が該所定の条件を満たす様に、該第１のレーザー加工装置の第１の集光状態調整ユニットを調整して該第１のレーザー発振器から出射された該レーザービームの該集光点の形状及び大きさの少なくともいずれかを変更する変更ステップと、
   を備えることを特徴とする調整方法。
2. 該第１のチャックテーブル及び該第２のチャックテーブルの各々は、枠体と、該枠体の上面側に配置され可視光に対して透明又は半透明な保持面を有する保持部材と、該保持面の下方に配置された発光体と、を備え、
   該加工ステップでは、該レーザービームを照射することで、該第１の被加工物を貫通し該発光体からの光を通過させる貫通溝を形成し、
   該撮像ステップでは、該第１のチャックテーブルの該保持面で該第１の被加工物を保持し、該発光体を点灯した状態で該貫通溝を該上面側から撮像することで該加工結果画像を得て、
   該判定ステップの該所定の条件は、該加工結果画像の該貫通溝の数が、該基準画像の該貫通溝の数と同じであることを特徴とする、請求項１に記載の調整方法。
3. 該加工ステップでは、該レーザービームを照射することで、該第１の被加工物を貫通しない非貫通溝を形成し、
   該撮像ステップでは、該第１のチャックテーブルの該保持面で該第１の被加工物を保持した状態で該第１の被加工物の該加工領域を該第１の被加工物の該上面側から撮像することで該加工結果画像を得て、
   該判定ステップの該所定の条件は、該加工結果画像において明度が所定値以下の非貫通溝の数が、該基準画像において明度が所定値以下の非貫通溝の数と同じであることを特徴とする、請求項１に記載の調整方法。
4. 該集光状態調整ユニットは、ビームエキスパンダを含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の調整方法。
5. 該集光状態調整ユニットは、シリンドリカルレンズを含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の調整方法。

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