KR20210025478A

KR20210025478A - 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법

Info

Publication number: KR20210025478A
Application number: KR1020200091945A
Authority: KR
Inventors: 히로키 다케우치; 마사노부 다케나카; 유키토 아쿠타가와
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2021-03-09
Also published as: AT522903A2; US20210060697A1; JP2021030284A; US11623300B2; TW202109644A; JP7382762B2; CN112439987A; DE102020210787A1

Abstract

(과제) 가공 결과의 양부를 레이저 가공 장치상에서 정량적으로 판정할 수 있는 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법을 제공하는 것.
(해결 수단) 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법은, 척 테이블에 유지된 피가공물의 가공 영역에 레이저 빔을 조사하여 관통 가공을 실시하는 레이저 가공 스텝과, 그 발광체를 점등하는 발광체 점등 스텝과, 레이저 가공 스텝 및 발광체 점등 스텝 후, 촬상 유닛과 피가공물을 상대적으로 이동시키면서 가공 영역을 모두 촬상하는 촬상 스텝과, 촬상 스텝에서 촬상된 촬상 화상의 가공 영역 중 광이 투과하고 있지 않은 영역을 검출하는 검출 스텝과, 검출 스텝 후, 광이 투과하고 있지 않은 영역이 소정량 미만인 경우에는 레이저 가공 장치의 재조정이 불필요하다고 판정하고, 소정량 이상인 경우에는 레이저 가공 장치의 재조정이 필요하다고 판정하는 판정 스텝을 포함한다.

Description

레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법{QUALITY DETERMINATION METHOD OF MACHINING RESULT OF LASER MACHINING APPARATUS}

본 발명은, 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 분할하여 디바이스 칩을 제조하는 가공 장치로서, 피가공물에 레이저 빔을 조사하여 어블레이션 가공하는 레이저 가공 장치가 알려져 있다 (특허문헌 1 참조). 레이저 가공 장치는, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 빔을 여러 가지 광학 소자를 사용하여 가공점으로 전파시키기 때문에, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 빔의 빔 직경이나 광학 소자의 거리 등의 미묘한 차이에 따라, 가공 결과가 크게 변동된다. 이 때문에, 원하는 가공 결과가 얻어지고 있는지의 여부를, 실제로 가공을 실시함으로써 확인하는 작업이 필요해진다.

일본 공개특허공보 2003-320466호

상기 서술한 확인 작업으로서, 현 상황에서는, 가공이 끝난 피가공물을 오퍼레이터 등이 현미경을 사용하여 육안으로 관찰함으로써 합격 여부를 판단하는 수법을 취하고 있다. 그러나, 가공이 끝난 1 라인 중에 「가공되어 있는 영역」과 「가공되어 있지 않은 영역」이 있는 경우 등은, 경험자의 감에 의지하여 판단하고 있기 때문에 판단 기준이 애매하다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 가공 결과의 양부를 레이저 가공 장치상에서 정량적으로 판정할 수 있는 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 피가공물의 전체면을 유지하는 유지면을 갖는 투명 또는 반투명의 유지 부재와, 그 유지 부재의 그 유지면과 반대측 측방에 배치 형성된 발광체를 포함하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 유닛과, 그 척 테이블과 그 레이저 빔 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 유닛을 구비한 레이저 가공 장치가 피가공물을 가공했을 때의 가공 결과의 양부를 판정하는 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법으로서, 그 척 테이블에 유지된 피가공물의 소정의 가공 영역에 레이저 빔을 조사하여 관통 가공을 실시하는 레이저 가공 스텝과, 그 척 테이블에 그 피가공물을 유지한 상태로 그 발광체를 점등하는 발광체 점등 스텝과, 그 레이저 가공 스텝 및 그 발광체 점등 스텝 후, 그 촬상 유닛과 그 피가공물을 상대적으로 이동시키면서 그 가공 영역을 모두 촬상하는 촬상 스텝과, 그 촬상 스텝에서 촬상된 촬상 화상의 그 가공 영역 중 광이 투과하고 있지 않은 영역을 검출하는 검출 스텝과, 그 검출 스텝 후, 그 광이 투과하고 있지 않은 영역이 소정량 미만인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 불필요하다고 판정하고, 소정량 이상인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 필요하다고 판정하는 판정 스텝을 구비한 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법이 제공된다.

바람직하게는, 가공 결과의 양부 판정 방법은, 그 피가공물을 그 촬상 유닛을 사용하여 촬상하고, 그 피가공물의 외주연을 검출하는 외주연 검출 스텝과, 그 외주연 검출 스텝의 결과에 기초하여, 가공 영역의 1 라인 전체의 길이를 산출하는 산출 스텝을 추가로 포함하고, 그 판정 스텝에 있어서의 양부 판정 기준은, 그 산출 스텝에서 산출된 1 라인 전체의 길이와, 그 검출 스텝에서 검출되는 광이 투과하고 있지 않은 영역의 길이의 비율이다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 유닛과, 그 척 테이블과 그 레이저 빔 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 유닛을 구비한 레이저 가공 장치가 피가공물을 가공했을 때의 가공 결과의 양부를 판정하는 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법으로서, 그 척 테이블에 유지된 피가공물의 소정의 가공 영역에 레이저 빔을 조사하여 그 피가공물을 관통하지 않는 비관통 가공을 실시하는 레이저 가공 스텝과, 그 레이저 가공 스텝 후, 그 촬상 유닛과 그 피가공물을 상대적으로 이동시키면서 그 가공 영역을 모두 촬상하는 촬상 스텝과, 그 촬상 스텝에서 촬상된 촬상 화상의 그 가공 영역 중 명도가 소정의 값 이상인 영역을 검출하는 검출 스텝과, 그 검출 스텝 후, 그 명도가 소정의 값 이상인 영역이 소정량 미만인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 불필요하다고 판정하고, 소정량 이상인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 필요하다고 판정하는 판정 스텝을 구비한 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법이 제공된다.

바람직하게는, 가공 결과의 양부 판정 방법은, 그 피가공물을 그 촬상 유닛을 사용하여 촬상하고, 그 피가공물의 외주연을 검출하는 외주연 검출 스텝과, 그 외주연 검출 스텝의 결과에 기초하여, 가공 영역의 1 라인 전체의 길이를 산출하는 산출 스텝을 추가로 포함하고, 그 판정 스텝에 있어서의 양부 판정 기준은, 그 산출 스텝에서 산출된 1 라인 전체의 길이와, 그 검출 스텝에서 검출되는 명도가 소정의 값 이상인 영역의 길이의 비율이다.

