KR20230139769A - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents

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KR20230139769A KR1020230000598A KR20230000598A KR20230139769A KR 20230139769 A KR20230139769 A KR 20230139769A KR 1020230000598 A KR1020230000598 A KR 1020230000598A KR 20230000598 A KR20230000598 A KR 20230000598A KR 20230139769 A KR20230139769 A KR 20230139769A
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가츠히로 고레마츠
다카후미 오기와라
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

레이저 가공 장치는, 광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 대상물의 내부에 개질 영역을 형성한다. 레이저 가공 장치는 지지부와, 조사부와, 삼각 측거 센서와, 이동 기구와, 기억부와, 결정부와, 위치 맞춤부를 구비한다. 결정부는 기억부에 기억된 복수의 수광 위치 정보 중 어느 하나를, 기준 수광 위치 정보로서 결정한다. 위치 맞춤부는, 삼각 측거 센서의 수광 소자 어레이의 수광 위치가 기준 수광 위치 정보에 대응하는 수광 위치가 되도록, 이동 기구를 동작시켜 조사부 및 지지부 중 적어도 일방을 이동시켜, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞춘다. The laser processing device forms a modified region inside the object by irradiating laser light to the object on which a light-transmitting member is provided on the laser light incident surface. The laser processing device includes a support unit, an irradiation unit, a triangulation sensor, a moving mechanism, a storage unit, a determination unit, and a positioning unit. The determination unit determines one of the plurality of light reception position information stored in the storage unit as the reference light reception position information. The positioning unit operates the moving mechanism to move at least one of the irradiation unit and the support unit so that the light receiving position of the light receiving element array of the triangular rangefinding sensor becomes the light receiving position corresponding to the reference light receiving position information, and moves at least one of the irradiation part and the support part to create a condensing lens with respect to the laser light incident surface. The position in the optical axis direction is adjusted to a predetermined height position.

Figure P1020230000598
Figure P1020230000598

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법{LASER PROCESSING APPARATUS AND LASER PROCESSING METHOD}Laser processing device and laser processing method {LASER PROCESSING APPARATUS AND LASER PROCESSING METHOD}

본 개시는 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a laser processing device and a laser processing method.

대상물에 레이저광을 조사하여 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 장치가 알려져 있다(예를 들면, 일본 특허공개 제2008-87053호 공보 참조). 이와 같은 레이저 가공 장치는, 대상물을 지지하는 지지부와, 대상물에 집광 렌즈를 거쳐 레이저광을 조사하는 조사부와, 집광 렌즈의 광축 방향을 따라서 조사부를 이동시키는 이동 기구를 구비한다. A laser processing device that forms a modified region by irradiating laser light to an object is known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-87053). Such a laser processing device includes a support part that supports an object, an irradiation part that irradiates laser light to the object through a condensing lens, and a moving mechanism that moves the irradiation part along the optical axis direction of the condensing lens.

상술한 바와 같은 레이저 가공 장치는, 대상물의 레이저 입사면에 레티클을 투영하고, 촬상부에 의해 레이저광 입사면을 촬상하고, 그 화상 상에서 레티클의 핀트가 맞도록 이동 기구를 동작시킴으로써, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞추는 위치 맞춤(이른바, 하이트 세트)을 행하는 경우가 있다. 그러나, 예를 들면 투명 테이프 등의 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 웨이퍼를 대상물에 이용했을 경우, 화상 상에 있어서 레티클이 흐려져 버려, 레티클을 올바르게 식별할 수 없어, 집광 렌즈의 위치 맞춤이 곤란하게 될 우려가 있다. 특히, 투과 부재의 두께가 두꺼우면, 해당 우려는 현저하게 된다. The laser processing device described above projects a reticle onto the laser incident surface of an object, captures an image of the laser light incident surface with an imaging unit, and operates a moving mechanism so that the reticle is focused on the image, thereby making laser light incident. There are cases where alignment (so-called height setting) is performed to align the position of the condenser lens in the optical axis direction with respect to the surface to a predetermined height position. However, for example, when a wafer on which a transparent member such as a transparent tape is provided on the laser beam incident surface is used as the object, the reticle becomes blurred on the image, the reticle cannot be correctly identified, and the positioning of the condenser lens is difficult. There is a risk of getting into trouble. In particular, if the thickness of the transparent member is large, this concern becomes significant.

그래서, 본 개시는 광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 있어서도, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치를 확실히 위치 맞춤하는 것이 가능한 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present disclosure provides a laser processing device and a laser capable of reliably aligning the position of the condensing lens in the optical axis direction with respect to the laser beam incident surface, even in an object in which a light-transmitting member is provided on the laser beam incident surface. The purpose is to provide a processing method.

본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치는, 광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 레이저광을 조사하여, 대상물에 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 장치로서, 대상물을 지지하는 지지부와, 대상물에 집광 렌즈를 거쳐 레이저광을 조사하는 조사부와, 조사부에 마련되어, 레이저광 입사면에서 반사한 측정용 레이저광을 수광하는 수광 소자 어레이를 가지는 삼각 측거 센서와, 집광 렌즈의 광축 방향을 따라서, 조사부 및 지지부 중 적어도 일방을 이동시키는 이동 기구와, 수광 소자 어레이의 수광 위치에 관한 수광 위치 정보를 복수 기억하는 기억부와, 기억부에 기억된 복수의 수광 위치 정보 중 어느 하나를, 기준 수광 위치 정보로서 결정하는 결정부와, 수광 소자 어레이의 수광 위치가 기준 수광 위치 정보에 대응하는 수광 위치가 되도록, 이동 기구를 동작시켜 조사부 및 지지부 중 적어도 일방을 이동시켜, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞추는 위치 맞춤부를 구비한다. A laser processing device according to one aspect of the present disclosure is a laser processing device in which a transmission member having light transparency irradiates laser light to an object provided on a laser light incident surface to form a modified region in the object, and supports the object. A triangulation sensor having a support portion, an irradiation portion that irradiates laser light to an object through a condensing lens, and a light receiving element array provided in the irradiation portion that receives the laser light for measurement reflected from the laser beam incidence surface, and the optical axis direction of the condensing lens. Accordingly, a moving mechanism that moves at least one of the irradiation unit and the support unit, a storage unit that stores a plurality of light-receiving position information regarding the light-receiving position of the light-receiving element array, and one of the plurality of light-receiving position information stored in the storage unit, The moving mechanism is operated to move at least one of the irradiation section and the support section so that the light-receiving position of the determining portion and the light-receiving element array that determines the reference light-receiving position information becomes the light-receiving position corresponding to the reference light-receiving position information, so that at least one of the irradiation portion and the support portion is moved to the laser beam incident surface. A position adjusting unit is provided to adjust the position of the condenser lens in the optical axis direction to a predetermined height position.

본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 방법은, 광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 레이저광을 조사하여, 대상물에 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공 방법으로서, 레이저 가공 장치는, 대상물을 지지하는 지지부와, 대상물에 집광 렌즈를 거쳐 레이저광을 조사하는 조사부와, 조사부에 마련되어, 레이저광 입사면에서 반사한 측정용 레이저광을 수광하는 수광 소자 어레이를 가지는 삼각 측거 센서와, 집광 렌즈의 광축 방향을 따라서, 조사부 및 지지부 중 적어도 일방을 이동시키는 이동 기구를 구비하고, 수광 소자 어레이의 수광 위치에 관한 수광 위치 정보를 복수 기억하는 제1 스텝과, 기억한 복수의 수광 위치 정보 중 어느 하나를, 기준 수광 위치 정보로서 결정하는 제2 스텝과, 수광 소자 어레이의 수광 위치가 기준 수광 위치 정보에 대응하는 수광 위치가 되도록, 이동 기구를 동작시켜 조사부 및 지지부 중 적어도 일방을 이동시켜, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞추는 제3 스텝을 포함한다. The laser processing method according to one aspect of the present disclosure is a laser processing method using a laser processing device in which a light-transmitting member irradiates laser light to an object provided on the laser light incident surface to form a modified region in the object. , the laser processing device has a support part for supporting an object, an irradiation part for irradiating laser light to the object through a condenser lens, and a light receiving element array provided in the irradiation part to receive the laser light for measurement reflected from the laser light incident surface. A first step comprising a triangular range sensor and a movement mechanism for moving at least one of the irradiation unit and the support unit along the optical axis direction of the condenser lens, and storing a plurality of light-receiving position information regarding the light-receiving position of the light-receiving element array; A second step of determining one of the plurality of light-receiving position information as the reference light-receiving position information, and operating the moving mechanism so that the light-receiving position of the light-receiving element array becomes a light-receiving position corresponding to the reference light-receiving position information, It includes a third step of moving at least one side to adjust the position of the condensing lens in the optical axis direction with respect to the laser beam incident surface to a predetermined height position.

본 발명자들은 예의 검토를 거듭하여, 측정용 레이저광을 이용한 삼각 측거법에서는, 수광 소자 어레이의 수광 위치와, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치와의 사이에는, 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련되어 있는 경우라도, 일정한 상관이 있다고 하는 지견을 얻었다. 그래서, 본 개시의 일 측면에서는, 복수의 수광 위치 정보를 기억하고, 이것들 중에서 하이트 세트시와 관련있는 어느 것을, 예를 들면 유저로부터의 입력, 내부 관찰 결과 또는 절단면 관찰 결과 등에 기초하여 기준 수광 위치 정보로서 결정한다. 그리고, 결정한 기준 수광 위치 정보의 수광 위치가 되도록 이동 기구를 동작시킴으로써, 촬상부에 의한 레이저광 입사면의 관찰에 관계없이 확실히, 하이트 세트를 행하는 것이 가능하게 된다. 즉, 광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 있어서도, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치를 확실히 위치 맞춤하는 것이 가능하게 된다. The present inventors have conducted extensive studies and found that, in the triangulation method using laser light for measurement, there is a transmission member between the light receiving position of the light receiving element array and the position in the optical axis direction of the condenser lens with respect to the laser light incident surface. Even in the case where is provided on the laser beam incident surface, it was found that there is a certain correlation. Therefore, in one aspect of the present disclosure, a plurality of light-receiving position information is stored, and which of these is relevant when setting the height is selected as a reference light-receiving position based on, for example, an input from the user, an internal observation result, or a cut surface observation result. Make decisions based on information. Then, by operating the movement mechanism to become the light receiving position of the determined reference light receiving position information, it becomes possible to reliably perform height setting regardless of the observation of the laser beam incident surface by the imaging unit. That is, even for an object in which a light-transmitting member is provided on the laser light incident surface, it is possible to reliably align the position of the condenser lens in the optical axis direction with respect to the laser light incident surface.

본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 결정부는, 조사부에 의해 레이저광을 조사하여 형성된 개질 영역의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 수광 위치 정보를, 기준 수광 위치 정보로서 결정해도 된다. 본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 방법은, 제1 스텝에서는, 이동 기구에 의해 조사부 및 지지부 중 적어도 일방을 이동시킨 후, 조사부에 의해 레이저광을 조사하여 대상물에 개질 영역을 형성하면서, 레이저광 입사면에서 반사한 측정용 레이저광을 수광 소자 어레이에 의해 수광하여 수광 위치 정보를 취득하는 스텝을, 이동 기구의 이동량을 바꾸어 복수 회 반복하고, 제2 스텝에서는, 제1 스텝에서 형성된 개질 영역의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 수광 위치 정보를, 기준 수광 위치 정보로서 결정해도 된다. In the laser processing device according to one aspect of the present disclosure, the determination unit may determine light-receiving position information when the depth position of the modified region formed by irradiating the laser light by the irradiation unit corresponds to the target depth position as reference light-receiving position information. . In the laser processing method according to one aspect of the present disclosure, in the first step, at least one of the irradiation unit and the support unit is moved by a moving mechanism, and then the laser light is irradiated by the irradiation unit to form a modified area on the object. The step of acquiring the light-receiving position information by receiving the laser light for measurement reflected from the incident surface by the light-receiving element array is repeated multiple times by changing the movement amount of the moving mechanism, and in the second step, the modified region formed in the first step is Light-receiving position information when the depth position corresponds to the target depth position may be determined as reference light-receiving position information.

대상물에 있어서 형성된 개질 영역의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응하는 경우, 그 레이저 가공시에는 하이트 세트가 적절히 행해지고 있는 것이 발견된다. 따라서, 본 개시의 일 측면에서는, 대상물에 있어서 형성된 개질 영역의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 수광 위치 정보를, 하이트 세트시와 관련있는 기준 수광 위치 정보로서 결정하는 것이 가능하게 된다. When the depth position of the modified region formed in the object corresponds to the target depth position, it is found that height setting is appropriately performed during laser processing. Accordingly, in one aspect of the present disclosure, it is possible to determine light-receiving position information when the depth position of the modified region formed in the object corresponds to the target depth position as reference light-receiving position information related to height setting.

본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 기억부는, 복수의 대상물마다 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. 본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 방법은, 제2 스텝에서는, 복수의 대상물마다 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. 이 경우, 대상물마다 자동적으로 하이트 세트를 행하는 것이 가능하게 된다. In the laser processing device according to one aspect of the present disclosure, the storage unit may store reference light-receiving position information in association with each of a plurality of objects. In the laser processing method according to one aspect of the present disclosure, in the second step, reference light reception position information may be stored in association with each of a plurality of objects. In this case, it becomes possible to automatically set height for each object.

본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 기억부는, 하나의 대상물에 있어서 형성하는 복수의 개질 영역의 열마다, 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. 본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 방법은, 제2 스텝에서는, 하나의 대상물에 있어서 형성하는 복수의 개질 영역의 열마다, 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. 이 경우, 하나의 대상물에 있어서 형성하는 복수의 개질 영역의 열(이른바, 가공 pass)마다 자동적으로 하이트 세트를 행하는 것이 가능하게 된다. In the laser processing device according to one aspect of the present disclosure, the storage unit may store reference light-receiving position information in association with each row of a plurality of modified regions formed in one object. In the second step of the laser processing method according to one aspect of the present disclosure, reference light-receiving position information may be stored in association with each row of a plurality of modified regions formed in one object. In this case, it becomes possible to automatically set the height for each row (so-called processing pass) of a plurality of modified regions formed in one object.

본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 수광 소자 어레이의 수광 위치는, 수광 소자 어레이에 있어서 측정용 레이저광이 입사한 영역의 수광량에 대해서 중심 연산을 행하여 얻어진 위치여도 된다. 본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 방법에서는, 수광 소자 어레이의 수광 위치는, 수광 소자 어레이에 있어서 측정용 레이저광이 입사한 영역의 수광량에 대해서 중심 연산을 행하여 얻어진 위치여도 된다. 수광 소자 어레이에 입사하는 측정용 레이저광은, 투과 부재의 구면 수차에 의해 확산성을 가지는 경우가 있다. 본 개시의 일 측면에서는, 이와 같이 측정용 레이저광이 확산성을 갖고 있어도, 중심 연산을 이용하여 수광 소자 어레이의 수광 위치를 정밀도 좋게 구하는 것이 가능하게 된다. In the laser processing device according to one aspect of the present disclosure, the light-receiving position of the light-receiving element array may be a position obtained by performing a centroid calculation on the amount of light received in the area where the laser light for measurement is incident on the light-receiving element array. In the laser processing method according to one aspect of the present disclosure, the light-receiving position of the light-receiving element array may be a position obtained by performing a centroid calculation on the amount of light received in the area where the laser light for measurement is incident on the light-receiving element array. The measurement laser light incident on the light-receiving element array may have diffusivity due to spherical aberration of the transmission member. According to one aspect of the present disclosure, even if the laser light for measurement has diffusion properties, it is possible to obtain the light-receiving position of the light-receiving element array with high precision using centroid calculation.

도 1은 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치의 지지대에 장착되는 대상물의 사시도이다.
도 3은 도 1의 XY평면을 따른 단면도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치의 레이저 출력부 및 레이저 집광부의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1의 XY평면을 따른 단면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따른 단면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 따른 단면도이다.
도 8은 실시 형태에 따른 별축(別軸) 측거 센서의 개략 구성을 나타내는 정면도이다.
도 9는 실시 형태에 따른 관찰 카메라에서 촬상한 레이저광 입사면의 화상에 있어서 레티클의 마크의 핀트가 맞는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 초기 스폿 위치 정보를 취득하는 경우의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 11은 하이트 세트의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 12는 개질 영역 형성 모드에 있어서의 개질 영역의 형성을 나타내는 대상물의 단면도이다.
도 13은 개질 영역 형성 모드에 있어서의 개질 영역의 형성을 나타내는 대상물의 단면도이다.
도 14의 (a)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다. 도 14의 (b)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다. 도 14의 (c)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다. 도 14의 (d)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다. 도 14의 (e)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다. 도 14의 (f)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다. 도 14의 (g)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다. 도 14의 (h)는, 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물을 나타내는 단면도이다.
도 15의 (a)는, 스폿 위치의 산출을 설명하기 위한 리니어 포토다이오드 어레이의 정면도이다. 도 15의 (b)는, 도 15의 (a)의 일부를 확대한 도면이다.
1 is a perspective view showing a laser processing device according to an embodiment.
Figure 2 is a perspective view of an object mounted on a support of a laser processing device according to an embodiment.
Figure 3 is a cross-sectional view along the XY plane of Figure 1.
Figure 4 is a perspective view showing a part of the laser output unit and the laser concentrator of the laser processing device according to the embodiment.
Figure 5 is a cross-sectional view along the XY plane of Figure 1.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6.
Fig. 8 is a front view showing the schematic configuration of a separate axis ranging sensor according to the embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a reticle mark is in focus in an image of a laser light incident surface captured by an observation camera according to an embodiment.
Fig. 10 is a flowchart showing an example of acquiring initial spot position information.
Figure 11 is a flow chart showing an example of a height set.
Figure 12 is a cross-sectional view of the object showing the formation of a modified region in the modified region formation mode.
Figure 13 is a cross-sectional view of the object showing the formation of a modified region in the modified region formation mode.
Figure 14(a) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode. Figure 14(b) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode. Figure 14(c) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode. Figure 14(d) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode. Figure 14(e) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode. Figure 14(f) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode. Figure 14(g) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode. Figure 14(h) is a cross-sectional view showing an object on which a modified region is formed by the modified region formation mode.
Figure 15(a) is a front view of a linear photodiode array for explaining calculation of spot positions. FIG. 15(b) is an enlarged view of a portion of FIG. 15(a).

이하, 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 수평면 내에 있어서 서로 직교하는 방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 하고, 연직 방향을 Z축 방향으로 한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, identical or equivalent parts are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. The directions perpendicular to each other in the horizontal plane are referred to as the X-axis direction and the Y-axis direction, and the vertical direction is referred to as the Z-axis direction.

