KR20200087677A - 레이저 가공 장치 및 집광 렌즈의 오염 확인 방법 - Google Patents

레이저 가공 장치 및 집광 렌즈의 오염 확인 방법 Download PDF

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KR20200087677A
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슌스케 데라니시
šœ스케 데라니시
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 집광 렌즈의 오염을 용이하게 확인하는 것을 목적으로 한다.
집광 렌즈(65)를 투과한 검출광(L2)이 반사부(80)에 의해 반사되어, 반사광(L3)이 얻어진다. 그리고, 다시 집광 렌즈(65)를 투과한 반사광(L3)을 수광부(受光部; 77)가 수광하고, 그 수광량에 기초하여, 판단부(79)가, 집광 렌즈(65)가 오염되어 있는지의 여부, 즉, 집광 렌즈(65)의 오염 정도를 판단한다. 따라서, 레이저 가공 장치(10)에서는, 데브리(debris)의 부착 등에 의한 집광 렌즈(65)의 오염을, 용이하게 확인할 수 있다.

Description

레이저 가공 장치 및 집광 렌즈의 오염 확인 방법{LASER PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR VERIFYING CONTAMINATION IN FOCUSING LENS}
본 발명은 레이저 가공 장치 및 집광 렌즈의 오염 확인 방법에 관한 것이다.
레이저 가공 장치는, 예컨대, 웨이퍼에 대해 투과성의 파장을 갖는 레이저 광선을 웨이퍼에 조사하여, 웨이퍼의 내부에 레이저 광선의 집광점을 위치시킴으로써 개질층을 형성한다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2017-006930호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2018-130728호 공보
이러한 레이저 가공 장치에서는, 얇은 웨이퍼의 내부에 집광점을 위치시켜 개질층을 형성하는 경우, 집광점이 웨이퍼의 상면에 가까워지기 때문에, 웨이퍼 상면에서 어블레이션이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 웨이퍼의 용융에 의해 데브리(debris)가 발생하고, 이 데브리가 비산하여 집광 렌즈에 부착되는 경우가 있다. 집광 렌즈에 데브리가 부착되면, 집광 렌즈를 투과하는 레이저 광선이 데브리에 의해 차단되게 되어, 레이저 광선이 집광 렌즈를 투과하는 투과율이 저하되어, 집광점에서 집광한 레이저 광선의 에너지량이 불충분해지기 때문에, 개질층의 형성에 영향을 미친다. 이 때문에, 개질층을 따라 웨이퍼를 분할하는 것이 곤란해진다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 데브리의 부착 등에 의한 집광 렌즈의 오염을 용이하게 확인할 수 있는 레이저 가공 장치 및 집광 렌즈의 오염 확인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 레이저 가공 장치로서, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 피가공물에 대해 투과성의 파장을 갖는 파장의 레이저를 발진하는 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 내부에 집광시키는 집광 렌즈를 갖고, 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 상기 레이저 광선의 집광점에 의해, 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 가공 수단과, 상기 집광 렌즈의 오염을 검출하는 오염 검출 수단을 구비하고, 상기 오염 검출 수단은, 상기 집광 렌즈의 오염 검출용의 검출광을 출사하는 광원과, 상기 검출광을 상기 집광 렌즈로 유도하는 다이크로익 미러(dichroic mirror)와, 상기 다이크로익 미러에 의해 유도되어 상기 집광 렌즈를 투과한 상기 검출광을 반사시키는, 상면에 경면을 갖는 반사부와, 상기 반사부에 의해 반사되고, 상기 검출광에 있어서의 상기 집광 렌즈의 투과 방향과는 반대 방향으로 상기 집광 렌즈를 투과한 반사광을 수광(受光)하는 수광부와, 상기 수광부에 의해 수광된 상기 반사광의 수광량에 기초하여, 상기 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 판단하는 판단 수단을 포함하는 레이저 가공 장치가 제공된다.
