TWI581884B - Method of spot position detection for laser processing device - Google Patents

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Description

雷射加工裝置之集光點位置檢測方法 發明領域
本發明係有關於一種雷射加工裝置之用以將雷射光線聚光之聚光器的集光點位置檢測方法。
發明背景
在半導體裝置製程中,以於約圓板狀之半導體晶圓之表面排列成格子狀之稱為切割道的分割預定線劃分複數區域,於此所劃分之區域形成IC、LSI等裝置。然後,藉沿著切割道切斷半導體晶圓,分割形成有裝置之區域而製造了諸個半導體裝置。
沿著上述半導體晶圓等切割道分割之方法已嘗試有一種雷射加工方法,該雷射加工方法係使用對晶圓具穿透性之脈衝雷射光線,使集光點對準應分割之區域之內部而照射脈衝雷射光線。使用此雷射加工方法之分割方法係從晶圓之其中一面側使集光點對準內部,照射對晶圓具有穿透性之波長之脈衝雷射光線,而於晶圓之內部沿著切割道連續形成改質層,然後,沿著因形成此改質層而強度降低之切割道施加外力,藉此,分割被加工物(參照專利文獻1)。如此沿著形成於被加工物之切割道而於內部形成改質層時,將雷射光線之集光點定位於被加工物之上面之預定深度之位置為重要。
又,分割半導體晶圓等之板狀被加工物之方法已 提出一種方法,該方法係藉沿著形成於被加工物之切割道照射對被加工物具吸收性之波長之脈衝雷射光線,而以磨耗加工,形成雷射加工溝,然後,沿著此雷射加工溝,以機械化切斷裝置割斷(例如參照專利文獻2)。於如此沿著形成於被加工物之切割道形成雷射加工溝時,亦是將雷射光線之集光點定位於被加工物之預定高度位置為重要。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本專利公報第3408805號
專利文獻2 日本專利公開公報平10-305420號
發明概要
而以用以將雷射光線聚光之聚光器聚光的集光點之集光點的位置係根據聚光器之設計值NA來決定,當聚光器與被加工物保持機構之間隔無法以高精確度維持時,有無法將集光點對保持在加工物保持機構之被加工物適當地定位之問題。
本發明係鑑於上述情況而發明者,其主要之技術性課題係提供可適當地檢測以用以將雷射光線聚光之聚光器聚光之集光點的位置之雷射加工裝置之集光點位置檢測方法。
為解決上述主要之技術課題,根據本發明,提供 一種雷射加工裝置之集光點位置檢測方法,該雷射加工裝置包含有被加工物保持機構、雷射光線照射機構、加工進給機構、分度進給機構、集光點位置調整機構、Z軸方向位置檢測機構、拍攝機構、及顯示機構,該被加工物保持機構係具有保持被加工物之保持面者;該雷射光線照射機構係具有將雷射光線照射於保持在該被加工物保持機構之被加工物之聚光器者;該加工進給機構係使該被加工物保持機構與該雷射光線照射機構於加工進給方向(X軸方向)相對地加工進給者;該分度進給機構係使該被加工保持機構與該雷射光線照射機構於與加工進給方向(X軸方向)垂直相交之分度進給方向(Y軸方向)分度進給者;該集光點位置調整機構係使該雷射光線照射機構於垂直於該被加工物保持機構之保持面的方向(Z軸方向)移動者;該Z軸方向位置檢測機構係檢測以該集光點位置調整機構所作之該聚光器之Z軸方向位置者;該拍攝機構係拍攝保持於該被加工物保持機構之被加工物者;該顯示機構係顯示以該拍攝機構拍攝之圖像者;該雷射加工裝置之集光點位置檢測方法特徵在於具有板狀物保持步驟、基準位置設定步驟、檢測位置設定步驟、雷射加工溝形成步驟、雷射加工溝拍攝步驟及雷射加工溝顯示步驟,該板狀物保持步驟係將具有預定厚度之板狀物保持於該被加工物保持機構之保持面者;該基準位置設定步驟係根據藉該聚光器聚光之雷射光線之集光點的設計值及板狀物之厚度,設定該聚光器之Z軸方向之基準位置者;該檢測位置設定步驟係從該基準位置設定超過 設計值與實際之集光點位置之誤差範圍之檢測區域,並且,設定在定位該聚光器之檢測位置之起點至終點的複數Z軸方向位置者;該雷射加工溝形成步驟係將該聚光器依序定位於在該檢測位置設定步驟所設定之起點至終點之該複數檢測位置,並且每次變更該聚光器之該檢測位置時,使分度進給機構作動,分度進給預定間隔,在該聚光器之各檢測位置使雷射光線照射機構及加工進給機構作動,而於保持在該被加工物保持機構之板狀物分別形成預定長度之雷射加工溝;該雷射加工溝拍攝步驟係以該拍攝機構拍攝以該雷射加工溝形成步驟形成於板狀物之雷射加工溝者;該雷射加工溝顯示步驟,係將以該雷射加工溝拍攝步驟所拍攝之雷射加工溝對應於該檢測位置之起點至終點之各檢測位置而顯示於一直線上者。