바람직하게는, 그 촬상 유닛은, 라인 스캔 카메라를 포함하고, 그 촬상 스텝은, 피가공물의 전체를 1 스캔으로 촬상한다.

본원 발명에 의하면, 가공 결과의 양부를 레이저 가공 장치상에서 정량적으로 판정할 수 있다.

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법이 실시되는 레이저 가공 장치의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타난 레이저 가공 장치의 척 테이블의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타난 레이저 가공 장치의 레이저 빔 조사 유닛의 구성을 모식적으로 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타난 레이저 빔 조사 유닛에 의한 피가공물에 대한 레이저 빔의 조사 모습을 나타내는 모식도이다.
도 5 는, 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 6 은, 도 5 의 촬상 스텝에서 촬상한 화상의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 7 은, 제 1 변형예에 관련된 레이저 가공 장치에 있어서, 도 5 의 촬상 스텝에서 촬상한 화상의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 8 은, 제 1 변형예에 관련된 레이저 가공 장치에 있어서, 도 5 의 촬상 스텝에서 촬상한 화상의 다른 일례를 나타내는 모식도이다.
도 9 는, 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 10 은, 도 9 의 촬상 스텝에서 촬상한 화상의 일례를 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.

〔제 1 실시형태〕

본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법에 대해 도면에 기초하여 설명한다. 먼저, 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 구성에 대해 설명한다. 도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법이 실시되는 레이저 가공 장치 (1) 의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 2 는, 도 1 에 나타난 레이저 가공 장치 (1) 의 척 테이블 (10) 의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 3 은, 도 1 에 나타난 레이저 가공 장치 (1) 의 레이저 빔 조사 유닛 (30) 의 구성을 모식적으로 나타내는 모식도이다. 도 4 는, 도 3 에 나타난 레이저 빔 조사 유닛 (30) 에 의한 피가공물 (200) 에 대한 레이저 빔 (31) 의 조사 모습을 나타내는 모식도이다. 이하의 설명에 있어서, X 축 방향은, 수평면에 있어서의 일 방향이다. Y 축 방향은, 수평면에 있어서, X 축 방향에 직교하는 방향이다. Z 축 방향은, X 축 방향 및 Y 축 방향에 직교하는 방향이다. 제 1 실시형태의 레이저 가공 장치 (1) 는, 가공 이송 방향이 X 축 방향이고, 산출 이송 방향이 Y 축 방향이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치 (1) 는, 척 테이블 (10) 과, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 과, 이동 유닛 (40) 과, 촬상 유닛 (80) 과, 표시 유닛 (90) 과, 제어 유닛 (100) 을 구비한다. 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 가공 대상인 피가공물 (200) 에 대하여 레이저 빔 (31) 을 조사함으로써, 피가공물 (200) 을 가공하는 장치이다. 레이저 가공 장치 (1) 에 의한 피가공물 (200) 의 가공은, 제 1 실시형태에 있어서, 적어도 분할 예정 라인을 따라 피가공물 (200) 을 절단하는 절단 가공 등의 관통 가공을 포함한다. 레이저 가공 장치 (1) 는, 예를 들어, 피가공물 (200) 의 표면에 홈을 형성하는 홈 가공 등을 실시하는 것이어도 된다.

레이저 가공 장치 (1) 에 의해 가공되는 피가공물 (200) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 실리콘, 사파이어, 갈륨비소 등의 기판을 갖는 원판상의 디바이스 웨이퍼로서, 기준 가공용의 더미 웨이퍼이다. 피가공물 (200) 은, 환상 프레임 (210) 및 익스팬드 테이프 (211) 에 지지된다. 환상 프레임 (210) 은, 피가공물 (200) 의 외경보다 큰 개구를 갖는다. 익스팬드 테이프 (211) 는, 환상 프레임 (210) 의 이면측에 첩착 (貼着) 된다. 익스팬드 테이프 (211) 는, 예를 들어, 신축성을 갖는 합성 수지로 구성된 기재층과, 기재층에 적층되고 또한 신축성 및 점착성을 갖는 합성 수지로 구성된 점착층을 포함한다. 피가공물 (200) 은, 환상 프레임 (210) 의 개구의 소정의 위치에 위치 결정되고, 이면이 익스팬드 테이프 (211) 에 첩착됨으로써, 환상 프레임 (210) 및 익스팬드 테이프 (211) 에 고정된다.

척 테이블 (10) 은, 피가공물 (200) 을 유지한다. 척 테이블 (10) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 원주상의 본체 (11) 와, 유지 부재 (12) 와, 발광체 (13) 를 구비한다. 본체 (11) 는, 끼워 맞춤 오목부 (111) 와, 유지 부재 지지부 (112) 와, 재치 (載置) 선반 (113) 과, 흡인 홈 (114) 과, 시일부 (115) 와, 연통로 (116) 와, 흡인 통로 (117) 와, 장착 홈 (118) 을 갖는다.

끼워 맞춤 오목부 (111) 는, 본체 (11) 의 상면에 형성되는 원형상의 오목부이다. 유지 부재 지지부 (112) 는, 끼워 맞춤 오목부 (111) 를 둘러싸고 형성되는 환상의 볼록부이다. 재치 선반 (113) 은, 유지 부재 지지부 (112) 의 내주부에 형성되는 환상의 오목부이다. 재치 선반 (113) 에는, 유지 부재 (12) 가 재치된다. 흡인 홈 (114) 은, 유지 부재 지지부 (112) 를 둘러싸고 형성되는 환상의 홈부이다. 시일부 (115) 는, 흡인 홈 (114) 을 둘러싸고 형성된다. 연통로 (116) 는, 흡인 홈 (114) 에 연통한다. 흡인 통로 (117) 는, 연통로 (116) 에 연통한다. 흡인 통로 (117) 는, 진공 흡인원과 접속하고 있다. 진공 흡인원이 작동하면, 흡인 통로 (117) 및 연통로 (116) 를 통해 흡인 홈 (114) 에 부압이 작용한다. 장착 홈 (118) 은, 본체 (11) 의 상부 외주에 형성되는 환상의 홈이다.

