WO2021220706A1 - レーザ加工装置 - Google Patents
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Definitions
- One aspect of this disclosure relates to laser processing equipment.
- Patent Document 1 describes a laser processing device including a holding mechanism for holding a work and a laser irradiation mechanism for irradiating a work held by the holding mechanism with a laser beam.
- a laser irradiation mechanism having a condensing lens is fixed to the base, and the movement of the work along the direction perpendicular to the optical axis of the condensing lens is performed by the holding mechanism. Will be implemented.
- the present inventor has obtained the following findings as a result of diligent research in contact with such problems. That is, the throughput can be improved by operating two laser machining heads that can move independently of each other at the same time for at least a part of the time. At this time, in order to irradiate the laser beam along the line to be processed set on the object to be processed, it is conceivable to move the laser processing head along the line. However, in this case, the following new problems may arise.
- the line to be machined is matched by rotating the support portion that supports the object, for example, with respect to the movement line that is the locus of movement of the laser machining head. Can be made to.
- the support portion that supports the object is rotated so that the moving line of one of the laser machining heads is the line.
- the moving line of the other laser machining head deviates from the line. Such deviation may lead to deterioration of processing quality.
- one aspect of the present disclosure is to provide a laser processing apparatus capable of improving throughput and suppressing deterioration of processing quality.
- the laser processing apparatus is an object in which a plurality of lines extending along a first direction and arranged along a second direction intersecting the first direction are set, along the lines. It is a laser processing device for forming a modified region on an object along a line by irradiating a laser beam, and the support portion for supporting the object and the object supported by the support portion are provided. On the other hand, in order to move the first laser processing head and the second laser processing head for irradiating the laser beam and the first laser processing head and the second laser processing head along the first direction and the second direction, respectively.
- the first moving mechanism extends along the first direction and the first laser processing head is attached to the first moving mechanism for moving the first laser processing head along the first direction.
- a first moving portion, a second moving portion extending along the first direction and a second laser processing head are attached, and a second moving portion for moving the second laser processing head along the first direction, and a second direction.
- the control unit acquires the amount of deviation of the second movement line indicating the movement of the second laser processing head by the second movement unit along the first direction from the reference line along the first direction in the second direction.
- the second moving unit is controlled so as to move the second laser processing head along the first direction at least in a state where the laser beam is output from the second laser processing head.
- the control unit controls the third moving unit to move the second laser in the second direction by the amount of deviation. While moving the processing head, the second laser processing head is moved in the first direction under the control of the second moving unit.
- This laser machining apparatus has two laser machining heads (first laser machining head and second laser machining head) for irradiating an object with laser light. Then, the first laser machining head and the second laser machining head are made movable along the first direction in which the line set on the object extends by the first moving portion and the second moving portion of the first moving mechanism. ing. Therefore, the throughput can be improved by operating the first laser machining head and the second laser machining head at the same time for at least a part of the time.
- the control unit moves the second moving line along the first direction of the second laser machining head by the second moving unit in the second direction from the reference line along the first direction. Perform the acquisition process to acquire the amount of deviation.
- the line set on the target portion is along the first direction. Therefore, the amount of deviation of the second moving line acquired here from the reference line corresponds to the amount of deviation from the line in the irradiation process.
- the second laser machining head is moved in the first direction while being moved in the second direction by the amount of the deviation. Therefore, even when the line set on the object is made to match the moving line of the first laser machining head, it is possible to prevent the second moving line of the second laser machining head from deviating from the line. Deterioration of processing quality can be suppressed.
- the control unit outputs a laser beam from the first laser processing head in a state where the sample for acquiring the deviation amount is supported by the support unit.
- the sample is irradiated with the laser beam along the first direction, and the first direction of the first laser processing head.
- the sample By moving the second laser processing head along the first direction under the control of the second moving unit while outputting the laser light from the sample, the sample is irradiated with the laser light along the first direction, and the laser light is generated.
- the deviation with the first processing line as the reference line is used.
- the deviation amount acquisition process for acquiring the amount may be performed. In this way, if the first processing line and the second processing line formed by actually processing the sample are used as the first moving line and the second moving line for calculating the amount of deviation, the accuracy is higher. It is possible to obtain the amount of deviation.
- the laser processing apparatus moves the support portion along the first direction and rotates the support portion around a rotation axis along a third direction intersecting the first direction and the second direction.
- a second moving mechanism for causing the laser is further provided, and the control unit performs an alignment process of rotating the support unit so that the line coincides with the first moving line under the control of the second moving mechanism before the irradiation process.
- the control unit moves the support unit along the first direction under the control of the second moving mechanism in a state where the laser beam is output from the first laser processing head and the second laser processing head.
- the first laser processing head and the second laser processing head are moved along the first direction in the direction opposite to the support part, thereby moving the object along the line. You may irradiate a laser beam.
- the moving speed of the condensing point of the laser light with respect to the object is improved, and the processing speed is improved.
- the target moving speed of the focusing point is shared by each of the support portion and the laser processing head. Therefore, as compared with the case where one of the support portion and the laser processing head is moved, it is possible to suppress the moving speed of each. As a result, the time and distance required for acceleration / deceleration of the support portion and the laser processing head can be reduced.
- the weight of the laser processing head is generally lighter than the weight of the support portion. Therefore, when moving the condensing point at the target moving speed, it is conceivable to move the laser processing head faster than the support portion (that is, to relatively increase the load on the speed of the laser processing head).
- an optical fiber for introducing the laser light output from the light source is connected to the first laser processing head and the second laser processing head.
- the control unit may make the speed of the first laser processing head and the second laser processing head along the first direction smaller than the speed of the support unit along the first direction.