바람직하게는, 본 레이저 가공 장치는, 상기 척 테이블에 대해 상기 집광 렌즈를 승강시키는 승강 수단을 더 구비하고, 상기 승강 수단이, 상기 집광 렌즈를 승강시킴으로써, 상기 검출광의 집광점을 상기 반사부의 상면에 위치시키며, 상기 수광부가, 상기 반사부의 상면에서 반사된 상기 반사광을 수광하고, 상기 판단 수단이, 상기 수광부의 수광량에 기초하여, 상기 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 판단한다.
바람직하게는, 상기 검출광의 파장은, 300 ㎚ 내지 1000 ㎚까지의 범위이다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 피가공물에 대해 투과성의 파장을 갖는 레이저 광선의 집광점에 의해 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하기 위해서 상기 피가공물의 내부에 상기 레이저 광선을 집광시키는 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 확인하는, 집광 렌즈의 오염 확인 방법으로서, 상기 집광 렌즈의 오염 검출용의 검출광을 상기 집광 렌즈로 유도하고, 상기 집광 렌즈를 투과한 상기 검출광을 반사부의 상면에서 반사시킴으로써 얻어지는 반사광을, 상기 집광 렌즈로 유도하며, 상기 집광 렌즈를 투과한 상기 반사광을 수광부에 의해 수광하고, 상기 수광부에 의해 수광된 상기 반사광의 수광량에 기초하여, 상기 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 확인하는, 각 단계를 구비한 집광 렌즈의 오염 확인 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 수광부의 수광량에 기초하여, 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 판단(확인)한다. 따라서, 데브리의 부착 등에 의해 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를, 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 검출광의 집광점이, 승강 수단에 의해, 반사부의 상면에 위치됨으로써, 반사부로부터의 반사광의 광량을 많게 할 수 있기 때문에, 수광부에 의한 수광량도 많게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부의 판단의 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 가공 수단에 의한 웨이퍼의 가공의 모습을 도시한 설명도이다.
도 3은 오염 검출 수단에 의한 집광 렌즈의 오염 확인의 모습을 도시한 설명도이다.
도 4는 수광부의 수광량과 가공 수단에 의한 가공 거리의 관계를 도시한 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 레이저 가공 장치(10)는, 직육면체 형상의 베이스(11), 및 베이스(11)의 일단에 세워져 설치된 수직벽부(13)를 구비하고 있다.
베이스(11)의 상면에는, 척 테이블(43)을 이동시키는 척 테이블 이동 기구(14)가 설치되어 있다. 척 테이블 이동 기구(14)는, 척 테이블(43)을, X축 방향으로 가공 이송하고, Y축 방향으로 인덱싱 이송한다. 척 테이블 이동 기구(14)는, 척 테이블(43)을 구비한 척 테이블부(40), 척 테이블(43)을 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 인덱싱 이송부(20), 및 척 테이블(43)을 가공 이송 방향으로 이동시키는 가공 이송부(30)를 구비하고 있다.
인덱싱 이송부(20)는, Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(23), 가이드 레일(23)에 배치된 Y축 테이블(24), 가이드 레일(23)과 평행하게 연장되는 볼 나사(25), 및 볼 나사(25)를 회전시키는 구동 모터(26)를 포함하고 있다.
한 쌍의 가이드 레일(23)은, Y축 방향으로 평행하게, 베이스(11)의 상면에 배치되어 있다. Y축 테이블(24)은, 한 쌍의 가이드 레일(23) 상에, 이들 가이드 레일(23)을 따라 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. Y축 테이블(24) 상에는, 가공 이송부(30) 및 척 테이블부(40)가 배치되어 있다.
볼 나사(25)는, Y축 테이블(24)의 하면측에 설치된 너트부(도시하지 않음)에 나사 결합되어 있다. 구동 모터(26)는, 볼 나사(25)의 일단부에 연결되어 있고, 볼 나사(25)를 회전 구동한다. 볼 나사(25)가 회전 구동됨으로써, Y축 테이블(24), 가공 이송부(30) 및 척 테이블부(40)가, 가이드 레일(23)을 따라, 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동한다.