도 1에 나타내지는 바와 같이, 레이저 가공 장치(200)에서는, 대상물(1)에 레이저광을 조사하는 것에 의해, 대상물(1)에 개질 영역을 형성한다. 대상물(1)로서는, 반도체 재료로 형성된 반도체 기판이나 압전 재료로 형성된 압전 기판 등을 포함하는 판 모양의 부재(예를 들면, 기판, 웨이퍼 등)가 이용된다. 도 2에 나타내지는 바와 같이, 대상물(1)에는, 대상물(1)을 절단하기 위한 절단 예정 라인(5)이 설정되어 있다. 절단 예정 라인(5)은 직선 모양으로 연장된 가상선이다. 대상물(1)의 내부에 개질 영역을 형성하는 경우, 대상물(1)의 내부에 집광점(집광 영역의 적어도 일부)을 맞춘 상태에서, 레이저광을 절단 예정 라인(5)을 따라서 상대적으로 이동시킨다. 이것에 의해, 개질 영역이 절단 예정 라인(5)을 따라서 대상물(1)에 형성된다. As shown in FIG. 1, in the laser processing apparatus 200, a modified region is formed in the object 1 by irradiating laser light to the object 1. As the object 1, a plate-shaped member (for example, a substrate, a wafer, etc.) containing a semiconductor substrate made of a semiconductor material or a piezoelectric substrate made of a piezoelectric material is used. As shown in FIG. 2, a cutting line 5 for cutting the object 1 is set on the object 1. The cutting line 5 is an imaginary line extending in a straight line. When forming a modified area inside the object 1, the laser light is relatively moved along the cutting line 5 with the light converging point (at least a part of the concentrating area) aligned with the inside of the object 1. . Thereby, a modified area is formed in the object 1 along the cutting line 5.

절단 예정 라인(5)은 직선 모양으로 한정되지 않고 곡선 모양이어도 되고, 이것들이 조합된 3차원 모양이어도 되며, 좌표 지정된 것이어도 된다. 절단 예정 라인(5)은 가상선으로 한정되지 않고, 대상물(1)의 표면에 실제로 그은 선이어도 된다. 개질 영역은 연속적으로 형성되는 경우도 있고, 단속(斷續)적으로 형성되는 경우도 있다. 개질 영역은 열 모양이어도 점 모양이어도 되며, 요점은, 개질 영역은 적어도 대상물(1)의 내부에 형성되어 있으면 된다. 또한, 개질 영역을 기점으로 균열이 형성되는 경우가 있고, 균열 및 개질 영역은, 대상물(1)의 외표면(표면, 이면, 혹은 외주면)에 노출되어 있어도 된다. 개질 영역을 형성할 때의 레이저광 입사면은, 대상물(1)의 표면으로 한정되는 것은 아니며, 대상물(1)의 이면이어도 된다. The line to be cut 5 is not limited to a straight line, but may have a curved shape, a three-dimensional shape that is a combination of these, or may have designated coordinates. The cutting line 5 is not limited to an imaginary line, and may be a line actually drawn on the surface of the object 1. The modified region may be formed continuously or intermittently. The modified region may be in the form of rows or dots, and the point is that the modified region should be formed at least inside the object 1. Additionally, cracks may be formed starting from the modified area, and the crack and modified area may be exposed to the outer surface (front, back, or outer peripheral surface) of the object 1. The laser light incident surface when forming the modified region is not limited to the surface of the object 1, and may be the back surface of the object 1.

개질 영역은 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 외의 물리적 특성이 주위와는 다른 상태로 된 영역을 말한다. 개질 영역으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역(일단 용융 후 재고화(再固化)한 영역, 용융 상태 중의 영역 및 용융으로부터 재고화 하는 상태 중의 영역 중 적어도 어느 하나를 의미함), 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등이 있고, 이것들이 혼재한 영역도 있다. 개질 영역으로서는, 대상물(1)의 재료에 있어서 개질 영역의 밀도가 비개질 영역의 밀도와 비교하여 변화한 영역이나, 격자 결함이 형성된 영역이 있다. 대상물(1)의 재료가 단결정 실리콘인 경우, 개질 영역은, 고전위 밀도 영역이라고도 할 수 있다. The modified area refers to an area in which density, refractive index, mechanical strength or other physical properties are different from those of the surrounding area. Examples of the reformed region include a melt processing region (meaning at least one of a region once melted and then resolidified, a region in a molten state, and a region in a state resolidified from melting), a crack region, and insulation. There are destruction areas, refractive index change areas, etc., and there are also areas where these are mixed. The modified region includes a region where the density of the modified region has changed compared to the density of the unmodified region in the material of the object 1, or a region where lattice defects have been formed. When the material of the object 1 is single crystal silicon, the modified region can also be called a high dislocation density region.

용융 처리 영역, 굴절률 변화 영역, 개질 영역의 밀도가 비개질 영역의 밀도와 비교하여 변화한 영역, 및, 격자 결함이 형성된 영역은, 또한, 그것들 영역의 내부나 개질 영역과 비개질 영역과의 계면에 균열(깨짐, 마이크로 크랙)을 내포하고 있는 경우가 있다. 내포되는 균열은, 개질 영역의 전면에 걸치는 경우나 일부분만이나 복수 부분에 형성되는 경우가 있다. 대상물(1)은 결정 구조를 가지는 결정 재료로 이루어지는 기판을 포함한다. 예를 들면 대상물(1)은, 질화 갈륨(GaN), 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), LiTaO3, 및, 사파이어(Al2O3) 중 적어도 어느 것으로 형성된 기판을 포함한다. 바꿔 말하면, 대상물(1)은, 예를 들면, 질화 갈륨 기판, 실리콘 기판, SiC 기판, LiTaO3 기판, 또는 사파이어 기판을 포함한다. 결정 재료는 이방성 결정 및 등방성 결정 중 어느 것이어도 된다. 또한, 대상물(1)은 비결정 구조(비정질 구조)를 가지는 비결정 재료로 이루어지는 기판을 포함하고 있어도 되고, 예를 들면 유리 기판을 포함하고 있어도 된다. The melt-processed region, the refractive index change region, the region where the density of the modified region has changed compared to the density of the unmodified region, and the region where lattice defects have been formed are the interior of these regions or the interface between the modified region and the unmodified region. There are cases where there are cracks (chips, micro cracks) in the product. The contained cracks may extend over the entire modified area, or may be formed only in part or in multiple areas. The object 1 includes a substrate made of a crystalline material with a crystalline structure. For example, the object 1 includes a substrate formed of at least one of gallium nitride (GaN), silicon (Si), silicon carbide (SiC), LiTaO 3 , and sapphire (Al 2 O 3 ). In other words, the object 1 includes, for example, a gallium nitride substrate, a silicon substrate, a SiC substrate, a LiTaO 3 substrate, or a sapphire substrate. The crystal material may be either an anisotropic crystal or an isotropic crystal. Additionally, the object 1 may include a substrate made of an amorphous material having an amorphous structure (amorphous structure), for example, a glass substrate.

실시 형태에서는, 절단 예정 라인(5)을 따라서 개질 스폿(가공 자국)을 복수 형성하는 것에 의해, 개질 영역을 형성할 수 있다. 이 경우, 복수의 개질 스폿이 모이는 것에 의해서 개질 영역이 된다. 개질 스폿이란, 펄스 레이저광의 1펄스의 샷(즉 1펄스의 레이저 조사: 레이저 샷)으로 형성되는 개질 부분이다. 개질 스폿으로서는, 크랙 스폿, 용융 처리 스폿 혹은 굴절률 변화 스폿, 또는 이것들 중 적어도 하나가 혼재하는 것 등을 들 수 있다. 개질 스폿에 대해서는, 요구되는 절단 정밀도, 요구되는 절단면의 평탄성, 대상물(1)의 두께, 종류, 결정 방위 등을 고려하여, 그 크기나 발생하는 균열의 길이를 적절히 제어할 수 있다. 실시 형태에서는, 절단 예정 라인(5)을 따라서, 개질 스폿을 개질 영역으로서 형성할 수 있다. In the embodiment, a modified region can be formed by forming a plurality of modified spots (processing marks) along the cutting line 5. In this case, a plurality of modified spots gather to form a modified area. A modified spot is a modified portion formed by one pulse of pulsed laser light (i.e., one pulse of laser irradiation: laser shot). Modification spots include crack spots, melt processing spots, refractive index change spots, or a mixture of at least one of these. Regarding the modified spot, its size and the length of the crack that occurs can be appropriately controlled by considering the required cutting precision, required flatness of the cut surface, thickness, type, crystal orientation, etc. of the object 1. In the embodiment, a modified spot can be formed as a modified area along the cutting line 5.

도 1에 나타내지는 바와 같이, 레이저 가공 장치(200)는 장치 프레임(210)과, 제1 이동 기구(220)와, 지지대(지지부)(230)와, 제2 이동 기구(이동 기구)(240)를 구비하고 있다. 또한, 레이저 가공 장치(200)는 레이저 출력부(300)와, 레이저 집광부(조사부)(400)와, 제어부(500)를 구비하고 있다. As shown in FIG. 1, the laser processing device 200 includes an apparatus frame 210, a first moving mechanism 220, a support (support portion) 230, and a second moving mechanism (moving mechanism) 240. ) is provided. Additionally, the laser processing device 200 includes a laser output unit 300, a laser concentrator (irradiation unit) 400, and a control unit 500.

제1 이동 기구(220)는 장치 프레임(210)에 장착되어 있다. 제1 이동 기구(220)는 제1 레일 유닛(221)과, 제2 레일 유닛(222)과, 가동 베이스(223)를 가지고 있다. 제1 레일 유닛(221)은 장치 프레임(210)에 장착되어 있다. 제1 레일 유닛(221)에는, Y축 방향을 따라서 연재하는 한 쌍의 레일(221a, 221b)이 마련되어 있다. 제2 레일 유닛(222)은, Y축 방향을 따라서 이동 가능하게 되도록, 제1 레일 유닛(221)의 한 쌍의 레일(221a, 221b)에 장착되어 있다. 제2 레일 유닛(222)에는, X축 방향을 따라서 연재하는 한 쌍의 레일(222a, 222b)이 마련되어 있다. 가동 베이스(223)는, X축 방향을 따라서 이동 가능하게 되도록, 제2 레일 유닛(222)의 한 쌍의 레일(222a, 222b)에 장착되어 있다. 가동 베이스(223)는 Z축 방향과 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전 가능하다. The first moving mechanism 220 is mounted on the device frame 210. The first moving mechanism 220 has a first rail unit 221, a second rail unit 222, and a movable base 223. The first rail unit 221 is mounted on the device frame 210. The first rail unit 221 is provided with a pair of rails 221a and 221b extending along the Y-axis direction. The second rail unit 222 is mounted on a pair of rails 221a and 221b of the first rail unit 221 so as to be movable along the Y-axis direction. The second rail unit 222 is provided with a pair of rails 222a and 222b extending along the X-axis direction. The movable base 223 is mounted on a pair of rails 222a and 222b of the second rail unit 222 so as to be movable along the X-axis direction. The movable base 223 is rotatable with the axis parallel to the Z-axis direction as its center line.

지지대(230)는 가동 베이스(223)에 장착되어 있다. 지지대(230)는 대상물(1)을 지지한다. 도 2에 나타내지는 예에서는, 대상물(1)은, 예를 들면, 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어지는 기판의 표면측에 복수의 기능 소자(포토다이오드 등의 수광 소자, 레이저 다이오드 등의 발광 소자, 또는 회로로서 형성된 회로 소자 등)가 매트릭스 모양으로 형성된 것이다. 대상물(1)이 지지대(230)에 지지될 때에는, 고리 모양의 프레임(11)에 펼쳐진 필름(12) 상에, 예를 들면 대상물(1)의 표면(1a)(복수의 기능 소자측의 면)이 첩부(貼付)된다. 지지대(230)는, 클램프에 의해서 프레임(11)을 유지함과 아울러 진공 척 테이블에 의해서 필름(12)을 흡착함으로써, 대상물(1)을 지지한다. 지지대(230) 상에 있어서, 대상물(1)에는, 서로 평행한 복수의 절단 예정 라인(5a), 및 서로 평행한 복수의 절단 예정 라인(5b)이, 서로 이웃하는 기능 소자의 사이(이하, 「스트리트」라고도 함)를 통과하도록 격자 모양으로 설정된다. The support 230 is mounted on the movable base 223. The support 230 supports the object 1. In the example shown in FIG. 2, the object 1 is, for example, a plurality of functional elements (a light-receiving element such as a photodiode, a light-emitting element such as a laser diode, or Circuit elements formed as a circuit, etc.) are formed in a matrix shape. When the object 1 is supported on the support 230, for example, the surface 1a (the surface on the side of the plurality of functional elements) of the object 1 is placed on the film 12 spread on the annular frame 11. ) is attached. The support stand 230 supports the object 1 by holding the frame 11 with a clamp and adsorbing the film 12 with a vacuum chuck table. On the support stand 230, the object 1 is provided with a plurality of mutually parallel cutting lines 5a and a plurality of mutually parallel cutting lines 5b between adjacent functional elements (hereinafter, It is set up in a grid shape to pass through (also called “street”).

도 1에 나타내지는 바와 같이, 지지대(230)는, 제1 이동 기구(220)에 있어서 제2 레일 유닛(222)이 동작함으로써, Y축 방향을 따라서 이동시켜진다. 또한, 지지대(230)는, 제1 이동 기구(220)에 있어서 가동 베이스(223)가 동작함으로써, X축 방향을 따라서 이동시켜진다. 또한, 지지대(230)는, 제1 이동 기구(220)에 있어서 가동 베이스(223)가 동작함으로써, Z축 방향과 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전시켜진다. 이와 같이, 지지대(230)는, X축 방향 및 Y축 방향을 따라서 이동 가능하게 되고 또한 Z축 방향과 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전 가능하게 되도록, 장치 프레임(210)에 장착되어 있다. As shown in FIG. 1, the support stand 230 is moved along the Y-axis direction when the second rail unit 222 operates in the first moving mechanism 220. Additionally, the support stand 230 is moved along the X-axis direction when the movable base 223 operates in the first moving mechanism 220. Additionally, the support stand 230 is rotated with the axis parallel to the Z-axis direction as the center line when the movable base 223 operates in the first moving mechanism 220. In this way, the support 230 is mounted on the device frame 210 so that it can move along the X-axis direction and the Y-axis direction and can rotate around the axis parallel to the Z-axis direction as the center line.

레이저 출력부(300)는 장치 프레임(210)에 장착되어 있다. 레이저 집광부(400)는 제2 이동 기구(240)를 개재하여 장치 프레임(210)에 장착되어 있다. 레이저 집광부(400)는, 제2 이동 기구(240)가 동작함으로써, Z축 방향(후술하는 집광 렌즈 유닛(430)의 광축 방향)을 따라서 이동시켜진다. 이와 같이, 레이저 집광부(400)는, 레이저 출력부(300)에 대해서 Z축 방향을 따라서 이동 가능하게 되도록, 장치 프레임(210)에 장착되어 있다. The laser output unit 300 is mounted on the device frame 210. The laser concentrator 400 is mounted on the device frame 210 via the second moving mechanism 240. The laser concentrator 400 is moved along the Z-axis direction (optical axis direction of the condenser lens unit 430 to be described later) by operating the second moving mechanism 240. In this way, the laser concentrator 400 is mounted on the device frame 210 so that it can move along the Z-axis direction with respect to the laser output unit 300.

제어부(500)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory) 등에 의해서 구성되어 있다. 제어부(500)는 레이저 가공 장치(200)의 각 부의 동작을 제어한다. 제어부(500)에 의한 처리의 상세에 대해서는 후술한다. The control unit 500 is composed of a Central Processing Unit (CPU), Read Only Memory (ROM), and Random Access Memory (RAM). The control unit 500 controls the operation of each part of the laser processing device 200. Details of processing by the control unit 500 will be described later.

레이저 가공 장치(200)에서는, 예를 들면 다음과 같이, 각 절단 예정 라인(5a, 5b)을 따라서 대상물(1)의 내부에 개질 영역이 형성된다. 먼저, 대상물(1)의 이면(1b)이 레이저광 입사면이 되도록, 대상물(1)을 지지대(230)에 지지하고, 대상물(1)의 각 절단 예정 라인(5a)이 X축 방향과 평행한 방향으로 맞춰진다. 레이저광 입사면에 대한 후술하는 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 기준 위치에 맞추는 위치 맞춤(이른바, 하이트 세트)이 행해진다. 대상물(1)의 내부에 있어서 레이저광(L)의 집광점이 레이저광 입사면으로부터 소정 거리만큼 이간한 위치에 위치하도록, 제2 이동 기구(240)에 의해 레이저 집광부(400)가 Z축 방향으로 이동시켜진다. 레이저광 입사면과 레이저광(L)의 집광점과의 거리가 일정하게 유지되면서, 각 절단 예정 라인(5a)을 따라서 레이저광(L)의 집광점이 상대적으로 이동시켜진다. 이것에 의해, 각 절단 예정 라인(5a)을 따라서 대상물(1)의 내부에 개질 영역이 형성된다. 레이저광 입사면은 이면(1b)으로 한정되지 않고, 표면(1a)이어도 된다. In the laser processing apparatus 200, a modified region is formed inside the object 1 along each of the intended cutting lines 5a and 5b, for example, as follows. First, the object 1 is supported on the support 230 so that the back surface 1b of the object 1 becomes the laser light incident surface, and each cutting line 5a of the object 1 is parallel to the X-axis direction. It is aligned in one direction. Alignment (so-called height set) is performed to align the position of the condensing lens unit 430, which will be described later, in the Z-axis direction with respect to the laser beam incident surface to the reference position. The laser concentrator 400 is moved in the Z-axis direction by the second moving mechanism 240 so that the converging point of the laser light L is located at a position separated by a predetermined distance from the laser beam incident surface inside the object 1. is moved to While the distance between the laser light incident surface and the converging point of the laser light L is maintained constant, the condensing point of the laser light L is relatively moved along each cutting line 5a. As a result, a modified region is formed inside the object 1 along each cutting line 5a. The laser light incident surface is not limited to the back surface 1b, and may be the surface 1a.

각 절단 예정 라인(5a)을 따른 개질 영역의 형성이 종료되면, 제1 이동 기구(220)에 의해서 지지대(230)가 회전시켜지고, 대상물(1)의 각 절단 예정 라인(5b)이 X축 방향과 평행한 방향으로 맞춰진다. 하이트 세트가 행해진다. 대상물(1)의 내부에 있어서 레이저광(L)의 집광점이 레이저광 입사면으로부터 소정 거리만큼 이간한 위치에 위치하도록, 제2 이동 기구(240)에 의해 레이저 집광부(400)가 이동시켜진다. 레이저광 입사면과 레이저광(L)의 집광점과의 거리가 일정하게 유지되면서, 각 절단 예정 라인(5b)을 따라서 레이저광(L)의 집광점이 상대적으로 이동시켜진다. 이것에 의해, 각 절단 예정 라인(5b)을 따라서 대상물(1)의 내부에 개질 영역이 형성된다. When the formation of the modified area along each scheduled cutting line 5a is completed, the support 230 is rotated by the first moving mechanism 220, and each scheduled cutting line 5b of the object 1 is moved along the X-axis. It is aligned in a direction parallel to the direction. A height set is performed. The laser concentrator 400 is moved by the second moving mechanism 240 so that the converging point of the laser light L is located at a position separated by a predetermined distance from the laser beam incident surface inside the object 1. While the distance between the laser light incident surface and the converging point of the laser light L is maintained constant, the condensing point of the laser light L is relatively moved along each cutting line 5b. As a result, a modified region is formed inside the object 1 along each cutting line 5b.

