JP7219590B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus.

特許文献1には、ワークを保持する保持機構と、保持機構に保持されたワークにレーザ光を照射するレーザ照射機構と、を備えるレーザ加工装置が記載されている。特許文献1に記載のレーザ加工装置では、集光レンズを有するレーザ照射機構が基台に対して固定されており、集光レンズの光軸に垂直な方向に沿ったワークの移動が保持機構によって実施される。 Patent Literature 1 describes a laser processing apparatus that includes a holding mechanism that holds a work and a laser irradiation mechanism that irradiates the work held by the holding mechanism with a laser beam. In the laser processing apparatus described in Patent Document 1, a laser irradiation mechanism having a condenser lens is fixed to a base, and movement of the workpiece along the direction perpendicular to the optical axis of the condenser lens is controlled by the holding mechanism. be implemented.

特許第5456510号公報Japanese Patent No. 5456510

ところで、上述したようなレーザ加工装置にあっては、スループットの向上のためには、例えば、保持機構によるワークの移動速度を増大させることが考えられる。しかしながら、ワークの移動速度を増大させようとしても、ワークの移動が、目標の速度での等速移動に達するまでに要する加速時間も増大する。このため、ワークの移動速度の増大では、一定以上のスループットの向上が困難である。このように、上記技術分野においては、スループットの向上が望まれている。その一方で、レーザ加工の成否を非破壊にて確認する要望もある。 By the way, in order to improve the throughput of the laser processing apparatus as described above, it is conceivable, for example, to increase the moving speed of the workpiece by the holding mechanism. However, even if an attempt is made to increase the movement speed of the work, the acceleration time required for the movement of the work to reach uniform movement at the target speed also increases. For this reason, it is difficult to improve the throughput beyond a certain level by increasing the moving speed of the workpiece. Thus, in the above technical field, an improvement in throughput is desired. On the other hand, there is also a demand for non-destructive confirmation of the success or failure of laser processing.

本発明は、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus capable of non-destructively confirming the success or failure of laser processing while improving throughput.

本発明に係るレーザ加工装置は、第1方向に沿って移動可能とされ、第1方向及び第1方向に交差する第2方向に沿って対象物を支持するための支持部と、第2方向に沿って互いに対向するように配置され、支持部に支持された対象物にレーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドと、第1レーザ加工ヘッドが取り付けられ、第1方向及び第2方向に交差する第3方向と第2方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第1取付部と、第2レーザ加工ヘッドが取り付けられ、第2方向と及び第3方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第2取付部と、第1取付部に取り付けられており、対象物を透過する光により対象物を撮像する撮像ユニットと、を備える。 A laser processing apparatus according to the present invention includes: a support section that is movable along a first direction and supports an object along the first direction and a second direction that intersects the first direction; A first laser processing head and a second laser processing head for irradiating a laser beam to an object supported by a support portion, and a first laser processing head are attached so as to face each other along the A first mounting portion movable along each of a third direction and a second direction intersecting the first direction and the second direction, and a second laser processing head are mounted, and the second direction and the third direction are mounted. and an imaging unit attached to the first mounting portion for capturing an image of an object using light passing through the object.

この装置においては、対象物を支持する支持部上に、互に対向するように第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドが配置されている。そして、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドは、それぞれ、第1取付部及び第2取付部を介して、互に交差する2方向に独立して移動可能とされている。このため、対象物の2つの箇所において、互に独立して、レーザ光のスキャンによりレーザ加工を行うことが可能となる。よって、スループットの向上が図られる。 In this apparatus, a first laser processing head and a second laser processing head are arranged so as to face each other on a support that supports an object. The first laser processing head and the second laser processing head are independently movable in two mutually intersecting directions via the first mounting portion and the second mounting portion, respectively. Therefore, it is possible to perform laser processing by scanning laser beams independently of each other at two locations on the object. Therefore, throughput can be improved.

また、第1レーザ加工ヘッドの移動を担う第1取付部には、対象物を透過する光により対象物を撮像する撮像ユニットがさらに取り付けられている。したがって、例えば、第2レーザ加工ヘッドによるレーザ加工を実施している間に、撮像ユニットにより対象物の別の箇所を撮像できる。よって、スループットの低下を抑制しつつ、非破壊にてレーザ加工の状態を確認できる。つまり、この装置によれば、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。 Further, an image pickup unit that picks up an image of an object using light that passes through the object is further attached to the first attachment portion responsible for moving the first laser processing head. Therefore, for example, while laser processing is being performed by the second laser processing head, it is possible to image another part of the object with the imaging unit. Therefore, it is possible to check the state of laser processing in a non-destructive manner while suppressing a decrease in throughput. In other words, according to this device, it is possible to confirm the success or failure of laser processing in a non-destructive manner while improving the throughput.

本発明に係るレーザ加工装置は、支持部、第1取付部、及び、第2取付部の移動と、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドからのレーザ光の照射と、撮像ユニットによる対象物の撮像と、を制御する制御部をさらに備え、対象物には、第1方向に沿って延びると共に第2方向に沿って配列された複数のラインが設定されており、制御部は、複数のラインの一のラインに対して第1レーザ加工ヘッドからのレーザ光を第1方向にスキャンする第1スキャン処理と、複数のラインのうちの別のラインに対して第2レーザ加工ヘッドからのレーザ光を第1方向にスキャンする第2スキャン処理とを少なくとも一部の時間において重複して実行すると共に、第2スキャン処理のみを実行しているときに、加工が完了したラインを含む対象物の領域を撮像ユニットにより撮像する撮像処理と、を実行してもよい。このように、第1スキャン処理と第2スキャン処理とを重複して実行することにより、スループットの向上が図られる。また、第2スキャン処理のみが行われているタイミングにおいて、第1レーザ加工ヘッドと共に移動可能な撮像ユニットを制御して撮像処理を行うことができる。よって、より確実に、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。 The laser processing apparatus according to the present invention includes movements of a support portion, a first mounting portion, and a second mounting portion, irradiation of laser light from the first laser processing head and the second laser processing head, and movement of an object by an imaging unit. a plurality of lines extending in the first direction and arranged in the second direction are set on the object; and the control unit includes a plurality of A first scanning process of scanning the laser beam from the first laser processing head in the first direction with respect to one line of the lines, and a second laser processing head with respect to another line of the plurality of lines A second scanning process for scanning a laser beam in a first direction overlaps at least part of the time, and an object including a line that has been processed while only the second scanning process is being performed and an image capturing process of capturing an image of the area by the image capturing unit. By performing the first scan process and the second scan process in duplicate in this manner, the throughput can be improved. Moreover, at the timing when only the second scanning process is being performed, the imaging process can be performed by controlling the imaging unit movable together with the first laser processing head. Therefore, it is possible to confirm the success or failure of laser processing in a non-destructive manner while improving the throughput more reliably.

本発明に係るレーザ加工装置においては、制御部は、撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において対象物に改質領域及び/又は亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行うと共に、当該判定の結果、規定に沿って改質領域及び/又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインに沿ったレーザ光のスキャンを再度行う補助加工処理を実行してもよい。この場合、補助加工処理によって、加工ミスが補われる。 In the laser processing apparatus according to the present invention, the control unit determines whether or not the modified region and/or cracks are formed in the object in the region according to the regulations, based on the image obtained by the imaging process. Along with making a judgment, as a result of the judgment, if it is judged that the modified region and / or cracks are not formed according to the regulations, at least the auxiliary processing to scan the laser light along the line again may be executed. In this case, the auxiliary machining process compensates for the machining error.

本発明に係るレーザ加工装置においては、制御部は、複数のラインのうちの対象物の第2方向の一方の端部に位置するラインから第2方向の内側のラインに向けて順に第1スキャン処理を実行しつつ、複数のラインのうちの対象物の第2方向の他方の端部に位置するラインから第2方向の内側のラインに向けて順に第2スキャン処理を実行する主加工処理を実行してもよい。このように、主加工処理において、第2方向における対象物の対照的な位置のラインから順に第1スキャン処理及び第2スキャン処理を実行することにより、レーザ光の集光点の対象物に対する第1方向に沿った相対移動の無駄が省かれ、スループットがより向上される。 In the laser processing apparatus according to the present invention, the control unit sequentially performs a first scan from a line located at one end of the object in the second direction among the plurality of lines toward a line inside the second direction. a main processing process of sequentially executing a second scan process from a line positioned at the other end of the object in the second direction among the plurality of lines toward lines inside the second direction while executing the process; may be executed. In this way, in the main processing, by executing the first scanning process and the second scanning process in order from the line of the symmetrical position of the object in the second direction, The waste of relative movement along one direction is eliminated, and the throughput is further improved.

本発明に係るレーザ加工装置においては、制御部は、主加工処理において、第1レーザ加工ヘッドと第2レーザ加工ヘッドとが第2方向について最接近したときに、第1レーザ加工ヘッドを退避させつつ第2スキャン処理を続行すると共に、撮像処理を実行してもよい。この場合、第1レーザ加工ヘッドと第2レーザ加工ヘッドとを最大限に活用してスループットを向上しつつ、非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。 In the laser processing apparatus according to the present invention, the control unit retracts the first laser processing head when the first laser processing head and the second laser processing head are closest in the second direction in the main processing. While continuing the second scanning process, the imaging process may be executed. In this case, it is possible to check the success or failure of laser processing in a non-destructive manner while improving the throughput by maximally utilizing the first laser processing head and the second laser processing head.

本発明によれば、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能なレーザ加工装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser processing apparatus which can confirm the success or failure of laser processing nondestructively can be provided, improving a throughput.

一実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view of the laser processing apparatus of one Embodiment. 図1に示されるレーザ加工装置の一部分の正面図である。2 is a front view of a portion of the laser processing apparatus shown in FIG. 1; FIG. 図1に示されるレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドの正面図である。FIG. 2 is a front view of a laser processing head of the laser processing apparatus shown in FIG. 1; 図3に示されるレーザ加工ヘッドの側面図である。4 is a side view of the laser processing head shown in FIG. 3; FIG. 図3に示されるレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。4 is a configuration diagram of an optical system of the laser processing head shown in FIG. 3; FIG. 変形例のレーザ加工ヘッドの光学系の構成図である。It is a block diagram of the optical system of the laser processing head of a modification. 変形例のレーザ加工装置の一部分の正面図である。It is a partial front view of the laser processing apparatus of a modification. レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。It is a typical top view which shows operation|movement of a laser processing apparatus. レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。It is a typical top view which shows operation|movement of a laser processing apparatus. レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。It is a typical top view which shows operation|movement of a laser processing apparatus. レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。It is a typical top view which shows operation|movement of a laser processing apparatus. レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。It is a typical top view which shows operation|movement of a laser processing apparatus. レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。It is a typical top view which shows operation|movement of a laser processing apparatus. レーザ加工装置の動作を示す模式的な断面図である。It is a typical sectional view showing operation of a laser processing device. 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an attachment part and a laser processing head. 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an attachment part and a laser processing head. 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an attachment part and a laser processing head. 取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an attachment part and a laser processing head.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[レーザ加工装置の構成]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
[Configuration of laser processing device]

図1に示されるように、レーザ加工装置1は、複数の移動機構5,6と、支持部7と、1対のレーザ加工ヘッド(第1レーザ加工ヘッド、第2レーザ加工ヘッド)10A,10Bと、光源ユニット8と、制御部9と、を備えている。以下、第1方向をX方向、第1方向に垂直な第2方向をY方向、第1方向及び第2方向に垂直な第3方向をZ方向という。本実施形態では、X方向及びY方向は水平方向であり、Z方向は鉛直方向である。 As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a plurality of moving mechanisms 5 and 6, a support portion 7, and a pair of laser processing heads (first laser processing head and second laser processing head) 10A and 10B. , a light source unit 8 , and a control unit 9 . Hereinafter, the first direction will be referred to as the X direction, the second direction perpendicular to the first direction will be referred to as the Y direction, and the third direction perpendicular to the first and second directions will be referred to as the Z direction. In this embodiment, the X and Y directions are horizontal and the Z direction is vertical.

移動機構5は、固定部51と、移動部53と、取付部55と、を有している。固定部51は、装置フレーム1aに取り付けられている。移動部53は、固定部51に設けられたレールに取り付けられており、Y方向に沿って移動することができる。取付部55は、移動部53に設けられたレールに取り付けられており、X方向に沿って移動することができる。 The moving mechanism 5 has a fixed portion 51 , a moving portion 53 and a mounting portion 55 . The fixing portion 51 is attached to the device frame 1a. The moving part 53 is attached to a rail provided on the fixed part 51 and can move along the Y direction. The attachment portion 55 is attached to a rail provided on the moving portion 53 and can move along the X direction.

