JP7519846B2 - レーザー加工装置、及び、集光点位置の補正方法 - Google Patents

レーザー加工装置、及び、集光点位置の補正方法 Download PDF

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Description

本発明は、レーザー加工装置に関するものであり、より詳しくは、レーザービームの集光点位置のずれに伴う加工品質の低下を解消するための技術に関する。
半導体デバイスの製造工程では、表面に複数のデバイスを形成した半導体ウェーハを分割することで、複数の半導体デバイスチップが形成される。
半導体ウェーハの分割には、従来から広く利用されている切削ブレードを備えた切削装置の他、近年では、切削装置に比べて加工送り速度を高速化でき、切り代を少なくできるレーザー加工装置が広く利用されている。レーザー加工装置では、発振器から照射されたレーザービームが半導体ウェーハに照射される。
回転する切削ブレードにより切削加工を行う切削装置の場合では、ウェーハの種類にもよるが、半導体ウェーハを保持する保持テーブルは８０～１００ｍｍ／ｓ程度の送り速度で加工送りされるものである。
これに対し、レーザー加工装置では、半導体ウェーハを保持する保持テーブルは１００～６００ｍｍ／ｓ程度の送り速度で加工送りされるものである。近年では、送り速度のさらなる高速化がなされ、６００ｍｍ／ｓ～１０００ｍｍ／ｓ以上の速度で加工送りがされる場合がある。
このように高速で加工送りがされるレーザー加工装置に関し、特許文献１では、レーザアブレーション加工を行うレーザー加工装置が開示され、特許物件２では、ウェーハの内部に集光点を合わせて改質層を形成する所謂ステルスダイシング加工を行うレーザー加工装置が開示されている。
特開２００３－３２０４６６号公報 特許第３４０８８０５号明細書
高速で加工送りを行うと、保持テーブルを高速で移動させるための移動機構に発熱が生じることになる。具体的には、移動機構の駆動部を構成するモータが発熱するものであり、この発熱の影響を受けた箇所は熱膨張することになる。
この熱膨張の影響により、保持テーブルで保持されたワークの位置が変化してしまうと、所望の位置に集光点が位置づけられず、所望の加工を施せずに加工品質が低下してしまう。
そこで、例えば、加工中の所定のタイミングで加工を一時停止し、形成されたレーザー加工痕を検出して集光点の位置を補正することや、加工前にワークの上面高さや加工予定ラインの位置を検出して補正しておくこと等の対策が考えられる。
しかし、これらの対策では、検出のための時間がかかり、加工時間が長くなってしまうおそれがある。また、上記の熱膨張の影響が大きすぎる場合には、これらの対策による補正では対応ができないおそれがある。
本願発明は、以上のように、移動機構の発熱に伴う熱膨張の影響に鑑み、熱膨張の影響による集光点位置のずれを補正して加工品質の向上を図る新規なレーザー加工装置を提供するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
本発明の一態様によれば、
ワークを保持する保持機構と、
該保持機構で保持されたワークに集光点を合わせてレーザービームを照射するレーザービーム照射機構と、
該保持機構を加工送り方向、及び、割り出し送り方向に移動させる移動機構と、
少なくとも該レーザービーム照射機構と該移動機構とを制御するコントローラと、
を備えたレーザー加工装置であって、
該レーザー加工装置は、
該保持機構の温度、又は、該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部の温度、を検出するための温度検出器を更に有し、
該レーザービーム照射機構は、該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を調整するための集光点位置調整ユニットを有し、
該コントローラは、
該温度検出器により検出される温度変化に応じ、
該集光点位置調整ユニットを制御して該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を設定するとともに、
該駆動部を制御して該集光点の該ワークの該割り出し送り方向の位置を設定することで、