가공 이송부(30)는, X축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(31), 가이드 레일(31) 상에 배치된 X축 테이블(32), 가이드 레일(31)과 평행하게 연장되는 볼 나사(33), 및 볼 나사(33)를 회전시키는 구동 모터(35)를 구비하고 있다. 한 쌍의 가이드 레일(31)은, X축 방향으로 평행하게, Y축 테이블(24)의 상면에 배치되어 있다. X축 테이블(32)은, 한 쌍의 가이드 레일(31) 상에, 이들 가이드 레일(31)을 따라 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. X축 테이블(32) 상에는, 척 테이블부(40) 및 반사부(80)가 배치되어 있다.
볼 나사(33)는, X축 테이블(32)의 하면측에 설치된 너트부(도시하지 않음)에 나사 결합되어 있다. 구동 모터(35)는, 볼 나사(33)의 일단부에 연결되어 있고, 볼 나사(33)를 회전 구동한다. 볼 나사(33)가 회전 구동됨으로써, X축 테이블(32) 및 척 테이블부(40)가, 가이드 레일(31)을 따라, 가공 이송 방향(X축 방향)으로 이동한다.
척 테이블부(40)는, 웨이퍼(1)를 유지하기 위해서 이용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)는, 링 프레임(F), 점착 테이프(S) 및 웨이퍼(1)를 포함하는 워크 세트(W)로서, 척 테이블부(40)에 유지된다.
척 테이블부(40)는, 웨이퍼(1)를 유지하는 척 테이블(43), 척 테이블(43) 주위에 설치된 클램프부(45), 및 척 테이블(43)을 지지하는 θ 테이블(47)을 갖고 있다.
θ 테이블(47)은, X축 테이블(32)의 상면에, XY 평면 내에서 회전 가능하게 설치되어 있다. 척 테이블(43)은, 웨이퍼(1)를 흡착 유지하기 위한 부재이다. 척 테이블(43)은, 원판형으로 형성되어 있고, θ 테이블(47) 상에 설치되어 있다.
척 테이블(43)의 상면에는, 다공성 세라믹스재를 포함하는 유지면이 형성되어 있다. 이 유지면은, 흡인원(도시하지 않음)에 연통(連通)되어 있다. 척 테이블(43) 주위에는, 지지 아암을 포함하는 4개의 클램프부(45)가 설치되어 있다. 4개의 클램프부(45)는, 에어 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 구동됨으로써, 척 테이블(43)에 유지되어 있는 웨이퍼(1) 주위의 링 프레임(F)을, 사방으로부터 협지(挾持) 고정한다.
레이저 가공 장치(10)의 수직벽부(13)는, 척 테이블 이동 기구(14)의 후방에 세워져 설치되어 있다. 수직벽부(13)의 전면(前面)에는, 레이저 유닛(12)을 Z축 방향으로 이동시키기 위한 승강 수단(50)이 설치되어 있다.
승강 수단(50)은, Z축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(51), 가이드 레일(51) 상에 배치된 Z축 테이블(52), 가이드 레일(51)과 평행하게 연장되는 볼 나사(53), 및 볼 나사(53)를 회전시키는 구동 모터(55)를 구비하고 있다. 한 쌍의 가이드 레일(51)은, Z축 방향으로 평행하게, 수직벽부(13)의 전면에 배치되어 있다. Z축 테이블(52)은, 한 쌍의 가이드 레일(51) 상에, 이들 가이드 레일(51)을 따라 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. Z축 테이블(52)에는, 레이저 유닛(12)이 부착되어 있다.
레이저 유닛(12)은, 웨이퍼(1)를 레이저 가공하기 위한 장치이다. 레이저 유닛(12)은, 웨이퍼(1)를 레이저 광선에 의해 가공하는 가공 수단(18), 가공 수단(18)의 집광 렌즈의 오염을 검출하는 오염 검출 수단(19), 및 가공 수단(18) 및 오염 검출 수단(19)을 지지하는 아암부(17)를 갖고 있다.
아암부(17)는, Z축 테이블(52)로부터, 척 테이블 이동 기구(14)의 방향으로 돌출되어 있다. 가공 수단(18) 및 오염 검출 수단(19)은, 척 테이블부(40)의 척 테이블(43)에 대향하도록, 아암부(17)의 선단에 지지되어 있다.