移動機構6は、固定部61と、1対の移動部(第1移動部、第2移動部)63,64と、1対の取付部(第1取付部、第2取付部)65,66と、を有している。固定部61は、装置フレーム1aに取り付けられている。1対の移動部63,64のそれぞれは、固定部61に設けられたレールに取り付けられており、それぞれが独立して、Y方向に沿って移動することができる。取付部65は、移動部63に設けられたレールに取り付けられており、Z方向に沿って移動することができる。取付部66は、移動部64に設けられたレールに取り付けられており、Z方向に沿って移動することができる。つまり、装置フレーム1aに対しては、1対の取付部65,66のそれぞれが、Y方向及びZ方向のそれぞれに沿って移動することができる。 The moving mechanism 6 includes a fixed portion 61, a pair of moving portions (first moving portion, second moving portion) 63, 64, and a pair of mounting portions (first mounting portion, second mounting portion) 65, 66. and have The fixed part 61 is attached to the device frame 1a. Each of the pair of moving parts 63 and 64 is attached to a rail provided on the fixed part 61 and can move independently along the Y direction. The attachment portion 65 is attached to a rail provided on the moving portion 63 and can move along the Z direction. The attachment portion 66 is attached to a rail provided on the moving portion 64 and can move along the Z direction. That is, each of the pair of mounting portions 65 and 66 can move along the Y direction and the Z direction with respect to the device frame 1a.

支持部7は、移動機構5の取付部55に設けられた回転軸に取り付けられており、Z方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。つまり、支持部7は、X方向及びY方向のそれぞれに沿って移動することができ、Z方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。支持部7は、X方向及びY方向に沿って対象物100を支持する。対象物100は、例えば、ウェハである。 The support portion 7 is attached to a rotation shaft provided in the attachment portion 55 of the moving mechanism 5, and can rotate around an axis line parallel to the Z direction. That is, the support portion 7 can move along each of the X direction and the Y direction, and can rotate about an axis line parallel to the Z direction. The support section 7 supports the target object 100 along the X direction and the Y direction. Object 100 is, for example, a wafer.

図1及び図2に示されるように、レーザ加工ヘッド10A(例えば第1レーザ加工ヘッド)は、移動機構6の取付部65に取り付けられている。レーザ加工ヘッド10Aは、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100にレーザ光(第1レーザ光)L1を照射するためのものである。レーザ加工ヘッド10B(例えば第2レーザ加工ヘッド)は、移動機構6の取付部66に取り付けられている。レーザ加工ヘッド10Bは、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100にレーザ光(第2レーザ光)L2を照射するためのものである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing head 10A (for example, the first laser processing head) is attached to the attachment portion 65 of the moving mechanism 6. As shown in FIG. The laser processing head 10A is for irradiating the target object 100 supported by the support portion 7 with a laser beam (first laser beam) L1 while facing the support portion 7 in the Z direction. A laser processing head 10</b>B (for example, a second laser processing head) is attached to the attachment portion 66 of the moving mechanism 6 . The laser processing head 10B is for irradiating the target object 100 supported by the support portion 7 with a laser beam (second laser beam) L2 while facing the support portion 7 in the Z direction.

光源ユニット8は、1対の光源81,82を有している。光源81は、レーザ光L1を出力する。レーザ光L1は、光源81の出射部81aから出射され、光ファイバ2によってレーザ加工ヘッド10Aに導光される。光源82は、レーザ光L2を出力する。レーザ光L2は、光源82の出射部82aから出射され、別の光ファイバ2によってレーザ加工ヘッド10Bに導光される。 The light source unit 8 has a pair of light sources 81 and 82 . The light source 81 outputs laser light L1. The laser beam L1 is emitted from the emitting portion 81a of the light source 81 and guided to the laser processing head 10A by the optical fiber 2. As shown in FIG. The light source 82 outputs laser light L2. The laser beam L2 is emitted from the emitting portion 82a of the light source 82 and guided to the laser processing head 10B by another optical fiber 2. As shown in FIG.

制御部9は、レーザ加工装置1の各部(複数の移動機構5,6、1対のレーザ加工ヘッド10A,10B、及び光源ユニット8等)を制御する。制御部9は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部9では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア(プログラム)が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部9は、各種機能を実現する。 The controller 9 controls each part of the laser processing apparatus 1 (a plurality of moving mechanisms 5 and 6, a pair of laser processing heads 10A and 10B, a light source unit 8, and the like). The control unit 9 is configured as a computer device including a processor, memory, storage, communication device, and the like. In the control unit 9, the software (program) loaded into the memory or the like is executed by the processor, and the reading and writing of data in the memory and storage and the communication by the communication device are controlled by the processor. Thereby, the control part 9 implement|achieves various functions.

以上のように構成されたレーザ加工装置1による加工の一例について説明する。当該加工の一例は、ウェハである対象物100を複数のチップに切断するために、格子状に設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物100の内部に改質領域を形成する例である。 An example of processing by the laser processing apparatus 1 configured as above will be described. An example of the processing is an example of forming modified regions inside the object 100 along each of a plurality of lines set in a grid pattern in order to cut the object 100, which is a wafer, into a plurality of chips. be.

まず、対象物100を支持している支持部7がZ方向において1対のレーザ加工ヘッド10A,10Bと対向するように、移動機構5が、X方向及びY方向のそれぞれに沿って支持部7を移動させる。続いて、対象物100において一方向に延在する複数のラインがX方向に沿うように、移動機構5が、Z方向に平行な軸線を中心線として支持部7を回転させる。 First, the moving mechanism 5 moves the support part 7 along each of the X direction and the Y direction so that the support part 7 supporting the object 100 faces the pair of laser processing heads 10A and 10B in the Z direction. to move. Subsequently, the moving mechanism 5 rotates the support part 7 around an axis line parallel to the Z direction so that a plurality of lines extending in one direction on the object 100 are along the X direction.

続いて、一方向に延在する一のライン上にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、一方向に延在する他のライン上にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。続いて、対象物100の内部にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、対象物100の内部にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。 Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the focal point of the laser beam L1 is positioned on one line extending in one direction. On the other hand, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the focal point of the laser beam L2 is positioned on another line extending in one direction. Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the focal point of the laser beam L1 is located inside the object 100. FIG. On the other hand, the movement mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focal point of the laser beam L2 is located inside the object 100. FIG.

続いて、光源81がレーザ光L1を出力してレーザ加工ヘッド10Aが対象物100にレーザ光L1を照射すると共に、光源82がレーザ光L2を出力してレーザ加工ヘッド10Bが対象物100にレーザ光L2を照射する。それと同時に、一方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光L1の集光点が相対的に移動し(レーザ光L1がスキャンされ)且つ一方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光L2の集光点が相対的に移動する(レーザ光L2がスキャンされる)ように、移動機構5が、X方向に沿って支持部7を移動させる。このようにして、レーザ加工装置1は、対象物100において一方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物100の内部に改質領域を形成する。 Subsequently, the light source 81 outputs the laser beam L1, the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser beam L1, and the light source 82 outputs the laser beam L2, and the laser processing head 10B irradiates the object 100 with the laser beam. Light L2 is emitted. At the same time, the focal point of the laser beam L1 relatively moves along one line extending in one direction (the laser beam L1 is scanned), and the laser beam moves along another line extending in one direction. The moving mechanism 5 moves the support portion 7 along the X direction so that the condensing point of the light L2 moves relatively (the laser light L2 is scanned). In this manner, the laser processing apparatus 1 forms modified regions inside the object 100 along each of a plurality of lines extending in one direction on the object 100 .

続いて、対象物100において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインがX方向に沿うように、移動機構5が、Z方向に平行な軸線を中心線として支持部7を回転させる。 Subsequently, the moving mechanism 5 rotates the support part 7 about an axis line parallel to the Z direction so that a plurality of lines extending in the other direction orthogonal to the one direction on the object 100 are along the X direction. .

続いて、他方向に延在する一のライン上にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、他方向に延在する他のライン上にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。続いて、対象物100の内部にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、対象物100の内部にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。 Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the focal point of the laser beam L1 is positioned on one line extending in the other direction. On the other hand, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the focal point of the laser beam L2 is positioned on another line extending in the other direction. Subsequently, the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the focal point of the laser beam L1 is located inside the object 100. FIG. On the other hand, the movement mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focal point of the laser beam L2 is located inside the object 100. FIG.

続いて、光源81がレーザ光L1を出力してレーザ加工ヘッド10Aが対象物100にレーザ光L1を照射すると共に、光源82がレーザ光L2を出力してレーザ加工ヘッド10Bが対象物100にレーザ光L2を照射する。それと同時に、他方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光L1の集光点が相対的に移動し(レーザ光L1がスキャンされ)且つ他方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光L2の集光点が相対的に移動する(レーザ光L2がスキャンされる)ように、移動機構5が、X方向に沿って支持部7を移動させる。このようにして、レーザ加工装置1は、対象物100において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物100の内部に改質領域を形成する。 Subsequently, the light source 81 outputs the laser beam L1, the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser beam L1, and the light source 82 outputs the laser beam L2, and the laser processing head 10B irradiates the object 100 with the laser beam. Light L2 is emitted. At the same time, the focal point of the laser beam L1 relatively moves (the laser beam L1 is scanned) along one line extending in the other direction, and the laser beam L1 moves along another line extending in the other direction. The moving mechanism 5 moves the support portion 7 along the X direction so that the condensing point of the light L2 moves relatively (the laser light L2 is scanned). In this manner, the laser processing apparatus 1 forms modified regions inside the object 100 along each of a plurality of lines extending in the other direction orthogonal to the one direction in the object 100 .

なお、上述した加工の一例では、光源81は、例えばパルス発振方式によって、対象物100に対して透過性を有するレーザ光L1を出力し、光源82は、例えばパルス発振方式によって、対象物100に対して透過性を有するレーザ光L2を出力する。そのようなレーザ光が対象物100の内部に集光されると、レーザ光の集光点に対応する部分においてレーザ光が特に吸収され、対象物100の内部に改質領域が形成される。改質領域は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。 In the example of processing described above, the light source 81 outputs a laser beam L1 having transparency to the object 100 by, for example, a pulse oscillation method, and the light source 82 emits laser light L1 to the object 100 by, for example, a pulse oscillation method. A laser beam L2 having transparency to the laser beam is output. When such laser light is focused inside the object 100 , the laser light is particularly absorbed in a portion corresponding to the focal point of the laser light, and a modified region is formed inside the object 100 . A modified region is a region that differs in density, refractive index, mechanical strength, or other physical properties from the surrounding unmodified region. Modified regions include, for example, a melting process region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like.

パルス発振方式によって出力されたレーザ光が対象物100に照射され、対象物100に設定されたラインに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動させられると、複数の改質スポットがラインに沿って1列に並ぶように形成される。1つの改質スポットは、1パルスのレーザ光の照射によって形成される。1列の改質領域は、1列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物100に対するレーザ光の集光点の相対的な移動速度及びレーザ光の繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
[レーザ加工ヘッドの構成]
When the object 100 is irradiated with the laser beam output by the pulse oscillation method, and the focal point of the laser beam is relatively moved along the line set on the object 100, a plurality of modified spots are formed into a line. are arranged in a row along the One modified spot is formed by one pulse of laser light irradiation. A row of modified regions is a set of a plurality of modified spots arranged in a row. Adjacent modified spots may be connected to each other or separated from each other depending on the relative moving speed of the focal point of the laser light with respect to the object 100 and the repetition frequency of the laser light.
[Configuration of laser processing head]

図3及び図4に示されるように、レーザ加工ヘッド10Aは、筐体(例えば第1筐体)11と、入射部12と、調整部13と、集光部(例えば第1集光部)14と、を備えている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the laser processing head 10A includes a housing (e.g., first housing) 11, an incident section 12, an adjusting section 13, and a condensing section (e.g., first condensing section). 14 and.

筐体11は、第1壁部21及び第2壁部22、第3壁部23及び第4壁部24、並びに、第5壁部25及び第6壁部26を有している。第1壁部21及び第2壁部22は、X方向において互いに対向している。第3壁部23及び第4壁部24は、Y方向において互いに対向している。第5壁部25及び第6壁部26は、Z方向において互いに対向している。 The housing 11 has a first wall portion 21 and a second wall portion 22 , a third wall portion 23 and a fourth wall portion 24 , and a fifth wall portion 25 and a sixth wall portion 26 . The first wall portion 21 and the second wall portion 22 face each other in the X direction. The third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 face each other in the Y direction. The fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26 face each other in the Z direction.

第3壁部23と第4壁部24との距離は、第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さい。第1壁部21と第2壁部22との距離は、第5壁部25と第6壁部26との距離よりも小さい。なお、第1壁部21と第2壁部22との距離は、第5壁部25と第6壁部26との距離と等しくてもよいし、或いは、第5壁部25と第6壁部26との距離よりも大きくてもよい。 The distance between the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 is smaller than the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22 . The distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22 is smaller than the distance between the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26 . The distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22 may be equal to the distance between the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26, or the distance between the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion may be the same. It may be larger than the distance from the portion 26 .