該レーザービームの集光点位置を補正する、レーザー加工装置とするものである。
また、本発明の一態様によれば、
該コントローラには、
予め記憶される相関マップであって、
該保持機構、又は、該駆動部の温度変化と、
該集光点位置の変化と、
の相関を定義づける相関マップが記憶され、
該コントローラは、
該相関マップを参照することで、該温度検出器により検出された温度に対応する該集光点位置の変化を取得し、
該集光点位置の変化に対応した補正値を使用して、該レーザービームの集光点位置を補正する、
レーザー加工装置とするものである。
また、本発明の一態様によれば、
該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部は、電磁コイルを有するリニアモーターであり、
該温度検出器は、該電磁コイルの温度を検出する、
レーザー加工装置とするものである。
また、本発明の一態様によれば、
ワークを保持する保持機構と、
該保持機構で保持されたワークに集光点を合わせてレーザービームを照射するレーザービーム照射機構と、
該保持機構を加工送り方向、及び、割り出し送り方向に移動させる移動機構と、
少なくとも該レーザービーム照射機構と該移動機構とを制御するコントローラと、
を備えたレーザー加工装置の集光点位置の補正方法であって、
該レーザー加工装置は、
該保持機構の温度、又は、該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部の温度、を検出するための温度検出器を更に有し、
該レーザービーム照射機構は、該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を調整するための集光点位置調整ユニットを有し、
該コントローラは、
該温度検出器により温度を検出する温度検出ステップと、
検出された該温度に基づいて該レーザービームの集光点位置をずらすための補正値を算出する補正値算出ステップと、
該補正値に基づいて、該集光点位置調整ユニットを制御して該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を設定するとともに、該駆動部を制御して該集光点の該ワークの該割り出し送り方向の位置を設定することで、該レーザービームの集光点位置を補正する、集光点位置補正ステップと、
を実行する、レーザー加工装置の集光点位置の補正方法とするものである。
また、本発明の一態様によれば、
該コントローラには、
予め記憶される相関マップであって、
該保持機構、又は、該駆動部の温度変化と、
該集光点位置の変化と、
の相関を定義づける相関マップが記憶され、
該コントローラは、
該補正値算出ステップにおいて、
該相関マップを参照することで、該温度検出器により検出された温度に対応する該集光点位置の変化を取得し、
該集光点位置の変化に対応した補正値を算出する、
レーザー加工装置の集光点位置の補正方法とするものである。
また、本発明の一態様によれば、
該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部は、電磁コイルを有するリニアモーターであり、
該温度検出器は、該電磁コイルの温度を検出する、
レーザー加工装置の集光点位置の補正方法とするものである。
本発明の一態様によれば、ワーク内でのレーザービームの集光点位置のずれを補正することができ、保持機構の熱膨張に起因して生じるワーク内での集光点位置のずれの発生を防止することができる。
また、本発明の一態様によれば、保持機構を高速で加工送りする駆動部の温度を直接検出することで、温度変化を早期に認識することができ、より高精度な位置補正が可能となる。
本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置について示す図である。 レーザー加工ユニットの光学系等について示す図である。 レーザー加工装置を制御するコントローラと、その制御対象について示す図である。 （Ａ）は駆動部の温度とワーク内における集光点の－Ｙ軸方向のずれ量の相関マップである。（Ｂ）は駆動部の温度とワーク内における集光点の－Ｚ軸方向のずれ量の相関マップである。 （Ａ）は基準温度における集光点位置について説明する概要図である。（Ｂ）は温度上昇時における集光点位置のＹ軸方向のずれについて説明する概要図である。（Ｃ）は補正された集光点位置について説明する概要図である。 （Ａ）は基準温度における集光点位置について説明する概要図である。（Ｂ）は温度上昇時における集光点位置のＺ軸方向のずれについて説明する概要図である。（Ｃ）は補正された集光点位置について説明する概要図である。 集光点位置の補正を行う制御方法のフローチャートである。