- the first moving mechanism includes a pair of third moving parts arranged so as to face each other in the first direction, and the first moving part and the second moving part are a pair. It may be hung and supported by the third moving portion of the above. In this case, each of the first laser machining head and the second laser machining head is reliably supported.
- a line is set on an object in which a plurality of lines extending along a first direction and arranged along a second direction intersecting the first direction are set. It is a laser processing device for forming a modified region in an object along a line by irradiating a laser beam along the line, and is supported by a support portion for supporting the object and a support portion.
- the control unit is independent of at least a part of the processing conditions of the object by the laser beam from the first laser processing head and the processing conditions of the object by the laser light from the second laser processing head.
- the display process of displaying the information for accepting the input for setting is displayed on the input receiving unit is performed.
- This laser machining apparatus has two laser machining heads (first laser machining head and second laser machining head) for irradiating an object with laser light. Therefore, the throughput can be improved by operating the first laser machining head and the second laser machining head at the same time for at least a part of the time.
- the control unit performs at least a part of the machining conditions of the object by the laser beam from the first laser machining head and the machining conditions of the object by the laser beam from the second laser machining head. Is set independently of each other, so that the information for accepting the input is displayed on the input receiving unit. Therefore, the first laser machining head and the second laser machining head are prevented so that there is no difference in the machining quality of the laser machining of the target portion between the first laser machining head and the second laser machining head (machine difference of the laser machining head). By setting each machining condition of the laser machining head, it is possible to suppress deterioration of machining quality.
- the control unit corrects the amount of correction from the reference of the machining conditions of the second laser machining head when the machining conditions of the first laser machining head are used as a reference.
- Information for accepting input may be displayed on the input receiving unit. In this case, the input for suppressing the machine difference of the laser processing head becomes easy.
- the laser processing apparatus further includes and controls a first moving mechanism for moving the first laser processing head and the second laser processing head along the first direction and the second direction, respectively.
- the unit controls the movement of the first laser processing head and the second laser processing head by the first moving mechanism, and the first moving mechanism extends along the first direction and is attached with the first laser processing head.
- a first moving portion for moving the first laser processing head along the first direction, a second laser processing head extending along the first direction and a second laser processing head are attached, and the second laser processing head is moved in the first direction.
- a second moving part for moving along the above, a first moving part and a second moving part extending along the second direction are attached, and each of the first moving part and the second moving part is seconded.
- the control unit includes a third moving unit for moving along the direction, and the control unit is a second moving line indicating the movement of the second laser processing head by the second moving unit along the first direction in the display processing.
- Information for accepting the input of the correction amount for the amount of deviation from the reference line along the first direction in the second direction may be displayed on the input receiving unit.
- the above-mentioned deviation amount can be used as an example of the correction amount of the machine difference of the laser processing head.
- a laser processing apparatus capable of improving throughput and suppressing deterioration of processing quality.
- FIG. 1 is a plan view of the laser processing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 2 is a partial side view of the laser machining apparatus shown in FIG.
- FIG. 3 is a front view of the laser processing head of the laser processing apparatus shown in FIG.
- FIG. 4 is a side view of the laser machining head shown in FIG.
- FIG. 5 is a block diagram of the optical system of the laser processing head shown in FIG.
- FIG. 6 is a block diagram of the optical system of the laser processing head of the modified example.
- FIG. 7 is a block diagram of the optical system of the laser processing head of the modified example.
- FIG. 8 is a schematic top view showing the operation of the laser processing apparatus.
- FIG. 9 is a schematic top view showing the operation of the laser processing apparatus.
- FIG. 8 is a schematic top view showing the operation of the laser processing apparatus.
- FIG. 10 is a schematic top view showing the operation of the laser processing apparatus.
- FIG. 11 is a schematic plan view for explaining the eccentricity correction.
- FIG. 12 is a schematic plan view for explaining eccentricity correction.
- FIG. 13 is a schematic plan view for explaining the eccentricity correction.
- FIG. 14 is a schematic plan view for explaining eccentricity correction.
- FIG. 15 is a schematic plan view for explaining eccentricity correction.
- FIG. 16 is a schematic plan view for explaining a modified example of the eccentricity correction.
- FIG. 17 is a diagram showing processing results when processing is performed using two laser processing heads under the same processing conditions.
- FIG. 18 is a diagram showing processing results when processing is performed using two laser processing heads under the same processing conditions.
- FIG. 19 is a table showing specific examples of processing conditions.
- FIG. 17 is a diagram showing processing results when processing is performed using two laser processing heads under the same processing conditions.
- FIG. 20 is a diagram showing an example of an input screen displayed by the input receiving unit.
- FIG. 21 is a diagram showing an example of information for accepting an input of a correction amount.
- FIG. 22 is a diagram showing an example of information for accepting an input of a correction amount.
- FIG. 23 is a table showing machining conditions before and after performing machine difference correction.
- FIG. 24 is a photograph of a cut surface showing the processing result when the processing is actually performed after the machine difference correction.
- each figure may show the Cartesian coordinate system defined by the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
- the X direction is an example of the first direction and is the first horizontal direction.
- the Y direction is an example of a second direction intersecting the first direction, and is a second horizontal direction.
- the Z direction is an example of a third direction that intersects the first direction and the second direction, and is a vertical direction.
- the laser machining apparatus 1 includes a moving mechanism 5 (second moving mechanism), a moving mechanism 6 (first moving mechanism), a support unit 7, a light source unit 8, a control unit 9, and a laser. It includes a processing head 10A (first laser processing head), a laser processing head 10B (second laser processing head), and a pair of camera ACs.