이와 같이, 레이저 가공 장치(200)에서는, X축 방향과 평행한 방향이 가공 방향(레이저광(L)의 스캔 방향)으로 되어 있다. 또한, 각 절단 예정 라인(5a)을 따른 레이저광(L)의 집광점의 상대적인 이동, 및 각 절단 예정 라인(5b)을 따른 레이저광(L)의 집광점의 상대적인 이동은, 제1 이동 기구(220)에 의해서 지지대(230)가 X축 방향을 따라서 이동시켜짐으로써, 실시된다. 또한, 각 절단 예정 라인(5a) 간에 있어서의 레이저광(L)의 집광점의 상대적인 이동, 및 각 절단 예정 라인(5b) 간에 있어서의 레이저광(L)의 집광점의 상대적인 이동은, 제1 이동 기구(220)에 의해서 지지대(230)가 Y축 방향을 따라서 이동시켜짐으로써, 실시된다. In this way, in the laser processing apparatus 200, the direction parallel to the X-axis direction is the processing direction (scanning direction of the laser light L). In addition, the relative movement of the converging point of the laser light L along each scheduled cutting line 5a and the relative movement of the converging point of the laser light L along each scheduled cutting line 5b are determined by the first moving mechanism. This is carried out by moving the support 230 along the X-axis direction at 220. In addition, the relative movement of the converging point of the laser light L between each scheduled cutting line 5a and the relative movement of the converging point of the laser light L between each scheduled cutting line 5b are the first This is carried out by moving the support stand 230 along the Y-axis direction by the moving mechanism 220.

도 3에 나타내지는 바와 같이, 레이저 출력부(300)는 장착 베이스(301)와, 커버(302)와, 복수의 미러(303, 304)를 가지고 있다. 또한, 레이저 출력부(300)는 레이저 발진기(레이저 광원)(310)와, 셔터(320)와, λ/2 파장판 유닛(출력 조정부, 편광 방향 조정부)(330)과, 편광판 유닛(출력 조정부, 편광 방향 조정부)(340)과, 빔 익스팬더(레이저광 평행화부)(350)와, 미러 유닛(360)을 가지고 있다. As shown in FIG. 3, the laser output unit 300 has a mounting base 301, a cover 302, and a plurality of mirrors 303 and 304. In addition, the laser output unit 300 includes a laser oscillator (laser light source) 310, a shutter 320, a λ/2 wave plate unit (output adjustment unit, polarization direction adjustment unit) 330, and a polarizer unit (output adjustment unit). , a polarization direction adjustment unit) 340, a beam expander (laser beam collimating unit) 350, and a mirror unit 360.

장착 베이스(301)는 복수의 미러(303, 304), 레이저 발진기(310), 셔터(320), λ/2 파장판 유닛(330), 편광판 유닛(340), 빔 익스팬더(350) 및 미러 유닛(360)을 지지하고 있다. 복수의 미러(303, 304), 레이저 발진기(310), 셔터(320), λ/2 파장판 유닛(330), 편광판 유닛(340), 빔 익스팬더(350) 및 미러 유닛(360)은, 장착 베이스(301)의 주면(301a)에 장착되어 있다. 장착 베이스(301)는 판 모양의 부재이며, 장치 프레임(210)(도 1 참조)에 대해서 착탈 가능하다. 레이저 출력부(300)는 장착 베이스(301)를 개재하여 장치 프레임(210)에 장착되어 있다. 즉, 레이저 출력부(300)는 장치 프레임(210)에 대해서 착탈 가능하다. The mounting base 301 includes a plurality of mirrors 303 and 304, a laser oscillator 310, a shutter 320, a λ/2 wave plate unit 330, a polarizer unit 340, a beam expander 350, and a mirror unit. (360) is supported. A plurality of mirrors 303, 304, a laser oscillator 310, a shutter 320, a λ/2 wave plate unit 330, a polarizer unit 340, a beam expander 350, and a mirror unit 360 are mounted. It is mounted on the main surface 301a of the base 301. The mounting base 301 is a plate-shaped member and is removable from the device frame 210 (see FIG. 1). The laser output unit 300 is mounted on the device frame 210 via a mounting base 301. That is, the laser output unit 300 is detachable from the device frame 210.

커버(302)는, 장착 베이스(301)의 주면(301a) 상에 있어서, 복수의 미러(303, 304), 레이저 발진기(310), 셔터(320), λ/2 파장판 유닛(330), 편광판 유닛(340), 빔 익스팬더(350) 및 미러 유닛(360)을 덮고 있다. 커버(302)는 장착 베이스(301)에 대해서 착탈 가능하다. The cover 302 is on the main surface 301a of the mounting base 301 and includes a plurality of mirrors 303 and 304, a laser oscillator 310, a shutter 320, a λ/2 wave plate unit 330, It covers the polarizer unit 340, beam expander 350, and mirror unit 360. The cover 302 is removable from the mounting base 301.

레이저 발진기(310)는 직선 편광의 레이저광(L)을 X축 방향을 따라서 펄스 발진한다. 레이저 발진기(310)로부터 출사되는 레이저광(L)의 파장은, 500~550㎚, 1000~1150㎚ 또는 1300~1400㎚ 중 어느 파장대에 포함된다. 500~550㎚의 파장대의 레이저광(L)은, 예를 들면 사파이어로 이루어지는 기판에 대한 내부 흡수형 레이저 가공에 적합하다. 1000~1150㎚ 및 1300~1400㎚의 각 파장대의 레이저광(L)은, 예를 들면 실리콘으로 이루어지는 기판에 대한 내부 흡수형 레이저 가공에 적합하다. 레이저 발진기(310)로부터 출사되는 레이저광(L)의 편광 방향은, 예를 들면, Y축 방향과 평행한 방향이다. 레이저 발진기(310)로부터 출사된 레이저광(L)은, 미러(303)에 의해서 반사되어, Y축 방향을 따라서 셔터(320)에 입사한다. The laser oscillator 310 pulses linearly polarized laser light (L) along the X-axis direction. The wavelength of the laser light L emitted from the laser oscillator 310 is included in any of the wavelength bands of 500-550 nm, 1000-1150 nm, or 1300-1400 nm. Laser light (L) in the wavelength range of 500 to 550 nm is suitable for internal absorption type laser processing of a substrate made of, for example, sapphire. Laser light (L) in each wavelength range of 1000 to 1150 nm and 1300 to 1400 nm is suitable for internal absorption type laser processing for, for example, a substrate made of silicon. The polarization direction of the laser light L emitted from the laser oscillator 310 is, for example, a direction parallel to the Y-axis direction. The laser light L emitted from the laser oscillator 310 is reflected by the mirror 303 and enters the shutter 320 along the Y-axis direction.

레이저 발진기(310)에서는, 다음과 같이, 레이저광(L)의 출력의 ON/OFF가 전환된다. 레이저 발진기(310)가 고체 레이저로 구성되어 있는 경우, 공진기 내에 마련된 Q 스위치(AOM(음향 광학 변조기), EOM(전기 광학 변조기) 등)의 ON/OFF가 전환됨으로써, 레이저광(L)의 출력의 ON/OFF가 고속으로 전환된다. 레이저 발진기(310)가 파이버 레이저로 구성되어 있는 경우, 시드 레이저, 앰프(여기용) 레이저를 구성하는 반도체 레이저의 출력의 ON/OFF가 전환됨으로써, 레이저광(L)의 출력의 ON/OFF가 고속으로 전환된다. 레이저 발진기(310)가 외부 변조 소자를 이용하고 있는 경우, 공진기 밖에 마련된 외부 변조 소자(AOM, EOM 등)의 ON/OFF가 전환됨으로써, 레이저광(L)의 출력의 ON/OFF가 고속으로 전환된다. In the laser oscillator 310, the output of the laser light L is switched ON/OFF as follows. When the laser oscillator 310 is composed of a solid-state laser, the ON/OFF of the Q switch (AOM (acousto-optic modulator), EOM (electro-optic modulator), etc.) provided in the resonator is switched ON/OFF, thereby outputting the laser light (L). is switched ON/OFF at high speed. When the laser oscillator 310 is composed of a fiber laser, the output of the semiconductor laser constituting the seed laser and the amplifier (excitation) laser is switched ON/OFF, thereby turning the output of the laser light (L) ON/OFF. Converts at high speed. When the laser oscillator 310 uses an external modulation element, the output of the laser light (L) is switched ON/OFF at high speed by switching ON/OFF of the external modulation element (AOM, EOM, etc.) provided outside the resonator. do.

셔터(320)는 기계식의 기구에 의해서 레이저광(L)의 광로를 개폐한다. 레이저 출력부(300)로부터의 레이저광(L)의 출력의 ON/OFF의 전환은, 상술한 바와 같이, 레이저 발진기(310)에서의 레이저광(L)의 출력의 ON/OFF의 전환에 의해서 실시되지만, 셔터(320)가 마련되어 있음으로써, 예를 들면 레이저 출력부(300)로부터 레이저광(L)이 갑자기 출사되는 것이 방지된다. 셔터(320)를 통과한 레이저광(L)은, 미러(304)에 의해서 반사되고, X축 방향을 따라서 λ/2 파장판 유닛(330) 및 편광판 유닛(340)에 차례로 입사한다. The shutter 320 opens and closes the optical path of the laser light L using a mechanical mechanism. As described above, the ON/OFF switching of the output of the laser light L from the laser output unit 300 is performed by switching the ON/OFF switching of the output of the laser light L from the laser oscillator 310. However, by providing the shutter 320, for example, sudden emission of the laser light L from the laser output unit 300 is prevented. The laser light L that has passed through the shutter 320 is reflected by the mirror 304 and sequentially enters the λ/2 wave plate unit 330 and the polarizer unit 340 along the X-axis direction.

λ/2 파장판 유닛(330) 및 편광판 유닛(340)은, 레이저광(L)의 출력(광 강도)을 조정하는 출력 조정부로서 기능한다. 또한, λ/2 파장판 유닛(330) 및 편광판 유닛(340)은, 레이저광(L)의 편광 방향을 조정하는 편광 방향 조정부로서 기능한다. 이것들의 상세에 대해서는 후술한다. λ/2 파장판 유닛(330) 및 편광판 유닛(340)을 차례로 통과한 레이저광(L)은, X축 방향을 따라서 빔 익스팬더(350)에 입사한다. The λ/2 wave plate unit 330 and the polarizer unit 340 function as an output adjustment unit that adjusts the output (light intensity) of the laser light L. In addition, the λ/2 wave plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 function as a polarization direction adjustment unit that adjusts the polarization direction of the laser light L. The details of these will be described later. The laser light L, which sequentially passes through the λ/2 wave plate unit 330 and the polarizer unit 340, is incident on the beam expander 350 along the X-axis direction.

빔 익스팬더(350)는, 레이저광(L)의 지름을 조정하면서, 레이저광(L)을 평행화한다. 빔 익스팬더(350)를 통과한 레이저광(L)은, X축 방향을 따라서 미러 유닛(360)에 입사한다. The beam expander 350 collimates the laser light L while adjusting the diameter of the laser light L. The laser light L that passes through the beam expander 350 enters the mirror unit 360 along the X-axis direction.

미러 유닛(360)은 지지 베이스(361)와, 복수의 미러(362, 363)를 가지고 있다. 지지 베이스(361)는 복수의 미러(362, 363)를 지지하고 있다. 지지 베이스(361)는, X축 방향 및 Y축 방향을 따라서 위치 조정 가능하게 되도록, 장착 베이스(301)에 장착되어 있다. 미러(362)는 빔 익스팬더(350)를 통과한 레이저광(L)을 Y축 방향으로 반사한다. 미러(362)는, 그 반사면이 예를 들면 Z축과 평행한 축선 둘레로 각도 조정 가능하게 되도록, 지지 베이스(361)에 장착되어 있다. 미러(363)는 미러(362)에 의해서 반사된 레이저광(L)을 Z축 방향으로 반사한다. 미러(363)는 그 반사면이 예를 들면 X축과 평행한 축선 둘레로 각도 조정 가능하게 되고 또한 Y축 방향을 따라서 위치 조정 가능하게 되도록, 지지 베이스(361)에 장착되어 있다. 미러(363)에 의해서 반사된 레이저광(L)은, 지지 베이스(361)에 형성된 개구(361a)를 통과하여, Z축 방향을 따라서 레이저 집광부(400)(도 1 참조)에 입사한다. 즉, 레이저 출력부(300)에 의한 레이저광(L)의 출사 방향은, 레이저 집광부(400)의 이동 방향에 일치하고 있다. 상술한 바와 같이, 각 미러(362, 363)는 반사면의 각도를 조정하기 위한 기구를 가지고 있다. 미러 유닛(360)에서는, 장착 베이스(301)에 대한 지지 베이스(361)의 위치 조정, 지지 베이스(361)에 대한 미러(363)의 위치 조정, 및 각 미러(362, 363)의 반사면의 각도 조정이 실시됨으로써, 레이저 출력부(300)로부터 출사되는 레이저광(L)의 광축의 위치 및 각도가 레이저 집광부(400)에 대해서 맞춰진다. 즉, 복수의 미러(362, 363)는 레이저 출력부(300)로부터 출사되는 레이저광(L)의 광축을 조정하기 위한 구성이다. The mirror unit 360 has a support base 361 and a plurality of mirrors 362 and 363. The support base 361 supports a plurality of mirrors 362 and 363. The support base 361 is mounted on the mounting base 301 so that its position can be adjusted along the X-axis direction and the Y-axis direction. The mirror 362 reflects the laser light (L) that has passed through the beam expander 350 in the Y-axis direction. The mirror 362 is mounted on the support base 361 so that the angle of its reflecting surface can be adjusted, for example, around an axis parallel to the Z axis. The mirror 363 reflects the laser light (L) reflected by the mirror 362 in the Z-axis direction. The mirror 363 is mounted on the support base 361 so that its reflecting surface can be angle-adjusted around an axis parallel to the X-axis and its position can be adjusted along the Y-axis direction, for example. The laser light L reflected by the mirror 363 passes through the opening 361a formed in the support base 361 and enters the laser concentrator 400 (see FIG. 1) along the Z-axis direction. That is, the direction of emission of the laser light L from the laser output unit 300 coincides with the moving direction of the laser light condensing unit 400. As described above, each mirror 362, 363 has a mechanism for adjusting the angle of the reflecting surface. In the mirror unit 360, the position adjustment of the support base 361 with respect to the mounting base 301, the position adjustment of the mirror 363 with respect to the support base 361, and the reflection surfaces of each mirror 362 and 363 are adjusted. By performing angle adjustment, the position and angle of the optical axis of the laser light L emitted from the laser output unit 300 are adjusted to the laser concentrator 400. That is, the plurality of mirrors 362 and 363 are configured to adjust the optical axis of the laser light L emitted from the laser output unit 300.

도 4에 나타내지는 바와 같이, 레이저 집광부(400)는 하우징(401)을 가지고 있다. 하우징(401)은 Y축 방향을 길이 방향으로 하는 직육면체 모양의 형상을 나타내고 있다. 하우징(401)의 일방의 측면(401e)에는, 제2 이동 기구(240)가 장착되어 있다(도 5 및 도 7 참조). 하우징(401)에는, 미러 유닛(360)의 개구(361a)와 Z축 방향에 있어서 대향하도록, 원통 모양의 광 입사부(401a)가 마련되어 있다. 광 입사부(401a)는 레이저 출력부(300)로부터 출사된 레이저광(L)을 하우징(401) 내로 입사시킨다. 미러 유닛(360)과 광 입사부(401a)는, 제2 이동 기구(240)에 의해서 레이저 집광부(400)가 Z축 방향을 따라서 이동시켜졌을 때에 서로 접촉하지 않는 거리만큼, 서로 이간하고 있다. As shown in FIG. 4, the laser concentrator 400 has a housing 401. The housing 401 has a rectangular parallelepiped shape with the Y-axis direction as the longitudinal direction. A second movement mechanism 240 is mounted on one side 401e of the housing 401 (see FIGS. 5 and 7). In the housing 401, a cylindrical light incident portion 401a is provided so as to face the opening 361a of the mirror unit 360 in the Z-axis direction. The light incident unit 401a makes the laser light (L) emitted from the laser output unit 300 enter the housing 401. The mirror unit 360 and the light incident portion 401a are separated from each other by a distance at which they do not contact each other when the laser concentrator 400 is moved along the Z-axis direction by the second moving mechanism 240. .

도 5 및 도 6에 나타내지는 바와 같이, 레이저 집광부(400)는 미러(402)와, 다이클로익 미러(403)를 가지고 있다. 또한, 레이저 집광부(400)는 반사형 공간 광 변조기(공간 광 변조기)(410)와, 4f 렌즈 유닛(420)과, 집광 렌즈 유닛(430)과, 구동 기구(440)와, 한 쌍의 별축 측거 센서(변위 정보 취득부)(450)를 가지고 있다. 레이저 집광부(400)는 대상물(1)에 집광 렌즈 유닛(430)을 거쳐 레이저광(L)을 조사한다. As shown in FIGS. 5 and 6, the laser concentrator 400 has a mirror 402 and a dichroic mirror 403. In addition, the laser concentrator 400 includes a reflective spatial light modulator (spatial light modulator) 410, a 4f lens unit 420, a condenser lens unit 430, a drive mechanism 440, and a pair of It has a separate axis range sensor (displacement information acquisition unit) 450. The laser concentrator 400 radiates laser light (L) to the object 1 through the condenser lens unit 430.

미러(402)는, 광 입사부(401a)와 Z축 방향에 있어서 대향하도록, 하우징(401)의 저면(401b)에 장착되어 있다. 미러(402)는 광 입사부(401a)를 거쳐 하우징(401) 내로 입사한 레이저광(L)을 XY평면과 평행한 방향으로 반사한다. 미러(402)에는, 레이저 출력부(300)의 빔 익스팬더(350)에 의해서 평행화된 레이저광(L)이 Z축 방향을 따라서 입사한다. 즉, 미러(402)에는, 레이저광(L)이 평행광으로서 Z축 방향을 따라서 입사한다. 그 때문에, 제2 이동 기구(240)에 의해서 레이저 집광부(400)가 Z축 방향을 따라서 이동시켜져도, Z축 방향을 따라서 미러(402)에 입사하는 레이저광(L)의 상태는 일정하게 유지된다. 미러(402)에 의해서 반사된 레이저광(L)은, 반사형 공간 광 변조기(410)에 입사한다. The mirror 402 is mounted on the bottom surface 401b of the housing 401 so as to face the light incident portion 401a in the Z-axis direction. The mirror 402 reflects the laser light (L) incident into the housing 401 through the light incident unit 401a in a direction parallel to the XY plane. Laser light L collimated by the beam expander 350 of the laser output unit 300 is incident on the mirror 402 along the Z-axis direction. That is, the laser light L enters the mirror 402 along the Z-axis direction as parallel light. Therefore, even if the laser concentrator 400 is moved along the Z-axis direction by the second moving mechanism 240, the state of the laser light L incident on the mirror 402 along the Z-axis direction remains constant. maintain. The laser light L reflected by the mirror 402 is incident on the reflective spatial light modulator 410.