在本發明之雷射加工裝置之集光點位置檢測方法中,由於在檢測位置設定步驟中所設定之起點至終點之聚光器的檢測位置,將分別形成於保持在被加工物保持機構之保持面之板狀物的雷射加工溝對應於檢測位置之起點至終點之各檢測位置而顯示於一直線上,故極易分辨最細之雷射加工溝(以集光點形成之雷射加工溝)。
圖式簡單說明
圖1係用以實施本發明之集光點位置檢測方法之雷射加工裝置之立體圖。
圖2係顯示裝備於圖1所示之雷射加工裝置之控制機構 的方塊圖。
圖3係顯示於裝設在環狀框架之黏著帶貼附有用於本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之板狀物之狀態的立體圖。
圖4係顯示在本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之檢測位置設定步驟所設定之檢測位置之Z軸方向位置的說明圖。
圖5(a)、圖5(b)係本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之雷射加工溝形成步驟的說明圖。
圖6(a)、圖6(b)係本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之雷射加工溝形成步驟的說明圖。
圖7係實施了圖5及圖6所示之本發明集光點位置檢測方法之雷射加工溝形成步驟之板狀物的平面圖。
圖8係顯示在本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法中作成之雷射加工溝圖的圖。
圖9係顯示在本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之雷射加工溝顯示步驟中顯示於顯示機構之雷射加工溝的圖。
用以實施發明之形態
以下,就本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之較佳實施形態,參照附加圖式,更詳細地說明。
於圖1顯示用以實施本發明集光點位置檢測方法之雷射加工裝置之立體圖。圖1所示之雷射加工裝置1包含 有靜止基台2、以可於以箭號X顯示之加工進給方向(X軸方向)移動之方式配設於該靜止基台2以保持被加工物之吸盤台配備3、以可於以與上述箭號X顯示之方向(X軸方向)形成直角之以箭號Y顯示的分度進給方向(Y軸方向)移動之方式配設於靜止基台2的雷射光線照射單元支撐配備4、以可於以箭號Z顯示之集光點位置調整方向(Z軸方向)移動之方式配設於該雷射光線單元支撐配備4之雷射光線照射單元5。
上述吸盤台配備3具有沿著以箭號X所示之加工進給方向平行地配設於靜止基台2上之一對引導軌道31、31、以可於以箭號X顯示之加工進給方向(X軸方向)移動之方式配設於該引導軌道31、31上之第1滑動塊32、以可於以箭號Y顯示之分度進給方向(Y軸方向)移動之方式配設於該第1滑動塊32上之第2滑動塊33、以圓筒構件34支撐於該第2滑動塊33上之蓋台35、作為被加工物保持機構之吸盤台36。此吸盤台36具有由多孔性材料形成之吸附吸盤361,而可將為被加工物之例如圓盤狀半導體晶圓以圖中未示之吸引機構保持於吸附吸盤361上。以配設於圓筒構件34內之圖中未示之脈衝馬達使如此構成之吸盤台36旋轉。此外,於吸盤台36配設有用以固定後述環狀框架之夾362。