가공 수단(18) 및 오염 검출 수단(19) 내에는, 레이저 유닛(12)의 광학계가 설치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가공 수단(18)은, 고체 레이저 광원인 레이저 발진기(61), 및 레이저 발진기(61)의 하방에 설치된 다이크로익 미러(63) 및 집광 렌즈(65)를 구비하고 있다.
레이저 발진기(61)는, 웨이퍼(1)에 대해 투과성의 파장을 갖는 펄스 레이저 광선(L1)을 출사한다. 레이저 광선(L1)의 파장은, 예컨대, 1064 ㎚, 1099 ㎚ 혹은 1342 ㎚이다.
다이크로익 미러(63)는, 레이저 발진기(61)로부터 출사되는 레이저 광선(L1)을 투과시킨다. 다이크로익 미러(63)를 투과한 레이저 광선(L1)은, 집광 렌즈(65)로 향한다. 집광 렌즈(65)는, 레이저 광선(L1)을, 척 테이블(43)에 유지된 웨이퍼(1)의 내부에 집광시킨다.
즉, 가공 수단(18)은, 레이저 발진기(61)로부터 출사되어 다이크로익 미러(63)를 투과한 레이저 광선(L1)을 집광 렌즈(65)에 의해 집광하여, 척 테이블(43) 상에 유지된 웨이퍼(1)에 조사한다. 이에 의해, 웨이퍼(1)가 레이저 가공된다.
이 레이저 광선(L1)을 집광시킴으로써 얻어지는 집광점(P)의 높이 위치는, 승강 수단(50)에 의해, 레이저 유닛(12)[가공 수단(18)]의 Z축 방향에 있어서의 위치, 즉, 척 테이블(43)에 대한 집광 렌즈(65)의 높이 위치를 변경함으로써, 임의의 위치에 배치되는 것이 가능하다.
가공 수단(18)으로부터의 레이저 광선(L1)의 조사에 의해, 웨이퍼(1)의 내부에, 레이저 광선(L1)의 집광점(P)이 위치된다. 이 집광점(P)이, 웨이퍼(1)의 내부에서 웨이퍼에 대해 상대적으로 이동함으로써, 웨이퍼(1) 내에, 분할 기점이 되는 개질층이 형성된다.
즉, 웨이퍼(1)의 재료는, 레이저 광선(L1)의 조사에 의해 개질된다. 웨이퍼(1)에 있어서의 레이저 광선(L1)의 조사 부분[집광점(P)의 통과 부분]은, 개질되어, 밀도, 굴절률, 및 기계적 강도 등의 물리적 특성이 다른 부분과 상이한 개질층이 되고, 다른 부분보다 약한 강도를 갖는다. 개질층은, 예컨대, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역, 및 이들이 혼재하는 영역을 포함한다. 개질층은, 이러한 영역을 포함하기 때문에, 다른 부분에 비해 깨지기 쉽다. 이 개질층을 웨이퍼(1)의 분할 예정 라인을 따라 형성하고, 웨이퍼(1)를 분할 예정 라인을 따라 분할함으로써, 복수의 칩을 얻을 수 있다.
한편, 가공 수단(18)에 의한 레이저 가공은, 예컨대, 이하의 가공 조건으로 행해진다.
(가공 조건 1)
레이저 광선의 파장 1064 ㎚
반복 주파수 50 ㎑
평균 출력 1 W
스폿 직경 1 ㎛
가공 이송 속도 100 ㎜/sec∼800 ㎜/sec
(가공 조건 2)
레이저 광선의 파장 1342 ㎚
반복 주파수 90 ㎑
평균 출력 1 W
스폿 직경 1 ㎛
가공 이송 속도 100 ㎜/sec∼800 ㎜/sec
이와 같이, 집광 렌즈(65)는, 웨이퍼(1)에 대해 투과성의 파장을 갖는 레이저 광선(L1)의 집광점(P)에 의해 웨이퍼(1)의 내부에 개질층을 형성하기 위해서, 웨이퍼(1)의 내부에 레이저 광선을 집광시키는 것이다. 그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 오염 검출 수단(19)은, 이 집광 렌즈(65)의 오염을 검출한다. 즉, 오염 검출 수단(19)은, 집광 렌즈(65)가 오염되어 있는지의 여부를 판단(확인)하기 위해서 이용된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 오염 검출 수단(19)은, 집광 렌즈(65)의 오염 검출용의 검출광을 출사하는 검출용 광원(71)과, 그 하방에 설치된 반투과 미러(73) 및 레이저 빔 댐퍼(75)를 구비하고 있다. 또한, 오염 검출 수단(19)은, 반사부(80)로부터의 반사광을 수광하는 수광부(77), 및 집광 렌즈(65)가 오염되어 있는지의 여부[집광 렌즈(65)의 오염 정도]를 판단하는 판단부(79)를 구비하고 있다. 또한, 가공 수단(18)의 다이크로익 미러(63)도, 오염 검출 수단(19)의 일부로서 기능한다.