- the moving mechanism 5 has a fixed portion 51, a moving portion 53, and a mounting portion 55.
- the fixing portion 51 is attached to the device frame 1a.
- the moving portion 53 is attached to a rail provided on the fixed portion 51, and can move along the Y direction.
- the mounting portion 55 is mounted on a rail provided on the moving portion 53, and can move along the X direction.
- the support portion 7 is attached to a rotation shaft provided in the attachment portion 55, and can rotate about an axis parallel to the Z direction. That is, the moving mechanism 5 has a function for moving the support portion 7 along the X direction and the Y direction, and a function for rotating the support portion 7 around an axis along the Z direction.
- the moving mechanism 6 includes a pair of Y-axis moving parts (third moving part) 61, an X-axis moving part (first moving part) 62A, an X-axis moving part (second moving part) 62B, and a Z-axis moving part 63, 64. And, it has mounting portions 65, 66, 67A, 67B.
- the pair of Y-axis moving portions 61 are arranged so as to face each other in the X direction and extend along the Y direction (here, substantially parallel).
- the X-axis moving portion 62A extends along the X direction, and is attached to rails provided on the Y-axis moving portion 61 via the mounting portions 67A at both ends in the X direction.
- the X-axis moving portion 62A is hung and supported by the pair of Y-axis moving portions 61.
- the X-axis moving unit 62A can be moved along the Y direction by the Y-axis moving unit 61.
- the Y-axis moving unit 61 has a function for moving the X-axis moving unit 62A in the Y direction.
- the Z-axis moving portion 63 extends along the Z direction and is attached to a rail provided on the X-axis moving portion 62A. As a result, the Z-axis moving unit 63 can be moved along the X direction by the X-axis moving unit 62A.
- the laser machining head 10A is attached to the Z-axis moving portion 63 via the attachment portion 65. Therefore, the X-axis moving unit 62A has a function for moving the laser processing head 10A along the X direction together with the Z-axis moving unit 63.
- the laser machining head 10A is attached to a rail provided on the Z-axis moving portion 63 via the attachment portion 65.
- the laser machining head 10A can be moved along the Z direction by the Z-axis moving portion 63. That is, the Z-axis moving unit 63 has a function for moving the laser machining head 10A along the Z direction.
- the moving mechanism 6 holds the laser machining head 10A so as to be three-dimensionally movable along the X direction, the Y direction, and the Z direction.
- the X-axis moving portion 62B extends along the X direction, and is attached to rails provided on the Y-axis moving portion 61 via the mounting portions 67B at both ends in the X direction. That is, the X-axis moving portion 62B is bridged and supported by the pair of Y-axis moving portions 61. As a result, the X-axis moving unit 62B can be moved along the Y direction by the Y-axis moving unit 61. That is, the Y-axis moving unit 61 has a function for moving the X-axis moving unit 62B in the Y direction.
- the Z-axis moving portion 64 extends along the Z direction and is attached to a rail provided on the X-axis moving portion 62B. As a result, the Z-axis moving unit 64 can be moved along the X direction by the X-axis moving unit 62B.
- the laser machining head 10B is attached to the Z-axis moving portion 64 via the attachment portion 66. Therefore, the X-axis moving unit 62B has a function for moving the laser processing head 10B along the X direction together with the Z-axis moving unit 64.
- the laser machining head 10B is attached to a rail provided on the Z-axis moving portion 64 via the attachment portion 66.
- the laser machining head 10B can be moved along the Z direction by the Z-axis moving portion 64. That is, the Z-axis moving unit 64 has a function for moving the laser machining head 10A along the Z direction. As described above, the moving mechanism 6 holds the laser machining head 10B so as to be three-dimensionally movable along the X direction, the Y direction, and the Z direction.
- the support portion 7 is attached to the rotating shaft provided in the mounting portion 55 of the moving mechanism 5, and can rotate with the axis parallel to the Z direction as the center line. That is, the support portion 7 can move along each of the X direction and the Y direction, and can rotate with the axis parallel to the Z direction as the center line.
- the support portion 7 supports the object 100 along the X and Y directions.
- the object 100 is, for example, a wafer.
- the laser processing head 10A is for irradiating the object 100 supported by the support portion 7 with the laser beam L1 in a state of facing the support portion 7 in the Z direction.
- the laser processing head 10B is for irradiating the object 100 supported by the support portion 7 with the laser beam L2 in a state of facing the support portion 7 in the Z direction.
- the pair of camera ACs have different magnifications from each other, and are for taking an image of an object 100 supported by the support portion 7 in a state of facing the support portion 7 in the Z direction.
- the camera AC is attached to the Z-axis moving portion 63 via the attachment portion 65 together with the laser processing head 10A.
- the camera AC can, for example, use the light transmitted through the object 100 to image the device pattern of the object 100, the modified region, the crack formation state extending from the modified region, and the like.
- the image obtained by the camera AC is used, for example, for alignment of the irradiation positions of the laser beams L1 and L2 with respect to the object 100, adjustment of the irradiation conditions of the laser beams L1 and L2, and the like.
- the light source unit 8 has a pair of light sources 81 and 82.
- the light source 81 outputs the laser beam L1.
- the laser beam L1 is emitted from the exit portion 81a of the light source 81, and is guided to the laser processing head 10A by the optical fiber 2. That is, the laser processing head 10A is connected to the optical fiber 2 for introducing the laser beam L1 output from the light source 81.
- the light source 82 outputs the laser beam L2.
- the laser beam L2 is emitted from the exit portion 82a of the light source 82, and is guided to the laser processing head 10B by another optical fiber 2. That is, the laser processing head 10B is provided with an optical fiber 2 for introducing the laser beam L2 output from the light source 82.