上述第1滑動塊32係於其下面設有與上述一對引導軌道31、31嵌合之一對被引導溝321、321,並且於其上面設有沿著以箭號Y顯示之分度進給方向平行地形成於其上面之一對引導軌道322、322。如此構成之第1滑動塊32構造成藉被引導溝321、321嵌合於一對引導軌道31、31,可 沿著一對引導軌道31、31於以箭號X顯示之加工進給方向移動。圖中所示之實施形態之吸盤台配備3具有用以使第1滑動塊32沿著一對引導軌道31、31於以箭號X顯示之加工進給方向移動之加工進給機構37。加工進給機構37具有平行地配設於上述一對引導軌道31與31間之陽螺桿371、用以將該陽螺桿371旋轉驅動之脈衝馬達372等驅動源。陽螺桿371其一端旋轉自如地支撐於固定在上述靜止基台2之軸承塊373,其另一端傳動連結於上述脈衝馬達372之輸出軸。此外,陽螺桿371螺合於形成在突出設於第1滑動塊32之中央部下面之圖中未示之陰螺紋塊的貫穿陰螺紋孔。因而,藉以脈衝馬達372將陽螺桿371正轉及反轉驅動,可使第1滑動塊32沿著引導軌道31、31於以箭號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動。
雷射加工裝置1具有用以檢測上述吸盤台36之X軸方向位置的X軸方向位置檢測機構374。X軸方向位置檢測機構374由沿著引導軌道31配設之線性標度374a、配設於第1滑動塊32且與第1滑動塊32一同沿著線性標度374a移動之讀頭374b構成。此X軸方向位置檢測機構374之讀頭374b在圖中所示之實施形態中每1μm將1發之脈衝信號送至後述控制機構。然後,後述控制機構藉計數所輸入之脈衝信號,可檢測吸盤台36之X軸方向位置。
上述第2滑動塊33構造成於其下面設有與設在上述第1滑動塊32之上面之一對引導軌道322、322嵌合的一對被引導溝331、331,藉將此被引導溝331、331嵌合於一對 引導軌道322、322,可於以箭號Y顯示之分度進給方向(Y軸方向)移動。圖中所示之實施形態之吸盤台配備3具有用以使第2滑動塊33沿著設於第1滑動塊32之一對引導軌道322、322於以箭號Y顯示之分度進給方向(Y軸方向)移動的第1分度進給機構38。第1分度進給機構38具有平行地配設於上述一對引導軌道322與322間之陽螺桿381、用以將該陽螺桿381旋轉驅動之脈衝馬達382等驅動源。陽螺桿381其一端旋轉自如地支撐於固定在上述第1滑動塊32之上面之軸承塊383,另一端傳動連結於上述脈衝馬達382之輸出軸。此外,陽螺桿381螺合於形成在突出設於第2滑動塊33之中央部下面之圖中未示之陰螺紋塊的貫穿陰螺紋孔。因而,藉以脈衝馬達382將陽螺桿381正轉及反轉驅動,可使第2滑動塊33沿著引導軌道322、322於以箭號Y顯示之分度進給方向(Y軸方向)移動。
雷射加工裝置1具有用以檢測上述第2滑動塊33之Y軸方向位置之Y軸方向位置檢測機構384。Y軸方向位置檢測機構384由沿著引導軌道322配設之線性標度384a、配設於第2滑動塊33而與第2滑動塊33一同沿著線性標度384a移動之讀頭384b構成。此Y軸方向位置檢測機構384之讀頭384b在圖中所示之實施形態中,每1μm將1發之脈衝信號送至後述控制機構。又,後述控制機構藉計數所輸入之脈衝信號,可檢測吸盤台36之Y軸方向位置。
上述雷射光線照射單元支撐配備4具有沿著以箭號Y顯示之分度進給方向(Y軸方向)平行地配設於靜止基台 2上之一對引導軌道41、41、可以於以箭號Y顯示之方向移動之方式配設於該引導軌道41、41上之可動支撐基台42。此可動支撐基台42由可移動地配設於引導軌道41、41上之移動支撐部421、安裝於該移動支撐部421之裝設部422構成。裝設部422係於一側面平行地設有於以箭號Z顯示之方向延伸之一對引導軌道423、423。圖中所示之實施形態之雷射光線照射單元支持配備4具有用以使可動支撐基台42沿著一對引導軌道41、41於以箭號Y顯示之分度進給方向(Y軸方向)移動之第2分度進給機構43。第2分度進給機構43具有平行地配設於上述一對引導軌道41、41間之陽螺桿431、用以將該陽螺桿431旋轉驅動之脈衝馬達432等驅動源。陽螺桿431其一端旋轉自如地支撐於固定在上述靜止基台2之圖中未示之軸承塊,另一端傳動連結於上述脈衝馬達432之輸出軸。此外,陽螺桿431螺合於形成在構成可動支撐基台42之移動支撐部421之中央部下面之圖中未示之陰螺紋塊的陰螺紋孔。因此,藉以脈衝馬達432將陽螺桿431正轉及反轉驅動,可使可動支撐基台42沿著引導軌道41、41於以箭號Y顯示之分度進給方向(Y軸方向)移動。