유지 부재 (12) 는, 본체 (11) 의 상면에 형성된다. 유지 부재 (12) 는, 제 1 실시형태에 있어서, 유지 부재 지지부 (112) 의 내주부에 형성된 재치 선반 (113) 상에 재치된다. 유지 부재 (12) 는, 유지면 (121) 을 구비한 투명 부재 또는 반투명 부재를 포함한다. 유지 부재 (12) 는, 제 1 실시형태에 있어서, 두께가 2 ∼ 5 ㎜ 인 석영판이다. 유지면 (121) 은, 피가공물 (200) 의 전체면을 유지한다. 유지면 (121) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 수평 방향과 평행한 평면이다. 유지면 (121) 에는, 전체면에 걸쳐 외주에 이르는 복수의 홈 (122) 이 형성되어 있다. 복수의 홈 (122) 은, 폭이 0.03 ∼ 0.1 ㎜, 깊이가 0.05 ∼ 0.1 ㎜, 홈 간격이 0.1 ∼ 5 ㎜ 이도록 형성된다. 복수의 홈 (122) 은, 홈 형상이 V 자 형상이어도 되고, U 자 형상이어도 된다. 복수의 홈 (122) 은, 반도체 웨이퍼 등을 스트리트를 따라 절단하는 절삭 장치를 사용하여, 절삭 블레이드의 절입 이송량을 소정값으로 설정함으로써 형성한다.

발광체 (13) 는, 유지 부재 (12) 의 유지면 (121) 과 반대측 측방에 형성된다. 발광체 (13) 는, 제 1 실시형태에 있어서, 유지 부재 (12) 의 하방에 형성된다. 발광체 (13) 는, 제 1 실시형태에 있어서, 끼워 맞춤 오목부 (111) 의 바닥면 상에 복수 개 형성된다. 발광체 (13) 는, 도시되지 않은 전원 회로에 접속되어 있다. 발광체 (13) 는, 유지 부재 (12) 의 하면측으로부터 광을 조사한다. 발광체 (13) 는, 예를 들어, LED (Light Emitting Diode) 등을 포함한다.

척 테이블 (10) 의 주위에는, 피가공물 (200) 을 지지하는 환상 프레임 (210) 을 협지하는 클램프부 (14) 가 복수 배치되어 있다. 클램프부 (14) 는, 제 1 실시형태에 있어서, 기부가 척 테이블 (10) 의 장착 홈 (118) 내에 형성된다. 기부는, 소정의 고정 수단에 의해, 척 테이블 (10) 의 본체 (11) 에 장착된다.

척 테이블 (10) 은, 회전 유닛 (15) 에 의해 Z 축 방향과 평행한 축심 둘레로 회전된다. 척 테이블 (10) 의 본체 (11) 는, 원통상의 회전 유닛 (15) 에 베어링 (151) 을 통해 Z 축 방향과 평행한 축심 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 본체 (11) 는, 예를 들어, 펄스 모터가 구동함으로써 Z 축 방향과 평행한 축심 둘레로 회전한다. 회전 유닛 (15) 은, X 축 방향 이동 플레이트 (16) 의 상면에 지지된다. 회전 유닛 (15) 및 척 테이블 (10) 은, X 축 방향 이동 플레이트 (16) 를 통해, 이동 유닛 (40) 의 X 축 방향 이동 유닛 (50) 에 의해 X 축 방향으로 이동된다. 회전 유닛 (15) 및 척 테이블 (10) 은, X 축 방향 이동 플레이트 (16), X 축 방향 이동 유닛 (50) 및 Y 축 방향 이동 플레이트 (17) 를 통해, 이동 유닛 (40) 의 Y 축 방향 이동 유닛 (60) 에 의해 Y 축 방향으로 이동된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (200) 에 대하여 펄스상의 레이저 빔 (31) 을 조사하는 유닛이다. 레이저 빔 조사 유닛 (30) 은, 레이저 발진기 (32) 와, 집광 상태 조정 유닛 (33) 과, 미러 (34) 와, 집광기 (35) 를 포함한다.

레이저 발진기 (32) 는, 피가공물 (200) 을 가공하기 위한 소정의 파장을 갖는 펄스 레이저를 발진한다. 레이저 빔 조사 유닛 (30) 이 조사하는 레이저 빔 (31) 은, 피가공물 (200) 에 대하여 흡수성을 갖는 파장이다. 레이저 발진기 (32) 는, 예를 들어, YAG 레이저 발진기, YVO4 레이저 발진기 등을 포함한다.

집광 상태 조정 유닛 (33) 은, 레이저 발진기 (32) 로부터 출사된 레이저 빔 (31) 의 사이즈 및 형상 등을 변경한다. 집광 상태 조정 유닛 (33) 은, 후술하는 제어 유닛 (100) 에 의한 가공 결과의 양부 판정의 결과에 기초하여, 자동적으로 레이저 빔 (31) 의 사이즈 및 형상 등을 변경하는 기능을 갖고 있어도 된다.

미러 (34) 는, 집광 상태 조정 유닛 (33) 을 통과한 레이저 빔 (31) 을 반사하여, 척 테이블 (10) 의 유지면 (121) 에 유지한 피가공물 (200) 을 향하여 반사한다.

집광기 (35) 는, 제 1 실시형태에 있어서, 집광 렌즈이다. 집광기 (35) 는, 미러 (34) 에 의해 반사된 레이저 빔 (31) 을, 피가공물 (200) 에 집광하여 피가공물 (200) 에 조사시킨다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 레이저 빔 (31) 의 집광점 (36) 은, 집광기 (35) 를 Z 축 방향으로 이동시킴으로써, Z 축 방향의 위치를 변화시킨다. 레이저 빔 (31) 의 집광점 (36) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 이동 유닛 (40) 의 Z 축 방향 이동 유닛 (70) 이 레이저 빔 조사 유닛 (30) 을 Z 축 방향으로 이동시킴으로써, Z 축 방향의 위치를 변화시킨다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 이동 유닛 (40) 은, 척 테이블 (10) 과, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 을 상대적으로 이동시키는 유닛이다. 이동 유닛 (40) 은, X 축 방향 이동 유닛 (50) 과, Y 축 방향 이동 유닛 (60) 과, Z 축 방향 이동 유닛 (70) 을 포함한다.