レーザ加工ヘッド10Aでは、第1壁部21は、移動機構6の固定部61側に位置しており、第2壁部22は、固定部61とは反対側に位置している。第3壁部23は、移動機構6の取付部65側に位置しており、第4壁部24は、取付部65とは反対側であってレーザ加工ヘッド10B側に位置している(図2参照)。すなわち、第4壁部24は、レーザ加工ヘッド10Bの筐体(第2筐体)にY方向に沿って対向する対向壁部である。第5壁部25は、支持部7とは反対側に位置しており、第6壁部26は、支持部7側に位置している。 In the laser processing head 10</b>A, the first wall portion 21 is positioned on the fixed portion 61 side of the moving mechanism 6 , and the second wall portion 22 is positioned on the opposite side of the fixed portion 61 . The third wall portion 23 is located on the mounting portion 65 side of the moving mechanism 6, and the fourth wall portion 24 is located on the side opposite to the mounting portion 65 and on the laser processing head 10B side (Fig. 2). That is, the fourth wall portion 24 is a facing wall portion that faces the housing (second housing) of the laser processing head 10B along the Y direction. The fifth wall portion 25 is located on the side opposite to the support portion 7, and the sixth wall portion 26 is located on the support portion 7 side.

筐体11は、第3壁部23が移動機構6の取付部65側に配置された状態で筐体11が取付部65に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部65は、ベースプレート65aと、取付プレート65bと、を有している。ベースプレート65aは、移動部63に設けられたレールに取り付けられている(図2参照)。取付プレート65bは、ベースプレート65aにおけるレーザ加工ヘッド10B側の端部に立設されている(図2参照)。筐体11は、第3壁部23が取付プレート65bに接触した状態で、台座27を介してボルト28が取付プレート65bに螺合されることで、取付部65に取り付けられている。台座27は、第1壁部21及び第2壁部22のそれぞれに設けられている。筐体11は、取付部65に対して着脱可能である。 The housing 11 is configured such that the housing 11 is attached to the mounting portion 65 with the third wall portion 23 arranged on the mounting portion 65 side of the moving mechanism 6 . Specifically, it is as follows. The mounting portion 65 has a base plate 65a and a mounting plate 65b. The base plate 65a is attached to a rail provided on the moving portion 63 (see FIG. 2). The mounting plate 65b is erected at the end of the base plate 65a on the side of the laser processing head 10B (see FIG. 2). The housing 11 is attached to the mounting portion 65 by screwing the bolt 28 into the mounting plate 65b via the pedestal 27 while the third wall portion 23 is in contact with the mounting plate 65b. The pedestal 27 is provided on each of the first wall portion 21 and the second wall portion 22 . The housing 11 can be attached to and detached from the attachment portion 65 .

入射部12は、第5壁部25に取り付けられている。入射部12は、筐体11内にレーザ光L1を入射させる。入射部12は、X方向においては第2壁部22側(一方の壁部側)に片寄っており、Y方向においては第4壁部24側に片寄っている。つまり、X方向における入射部12と第2壁部22との距離は、X方向における入射部12と第1壁部21との距離よりも小さく、Y方向における入射部12と第4壁部24との距離は、X方向における入射部12と第3壁部23との距離よりも小さい。 The incidence section 12 is attached to the fifth wall section 25 . The incident part 12 causes the laser beam L<b>1 to enter the housing 11 . The incident portion 12 is biased toward the second wall portion 22 (one wall portion) in the X direction, and biased toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. That is, the distance between the incident portion 12 and the second wall portion 22 in the X direction is smaller than the distance between the incident portion 12 and the first wall portion 21 in the X direction, and the distance between the incident portion 12 and the fourth wall portion 24 in the Y direction is smaller. is smaller than the distance between the entrance portion 12 and the third wall portion 23 in the X direction.

入射部12は、光ファイバ2の接続端部2aが接続可能となるように構成されている。光ファイバ2の接続端部2aには、ファイバの出射端から出射されたレーザ光L1をコリメートするコリメータレンズが設けられており、戻り光を抑制するアイソレータが設けられていない。当該アイソレータは、接続端部2aよりも光源81側であるファイバの途中に設けられている。これにより、接続端部2aの小型化、延いては、入射部12の小型化が図られている。なお、光ファイバ2の接続端部2aにアイソレータが設けられていてもよい。 The incident portion 12 is configured so that the connection end portion 2a of the optical fiber 2 can be connected. The connection end 2a of the optical fiber 2 is provided with a collimator lens for collimating the laser light L1 emitted from the output end of the fiber, and is not provided with an isolator for suppressing return light. The isolator is provided in the middle of the fiber on the light source 81 side of the connection end 2a. Thereby, miniaturization of the connecting end portion 2a, and further miniaturization of the incident portion 12 is achieved. An isolator may be provided at the connection end portion 2a of the optical fiber 2. FIG.

調整部13は、筐体11内に配置されている。調整部13は、入射部12から入射したレーザ光L1を調整する。調整部13の詳細については後述する。 The adjustment unit 13 is arranged inside the housing 11 . The adjuster 13 adjusts the laser beam L1 incident from the incident part 12 . Details of the adjustment unit 13 will be described later.

集光部14は、第6壁部26に配置されている。具体的には、集光部14は、第6壁部26に形成された孔26aに挿通された状態で、第6壁部26に配置されている。集光部14は、調整部13によって調整されたレーザ光L1を集光しつつ筐体11外に出射させる。集光部14は、X方向においては第2壁部22側(一方の壁部側)に片寄っており、Y方向においては第4壁部24側に片寄っている。すなわち、集光部14は、Z方向からみて、筐体11における第4壁部(対向壁部)24側に偏って配置されている。つまり、X方向における集光部14と第2壁部22との距離は、X方向における集光部14と第1壁部21との距離よりも小さく、Y方向における集光部14と第4壁部24との距離は、X方向における集光部14と第3壁部23との距離よりも小さい。 The condensing portion 14 is arranged on the sixth wall portion 26 . Specifically, the condensing portion 14 is arranged on the sixth wall portion 26 while being inserted through a hole 26 a formed in the sixth wall portion 26 . The light collecting unit 14 emits the laser light L1 adjusted by the adjusting unit 13 to the outside of the housing 11 while collecting the laser light L1. The condensing portion 14 is biased toward the second wall portion 22 (one wall portion) in the X direction, and biased toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. In other words, the condensing section 14 is arranged so as to be biased toward the fourth wall section (opposing wall section) 24 of the housing 11 when viewed in the Z direction. That is, the distance between the condensing part 14 and the second wall part 22 in the X direction is smaller than the distance between the condensing part 14 and the first wall part 21 in the X direction, and the distance between the condensing part 14 and the fourth wall part 21 in the Y direction The distance to the wall portion 24 is smaller than the distance between the light collecting portion 14 and the third wall portion 23 in the X direction.

図5に示されるように、調整部13は、アッテネータ31と、ビームエキスパンダ32と、ミラー33と、を有している。入射部12、並びに、調整部13のアッテネータ31、ビームエキスパンダ32及びミラー33は、Z方向に沿って延在する直線(第1直線)A1上に配置されている。アッテネータ31及びビームエキスパンダ32は、直線A1上において、入射部12とミラー33との間に配置されている。アッテネータ31は、入射部12から入射したレーザ光L1の出力を調整する。ビームエキスパンダ32は、アッテネータ31で出力が調整されたレーザ光L1の径を拡大する。ミラー33は、ビームエキスパンダ32で径が拡大されたレーザ光L1を反射する。 As shown in FIG. 5 , the adjustment section 13 has an attenuator 31 , a beam expander 32 and a mirror 33 . The incident section 12 and the attenuator 31, beam expander 32 and mirror 33 of the adjusting section 13 are arranged on a straight line (first straight line) A1 extending along the Z direction. The attenuator 31 and the beam expander 32 are arranged between the incident part 12 and the mirror 33 on the straight line A1. The attenuator 31 adjusts the output of the laser beam L1 incident from the incident portion 12 . The beam expander 32 expands the diameter of the laser light L1 whose output has been adjusted by the attenuator 31 . The mirror 33 reflects the laser beam L1 whose diameter has been expanded by the beam expander 32 .

調整部13は、反射型空間光変調器34と、結像光学系35と、を更に有している。調整部13の反射型空間光変調器34及び結像光学系35、並びに、集光部14は、Z方向に沿って延在する直線(第2直線)A2上に配置されている。反射型空間光変調器34は、ミラー33で反射されたレーザ光L1を変調する。反射型空間光変調器34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)である。結像光学系35は、反射型空間光変調器34の反射面34aと集光部14の入射瞳面14aとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。結像光学系35は、3つ以上のレンズによって構成されている。 The adjusting section 13 further has a reflective spatial light modulator 34 and an imaging optical system 35 . The reflective spatial light modulator 34 and imaging optical system 35 of the adjusting section 13, and the condensing section 14 are arranged on a straight line (second straight line) A2 extending along the Z direction. A reflective spatial light modulator 34 modulates the laser light L1 reflected by the mirror 33 . The reflective spatial light modulator 34 is, for example, a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon) spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator). The imaging optical system 35 constitutes a double-telecentric optical system in which the reflecting surface 34a of the reflective spatial light modulator 34 and the entrance pupil surface 14a of the condensing section 14 are in an imaging relationship. The imaging optical system 35 is composed of three or more lenses.

直線A1及び直線A2は、Y方向に垂直な平面上に位置している。直線A1は、直線A2に対して第2壁部22側(一方の壁部側)に位置している。レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光L1は、入射部12から筐体11内に入射して直線A1上を進行し、ミラー33及び反射型空間光変調器34で順次に反射された後、直線A2上を進行して集光部14から筐体11外に出射する。なお、アッテネータ31及びビームエキスパンダ32の配列の順序は、逆であってもよい。また、アッテネータ31は、ミラー33と反射型空間光変調器34との間に配置されていてもよい。また、調整部13は、他の光学部品(例えば、ビームエキスパンダ32の前に配置されるステアリングミラー等)を有していてもよい。 The straight lines A1 and A2 are positioned on a plane perpendicular to the Y direction. The straight line A1 is located on the second wall portion 22 side (one wall portion side) with respect to the straight line A2. In the laser processing head 10A, the laser beam L1 enters the housing 11 from the incident portion 12, travels along the straight line A1, is reflected by the mirror 33 and the reflective spatial light modulator 34 in sequence, and then travels along the straight line A2. The light travels upward and exits from the housing 11 through the condensing section 14 . The order of arrangement of the attenuator 31 and the beam expander 32 may be reversed. Also, the attenuator 31 may be arranged between the mirror 33 and the reflective spatial light modulator 34 . Also, the adjustment unit 13 may have other optical components (for example, a steering mirror or the like arranged in front of the beam expander 32).

レーザ加工ヘッド10Aは、ダイクロイックミラー15と、測定部16と、観察部17と、駆動部18と、回路部19と、を更に備えている。 The laser processing head 10</b>A further includes a dichroic mirror 15 , a measuring section 16 , an observing section 17 , a driving section 18 and a circuit section 19 .

ダイクロイックミラー15は、直線A2上において、結像光学系35と集光部14との間に配置されている。つまり、ダイクロイックミラー15は、筐体11内において、調整部13と集光部14との間に配置されている。ダイクロイックミラー15は、第4壁部24側において光学ベース29に取り付けられている。ダイクロイックミラー15は、レーザ光L1を透過させる。ダイクロイックミラー15は、非点収差を抑制する観点では、例えば、キューブ型、又は、ねじれの関係を有するように配置された2枚のプレート型が好ましい。 The dichroic mirror 15 is arranged between the imaging optical system 35 and the condenser 14 on the straight line A2. In other words, the dichroic mirror 15 is arranged inside the housing 11 between the adjusting section 13 and the condensing section 14 . The dichroic mirror 15 is attached to the optical base 29 on the fourth wall 24 side. The dichroic mirror 15 transmits the laser beam L1. From the viewpoint of suppressing astigmatism, the dichroic mirror 15 is preferably, for example, a cube type or two plate types arranged to have a twisted relationship.

測定部16は、筐体11内において、調整部13に対して第1壁部21側(一方の壁部側とは反対側)に配置されている。測定部16は、第4壁部24側において光学ベース29に取り付けられている。測定部16は、対象物100の表面(例えば、レーザ光L1が入射する側の表面)と集光部14との距離を測定するための測定光L10を出力し、集光部14を介して、対象物100の表面で反射された測定光L10を検出する。つまり、測定部16から出力された測定光L10は、集光部14を介して対象物100の表面に照射され、対象物100の表面で反射された測定光L10は、集光部14を介して測定部16で検出される。 The measurement unit 16 is arranged in the housing 11 on the first wall portion 21 side (the side opposite to the one wall portion side) with respect to the adjustment portion 13 . The measuring section 16 is attached to the optical base 29 on the fourth wall section 24 side. The measurement unit 16 outputs measurement light L10 for measuring the distance between the surface of the object 100 (for example, the surface on which the laser beam L1 is incident) and the light collecting unit 14, and outputs the measurement light L10 through the light collecting unit 14. , the measuring light L10 reflected by the surface of the object 100 is detected. That is, the measurement light L10 output from the measurement unit 16 is irradiated onto the surface of the object 100 via the light condensing unit 14, and the measurement light L10 reflected by the surface of the object 100 is transmitted through the light condensing unit 14. is detected by the measuring unit 16.