雷射光線照射單元5具有單元支持器51、安裝於該單元支持器51之雷射光線照射機構52。單元支持器51設有可滑動地嵌合於設在上述裝設部422之一對引導軌道423、423之一對被引導溝511、511,藉將此被引導溝511、511嵌合於上述引導軌道423、423,而可移動地支撐於以箭號Z顯示之焦點位置調整方向(Z軸方向)。
雷射光線照射單元5具有用以使單元支持器51沿著一對引導軌道423、423於以箭號Z顯示之焦點位置調整方向(Z軸方向)移動之集光點位置調整機構53。集光點位置調整機構53具有配設於一對引導軌道423、423間之陽螺桿(圖中未示)、用以將該陽螺桿旋轉驅動之脈衝馬達532等驅動源,藉以脈衝馬達532將圖中未示之陽螺桿正轉及反轉驅動,可使單元支持器51及雷射光線照射機構52沿著引導軌道423、423於以箭號Z顯示之集光點位置調整方向(Z軸方向)移動。此外,在圖中所示之實施形態中,藉將脈衝馬達532正轉驅動,可將雷射光線照射機構52移動至上方,而藉將脈衝馬達532反轉驅動,可將雷射光線照射機構52移動至下方。
雷射光線照射單元5具有用以檢測雷射光線照射機構52之Z軸方向位置之Z軸方向位置檢測機構55。Z軸方向位置檢測機構55由與上述引導軌道423、423平行地配設之線性標度551、安裝於上述單元支持器51而與單元支持器51一同沿著線性標度551移動之讀頭552構成。此Z軸方向位置檢測機構55之讀頭552在圖中所示之實施形態中,每1μm將1發之脈衝信號送至後述控制機構。
雷射光線照機構52具有配設於殼體521內之脈衝雷射光線振盪機構(圖中未示)、配設於殼體521之前端而將從雷射光線振盪機構振盪之脈衝雷射光線聚光而照射於保持在作為上述被加工物保持機構之吸盤台36上的被加工物之聚光器522。
於構成上述雷射光線照射機構52之殼體521之前 端部配設有檢測應以上述雷射光線照射機構52雷射加工之加工區域的拍攝機構6。此拍攝機構6具有照明被加工物之照明機構、捕捉以該照明機構照明之區域之光學系統、拍攝以該光學系統所捕捉之像之拍攝元件(CCD)等,並將所拍攝之圖像信號送至後述控制機構。
雷射加工裝置1具有圖2所示之控制機構10。控制機構10具有以電腦構成並根據控制程式進行運算處理之中央處理裝置(CPU)101、儲存控制程式等之唯讀記憶體(ROM)102、儲存運算結果等之隨機存取記憶體(RAM)103、輸入介面104及輸出介面105。可於控制機構10之輸入介面104輸入來自上述X軸方向位置檢測機構374、Y軸方向位置檢測機構384、Z軸方向位置檢測機構55、拍攝機構6等之檢測信號。又,可從控制機構10之輸出介面105將控制信號輸出至上述脈衝馬達372、脈衝馬達382、脈衝馬達432、脈衝馬達532、雷射光線照射機構52及顯示機構7等。
在上述雷射加工裝置1中,為從雷射光線照射機構52之聚光器522照射之脈衝雷射光線的集光點之光軸方向之集光點位置調整方向(Z軸方向)位置於無法以高精確度維持集光器522與作為被加工物保持機構之吸盤台36之間隔時,有無法將集光點對保持在吸盤台36之被加工物適當地定位之問題。因而,於開始雷射加工作業之際,需檢測為從聚光器522照射之脈衝雷射光線之集光點之光軸方向的集光點位置調整方向(Z軸方向)之位置。以下,就從聚光器522照射之脈衝雷射光線之集光點之集光點位置調整 方向(Z軸方向)的位置之檢測方法作說明。
要實施本發明之集光點位置檢測方法,首先準備檢測用板狀物。在圖中所示之實施形態中,如圖3所示,將由具有預定厚度之矽基板構成之圓形板狀物以貼附於裝設於環狀框架F之黏著帶T之表面的狀態準備。如此進行而貼附於裝設在環狀框架F之黏著帶T之表面的板狀物8藉由黏著帶T載置於作為上述圖1所示之雷射加工裝置1之被加工物保持機構之吸盤台36之上面的保持面。接著,藉使圖中未示之吸引機構作動,藉由黏著帶T將板狀物8吸引保持於吸盤台36上(板狀物保持步驟)。然後,以夾362固定環狀框架F。
接著,根據以聚光器522聚光之雷射光線之集光點之設計值與板狀物8之厚度(及在圖中所示之實施形態中為黏著帶T之厚度),設定聚光器522之Z軸方向之基準位置(基準位置設定步驟)。即,依據聚光器522之焦點距離之設計值,設定基準位置,該基準位置係將以聚光器522聚光之雷射光線之設計值的集光點定位於藉由黏著帶T而吸引保持於吸盤台36上之板狀物8之上面者。