X 축 방향 이동 유닛 (50) 은, 척 테이블 (10) 과, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 을 가공 이송 방향인 X 축 방향으로 상대적으로 이동시키는 유닛이다. X 축 방향 이동 유닛 (50) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 척 테이블 (10) 을 X 축 방향으로 이동시킨다. X 축 방향 이동 유닛 (50) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 레이저 가공 장치 (1) 의 장치 본체 (2) 상에 설치되어 있다. X 축 방향 이동 유닛 (50) 은, X 축 방향 이동 플레이트 (16) 를 X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다. X 축 방향 이동 유닛 (50) 은, 주지된 볼 나사 (51) 와, 주지된 펄스 모터 (52) 와, 주지된 가이드 레일 (53) 을 포함한다. 볼 나사 (51) 는, 축심 둘레로 자유롭게 회전할 수 있도록 형성된다. 펄스 모터 (52) 는, 볼 나사 (51) 를 축심 둘레로 회전시킨다. 가이드 레일 (53) 은, X 축 방향 이동 플레이트 (16) 를 X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다. 가이드 레일 (53) 은, Y 축 방향 이동 플레이트 (17) 에 고정시켜 형성된다.

Y 축 방향 이동 유닛 (60) 은, 척 테이블 (10) 과, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 을 산출 이송 방향인 Y 축 방향으로 상대적으로 이동시키는 유닛이다. Y 축 방향 이동 유닛 (60) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 척 테이블 (10) 을 Y 축 방향으로 이동시킨다. Y 축 방향 이동 유닛 (60) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 레이저 가공 장치 (1) 의 장치 본체 (2) 상에 설치되어 있다. Y 축 방향 이동 유닛 (60) 은, Y 축 방향 이동 플레이트 (17) 를 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다. Y 축 방향 이동 유닛 (60) 은, 주지된 볼 나사 (61) 와, 주지된 펄스 모터 (62) 와, 주지된 가이드 레일 (63) 을 포함한다. 볼 나사 (61) 는, 축심 둘레로 자유롭게 회전할 수 있도록 형성된다. 펄스 모터 (62) 는, 볼 나사 (61) 를 축심 둘레로 회전시킨다. 가이드 레일 (63) 은, Y 축 방향 이동 플레이트 (17) 를 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다. 가이드 레일 (63) 은, 장치 본체 (2) 에 고정시켜 형성된다.

Z 축 방향 이동 유닛 (70) 은, 척 테이블 (10) 과, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 을 집광점 위치 조정 방향인 Z 축 방향으로 상대적으로 이동시키는 유닛이다. Z 축 방향 이동 유닛 (70) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 을 Z 축 방향으로 이동시킨다. Z 축 방향 이동 유닛 (70) 은, 제 1 실시형태에 있어서, 레이저 가공 장치 (1) 의 장치 본체 (2) 로부터 세워서 형성한 기둥 (3) 에 설치되어 있다. Z 축 방향 이동 유닛 (70) 은, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 중 적어도 집광기 (35) 를 Z 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다. Z 축 방향 이동 유닛 (70) 은, 주지된 볼 나사 (71) 와, 주지된 펄스 모터 (72) 와, 주지된 가이드 레일 (73) 을 포함한다. 볼 나사 (71) 는, 축심 둘레로 자유롭게 회전할 수 있도록 형성된다. 펄스 모터 (72) 는, 볼 나사 (71) 를 축심 둘레로 회전시킨다. 가이드 레일 (73) 은, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 을 Z 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 지지한다. 가이드 레일 (73) 은, 기둥 (3) 에 고정시켜 형성된다.

촬상 유닛 (80) 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (200) 을 촬상한다. 촬상 유닛 (80) 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (200) 을 촬상하는 CCD (Charge Coupled Device) 카메라 또는 적외선 카메라를 포함한다. 촬상 유닛 (80) 은, 예를 들어, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 의 집광기 (35) 에 인접하도록 고정되어 있다. 촬상 유닛 (80) 은, 피가공물 (200) 을 촬상하여, 피가공물 (200) 과 레이저 빔 조사 유닛 (30) 의 위치 맞춤을 실시하는 얼라인먼트를 수행하기 위한 화상을 얻고, 얻은 화상을 제어 유닛 (100) 에 출력한다.

표시 유닛 (90) 은, 가공 동작의 상태 또는 화상 등을 표시하는 표시면 (91) 을 포함한다. 표시 유닛 (90) 은, 액정 표시 장치 등에 의해 구성되는 표시부이다. 표시면 (91) 이 터치 패널을 포함하는 경우, 표시 유닛 (90) 은, 입력부를 포함해도 된다. 입력부는, 오퍼레이터가 가공 내용 정보를 등록하는 등의 각종 조작을 접수 가능하다. 입력부는, 키보드 등의 외부 입력 장치여도 된다. 표시 유닛 (90) 은, 표시면 (91) 에 표시되는 정보나 화상이 입력부 등으로부터의 조작에 의해 전환된다. 표시 유닛 (90) 은, 알림부를 포함해도 된다. 알림부는, 소리 및 광의 적어도 일방을 발하여 레이저 가공 장치 (1) 의 오퍼레이터에게 미리 정해진 알림 정보를 알린다. 알림부는, 스피커 또는 발광 장치 등의 외부 알림 장치여도 된다. 표시 유닛 (90) 은, 제어 유닛 (100) 에 접속하고 있다.

제어 유닛 (100) 은, 레이저 가공 장치 (1) 의 상기 서술한 각 구성 요소를 각각 제어하여, 피가공물 (200) 에 대한 가공 동작을 레이저 가공 장치 (1) 에 실행시킨다. 제어 유닛 (100) 은, 레이저 빔 조사 유닛 (30), 이동 유닛 (40), 촬상 유닛 (80) 및 표시 유닛 (90) 을 제어한다. 제어 유닛 (100) 은, 연산 수단으로서의 연산 처리 장치와, 기억 수단으로서의 기억 장치와, 통신 수단으로서의 입출력 인터페이스 장치를 포함하는 컴퓨터이다. 연산 처리 장치는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit) 등의 마이크로 프로세서를 포함한다. 기억 장치는, ROM (Read Only Memory) 또는 RAM (Random Access Memory) 등의 메모리를 갖는다. 연산 처리 장치는, 기억 장치에 격납된 소정의 프로그램에 기초하여 각종 연산을 실시한다. 연산 처리 장치는, 연산 결과에 따라, 입출력 인터페이스 장치를 통해 각종 제어 신호를 상기 서술한 각 구성 요소에 출력하고, 레이저 가공 장치 (1) 의 제어를 실시한다.