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置について示す図である。
レーザー加工装置１０は、レーザービームを照射するレーザービーム照射機構１２とワークＷを上面に保持した保持テーブル１３とを相対移動させて、ワークＷを加工するように構成されている。
ワークＷは、シリコンウェーハ等の円板状の半導体ウェーハであり、格子状に配置される分割予定ラインによって複数の領域に区画され、分割予定ラインに沿ってレーザービームが照射されるものである。分割予定ラインにより区画された各領域には、それぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。なお、ワークＷについては、シリコン等を材質とするもののほか、セラミック、ガラス、サファイア等の他の材質で形成されたものであってもよい。
ワークＷは、テープＴに貼着されるとともに、テープＴを介して環状フレームＦに固定される。このようにして、ワークユニットＵが構成され、ワークユニットＵが一体としてハンドリングされる。
レーザー加工装置１０は、直方体状の基台１１を有している。基台１１の上面には、保持テーブル１３をＸ軸方向に加工送りすると共に、Ｙ軸方向に割り出し送りする移動機構１４が設けられている。移動機構１４の後方には、立壁部１６が立設されている。立壁部１６の前面からはアーム部１７が突出しており、アーム部１７には保持テーブル１３に対向するようにレーザービーム照射機構１２が支持されている。
移動機構１４は、保持テーブル１３とレーザービーム照射機構１２とを割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に相対移動させる割り出し送り機構２０と、加工送り方向（Ｘ軸方向）に相対移動させる加工送り機構２１とを備えている。
割り出し送り機構２０は、基台１１の上面に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール２３と、一対のガイドレール２３にスライド可能に設置されたＹ軸方向移動基台２４を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に移動させる駆動モータ２６と、を有して構成される。割り出し送り方向（Ｙ軸方向）の移動では、ある分割予定ラインについてのレーザー加工後に、平行する隣の分割予定ラインについてレーザー加工を行うためのインデックス送りが行われる。
Ｙ軸方向移動基台２４の下面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ２５が螺合されている。そして、ボールネジ２５の一端部に連結された駆動モータ２６が回転駆動されることで、Ｙ軸方向移動基台２４と、その上に配置される加工送り機構２１及び保持テーブル１３がガイドレール２３に沿ってＹ軸方向に移動される。なお、割り出し送り機構２０は、後述する加工送り機構２１と同様に、リニアモーターにて移動される構成としてもよい。
加工送り機構２１は、Ｙ軸方向移動基台２４の上面に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール３０と、ガイドレール３０に移動可能に載置されたＸ軸方向移動基台３２を加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させるための駆動部３３と、を有して構成される。
駆動部３３は、Ｘ軸方向移動基台３２の下部に設けられるリニアモーターにて構成され、ガイドレール３０間でＸ軸方向に沿って配置されたマグネットプレート３５に対向する位置に電磁コイル（不図示）を備える構成としている。電磁コイルは、例えば三相交流が位相をずらして順次通電され、Ｘ軸方向となる往復移動方向に沿って駆動部３３自体及びＸ軸方向移動基台３２を移動させる移動磁界を形成する。