如上述,當實施基準位置設定步驟後,從基準位置設定超過設計值與實際之集光點位置之誤差範圍的檢測區域,並且,設定定位聚光器522之檢測位置之起點至終點之Z軸方向位置(檢測位置設定步驟)。即,若聚光器522之集光點位置之誤差範圍係對基準位置加、減40μm時,便留有餘裕,而將檢測區域設定為對基準位置加、減50μm。又, 將定位聚光器522之檢測位置之起點至終點的Z軸方向位置如圖4所示,以10μm間隔設定。將在如此設定之定位聚光器522之檢測位置之起點(基準位置加50μm)至終點(減50μm)的Z軸方向位置儲存於隨機存取記憶體(RAM)103。
接著,實施雷射加工溝形成步驟,該雷射加工溝形成步驟係將聚光器522依序定位於在檢測位置設定步驟中所設定之起點至終點之各檢測位置,並且每次變更聚光器522之檢測位置時,使分度進給機構(在圖中所示之實施形態為第1分度進給機構38)作動,而於保持在作為被加工物保持機構之吸盤台36之板狀物8分別形成預定長度之雷射加工溝。即,如圖5(a)所示,將吸盤台36移動至照射脈衝雷射光線之雷射光線照射機構52之聚光器522所在的雷射光線照射區域,而將保持在吸盤台36之板狀物8之雷射加工溝形成區域定位於聚光器522之正下方。然後,將聚光器522之Z軸方向位置定位於在上述檢測位置設定步驟中所設定之檢測位置的起點位置(基準位置加50μm)。接著,一面從雷射光線照射機構52之聚光器522照射對由矽基板構成之板狀物8具吸收性之波長(例如355nm)的脈衝雷射光線,一面使加工進給機構37作動,而使吸盤台36於在圖5(a)中以箭號X1所示之方向以預定加工進給速度移動(雷射光線照射步驟)。然後,如圖5(b)所示,使吸盤台36移動預定距離,當所設定之X方向位置到達聚光器522之正下方位置後,停止脈衝雷射光線之照射,同時,停止吸盤台36之移動。結果,於板狀物8之上面以對應於聚光器522之檢測位置之起點(基 準位置加50μm)之點徑形成雷射加工溝80。
如上述,當將聚光器522定位於檢測位置之起點位置(基準位置加50μm),而於板狀物8形成雷射加工溝80後,使第1分度進給機構38作動,而使吸盤台36於在圖5(b)垂直於紙面之方向分度進給例如10mm,而將吸盤台36定位成圖6(a)所示之狀態。然後,將聚光器522之Z軸方向位置定位於從在上述檢測位置設定步驟所設定之檢測位置之起點位置算起之第2個檢測位置(基準位置加40μm)。接著,一面從雷射光線照射機構52之聚光器522照射脈衝雷射光線,一面使加工進給機構37作動,使吸盤台36於在圖6(a)以箭號X2顯示之方向以預定加工進給速度移動(雷射光線照射步驟)。之後,如圖6(b)所示,使吸盤台36移動預定距離,當所設定之X方向位置到達聚光器522之正下方位置後,停止脈衝雷射光線之照射,同時,停止吸盤台36之移動。結果,於板狀物8之上面以對應於從聚光器522之起點位置算起之第2個檢測位置(基準位置加40μm)的點徑形成雷射加工溝80。
之後,依序實施上述分度進給與聚光器522在各檢測位置之定位及雷射光線照射步驟,以對應於在上述檢測位置設定步驟所設定之檢測位置的終點(基準位置減50μm)之點徑,形成雷射加工溝80,藉此,結束雷射加工溝形成步驟。如此進行,藉實施雷射加工溝形成步驟,在圖中所示之實施形態中,於板狀物8之上面如圖7所示,以10mm間隔(L)形成11條雷射加工溝80。此外,雷射加工溝80之間隔顯示為下述之值,該值係在後述雷射加工溝拍攝 步驟中,以拍攝機構6拍攝1條雷射加工溝80,顯示於顯示機構7之際無法顯示相鄰之雷射加工溝80者。
當實施上述雷射加工溝形成步驟後,實施將形成於板狀物8之11條雷射加工溝80分別以拍攝機構6拍攝之雷射加工溝拍攝步驟。即,將保持有已實施雷射加工溝形成步驟之板狀物8之吸盤台36定位於拍攝機構6之拍攝區域。然後,依序拍攝形成於板狀物8之上面之11條雷射加工溝80,將所拍攝之圖像信號送至控制機構10。