제어 유닛 (100) 은, 예를 들어, 촬상 유닛 (80) 에 피가공물 (200) 을 촬상시킨다. 제어 유닛 (100) 은, 예를 들어, 촬상 유닛 (80) 에 의해 촬상한 화상의 화상 처리를 실시한다. 제어 유닛 (100) 은, 예를 들어, 화상 처리에 의해 피가공물 (200) 의 가공 라인을 검출한다. 제어 유닛 (100) 은, 예를 들어, 레이저 빔 (31) 의 집광점 (36) 이 가공 라인을 따라 이동하도록 이동 유닛 (40) 을 구동시킴과 함께, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 에 레이저 빔 (31) 을 조사시킨다.

다음으로, 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법에 대해 설명한다. 도 5 는, 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법의 흐름을 나타내는 플로 차트이다. 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법은, 레이저 가공 스텝 ST1 과, 발광체 점등 스텝 ST2 와, 촬상 스텝 ST3 과, 검출 스텝 ST4 와, 판정 스텝 ST5 를 포함한다.

레이저 가공 스텝 ST1 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (200) 의 소정의 가공 영역 (201) (도 6 참조) 에 레이저 빔 (31) 을 조사하여 관통 가공을 실시하는 스텝이다. 레이저 가공 스텝 ST1 에서는, 먼저, 도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 에 소정의 가공 조건을 설정한다. 다음으로, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (10) 의 유지 부재 (12) 의 유지면 (121) 에 피가공물 (200) 의 전체면을 유지시킨다. 피가공물 (200) 은, 익스팬드 테이프 (211) 를 통해 유지면 (121) 에 유지된다. 피가공물 (200) 을 유지하는 환상 프레임 (210) 은, 클램프부 (14) 에 의해 협지된다.

레이저 가공 스텝 ST1 에서는, 다음으로, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (200) 의 소정의 가공 영역 (201) 에, 레이저 빔 조사 유닛 (30) 에 의해 레이저 빔 (31) 을 조사한다. 제어 유닛 (100) 은, 소정의 가공 조건에 기초하여, 예를 들어, 1 라인마다 레이저 빔 (31) 의 집광점 (36) 의 위치를 변화시키면서, 레이저 빔 (31) 을 피가공물 (200) 의 소정의 가공 영역 (201) 에 수 라인 관통 가공시킨다. 레이저 가공 스텝 ST1 에서는, 예를 들어, 디포커스를 -0.3 ㎜ ∼ +0.3 ㎜ 의 범위에 있어서, 1 라인마다 200 ㎛ 씩 변화시켜 레이저 빔 (31) 을 조사한다.

발광체 점등 스텝 ST2 는, 척 테이블 (10) 에 피가공물 (200) 을 유지한 상태로 발광체 (13) 를 점등하는 스텝이다. 발광체 점등 스텝 ST2 에서는, 발광체 (13) 가, 피가공물 (200) 을 유지하는 유지 부재 (12) 의 유지면 (121) 과 반대측 측방으로부터 광을 조사한다. 피가공물 (200) 의 하면측으로부터 광이 조사되면, 레이저 가공 스텝 ST1 에 있어서 관통 가공된 영역은, 광이 투과한다.

도 6 은, 도 5 의 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 화상의 일례를 나타내는 모식도이다. 촬상 스텝 ST3 은, 레이저 가공 스텝 ST1 및 발광체 점등 스텝 ST2 후, 촬상 유닛 (80) 과 피가공물 (200) 을 상대적으로 이동시키면서, 소정의 가공 영역 (201) 을 모두 촬상하는 스텝이다. 제 1 실시형태에 있어서, 촬상 스텝 ST3 에서는, 촬상 유닛 (80) 에, 1 라인씩 모든 라인을 촬상시킨다. 촬상 스텝 ST3 에서는, 정지 화면으로 복수 장 촬상해도 되고, 동영상으로 촬상해도 된다. 동영상으로 촬상하는 경우, 촬상 스텝 ST3 에서는, 예를 들어, 척 테이블 (10) 을, 예를 들어, 300 ㎜/s 로 이동시키면서 촬상한다. 이 경우, 정지 화면으로 촬상하는 경우보다 관찰 시간을 단축할 수 있다. 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 촬상 화상은, 표시 유닛 (90) 의 표시면 (91) 에 표시되어도 된다.

검출 스텝 ST4 는, 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 촬상 화상의 가공 영역 (201) 중 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 을 검출하는 스텝이다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 가공 영역 (201) 은, 광이 투과하고 있는 영역 (202) 과, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 을 포함한다. 광이 투과하고 있는 영역 (202) 은, 레이저 가공 스텝 ST1 에 있어서의 관통 가공에 있어서 관통한 영역이다. 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 은, 레이저 가공 스텝 ST1 에 있어서의 관통 가공에 있어서 관통하지 않았던 영역이다.

검출 스텝 ST4 에서는, 예를 들어, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 을 검출하기 위해, 촬상 유닛 (80) 이 촬상한 촬상 화상을 모노크롬 화상으로 변환해도 된다. 제 1 실시형태에서는, 변환한 모노크롬 화상의 백색의 부분을 광이 투과하고 있는 영역 (202) 으로서 검출하고, 흑색의 부분을 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 으로서 검출한다. 촬상 화상의 모노크롬 화상으로의 변환은, 2 치화 처리에 의해 실시한다. 촬상 화상이 컬러 화상인 경우, 2 치화 처리를 실시하기 전에, 촬상 화상을 그레이 스케일화하여, 그레이 스케일 화상으로 변환해 둔다. 2 치화 처리에서는, 그레이 스케일 화상에 있어서, 각 화소의 값이 소정 임계값을 상회하고 있는 경우에는 백색으로, 각 화소의 값이 소정 임계값을 하회하고 있는 경우에는 흑색으로 치환하여, 그레이 스케일 화상을 모노크롬 화상으로 변환한다. 촬상 화상이 256 계조의 8 bit 인 경우, 소정 임계값은, 예를 들어, 100 이다. 화상 처리된 촬상 화상은, 표시 유닛 (90) 의 표시면 (91) 에 표시되어도 된다.