이하에, 오염 검출 수단(19)에 의한 집광 렌즈(65)의 오염의 확인 동작[집광 렌즈(65)의 오염 확인 방법]에 대해 설명한다. 집광 렌즈(65)의 오염을 확인할 때에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 집광 렌즈(65)의 하방에, X축 테이블(32)에 배치된 반사부(80)가 위치하도록, X축 테이블(32)이 배치된다. 그리고, 오염 검출 수단(19)의 검출용 광원(71)은, 오염 검출용의 레이저 광선인 검출광(L2)을 출사한다. 검출광(L2)의 파장은, 예컨대, 300 ㎚∼1000 ㎚의 범위에 있다.
반투과 미러(73)는, 검출광(L2)의 일부를 반사하는 한편, 검출광(L2)의 잔부를 투과시킨다. 반투과 미러(73)의 반사율은, 예컨대 80%이다. 레이저 빔 댐퍼(75)는, 반투과 미러(73)를 투과한 검출광(L2)을 흡수한다.
반투과 미러(73)에 의해 반사된 검출광(L2)은, 가공 수단(18)의 다이크로익 미러(63)로 향한다. 여기서, 다이크로익 미러(63)는, 검출용 광원(71)으로부터 출사된 검출광(L2)을 반사하도록 구성되어 있다. 따라서, 다이크로익 미러(63)는, 검출광(L2)을 반사하여, 집광 렌즈(65)로 유도한다. 검출광(L2)은, 집광 렌즈(65)에 의해 집광되어, 반사부(80)에 조사된다.
반사부(80)는, 다이크로익 미러(63)에 의해 집광 렌즈(65)로 유도되어, 집광 렌즈(65)를 투과한 검출광(L2)을 반사하는 것이며, 상면에 경면을 갖는다. 즉, 반사부(80)는, 도 3에 도시된 바와 같이, X축 테이블(32) 상에 배치되어 있는 반사 테이블(81), 및 반사 테이블(81) 상에 구비되어 있는 실리콘 미러(83)를 갖고 있다.
그리고, 집광 렌즈(65)의 오염을 확인할 때에는, 집광 렌즈(65)에 의해 집광된 검출광(L2)의 집광점(P)은, 승강 수단(50)에 의해, 실리콘 미러(83)의 상면에 위치된다. 실리콘 미러(83)는, 반사부(80)에 있어서의 경면을 갖는 반사판의 일례에 상당한다.
집광 렌즈(65)를 투과한 검출광(L2)은, 실리콘 미러(83)에 의해 반사되어, 반사광(L3)이 되고, 집광 렌즈(65)로 유도된다. 반사광(L3)은, 검출광(L2)에 있어서의 집광 렌즈(65)의 투과 방향과는 반대 방향으로 집광 렌즈(65)를 투과하여, 다이크로익 미러(63)로 향한다. 반사광(L3)은, 다이크로익 미러(63)에 의해 반사되어, 오염 검출 수단(19)의 반투과 미러(73)로 향한다. 수광부(77)는, 반투과 미러(73)를 투과한 반사광(L3)을 수광한다. 수광부(77)는, 예컨대, CCD(Charge-Coupled Device)이다.