- the control unit 9 controls each unit of the laser processing device 1 (a plurality of moving mechanisms 5 and 6, laser processing heads 10A and 10B, a camera AC, a light source unit 8, etc.).
- the control unit 9 includes a processing unit 91, a storage unit 92, and an input receiving unit 93.
- the processing unit 91 is configured as a computer device including a processor, a memory, a storage, a communication device, and the like.
- the processor executes software (program) read into the memory or the like, and controls reading and writing of data in the memory and storage, and communication by the communication device.
- the storage unit 92 is, for example, a hard disk or the like, and stores various data.
- the input receiving unit 93 is an interface unit that displays various information and receives input of various information from the user. In the present embodiment, the input receiving unit 93 constitutes a GUI (Graphical User Interface).
- An example of processing by the laser processing apparatus 1 configured as described above will be described.
- An example of this processing is an example in which a modification region is formed inside the object 100 along each of a plurality of lines set in a grid pattern in order to cut the object 100, which is a wafer, into a plurality of chips. be.
- the moving mechanism 5 moves the support portion 7 along the X direction and the Y direction so that the support portion 7 supporting the object 100 faces the pair of laser machining heads 10A and 10B in the Z direction. To move. Subsequently, the moving mechanism 5 rotates the support portion 7 with the axis parallel to the Z direction as the center line so that the plurality of lines extending in one direction in the object 100 are along the X direction. As a result, a plurality of lines (lines C shown in FIG. 1) extending along the X direction and arranged along the Y direction are set in the object 100.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the condensing point of the laser beam L1 is located on one line extending in one direction.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the condensing point of the laser beam L2 is located on another line extending in one direction.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the condensing point of the laser beam L1 is located inside the object 100.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focusing point of the laser beam L2 is located inside the object 100.
- the light source 81 outputs the laser light L1 and the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser light L1, the light source 82 outputs the laser light L2, and the laser processing head 10B lasers the object 100. Irradiate light L2.
- the focusing point of the laser beam L1 moves relatively along one line extending in one direction (the laser beam L1 is scanned), and along the other line extending in one direction.
- the moving mechanism 5 moves the support portion 7 along the X direction so that the focusing point of the laser light L2 moves relatively (the laser light L2 is scanned), and the moving mechanism 6 moves the X.
- the laser processing heads 10A and 10B are moved along the direction in the direction opposite to the support portion 7. In this way, the laser machining apparatus 1 forms a modified region at least inside the object 100 along each of a plurality of lines extending in one direction in the object 100.
- the moving mechanism 5 rotates the support portion 7 with the axis parallel to the Z direction as the center line so that a plurality of lines extending in the other direction orthogonal to one direction of the object 100 are along the X direction. ..
- a plurality of other lines (lines C shown in FIG. 1) extending along the X direction and arranged along the Y direction are set on the object 100.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Y direction so that the condensing point of the laser beam L1 is located on one line extending in the other direction.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Y direction so that the condensing point of the laser beam L2 is located on another line extending in the other direction.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10A along the Z direction so that the condensing point of the laser beam L1 is located inside the object 100.
- the moving mechanism 6 moves the laser processing head 10B along the Z direction so that the focusing point of the laser beam L2 is located inside the object 100.
- the light source 81 outputs the laser light L1 and the laser processing head 10A irradiates the object 100 with the laser light L1, the light source 82 outputs the laser light L2, and the laser processing head 10B lasers the object 100. Irradiate light L2.
- the focusing point of the laser beam L1 moves relatively along one line extending in the other direction (the laser beam L1 is scanned), and along the other line extending in the other direction.
- the moving mechanism 5 moves the support portion 7 along the X direction so that the focusing point of the laser light L2 moves relatively (the laser light L2 is scanned), and the moving mechanism 6 moves the X.
- the laser processing heads 10A and 10B are moved in the direction opposite to the support portion 7 along the direction. In this way, the laser machining apparatus 1 forms a modified region at least inside the object 100 along each of a plurality of lines extending in the other direction orthogonal to one direction in the object 100.
- the light source 81 outputs the laser beam L1 having transparency to the object 100 by, for example, a pulse oscillation method, and the light source 82 is directed to the object 100 by, for example, a pulse oscillation method.
- the laser beam L2 having transparency is output.
- the laser light is focused inside the object 100, the laser light is particularly absorbed at the portion corresponding to the focusing point of the laser light, and a modified region is formed inside the object 100.
- the modified region is a region in which the density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from those of the surrounding non-modified region. Examples of the modified region include a melting treatment region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like.
- a plurality of modified spots are lined up. It is formed so as to line up in a row along the line.
- One modified spot is formed by irradiation with one pulse of laser light.
- a modification region in one row is a set of a plurality of modification spots arranged in one row. Adjacent modified spots may be connected to each other or separated from each other depending on the relative moving speed of the focusing point of the laser light with respect to the object 100 and the repetition frequency of the laser light.
- the laser processing head 10A includes a housing 11, an incident portion 12, a laser light adjusting portion 13, and a condensing portion 14.
- the housing 11 has a first wall portion 21, a second wall portion 22, a third wall portion 23 and a fourth wall portion 24, and a fifth wall portion 25 and a sixth wall portion 26.
- the first wall portion 21 and the second wall portion 22 face each other in the X direction.
- the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 face each other in the Y direction.
- the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26 face each other in the Z direction.
- the distance between the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 is smaller than the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22.
- the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22 is smaller than the distance between the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26.
- the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22 may be equal to the distance between the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26, or the fifth wall portion 25 and the sixth wall portion 26. It may be larger than the distance to the part 26.