판정 스텝 ST5 는, 검출 스텝 ST4 의 검출 결과에 기초하여, 레이저 가공 장치 (1) 의 양부를 판정하는 스텝이다. 보다 상세하게는, 판정 스텝 ST5 에서는, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 이 소정량 미만인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 재조정이 불필요하다고 판정한다. 판정 스텝 ST5 에서는, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 이 소정량 이상인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 재조정이 필요하다고 판정한다. 소정량은, 가공 영역 (201) 의 각각에 대응하는 집광점 (36) 의 위치에 기초하여 설정되는, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 을 허용하는 양의 임계값이다. 관통 가공에 있어서 관통하지 않았던 영역을 나타내는 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 이 소정량 이상인 것은, 레이저 가공 장치 (1) 에 의한 가공 결과가 기준을 만족하고 있지 않은 것을 나타낸다. 즉, 레이저 가공 장치 (1) 에 있어서의, 레이저 빔 (31) 의 출력, 빔 직경, 각 광학 소자의 배치 또는 상대 거리 등의 설정값을 재조정할 필요가 있는 것을 나타낸다. 판정 스텝 ST5 에 있어서의 판정 결과는, 표시 유닛 (90) 의 표시면 (91) 에 표시되어도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 판정 방법은, 레이저 가공 장치 (1) 가, 피가공물 (200) 의 하면측으로부터 광을 조사하는 발광체 (13) 를 구비한다. 피가공물 (200) 에 레이저 가공을 실시한 후, 발광체 (13) 를 점등함으로써, 광이 투과하고 있는 영역 (202) 및 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 을 검출할 수 있다. 광이 투과하고 있는 영역 (202) 을 관통한 영역으로 간주하고, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 을 관통하지 않았던 영역으로 간주할 수 있다. 이로써, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 이 미리 설정된 소정량 미만인지 소정량 이상인지를 판정함으로써, 관통 가공에 있어서의 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부를 장치상에서 정량적으로 판정할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터에 의한 측정 오차나 판단 기준의 애매함 등을 배제함으로써, 가공 결과의 변동을 억제할 수 있다. 또, 장치상에서 자동적으로 검출 및 판정할 수 있기 때문에, 육안 관찰에 의한 확인 작업에 필요로 하고 있던 오퍼레이터의 공수를 삭감할 수 있다는 효과를 발휘한다.

[제 1 변형예]

다음으로, 제 1 변형예에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법에 대해 도면에 기초하여 설명한다. 도 7 은, 제 1 변형예에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 에 있어서, 도 5 의 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 화상의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 8 은, 제 1 변형예에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 에 있어서, 도 5 의 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 화상의 다른 일례를 나타내는 모식도이다.

제 1 변형예에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 촬상 유닛 (80) 이, 라인 스캔 카메라를 포함한다. 라인 스캔 카메라는, 촬상 소자에 1 차원 CCD 인 라인 센서를 사용한 카메라이다. 예를 들어, 라인 스캔 카메라는, 척 테이블 (10) 에 대하여, 촬상 라인에 직교하는 방향으로 상대적으로 이동하면서, 피가공물 (200) 을 촬상한다.

제 1 변형예에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법에 있어서, 촬상 스텝 ST3 에서는, 피가공물 (200) 의 전체를 1 스캔으로 촬상한다. 촬상 유닛 (80) 은, 예를 들어, 1 스캔에 포함되는 복수의 1 차원의 촬상 데이터를 일시적으로 보존하는 메모리를 포함한다. 촬상 유닛 (80) 은, 메모리상에서, 복수의 1 차원의 촬상 데이터로부터 2 차원 데이터를 생성한다.

[제 2 변형예]

다음으로, 제 2 변형예에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법에 대해 설명한다. 제 2 변형예에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법은, 도 5 에 나타내는 제 1 실시형태의 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법에 대하여, 추가로 외주연 검출 스텝과, 산출 스텝을 포함하는 점에서 상이하다.

외주연 검출 스텝은, 피가공물 (200) 의 외주연 (204) (도 7 등 참조) 을 검출하는 스텝이다. 외주연 검출 스텝에서는, 먼저, 피가공물 (200) 을, 촬상 유닛 (80) 을 사용하여 촬상한다. 이 때, 외주연 검출 스텝에서는, 촬상 유닛 (80) 에, 피가공물 (200) 의 외주연 (204) 을 포함하여 촬상시킨다. 외주연 검출 스텝에서는, 제 1 변형예와 동일하게 한번에 모아 피가공물 (200) 의 전체를 촬상해도 된다. 즉, 외주연 검출 스텝에 있어서의 촬상 유닛 (80) 에 의한 피가공물 (200) 의 촬상은, 도 5 에 나타내는 촬상 스텝 ST3 과 동시에 실시되어도 된다. 외주연 검출 스텝에서는, 다음으로, 촬상 유닛 (80) 이 촬상한 촬상 화상으로부터, 피가공물 (200) 의 외주연 (204) 을 검출한다. 피가공물 (200) 의 외주연 (204) 의 검출은, 도 5 에 나타내는 검출 스텝 ST4 와 동시 또는 병행하여 실시되어도 된다.

산출 스텝은, 외주연 검출 스텝의 결과에 기초하여, 가공 영역 (201) (도 7 등 참조) 의 1 라인 전체의 길이를 산출하는 스텝이다. 산출 스텝에서는, 예를 들어, 각각 라인이 외주연 (204) 과 교차하는 양단부의 2 차원 좌표를 취득한다. 산출 스텝에서는, 예를 들어, 각각의 가공 라인의 양단부의 2 차원 좌표에 기초하여, 각각의 가공 라인 전체의 길이를 산출한다.