より具体的には、測定部16から出力された測定光L10は、第4壁部24側において光学ベース29に取り付けられたビームスプリッタ20及びダイクロイックミラー15で順次に反射され、集光部14から筐体11外に出射する。対象物100の表面で反射された測定光L10は、集光部14から筐体11内に入射してダイクロイックミラー15及びビームスプリッタ20で順次に反射され、測定部16に入射し、測定部16で検出される。 More specifically, the measurement light L10 output from the measurement unit 16 is sequentially reflected by the beam splitter 20 and the dichroic mirror 15 attached to the optical base 29 on the fourth wall 24 side, and is emitted from the light collection unit 14. The light is emitted outside the housing 11 . The measurement light L10 reflected by the surface of the object 100 enters the housing 11 from the light collecting unit 14, is sequentially reflected by the dichroic mirror 15 and the beam splitter 20, enters the measurement unit 16, and reaches the measurement unit 16. detected by

観察部17は、筐体11内において、調整部13に対して第1壁部21側(一方の壁部側とは反対側)に配置されている。観察部17は、第4壁部24側において光学ベース29に取り付けられている。観察部17は、対象物100の表面(例えば、レーザ光L1が入射する側の表面)を観察するための観察光L20を出力し、集光部14を介して、対象物100の表面で反射された観察光L20を検出する。つまり、観察部17から出力された観察光L20は、集光部14を介して対象物100の表面に照射され、対象物100の表面で反射された観察光L20は、集光部14を介して観察部17で検出される。 The observation unit 17 is arranged in the housing 11 on the first wall portion 21 side (the side opposite to the one wall portion side) with respect to the adjustment portion 13 . The observation section 17 is attached to the optical base 29 on the fourth wall section 24 side. The observation unit 17 outputs observation light L20 for observing the surface of the object 100 (for example, the surface on which the laser beam L1 is incident), which is reflected by the surface of the object 100 via the light collecting unit 14 . The observed light L20 is detected. That is, the observation light L20 output from the observation unit 17 is irradiated onto the surface of the object 100 via the light collecting unit 14, and the observation light L20 reflected by the surface of the object 100 is transmitted through the light collecting unit 14. is detected by the observation unit 17.

より具体的には、観察部17から出力された観察光L20は、ビームスプリッタ20を透過してダイクロイックミラー15で反射され、集光部14から筐体11外に出射する。対象物100の表面で反射された観察光L20は、集光部14から筐体11内に入射してダイクロイックミラー15で反射され、ビームスプリッタ20を透過して観察部17に入射し、観察部17で検出される。なお、レーザ光L1、測定光L10及び観察光L20のそれぞれの波長は、互いに異なっている(少なくともそれぞれの中心波長が互いにずれている)。 More specifically, the observation light L20 output from the observation unit 17 is transmitted through the beam splitter 20, reflected by the dichroic mirror 15, and emitted from the light collection unit 14 to the outside of the housing 11. FIG. The observation light L20 reflected by the surface of the object 100 enters the housing 11 from the light collecting unit 14, is reflected by the dichroic mirror 15, passes through the beam splitter 20, enters the observation unit 17, and enters the observation unit 17. 17 is detected. Note that the wavelengths of the laser light L1, the measurement light L10, and the observation light L20 are different from each other (at least their center wavelengths are shifted from each other).

駆動部18は、第4壁部24側において光学ベース29に取り付けられている。駆動部18は、例えば圧電素子の駆動力によって、第6壁部26に配置された集光部14をZ方向に沿って移動させる。 The driving section 18 is attached to the optical base 29 on the fourth wall section 24 side. The drive unit 18 moves the condensing unit 14 arranged on the sixth wall 26 along the Z direction, for example, by driving force of a piezoelectric element.

回路部19は、筐体11内において、光学ベース29に対して第3壁部23側に配置されている。つまり、回路部19は、筐体11内において、調整部13、測定部16及び観察部17に対して第3壁部23側に配置されている。回路部19は、例えば、複数の回路基板である。回路部19は、測定部16から出力された信号、及び反射型空間光変調器34に入力する信号を処理する。回路部19は、測定部16から出力された信号に基づいて駆動部18を制御する。一例として、回路部19は、測定部16から出力された信号に基づいて、対象物100の表面と集光部14との距離が一定に維持されるように(すなわち、対象物100の表面とレーザ光L1の集光点との距離が一定に維持されるように)、駆動部18を制御する。なお、筐体11には、回路部19を制御部9(図1参照)等に電気的に接続するための配線が接続されるコネクタ(図示省略)が設けられている。 The circuit section 19 is arranged inside the housing 11 on the third wall section 23 side with respect to the optical base 29 . That is, the circuit section 19 is arranged on the third wall section 23 side with respect to the adjustment section 13 , the measurement section 16 and the observation section 17 in the housing 11 . The circuit section 19 is, for example, a plurality of circuit boards. The circuit section 19 processes the signal output from the measuring section 16 and the signal input to the reflective spatial light modulator 34 . The circuit section 19 controls the driving section 18 based on the signal output from the measuring section 16 . As an example, the circuit unit 19 maintains a constant distance between the surface of the object 100 and the light collecting unit 14 based on the signal output from the measurement unit 16 (that is, the distance between the surface of the object 100 and the The drive unit 18 is controlled so that the distance to the focal point of the laser light L1 is maintained constant. The housing 11 is provided with a connector (not shown) to which wiring for electrically connecting the circuit section 19 to the control section 9 (see FIG. 1) or the like is connected.

レーザ加工ヘッド10Bは、レーザ加工ヘッド10Aと同様に、筐体(例えば第2筐体)11と、入射部12と、調整部13と、集光部(例えば第2集光部)14と、ダイクロイックミラー15と、測定部16と、観察部17と、駆動部18と、回路部19と、を備えている。ただし、レーザ加工ヘッド10Bの各構成は、図2に示されるように、1対の取付部65,66間の中点を通り且つY方向に垂直な仮想平面に関して、レーザ加工ヘッド10Aの各構成と面対称の関係を有するように、配置されている(なお、後述するように一例である)。 Like the laser processing head 10A, the laser processing head 10B includes a housing (for example, a second housing) 11, an incident section 12, an adjusting section 13, a light collecting section (for example, a second light collecting section) 14, A dichroic mirror 15 , a measuring section 16 , an observing section 17 , a driving section 18 and a circuit section 19 are provided. However, each configuration of the laser processing head 10B is, as shown in FIG. (this is an example as will be described later).

例えば、レーザ加工ヘッド10Aの筐体11は、第4壁部24が第3壁部23に対してレーザ加工ヘッド10B側に位置し且つ第6壁部26が第5壁部25に対して支持部7側に位置するように、取付部65に取り付けられている。これに対し、レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第4壁部24が第3壁部23に対してレーザ加工ヘッド10A側に位置し且つ第6壁部26が第5壁部25に対して支持部7側に位置するように、取付部66に取り付けられている。すなわち、レーザ加工ヘッド10Bにおいても、第4壁部24は、レーザ加工ヘッド10Aの筐体にY方向に沿って対向する対向壁部である。またレーザ加工ヘッド10Bにおいても、集光部14は、Z方向からみて、その筐体11における第4壁部(対向壁部)24側に偏って配置されている。 For example, the housing 11 of the laser processing head 10A has the fourth wall portion 24 located on the laser processing head 10B side with respect to the third wall portion 23 and the sixth wall portion 26 supported from the fifth wall portion 25. It is attached to the attachment portion 65 so as to be positioned on the portion 7 side. On the other hand, in the case 11 of the laser processing head 10B, the fourth wall portion 24 is located on the laser processing head 10A side with respect to the third wall portion 23, and the sixth wall portion 26 is located with respect to the fifth wall portion 25. It is attached to the attachment portion 66 so as to be positioned on the support portion 7 side. That is, also in the laser processing head 10B, the fourth wall portion 24 is a facing wall portion that faces the housing of the laser processing head 10A along the Y direction. Also in the laser processing head 10B, the condensing portion 14 is arranged to be biased toward the fourth wall portion (opposing wall portion) 24 side of the housing 11 when viewed from the Z direction.

レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第3壁部23が取付部66側に配置された状態で筐体11が取付部66に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部66は、ベースプレート66aと、取付プレート66bと、を有している。ベースプレート66aは、移動部63に設けられたレールに取り付けられている。取付プレート66bは、ベースプレート66aにおけるレーザ加工ヘッド10A側の端部に立設されている。レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第3壁部23が取付プレート66bに接触した状態で、取付部66に取り付けられている。レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、取付部66に対して着脱可能である。
[レーザ加工ヘッドの作用及び効果]
The housing 11 of the laser processing head 10B is configured such that the housing 11 is attached to the mounting portion 66 with the third wall portion 23 arranged on the mounting portion 66 side. Specifically, it is as follows. The mounting portion 66 has a base plate 66a and a mounting plate 66b. The base plate 66 a is attached to rails provided on the moving portion 63 . The mounting plate 66b is erected at the end of the base plate 66a on the side of the laser processing head 10A. The housing 11 of the laser processing head 10B is attached to the attachment portion 66 with the third wall portion 23 in contact with the attachment plate 66b. The housing 11 of the laser processing head 10B is attachable to and detachable from the mounting portion 66 .
[Action and effect of laser processing head]

レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光L1を出力する光源が筐体11内に設けられていないため、筐体11の小型化を図ることができる。更に、筐体11において、第3壁部23と第4壁部24との距離が第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さく、第6壁部26に取り付けられた集光部14がY方向において第4壁部24側に片寄っている。これにより、集光部14の光軸に垂直な方向に沿って筐体11を移動させる場合に、例えば、第4壁部24側に他の構成(例えば、レーザ加工ヘッド10B)が存在したとしても、当該他の構成に集光部14を近付けることができる。よって、レーザ加工ヘッド10Aは、集光部14をその光軸に垂直な方向に沿って移動させるのに好適である。 In the laser processing head 10A, since the light source for outputting the laser beam L1 is not provided inside the housing 11, the housing 11 can be made smaller. Further, in the housing 11, the distance between the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 is smaller than the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22, and the assembly attached to the sixth wall portion 26 The light portion 14 is biased toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. As a result, when the housing 11 is moved along the direction perpendicular to the optical axis of the light collecting unit 14, for example, if there is another configuration (for example, the laser processing head 10B) on the side of the fourth wall 24, Also, the condensing unit 14 can be brought closer to the other configuration. Therefore, the laser processing head 10A is suitable for moving the condensing section 14 along the direction perpendicular to its optical axis.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12が、第5壁部25に設けられており、Y方向において第4壁部24側に片寄っている。これにより、筐体11内の領域のうち調整部13に対して第3壁部23側の領域に他の構成(例えば、回路部19)を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。 In addition, in the laser processing head 10A, the incident portion 12 is provided on the fifth wall portion 25 and is biased toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. As a result, it is possible to effectively utilize the region by arranging other components (for example, the circuit section 19) in the region on the third wall portion 23 side with respect to the adjustment portion 13 in the region within the housing 11. can.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、集光部14が、X方向において第2壁部22側に片寄っている。これにより、集光部14の光軸に垂直な方向に沿って筐体11を移動させる場合に、例えば、第2壁部22側に他の構成が存在したとしても、当該他の構成に集光部14を近付けることができる。 Further, in the laser processing head 10A, the condensing portion 14 is biased toward the second wall portion 22 in the X direction. As a result, when the housing 11 is moved along the direction perpendicular to the optical axis of the condensing section 14, for example, even if there is another configuration on the side of the second wall section 22, the other configuration is focused. The optical section 14 can be brought closer.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12が、第5壁部25に設けられており、Y方向において第4壁部24側に片寄っていると共に、X方向において第2壁部22側に片寄っている。これにより、筐体11内の領域のうち調整部13に対して第3壁部23側の領域に他の構成(例えば、回路部19)を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。更に、筐体11内の領域のうち調整部13に対して第1壁部21側の領域に他の構成(例えば、測定部16及び観察部17)を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。 In addition, in the laser processing head 10A, the incident portion 12 is provided on the fifth wall portion 25, is biased toward the fourth wall portion 24 side in the Y direction, and is biased toward the second wall portion 22 side in the X direction. ing. As a result, it is possible to effectively utilize the region by arranging other components (for example, the circuit section 19) in the region on the third wall portion 23 side with respect to the adjustment portion 13 in the region within the housing 11. can. Furthermore, in the area inside the housing 11, the area on the first wall part 21 side with respect to the adjustment part 13 can be used effectively by arranging other components (for example, the measurement part 16 and the observation part 17). can do.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、測定部16及び観察部17が、筐体11内の領域のうち調整部13に対して第1壁部21側の領域に配置されており、回路部19が、筐体11内の領域のうち調整部13に対して第3壁部23側に配置されており、ダイクロイックミラー15が、筐体11内において調整部13と集光部14との間に配置されている。これにより、筐体11内の領域を有効に利用することができる。更に、レーザ加工装置1において、対象物100の表面と集光部14との距離の測定結果に基づいた加工が可能となる。また、レーザ加工装置1において、対象物100の表面の観察結果に基づいた加工が可能となる。 In the laser processing head 10A, the measurement unit 16 and the observation unit 17 are arranged in a region on the first wall 21 side with respect to the adjustment unit 13 in the region inside the housing 11, and the circuit unit 19 is The dichroic mirror 15 is arranged on the third wall portion 23 side with respect to the adjustment portion 13 in the area inside the housing 11 , and the dichroic mirror 15 is arranged between the adjustment portion 13 and the light collecting portion 14 in the housing 11 . ing. As a result, the area inside the housing 11 can be effectively used. Furthermore, in the laser processing apparatus 1, processing based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the condensing section 14 is possible. Moreover, in the laser processing apparatus 1, processing based on the observation result of the surface of the target object 100 becomes possible.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、回路部19が、測定部16から出力された信号に基づいて駆動部18を制御する。これにより、対象物100の表面と集光部14との距離の測定結果に基づいてレーザ光L1の集光点の位置を調整することができる。 Further, in the laser processing head 10A, the circuit section 19 controls the driving section 18 based on the signal output from the measuring section 16. FIG. Thereby, the position of the converging point of the laser light L1 can be adjusted based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the condensing section 14 .