控制機構10當輸入來自拍攝機構6之圖像信號後,對照儲存於隨機存取記憶體(RAM)103之在上述檢測位置設定步驟所設定之對應於上述圖4所示之聚光器522之檢測位置的雷射加工溝80,作成在圖8所示之雷射加工溝圖。然而,當直接顯示在圖8所示之雷射加工溝圖時,未必易分辨集光點之位置。是故,在本發明中,控制機構10依據在圖8所示之雷射加工溝圖之資料,在顯示機構7如圖9所示,將對應於檢測位置之起點(基準位置加50μm)至終點(基準位置減50μm)之各檢測位置的雷射加工溝80顯示於一直線上(雷射加工溝顯示步驟)。如此藉將對應於檢測位置之起點(基準位置加50μm)至終點(基準位置減50μm)之各檢測位置的雷射加工溝80顯示於一直線上,極易分辨最細(寬度最窄)之雷射加工溝80(在圖中所示之實施形態中對應於基準位置減20μm之雷射加工溝80)。因而,可易得知距離設計值20μm之下方位置為集光點位置。
1‧‧‧雷射加工裝置
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧吸盤台配備
4‧‧‧雷射光線照射單元支撐配備
5‧‧‧雷射光線照射單元
6‧‧‧拍攝機構
7‧‧‧顯示機構
8‧‧‧板狀物
10‧‧‧控制機構
31,41‧‧‧引導軌道
32‧‧‧第1滑動塊
33‧‧‧第2滑動塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧蓋台
36‧‧‧吸盤台
37‧‧‧加工進給機構
38‧‧‧第1分度進給機構
42‧‧‧可動支撐基台
43‧‧‧第2分度進給機構
51‧‧‧單元支持器
52‧‧‧雷射光線照射機構
53‧‧‧集光點位置調整機構
55‧‧‧Z軸方向位置檢測機構
80‧‧‧雷射加工溝
101‧‧‧中央處理裝置
102‧‧‧唯讀記憶體
103‧‧‧隨機存取記憶體
104‧‧‧輸入介面
105‧‧‧輸出介面
321,331,511‧‧‧被引導溝
322,423‧‧‧引導軌道
361‧‧‧吸附吸盤
362‧‧‧夾
371,381,431‧‧‧陽螺桿
372,382,432,532‧‧‧脈衝馬達
373,383‧‧‧軸承塊
374‧‧‧X軸方向位置檢測機構
374a,384a,551‧‧‧線性標度
374b,384b,552‧‧‧讀頭
384‧‧‧Y軸方向位置檢測機構
421‧‧‧移動支撐部
422‧‧‧裝設部
521‧‧‧殼體
522‧‧‧聚光器
F‧‧‧環狀框架
T‧‧‧黏著帶
X,X1,Y,Z‧‧‧箭號
圖1係用以實施本發明之集光點位置檢測方法之雷射加工裝置之立體圖。
圖2係顯示裝備於圖1所示之雷射加工裝置之控制機構的方塊圖。
圖3係顯示於裝設在環狀框架之黏著帶貼附有用於本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之板狀物之狀態的立體圖。
圖4係顯示在本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之檢測位置設定步驟所設定之檢測位置之Z軸方向位置的說明圖。
圖5(a)、圖5(b)係本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之雷射加工溝形成步驟的說明圖。
圖6(a)、圖6(b)係本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之雷射加工溝形成步驟的說明圖。
圖7係實施了圖5及圖6所示之本發明集光點位置檢測方法之雷射加工溝形成步驟之板狀物的平面圖。
圖8係顯示在本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法中作成之雷射加工溝圖的圖。
圖9係顯示在本發明雷射加工裝置之集光點位置檢測方法之雷射加工溝顯示步驟中顯示於顯示機構之雷射加工溝的圖。
7‧‧‧顯示機構
80‧‧‧雷射加工溝

Claims (1)

  1. 一種雷射加工裝置之集光點位置檢測方法,該雷射加工裝置包含有:被加工物保持機構,具有保持被加工物之保持面;雷射光線照射機構,具有將雷射光線照射於保持在該被加工物保持機構之被加工物之聚光器;加工進給機構,使該被加工物保持機構與該雷射光線照射機構於加工進給方向(X軸方向)相對地加工進給;分度進給機構,使該被加工物保持機構與該雷射光線照射機構於與加工進給方向(X軸方向)垂直相交之分度進給方向(Y軸方向)相對地分度進給;集光點位置調整機構,使該雷射光線照射機構於垂直於該被加工物保持機構之保持面的方向(Z軸方向)移動;Z軸方向位置檢測機構,檢測利用該集光點位置調整機構所致之該聚光器之Z軸方向位置;拍攝機構,拍攝保持於該被加工物保持機構之被加工物;及顯示機構,顯示以該拍攝機構拍攝之圖像;該雷射加工裝置之集光點位置檢測方法特徵在於具有:板狀物保持步驟,將具有預定厚度之板狀物保持於該被加工物保持機構之保持面; 