판단부(79)는, 수광부(77)에 의해 수광된 반사광(L3)의 수광량에 기초하여, 집광 렌즈(65)가 오염되어 있는지의 여부[집광 렌즈(65)에 있어서의 오염의 유무]를 판단한다. 예컨대, 판단부(79)는, 반사광(L3)의 수광량이, 미리 설정되어 있는 임계값 이하인 경우에, 집광 렌즈(65)가 오염되어 있다고 판단한다. 판단부(79)는, 판단 수단의 일례에 상당한다.
도 4에, 수광부(77)의 수광량과, 가공 수단(18)에 의한 가공 거리의 관계를 도시한 그래프를 도시한다. 가공 거리란, 가공 수단(18)으로부터 웨이퍼(1)에 조사되는 레이저 광선(L1)의 집광점(P)의, 웨이퍼(1) 내에서의 상대적인 이동 거리이다. 일반적으로, 이 가공 거리가 길수록, 집광 렌즈(65)의 오염이 많아진다. 즉, 많은 가공을 한 것이 된다.
이 그래프에 나타내는 예에서는, 전술한 임계값이, 집광 렌즈(65)가 실질적으로 오염되어 있지 않은 신품인 경우에 있어서의 수광부(77)의 수광량, 즉, 초기의 수광량에 기초하여 설정된다. 구체적으로는, 임계값은, 예컨대, 초기의 수광량(100%)의 약 72%로 설정되어 있어도 좋다. 혹은, 이 임계값은, 초기의 수광량의 90%로 설정되어도 좋다. 초기의 수광량 또는 임계값을 기억부에 기억시켜 두고, 판단부(79)가, 집광 렌즈(65)가 오염되어 있는지의 여부의 판단 기준으로서 이용한다.
판단부(79)는, 집광 렌즈(65)가 오염되어 있다고 판단한 경우, 도시하지 않은 통지 장치를 이용하여, 그 취지를 오퍼레이터에게 통지하고, 오퍼레이터에게 처치를 촉구한다. 오퍼레이터는, 예컨대, 레이저 가공 장치(10)에 의한 가공을 정지하고, 집광 렌즈(65)의 청소 혹은 교환을 실시한다.
이상과 같이, 레이저 가공 장치(10)에서는, 집광 렌즈(65)를 투과한 검출광(L2)이 반사부(80)에 의해 반사되어, 반사광(L3)이 얻어진다. 그리고, 다시 집광 렌즈(65)를 투과한 반사광(L3)을 수광부(77)가 수광하고, 그 수광량에 기초하여, 판단부(79)가, 집광 렌즈(65)가 오염되어 있는지의 여부를 판단(확인)한다. 따라서, 레이저 가공 장치(10)에서는, 데브리의 부착 등에 의해 집광 렌즈(65)가 오염되어 있는지의 여부를, 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 집광 렌즈(65)의 오염을 검출할 때, 집광 렌즈(65)에 의해 집광된 검출광(L2)의 집광점(P)이, 승강 수단(50)에 의해, 반사부(80)의 실리콘 미러(83)의 상면에 위치된다. 이에 의해, 반사부(80)로부터의 반사광(L3)의 광량을 많게 할 수 있기 때문에, 수광부(77)에 의한 수광량도 많게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 판단부(79)에 의한 판단의 정밀도를 높일 수 있다.
한편, 레이저 광선(L1)의 파장과 검출광(L2)의 파장의 차는, 큰 편이 바람직하다. 또한, 다이크로익 미러(63)는, 레이저 광선(L1)의 파장과 검출광(L2)의 파장에 차가 작은 경우에도, 레이저 광선(L1)을 투과시키는 한편, 검출광(L2)을 반사하는 것이 바람직하다. 또한, 검출용 광원(71)에 의한 검출광(L2)의 출력값은, 레이저 발진기(61)에 의한 레이저 광선(L1)의 출력값보다 작게 설정되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 승강 수단(50)에 의해, 가공 수단(18)으로부터 조사되는 레이저 광선(L1) 및 검출광(L2)의 집광점(P)의 높이 위치를 변경하고 있다. 이를 대신하여, 가공 수단(18) 내의 광학계에 의해, 집광점(P)의 높이 위치를 변경해도 좋다. 이를 위해서, 예컨대, 가공 수단(18) 내에, 집광 렌즈(65)의 위치를 상하 이동시키기 위한 승강 기구를 구비하고 있어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 반투과 미러(73)의 반사율은 80%로 설정되어 있다. 이것에 한하지 않고, 반투과 미러(73)의 반사율은, 0% 및 100%에 가까운 값이 아니면, 임의의 값으로 설정되어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 반사부(80)가 실리콘 미러(83)를 갖고 있다. 이를 대신하여, 반사부(80)에서는, 반사 테이블(81)의 상면이 경면으로 되어 있어도 좋다.