반사형 공간 광 변조기(410)는, 반사면(410a)이 하우징(401) 내로 향한 상태에서, Y축 방향에 있어서의 하우징(401)의 단부(401c)에 장착되어 있다. 반사형 공간 광 변조기(410)는, 예를 들면 반사형 액정(LCOS: Liquid Crystal on Silicon)의 공간 광 변조기(SLM: Spatial Light Modulator)로서, 레이저광(L)을 변조하면서, 레이저광(L)을 Y축 방향으로 반사한다. 반사형 공간 광 변조기(410)에 의해서 변조됨과 아울러 반사된 레이저광(L)은, Y축 방향을 따라서 4f 렌즈 유닛(420)에 입사한다. 여기서, XY평면과 평행한 평면 내에 있어서, 반사형 공간 광 변조기(410)에 입사하는 레이저광(L)의 광축과, 반사형 공간 광 변조기(410)로부터 출사되는 레이저광(L)의 광축이 이루는 각도(α)는, 예각(예를 들면, 10~60°)으로 되어 있다. 즉, 레이저광(L)은 반사형 공간 광 변조기(410)에 있어서 XY평면을 따라서 예각으로 반사된다. 이것은, 레이저광(L)의 입사각 및 반사각을 억제하여 회절 효율의 저하를 억제하여, 반사형 공간 광 변조기(410)의 성능을 충분히 발휘시키기 위함이다. The reflective spatial light modulator 410 is mounted on the end 401c of the housing 401 in the Y-axis direction with the reflective surface 410a facing inside the housing 401. The reflective spatial light modulator 410 is, for example, a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) of reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon), and modulates the laser light (L) while modulating the laser light (L). ) is reflected in the Y-axis direction. The laser light L modulated and reflected by the reflective spatial light modulator 410 is incident on the 4f lens unit 420 along the Y-axis direction. Here, in a plane parallel to the XY plane, the optical axis of the laser light L incident on the reflective spatial light modulator 410 and the optical axis of the laser light L emitted from the reflective spatial light modulator 410 are The angle α formed is an acute angle (for example, 10 to 60°). That is, the laser light L is reflected at an acute angle along the XY plane in the reflective spatial light modulator 410. This is to suppress the decline in diffraction efficiency by suppressing the angle of incidence and reflection of the laser light L, and to fully demonstrate the performance of the reflective spatial light modulator 410.

4f 렌즈 유닛(420)은 홀더(421)와, 반사형 공간 광 변조기(410)측의 렌즈(422)와, 집광 렌즈 유닛(430)측의 렌즈(423)와, 슬릿 부재(424)를 가지고 있다. 홀더(421)는 한 쌍의 렌즈(422, 423) 및 슬릿 부재(424)를 유지하고 있다. 홀더(421)는 레이저광(L)의 광축에 따른 방향에 있어서의 한 쌍의 렌즈(422, 423) 및 슬릿 부재(424)의 서로의 위치 관계를 일정하게 유지하고 있다. 한 쌍의 렌즈(422, 423)는 반사형 공간 광 변조기(410)의 반사면(410a)과 집광 렌즈 유닛(430)의 입사동면(430a)이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하고 있다. 이것에 의해, 반사형 공간 광 변조기(410)의 반사면(410a)에서의 레이저광(L)의 상(반사형 공간 광 변조기(410)에 있어서 변조된 레이저광(L)의 상)이, 집광 렌즈 유닛(430)의 입사동면(430a)에 전상(결상)된다. 슬릿 부재(424)에는, 슬릿(424a)이 형성되어 있다. 슬릿(424a)은, 렌즈(422)와 렌즈(423)와의 사이로서, 렌즈(422)의 초점면 부근에 위치하고 있다. 반사형 공간 광 변조기(410)에 의해서 변조됨과 아울러 반사된 레이저광(L) 중 불필요한 부분은, 슬릿 부재(424)에 의해서 차단된다. 4f 렌즈 유닛(420)을 통과한 레이저광(L)은, Y축 방향을 따라서 다이클로익 미러(403)에 입사한다. The 4f lens unit 420 has a holder 421, a lens 422 on the reflective spatial light modulator 410 side, a lens 423 on the converging lens unit 430 side, and a slit member 424. there is. The holder 421 holds a pair of lenses 422 and 423 and a slit member 424. The holder 421 maintains the mutual positional relationship of the pair of lenses 422 and 423 and the slit member 424 in the direction along the optical axis of the laser light L constant. A pair of lenses 422 and 423 constitute a bilateral telecentric optical system in which the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 and the entrance pupil surface 430a of the converging lens unit 430 are in an imaging relationship. there is. As a result, the image of the laser light L on the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 (the image of the laser light L modulated in the reflective spatial light modulator 410) is, An image is transferred (image formed) on the entrance pupil surface 430a of the condenser lens unit 430. A slit 424a is formed in the slit member 424. The slit 424a is located between the lens 422 and the lens 423 and near the focal plane of the lens 422. An unnecessary portion of the laser light L modulated and reflected by the reflective spatial light modulator 410 is blocked by the slit member 424. The laser light L that passes through the 4f lens unit 420 enters the dichroic mirror 403 along the Y-axis direction.

다이클로익 미러(403)는 레이저광(L)의 대부분(예를 들면, 95~99.5%)을 Z축 방향으로 반사하고, 레이저광(L)의 일부(예를 들면, 0.5~5%)를 Y축 방향을 따라서 투과시킨다. 레이저광(L)의 대부분은, 다이클로익 미러(403)에 있어서 ZX평면을 따라서 직각으로 반사된다. 다이클로익 미러(403)에 의해서 반사된 레이저광(L)은, Z축 방향을 따라서 집광 렌즈 유닛(430)에 입사한다. The dichroic mirror 403 reflects most (e.g., 95 to 99.5%) of the laser light (L) in the Z-axis direction and reflects a portion (e.g., 0.5 to 5%) of the laser light (L). is transmitted along the Y-axis direction. Most of the laser light L is reflected at a right angle along the ZX plane in the dichroic mirror 403. The laser light L reflected by the dichroic mirror 403 enters the converging lens unit 430 along the Z-axis direction.

집광 렌즈 유닛(430)은, Y축 방향에 있어서의 하우징(401)의 단부(401d)(단부(401c)의 반대측의 단부)에, 구동 기구(440)를 개재하여 장착되어 있다. 집광 렌즈 유닛(430)은 홀더(431)와, 복수의 집광 렌즈(432)를 가지고 있다. 홀더(431)는 복수의 집광 렌즈(432)를 유지하고 있다. 복수의 집광 렌즈(432)는 지지대(230)에 지지된 대상물(1)(도 1 참조)에 대해서 레이저광(L)을 집광한다. 구동 기구(440)는, 압전 소자의 구동력에 의해서, 집광 렌즈 유닛(430)을 Z축 방향을 따라서 이동시킨다. The condenser lens unit 430 is mounted on an end 401d (an end opposite to the end 401c) of the housing 401 in the Y-axis direction via a drive mechanism 440. The converging lens unit 430 has a holder 431 and a plurality of condensing lenses 432. The holder 431 holds a plurality of converging lenses 432. The plurality of condensing lenses 432 converge the laser light L on the object 1 (see FIG. 1) supported on the support 230. The drive mechanism 440 moves the converging lens unit 430 along the Z-axis direction using the driving force of the piezoelectric element.

별축 측거 센서(450)는, X축 방향에 있어서 집광 렌즈 유닛(430)의 양측에 위치하도록, 하우징(401)의 단부(401d)에 장착되어 있다. 별축 측거 센서(450)는, 제1 측정용 레이저광(측정용 레이저광)을 이용하여, 대상물(1)(도 1 참조)의 레이저광 입사면의 변위에 따라서 변화하는 변위 정보를 취득한다. 별축 측거 센서(450)는 지지대(230)에 지지된 대상물(1)(도 1 참조)의 레이저광 입사면에 대해서 제1 측정용 레이저광을 출사하고, 해당 레이저광 입사면에 의해서 반사된 제1 측정용 레이저광을 수광함으로써, 대상물(1)의 레이저광 입사면의 변위 정보를 취득한다. 또한, 별축 측거 센서(450)에는, 삼각 측거 방식, 레이저 공초점 방식, 백색 공초점 방식, 분광 간섭 방식, 비점수차 방식 등의 센서를 이용할 수 있다. The star-axis range sensor 450 is mounted on the end portion 401d of the housing 401 so as to be located on both sides of the converging lens unit 430 in the X-axis direction. The star-axis range sensor 450 uses the first measurement laser light (measurement laser light) to acquire displacement information that changes according to the displacement of the laser light incident surface of the object 1 (see FIG. 1). The star-axis ranging sensor 450 emits the first laser light for measurement to the laser light incident surface of the object 1 (see FIG. 1) supported on the support 230, and the first measurement laser light reflected by the laser light incident surface. 1 By receiving the laser light for measurement, displacement information on the laser light incident surface of the object 1 is acquired. Additionally, as the star-axis range sensor 450, sensors such as a triangulation method, a laser confocal method, a white confocal method, a spectral interference method, and an astigmatism method can be used.

레이저 집광부(400)는 빔 스플리터(461)와, 한 쌍의 렌즈(462, 463)와, 레이저광(L)의 강도 분포 모니터용의 카메라(464)를 가지고 있다. 빔 스플리터(461)는 다이클로익 미러(403)를 투과한 레이저광(L)을 반사 성분과 투과 성분으로 나눈다. 빔 스플리터(461)에 의해서 반사된 레이저광(L)은, Z축 방향을 따라서 한 쌍의 렌즈(462, 463) 및 카메라(464)에 차례로 입사한다. 한 쌍의 렌즈(462, 463)는 집광 렌즈 유닛(430)의 입사동면(430a)과 카메라(464)의 촬상면이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하고 있다. 이것에 의해, 집광 렌즈 유닛(430)의 입사동면(430a)에서의 레이저광(L)의 상이, 카메라(464)의 촬상면에 전상(결상)된다. 상술한 바와 같이, 집광 렌즈 유닛(430)의 입사동면(430a)에서의 레이저광(L)의 상은, 반사형 공간 광 변조기(410)에 있어서 변조된 레이저광(L)의 상이다. 따라서, 레이저 가공 장치(200)에서는, 카메라(464)에 의한 촬상 결과를 감시함으로써, 반사형 공간 광 변조기(410)의 동작 상태를 파악할 수 있다. The laser concentrator 400 has a beam splitter 461, a pair of lenses 462 and 463, and a camera 464 for monitoring the intensity distribution of the laser light L. The beam splitter 461 divides the laser light (L) transmitted through the dichroic mirror 403 into a reflection component and a transmission component. The laser light L reflected by the beam splitter 461 sequentially enters the pair of lenses 462 and 463 and the camera 464 along the Z-axis direction. A pair of lenses 462 and 463 constitute a bilateral telecentric optical system in which the entrance pupil surface 430a of the converging lens unit 430 and the imaging surface of the camera 464 are in an image forming relationship. As a result, the image of the laser light L on the entrance pupil surface 430a of the converging lens unit 430 is transferred (image formed) to the imaging surface of the camera 464. As described above, the image of the laser light L on the entrance pupil plane 430a of the condensing lens unit 430 is the image of the laser light L modulated in the reflective spatial light modulator 410. Therefore, in the laser processing device 200, the operating state of the reflective spatial light modulator 410 can be determined by monitoring the image capture result by the camera 464.

또한, 레이저 집광부(400)는 빔 스플리터(471)와, 렌즈(472)와, 레이저광(L)의 광축 위치 모니터용의 카메라(473)를 가지고 있다. 빔 스플리터(471)는 빔 스플리터(461)를 투과한 레이저광(L)을 반사 성분과 투과 성분으로 나눈다. 빔 스플리터(471)에 의해서 반사된 레이저광(L)은, Z축 방향을 따라서 렌즈(472) 및 카메라(473)에 차례로 입사한다. 렌즈(472)는 입사한 레이저광(L)을 카메라(473)의 촬상면 상에 집광한다. Additionally, the laser condenser 400 has a beam splitter 471, a lens 472, and a camera 473 for monitoring the optical axis position of the laser beam (L). The beam splitter 471 divides the laser light (L) that has passed through the beam splitter 461 into a reflection component and a transmission component. The laser light L reflected by the beam splitter 471 sequentially enters the lens 472 and the camera 473 along the Z-axis direction. The lens 472 focuses the incident laser light L onto the imaging surface of the camera 473.

복수의 빔 스플리터(461, 471)는 하우징(401)의 단부(401d)로부터 Y축 방향을 따라서 연재하는 통체(404) 내에 배치되어 있다. 한 쌍의 렌즈(462, 463)는 Z축 방향을 따라서 통체(404) 상에 세워 마련된 통체(405) 내에 배치되어 있고, 카메라(464)는 통체(405)의 단부에 배치되어 있다. 렌즈(472)는 Z축 방향을 따라서 통체(404) 상에 세워 마련된 통체(406) 내에 배치되어 있고, 카메라(473)는 통체(406)의 단부에 배치되어 있다. 통체(405)와 통체(406)는, Y축 방향에 있어서 서로 병설(竝設)되어 있다. 또한, 빔 스플리터(471)를 투과한 레이저광(L)은, 통체(404)의 단부에 마련된 댐퍼 등에 흡수되도록 해도 되고, 혹은, 적절한 용도로 이용되도록 해도 된다. A plurality of beam splitters 461 and 471 are arranged within the cylinder 404 extending along the Y-axis direction from the end 401d of the housing 401. A pair of lenses 462 and 463 are disposed within a cylinder 405 standing on the cylinder 404 along the Z-axis direction, and a camera 464 is disposed at an end of the cylinder 405. The lens 472 is disposed within a cylinder 406 standing on the cylinder 404 along the Z-axis direction, and the camera 473 is disposed at an end of the cylinder 406. The cylinder 405 and the cylinder 406 are arranged side by side in the Y-axis direction. In addition, the laser light L that passed through the beam splitter 471 may be absorbed by a damper provided at the end of the cylinder 404, etc., or may be used for an appropriate purpose.

도 6 및 도 7에 나타내지는 바와 같이, 레이저 집광부(400)는 가시광원(481)과, 복수의 렌즈(482)와, 레티클(483)과, 미러(484)와, 하프 미러(485)와, 빔 스플리터(486)와, 렌즈(487)와, 관찰 카메라(촬상부)(488)와, 동축(同軸) 측거 센서(460)를 가지고 있다. 가시광원(481)은 Z축 방향을 따라서 가시광(V)을 출사한다. 복수의 렌즈(482)는 가시광원(481)으로부터 출사된 가시광(V)을 평행화한다. 레티클(483)은 가시광(V)에 마크를 부여한다. 미러(484)는 복수의 렌즈(482)에 의해서 평행화된 가시광(V)을 X축 방향으로 반사한다. 하프 미러(485)는 미러(484)에 의해서 반사된 가시광(V)을 반사 성분과 투과 성분으로 나눈다. 하프 미러(485)에 의해서 반사된 가시광(V)은, Z축 방향을 따라서 빔 스플리터(486) 및 다이클로익 미러(403)를 차례로 투과하고, 집광 렌즈 유닛(430)을 거쳐, 지지대(230)에 지지된 대상물(1)(도 1 참조)에 조사된다. As shown in FIGS. 6 and 7, the laser concentrator 400 includes a visible light source 481, a plurality of lenses 482, a reticle 483, a mirror 484, and a half mirror 485. It has a beam splitter 486, a lens 487, an observation camera (imaging unit) 488, and a coaxial range sensor 460. The visible light source 481 emits visible light (V) along the Z-axis direction. The plurality of lenses 482 collimate visible light (V) emitted from the visible light source 481. The reticle 483 provides a mark to visible light (V). The mirror 484 reflects visible light (V) collimated by the plurality of lenses 482 in the X-axis direction. The half mirror 485 divides the visible light (V) reflected by the mirror 484 into a reflection component and a transmission component. The visible light (V) reflected by the half mirror 485 sequentially passes through the beam splitter 486 and the dichroic mirror 403 along the Z-axis direction, passes through the converging lens unit 430, and passes through the support 230. ) is irradiated to the object 1 (see FIG. 1) supported on.

대상물(1)에 조사된 가시광(V)은, 대상물(1)의 레이저광 입사면에 의해서 반사되어, 집광 렌즈 유닛(430)을 거쳐 다이클로익 미러(403)에 입사하고, Z축 방향을 따라서 다이클로익 미러(403)를 투과한다. 빔 스플리터(486)는 다이클로익 미러(403)를 투과한 가시광(V)을 반사 성분과 투과 성분으로 나눈다. 또한, 빔 스플리터(486)는 후술하는 제2 측정용 레이저광(L2) 및 그 반사광(L2R)을 반사시킨다. 빔 스플리터(486)를 투과한 가시광(V)은, 하프 미러(485)를 투과하고, Z축 방향을 따라서 렌즈(487) 및 관찰 카메라(488)에 차례로 입사한다. 렌즈(487)는 입사한 가시광(V)을 관찰 카메라(488)의 촬상면 상에 집광한다. 관찰 카메라(488)는 대상물(1)의 레이저광 입사면을 촬상한다. 관찰 카메라(488)는 레티클(483)을 거쳐 레이저광 입사면에 입사하고 또한 레이저광 입사면에서 반사한 가시광(V)을 수광한다. 레이저 가공 장치(200)에서는, 관찰 카메라(488)에 의한 촬상 결과를 관찰함으로써, 대상물(1)의 상태를 파악할 수 있다. The visible light (V) irradiated to the object 1 is reflected by the laser light incident surface of the object 1, enters the dichroic mirror 403 through the condenser lens unit 430, and travels in the Z-axis direction. Therefore, it transmits through the dichroic mirror 403. The beam splitter 486 divides the visible light (V) transmitted through the dichroic mirror 403 into a reflection component and a transmission component. Additionally, the beam splitter 486 reflects the second measurement laser light L2 and its reflected light L2R, which will be described later. Visible light (V) passing through the beam splitter 486 passes through the half mirror 485 and sequentially enters the lens 487 and the observation camera 488 along the Z-axis direction. The lens 487 focuses the incident visible light (V) onto the imaging surface of the observation camera 488. The observation camera 488 images the laser light incident surface of the object 1. The observation camera 488 receives visible light (V) incident on the laser light incident surface via the reticle 483 and reflected from the laser light incident surface. In the laser processing apparatus 200, the state of the object 1 can be ascertained by observing the imaging result by the observation camera 488.