基準位置設定步驟,根據藉該聚光器聚光之雷射光線之集光點的設計值及板狀物之厚度,設定該聚光器之Z軸方向之基準位置;檢測位置設定步驟,從該基準位置設定超過設計值與實際之集光點位置之誤差範圍之檢測區域,並且,設定定位該聚光器之檢測位置之起點至終點的複數個Z軸方向位置;雷射加工溝形成步驟,將該聚光器依序定位於在該檢測位置設定步驟所設定之起點至終點之該複數個檢測位置,並且每次變更該聚光器之該檢測位置時,使前述分度進給機構作動,分度進給預定間隔,在該聚光器之各檢測位置使前述雷射光線照射機構及前述加工進給機構作動,而於保持在該被加工物保持機構之板狀物分別形成預定長度之雷射加工溝;雷射加工溝拍攝步驟,以該拍攝機構拍攝以該雷射加工溝形成步驟形成於板狀物之雷射加工溝;及雷射加工溝顯示步驟,將以該雷射加工溝拍攝步驟所拍攝之雷射加工溝對應於該檢測位置之起點至終點之各檢測位置而顯示於一直線上。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6148075B2 (ja) * 2013-05-31 2017-06-14 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN104085710B (zh) * 2014-07-04 2016-03-16 宁波亿控自动化科技有限公司 铭牌打标机
JP6190982B1 (ja) * 2016-04-15 2017-08-30 株式会社アマダホールディングス レーザ加工装置およびレーザ加工方法
DE102016219928A1 (de) * 2016-10-13 2018-04-19 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung und zur Regelung einer Fokusposition eines Bearbeitungsstrahls
CN108801133B (zh) * 2018-04-25 2020-03-10 上汽大众汽车有限公司 车身特征线位置落差的检测方法
JP7217165B2 (ja) * 2019-02-14 2023-02-02 株式会社ディスコ チャックテーブル及び検査装置
JP7237432B2 (ja) * 2019-07-26 2023-03-13 株式会社ディスコ 比較方法及びレーザー加工装置
JP7305271B2 (ja) 2019-08-08 2023-07-10 株式会社ディスコ レーザー加工装置の加工性能の確認方法
JP7423145B2 (ja) 2019-12-27 2024-01-29 株式会社ディスコ レーザー加工装置及び方法
CN111215756B (zh) * 2020-01-19 2021-10-15 芜湖精锋园林机械科技有限公司 一种链条刀片表面激光打标设备
JP7475211B2 (ja) 2020-06-17 2024-04-26 株式会社ディスコ レーザー加工装置の検査方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1577755A (zh) * 2003-07-02 2005-02-09 株式会社迪斯科 激光束处理方法和激光束处理装置
JP2006218482A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Laser Solutions Co Ltd レーザ加工装置におけるレーザ光の調整方法、レーザ加工装置、およびレーザ光調整プログラム
CN101388354A (zh) * 2007-09-11 2009-03-18 株式会社迪思科 保持在卡盘工作台上的被加工物的高度位置检测装置
JP2009283753A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