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12、並びに、調整部13のアッテネータ31、ビームエキスパンダ32及びミラー33が、Z方向に沿って延在する直線A1上に配置されており、調整部13の反射型空間光変調器34、結像光学系35及び集光部14、並びに、集光部14が、Z方向に沿って延在する直線A2上に配置されている。これにより、アッテネータ31、ビームエキスパンダ32、反射型空間光変調器34及び結像光学系35を有する調整部13をコンパクトに構成することができる。 In the laser processing head 10A, the incident portion 12 and the attenuator 31, the beam expander 32 and the mirror 33 of the adjustment portion 13 are arranged on a straight line A1 extending along the Z direction. are arranged on a straight line A2 extending along the Z direction. Thereby, the adjustment section 13 having the attenuator 31, the beam expander 32, the reflective spatial light modulator 34, and the imaging optical system 35 can be configured compactly.

また、レーザ加工ヘッド10Aでは、直線A1が、直線A2に対して第2壁部22側に位置している。これにより、筐体11内の領域のうち調整部13に対して第1壁部21側の領域において、集光部14を用いた他の光学系(例えば、測定部16及び観察部17)を構成する場合に、当該他の光学系の構成の自由度を向上させることができる。 Further, in the laser processing head 10A, the straight line A1 is located on the second wall portion 22 side with respect to the straight line A2. As a result, another optical system (for example, the measurement unit 16 and the observation unit 17) using the light collecting unit 14 is installed in the area on the first wall unit 21 side with respect to the adjustment unit 13 in the area inside the housing 11. When configured, the degree of freedom in configuration of the other optical system can be improved.

以上の作用及び効果は、レーザ加工ヘッド10Bによっても同様に奏される。
[レーザ加工ヘッドの変形例]
The actions and effects described above are similarly exhibited by the laser processing head 10B.
[Modification of laser processing head]

図6に示されるように、入射部12、調整部13及び集光部14は、Z方向に沿って延在する直線A上に配置されていてもよい。これによれば、調整部13をコンパクトに構成することができる。その場合、調整部13は、反射型空間光変調器34及び結像光学系35を有していなくてもよい。また、調整部13は、アッテネータ31及びビームエキスパンダ32を有していてもよい。これによれば、アッテネータ31及びビームエキスパンダ32を有する調整部13をコンパクトに構成することができる。なお、アッテネータ31及びビームエキスパンダ32の配列の順序は、逆であってもよい。 As shown in FIG. 6, the incident section 12, the adjusting section 13, and the condensing section 14 may be arranged on a straight line A extending along the Z direction. According to this, the adjustment part 13 can be configured compactly. In that case, the adjusting section 13 may not have the reflective spatial light modulator 34 and the imaging optical system 35 . Also, the adjustment unit 13 may have an attenuator 31 and a beam expander 32 . According to this, the adjustment section 13 having the attenuator 31 and the beam expander 32 can be configured compactly. The order of arrangement of the attenuator 31 and the beam expander 32 may be reversed.

また、光源ユニット8の出射部81aからレーザ加工ヘッド10Aの入射部12へのレーザ光L1の導光、及び光源ユニット8の出射部82aからレーザ加工ヘッド10Bの入射部12へのレーザ光L2の導光の少なくとも1つは、ミラーによって実施されてもよい。図7は、レーザ光L1がミラーによって導光されるレーザ加工装置1の一部分の正面図である。図7に示される構成では、レーザ光L1を反射するミラー3が、Y方向において光源ユニット8の出射部81aと対向し且つZ方向においてレーザ加工ヘッド10Aの入射部12と対向するように、移動機構6の移動部63に取り付けられている。 Also, the laser beam L1 is guided from the emission portion 81a of the light source unit 8 to the incident portion 12 of the laser processing head 10A, and the laser beam L2 is guided from the emission portion 82a of the light source unit 8 to the incident portion 12 of the laser processing head 10B. At least one of the light guides may be implemented by a mirror. FIG. 7 is a partial front view of the laser processing apparatus 1 in which the laser beam L1 is guided by a mirror. In the configuration shown in FIG. 7, the mirror 3 that reflects the laser beam L1 is moved so as to face the emission part 81a of the light source unit 8 in the Y direction and the incidence part 12 of the laser processing head 10A in the Z direction. It is attached to the moving part 63 of the mechanism 6 .

図7に示される構成では、移動機構6の移動部63をY方向に沿って移動させても、Y方向においてミラー3が光源ユニット8の出射部81aと対向する状態が維持される。また、移動機構6の取付部65をZ方向に沿って移動させても、Z方向においてミラー3がレーザ加工ヘッド10Aの入射部12と対向する状態が維持される。したがって、レーザ加工ヘッド10Aの位置によらず、光源ユニット8の出射部81aから出射されたレーザ光L1を、レーザ加工ヘッド10Aの入射部12に確実に入射させることができる。しかも、光ファイバ2による導光が困難な高出力長短パルスレーザ等の光源を利用することもできる。 In the configuration shown in FIG. 7, even if the moving portion 63 of the moving mechanism 6 is moved along the Y direction, the state in which the mirror 3 faces the emitting portion 81a of the light source unit 8 in the Y direction is maintained. Further, even if the mounting portion 65 of the moving mechanism 6 is moved along the Z direction, the state in which the mirror 3 faces the incident portion 12 of the laser processing head 10A in the Z direction is maintained. Therefore, regardless of the position of the laser processing head 10A, the laser beam L1 emitted from the emission portion 81a of the light source unit 8 can be reliably made incident on the incidence portion 12 of the laser processing head 10A. Moreover, it is possible to use a light source such as a high-output long-short pulse laser, which is difficult to guide through the optical fiber 2 .

また、図7に示される構成では、ミラー3は、角度調整及び位置調整の少なくとも1つが可能となるように、移動機構6の移動部63に取り付けられていてもよい。これによれば、光源ユニット8の出射部81aから出射されたレーザ光L1を、レーザ加工ヘッド10Aの入射部12に、より確実に入射させることができる。 Further, in the configuration shown in FIG. 7, the mirror 3 may be attached to the moving portion 63 of the moving mechanism 6 so as to enable at least one of angle adjustment and position adjustment. According to this, the laser beam L1 emitted from the emitting portion 81a of the light source unit 8 can be more reliably incident on the incident portion 12 of the laser processing head 10A.

また、光源ユニット8は、1つの光源を有するものであってもよい。その場合、光源ユニット8は、1つの光源から出力されたレーザ光の一部を出射部81aから出射させ且つ当該レーザ光の残部を出射部82aから出射させるように、構成されていればよい。
[レーザ加工装置の動作等について]
Also, the light source unit 8 may have one light source. In that case, the light source unit 8 may be configured to emit a part of the laser light output from one light source from the emission part 81a and the remaining part of the laser light from the emission part 82a.
[Regarding the operation of the laser processing device, etc.]

引き続いて、レーザ加工装置1の動作について説明する。図8は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。以降の図においては、レーザ加工ヘッド10A,10Bの模式化された内部を示す。図8に示されるように、支持部7には、対象物100が支持されている。なお、図中の符号Sは、上述した測定部16や観察部17といったように、改質領域を形成するためのレーザ光L1,L2の照射に係る光学系以外の光学系を代表して示している。 Next, operations of the laser processing apparatus 1 will be described. FIG. 8 is a schematic top view showing the operation of the laser processing apparatus. In subsequent figures, the insides of the laser processing heads 10A and 10B are schematically shown. As shown in FIG. 8 , the supporting portion 7 supports an object 100 . Note that the symbol S in the drawing represents an optical system other than the optical system related to the irradiation of the laser beams L1 and L2 for forming the modified region, such as the measurement unit 16 and the observation unit 17 described above. ing.

また、レーザ加工装置1は、アライメントカメラACと撮像ユニットIRとを備えている。アライメントカメラAC及び撮像ユニットIRは、レーザ加工ヘッド10Aと共に取付部65に取り付けられている。アライメントカメラACは、例えば、対象物100を透過する光を用いたデバイスパターン等を撮像する。これにより得られる画像は、対象物100に対するレーザ光L1,L2の照射位置のアライメントに供される。 The laser processing apparatus 1 also includes an alignment camera AC and an imaging unit IR. Alignment camera AC and imaging unit IR are attached to attachment portion 65 together with laser processing head 10A. Alignment camera AC captures, for example, a device pattern using light that passes through object 100 . The image thus obtained is used for alignment of the irradiation positions of the laser beams L1 and L2 with respect to the object 100 .

撮像ユニットIRは、対象物100を透過する光により対象物100を撮像する。例えば、対象物100がシリコンを含むウェハである場合、撮像ユニットIRにおいては近赤外領域の光が用いられる。撮像ユニットIRは、光源(不図示)と、対物レンズ(不図示)と、光検出部(不図示)と、を有している。光源は、対象物100に対して透過性を有する光を出力する。光源は、例えば、ハロゲンランプ及びフィルタによって構成されており、例えば近赤外領域の光を出力する。光源から出力された光は、ミラー等の光学系によって導光されて対物レンズを通過し、対象物100に照射される。 The imaging unit IR images the object 100 with light that passes through the object 100 . For example, if the object 100 is a wafer containing silicon, light in the near-infrared region is used in the imaging unit IR. The imaging unit IR has a light source (not shown), an objective lens (not shown), and a photodetector (not shown). The light source outputs light that is transmissive to the object 100 . The light source is composed of, for example, a halogen lamp and a filter, and outputs light in the near-infrared region, for example. The light output from the light source is guided by an optical system such as a mirror, passes through the objective lens, and irradiates the object 100 .

対物レンズは、対象物100の光入射面と反対側の面で反射された光を通過させる。つまり、対物レンズは、対象物100を伝搬(透過)した光を通過させる。対物レンズの開口数(NA)は、例えば0.45以上である。対物レンズは、補正環を有している。補正環は、例えば対物レンズを構成する複数のレンズにおける相互間の距離を調整することにより、対象物100内において光に生じる収差を補正する。光検出部は、対物レンズを通過した光を検出する。光検出部は、例えば、InGaAsカメラによって構成されており、近赤外領域の光を検出する。撮像ユニットIRは、対象物100の内部に形成された改質領域、及び、改質領域からのびる亀裂の先端を撮像することができる。つまり、レーザ加工装置1においては、撮像ユニットIRを用いて、非破壊にてレーザ加工の成否を確認できる。 The objective lens allows the light reflected by the surface of the object 100 opposite to the light incident surface to pass therethrough. That is, the objective lens allows the light propagated (transmitted) through the object 100 to pass therethrough. The numerical aperture (NA) of the objective lens is, for example, 0.45 or more. The objective lens has a correction ring. The correction ring corrects aberrations occurring in the light within the object 100, for example, by adjusting the distances between the lenses that constitute the objective lens. The photodetector detects light that has passed through the objective lens. The photodetector is composed of, for example, an InGaAs camera, and detects light in the near-infrared region. The imaging unit IR can image the modified region formed inside the object 100 and the tip of the crack extending from the modified region. That is, in the laser processing apparatus 1, the success or failure of laser processing can be confirmed non-destructively using the imaging unit IR.