- the first wall portion 21 is located on the side opposite to the Y-axis moving portion 61 of the moving mechanism 6, and the second wall portion 22 is located on the Y-axis moving portion 61 side.
- the third wall portion 23 is located on the mounting portion 65 side of the moving mechanism 6, and the fourth wall portion 24 is located on the opposite side of the mounting portion 65 and on the laser machining head 10B side (FIG. 6). 2). That is, the fourth wall portion 24 is an opposing wall portion that faces the housing (second housing) of the laser machining head 10B along the Y direction.
- the fifth wall portion 25 is located on the side opposite to the support portion 7, and the sixth wall portion 26 is located on the support portion 7 side.
- the housing 11 is configured so that the housing 11 can be mounted on the mounting portion 65 with the third wall portion 23 arranged on the mounting portion 65 side of the moving mechanism 6. Specifically, it is as follows.
- the mounting portion 65 includes a base plate 65a and a mounting plate 65b.
- the base plate 65a is attached to a rail provided on the Z-axis moving portion 63 (see FIG. 2).
- the mounting plate 65b is erected at the end of the base plate 65a on the laser machining head 10B side (see FIG. 2).
- the housing 11 is attached to the mounting portion 65 by screwing the bolt 28 into the mounting plate 65b via the pedestal 27 in a state where the third wall portion 23 is in contact with the mounting plate 65b.
- the pedestal 27 is provided on each of the first wall portion 21 and the second wall portion 22.
- the housing 11 is removable from the mounting portion 65.
- the incident portion 12 is arranged on the fifth wall portion 25.
- the incident portion 12 causes the laser beam L1 to enter the housing 11.
- the incident portion 12 is offset toward the first wall portion 21 in the X direction, and is offset toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. That is, the distance between the incident portion 12 and the first wall portion 21 in the X direction is smaller than the distance between the incident portion 12 and the second wall portion 22 in the X direction, and the incident portion 12 and the fourth wall portion 24 in the Y direction.
- the distance to and from is smaller than the distance between the incident portion 12 and the third wall portion 23 in the X direction.
- the exit end 2a of the optical fiber 2 is connected to the incident portion 12.
- the incident portion 12 is a portion including a hole 25a formed in the fifth wall portion 25.
- the fifth wall portion 25 is provided with a mounting portion 25b.
- the main body portion 2b of the exit end portion 2a is attached to the attachment portion 25b by a bolt or the like.
- the tip portion 2c of the exit end portion 2a is inserted into the hole 25a.
- the exit end 2a of the optical fiber 2 is removable from the incident portion 12.
- a cover 25c is arranged between the fifth wall portion 25 and the main body portion 2b. The cover 25c covers the gap formed between the hole 25a and the tip portion 2c.
- an isolator that suppresses the return light is arranged in the main body portion 2b, and a collimator lens that collimates the laser beam L1 is arranged in the tip portion 2c.
- the incident portion 12 may be a connector or the like configured so that the exit end portion 2a of the optical fiber 2 can be connected.
- the laser light adjusting unit 13 is arranged in the housing 11.
- the laser light adjusting unit 13 adjusts the laser light L1 incident from the incident unit 12.
- the laser light adjusting unit 13 is arranged on the fourth wall portion 24 side with respect to the partition wall portion 29 in the housing 11.
- the laser light adjusting unit 13 is attached to the partition wall unit 29.
- the partition wall portion 29 is provided in the housing 11, and divides the region inside the housing 11 into a region on the third wall portion 23 side and a region on the fourth wall portion 24 side.
- the partition wall portion 29 is configured as a part of the housing 11.
- Each configuration of the laser light adjusting unit 13 is attached to the partition wall portion 29 on the fourth wall portion 24 side.
- the partition wall portion 29 functions as an optical base that supports each configuration of the laser beam adjusting portion 13.
- the light collecting portion 14 is arranged on the sixth wall portion 26. Specifically, the light collecting portion 14 is arranged in the sixth wall portion 26 in a state of being inserted into the hole 26a formed in the sixth wall portion 26.
- the condensing unit 14 condenses the laser light L1 adjusted by the laser light adjusting unit 13 and emits it to the outside of the housing 11.
- the light collecting portion 14 is offset to the second wall portion 22 side (one wall portion side) in the X direction, and is offset to the fourth wall portion 24 side in the Y direction. That is, the light collecting portion 14 is arranged unevenly toward the fourth wall portion (opposing wall portion) 24 side of the housing 11 when viewed from the Z direction.
- the distance between the condensing unit 14 and the second wall portion 22 in the X direction is smaller than the distance between the condensing unit 14 and the first wall portion 21 in the X direction, and the condensing unit 14 and the fourth in the Y direction.
- the distance to the wall portion 24 is smaller than the distance between the condensing portion 14 and the third wall portion 23 in the X direction.
- the laser light adjusting unit 13 has a reflecting unit (first reflecting unit) 31, an attenuator 32, and an optical axis adjusting unit 33.
- the reflection unit 31, the attenuator 32, and the optical axis adjustment unit 33 are arranged on the first straight line A1 extending along the X direction.
- the reflecting portion 31 faces the incident portion 12 in the Z direction. That is, the reflecting portion 31 faces the exit end portion 2a of the optical fiber 2 in the Z direction.
- the reflecting portion 31 reflects the laser beam L1 incident from the incident portion 12 toward the second wall portion 22.
- the reflecting unit 31 is, for example, a mirror or a prism.
- the attenuator 32 adjusts the output of the laser beam L1 reflected by the reflecting unit 31.
- the optical axis adjusting unit 33 reflects the laser beam L1 whose output has been adjusted by the attenuator 32 toward the sixth wall portion 26.