미러(484), 하프 미러(485) 및 빔 스플리터(486)는, 하우징(401)의 단부(401d) 상에 장착된 홀더(407) 내에 배치되어 있다. 복수의 렌즈(482) 및 레티클(483)은, Z축 방향을 따라서 홀더(407) 상에 세워 마련된 통체(408) 내에 배치되어 있고, 가시광원(481)은 통체(408)의 단부에 배치되어 있다. 렌즈(487)는 Z축 방향을 따라서 홀더(407) 상에 세워 마련된 통체(409) 내에 배치되어 있고, 관찰 카메라(488)는 통체(409)의 단부에 배치되어 있다. 통체(408)와 통체(409)는, X축 방향에 있어서 서로 병설되어 있다. 또한, X축 방향을 따라서 하프 미러(485)를 투과한 가시광(V), 및 빔 스플리터(486)에 의해서 X축 방향으로 반사된 가시광(V)은, 각각, 홀더(407)의 벽부에 마련된 댐퍼 등에 흡수되도록 해도 되고, 혹은, 적절한 용도로 이용되도록 해도 된다. The mirror 484, half mirror 485 and beam splitter 486 are arranged in a holder 407 mounted on the end 401d of the housing 401. A plurality of lenses 482 and a reticle 483 are disposed in a cylinder 408 standing on a holder 407 along the Z-axis direction, and a visible light source 481 is disposed at an end of the cylinder 408. there is. The lens 487 is disposed within a cylinder 409 standing on a holder 407 along the Z-axis direction, and the observation camera 488 is disposed at an end of the cylinder 409. The cylinder 408 and the cylinder 409 are arranged in parallel with each other in the X-axis direction. In addition, the visible light (V) transmitted through the half mirror 485 along the X-axis direction and the visible light (V) reflected in the It may be absorbed into a damper, etc., or may be used for an appropriate purpose.

동축 측거 센서(460)는 홀더(407)의 측면에 장착되어 있다. 동축 측거 센서(460)는 지지대(230)에 지지된 대상물(1)(도 1 참조)의 레이저광 입사면에 대해서 제2 측정용 레이저광(L2)를 출사하고, 해당 레이저광 입사면에 의해서 반사된 제2 측정용 레이저광(L2)의 반사광(L2R)을 검출함으로써, 대상물(1)의 레이저광 입사면의 변위 정보를 취득한다. 동축 측거 센서(460)로부터 출사된 제2 측정용 레이저광(L2)은, 빔 스플리터(486)에서 반사되고, 다이클로익 미러(403)를 투과하여 집광 렌즈 유닛(430)으로 도광(導光)되고, 집광 렌즈 유닛(430)의 초점 부근으로서 레이저광 입사면에서 반사된다. 해당 반사광(L2R)은 제2 측정용 레이저광(L2)과는 반대의 경로로 동축 측거 센서(460)로 되돌아간다. 동축 측거 센서(460)는, 집광 렌즈 유닛(430)에 대한 레이저광 입사면의 위치에 의해서 반사광(L2R)의 상태가 변화하는 것을 이용하여, 대상물(1)의 변위 정보를 취득한다. 예를 들면 동축 측거 센서(460)로서는, 비점수차 방식 등의 센서를 이용할 수 있다. The coaxial range sensor 460 is mounted on the side of the holder 407. The coaxial range sensor 460 emits the second measurement laser light L2 to the laser light incident surface of the object 1 (see FIG. 1) supported on the support 230, and detects the laser light L2 according to the laser light incident surface. By detecting the reflected light L2R of the reflected second measurement laser light L2, displacement information on the laser light incident surface of the object 1 is acquired. The second measurement laser light L2 emitted from the coaxial range sensor 460 is reflected by the beam splitter 486, passes through the dichroic mirror 403, and is guided to the condenser lens unit 430. ) and is reflected from the laser light incident surface near the focus of the converging lens unit 430. The reflected light (L2R) returns to the coaxial range sensor 460 in a path opposite to that of the second measurement laser light (L2). The coaxial range sensor 460 acquires displacement information of the object 1 by utilizing the change in the state of the reflected light L2R depending on the position of the laser beam incident surface with respect to the converging lens unit 430. For example, as the coaxial range sensor 460, a sensor such as an astigmatism method can be used.

도 8에 나타내지는 바와 같이, 별축 측거 센서(450)는 제1 측정용 레이저광(L1)을 발광하는 레이저 다이오드 등의 발광 소자(451)와, 대상물(1)의 레이저광 입사면에서 반사한 제1 측정용 레이저광(L1)을 수광하는 리니어 포토다이오드 어레이(수광 소자 어레이)(453)를 포함한다. 별축 측거 센서(450)는 삼각 측거법(삼각 측거 방식)을 이용한 삼각 측거 센서이다. 레이저광 입사면은, 여기에서는, 대상물(1)의 이면(1b)(도 2 참조)이다. As shown in FIG. 8, the star-axis range sensor 450 includes a light-emitting element 451 such as a laser diode that emits the first measurement laser light L1, and a light-emitting element 451 such as a laser diode that emits the first measurement laser light L1, and It includes a linear photodiode array (light-receiving element array) 453 that receives the first measurement laser light (L1). The star-axis range sensor 450 is a triangulation sensor using a triangulation method. The laser light incident surface is, here, the back surface 1b of the object 1 (see FIG. 2).

별축 측거 센서(450)에서는, Z축 방향에 대해서 경사지는 방향을 따라서 발광 소자(451)로부터 제1 측정용 레이저광(L1)이 출사된다. 출사된 제1 측정용 레이저광(L1)은, 렌즈(452)를 거쳐 대상물(1)을 향해서 집광되고, 레이저광 입사면에서 반사된다. 반사된 제1 측정용 레이저광(L1)은, Z축 방향에 대해서 경사지는 방향을 따라서 진행하고, 렌즈(454)를 거쳐 리니어 포토다이오드 어레이(453)를 향해서 집광되고, 리니어 포토다이오드 어레이(453)의 스폿 위치(SP)에서 수광된다. In the star-axis range sensor 450, the first measurement laser light L1 is emitted from the light emitting element 451 along a direction inclined with respect to the Z-axis direction. The emitted first measurement laser light L1 is concentrated toward the object 1 via the lens 452 and reflected from the laser light incident surface. The reflected first measurement laser light L1 travels along a direction inclined with respect to the Z-axis direction and is focused toward the linear photodiode array 453 via the lens 454. ) is received at a spot position (SP).

리니어 포토다이오드 어레이(453)에 있어서의 해당 수광의 위치인 스폿 위치(SP)(이하, 간단히 「스폿 위치(SP)」라고도 함)는, 레이저광 입사면의 변위에 대해서 일의적인 관계를 가진다. 이것에 의해, 별축 측거 센서(450)는, 변위 정보로서, 스폿 위치(수광 위치)(SP)에 대응하는 스폿 위치 정보(수광 위치 정보)를 취득한다. 리니어 포토다이오드 어레이(453)는 복수 마련되어 있어도 된다. The spot position (SP) (hereinafter simply referred to as “spot position (SP)”), which is the position of the light received in the linear photodiode array 453, has a unique relationship with the displacement of the laser light incident surface. . As a result, the separate-axis range sensor 450 acquires spot position information (light reception position information) corresponding to the spot position (light reception position) SP as displacement information. A plurality of linear photodiode arrays 453 may be provided.

제어부(500)는, 관찰 카메라(488)에 의한 촬상 결과에 기초하여, 제2 이동 기구(240)를 동작시켜 레이저 집광부(400)를 Z축 방향으로 이동시켜, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)(집광 렌즈(432))의 Z축 방향에 있어서의 위치를 초기 높이 위치에 맞추는 제1 위치 맞춤 처리를 실행한다. 제어부(500)는 제1 위치 맞춤 처리에 의해 집광 렌즈 유닛(430)을 초기 높이 위치에 맞추었을 때에 있어서, 별축 측거 센서(450)에서 취득되는 스폿 위치(SP)인 초기 스폿 위치(SP0)에 관한 정보를, 초기 스폿 위치 정보로서 제어부(500)의 기억부에 기록한다. Based on the imaging results by the observation camera 488, the control unit 500 operates the second movement mechanism 240 to move the laser concentrator 400 in the Z-axis direction to collect light on the laser beam incident surface. A first position alignment process is performed to adjust the position of the lens unit 430 (condenser lens 432) in the Z-axis direction to the initial height position. When adjusting the converging lens unit 430 to the initial height position through the first position alignment process, the control unit 500 adjusts the initial spot position (SP0), which is the spot position (SP) acquired from the star-axis range sensor 450. This information is recorded in the storage unit of the control unit 500 as initial spot position information.

초기 높이 위치는 관찰 카메라(488)에서 촬상한 레이저광 입사면의 화상 상에 있어서 레티클(483)의 마크의 핀트가 맞을 때의 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향의 위치(이하, 「레티클 핀트 위치」라고도 함)이다(도 9 참조). 여기에서는, 레티클(483)의 마크의 핀트가 레이저광 입사면에서 맞도록 광학계가 조정되어 있다. 즉, 레티클 핀트 위치는 레티클(483)의 마크의 핀트가 레이저광 입사면에서 맞을 때의 위치이다. 바꿔 말하면, 레티클 핀트 위치는 집광 렌즈 유닛(430)의 초점이 레이저 입사면에 맞을 때의, 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향의 위치이다. The initial height position is the Z-axis position of the converging lens unit 430 (hereinafter referred to as “reticle”) when the mark of the reticle 483 is in focus on the image of the laser light incident surface captured by the observation camera 488. (also called “focus position”) (see FIG. 9). Here, the optical system is adjusted so that the focus of the mark of the reticle 483 is aligned with the laser light incident surface. In other words, the reticle focus position is the position when the focus of the mark of the reticle 483 is aligned with the laser light incident surface. In other words, the reticle focus position is the position of the converging lens unit 430 in the Z-axis direction when the focus of the converging lens unit 430 is on the laser incident surface.

또한, 레티클(483)의 마크의 핀트가, 레이저광 입사면이 아니라, 레이저광 입사면으로부터 소정 거리 떨어진 높이 위치에 맞도록 광학계가 조정되어 있는 경우에는, 레티클(483)의 마크의 핀트가 맞는 위치는, 레이저광 입사면이 아니라, 레이저광 입사면으로부터 소정 거리 떨어진 해당 높이 위치로 된다. 제어부(500)는, 제1 위치 맞춤 처리를 실행한 결과, 관찰 카메라(488)에서 촬상한 레이저광 입사면의 화상 상에 있어서 레티클(483)의 마크의 핀트가 맞는 상태를 인식할 수 없는 경우에, 해당 대상물(1)을 가공 불가로 판정하는 가공 불가 판정 처리를 실행한다. Additionally, when the optical system is adjusted so that the focus of the mark on the reticle 483 is not on the laser light incident surface but on a height position a predetermined distance away from the laser light incident surface, the focus of the mark on the reticle 483 is correct. The position is not the laser light incident surface, but the height position that is a predetermined distance away from the laser light incident surface. When the control unit 500 cannot recognize the state in which the mark of the reticle 483 is in focus on the image of the laser light incident surface captured by the observation camera 488 as a result of executing the first position alignment process. Then, an unprocessable determination process is performed to determine that the object 1 cannot be processed.

제어부(500)는, 리니어 포토다이오드 어레이(453)에 있어서의 수광량이 임계값 이상이 되도록, 별축 측거 센서(450)를 조정하는 수광량 조정 처리를 실행한다. 별축 측거 센서(450)의 조정으로서는, 예를 들면, 게인 및 노광 시간 중 적어도 어느 것을 올리는 조정, 발광 소자(451)의 출력을 올리는 조정을 들 수 있다. The control unit 500 executes a received light amount adjustment process to adjust the star-axis range sensor 450 so that the received light amount in the linear photodiode array 453 is equal to or greater than the threshold value. Adjustments of the star-axis range sensor 450 include, for example, adjustments to increase at least one of the gain and exposure time, and adjustments to increase the output of the light emitting element 451.

다음으로, 본 실시 형태의 주요부를 구체적으로 설명한다. Next, the main parts of this embodiment will be described in detail.

본 실시 형태에서는, 투명 테이프(101)(도 12 참조)가 레이저광 입사면(여기에서는 이면(1b)) 상에 마련된 대상물(1)을 대상으로 하여, 레이저 가공을 실시 가능하다. 투명 테이프(101)는 광 투과성을 가지는 테이프 모양의 투과 부재이다. 투명 테이프(101)가 광 투과성을 가진다는 것은, 대상물(1)에 있어서의 투명 테이프(101) 이외의 부분보다도, 투명 테이프(101)의 광 투과성이 높은 것을 의미한다. 광 투과성을 가진다는 것은, 예를 들면 레이저광(L) 및 제1 측정용 레이저광(L1)이 투과하는 것을 의미하며, 구체적으로는, 레이저광(L) 및 제1 측정용 레이저광(L1)이 강도를 유지하여 통과하는 것을 의미한다. 예를 들면 광 투과성을 가진다는 것은, 일례로서, 레이저광(L) 및 제1 측정용 레이저광(L1)에 대한 투과율이 85% 이상이어도 된다. 예를 들면 대상물(1)은 두께가 30㎛의 실리콘 관통 전극(TSV) 웨이퍼이다. In this embodiment, laser processing can be performed on the object 1 provided on the laser beam incident surface (here, back surface 1b) with the transparent tape 101 (see FIG. 12). The transparent tape 101 is a tape-shaped transparent member that transmits light. That the transparent tape 101 has light transparency means that the light transparency of the transparent tape 101 is higher than that of parts of the object 1 other than the transparent tape 101. Having light transparency means, for example, that the laser light (L) and the first measurement laser light (L1) are transmitted, and specifically, the laser light (L) and the first measurement laser light (L1) are transmitted. ) means passing by maintaining this intensity. For example, having light transparency may mean, as an example, that the transmittance to the laser light L and the first measurement laser light L1 may be 85% or more. For example, the object 1 is a silicon through electrode (TSV) wafer with a thickness of 30 μm.

제어부(500)에는, 유저로부터의 입력을 접수하는 입력부(701)(도 1 참조)가 접속되어 있다. 입력부(701)는 각종 데이터의 표시 및 입력을 행하는 유저 인터페이스이다. 입력부(701)는 그래픽 베이스의 조작 체계를 가지는 GUI(Graphical User Interface)를 구성한다. 입력부(701)로서는 특별히 한정되지 않는다. 입력부(701)는 대상물(1) 상의 투명 테이프(101)의 유무에 관한 입력을, 유저로부터 접수한다. 제어부(500)는, 예를 들면 입력부(701)에 의한 투명 테이프(101)의 유무에 관한 입력에 기초하여, 대상물(1)의 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 있는지 여부를 판정한다. Connected to the control unit 500 is an input unit 701 (see FIG. 1) that receives input from the user. The input unit 701 is a user interface that displays and inputs various data. The input unit 701 constitutes a GUI (Graphical User Interface) with a graphic-based operation system. The input unit 701 is not particularly limited. The input unit 701 receives an input regarding the presence or absence of the transparent tape 101 on the object 1 from the user. The control unit 500 determines whether the transparent tape 101 is present on the laser beam incident surface of the object 1, for example, based on an input regarding the presence or absence of the transparent tape 101 from the input unit 701. do.

제어부(500)는 스폿 위치 정보를 복수 기억한다. 복수의 스폿 위치 정보 각각은, 서로 다른 복수의 스폿 위치(SP)에 관한 정보이다. 복수의 스폿 위치 정보는, 후술하는 개질 영역 형성 모드에 의해 취득되어 기억된 정보이다. 제어부(500)는, 대상물(1)의 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 있다고 판정했을 경우, 기억된 복수의 스폿 위치 정보 중 어느 하나를, 기준 스폿 위치(기준 수광 위치)에 관한 기준 스폿 위치 정보(기준 수광 위치 정보)로서 결정한다. 구체적으로는, 제어부(500)는, 후술하는 개질 영역 형성 모드에 있어서, 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응하는 개질 영역의 형성시에 취득되는 스폿 위치(SP)에 관한 스폿 위치 정보를, 기준 스폿 위치 정보로서 결정한다. 제어부(500)는 결정한 기준 스폿 위치 정보를 기억한다. 목표 깊이 위치는, 개질 영역을 형성하려고 하는 깊이 위치로서, 가공 목표 위치라고도 불린다. The control unit 500 stores a plurality of spot location information. Each of the plurality of spot position information is information about a plurality of different spot positions (SP). The plurality of spot position information is information acquired and stored by the modified region formation mode described later. When the control unit 500 determines that there is a transparent tape 101 on the laser beam incident surface of the object 1, it selects one of the plurality of stored spot position information in relation to the reference spot position (reference light receiving position). It is determined as reference spot position information (reference light reception position information). Specifically, in the modified region formation mode described later, the control unit 500 converts spot position information regarding the spot position SP acquired when forming a modified region whose depth position corresponds to the target depth position to a reference spot. It is decided based on location information. The control unit 500 stores the determined reference spot location information. The target depth position is a depth position at which a modified region is to be formed, and is also called a machining target position.

제어부(500)에 의한 기준 스폿 위치 정보의 결정은, 후술하는 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물(1)의 내부 관찰의 결과에 기초하여, 행해져도 된다. 내부 관찰은 예를 들면 대상물(1)의 내부를 관찰하는 InGaAs 카메라 등의 내부 관찰 카메라(도시하지 않음)를 이용하여 행해도 된다. 혹은, 제어부(500)에 의한 기준 스폿 위치 정보의 결정은, 후술하는 개질 영역 형성 모드에 의해 개질 영역이 형성된 대상물(1)을 절단하여 관찰한 결과에 기초하여, 행해져도 된다. 제어부(500)에 의한 기준 스폿 위치 정보의 결정은, 입력부(701)를 이용한 유저의 선택에 기초하여, 행해져도 된다. 제어부(500)에 의한 기준 스폿 위치 정보의 결정은, 공지 기술을 이용한 다양한 수법 및 구성에 의해 실현할 수 있다. The determination of the reference spot position information by the control unit 500 may be made based on the results of internal observation of the object 1 on which the modified region has been formed by the modified region formation mode described later. Internal observation may be performed using, for example, an internal observation camera (not shown) such as an InGaAs camera that observes the inside of the object 1. Alternatively, the determination of the reference spot position information by the control unit 500 may be made based on the results of cutting and observing the object 1 on which the modified region has been formed by the modified region formation mode described later. The control unit 500 may determine the reference spot position information based on the user's selection using the input unit 701. Determination of reference spot position information by the control unit 500 can be realized by various methods and configurations using known technologies.