対象物100には、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数のラインCが設定されている。ラインCは、仮想的な線であるが、実際に描かれた線であってもよい。なお、対象物100には、Y方向に沿って延びると共にX方向に沿って配列された複数のラインも設定されているが、その図示が省略されている。 A plurality of lines C extending along the X direction and arranged along the Y direction are set on the object 100 . Line C is a virtual line, but may be an actually drawn line. Although a plurality of lines extending along the Y direction and arranged along the X direction are also set on the object 100, the illustration thereof is omitted.

レーザ加工装置1は、制御部9の制御のもとで各ラインCに沿ったレーザ加工を実施する。制御部9は、ここでは、支持部7、取付部65、及び、取付部66の移動と、レーザ加工ヘッド10A及びレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L1,L2の照射と、を制御する。レーザ加工装置1にあっては、制御部9は、第1スキャン処理と第2スキャン処理とを実行する。第1スキャン処理は、複数のラインCの一のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1をX方向にスキャンする処理である。第2スキャン処理は、複数のラインCのうちの別のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2をX方向にスキャンする処理である。 The laser processing apparatus 1 carries out laser processing along each line C under the control of the controller 9 . The control unit 9 here controls the movement of the support unit 7, the mounting unit 65, and the mounting unit 66, and the irradiation of the laser beams L1 and L2 from the laser processing head 10A and the laser processing head 10B. In the laser processing apparatus 1, the controller 9 executes the first scanning process and the second scanning process. The first scanning process is a process of scanning one line C of a plurality of lines C with the laser beam L1 from the laser processing head 10A in the X direction. The second scanning process is a process of scanning another line C of the plurality of lines C with the laser beam L2 from the laser processing head 10B in the X direction.

制御部9がレーザ光L1,L2をX方向にスキャンするとは、まず、取付部65,66を介してレーザ加工ヘッド10A,10BをY方向及びZ方向に移動させて、レーザ光L1,L2の集光点を、それぞれのラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。そして、その状態において、支持部7をX方向に移動させることにより、対象物100内をラインCに沿ってX方向にレーザ光L1,L2の集光点を移動させることである。 When the controller 9 scans the laser beams L1 and L2 in the X direction, first, the laser processing heads 10A and 10B are moved in the Y direction and the Z direction via the mounting portions 65 and 66, and the laser beams L1 and L2 are scanned. The focal points are positioned on the respective lines C and inside the object 100 . Then, in this state, by moving the supporting portion 7 in the X direction, the focal points of the laser beams L1 and L2 are moved in the X direction along the line C within the object 100 .

特に、ここでは、制御部9は、第1スキャン処理と第2スキャン処理とを、少なくとも一部の時間において重複するように実行する。すなわち、制御部9は、一のラインCに沿ってレーザ光L1がスキャンされている状態と、別のラインCに沿ってレーザ光L2がスキャンされている状態とが、同時に実現されるようにする。つまり、制御部9は、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを同時に稼働する。これにより、1つのレーザ加工ヘッドを用いた加工に比べて明確にスループットの向上が図られる。 In particular, here, the control unit 9 executes the first scanning process and the second scanning process so as to overlap at least part of the time. That is, the control unit 9 is configured to simultaneously realize a state in which the laser light L1 is scanned along one line C and a state in which the laser light L2 is scanned along another line C. do. That is, the controller 9 simultaneously operates the laser processing head 10A and the laser processing head 10B. As a result, the throughput is clearly improved as compared with processing using one laser processing head.

制御部9は、1つのラインCに沿ったレーザ光L1,L2のスキャンが完了すると、レーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれを独立してラインCの間隔の分だけY方向(必要に応じてZ方向)に移動させて、次のラインCに沿ったレーザ光L1,L2のスキャン(すなわち第1スキャン処理及び第2スキャン処理)を続ける。制御部9は、概ねラインCの本数分だけこの動作を続けて行うことにより、全てのラインCに沿って改質領域を形成する。 When the scanning of the laser beams L1 and L2 along one line C is completed, the controller 9 independently moves the laser processing heads 10A and 10B by the distance of the line C in the Y direction (or in the Z direction if necessary). direction), and the scanning of the laser beams L1 and L2 along the next line C (that is, the first scanning process and the second scanning process) is continued. The control unit 9 forms modified regions along all the lines C by performing this operation continuously for approximately the number of lines C. FIG.

図9及び図10に示されるように、ここでは、制御部9は、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の一方の端部に位置するラインCからY方向の内側のラインCに向けて順に第1スキャン処理を実行する。これと共に、制御部9は、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の他方の端部に位置するラインCからY方向の内側のラインに向けて順に第2スキャン処理を実行する(これを主加工処理と称する)。Y方向の一方の端部に位置するラインCと、Y方向の他方の端部に位置するラインCとは、X方向について互いに同一の長さを有している。 As shown in FIGS. 9 and 10, here, the control unit 9 controls the line C inside the Y direction from the line C located at one end of the object 100 in the Y direction among the plurality of lines C. , the first scan process is executed in order. Along with this, the control unit 9 sequentially executes the second scanning process from the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction among the plurality of lines C toward the inner line in the Y direction ( This is called the main processing). The line C positioned at one end in the Y direction and the line C positioned at the other end in the Y direction have the same length in the X direction.

この点についてより詳細に説明する。主加工処理においては、まず、制御部9は、取付部65を介したレーザ加工ヘッド10Aの移動により、レーザ光L1の集光点を、対象物100のY方向の一方の端部に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。同時に、制御部9は、取付部66を介したレーザ加工ヘッド10Bの移動により、レーザ光L2の集光点を、対象物100のY方向の他方の端部に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。このとき、レーザ光L1の集光点のX方向の位置とレーザ光L2の集光点のX方向の位置とは一致している。 This point will be described in more detail. In the main processing, first, the control unit 9 moves the laser processing head 10A via the mounting unit 65 to position the focal point of the laser beam L1 at one end of the object 100 in the Y direction. It is assumed that the object 100 is positioned on the line C and inside the object 100 . At the same time, by moving the laser processing head 10B via the mounting portion 66, the controller 9 moves the focal point of the laser beam L2 to the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction. The object 100 is positioned inside the object 100 . At this time, the position of the focal point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focal point of the laser beam L2 in the X direction match.

その状態において、制御部9は、支持部7をX方向に移動させることにより、対象物100内をそれぞれのラインCに沿ってX方向にレーザ光L1,L2の集光点を移動させる。これにより、それぞれのラインCに対する第1スキャン処理と第2スキャン処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでは、第1スキャン処理と第2スキャン処理とがその全体において重複している。これにより、一対のラインCに沿って対象物100の内部に改質領域Mが形成される。 In this state, the control unit 9 moves the focal points of the laser beams L1 and L2 along the lines C in the object 100 in the X direction by moving the support unit 7 in the X direction. As a result, the first scanning process and the second scanning process for each line C are started and completed at the same time. That is, here, the first scanning process and the second scanning process overlap as a whole. Thereby, a modified region M is formed inside the object 100 along the pair of lines C. As shown in FIG.

続いて、制御部9は、取付部65を介したレーザ加工ヘッド10Aの移動により、レーザ光L1の集光点を、対象物100のY方向の一方の端部から1つだけ内側に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。同時に、制御部9は、取付部66を介したレーザ加工ヘッド10Bの移動により、レーザ光L2の集光点を、対象物100のY方向の他方の端部から1つだけ内側に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。このとき、レーザ光L1の集光点のX方向の位置とレーザ光L2の集光点のX方向の位置とは一致している。 Subsequently, the control unit 9 moves the laser processing head 10A via the mounting unit 65 to position the condensing point of the laser beam L1 inward by one from one end of the object 100 in the Y direction. It is assumed that the object 100 is positioned on the line C and inside the object 100 . At the same time, by moving the laser processing head 10B via the mounting portion 66, the control portion 9 moves the focal point of the laser beam L2 to a line located inside by one from the other end of the object 100 in the Y direction. C and inside the object 100 . At this time, the position of the focal point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focal point of the laser beam L2 in the X direction match.

その状態において、制御部9は、支持部7をX方向(往復動作の場合にはX方向の反対方向)に移動させることにより、対象物100内をそれぞれのラインCに沿ってX方向(往復動作の場合にはX方向の反対方向)にレーザ光L1,L2の集光点を移動させる。これにより、ここでも、それぞれのラインCに対する第1スキャン処理と第2スキャン処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでも、第1スキャン処理と第2スキャン処理とがその全体において重複している。これにより、さらに一対のラインCに沿って対象物100の内部に改質領域Mが形成される。この制御部9の動作を繰り返し行うことにより、対象物100のより内側のラインCに至るまで、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを同時に稼働させて無駄なくレーザ加工ができる。 In this state, the control unit 9 moves the support unit 7 in the X direction (in the case of reciprocating motion, the direction opposite to the X direction) to move the inside of the object 100 along each line C in the X direction (reciprocating motion). In the case of operation, the focal points of the laser beams L1 and L2 are moved in the direction opposite to the X direction. Thus, again, the first and second scanning processes for each line C are started and completed at the same time. That is, here too, the first scanning process and the second scanning process overlap as a whole. Thereby, a modified region M is formed inside the object 100 along a pair of lines C. As shown in FIG. By repeating the operation of the control unit 9, the laser processing head 10A and the laser processing head 10B can be operated simultaneously up to the inner line C of the object 100, and laser processing can be performed without waste.

なお、図9以降の上面図においては、説明の必要上から、改質領域Mを実線として示しているが、対象物100の表面から実際に改質領域Mが見えていることを要さない。 In the top views of FIG. 9 and subsequent drawings, the modified region M is shown as a solid line for the sake of explanation, but it is not required that the modified region M is actually visible from the surface of the object 100. .

ここで、図11に示されるように、上記の動作を繰り返すうちに、より対象物100の内側の領域において、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとの位置関係が、互いの距離がY方向にこれ以上縮まらない位置関係(例えば互いに接触している状態)となり、且つ、それぞれの集光部14の間の距離Dに相当する対象物100の領域に、未加工のラインCが残存している場合がある。この場合には、上記のように第1スキャン処理と第2スキャン処理とを同時に実行することが困難となる。したがって、制御部9は、この場合には、次のような処理を実行する。 Here, as shown in FIG. 11, as the above operation is repeated, the positional relationship between the laser processing head 10A and the laser processing head 10B in the inner region of the object 100 is such that the distance between them in the Y direction becomes , and an unprocessed line C remains in the area of the object 100 corresponding to the distance D between the condensing parts 14. There may be In this case, it becomes difficult to simultaneously execute the first scanning process and the second scanning process as described above. Therefore, the control unit 9 executes the following processing in this case.

すなわち、図12に示されるように、制御部9は、主加工処理の結果、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10BとがY方向について最接近したときに、レーザ加工ヘッド10Aを退避させつつ第2スキャン処理を続行する。すなわち、以降では、レーザ加工ヘッド10Bを用いた第2スキャン処理のみが実行されることとなる。なお、ここでは、一例として、未加工で残存するラインCのうち、Y方向について最もレーザ加工ヘッド10A側のラインCからY方向の外側に向けて(矢印R1方向に)順に第2スキャン処理を実行してもよい。制御部9は、この第2スキャン処理のみを実行しているときに、図13に示されるように、取付部65を介して撮像ユニットIRを加工が完了したラインC上に移動させると共に、当該ラインCを含む対象物100の領域を撮像ユニットIRにより撮像する撮像処理を実行する。 That is, as shown in FIG. 12, when the laser processing head 10A and the laser processing head 10B are closest to each other in the Y direction as a result of the main processing, the control unit 9 causes the laser processing head 10A to retract and move to the first position. 2 Continue the scan process. That is, henceforth, only the 2nd scanning process using the laser processing head 10B will be performed. Here, as an example, among the lines C remaining unprocessed, the second scanning process is sequentially performed outward in the Y direction (in the direction of arrow R1) from the line C closest to the laser processing head 10A in the Y direction. may be executed. While executing only the second scanning process, the control section 9 moves the imaging unit IR onto the processed line C via the mounting section 65 as shown in FIG. Imaging processing is performed for imaging the area of the object 100 including the line C by the imaging unit IR.

そして、制御部9は、撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において対象物100に改質領域M及び/又は改質領域Mから延びる亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行う。ここでは、制御部9は、改質領域Mそのものを確認して当該判定してもよいし、改質領域Mから延びる亀裂の先端の有無又は位置を確認して当該判定を行ってもよい。一例として、制御部9は、図14に示されるように、当該画像内にて、改質領域Mが形成されているはずの当該ラインCに沿って未加工領域RSが生じていることを検知し、改質領域Mが規定に沿って形成されていないと判定することができる。この場合には、制御部9は、当該ラインCに沿ったレーザ光L1のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する。これにより、未加工領域RSが生じていたラインCに沿って改質領域Mが形成される。 Then, based on the image obtained by the imaging process, the control unit 9 determines whether the modified region M and/or the crack extending from the modified region M is formed in the target object 100 in the relevant region according to regulations. judgment is made. Here, the control unit 9 may check the modified region M itself to make the determination, or may check the presence or absence or position of the tip of the crack extending from the modified region M to make the determination. As an example, as shown in FIG. 14, the control unit 9 detects that an unprocessed region RS is generated in the image along the line C where the modified region M should be formed. Then, it can be determined that the modified region M is not formed according to the regulation. In this case, the control unit 9 executes an auxiliary processing process for scanning the laser beam L1 along the line C again. Thereby, the modified region M is formed along the line C where the unprocessed region RS was generated.