駆動部３３には、リニアモーターを構成する電磁コイルの温度を検出するための温度検出器３６が設けられ、この温度検出器３６によって駆動部３３の温度が検出される。駆動部３３は、Ｘ軸方向移動基台３２（保持プレート１３）を高速で往復移動させるため、電磁コイルの発熱量が多くなり、周囲の部材を熱膨張させることになる。
温度検出器３６は、駆動部３３に組み込まれて電磁コイルの温度を計測することとする他、駆動部３３とは独立した構成としてＸ軸方向移動基台３２に配置されるものであってもよい。また、温度検出器３６によってワークを保持する保持機構３７（Ｘ軸方向移動基台３２や保持テーブル１３）の温度を検出することとし、検出された温度から駆動部３３の発熱を原因とする温度変化を検出することとしてもよい。
Ｘ軸方向移動基台３２の上面側には、保持テーブル１３が設けられている。保持テーブル１３は、垂直方向の回転軸により回転可能（θ方向回転）に設けられる。保持テーブル１３の上面には、ポーラスセラミックス材により吸着面が形成されている。保持テーブル１３の周囲には、４つのクランプ部３９が設けられている。４つのクランプ部３９がエアアクチュエータ（不図示）により駆動されることで、ワークユニットＵの環状フレームＦが四方から挟持固定される。
Ｘ軸方向移動基台３２と保持テーブル１３により、ワークを保持する保持機構３７が構成され、この保持機構３７が全体として加工送り方向、及び、割り出し送り方向に移動される。
レーザービーム照射機構１２は、アーム部１７の先端に設けられる加工ヘッド４０を有している。アーム部１７及び加工ヘッド４０内には、レーザービーム照射機構１２の光学系等が設けられている。
図２は、レーザービーム照射機構１２の光学系等について示す図である。レーザービーム照射機構１２は、レーザービーム４６を発振する発振器４１と、発振したレーザービーム４６を反射させるミラー４２と、ミラー４２で反射されたレーザービーム４６を集光してワークＷに照射させる集光レンズ４３と、集光レンズ４３をＺ軸方向に移動させてレーザービーム４６の集光点位置（焦点）を調整する集光点位置調整ユニット４４と、を有して構成される。
発振器４１が発振するレーザービーム４６は、例えば、ＹＡＧレーザービームまたはＹＶＯレーザービームである。レーザー加工の種類としては、ワークＷに吸収性のある波長のレーザービームを照射して、表面にレーザー加工溝を構成するアブレーション加工や、ワークＷに透過性のある波長のレーザービームを照射して、内部に改質層を形成する所謂ステルスダイシング加工がある。
次に、レーザービームの集光点の位置を補正するための構成について説明する。
図３は、レーザー加工装置を制御するコントローラ１００と、その制御対象について示す図である。
コントローラ１００は、各種機構の動作を制御する制御部１０２と、各種データを記憶する記憶部１０４と、を有する。
制御部１０２は、移動機構１４を制御して、保持テーブルを移動させる。具体的には、割り出し送り機構２０（駆動モータ２６）の動作を制御することで、保持テーブル１３（図１）の割り出し送り方向（Ｙ軸方向）の移動制御を行う。また、制御部１０２は、加工送り機構２１（駆動部３３）の動作を制御することで、保持テーブル１３（図１）の加工送り方向（Ｘ軸方向）の移動制御を行う。
制御部１０２は、集光点位置調整ユニット４４の動作を制御することで、集光レンズ４３（図２）の高さ方向（Ｚ軸方向）の移動制御を行い、集光点のＺ軸方向の位置を変更させる。
温度検出器３６は、コントローラ１００に接続され、温度検出器３６で検出された温度が制御部１０２に入力される。
記憶部１０４には、図４（Ａ）（Ｂ）に示す相関マップＭ１，Ｍ２が記憶される。
図４（Ａ）に示す相関マップＭ１は、横軸が駆動部３３（図１）の温度（℃）、縦軸がワーク内における集光点の－Ｙ軸方向のずれ量（μｍ）であり、両者の相関関係を定義するものである。この相関マップＭ１は、温度検出器３６（図１）で測定される温度と、各温度が測定された際の集光点のＹ軸座標に基づいて得られるものである。