- the optical axis adjusting unit 33 is a portion for adjusting the optical axis of the laser beam L1 incident from the incident unit 12.
- the optical axis adjusting unit 33 includes a first steering mirror 331, a reflecting member 332, and a second steering mirror 333.
- the first steering mirror 331 is arranged on the first straight line A1.
- the first steering mirror 331 is composed of a mirror 331a and a holder 331b.
- the mirror 331a is attached to the holder 331b.
- the holder 331b is attached to the partition wall portion 29.
- the holder 3331 holds the mirror 331a so that the orientation of the mirror 331a can be adjusted.
- the first steering mirror 331 reflects the laser beam L1 whose output is adjusted by the attenuator 32 toward the sixth wall portion 26.
- the reflection member 332 reflects the laser beam L1 reflected by the first steering mirror 331 toward the second wall portion 22 side.
- the reflective member 332 is, for example, a mirror or a prism.
- the second steering mirror 333 is arranged on the second straight line A2.
- the second steering mirror 333 is composed of a mirror 333a and a holder 333b.
- the mirror 333a is attached to the holder 333b.
- the holder 333b is attached to the partition wall portion 29.
- the holder 333b holds the mirror 333a so that the orientation of the mirror 333a can be adjusted.
- the second steering mirror 333 reflects the laser beam L1 reflected by the reflecting member 332 toward the sixth wall portion 26.
- the holders 331b and 333b can be accessed by a tool through an opening (not shown) with a lid formed in the second wall portion 22.
- a tool through an opening (not shown) with a lid formed in the second wall portion 22.
- the optical axis of the laser beam L1 incident on the condensing unit 14 is aligned with the optical axis of the condensing unit 14.
- the orientation of each of the mirrors 331a and 333a can be adjusted.
- the laser light adjusting unit 13 further includes a beam expander 34 and a reflecting unit (second reflecting unit) 35.
- the optical axis adjusting unit 33, the beam expander 34, and the reflecting unit 35 are arranged on the second straight line A2 extending along the Z direction.
- the beam expander 34 expands the diameter of the laser beam L1 reflected by the optical axis adjusting unit 33.
- the reflecting portion 35 reflects the laser beam L1 whose diameter has been expanded by the beam expander 34 toward the first wall portion 21 and the fifth wall portion 25.
- the reflecting unit 35 is, for example, a mirror or a prism.
- the laser light adjusting unit 13 further includes a reflective spatial light modulator 36 and an imaging optical system 37.
- the reflective spatial light modulator 36, the imaging optical system 37, and the condensing unit 14 are arranged on a third straight line A3 extending along the Z direction.
- the reflection type spatial light modulator 36 modulates the laser light L1 reflected by the reflection unit 35 and reflects it toward the sixth wall portion 26 side.
- the reflective spatial light modulator 36 is, for example, a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) of a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon).
- the imaging optical system 37 constitutes a bilateral telecentric optical system in which the reflecting surface 36a of the reflective spatial light modulator 36 and the entrance pupil surface 14a of the condensing unit 14 are in an imaging relationship.
- the imaging optical system 37 is composed of three or more lenses.
- the first straight line A1, the second straight line A2, and the third straight line A3 are located on a plane perpendicular to the Y direction.
- the second straight line A2 is located on the second wall portion 22 side with respect to the third straight line A3.
- the laser beam L1 incident on the housing 11 from the incident portion 12 along the Z direction is reflected by the reflecting portion 31 and travels on the first straight line A1.
- the laser beam L1 traveling on the first straight line A1 is reflected by the optical axis adjusting unit 33 and travels on the second straight line A2.
- the laser beam L1 traveling on the second straight line A2 is sequentially reflected by the reflecting unit 35 and the reflective spatial light modulator 36, and travels on the third straight line A3.
- the laser beam L1 traveling on the third straight line A3 is emitted from the condensing unit 14 to the outside of the housing 11 along the Z direction.
- the laser processing head 10A further includes a dichroic mirror 15, a measuring unit 16, an observing unit 17, a driving unit 18, and a circuit unit 19.
- the dichroic mirror 15 is arranged between the imaging optical system 37 and the condensing unit 14 on the third straight line A3. That is, the dichroic mirror 15 is arranged between the laser light adjusting unit 13 and the condensing unit 14 in the housing 11. The dichroic mirror 15 is attached to the partition wall portion 29 on the fourth wall portion 24 side. The dichroic mirror 15 transmits the laser beam L1. From the viewpoint of suppressing astigmatism, the dichroic mirror 15 is preferably a cube type or a two-plate type arranged so as to have a twisting relationship.
- the measuring unit 16 is arranged on the first wall portion 21 side with respect to the third straight line A3 in the housing 11. That is, the measuring unit 16 is arranged on the first wall portion 21 side with respect to the condensing unit 14 in the X direction.
- the measuring portion 16 is attached to the partition wall portion 29 on the side of the fourth wall portion 24.
- the measuring unit 16 outputs the measuring light L10 for measuring the distance between the surface of the object 100 (for example, the surface on the side where the laser light L1 is incident) and the condensing unit 14, and outputs the measuring light L10 via the condensing unit 14. ,
- the measurement light L10 reflected on the surface of the object 100 is detected.
- the measurement light L10 output from the measurement unit 16 irradiates the surface of the object 100 via the condensing unit 14, and the measurement light L10 reflected on the surface of the object 100 passes through the condensing unit 14. Is detected by the measuring unit 16.
- the measurement light L10 output from the measurement unit 16 is sequentially reflected by the beam splitter 20 attached to the partition wall portion 29 and the dichroic mirror 15 on the fourth wall portion 24 side, and is reflected in the condensing portion. It is emitted from 14 to the outside of the housing 11.