このように、制御部9は、当該判定の結果、当該規定に沿って改質領域M及び/又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインCに沿ったレーザ光L1のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する。なお、制御部9は、対象物100におけるラインC上の少なくとも1か所において、撮像処理を行うことができる。
[レーザ加工装置の作用及び効果]
In this way, when the control unit 9 determines that the modified region M and/or the crack is not formed in accordance with the regulation as a result of the determination, at least the laser beam L1 along the line C Execute auxiliary processing to scan again. Note that the control unit 9 can perform imaging processing at least at one location on the line C of the object 100 .
[Action and effect of laser processing device]

レーザ加工装置1は、X方向に沿って移動可能とされ、X方向及びY方向に沿って対象物100を支持するための支持部7と、Y方向に沿って互いに対向するように配置され、支持部7に支持された対象物100にレーザ光L1,L2を照射するためのレーザ加工ヘッド10A,10Bと、を備える。また、レーザ加工装置1は、レーザ加工ヘッド10Aが取り付けられ、Y方向とZ方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた取付部65と、レーザ加工ヘッド10Bが取り付けられ、Y方向とZ方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた取付部66と、を備える。そして、レーザ加工装置1は、取付部65に取り付けられており、対象物100を透過する光により対象物100を撮像する撮像ユニットIRを備える。 The laser processing apparatus 1 is movable along the X direction, and is arranged to face the support section 7 for supporting the target object 100 along the X direction and the Y direction and along the Y direction, Laser processing heads 10A and 10B for irradiating the object 100 supported by the support portion 7 with the laser beams L1 and L2 are provided. In addition, the laser processing apparatus 1 has a mounting portion 65 to which the laser processing head 10A is mounted and is movable along the Y direction and the Z direction, and a laser processing head 10B to which the laser processing head 10B is mounted. and a mounting portion 66 movable along each of the . The laser processing apparatus 1 is attached to the attachment portion 65 and includes an imaging unit IR that captures an image of the object 100 with light that passes through the object 100 .

このレーザ加工装置1においては、対象物100を支持する支持部7上に、互に対向するようにレーザ加工ヘッド10A及びレーザ加工ヘッド10Bが配置されている。そして、レーザ加工ヘッド10A及びレーザ加工ヘッド10Bは、それぞれ、取付部65及び取付部66を介して、互に交差する2方向に独立して移動可能とされている。このため、対象物100の2つの箇所において、互に独立して、レーザ光L1,L2のスキャンによりレーザ加工を行うことが可能となる。よって、スループットの向上が図られる。 In this laser processing apparatus 1, a laser processing head 10A and a laser processing head 10B are arranged on a support portion 7 that supports an object 100 so as to face each other. The laser processing head 10A and the laser processing head 10B are independently movable in two mutually intersecting directions via mounting portions 65 and 66, respectively. Therefore, it is possible to independently perform laser processing at two locations on the object 100 by scanning with the laser beams L1 and L2. Therefore, throughput can be improved.

また、レーザ加工ヘッド10Aの移動を担う取付部65には、対象物100を透過する光により対象物100を撮像する撮像ユニットIRがさらに取り付けられている。したがって、例えば、レーザ加工ヘッド10Bによるレーザ加工を実施している間に、撮像ユニットIRにより対象物100の別の箇所を撮像できる。よって、スループットの低下を抑制しつつ、非破壊にてレーザ加工の状態を確認できる。つまり、レーザ加工装置1によれば、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。 An imaging unit IR that captures an image of the object 100 using light that passes through the object 100 is further attached to the mounting portion 65 that moves the laser processing head 10A. Therefore, for example, while laser processing is being performed by the laser processing head 10B, another part of the object 100 can be imaged by the imaging unit IR. Therefore, it is possible to check the state of laser processing in a non-destructive manner while suppressing a decrease in throughput. That is, according to the laser processing apparatus 1, it is possible to confirm the success or failure of laser processing in a non-destructive manner while improving the throughput.

また、レーザ加工装置1は、支持部7、取付部65、及び、取付部66の移動と、レーザ加工ヘッド10A及びレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L1,L2の照射と、撮像ユニットIRによる対象物100の撮像と、を制御する制御部9をさらに備えている。対象物100には、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数のラインCが設定されている。そして、制御部9は、複数のラインCの一のラインCに対してレーザ加工ヘッド10aからのレーザ光L1をX方向にスキャンする第1スキャン処理と、複数のラインCのうちの別のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2をX方向にスキャンする第2スキャン処理とを少なくとも一部の時間において重複して実行する。さらに、制御部9は、第2スキャン処理のみを実行しているときに、加工が完了したラインCを含む対象物100の領域を撮像ユニットIRにより撮像する撮像処理を実行する。 In addition, the laser processing apparatus 1 moves the support portion 7, the mounting portion 65, and the mounting portion 66, irradiates the laser beams L1 and L2 from the laser processing head 10A and the laser processing head 10B, and moves the object by the imaging unit IR. A control unit 9 for controlling imaging of the object 100 is further provided. A plurality of lines C extending along the X direction and arranged along the Y direction are set on the object 100 . Then, the control unit 9 performs a first scanning process for scanning one line C of the plurality of lines C with the laser beam L1 from the laser processing head 10a in the X direction, and another line among the plurality of lines C. A second scanning process of scanning C in the X direction with the laser beam L2 from the laser processing head 10B is performed at least part of the time. Furthermore, the control unit 9 executes imaging processing for imaging the area of the target object 100 including the line C for which processing has been completed by the imaging unit IR while only the second scanning processing is being executed.

このように、第1スキャン処理と第2スキャン処理とを重複して実行することにより、スループットの向上が図られる。また、第2スキャン処理のみが行われているタイミングにおいて、レーザ加工ヘッド10Aと共に移動可能な撮像ユニットIRを制御して撮像処理を行うことができる。よって、より確実に、スループットを向上しつつ非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。 By performing the first scan process and the second scan process in duplicate in this manner, the throughput can be improved. Moreover, at the timing when only the second scanning process is being performed, the imaging process can be performed by controlling the imaging unit IR movable together with the laser processing head 10A. Therefore, it is possible to confirm the success or failure of laser processing in a non-destructive manner while improving the throughput more reliably.

また、レーザ加工装置1においては、制御部9は、撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において対象物100に改質領域M及び/又は亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行うと共に、当該判定の結果、規定に沿って改質領域M及び/又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインCに沿ったレーザ光L1のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する。このため、補助加工処理によって、加工ミスが補われる。 Further, in the laser processing apparatus 1, the control unit 9 determines whether or not the modified region M and/or cracks are formed in the object 100 in accordance with the regulations based on the image obtained by the imaging process. If it is determined that the modified region M and / or cracks are not formed according to the regulation as a result of the determination, at least the scanning of the laser beam L1 along the line C is performed again. Execute the auxiliary machining process. Therefore, the auxiliary machining process compensates for the machining error.

また、レーザ加工装置1においては、制御部9は、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の一方の端部に位置するラインCから第2方向の内側のラインCに向けて順に第1スキャン処理を実行しつつ、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の他方の端部に位置するラインCからY方向の内側のラインCに向けて順に第2スキャン処理を実行する主加工処理を実行する。このように、主加工処理において、Y方向における対象物100の対照的な位置のラインCから順に第1スキャン処理及び第2スキャン処理を実行することにより、レーザ光L1,L2の集光点の対象物100に対するX方向に沿った相対移動の無駄が省かれ、スループットがより向上される。 In the laser processing apparatus 1, the controller 9 sequentially moves from the line C located at one end of the object 100 in the Y direction among the plurality of lines C toward the inner line C in the second direction. While performing the first scanning process, the second scanning process is sequentially performed from the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction among the plurality of lines C toward the inner line C in the Y direction. Execute the main machining process. In this way, in the main processing, by executing the first scanning process and the second scanning process in order from the line C at the symmetrical position of the object 100 in the Y direction, the focal points of the laser beams L1 and L2 are The waste of the relative movement along the X direction with respect to the object 100 is eliminated, and the throughput is further improved.

さらに、レーザ加工装置1においては、制御部9は、主加工処理において、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10BとがY方向について最接近したときに、レーザ加工ヘッド10Aを当該領域から退避させつつ第2スキャン処理を続行すると共に、撮像処理を実行する。この場合、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを最大限に活用してスループットを向上しつつ、非破壊にてレーザ加工の成否を確認可能である。
[変形例]
Furthermore, in the laser processing apparatus 1, when the laser processing head 10A and the laser processing head 10B are closest to each other in the Y direction in the main processing, the control unit 9 retracts the laser processing head 10A from the area. While continuing the second scanning process, the imaging process is executed. In this case, the laser processing head 10A and the laser processing head 10B can be utilized to the maximum to improve the throughput, and the success or failure of the laser processing can be confirmed non-destructively.
[Modification]

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ加工装置の一実施形態を例示したものである。したがって、本発明に係るレーザ加工装置は、上記のレーザ加工装置1に限定されず、任意に変形され得る。 The above embodiment illustrates one embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention. Therefore, the laser processing apparatus according to the present invention is not limited to the laser processing apparatus 1 described above, and can be arbitrarily modified.

図15~図18は、取付部及びレーザ加工ヘッドの変形例を示す図である。図15の(a)に示されるように、取付部65をレーザ加工ヘッド10Aの筐体11の第1壁部21に設けつつ、取付部66をレーザ加工ヘッド10Bの筐体11の第1壁部21に設けてもよい。また、図15の(b)に示されるように、取付部65をレーザ加工ヘッド10Aの筐体11の第3壁部23に設けつつ、取付部66を、レーザ加工ヘッド10Bの筐体11の第3壁部23に設ける態様において、取付部65,66における移動部63,64の位置をX方向に互い違いにしてもよい。さらに、図15の(c)に示されるように、取付部65をレーザ加工ヘッド10Aの筐体11の第2壁部22に設けつつ、取付部66をレーザ加工ヘッド10Bの筐体11の第2壁部22に設けてもよい。 15 to 18 are diagrams showing modifications of the mounting portion and the laser processing head. As shown in FIG. 15(a), the mounting portion 65 is provided on the first wall portion 21 of the housing 11 of the laser processing head 10A, and the mounting portion 66 is mounted on the first wall of the housing 11 of the laser processing head 10B. It may be provided in the portion 21 . Further, as shown in FIG. 15B, the mounting portion 65 is provided on the third wall portion 23 of the housing 11 of the laser processing head 10A, and the mounting portion 66 is mounted on the housing 11 of the laser processing head 10B. In the aspect provided on the third wall portion 23, the positions of the moving portions 63 and 64 on the mounting portions 65 and 66 may be alternated in the X direction. Further, as shown in FIG. 15(c), the mounting portion 65 is provided on the second wall portion 22 of the housing 11 of the laser processing head 10A, and the mounting portion 66 is provided on the second wall portion 22 of the housing 11 of the laser processing head 10B. It may be provided on the second wall portion 22 .

また、図16の(a)に示されるように、取付部65をレーザ加工ヘッド10Aの筐体11の第5壁部25に設けつつ、取付部66をレーザ加工ヘッド10Bの筐体11の第5壁部25に設けてもよい。また、図16の(b)に示されるように、取付部65をレーザ加工ヘッド10Aの筐体11の第6壁部26に設けつつ、取付部66をレーザ加工ヘッド10Bの筐体11の第6壁部26に設けてもよい。以上のように、取付部65,66は、それぞれ、Y方向に沿って互いに対向する第4壁部24と異なる壁部に取り付けられていればよい。さらに、図16の(c)に示されるように、第1壁部21と第2壁部22との間隔を拡大しつつ、X方向について筐体11の中央部に集光部14を設けてもよい。 Further, as shown in FIG. 16A, the mounting portion 65 is provided on the fifth wall portion 25 of the housing 11 of the laser processing head 10A, and the mounting portion 66 is provided on the fifth wall portion 25 of the housing 11 of the laser processing head 10B. 5 may be provided on the wall portion 25 . Further, as shown in FIG. 16B, the mounting portion 65 is provided on the sixth wall portion 26 of the housing 11 of the laser processing head 10A, and the mounting portion 66 is provided on the sixth wall portion 26 of the housing 11 of the laser processing head 10B. 6 wall portion 26 may be provided. As described above, the attachment portions 65 and 66 may be attached to walls different from the fourth wall portion 24 facing each other along the Y direction. Furthermore, as shown in (c) of FIG. 16, while enlarging the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22, the light condensing portion 14 is provided in the central portion of the housing 11 in the X direction. good too.