相関マップＭ１では、駆動部３３（図１）の温度が基準温度Ｔ１から高くなるにつれて集光点が－Ｙ軸方向にずれることを示している。本実施例では、図１に示す構成において、駆動部３３の温度上昇の影響を受けたＸ軸方向移動基台３２が熱膨張し、これにより保持テーブル１３が基準位置から＋Ｙ軸方向にずれることになる。この場合、保持テーブル１３のレーザービーム照射機構１２に対する相対位置が＋Ｙ軸方向にずれ、これに伴って、集光点がワークＷ内において－Ｙ軸方向にずれるものである。なお、基準温度Ｔ１では、ワーク内における集光点のＹ軸方向のずれ量はゼロであり、設計された通りの位置に集光点が位置づけられる。
より具体的には、例えば、図５（Ａ）に示すように、基準温度Ｔ１において保持テーブル１３の中心ＣのＹ軸座標がＹａであって、ワークＷ内の規定の位置に集光点Ｐが配置される場合において、図５（Ｂ）に示すように温度Ｔ２に上昇した場合には、保持テーブル１３の中心Ｃが＋Ｙ軸方向にΔｙ移動してＹ軸座標がＹｂとなる一方、集光点ＰはワークＷ内において－Ｙ軸方向にΔｙ移動した位置Ｐｙにずれる。
このように、保持テーブル１３が＋Ｙ軸方向にずれると、集光点ＰはワークＷ内において－Ｙ軸方向にずれるものとなる。これは、レーザービーム照射機構１２はＹ軸方向において移動せず、熱膨張の影響を受けて保持テーブル１３のみがＹ軸方向に移動するためである。
同様に、図４（Ｂ）に示す相関マップＭ２は、横軸が駆動部３３（図１）の温度（℃）、縦軸がワーク内における集光点の－Ｚ軸方向のずれ量（μｍ）であり、両者の相関関係を定義するものである。この相関マップＭ２は、温度検出器３６（図１）で測定される温度と、各温度が測定された際の集光点のＺ軸座標に基づいて得られるものである。
相関マップＭ２では、駆動部３３（図１）の温度が基準温度Ｔ１から高くなるにつれて集光点が－Ｚ軸方向にずれることを示している。本実施例では、図１に示す構成において、駆動部３３の温度上昇の影響を受けたＸ軸方向移動基台３２が熱膨張し、これにより保持テーブル１３が基準位置から＋Ｚ軸方向にずれることになる。この場合、保持テーブル１３のレーザービーム照射機構１２に対する相対位置が＋Ｚ軸方向にずれ、これに伴って、集光点がワークＷ内において－Ｚ軸方向にずれるものである。なお、基準温度Ｔ１では、ワーク内における集光点のＺ軸方向のずれ量はゼロであり、設計された通りの位置に集光点が位置づけられる。
より具体的には、例えば、図６（Ａ）に示すように、ある基準温度Ｔ１において保持テーブル１３の中心ＣのＺ軸座標がＺａであって、ワークＷ内の規定の位置に集光点Ｐが配置される場合において、図６（Ｂ）に示すように温度Ｔ２に上昇した場合には、保持テーブル１３の中心Ｃが＋Ｚ軸方向にΔｚ移動してＺ軸座標がＺｂとなる一方、集光点ＰはワークＷ内において－Ｚ軸方向にΔｚ移動した位置Ｐｚにずれる。
このように、保持テーブル１３が＋Ｚ軸方向にずれると、集光点ＰはワークＷ内において－Ｚ軸方向にずれるものとなる。これは、レーザービーム照射機構１２（集光レンズ４３）はＺ軸方向において移動せず、熱膨張の影響を受けて保持テーブル１３のみがＺ軸方向に移動するためである。
なお、上記の相関マップＭ１，Ｍ２を作成するためのデータは、レーザー加工装置の個体差や、レーザー加工装置が設置される環境によって異なるものである。相関マップＭ１，Ｍ２の作成は、レーザー加工装置を出荷する前の製造工程においてデータ取得のための試験的加工を行って相関マップＭ１，Ｍ２を作成し、記憶部１０４に記憶しておくことや、レーザー加工装置を設置した後にデータ取得のための試験的加工を行って相関マップＭ１，Ｍ２を作成し記憶部１０４に記憶することとしてもよい。
次に、以上の構成において集光点位置の補正を行う制御方法について説明する。図７は、制御方法について示すフローチャートである。
図７に示す制御は、レーザー加工時に行われる。このレーザー加工は、上述したアブレーション加工や、ステルスダイシング加工である。
具体的には、図１に示されるように、加工対象となるワークＷには、互いに直行する分割予定ラインが格子状に設けられる。ワークＷを保持する保持テーブル１３を加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させることで、ある分割予定ラインについてレーザー加工を行った後、割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に保持テーブル１３を移動させ（インデックス送り）、隣り合う次の分割予定ラインについてレーザー加工を行う。第一の方向に伸びる全ての分割予定ラインについてレーザー加工を行った後、保持テーブル１３が９０度回転され、第一の方向と直交する第二の方向の分割予定ラインについてレーザー加工が行われる。このレーザー加工時において、以下の制御が行われる。