그리고, 제어부(500)는, 스폿 위치(SP)가 기준 스폿 위치 정보의 기준 스폿 위치가 되도록, 제2 이동 기구(240)를 동작시켜 레이저 집광부(400)를 Z축 방향으로 이동시켜, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞추는 제2 위치 맞춤 처리를 행한다. Then, the control unit 500 operates the second moving mechanism 240 to move the laser concentrator 400 in the Z-axis direction so that the spot position SP becomes the reference spot position of the reference spot position information, thereby moving the laser concentrator 400. A second position alignment process is performed to adjust the position of the condensing lens unit 430 in the Z-axis direction with respect to the light incident surface to a predetermined height position.

또한, 제어부(500)는, 대상물(1)의 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 없다고 판정했을 경우, 상기 제1 위치 맞춤 처리를 실행한 후, 제2 이동 기구(240)를 동작시켜 레이저 집광부(400)를 Z축 방향으로 이동시켜, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞춘다. 제어부(500)는, 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞추었을 때에 있어서, 별축 측거 센서(450)에서 취득되는 스폿 위치에 관한 스폿 위치 정보를, 기준 스폿 위치 정보로서 제어부(500)에 기억한다. Additionally, when the control unit 500 determines that there is no transparent tape 101 on the laser beam incident surface of the object 1, after executing the first position alignment process, it operates the second movement mechanism 240. The laser concentrator 400 is moved in the Z-axis direction, and the position of the condenser lens unit 430 in the Z-axis direction with respect to the laser light incident surface is adjusted to a predetermined height position. When the position of the converging lens unit 430 in the Z-axis direction is set to a predetermined height position, the control unit 500 converts the spot position information regarding the spot position acquired from the star-axis range sensor 450 into a reference spot. It is stored in the control unit 500 as location information.

다음으로, 레이저 가공 장치(200)에 있어서 초기 스폿 위치 정보를 취득하는 경우의 예를, 도 10의 플로차트를 참조하면서 설명한다. 또한, 초기 스폿 위치 정보의 취득은, 초기 조정시, 캘리브레이션시, 광축 조정시, 장치 출하시 등에 실시되어도 된다. Next, an example of acquiring initial spot position information in the laser processing apparatus 200 will be described with reference to the flow chart in FIG. 10. Additionally, acquisition of the initial spot position information may be performed during initial adjustment, calibration, optical axis adjustment, or device shipment.

먼저, 대상물(1)을 지지대(230)에 재치한다. 여기에서는, 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 마련되어 있지 않은 대상물(1)을 이용하고 있다. 관찰 카메라(488)에서 촬상한 대상물(1)의 레이저광 입사면의 화상(레티클(483)이 투영된 화상)에 기초하여, 레티클 핀트 위치에 집광 렌즈 유닛(430)의 높이 위치가 맞도록, 제어부(500)에 의해 제2 이동 기구(240)를 구동시켜 레이저 집광부(400)를 Z축 방향으로 이동시킨다(스텝 S1: 제1 위치 맞춤 처리). First, the object 1 is placed on the support 230. Here, an object 1 without a transparent tape 101 provided on the laser light incident surface is used. Based on the image of the laser light incident surface of the object 1 captured by the observation camera 488 (the image on which the reticle 483 is projected), the height position of the converging lens unit 430 matches the reticle focus position, The second moving mechanism 240 is driven by the control unit 500 to move the laser light focusing unit 400 in the Z-axis direction (step S1: first position alignment process).

예를 들면, 상기 스텝 S1에서는, 집광 렌즈 유닛(430)의 각 Z축 방향의 위치에 있어서 관찰 카메라(488)에 의해 화상을 취득하고, 각각의 화상에 대해서 화상 처리를 행하여 레티클(483)의 콘트라스트의 지표가 되는 수치(스코어)를 산출하고, Z축 방향에 있어서의 변위에 대해서 해당 콘트라스트의 수치가 극대(피크)가 되는 레이저 집광부(400)의 Z축 방향의 위치를, 레티클 핀트 위치로 하고 있다. 또한, 상기 스텝 S1에서는, 패턴 매칭 또는 라플라시안 미분 등을 이용한 화상 처리법을 이용해도 된다. For example, in step S1, images are acquired by the observation camera 488 at each Z-axis direction position of the condenser lens unit 430, image processing is performed on each image, and the reticle 483 is formed. A value (score) that is an indicator of contrast is calculated, and the position in the Z-axis direction of the laser concentrator 400 where the corresponding contrast value is maximized (peak) relative to the displacement in the Z-axis direction is determined as the reticle focus position. It is being done. Additionally, in step S1, an image processing method using pattern matching or Laplacian differentiation may be used.

이어서, 제어부(500)에 의해, 레티클(483)의 콘트라스트 스코어 피크가 최적인지 여부를 판정한다(스텝 S2). 예를 들면 상기 스텝 S2에서는, 상기 스텝 S1에서 콘트라스트의 수치의 피크가 검출되어 있지 않은 경우에 NO로 판정하고, 해당 피크가 검출되어 있는 경우에 YES로 판정한다. 상기 스텝 S2에서 NO인 경우, 관찰 카메라(488)에서 촬상한 화상 상에 있어서 레티클(483)의 마크의 핀트가 맞는 상태를 인식할 수 없다고 판단하여, 에러가 발생했다고 판단한다(스텝 S3). 제어부(500)에 의해 지지대(230) 상의 대상물(1)에 대해서 가공 불가로 판정하고, 처리를 종료한다(스텝 S4). Next, the control unit 500 determines whether the contrast score peak of the reticle 483 is optimal (step S2). For example, in step S2, NO is determined if the peak of the contrast value is not detected in step S1, and YES is determined if the peak is detected. If NO in step S2, it is determined that the in-focus state of the mark of the reticle 483 cannot be recognized on the image captured by the observation camera 488, and an error is determined (step S3). The control unit 500 determines that the object 1 on the support stand 230 cannot be processed, and the process ends (step S4).

본 실시 형태에서는, 집광 렌즈 유닛(430)과는 별축의 별축 측거 센서(450)를 변위 정보 취득부로서 이용하고 있기 때문에, 예를 들면 레이저광 입사면에 있어서의 별축 측거 센서(450)의 광축 위치와 집광 렌즈 유닛(430)의 광축 위치가 가공 진행 방향으로 떨어져 있다. 따라서, 상기 스텝 S2에서 YES인 경우, 레이저광 입사면에 있어서 상기 스텝 S1에서 레티클(483)을 투영한 위치(예를 들면 스트리트의 폭 방향의 중심 위치)에 제1 측정용 레이저광(L1)이 닿도록, 지지대(230)를 수평 방향으로 이동시켜 대상물(1)을 수평 방향으로 이동시킨다(스텝 S5). 일례로서, 상기 스텝 S1에서의 지지대(230)의 X축 방향의 위치가 [X0]인 경우에 있어서, 별축 측거 센서(450)와 집광 렌즈 유닛(430)과의 직하 위치(레이저광 입사면 상의 광축 위치)가 가공 진행 방향으로 α만큼 떨어져 있다고 하면, 상기 스텝 S5에서는, 지지대(230)의 X축 방향의 위치가 [X0 + α]가 되도록 지지대(230)를 X축 방향으로 이동시킨다. 이어서, 별축 측거 센서(450)의 리니어 포토다이오드 어레이(453)에서 검출되는 스폿 위치(SP)인 초기 스폿 위치에 관한 정보를, 초기 스폿 위치 정보로서 제어부(500)에 기록한다(스텝 S6). 이상에 의해, 처리를 종료한다. In this embodiment, since the separate axis range sensor 450, which has a separate axis from the condenser lens unit 430, is used as a displacement information acquisition unit, for example, the optical axis of the separate axis range sensor 450 on the laser beam incident surface The position and the optical axis position of the condenser lens unit 430 are separated in the processing direction. Therefore, if YES in step S2, the first measurement laser light L1 is applied to the position where the reticle 483 is projected in step S1 on the laser light incident surface (e.g., the center position in the width direction of the street). The support 230 is moved in the horizontal direction so that the object 1 is moved in the horizontal direction (step S5). As an example, in the case where the position of the support stand 230 in the X-axis direction in step S1 is [ Assuming that the optical axis position is separated by α in the processing direction, in step S5, the support 230 is moved in the X-axis direction so that the position of the support 230 in the X-axis direction is [X0 + α]. Next, information on the initial spot position, which is the spot position (SP) detected by the linear photodiode array 453 of the star-axis range sensor 450, is recorded in the control unit 500 as initial spot position information (step S6). With the above, processing ends.

또한, 상기 스텝 S1 ~ 상기 스텝 S6에서는, 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 마련되어 있지 않은 대상물(1)을 이용하여 초기 스폿 위치 정보를 취득했지만, 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 마련된 대상물(1)을 이용하여 초기 스폿 위치 정보를 취득해도 된다. 이 경우, 레티클 핀트 위치에 있어서의 관찰 카메라(488)에 의해 화상에는, 투명 테이프(101)의 존재에 기인하여 레티클(483)의 마크에 보케(bokeh)가 생긴다. 따라서 이 경우, 상기 스텝 S1에서는, 생긴 해당 보케가 일정 이하 또는 가장 적게 되도록, 제어부(500)에 의해 제2 이동 기구(240)를 구동시켜 레이저 집광부(400)를 Z축 방향으로 이동시키면 된다. In addition, in steps S1 to S6, initial spot position information was acquired using the object 1 on which the transparent tape 101 was not provided on the laser light incident surface, but the transparent tape 101 was not provided on the laser light incident surface. Initial spot position information may be acquired using the object 1 provided with 101). In this case, bokeh appears in the mark of the reticle 483 due to the presence of the transparent tape 101 in the image of the observation camera 488 at the reticle focus position. Therefore, in this case, in step S1, the laser concentrator 400 can be moved in the Z-axis direction by driving the second moving mechanism 240 by the control unit 500 so that the bokeh generated is below a certain level or minimal. .

다음으로, 레이저 가공 장치(200)를 이용하여 하이트 세트를 행하는 경우의 예를, 도 11의 플로차트를 참조하면서 설명한다. Next, an example of height setting using the laser processing apparatus 200 will be described with reference to the flow chart in FIG. 11.

먼저, 대상물(1)을 지지대(230)에 재치한다. 제어부(500)에 의해, 입력부(701)의 입력에 기초하여, 투명 테이프(101)가 대상물(1)의 레이저광 입사면 상에 있는지 여부를 판정한다(스텝 S11). 상기 스텝 S11에서는, 예를 들면 관찰 카메라(488)의 화상으로부터, 투명 테이프(101)가 레이저광 입사면 상에 있는지 여부를 판정해도 된다. First, the object 1 is placed on the support 230. The control unit 500 determines whether the transparent tape 101 is on the laser beam incident surface of the object 1 based on the input from the input unit 701 (step S11). In step S11, it may be determined whether the transparent tape 101 is on the laser beam incident surface, for example, from the image of the observation camera 488.

상기 스텝 S11에서 YES인 경우, 별축 측거 센서(450)의 발광 소자(451)로부터 투명 테이프(101)를 거쳐 대상물(1)에 제1 측정용 레이저광(L1)을 조사하여, 레이저광 입사면에서 반사한 제1 측정용 레이저광(L1)을 투명 테이프(101)를 거쳐 리니어 포토다이오드 어레이(453)에 의해 수광한다. 리니어 포토다이오드 어레이(453)의 스폿 위치(SP)가 초기 스폿 위치(SP0)가 되도록, 제어부(500)에 의해 제2 이동 기구(240)를 동작시켜, Z축 방향에 있어서 집광 렌즈 유닛(430)을 이동시킨다(스텝 S12). If YES in step S11, the first measurement laser light L1 is irradiated from the light-emitting element 451 of the star-axis range sensor 450 to the object 1 through the transparent tape 101, and the laser light incident surface is The first measurement laser light L1 reflected from passes through the transparent tape 101 and is received by the linear photodiode array 453. The second movement mechanism 240 is operated by the control unit 500 so that the spot position SP of the linear photodiode array 453 becomes the initial spot position SP0, and the condenser lens unit 430 is moved in the Z-axis direction. ) is moved (step S12).

이어서, 제어부(500)에 의해, 리니어 포토다이오드 어레이(453)에서 수광한 제1 측정용 레이저광(L1)의 광량이 최적인지 여부를 판정한다(스텝 S13). 상기 스텝 S13에서 NO인 경우, 제어부(500)에 의해 별축 측거 센서(450)의 각종 파라미터를 조정한 후, 상기 스텝 S12로 되돌아간다(스텝 S14). Next, the control unit 500 determines whether the light amount of the first measurement laser light L1 received by the linear photodiode array 453 is optimal (step S13). If NO in step S13, the control unit 500 adjusts various parameters of the separate axis range sensor 450 and then returns to step S12 (step S14).

상기 스텝 S13에서 YES인 경우, 개질 영역 형성 모드를 실행하여, 대상물(1)에 있어서 형성되는 깊이 위치가 서로 다른 복수의 개질 영역을 형성하고, 복수의 개질 영역의 형성시의 각 스폿 위치 정보를 제어부(500)에 기억한다. 개질 영역 형성 모드에서는, 절단 예정 라인(5)을 따라서 대상물(1)의 내부에 개질 영역을 일렬 형성하는 처리(공정)를, 형성할 개질 영역의 깊이 위치(Z축 방향의 위치) 및 평면 위치(X축 방향 및 Y축 방향 중 적어도 일방의 위치)를 바꾸어 복수 회 반복해서 행함과 아울러, 각 개질 영역을 형성할 때에 리니어 포토다이오드 어레이(453)에서 검출되는 스폿 위치에 관한 스폿 위치 정보를, 제어부(500)에 기억한다(스텝 S15~스텝 S18). If YES in step S13, the modified region formation mode is executed to form a plurality of modified regions with different depth positions in the object 1, and each spot position information when forming the plurality of modified regions is stored. It is stored in the control unit 500. In the modified region formation mode, the process (process) of forming the modified region in a row inside the object 1 along the cutting line 5 is performed, including the depth position (position in the Z-axis direction) and the plane position of the modified region to be formed. In addition to changing the position (position in at least one of the X-axis direction and Y-axis direction) multiple times, spot position information regarding the spot position detected by the linear photodiode array 453 when forming each modified region It is stored in the control unit 500 (step S15 to step S18).

즉, 개질 영역 형성 모드에서는, 제어부(500)에 의해 제2 이동 기구(240)를 동작시켜, 집광 렌즈 유닛(430)을 Z축 방향으로 이동시켜, 레이저광(L)의 집광 위치를 Z축 방향으로 이동시킨다(스텝 S15). 예를 들면 첫회의 상기 스텝 S15에서는, 레이저광(L)의 집광 위치가 대상물(1)의 레이저광 입사면측과는 반대측에 위치하도록, 집광 렌즈 유닛(430)을 Z축 방향으로 이동시킨다. 예를 들면 2회째 이후의 상기 스텝 S15에서는, 레이저광(L)의 집광 위치가 대상물(1)의 레이저광 입사면측으로 소정량 이동하도록, 집광 렌즈 유닛(430)을 Z축 방향으로 이동시킨다. That is, in the modified region formation mode, the second moving mechanism 240 is operated by the control unit 500 to move the converging lens unit 430 in the Z-axis direction, and the focusing position of the laser light L is adjusted to the Z-axis. move in this direction (step S15). For example, in the first step S15, the converging lens unit 430 is moved in the Z-axis direction so that the converging position of the laser beam L is located on the opposite side to the laser beam incident surface side of the object 1. For example, in the second and subsequent steps S15, the converging lens unit 430 is moved in the Z-axis direction so that the converging position of the laser beam L moves by a predetermined amount toward the laser beam incident surface of the object 1.

제어부(500)에 의해, 레이저 집광부(400)로부터 레이저광(L)을 출사시킴과 아울러, 제1 이동 기구(220)(도 1 참조)를 동작시켜, 하나의 절단 예정 라인(5)을 따라서 해당 레이저광(L)의 집광 위치를 이동시킨다. 이것에 의해, 절단 예정 라인(5)을 따라서 일렬의 개질 영역(7)을 형성한다(스텝 S16). 이 때의 리니어 포토다이오드 어레이(453)의 스폿 위치에 관한 스폿 위치 정보를, 해당 개질 영역(7)에 관련지어 제어부(500)에 기억한다(스텝 S17). 제어부(500)에 스폿 위치 정보가 일정 수 이상 기억되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S18). 상기 스텝 S18에서 NO인 경우, 상기 스텝 S15로 되돌아간다. The control unit 500 emits the laser light L from the laser concentrator 400 and operates the first moving mechanism 220 (see FIG. 1) to cut one line to be cut 5. Therefore, the focusing position of the corresponding laser light (L) is moved. As a result, a row of modified regions 7 is formed along the cutting line 5 (step S16). Spot position information regarding the spot position of the linear photodiode array 453 at this time is stored in the control unit 500 in relation to the modified region 7 (step S17). It is determined whether a certain number of spot position information or more is stored in the control unit 500 (step S18). If NO in step S18, the process returns to step S15.

도 12 및 도 13은, 개질 영역 형성 모드를 설명하기 위한 별축 측거 센서의 정면도이다. 도 12에 나타내지는 바와 같이, 개질 영역 형성 모드에서는, 집광 렌즈 유닛(430)이 Z축 방향으로 이동하여, 레이저광(L)의 집광 위치가 대상물(1)의 레이저광 입사면측과는 반대측에 위치한다. 이 상태에서, 레이저 집광부(400)로부터 레이저광(L)을 조사하여 대상물(1)에 개질 영역(7)을 형성하면서, 하나의 절단 예정 라인(5)을 따라서 해당 레이저광(L)의 집광 위치가 이동하고, 이것에 의해, 절단 예정 라인(5)을 따라서 일렬의 개질 영역(7)이 형성된다. 이 때의 리니어 포토다이오드 어레이(453)의 스폿 위치(SP1)에 관한 스폿 위치 정보가, 제어부(500)에 기억된다. Figures 12 and 13 are front views of the star-axis range sensor for explaining the modified region formation mode. As shown in FIG. 12, in the modified region formation mode, the converging lens unit 430 moves in the Z-axis direction so that the condensing position of the laser light L is on the opposite side to the laser light incident surface of the object 1. Located. In this state, the laser light L is irradiated from the laser concentrator 400 to form a modified area 7 on the object 1, and the laser light L is applied along one cutting line 5. The light converging position moves, thereby forming a row of modified regions 7 along the cutting line 5. Spot position information regarding the spot position SP1 of the linear photodiode array 453 at this time is stored in the control unit 500.