また、以上の例のように、レーザ加工装置1においては、一対のレーザ加工ヘッドとして、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを用いなくてもよい。すなわち、レーザ加工装置1においては、図17の(a)に示されるように、一対の(1種類の)レーザ加工ヘッド10Aを用いたり、図17の(b)に示されるように、一対の(別の1種類の)レーザ加工ヘッド10Bを用いたりすることができる。これらの場合には、一方のレーザ加工ヘッド10A,10Bに対して他方のレーザ加工ヘッド10A,10BをZ軸方向を中心に180°回転させた状態において、それぞれの集光部14のX方向の中心位置が一致するように配置される。これらの場合には、2種類のレーザ加工ヘッドを用意する必要がない。 Further, as in the above example, in the laser processing apparatus 1, the laser processing head 10A and the laser processing head 10B may not be used as a pair of laser processing heads. That is, in the laser processing apparatus 1, as shown in FIG. 17(a), a pair (one type) of laser processing heads 10A are used, or as shown in FIG. A (another type of) laser processing head 10B can be used. In these cases, in a state in which the other laser processing head 10A, 10B is rotated 180° about the Z-axis direction with respect to the one laser processing head 10A, 10B, the X direction of each light condensing portion 14 is They are arranged so that their centers match. In these cases, there is no need to prepare two types of laser processing heads.

これらのように、レーザ加工ヘッド10Aのみ(或いはレーザ加工ヘッド10Bのみ)を用いる場合であっても、取付部65,66を設ける壁部はさまざまに変更できる。例えば、図18の(a)に示されるように、1つのレーザ加工ヘッド10Aの筐体11の第1壁部21に取付部65を設けつつ、1つのレーザ加工ヘッド10Aの筐体11の第2壁部22に取付部66を設けることができる。また、図18の(b)に示されるように、1つのレーザ加工ヘッド10Bの筐体11の第2壁部22に取付部65を設けつつ、1つのレーザ加工ヘッド10Bの筐体11の第1壁部21に取付部66を設けてもよい。すなわち、これらの場合であっても、取付部65,66は、それぞれ、Y方向に沿って互いに対向する第4壁部24と異なる壁部に取り付けられていればよい。 As described above, even when only the laser processing head 10A (or only the laser processing head 10B) is used, the wall portions on which the mounting portions 65 and 66 are provided can be variously changed. For example, as shown in (a) of FIG. 18, while providing the mounting portion 65 to the first wall portion 21 of the housing 11 of one laser processing head 10A, the first wall portion of the housing 11 of the one laser processing head 10A A mounting portion 66 may be provided on the two wall portions 22 . Further, as shown in FIG. 18B, while providing the mounting portion 65 on the second wall portion 22 of the housing 11 of one laser processing head 10B, the second wall portion of the housing 11 of one laser processing head 10B A mounting portion 66 may be provided on one wall portion 21 . That is, even in these cases, the mounting portions 65 and 66 may be mounted on walls different from the fourth wall portion 24 facing each other along the Y direction.

また、上記実施形態においては、レーザ加工ヘッド10Aが取り付けられる取付部65に対して、撮像ユニットIRを取り付ける態様について説明した。しかしながら、レーザ加工ヘッド10Bが取り付けられる取付部66に対して撮像ユニットIRを取り付け、第1スキャン処理のみが実行されているときに撮像処理を行うようにしてもよい。また、撮像ユニットIRは、取付部65,66に取り付けられる場合に限定されず、レーザ加工ヘッド10A(又はレーザ加工ヘッド10B)と共にY方向及びZ方向に移動可能な位置であって、且つ、レーザ加工ヘッド10Aの第4壁部24とレーザ加工ヘッド10Bの第4壁部24のとの間に介在しない任意の位置に設けられ得る。 Further, in the above-described embodiment, the manner in which the imaging unit IR is attached to the attachment portion 65 to which the laser processing head 10A is attached has been described. However, the imaging unit IR may be attached to the attachment portion 66 to which the laser processing head 10B is attached, and the imaging process may be performed while only the first scanning process is being performed. In addition, the image pickup unit IR is not limited to being attached to the attachment portions 65 and 66, and is positioned so as to be movable in the Y and Z directions together with the laser processing head 10A (or the laser processing head 10B), and It can be provided at any position not interposed between the fourth wall portion 24 of the processing head 10A and the fourth wall portion 24 of the laser processing head 10B.

なお、制御部9は、レーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1と、レーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2とで、互に異なる波長、及びZ方向の集光位置において、対象物100を加工する処理(多波長加工)を実行するようにしてもよい。多波長加工は、例えば、シリコン(Si)とガラスとを貼り合わせたウェハを加工する場合(第1の場合)や、裏面側から入射したレーザ光L1,L2の一部がデバイスに吸収されることにより回路の破損が生じ得るウェハを加工する場合(第2の場合)等に使用できる。 The control unit 9 processes the object 100 with the laser beam L1 from the laser processing head 10A and the laser beam L2 from the laser processing head 10B at mutually different wavelengths and converging positions in the Z direction. Processing (multi-wavelength processing) may be executed. Multi-wavelength processing is used, for example, when processing a wafer in which silicon (Si) and glass are bonded together (first case), or when part of the laser beams L1 and L2 incident from the back side is absorbed by the device. Therefore, it can be used in the case of processing a wafer (second case) in which the circuit may be damaged.

第1の場合、シリコンを加工する波長(例えば1064nm)の光とガラスを加工する波長(例えば532nm)の光とがいずれも対象材料に届く必要があるため、ガラス側から加工を実施する。レーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1の集光位置をガラス越しにシリコン内に合わせ、レーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2の集光位置をガラス内に併せて、対応する波長にて加工を実施する。このように異なる2種類の基材が貼り合されたウェハを多波長加工で加工するためには、その波長のうち、下側の記載を加工する波長は、上側の基材を透過する波長である必要がある。ここでは、一対のレーザ加工ヘッド10A,10Bを用いて多波長加工を行うためスループットの向上が図られる。 In the first case, both light with a wavelength for processing silicon (eg, 1064 nm) and light with a wavelength for processing glass (eg, 532 nm) need to reach the target material, so processing is performed from the glass side. The focus position of the laser beam L1 from the laser processing head 10A is aligned with the silicon through the glass, the focus position of the laser beam L2 from the laser processing head 10B is aligned with the glass, and processing is performed at the corresponding wavelength. do. In order to process a wafer on which two different types of substrates are bonded in this way by multi-wavelength processing, the wavelength for processing the description on the lower side among the wavelengths is the wavelength that transmits through the substrate on the upper side. there has to be Here, throughput is improved because multi-wavelength processing is performed using a pair of laser processing heads 10A and 10B.

一方、第2の場合、レーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1の集光位置をデバイス近傍に設定し、且つ、レーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2の集光位置をデバイスから離れた位置に設定する。レーザ光L1の波長は、デバイス側への抜け光が少なくなるように、より基材に吸収がある波長(例えば1064nm)とし、レーザ光L2の波長は、多少の抜け光が生じるとしても、より基材の加工に適したレーザ光L1の波長よりも長い波長(例えば1342nm)とすることができる。 On the other hand, in the second case, the condensing position of the laser beam L1 from the laser processing head 10A is set near the device, and the condensing position of the laser beam L2 from the laser processing head 10B is set away from the device. do. The wavelength of the laser light L1 is set to a wavelength (for example, 1064 nm) that is more absorbed by the base material so that less light escapes to the device side. The wavelength (for example, 1342 nm) can be set longer than the wavelength of the laser light L1 suitable for processing the base material.

1…レーザ加工装置、7…支持部、9…制御部、10A…レーザ加工ヘッド(第1レーザ加工ヘッド)、10B…レーザ加工ヘッド(第2レーザ加工ヘッド)、65…取付部(第1取付部)、66…取付部(第2取付部)、100…対象物、C…ライン、IR…撮像ユニット、L1,L2…レーザ光。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser processing apparatus, 7... Support part, 9... Control part, 10A... Laser processing head (first laser processing head), 10B... Laser processing head (second laser processing head), 65... Mounting part (first mounting part), 66... Mounting part (second mounting part), 100... Object, C... Line, IR... Imaging unit, L1, L2... Laser light.

Claims (4)

第1方向に沿って移動可能とされ、前記第1方向及び前記第1方向に交差する第2方向に沿って対象物を支持するための支持部と、
前記第2方向に沿って互いに対向するように配置され、前記支持部に支持された前記対象物にレーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドと、
前記第1レーザ加工ヘッドが取り付けられ、前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向と前記第2方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第1取付部と、
前記第2レーザ加工ヘッドが取り付けられ、前記第2方向と及び前記第3方向とのそれぞれに沿って移動可能とされた第2取付部と、
前記第1取付部に取り付けられており、前記対象物を透過する光により前記対象物を撮像する撮像ユニットと、
前記支持部、前記第1取付部、及び、前記第2取付部の移動と、前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光の照射と、前記撮像ユニットによる前記対象物の撮像と、を制御する制御部と、
を備え、
前記対象物には、前記第1方向に沿って延びると共に前記第2方向に沿って配列された複数のラインが設定されており、
前記制御部は、
前記複数のラインの一のラインに対して前記第1レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を前記第1方向にスキャンする第1スキャン処理と、前記複数のラインのうちの別のラインに対して前記第2レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光を前記第1方向にスキャンする第2スキャン処理とを少なくとも一部の時間において重複して実行すると共に、前記第2スキャン処理のみを実行しているときに、加工が完了したラインを含む前記対象物の領域を前記撮像ユニットにより撮像する撮像処理を実行する、
レーザ加工装置。
a supporter movable along a first direction for supporting an object along the first direction and a second direction intersecting the first direction;
a first laser processing head and a second laser processing head arranged to face each other along the second direction and for irradiating the object supported by the support portion with a laser beam;
a first mounting portion to which the first laser processing head is mounted and which is movable along a third direction and the second direction that intersect the first direction and the second direction;
a second mounting portion to which the second laser processing head is mounted and which is movable along each of the second direction and the third direction;
an imaging unit attached to the first attachment portion and configured to capture an image of the object using light that passes through the object;
Movement of the support portion, the first mounting portion, and the second mounting portion, irradiation of the laser beam from the first laser processing head and the second laser processing head, and the object by the imaging unit and a control unit that controls the imaging of
with
A plurality of lines extending along the first direction and arranged along the second direction are set on the object,
The control unit
a first scanning process of scanning the laser beam from the first laser processing head in the first direction with respect to one line of the plurality of lines; a second scanning process for scanning the laser beam from the second laser processing head in the first direction at least part of the time, and only the second scanning process is being performed; , performing an imaging process of imaging a region of the object including the processed line by the imaging unit;
Laser processing equipment.
前記制御部は、前記撮像処理により得られた画像に基づいて、当該領域において前記対象物に改質領域及び/又は亀裂が規定に沿って形成されているか否かの判定を行うと共に、当該判定の結果、前記規定に沿って前記改質領域及び/又は亀裂が形成されていないと判定した場合には、少なくとも当該ラインに沿った前記レーザ光のスキャンを再度行う補助加工処理を実行する、
請求項1に記載のレーザ加工装置。
The control unit, based on the image obtained by the imaging process, determines whether or not the modified region and/or cracks are formed in the object in the region according to the regulations, and the determination As a result, if it is determined that the modified region and / or crack is not formed according to the regulation, at least the laser beam along the line is scanned again.
The laser processing apparatus according to claim 1 .
前記制御部は、前記複数のラインのうちの前記対象物の前記第2方向の一方の端部に位置するラインから前記第2方向の内側のラインに向けて順に前記第1スキャン処理を実行しつつ、前記複数のラインのうちの前記対象物の前記第2方向の他方の端部に位置するラインから前記第2方向の内側のラインに向けて順に前記第2スキャン処理を実行する主加工処理を実行する、
請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。
The control unit sequentially performs the first scanning process from a line positioned at one end of the object in the second direction among the plurality of lines toward a line inside the second direction. main processing processing for sequentially executing the second scanning processing from a line positioned at the other end of the object in the second direction among the plurality of lines toward a line inside the second direction. run the
3. The laser processing apparatus according to claim 1 or 2 .
前記制御部は、前記主加工処理において、前記第1レーザ加工ヘッドと前記第2レーザ加工ヘッドとが前記第2方向について最接近したときに、前記第1レーザ加工ヘッドを退避させつつ前記第2スキャン処理を続行すると共に、前記撮像処理を実行する、
請求項3に記載のレーザ加工装置。
In the main processing, when the first laser processing head and the second laser processing head are closest to each other in the second direction, the control unit retracts the first laser processing head while performing the second laser processing head. Continuing the scanning process and executing the imaging process;
The laser processing apparatus according to claim 3 .
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