＜温度検出ステップ＞
温度検出器３６により、保持機構３７の温度、又は、駆動部３３の温度を検出するステップである。温度検出器３６による温度検出はレーザー加工中にリアルタイムで常時行うことや、一定のタイミングで温度検出を行い記憶部１０４に記憶しておくこととしてもよい。
＜補正値算出ステップ＞
温度と集光点位置のずれ量の相関関係を定義する相関マップを参照し、温度検出器３６により検出される温度に対応する集光点位置のずれ量を求め、当該ずれ量を打ち消すための補正値を算出するステップである。
具体的には、例えば、温度Ｔ２の場合においては、図４（Ａ）の相関マップＭ１を参照することで、ずれ量Δｙが求められる。この場合、図５（Ｂ）に示すように、集光点はワークＷ内において－Ｙ軸方向にずれ量Δｙだけ移動することになる。
そして、このずれ量Δｙを打ち消すための数値として補正値を定義する。なお、補正値は、ずれ量Δｙと同一とする他、ずれ量Δｙに基づいて計算される別の数値であってもよい。
なお、図４（Ｂ）、図６（Ｂ）に示すＺ軸方向のずれについても同様に、ずれ量Δｚに基づいて補正値を定義する。
＜集光点位置補正ステップ＞
算出した補正値を用い、ワーク内における集光点の位置を補正するステップである。この補正はレーザー加工中にリアルタイムで常時行うこととする他、一定のタイミングで行うこととしてもよい。例えば、加工送り方向（Ｘ軸方向）に保持テーブルを移動させている間は補正をせず、ある分割予定ラインについてのレーザー加工を終えた後、割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に保持テーブルを移動させる際（インデックス送りの際）に行うこととしてもよい。
具体的には、補正値算出ステップで算出した補正値に基づき、図５（Ｃ）の例に示すように、保持テーブル１３を－Ｙ軸方向に補正値Δｙ（ずれ量Δｙ）だけ移動することで、ワークＷ内における集光点のＹ軸方向の位置を基準温度Ｔ１での位置と一致させる。
同様に、図６（Ｃ）の例のように、集光点位置調整ユニット４４を駆動して集光レンズ４３（図２）のＺ軸位置を変更することで、集光点の位置を＋Ｚ軸方向に補正値Δｚだけ移動させ、ワークＷ内における集光点のＺ軸方向の位置を基準温度Ｔ１での位置と一致させる。
以上のように、集光点位置補正ステップを実施することで、ワークＷ内での集光点位置を基準温度Ｔ１におけるものと一致させることができ、保持機構３７の熱膨張に起因してワークＷ内で集光点がずれてしまうことを防止することができる。
なお、補正値算出ステップにおいて、相関マップを参照して補正値を求めることとする他、単位温度変化あたりの補正値を求めておき、その補正値を利用して補正を行うこととしてもよい。
具体的には、例えば、駆動部３３（図１）が５℃の温度上昇した際に、ワーク内における集光点のＺ軸方向の位置は－２０μｍだけずれ、Ｙ軸方向の位置は＋３μｍだけずれたことが確認された装置について、単位温度変化（１℃の温度上昇）ごとにＺ軸方向において＋４μｍ、Ｙ軸方向において－０．６μｍずらすように補正をするものである。
以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図１乃至図３に示すように、
ワークＷを保持する保持機構３７と、
保持機構３７で保持されたワークＷに集光点を合わせてレーザービームを照射するレーザービーム照射機構１２と、
保持機構３７を加工送り方向、及び、割り出し送り方向に移動させる移動機構１４と、
少なくともレーザービーム照射機構１２と移動機構１４とを制御するコントローラ１００と、
を備えたレーザー加工装置１０であって、
レーザー加工装置１０は、
保持機構３７の温度、又は、移動機構１４において保持機構３７を加工送り方向に移動させる駆動部３３の温度、を検出するための温度検出器３６を更に有し、
レーザービーム照射機構１２は、ワークＷの厚み方向におけるレーザービームの集光点位置を調整するための集光点位置調整ユニットを有し、
コントローラ１００は、
温度検出器３６により検出される温度変化に応じ、
集光点位置調整ユニットを制御してワークＷの厚み方向におけるレーザービームの集光点位置を設定するとともに、