- the measurement light L10 reflected on the surface of the object 100 is incident on the housing 11 from the condensing unit 14 and is sequentially reflected by the dichroic mirror 15 and the beam splitter 20, and is incident on the measurement unit 16 and is incident on the measurement unit 16. Is detected by.
- the observation unit 17 is arranged on the first wall portion 21 side with respect to the third straight line A3 in the housing 11. That is, the observation unit 17 is arranged on the first wall portion 21 side with respect to the condensing portion 14 in the X direction.
- the observation unit 17 is attached to the partition wall portion 29 on the side of the fourth wall portion 24.
- the observation unit 17 outputs the observation light L20 for observing the surface of the object 100 (for example, the surface on the side where the laser beam L1 is incident) and reflects the light L20 on the surface of the object 100 via the condensing unit 14. The observed light L20 is detected.
- observation light L20 output from the observation unit 17 irradiates the surface of the object 100 via the condensing unit 14, and the observation light L20 reflected on the surface of the object 100 passes through the condensing unit 14. Is detected by the observation unit 17.
- the observation light L20 output from the observation unit 17 passes through the beam splitter 20 and is reflected by the dichroic mirror 15, and is emitted from the light collection unit 14 to the outside of the housing 11.
- the observation light L20 reflected on the surface of the object 100 enters the housing 11 from the condensing unit 14, is reflected by the dichroic mirror 15, passes through the beam splitter 20 and is incident on the observation unit 17, and is incident on the observation unit 17. Detected at 17.
- the wavelengths of the laser light L1, the measurement light L10, and the observation light L20 are different from each other (at least the center wavelengths of the laser light L1 are deviated from each other).
- the drive unit 18 is attached to the partition wall portion 29 on the fourth wall portion 24 side.
- the driving unit 18 moves the condensing unit 14 arranged on the sixth wall unit 26 along the Z direction by, for example, the driving force of the piezoelectric element.
- the circuit unit 19 is arranged on the third wall portion 23 side with respect to the partition wall portion 29 in the housing 11. That is, the circuit unit 19 is arranged in the housing 11 on the third wall portion 23 side with respect to the laser light adjusting unit 13, the measuring unit 16, and the observing unit 17.
- the circuit portion 19 is separated from the partition wall portion 29.
- the circuit unit 19 is, for example, a plurality of circuit boards.
- the circuit unit 19 processes the signal output from the measuring unit 16 and the signal input to the reflective spatial light modulator 36.
- the circuit unit 19 controls the drive unit 18 based on the signal output from the measurement unit 16.
- the circuit unit 19 is such that the distance between the surface of the object 100 and the condensing unit 14 is kept constant (that is, with the surface of the object 100) based on the signal output from the measuring unit 16.
- the drive unit 18 is controlled so that the distance of the laser beam L1 from the condensing point is kept constant).
- the partition wall portion 29 has a notch and a hole through which wiring for electrically connecting each of the measuring unit 16, the observing unit 17, the driving unit 18, and the reflective spatial light modulator 36 and the circuit unit 19 passes. Etc. (not shown) are formed. Further, the housing 11 is provided with a connector (not shown) to which wiring or the like for electrically connecting the circuit unit 19 and the control unit 9 (see FIG. 1) is connected.
- the laser processing head 10B includes a housing 11, an incident unit 12, a laser light adjusting unit 13, a condensing unit 14, a dichroic mirror 15, a measuring unit 16, and an observing unit 17.
- a drive unit 18 and a circuit unit 19 are provided.
- each configuration of the laser machining head 10B is a configuration of the laser machining head 10A with respect to a virtual plane passing through the midpoint between the pair of mounting portions 65 and 66 and perpendicular to the Y direction. It is arranged so as to have a plane-symmetrical relationship with.
- the fourth wall portion 24 is located on the laser machining head 10B side with respect to the third wall portion 23, and the sixth wall portion 26 supports the fifth wall portion 25. It is attached to the attachment portion 65 so as to be located on the portion 7 side.
- the fourth wall portion 24 is located on the laser machining head 10A side with respect to the third wall portion 23, and the sixth wall portion 26 is relative to the fifth wall portion 25. It is attached to the attachment portion 66 so as to be located on the support portion 7 side.
- the housing 11 of the laser machining head 10B is configured so that the housing 11 can be mounted on the mounting portion 66 with the third wall portion 23 arranged on the mounting portion 66 side. Specifically, it is as follows.
- the mounting portion 66 has a base plate 66a and a mounting plate 66b.
- the base plate 66a is attached to a rail provided on the Z-axis moving portion 63.
- the mounting plate 66b is erected at the end of the base plate 66a on the laser machining head 10A side.
- the housing 11 of the laser machining head 10B is attached to the mounting portion 66 with the third wall portion 23 in contact with the mounting plate 66b.
- the housing 11 of the laser machining head 10B is removable from the mounting portion 66. [Action and effect of laser machining head]
- an optical axis adjusting unit 33 for adjusting the optical axis of the laser light L1 incident from the incident unit 12 is arranged on the optical path of the laser light L1 from the incident unit 12 to the condensing unit 14.
- the light collecting portion 14 is connected.
- the optical axis of the incident laser light L1 can be aligned with the optical axis of the condensing unit 14.
- the incident portion 12 is offset toward the first wall portion 21 side of the housing 11 in the X direction
- the light collecting portion 14 is offset toward the second wall portion 22 side of the housing 11 in the X direction.