제 2 변형예에 있어서, 판정 스텝 ST5 에 있어서의 양부 판정 기준은, 산출 스텝에서 산출된 1 라인 전체의 길이와, 검출 스텝 ST4 에서 검출되는 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) (도 6 참조) 의 길이의 비율이다. 제 2 변형예의 판정 스텝 ST5 에서는, 예를 들어, 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 촬상 화상으로부터 레이저 가공의 절단 폭의 중심이 백색으로 표시되는 부분을, 광이 투과하고 있는 영역 (202) (도 6 참조) 으로서 검출하고, 레이저 가공의 절단 폭의 중심이 흑색으로 표시되는 부분을, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 으로서 검출한다. 판정 스텝 ST5 에서는, 예를 들어, 가공 영역 (201) 의 1 라인 전체의 길이에 대하여, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 이 소정의 비율 미만인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 조정이 불필요하다고 판정한다. 판정 스텝 ST5 에서는, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 이 소정의 비율 이상인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 조정이 필요하다고 판정한다. 소정의 비율은, 예를 들어, 90 ％ 이상, 바람직하게는 95 ％ 이상이다.

판정 스텝 ST5 에서는, 예를 들어, 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 1 라인의 촬상 화상을 분할하여, 분할한 촬상 화상에 있어서, 각각의 가공 영역 (201) 의 라인의 길이와, 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 의 길이의 비율을 산출해도 된다. 촬상 화상의 분할수는, 예를 들어, 10 분할이다. 판정 스텝 ST5 에서는, 분할한 촬상 화상의 적어도 어느 것에 있어서, 가공 영역 (201) 중 광이 투과하고 있지 않은 영역 (203) 이 소정의 비율 이상인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 조정이 필요하다고 판정해도 된다.

〔제 2 실시형태〕

다음으로, 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법에 대해 도면에 기초하여 설명한다. 레이저 가공 장치 (1) 에 의한 피가공물 (200) 의 가공은, 제 2 실시형태에 있어서, 적어도 피가공물 (200) 의 표면에 홈을 형성하는 홈 가공 등의 비관통 가공을 포함한다. 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법이 실시되는 레이저 가공 장치 (1) 는, 제 1 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법이 실시되는 레이저 가공 장치 (1) (도 1 등 참조) 와 동일한 구성이면 된다. 단, 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 척 테이블 (10) 이, 발광체 (13) 와, 투명 부재 또는 반투명 부재에 의해 형성되는 유지면 (121) 을 필요로 하지 않는다 (도 2 참조). 즉, 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 척 테이블 (10) 에 유지되는 피가공물 (200) 의 하면측으로부터 광을 조사하는 구성을 필요로 하지 않는다.

도 9 는, 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법의 흐름을 나타내는 플로 차트이다. 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법은, 레이저 가공 스텝 ST1 과, 촬상 스텝 ST3 과, 검출 스텝 ST4 와, 판정 스텝 ST5 를 포함한다.

제 2 실시형태의 레이저 가공 스텝 ST1 은, 척 테이블 (10) 에 유지된 피가공물 (200) 의 소정의 가공 영역 (201) (도 6 참조) 에 레이저 빔 (31) 을 조사하여 피가공물 (200) 을 관통하지 않는 비관통 가공을 실시하는 스텝이다. 제 2 실시형태의 레이저 가공 스텝 ST1 은, 레이저 가공에 의해 피가공물 (200) 을 관통 가공하지 않는 점을 제외하고, 제 1 실시형태의 레이저 가공 스텝 ST1 과 기본적인 순서가 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

도 10 은, 도 9 의 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 화상의 일례를 나타내는 모식도이다. 제 2 실시형태의 촬상 스텝 ST3 은, 레이저 가공 스텝 ST1 후, 촬상 유닛 (80) 과 피가공물 (200) 을 상대적으로 이동시키면서, 소정의 가공 영역 (201) 을 모두 촬상하는 스텝이다. 제 2 실시형태의 촬상 스텝 ST3 은, 제 1 실시형태의 촬상 스텝 ST3 과 순서가 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 제 2 실시형태의 촬상 스텝 ST3 에서는, 제 1 변형예의 촬상 스텝 ST3 과 동일하게, 피가공물 (200) 의 전체를 1 스캔으로 촬상해도 된다.

제 2 실시형태의 검출 스텝 ST4 는, 촬상 스텝 ST3 에서 촬상한 촬상 화상의 가공 영역 (201) 중 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 을 검출한다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 가공 영역 (201) 은, 명도가 소정의 값 미만인 영역 (205) 과, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 을 포함한다. 명도가 소정의 값 미만인 영역 (205) 은, 레이저 가공 스텝 ST1 에 있어서의 비관통 가공에 있어서, 예를 들어, 형성된 홈의 깊이가 소정 이상인 영역이다. 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 은, 레이저 가공 스텝 ST1 에 있어서의 비관통 가공에 있어서, 예를 들어, 형성된 홈의 깊이가 소정 이하인 영역이다. 검출 스텝 ST4 에서는, 제 1 실시형태와 동일하게, 촬상 화상을 모노크롬 화상으로 변환해도 된다. 즉, 검출 스텝 ST4 에서는, 명도의 소정의 값을 임계값으로 하여, 명도가 소정의 값 미만인 영역 (205) 을 흑색으로, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 을 백색으로 치환해도 된다. 소정의 값은, 조명의 밝기 및 방향, 피가공물 (200) 의 재질, 가공의 종류 등에 따라 미리 설정되는 임계값이다.

제 2 실시형태의 판정 스텝 ST5 는, 검출 스텝 ST4 의 검출 결과에 기초하여, 레이저 가공 장치 (1) 의 양부를 판정하는 스텝이다. 보다 상세하게는, 판정 스텝 ST5 에서는, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 이 소정량 이상인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 재조정이 필요하다고 판정한다. 판정 스텝 ST5 에서는, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 이 소정량 미만인 경우에는 레이저 가공 장치 (1) 의 재조정이 불필요하다고 판정한다. 비관통 가공에 있어서 형성된 홈의 깊이가 소정 이하인 영역을 나타내는 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 이 소정량 이상인 것은, 레이저 가공 장치 (1) 에 의한 가공 결과가 기준을 만족하고 있지 않은 것을 나타낸다. 즉, 레이저 가공 장치 (1) 에 있어서의, 레이저 빔 (31) 의 출력, 빔 직경, 각 광학 소자의 배치 또는 상대 거리 등의 설정값을 재조정할 필요가 있는 것을 나타낸다.