駆動部３３を制御して集光点のワークＷの割り出し送り方向の位置を設定することで、
レーザービームの集光点位置を補正する、レーザー加工装置１０とするものである。
これにより、ワークＷ内でのレーザービームの集光点位置のずれを補正することができ、保持機構３７の熱膨張に起因して生じるワークＷ内での集光点位置のずれの発生を防止することができる。
また、図３に示すように、
コントローラ１００には、予め記憶される相関マップＭ１，Ｍ２であって、保持機構３７、又は、駆動部３３の温度変化と、集光点位置の変化と、の相関を定義づける相関マップＭ１，Ｍ２が記憶され、コントローラ１００は、相関マップＭ１，Ｍ２を参照することで、温度検出器３６により検出された温度に対応する集光点位置の変化を取得し、集光点位置の変化に対応した補正値を使用して、レーザービームの集光点位置を補正する、こととするものである。
また、図１及び図３に示すように、
移動機構１４において保持機構３７を加工送り方向に移動させる駆動部３３は、電磁コイルを有するリニアモーターであり、温度検出器３６は、電磁コイルの温度を検出する、こととするものである。
この構成では、保持機構３７を高速で加工送りする駆動部３３の温度を直接検出することで、温度変化を早期に認識することができ、より高精度な位置補正が可能となる。
ワークＷを保持する保持機構３７と、
保持機構３７で保持されたワークＷに集光点を合わせてレーザービームを照射するレーザービーム照射機構１２と、
保持機構３７を加工送り方向、及び、割り出し送り方向に移動させる移動機構１４と、
少なくともレーザービーム照射機構１２と移動機構１４とを制御するコントローラ１００と、
を備えたレーザー加工装置１０の集光点位置の補正方法であって、
レーザー加工装置１０は、保持機構３７の温度、又は、移動機構１４において保持機構３７を加工送り方向に移動させる駆動部３３の温度、を検出するための温度検出器３６を更に有し、
レーザービーム照射機構１２は、ワークＷの厚み方向におけるレーザービームの集光点位置を調整するための集光点位置調整ユニットを有し、
コントローラ１００は、
温度検出器３６により温度を検出する温度検出ステップと、
検出された温度に基づいてレーザービームの集光点位置をずらすための補正値を算出する補正値算出ステップと、
補正値に基づいて、集光点位置調整ユニットを制御してワークＷの厚み方向におけるレーザービームの集光点位置を設定するとともに、駆動部３３を制御して集光点のワークＷの割り出し送り方向の位置を設定することで、レーザービームの集光点位置を補正する、集光点位置補正ステップと、
を実行する、レーザー加工装置の集光点位置の補正方法とするものである。
これにより、ワークＷ内でのレーザービームの集光点位置のずれを補正することができ、保持機構３７の熱膨張に起因して生じるワークＷ内での集光点位置のずれの発生を防止することができる。
１０ レーザー加工装置
１２ レーザー加工ユニット
１３ 保持テーブル
１４ 移動機構
２０ 割り出し送り機構
２１ 加工送り機構機構
２４ Ｙ軸方向移動基台
３２ Ｘ軸方向移動基台
３３ 駆動部
３５ マグネットプレート
３６ 温度検出器
４０ 加工ヘッド
４１ 発振器
４２ ミラー
４３ 集光レンズ
４４ 集光点位置調整ユニット
４６ レーザービーム
１００ コントローラ
１０２ 制御部
１０４ 記憶部
Ｍ１ 相関マップ
Ｍ２ 相関マップ
Ｐ 集光点
Ｔ１ 基準温度
Ｔ２ 温度
Ｗ ワーク
Δｙ 補正値
Δｚ 補正値

Claims (6)

  1. ワークを保持する保持機構と、
    該保持機構で保持されたワークに集光点を合わせてレーザービームを照射するレーザービーム照射機構と、
    該保持機構を加工送り方向、及び、割り出し送り方向に移動させる移動機構と、
    少なくとも該レーザービーム照射機構と該移動機構とを制御するコントローラと、
    を備えたレーザー加工装置であって、
    該レーザー加工装置は、
    該保持機構の温度、又は、該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部の温度、を検出するための温度検出器を更に有し、