이어서, 개질 영역 형성 모드에서는, 제1 이동 기구(220)에 의해 지지대(230)가 X축 방향 및 Y축 방향 중 적어도 일방을 따라서 이동하여, 레이저광(L)의 집광 위치의 평면 위치가, 예를 들면 다른 절단 예정 라인(5) 상에 위치하도록 변경된다. 이어서, 도 13에 나타내지는 바와 같이, 개질 영역 형성 모드에서는, 집광 렌즈 유닛(430)이 Z축 방향으로 이동하고, 레이저광(L)의 집광 위치가 레이저광 입사면측으로 이동하여, 여기에서는 두께 방향의 중앙 위치에 위치한다. 이 상태에서, 레이저 집광부(400)로부터 레이저광(L)을 조사하여 대상물(1)에 개질 영역(7)을 형성하면서, 하나의 절단 예정 라인(5)을 따라서 해당 레이저광(L)의 집광 위치가 이동하고, 이것에 의해, 절단 예정 라인(5)을 따라서 일렬의 개질 영역(7)이 형성된다. 이 때의 리니어 포토다이오드 어레이(453)의 스폿 위치(SP2)에 관한 스폿 위치 정보가, 제어부(500)에 기억된다. Next, in the modified region formation mode, the support 230 moves along at least one of the For example, it is changed to be located on a different cutting line 5. Next, as shown in FIG. 13, in the modified region formation mode, the converging lens unit 430 moves in the Z-axis direction, and the condensing position of the laser light L moves toward the laser light incident surface, where the thickness It is located in the central position of the direction. In this state, the laser light L is irradiated from the laser concentrator 400 to form a modified area 7 on the object 1, and the laser light L is applied along one cutting line 5. The light converging position moves, thereby forming a row of modified regions 7 along the cutting line 5. Spot position information regarding the spot position SP2 of the linear photodiode array 453 at this time is stored in the control unit 500.

상기 스텝 S18에서 YES인 경우, 형성한 각 개질 영역(7)의 깊이 위치를 측정한다(스텝 S19). 예를 들면 상기 스텝 S19에서는, InGaAs 카메라 등의 내부 관찰 카메라(도시하지 않음)를 이용하여, 개질 영역(7)의 단부를 검출하는 것에 의해, 개질 영역(7)의 깊이 위치를 측정해도 된다. 또한 예를 들면 상기 스텝 S19에서는, 절단 예정 라인(5)을 따라서 대상물(1)을 분단하고, 그 단면의 관찰 결과로부터 깊이 위치를 측정해도 된다. 또한 예를 들면 상기 스텝 S19에서는, 하프 컷 마진 검사에 의해 개질 영역(7)의 깊이 위치를 측정해도 된다. If YES in step S18, the depth position of each formed modified region 7 is measured (step S19). For example, in step S19, the depth position of the modified region 7 may be measured by detecting the end of the modified region 7 using an internal observation camera (not shown) such as an InGaAs camera. For example, in step S19, the object 1 may be divided along the cutting line 5, and the depth position may be measured from the observation result of the cross section. Also, for example, in step S19, the depth position of the modified region 7 may be measured by half-cut margin inspection.

하프 컷은 개질 영역(7)으로부터 대상물(1)의 표면 또는 이면에 노출되는 균열이다. 하프 컷 마진 검사란, 예를 들면 Z축 방향으로 대상물(1)과 집광 렌즈 유닛(430)과의 거리를 가변(Z위치 가변)시키면서 레이저 가공을 행하여, 대상물(1)에 있어서의 레이저광 입사면 또는 레이저광 입사면과는 반대측의 면에 균열이 도달하고 있는지를 확인하고, 균열이 도달할 때의 개질 영역(7)의 Z축 방향의 위치의 임계값을 조사하는 검사이다. Z위치 가변시에는, 개질 영역(7)의 Z축 방향의 위치마다, 레이저광(L)의 집광 위치의 평면 위치가 예를 들면 1열 옆의 절단 예정 라인(5) 상에 위치하도록 이동한다(즉, 1열씩 인덱스를 보냄). 또한, 형성한 각 개질 영역(7)의 깊이 위치를 측정하는 수법 및 구성은, 특별히 한정되지 않고, 다양한 공지 수법 및 공지 구성을 이용해도 된다. A half cut is a crack exposed from the modified area 7 to the front or back surface of the object 1. Half cut margin inspection is, for example, performing laser processing while varying the distance between the object 1 and the condenser lens unit 430 in the Z-axis direction (variable Z position), and measuring the incidence of laser light on the object 1. This is an inspection that confirms whether a crack has reached the surface or the surface opposite to the laser beam incident surface, and examines the critical value of the position of the modified region 7 in the Z-axis direction when the crack reaches the surface. When changing the Z position, the plane position of the condensing position of the laser light L is moved for each position in the Z-axis direction of the modified region 7 so that it is positioned on the cutting line 5 next to the first row, for example. (That is, sending the index one column at a time). In addition, the method and configuration for measuring the depth position of each formed modified region 7 are not particularly limited, and various known methods and configurations may be used.

이어서, 제어부(500)에 의해, 상기 스텝 S19에서 측정한 일정 수 이상의 개질 영역(7) 중, 그 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응하는 어느 것을 특정한다. 특정한 개질 영역(7)의 형성시의 스폿 위치(SP)(즉, 레이저광(L)을 조사하여 형성된 개질 영역(7)의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 스폿 위치(SP))를 기준 스폿 위치로 하고, 이 기준 스폿 위치에 관한 정보를 기준 스폿 위치 정보로서 결정한다. 목표 깊이 위치에 대응한다는 것은, 목표 깊이 위치와 완전하게 일치하는 경우로 한정되지 않고, 목표 깊이 위치와 거의 일치하는 경우도 포함하고, 목표 깊이 위치에 근접하는(일정 거리 이내로 가까워지는) 경우도 포함한다. 그리고, 제어부(500)는 결정한 기준 스폿 위치 정보를 기억한다(스텝 S20). Next, the control unit 500 determines which of the modified regions 7 of a certain number or more measured in step S19 whose depth position corresponds to the target depth position. Spot position (SP) when forming a specific modified region 7 (i.e., spot position (SP) when the depth position of the modified region 7 formed by irradiating the laser light L corresponds to the target depth position) It is set as a reference spot position, and information about this reference spot position is determined as reference spot position information. Corresponding to the target depth position is not limited to cases where it completely matches the target depth position, but also includes cases where it almost matches the target depth position, and cases where it approaches (closes within a certain distance) the target depth position. do. Then, the control unit 500 stores the determined reference spot position information (step S20).

도 14의 (a)~도 14의 (h)에 나타내지는 예에서는, 개질 영역 형성 모드에 의해, 대상물(1)에 있어서 깊이 위치가 서로 다른 복수의 개질 영역(7)이 형성되어 있다. 복수의 개질 영역(7) 각각에는, 스폿 위치 정보가 관련지어져 제어부(500)에 기억되어 있다. 여기에서의 예에서는, 도 14의 (d)에 나타내지는 개질 영역(7)이, 목표 깊이 위치(7N)에 대응하는 깊이 위치에 형성되었다고 판정되고, 도 14의 (d)에 나타내지는 개질 영역(7)을 형성했을 때의 스폿 위치(SP)가 기준 스폿 위치가 되어, 해당 기준 스폿 위치에 관한 정보가 기준 스폿 위치 정보로서 결정된다. In the example shown in FIGS. 14(a) to 14(h) , a plurality of modified regions 7 with different depth positions are formed in the object 1 by the modified region formation mode. Spot position information is associated with each of the plurality of modified regions 7 and stored in the control unit 500 . In this example, it is determined that the modified region 7 shown in Figure 14(d) is formed at a depth position corresponding to the target depth position 7N, and the modified region shown in Figure 14(d) The spot position SP when (7) is formed becomes the reference spot position, and information about the reference spot position is determined as the reference spot position information.

상기 스텝 S20 후, 스폿 위치(SP)가 기준 스폿 위치가 되도록, 제어부(500)에 의해 제2 이동 기구(240)를 동작시켜, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞춘다. 소정 높이 위치는 대상물(1)에 있어서 형성하는 개질 영역(7)의 목표 깊이 위치에 대응하는 임의의 높이 위치이다. 이상에 의해, 하이트 세트가 완료되고, 처리를 종료한다(스텝 S21: 제2 위치 맞춤 처리). After step S20, the second movement mechanism 240 is operated by the control unit 500 so that the spot position SP becomes the reference spot position, and the Z-axis direction of the condensing lens unit 430 with respect to the laser light incident surface is moved. Set the position at a predetermined height position. The predetermined height position is an arbitrary height position corresponding to the target depth position of the modified region 7 formed in the object 1. With the above, the height set is completed and the process ends (step S21: second position alignment process).

한편, 상기 스텝 S11에서 NO인 경우, 별축 측거 센서(450)의 리니어 포토다이오드 어레이(453)에서 검출되는 스폿 위치가 초기 스폿 위치(SP0)가 되도록, 제어부(500)에 의해 제2 이동 기구(240)를 동작시켜, Z축 방향에 있어서 집광 렌즈 유닛(430)을 이동시킨다(스텝 S22). 제어부(500)에 의해, 리니어 포토다이오드 어레이(453)에서 수광한 제1 측정용 레이저광(L1)의 광량이 최적인지 여부를 판정한다(스텝 S23). 상기 스텝 S23에서 NO인 경우, 제어부(500)에 의해 별축 측거 센서(450)의 각종 파라미터를 조정한 후, 상기 스텝 S22로 되돌아간다(스텝 S24). On the other hand, in the case of NO in step S11, the second movement mechanism ( 240) is operated to move the converging lens unit 430 in the Z-axis direction (step S22). The control unit 500 determines whether the amount of light of the first measurement laser light L1 received by the linear photodiode array 453 is optimal (step S23). If NO in step S23, various parameters of the separate axis range sensor 450 are adjusted by the control unit 500, and then the process returns to step S22 (step S24).

상기 스텝 S23에서 YES인 경우, 제어부(500)에 의해 제2 이동 기구(240)를 동작시켜, 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치로 이동시킨다(스텝 S25). 별축 측거 센서(450)에서 취득되는 스폿 위치를, 기준 스폿 위치로서 제어부(500)에 기억한다(스텝 S26). 이상에 의해, 하이트 세트가 완료되고, 처리를 종료한다(스텝 S27). If YES in step S23, the second moving mechanism 240 is operated by the control unit 500 to move the position of the converging lens unit 430 in the Z-axis direction to a predetermined height position (step S25). . The spot position acquired by the separate axis range sensor 450 is stored in the control unit 500 as a reference spot position (step S26). With the above, height setting is completed and the process ends (step S27).

상기에 있어서, 제어부(500)가 기억부, 결정부 및 위치 맞춤부를 구성한다. 상기 스텝 S15~S18이 제1 스텝을 구성하고, 상기 스텝 S19, S20이 제2 스텝을 구성하며, 상기 스텝 S21이 제3 스텝을 구성한다. 또한, 상기 스텝 S12를 실시하지 않는 경우도 있으며, 이 경우에는, 기준 높이 위치가 불명한 상태에서 개질 영역 형성 모드가 실행된다. In the above, the control unit 500 constitutes a storage unit, a decision unit, and a position alignment unit. The steps S15 to S18 constitute the first step, the steps S19 and S20 constitute the second step, and the step S21 constitutes the third step. In addition, there are cases where step S12 is not performed, and in this case, the modified region formation mode is executed while the reference height position is unknown.

그런데, 제1 측정용 레이저광(L1)을 이용한 삼각 측거법에서는, 리니어 포토다이오드 어레이(453)의 스폿 위치(SP)와, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)의 광축 방향(Z축 방향)에 있어서의 위치와의 사이에는, 투명 테이프(101)가 레이저광 입사면 상에 마련되어 있는 경우라도, 일정한 상관이 있는 것이 발견된다. 또한, 제1 측정용 레이저광(L1)을 이용한 삼각 측거법에서는, 대상물(1)의 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 마련되어 있으면, 그 존재에 의해, 투명 테이프(101)가 마련되어 있지 않은 경우에 비해, 제1 측정용 레이저광(L1)의 광로가 변화하여, 스폿 위치(SP)가 변화하는 것이 발견된다. However, in the triangulation method using the first measurement laser light (L1), the spot position (SP) of the linear photodiode array 453 and the optical axis direction (Z) of the converging lens unit 430 with respect to the laser light incident surface It is found that there is a certain correlation between the position in the axial direction and the position even when the transparent tape 101 is provided on the laser beam incident surface. In addition, in the triangulation method using the first measurement laser beam L1, if a transparent tape 101 is provided on the laser beam incident surface of the object 1, the transparent tape 101 is provided due to its presence. Compared to the case where it is not present, it is found that the optical path of the first measurement laser light L1 changes and the spot position SP changes.

그래서, 본 실시 형태에서는, 복수의 스폿 위치 정보를 기억하고, 이것들 중에서 하이트 세트시와 관련있는 어느 것을, 예를 들면 내부 관찰 결과에 기초하여 기준 스폿 위치 정보로서 결정한다. 그리고, 결정한 기준 스폿 위치 정보의 기준 스폿 위치가 되도록 제2 이동 기구(240)를 동작시킴으로써, 관찰 카메라(488)에 의한 레이저광 입사면의 관찰에 관계없이 확실히, 하이트 세트를 행하는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 투명 테이프(101)가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물(1)에 있어서도, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)의 광축 방향에 있어서의 위치를 확실히 위치 맞춤하는 것이 가능하게 된다. 레티클(483)(도 7 참조)의 마크의 식별이 곤란한 대상물(1)에도 대응이 가능하다. 레티클(483)(도 7 참조)의 마크의 보케에 의한 개질 영역(7)의 형성 위치의 편차를 해소 가능하게 된다. Therefore, in the present embodiment, a plurality of spot position information is stored, and one of these that is relevant when setting the height is determined as reference spot position information based on, for example, internal observation results. Then, by operating the second movement mechanism 240 so that it becomes the reference spot position of the determined reference spot position information, it becomes possible to reliably perform height setting regardless of the observation of the laser beam incident surface by the observation camera 488. . That is, in this embodiment, even for the object 1 on which the transparent tape 101 is provided on the laser beam incident surface, the position of the condenser lens unit 430 in the optical axis direction with respect to the laser beam incident surface is reliably aligned. It becomes possible to do so. It is also possible to respond to the object 1 for which identification of the mark of the reticle 483 (see FIG. 7) is difficult. It is possible to eliminate the variation in the formation position of the modified area 7 due to the bokeh of the mark of the reticle 483 (see FIG. 7).

본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(200)에서는, 제어부(500)는, 레이저 집광부(400)에 의해 레이저광(L)을 조사하여 형성된 개질 영역(7)의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 스폿 위치 정보를, 기준 스폿 위치 정보로서 결정한다. 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법은, 제2 이동 기구(240)에 의해 레이저 집광부(400)를 이동시킨 후에 레이저 집광부(400)에 의해 레이저광(L)을 조사하여 대상물(1)에 개질 영역(7)을 형성하면서, 레이저광 입사면에서 반사한 제1 측정용 레이저광(L1)을 리니어 포토다이오드 어레이(453)에 의해 수광하여 스폿 위치 정보를 취득하는 스텝을, 제2 이동 기구(240)의 이동량을 바꾸어 복수 회 반복한다. 그리고, 형성된 개질 영역(7)의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 스폿 위치 정보를, 기준 스폿 위치 정보로서 결정한다. 대상물(1)에 있어서 형성된 개질 영역(7)의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응하는 경우, 그 레이저 가공시에는 하이트 세트가 적절히 행해지고 있는 것이 발견된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 대상물(1)에 있어서 형성된 개질 영역(7)의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 스폿 위치 정보를, 하이트 세트시와 관련있는 기준 스폿 위치 정보로서 결정하는 것이 가능하게 된다. In the laser processing device 200 according to the present embodiment, the control unit 500 determines that the depth position of the modified region 7 formed by irradiating the laser light L by the laser concentrator 400 corresponds to the target depth position. The spot position information at this time is determined as reference spot position information. The laser processing method according to the present embodiment moves the laser concentrator 400 by the second moving mechanism 240 and then irradiates the laser light L by the laser concentrator 400 to the object 1. The step of forming the modified region 7 and acquiring spot position information by receiving the first measurement laser light L1 reflected from the laser light incident surface by the linear photodiode array 453 is performed using a second moving mechanism. Change the movement amount of (240) and repeat multiple times. Then, spot position information when the depth position of the formed modified region 7 corresponds to the target depth position is determined as reference spot position information. When the depth position of the modified region 7 formed in the object 1 corresponds to the target depth position, it is found that height setting is appropriately performed during laser processing. Therefore, in this embodiment, it is possible to determine spot position information when the depth position of the modified region 7 formed in the object 1 corresponds to the target depth position as reference spot position information related to height setting. I do it.

본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(200)는, 입력부(701)를 구비하고, 제어부(500)는, 입력부(701)의 입력에 기초하여, 투명 테이프(101)가 있는지 여부를 판정한다. 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법은, 입력부(701)의 입력에 기초하여, 투명 테이프(101)가 있는지 여부를 판정하는 스텝을 포함한다. 이것에 의해, 입력부(701)의 입력을 이용하여, 레이저광 입사면 상에 투명 테이프(101)가 마련되어 있을 때의 하이트 세트와 마련되어 있지 않을 때의 하이트 세트를, 전환하는 것이 가능하게 된다. The laser processing device 200 according to this embodiment is provided with an input unit 701, and the control unit 500 determines whether there is a transparent tape 101 based on the input of the input unit 701. The laser processing method according to this embodiment includes a step of determining whether or not the transparent tape 101 is present based on the input from the input unit 701. This makes it possible to switch between the height set when the transparent tape 101 is provided on the laser beam incident surface and the height set when it is not provided, using the input of the input unit 701.

도 15의 (a)는, 스폿 위치(SP)의 산출을 설명하기 위한 리니어 포토다이오드 어레이(453)의 정면도이다. 도 15의 (b)는, 도 15의 (a)의 일부를 확대한 도면이다. 도 15의 (a) 및 도 15의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 리니어 포토다이오드 어레이(453)에 입사하는 제1 측정용 레이저광(L1)은, 투명 테이프(101)를 투과하는 경우, 구면 수차(리니어 포토다이오드 어레이(453)에 입사할 때의 보케)가 발생한다. 그 때문에, 리니어 포토다이오드 어레이(453)에 입사하는 제1 측정용 레이저광(L1)은, 투명 테이프(101)가 없는 경우와 비교하여, 입사 영역(H)에 확산성을 가진다. Figure 15(a) is a front view of the linear photodiode array 453 for explaining calculation of the spot position SP. FIG. 15(b) is an enlarged view of a portion of FIG. 15(a). As shown in Figures 15(a) and 15(b), when the first measurement laser light L1 incident on the linear photodiode array 453 passes through the transparent tape 101, Spherical aberration (bokeh when incident on the linear photodiode array 453) occurs. Therefore, the first measurement laser light L1 incident on the linear photodiode array 453 has diffusion properties in the incident area H compared to the case without the transparent tape 101.