제 2 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부 판정 방법은, 추가로, 제 2 변형예의 외주연 검출 스텝 및 산출 스텝을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 판정 스텝 ST5 에 있어서의 양부 판정 기준은, 산출 스텝에서 산출된 1 라인 전체의 길이와, 검출 스텝 ST4 에서 검출되는 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 의 길이의 비율이다. 판정 스텝 ST5 에서는, 예를 들어, 가공 영역 (201) 의 1 라인 전체의 길이에 대하여, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 이 소정의 비율 미만인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 재조정이 불필요하다고 판정한다. 판정 스텝 ST5 에서는, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 이 소정의 비율 이상인 경우, 레이저 가공 장치 (1) 의 재조정이 필요하다고 판정한다. 소정의 비율은, 예를 들어, 90 ％ 이상, 바람직하게는 95 ％ 이상이다.

이상 설명한 바와 같이, 제 2 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 판정 방법은, 피가공물 (200) 에 레이저 가공을 실시한 후, 명도가 소정의 값 미만인 영역 (205) 및 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 을 검출한다. 명도가 소정의 값 미만인 영역 (205) 을, 예를 들어 형성된 홈의 깊이가 소정 이상인 영역으로 간주하고, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 을, 예를 들어 형성된 홈의 깊이가 소정 이하인 영역으로 간주할 수 있다. 이로써, 명도가 소정의 값 이상인 영역 (206) 이 미리 설정된 소정량 미만인지 소정량 이상인지를 판정함으로써, 비관통 가공에 있어서의 레이저 가공 장치 (1) 의 가공 결과의 양부를 장치상에서 정량적으로 판정할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터에 의한 측정 오차나 판단 기준의 애매함 등을 배제함으로써, 가공 결과의 변동을 억제할 수 있다. 또, 장치상에서 자동적으로 검출 및 판정할 수 있기 때문에, 육안 관찰에 의한 확인 작업에 필요로 하고 있던 오퍼레이터의 공수를 삭감할 수 있다는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.

1 : 레이저 가공 장치
10 : 척 테이블
11 : 본체
12 : 유지 부재
121 : 유지면
13 : 발광체
30 : 레이저 빔 조사 유닛
31 : 레이저 빔
40 : 이동 유닛
80 : 촬상 유닛
90 : 표시 유닛
100 : 제어 유닛
200 : 피가공물
201 : 가공 영역
202 : 광이 투과하고 있는 영역
203 : 광이 투과하고 있지 않은 영역
204 : 외주연
205 : 명도가 소정의 값 이하인 영역
206 : 명도가 소정의 값 이상인 영역

Claims

피가공물의 전체면을 유지하는 유지면을 갖는 투명 또는 반투명의 유지 부재와, 그 유지 부재의 그 유지면과 반대측 측방에 배치 형성된 발광체를 포함하는 척 테이블과,
그 척 테이블에 유지된 피가공물에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 유닛과,
그 척 테이블과 그 레이저 빔 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과,
그 척 테이블에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 유닛을 구비한 레이저 가공 장치가 피가공물을 가공했을 때의 가공 결과의 양부를 판정하는 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법으로서,
그 척 테이블에 유지된 피가공물의 소정의 가공 영역에 레이저 빔을 조사하여 관통 가공을 실시하는 레이저 가공 스텝과,
그 척 테이블에 그 피가공물을 유지한 상태로 그 발광체를 점등하는 발광체 점등 스텝과,
그 레이저 가공 스텝 및 그 발광체 점등 스텝 후, 그 촬상 유닛과 그 피가공물을 상대적으로 이동시키면서 그 가공 영역을 모두 촬상하는 촬상 스텝과,
그 촬상 스텝에서 촬상된 촬상 화상의 그 가공 영역 중 광이 투과하고 있지 않은 영역을 검출하는 검출 스텝과,
그 검출 스텝 후, 그 광이 투과하고 있지 않은 영역이 소정량 미만인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 불필요하다고 판정하고, 소정량 이상인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 필요하다고 판정하는 판정 스텝을 구비한 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법.
제 1 항에 있어서,
그 피가공물을 그 촬상 유닛을 사용하여 촬상하고, 그 피가공물의 외주연을 검출하는 외주연 검출 스텝과,
그 외주연 검출 스텝의 결과에 기초하여, 가공 영역의 1 라인 전체의 길이를 산출하는 산출 스텝을 추가로 구비하고,
그 판정 스텝에 있어서의 양부 판정 기준은, 그 산출 스텝에서 산출된 1 라인 전체의 길이와, 그 검출 스텝에서 검출되는 광이 투과하고 있지 않은 영역의 길이의 비율인 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법.
피가공물을 유지하는 척 테이블과,
그 척 테이블에 유지된 피가공물에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 유닛과,
그 척 테이블과 그 레이저 빔 조사 유닛을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과,
그 척 테이블에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 유닛을 구비한 레이저 가공 장치가 피가공물을 가공했을 때의 가공 결과의 양부를 판정하는 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법으로서,
그 척 테이블에 유지된 피가공물의 소정의 가공 영역에 레이저 빔을 조사하여 그 피가공물을 관통하지 않는 비관통 가공을 실시하는 레이저 가공 스텝과,
그 레이저 가공 스텝 후, 그 촬상 유닛과 그 피가공물을 상대적으로 이동시키면서 그 가공 영역을 모두 촬상하는 촬상 스텝과,
그 촬상 스텝에서 촬상된 촬상 화상의 그 가공 영역 중 명도가 소정의 값 이상인 영역을 검출하는 검출 스텝과,
그 검출 스텝 후, 그 명도가 소정의 값 이상인 영역이 소정량 미만인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 불필요하다고 판정하고, 소정량 이상인 경우에는 그 레이저 가공 장치의 재조정이 필요하다고 판정하는 판정 스텝을 구비한 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법.
제 3 항에 있어서,
그 피가공물을 그 촬상 유닛을 사용하여 촬상하고, 그 피가공물의 외주연을 검출하는 외주연 검출 스텝과,
그 외주연 검출 스텝의 결과에 기초하여, 가공 영역의 1 라인 전체의 길이를 산출하는 산출 스텝을 추가로 포함하고,
그 판정 스텝에 있어서의 양부 판정 기준은, 그 산출 스텝에서 산출된 1 라인 전체의 길이와, 그 검출 스텝에서 검출되는 명도가 소정의 값 이상인 영역의 길이의 비율인 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
그 촬상 유닛은, 라인 스캔 카메라를 포함하고,
그 촬상 스텝은, 피가공물의 전체를 1 스캔으로 촬상하는 레이저 가공 장치의 가공 결과의 양부 판정 방법.