    該レーザービーム照射機構は、該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を調整するための集光点位置調整ユニットを有し、
    該コントローラは、
    該温度検出器により検出される温度変化に応じ、
    該集光点位置調整ユニットを制御して該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を設定するとともに、
    該駆動部を制御して該集光点の該ワークの該割り出し送り方向の位置を設定することで、
    該レーザービームの集光点位置をレーザー加工中に補正する、レーザー加工装置。
  2. 該コントローラには、
    予め記憶される相関マップであって、
    該保持機構、又は、該駆動部の温度変化と、
    該集光点位置の変化と、
    の相関を定義づける相関マップが記憶され、
    該コントローラは、
    該相関マップを参照することで、該温度検出器により検出された温度に対応する該集光点位置の変化を取得し、
    該集光点位置の変化に対応した補正値を使用して、該レーザービームの集光点位置を補正する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
  3. 該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部は、電磁コイルを有するリニアモーターであり、
    該温度検出器は、該電磁コイルの温度を検出する、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザー加工装置。
  4. ワークを保持する保持機構と、
    該保持機構で保持されたワークに集光点を合わせてレーザービームを照射するレーザービーム照射機構と、
    該保持機構を加工送り方向、及び、割り出し送り方向に移動させる移動機構と、
    少なくとも該レーザービーム照射機構と該移動機構とを制御するコントローラと、
    を備えたレーザー加工装置の集光点位置の補正方法であって、
    該レーザー加工装置は、
    該保持機構の温度、又は、該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部の温度、を検出するための温度検出器を更に有し、
    該レーザービーム照射機構は、該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を調整するための集光点位置調整ユニットを有し、
    該コントローラは、
    該温度検出器により温度を検出する温度検出ステップと、
    検出された該温度に基づいて該レーザービームの集光点位置をずらすための補正値を算出する補正値算出ステップと、
    該補正値に基づいて、該集光点位置調整ユニットを制御して該ワークの厚み方向における該レーザービームの集光点位置を設定するとともに、該駆動部を制御して該集光点の該ワークの該割り出し送り方向の位置を設定することで、該レーザービームの集光点位置をレーザー加工中に補正する、集光点位置補正ステップと、
    を実行する、
    レーザー加工装置の集光点位置の補正方法。
  5. 該コントローラには、
    予め記憶される相関マップであって、
    該保持機構、又は、該駆動部の温度変化と、
    該集光点位置の変化と、
    の相関を定義づける相関マップが記憶され、
    該コントローラは、
    該補正値算出ステップにおいて、
    該相関マップを参照することで、該温度検出器により検出された温度に対応する該集光点位置の変化を取得し、
    該集光点位置の変化に対応した補正値を算出する、
    ことを特徴とする請求項４に記載のレーザー加工装置の集光点位置の補正方法。
  6. 該移動機構において該保持機構を加工送り方向に移動させる駆動部は、電磁コイルを有するリニアモーターであり、
    該温度検出器は、該電磁コイルの温度を検出する、
    ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のレーザー加工装置の集光点位置の補正方法。
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