그래서, 본 실시 형태에서는, 제어부(500)에 의해, 제1 측정용 레이저광(L1)의 입사 영역(H)에 있어서의 수광량에 대해서 중심 연산을 행하여 얻어진 위치를, 스폿 위치(SP)로서 구해도 된다. 이것에 의해, 제1 측정용 레이저광(L1)이 확산성을 가지고 있어도, 중심 연산을 이용하여 스폿 위치(SP)를 정밀도 좋게 구하는 것이 가능하게 된다. 삼각 측거법을 이용하는 본 실시 형태에서는, 이와 같이 중심 연산에 의해 스폿 위치(SP)를 도출함으로써, 제1 측정용 레이저광(L1)의 구면 수차의 영향을 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 15 중에서는, 설명의 편의상, 제1 측정용 레이저광(L1)의 수광량의 분포를 파형(LB)으로 나타내고 있다. Therefore, in this embodiment, even if the control unit 500 performs the center calculation on the amount of light received in the incident area H of the first measurement laser light L1 and obtains the position obtained as the spot position SP, do. As a result, even if the first measurement laser light L1 has diffusion properties, it becomes possible to obtain the spot position SP with high accuracy using the centroid calculation. In this embodiment using the triangulation method, it becomes possible to reduce the influence of the spherical aberration of the first measurement laser light L1 by deriving the spot position SP by centroid calculation in this way. In Fig. 15, for convenience of explanation, the distribution of the received light amount of the first measurement laser light L1 is shown as a waveform LB.

이상, 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 개시의 일 양태는 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. Although the embodiments have been described above, one aspect of the present disclosure is not limited to the above embodiments.

상기 실시 형태에서는, 초기 조정시 등에 있어서 초기 스폿 위치(SP0)에 관한 초기 스폿 위치 정보를 취득(상기 스텝 S1~상기 스텝 S6)했지만, 초기 스폿 위치(SP0)는 취득하지 않아도 된다. 이 경우, 하이트 세트시, 상기 스텝 S12가 불필요하게 된다. 또한, 상기 실시 형태와 같이 초기 스폿 위치 정보를 이용했을 경우에는, 개질 영역 형성 모드에서, 가공 목표 위치로부터 개질 영역(7)이 너무 어긋나 버리는 것을 억제하여, 택트를 올리는 것이 가능하게 된다. In the above embodiment, initial spot position information regarding the initial spot position SP0 is acquired (step S1 to step S6) during initial adjustment, etc., but the initial spot position SP0 does not need to be acquired. In this case, when setting the height, the above step S12 becomes unnecessary. Additionally, when initial spot position information is used as in the above embodiment, it becomes possible to suppress excessive deviation of the modified region 7 from the processing target position in the modified region formation mode and increase the tact.

상기 실시 형태 및 상기 변형예에 따른 레이저 가공 장치(200)에서는, 제어부(500)는 복수의 대상물(1)마다 기준 스폿 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. 상기 실시 형태 및 상기 변형예에 따른 레이저 가공 방법은, 복수의 대상물(1)마다 기준 스폿 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. In the laser processing apparatus 200 according to the above embodiment and the above modified example, the control unit 500 may store reference spot position information in association with each of the plurality of objects 1 . In the laser processing method according to the above embodiment and the above modified example, reference spot position information may be stored in association for each of a plurality of objects 1.

이 경우, 예를 들면 실제로 하이트 세트를 행하는 대상물(1)이 결정되면, 그것과 관련지어 기억된 기준 스폿 위치 정보를 취득하고, 스폿 위치(SP)가 해당 기준 스폿 위치가 되도록 제2 이동 기구(240)를 동작시킴으로써, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞출 수 있다. 즉, 대상물(1)마다 자동적으로 하이트 세트를 행하는 것이 가능하게 된다. 하이트 세트를 행하는 대상물(1)은, 예를 들면 유저로부터의 입력 및 카메라 등에 의한 인식에 의해 파악할 수 있다. In this case, for example, when the object 1 on which height setting is actually performed is determined, reference spot position information stored in relation to it is acquired, and a second movement mechanism ( By operating 240, the position of the condensing lens unit 430 in the Z-axis direction with respect to the laser light incident surface can be adjusted to a predetermined height position. In other words, it becomes possible to automatically set height for each object 1. The object 1 for height setting can be identified, for example, through input from a user and recognition by a camera or the like.

상기 실시 형태 및 상기 변형예에 따른 레이저 가공 장치(200)에서는, 제어부(500)는, 하나의 대상물(1)에 있어서 형성하는 복수의 개질 영역(7)의 열마다, 기준 스폿 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. 상기 실시 형태 및 상기 변형예에 따른 레이저 가공 방법은, 하나의 대상물(1)에 있어서 형성하는 복수의 개질 영역(7)의 열마다, 기준 스폿 위치 정보를 관련지어 기억해도 된다. In the laser processing apparatus 200 according to the above embodiment and the above modified example, the control unit 500 associates reference spot position information for each row of the plurality of modified regions 7 formed in one object 1. You can make it up and remember it. In the laser processing method according to the above embodiment and the above modified example, reference spot position information may be stored in association with each row of a plurality of modified regions 7 formed in one object 1.

이 경우, 예를 들면 하나의 대상물(1)에 개질 영역(7)을 일렬 형성할 때, 하나의 대상물(1)의 해당 개질 영역(7)과 관련지어 기억된 기준 스폿 위치 정보를 취득하고, 스폿 위치(SP)가 해당 기준 스폿 위치가 되도록 제2 이동 기구(240)를 동작시킴으로써, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈 유닛(430)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞출 수 있다. 즉, 하나의 대상물(1)에 있어서 형성하는 복수의 개질 영역(7)의 열(이른바, 가공 pass)마다, 자동적으로 하이트 세트를 행하는 것이 가능하게 된다. 하나의 대상물(1)은, 예를 들면 유저로부터의 입력 및 카메라 등에 의한 인식에 의해 파악할 수 있다. 가공 pass는, 예를 들면 제어부(500)에 의한 제어의 상황 및 유저로부터의 입력 등에 의해 파악할 수 있다. In this case, for example, when forming the modified regions 7 in a row on one object 1, reference spot position information stored in relation to the corresponding modified region 7 of one object 1 is acquired, By operating the second moving mechanism 240 so that the spot position SP becomes the reference spot position, the position of the condensing lens unit 430 in the Z-axis direction with respect to the laser beam incident surface can be adjusted to a predetermined height position. there is. That is, it becomes possible to automatically perform height setting for each row (so-called processing pass) of a plurality of modified regions 7 formed in one object 1. One object 1 can be identified, for example, by input from a user and recognition by a camera or the like. The processing pass can be identified, for example, by the status of control by the control unit 500 and input from the user.

상기 실시 형태 및 상기 변형예에 있어서, 개질 영역 형성 모드에 있어서의 개질 영역(7)의 깊이 위치 확인(상기 스텝 S19)은, 상기로 특별히 한정되지 않고, 파괴 검사여도 되고, 비파괴 검사여도 된다. 상기 실시 형태 및 상기 변형예에 있어서, 투과 부재는, 투명 테이프(101)로 한정되지 않고, 그 외의 테이프 모양, 막 모양, 층 모양 및 블록 모양 등의 부재여도 된다. 투명 테이프(101)에 대해서는 레이저광(L) 및 제1 측정용 레이저광(L1)에 대해서 투명하면 되고, 색이 부여되어 있어도 상관없다. 상기 실시 형태 및 상기 변형예에 있어서, 초기 스폿 위치 정보를 취득하는 경우의 대상물(1)은, 제품이 되는 디바이스 웨이퍼여도 되고, 기준 취득용의 레퍼런스 웨이퍼여도 된다. 마찬가지로, 하이트 세트를 행하는 대상물(1)은, 디바이스 웨이퍼여도 되고 레퍼런스 웨이퍼여도 된다. In the above-mentioned embodiment and the above-mentioned modification, confirmation of the depth position of the modified region 7 in the modified region formation mode (step S19) is not particularly limited as described above, and may be a destructive test or a non-destructive test. In the above embodiment and the above modified examples, the transparent member is not limited to the transparent tape 101, and may be other tape-shaped, film-shaped, layer-shaped, or block-shaped members. The transparent tape 101 may be transparent to the laser beam L and the first measurement laser beam L1, and may be colored. In the above embodiment and the above modification example, the object 1 in the case of acquiring initial spot position information may be a device wafer used as a product or a reference wafer for standard acquisition. Similarly, the object 1 on which height setting is performed may be a device wafer or a reference wafer.

상기 실시 형태 및 상기 변형예에서는, 개질 영역(7)은 예를 들면 대상물(1)의 내부에 형성된 결정 영역, 재결정 영역, 또는, 게터링 영역이어도 된다. 결정 영역은 대상물(1)의 가공전의 구조를 유지하고 있는 영역이다. 재결정 영역은, 일단은 증발, 플라즈마화 혹은 용융한 후, 재응고할 때에 단결정 혹은 다결정으로서 응고한 영역이다. 게터링 영역은 중금속 등의 불순물을 모아 포획하는 게터링 효과를 발휘하는 영역이며, 연속적으로 형성되어 있어도 되고, 단속적으로 형성되어 있어도 된다. In the above embodiment and the above modified example, the modified region 7 may be, for example, a crystal region, a recrystallization region, or a gettering region formed inside the object 1. The crystal region is a region that maintains the structure of the object 1 before processing. The recrystallized region is a region that was first evaporated, turned into plasma, or melted, and then solidified as a single crystal or polycrystal upon re-solidification. The gettering region is a region that exerts a gettering effect of collecting and trapping impurities such as heavy metals, and may be formed continuously or intermittently.

상기 실시 형태 및 상기 변형예는, 트리밍, 슬라이싱, 및 어브레이전 등의 가공에 적용되어도 된다. 상술한 실시 형태 및 변형예에 있어서의 각 구성에는, 상술한 재료 및 형상으로 한정되지 않고, 다양한 재료 및 형상을 적용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태 및 변형예에 있어서의 각 구성은, 다른 실시 형태 또는 변형예에 있어서의 각 구성에 임의로 적용할 수 있다. The above embodiment and the above modified example may be applied to processing such as trimming, slicing, and ablation. Each configuration in the above-described embodiments and modifications is not limited to the above-described materials and shapes, and various materials and shapes can be applied. Additionally, each configuration in the above-described embodiments and modifications can be arbitrarily applied to each configuration in other embodiments or modifications.

본 개시에 의하면, 광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 있어서도, 레이저광 입사면에 대한 집광 렌즈의 광축 방향에 있어서의 위치를 확실히 위치 맞춤하는 것이 가능한 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법을 제공하는 것이 가능하게 된다. According to the present disclosure, a laser processing device and laser capable of reliably aligning the position of the condensing lens in the optical axis direction with respect to the laser beam incident surface even in an object in which a light-transmitting member is provided on the laser beam incident surface. It becomes possible to provide a processing method.

Claims (10)

광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 레이저광을 조사하여, 상기 대상물에 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 장치로서,
상기 대상물을 지지하는 지지부와,
상기 대상물에 집광 렌즈를 거쳐 상기 레이저광을 조사하는 조사부와,
상기 조사부에 마련되어, 상기 레이저광 입사면에서 반사한 측정용 레이저광을 수광하는 수광 소자 어레이를 가지는 삼각 측거 센서와,
상기 집광 렌즈의 광축 방향을 따라서, 상기 조사부 및 상기 지지부 중 적어도 일방을 이동시키는 이동 기구와,
상기 수광 소자 어레이의 수광 위치에 관한 수광 위치 정보를 복수 기억하는 기억부와,
상기 기억부에 기억된 복수의 상기 수광 위치 정보 중 어느 하나를, 기준 수광 위치 정보로서 결정하는 결정부와,
상기 수광 소자 어레이의 수광 위치가 상기 기준 수광 위치 정보에 대응하는 수광 위치가 되도록, 상기 이동 기구를 동작시켜 상기 조사부 및 상기 지지부 중 적어도 일방을 이동시켜, 상기 레이저광 입사면에 대한 상기 집광 렌즈의 상기 광축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞추는 위치 맞춤부를 구비하는 레이저 가공 장치.
A laser processing device in which a light-transmitting member irradiates laser light to an object provided on a laser light incident surface to form a modified region in the object, comprising:
A support portion supporting the object,
an irradiation unit that irradiates the laser light to the object through a condenser lens;
a triangulation sensor provided in the irradiation unit and having a light-receiving element array that receives the laser light for measurement reflected from the laser light incident surface;
a moving mechanism that moves at least one of the irradiation unit and the support unit along the optical axis direction of the condenser lens;
a storage unit that stores a plurality of light-receiving position information regarding the light-receiving position of the light-receiving element array;
a determination unit that determines one of the plurality of light reception position information stored in the storage unit as reference light reception position information;
The moving mechanism is operated to move at least one of the irradiation unit and the support unit so that the light receiving position of the light receiving element array is a light receiving position corresponding to the reference light receiving position information, so that the condenser lens with respect to the laser light incident surface is moved. A laser processing device comprising a position alignment unit that adjusts the position in the optical axis direction to a predetermined height position.
청구항 1에 있어서,
상기 결정부는,
상기 조사부에 의해 상기 레이저광을 조사하여 형성된 상기 개질 영역의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 상기 수광 위치 정보를, 상기 기준 수광 위치 정보로서 결정하는 레이저 가공 장치.
In claim 1,
The decision section,
A laser processing device that determines the light-receiving position information when the depth position of the modified region formed by irradiating the laser light by the irradiation unit corresponds to a target depth position as the reference light-receiving position information.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 기억부는 복수의 상기 대상물마다 상기 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억하는 레이저 가공 장치.
In claim 1 or claim 2,
A laser processing device wherein the storage unit stores the reference light-receiving position information in association with each of the plurality of objects.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기억부는, 하나의 상기 대상물에 있어서 형성하는 복수의 상기 개질 영역의 열마다, 상기 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억하는 레이저 가공 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A laser processing device wherein the storage unit stores the reference light-receiving position information in association with each row of the plurality of modified regions formed in one of the objects.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수광 소자 어레이의 수광 위치는, 상기 수광 소자 어레이에 있어서 상기 측정용 레이저광이 입사한 영역의 수광량에 대해서 중심 연산을 행하여 얻어진 위치인 레이저 가공 장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The light-receiving position of the light-receiving element array is a position obtained by performing a central calculation on the amount of light received in the area where the laser light for measurement is incident on the light-receiving element array.
광 투과성을 가지는 투과 부재가 레이저광 입사면 상에 마련된 대상물에 레이저광을 조사하여, 상기 대상물에 개질 영역을 형성하는 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공 방법으로서,
상기 레이저 가공 장치는,
상기 대상물을 지지하는 지지부와,
상기 대상물에 집광 렌즈를 거쳐 상기 레이저광을 조사하는 조사부와,
상기 조사부에 마련되어, 상기 레이저광 입사면에서 반사한 측정용 레이저광을 수광하는 수광 소자 어레이를 가지는 삼각 측거 센서와,
상기 집광 렌즈의 광축 방향을 따라서, 상기 조사부 및 상기 지지부 중 적어도 일방을 이동시키는 이동 기구를 구비하고,
상기 수광 소자 어레이의 수광 위치에 관한 수광 위치 정보를 복수 기억하는 제1 스텝과,
기억한 복수의 상기 수광 위치 정보 중 어느 하나를, 기준 수광 위치 정보로서 결정하는 제2 스텝과,
상기 수광 소자 어레이의 수광 위치가 상기 기준 수광 위치 정보에 대응하는 수광 위치가 되도록, 상기 이동 기구를 동작시켜 상기 조사부 및 상기 지지부 중 적어도 일방을 이동시켜, 상기 레이저광 입사면에 대한 상기 집광 렌즈의 상기 광축 방향에 있어서의 위치를 소정 높이 위치에 맞추는 제3 스텝을 포함하는 레이저 가공 방법.
A laser processing method using a laser processing device in which a light-transmitting member irradiates laser light to an object provided on a laser light incident surface to form a modified region in the object, comprising:
The laser processing device,
A support portion supporting the object,
an irradiation unit that irradiates the laser light to the object through a condenser lens;
a triangulation sensor provided in the irradiation unit and having a light-receiving element array that receives the laser light for measurement reflected from the laser light incident surface;
A moving mechanism is provided to move at least one of the irradiation unit and the support unit along the optical axis direction of the condenser lens,
A first step of storing a plurality of light-receiving position information regarding the light-receiving position of the light-receiving element array;
A second step of determining one of the plurality of stored light-receiving position information as reference light-receiving position information;
The moving mechanism is operated to move at least one of the irradiation unit and the support unit so that the light receiving position of the light receiving element array is a light receiving position corresponding to the reference light receiving position information, so that the condenser lens with respect to the laser light incident surface is moved. A laser processing method comprising a third step of adjusting the position in the optical axis direction to a predetermined height position.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 스텝에서는,
상기 이동 기구에 의해 상기 조사부 및 상기 지지부 중 적어도 일방을 이동시킨 후, 상기 조사부에 의해 상기 레이저광을 조사하여 상기 대상물에 상기 개질 영역을 형성하면서, 상기 레이저광 입사면에서 반사한 상기 측정용 레이저광을 상기 수광 소자 어레이에 의해 수광하여 상기 수광 위치 정보를 취득하는 스텝을, 상기 이동 기구의 이동량을 바꾸어 복수 회 반복하고,
상기 제2 스텝에서는,
상기 제1 스텝에서 형성된 상기 개질 영역의 깊이 위치가 목표 깊이 위치에 대응할 때의 상기 수광 위치 정보를, 상기 기준 수광 위치 정보로서 결정하는 레이저 가공 방법.
In claim 6,
In the first step,
After moving at least one of the irradiation part and the support part by the moving mechanism, the laser light is irradiated by the irradiation part to form the modified region on the object, and the measurement laser is reflected from the laser light incident surface. The step of receiving light by the light-receiving element array and acquiring the light-receiving position information is repeated a plurality of times by changing the movement amount of the moving mechanism,
In the second step,
A laser processing method wherein the light-receiving position information when the depth position of the modified region formed in the first step corresponds to a target depth position is determined as the reference light-receiving position information.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 제2 스텝에서는, 복수의 상기 대상물마다 상기 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억하는 레이저 가공 방법.
In claim 6 or claim 7,
A laser processing method in which, in the second step, the reference light-receiving position information is stored in association with each of the plurality of objects.
청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 스텝에서는, 하나의 상기 대상물에 있어서 형성하는 복수의 상기 개질 영역의 열마다, 상기 기준 수광 위치 정보를 관련지어 기억하는 레이저 가공 방법.
The method according to any one of claims 6 to 8,
In the second step, the reference light-receiving position information is stored in association with each row of the plurality of modified regions formed in one object.
청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수광 소자 어레이의 수광 위치는, 상기 수광 소자 어레이에 있어서 상기 측정용 레이저광이 입사한 영역의 수광량에 대해서 중심 연산을 행하여 얻어진 위치인 레이저 가공 방법.
The method according to any one of claims 6 to 9,
A laser processing method wherein the light-receiving position of the light-receiving element array is a position obtained by performing a central calculation on the amount of light received in the area where the laser light for measurement is incident in the light-receiving element array.
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