TW201016368A (en) * 2008-08-22 2010-05-01 Disco Corp Height position detecting apparatus and height position detecting method
TW201043917A (en) * 2009-05-18 2010-12-16 Disco Corp Height detection device
TW201133715A (en) * 2009-09-14 2011-10-01 Disco Corp Method of processing wafer

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1076384A (ja) * 1996-08-30 1998-03-24 Amada Co Ltd レーザ加工機の焦点位置検出方法
JPH10305420A (ja) 1997-03-04 1998-11-17 Ngk Insulators Ltd 酸化物単結晶からなる母材の加工方法、機能性デバイスの製造方法
JP2001167248A (ja) * 1999-12-06 2001-06-22 Canon Inc 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及び記憶媒体
JP2007035133A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Sony Corp レンズ位置制御方法、レンズ位置制御装置、カッティング方法およびカッティング装置
JP2008043989A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Omron Laserfront Inc レーザ加工装置及びこれを使用したレーザ加工方法
JP5826027B2 (ja) * 2008-03-21 2015-12-02 イムラ アメリカ インコーポレイテッド レーザベースの材料加工方法及びシステム
JP5318545B2 (ja) * 2008-12-01 2013-10-16 株式会社ディスコ ウエーハ加工方法
JP2010161679A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Murata Machinery Ltd 画像処理装置及び画像処理装置のプログラム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1577755A (zh) * 2003-07-02 2005-02-09 株式会社迪斯科 激光束处理方法和激光束处理装置
JP2006218482A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Laser Solutions Co Ltd レーザ加工装置におけるレーザ光の調整方法、レーザ加工装置、およびレーザ光調整プログラム
CN101388354A (zh) * 2007-09-11 2009-03-18 株式会社迪思科 保持在卡盘工作台上的被加工物的高度位置检测装置
JP2009283753A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハのレーザー加工方法およびレーザー加工装置
TW201016368A (en) * 2008-08-22 2010-05-01 Disco Corp Height position detecting apparatus and height position detecting method
TW201043917A (en) * 2009-05-18 2010-12-16 Disco Corp Height detection device
TW201133715A (en) * 2009-09-14 2011-10-01 Disco Corp Method of processing wafer

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