1: 웨이퍼 F: 링 프레임
S: 점착 테이프 W: 워크 세트
10: 레이저 가공 장치 50: 승강 수단
12: 레이저 유닛 18: 가공 수단
19: 검출 수단 61: 레이저 발진기
63: 다이크로익 미러 65: 집광 렌즈
71: 검출용 광원 73: 반투과 미러
75: 레이저 빔 댐퍼 77: 수광부
79: 판단부 80: 반사부
81: 반사 테이블 83: 실리콘 미러
L1: 레이저 광선 L2: 검출광
L3: 반사광 P: 집광점

Claims (4)

  1. 레이저 가공 장치로서,
    피가공물을 유지하는 척 테이블과,
    피가공물에 대해 투과성의 파장을 갖는 파장의 레이저를 발진하는 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 광선을 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 내부에 집광시키는 집광 렌즈를 갖고, 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 상기 레이저 광선의 집광점에 의해, 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하는 가공 수단과,
    상기 집광 렌즈의 오염을 검출하는 오염 검출 수단
    을 구비하고,
    상기 오염 검출 수단은,
    상기 집광 렌즈의 오염 검출용의 검출광을 출사하는 광원과,
    상기 검출광을 상기 집광 렌즈로 유도하는 다이크로익 미러(dichroic mirror)와,
    상기 다이크로익 미러에 의해 유도되어 상기 집광 렌즈를 투과한 상기 검출광을 반사시키는, 상면에 경면을 갖는 반사부와,
    상기 반사부에 의해 반사되고, 상기 검출광에 있어서의 상기 집광 렌즈의 투과 방향과는 반대 방향으로 상기 집광 렌즈를 투과한 반사광을 수광(受光)하는 수광부와,
    상기 수광부에 의해 수광된 상기 반사광의 수광량에 기초하여, 상기 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 판단하는 판단 수단
    을 포함하는 것인, 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척 테이블에 대해 상기 집광 렌즈를 승강시키는 승강 수단을 더 구비하고,
    상기 승강 수단은, 상기 집광 렌즈를 승강시킴으로써, 상기 검출광의 집광점을 상기 반사부의 상면에 위치시키며,
    상기 수광부는, 상기 반사부의 상면에서 반사된 상기 반사광을 수광하고,
    상기 판단 수단은, 상기 수광부의 수광량에 기초하여, 상기 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 판단하는 것인, 레이저 가공 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출광의 파장은, 300 ㎚로부터 1000 ㎚까지의 범위에 있는 것인, 레이저 가공 장치.
  4. 피가공물에 대해 투과성의 파장을 갖는 레이저 광선의 집광점에 의해 상기 피가공물의 내부에 개질층을 형성하기 위해서 상기 피가공물의 내부에 상기 레이저 광선을 집광시키는 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 확인하는, 집광 렌즈의 오염 확인 방법으로서,
    상기 집광 렌즈의 오염 검출용의 검출광을 상기 집광 렌즈로 유도하는 단계;
    상기 집광 렌즈를 투과한 상기 검출광을 반사부의 상면에서 반사시킴으로써 얻어지는 반사광을, 상기 집광 렌즈로 유도하는 단계;
    상기 집광 렌즈를 투과한 상기 반사광을 수광부에 의해 수광하는 단계; 및
    상기 수광부에 의해 수광된 상기 반사광의 수광량에 기초하여, 상기 집광 렌즈가 오염되어 있는지의 여부를 확인하는 단계
    를 포함하는, 집광 렌즈의 오염 확인 방법.
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