- the incident portion 12 is arranged on the fifth wall portion 25 of the housing 11, and in the laser light adjusting portion 13, the optical axis adjusting portion 33 is located after the reflecting portion 31 and the attenuator 32 (in the laser processing head 10A).
- the reflecting unit 35 Arranged on the downstream side in the traveling direction of the laser beam L1) and in front of the beam expander 34, the reflecting unit 35, the reflective spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37 (upstream side in the traveling direction of the laser beam L1). Has been done. It is arranged in the front stage (upstream side in the traveling direction of the laser beam L1) of the beam expander 34, the reflecting unit 35, the reflective spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37.
- the optical axis of the laser light L1 incident on the "beam expander 34, the reflecting unit 35, the reflective spatial light modulator 36, the imaging optical system 37, and the condensing unit 14" which is a configuration related to the molding of the laser light L1.
- the incident portion 12 is arranged on the fifth wall portion 25, and the attenuator 32 is arranged between the reflecting portion 31 and the optical axis adjusting portion 33 in the laser light adjusting portion 13. As a result, it is possible to suppress an increase in the size of the housing 11 due to the application of the attenuator 32.
- the size of the housing 11 can be reduced. Further, in the housing 11, the distance between the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 is smaller than the distance between the first wall portion 21 and the second wall portion 22, and the collection is arranged on the sixth wall portion 26. The light portion 14 is offset toward the fourth wall portion 24 in the Y direction. As a result, when the housing 11 is moved along the Y direction in which the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 face each other, for example, another configuration (for example, a laser machining head) is provided on the fourth wall portion 24 side. Even if 10B) is present, the condensing unit 14 can be brought closer to the other configuration.
- the third wall portion 23 and the fourth wall portion 24 face each other.
- the space occupied by the housing 11 can be reduced.
- the incident portion 12 and the condensing portion 14 are offset toward the fourth wall portion 24 in the Y direction, the region in the housing 11 on the third wall portion 23 side with respect to the laser light adjusting portion 13 The area can be effectively used by arranging another configuration (for example, the circuit unit 19) in the area.
- the circuit portion 19 is arranged in the housing 11 on the third wall portion 23 side with respect to the laser light adjusting portion 13. As a result, the region on the third wall portion 23 side of the region inside the housing 11 can be effectively used with respect to the laser light adjusting portion 13.
- the laser light adjusting unit 13 is arranged in the housing 11 on the side of the fourth wall portion 24 with respect to the partition wall portion 29, and the circuit unit 19 is located in the housing 11. , It is arranged on the third wall portion 23 side with respect to the partition wall portion 29.
- the heat generated in the circuit unit 19 is less likely to be transmitted to the laser light adjusting unit 13, so that it is possible to suppress distortion of the laser light adjusting unit 13 due to the heat generated in the circuit unit 19, and the laser light L1 Can be adjusted appropriately.
- the circuit portion 19 can be efficiently cooled in the region on the third wall portion 23 side of the region in the housing 11 by, for example, air cooling or water cooling.
- the laser light adjusting portion 13 is attached to the partition wall portion 29. As a result, the laser light adjusting unit 13 can be reliably and stably supported in the housing 11.
- the circuit portion 19 is separated from the partition wall portion 29. As a result, it is possible to more reliably suppress the heat generated in the circuit unit 19 from being transmitted to the laser light adjusting unit 13 via the partition wall portion 29.
- the measuring unit 16 and the observing unit 17 are arranged in a region on the first wall portion 21 side of the region in the housing 11 with respect to the condensing portion 14, and the circuit unit 19 is arranged.
- the dichroic mirror 15 is arranged on the third wall portion 23 side with respect to the laser light adjusting portion 13 in the region inside the housing 11, and the dichroic mirror 15 is arranged in the housing 11 with the laser light adjusting portion 13 and the condensing unit 14. It is placed between. As a result, the area inside the housing 11 can be effectively used. Further, in the laser processing apparatus 1, processing based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the condensing unit 14 becomes possible. Further, in the laser processing apparatus 1, processing based on the observation result of the surface of the object 100 becomes possible.
- the circuit unit 19 controls the drive unit 18 based on the signal output from the measurement unit 16. Thereby, the position of the condensing point of the laser beam L1 can be adjusted based on the measurement result of the distance between the surface of the object 100 and the condensing portion 14.
- the object 100 can be processed efficiently and accurately.
- each of the pair of mounting portions 65 and 66 moves along the Y direction and the Z direction, respectively. Thereby, the object 100 can be processed more efficiently.
- the support portion 7 moves along each of the X direction and the Y direction, and rotates about an axis parallel to the Z direction as a center line. Thereby, the object 100 can be processed more efficiently.
- the incident portion 12 is arranged on the first wall portion 21 of the housing 11, and in the laser light adjusting portion 13, the optical axis adjusting portion 33 is the latter stage of the attenuator 32 and the beam expander. It may be arranged in front of 34, the reflection unit 35, the reflection type spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37.
- the incident portion 12, the attenuator 32, and the optical axis adjusting portion 33 are arranged on the first straight line A1. (Others are the same as the laser machining head 10A shown in FIG. 5).
- the attenuator 32 adjusts the output of the laser beam L1 incident from the incident portion 12. According to this, the laser light L1 incident on the "beam expander 34, the reflecting unit 35, the reflective space light modulator 36, the imaging optical system 37, and the condensing unit 14", which is a configuration related to the molding of the laser light L1. Since the optical axis can be adjusted, the laser beam L1 can be focused more accurately. Further, since the attenuator 32 is arranged between the incident portion 12 and the optical axis adjusting portion 33, it is possible to suppress the increase in size of the housing 11 due to the application of the attenuator 32. Further, the height of the laser processing apparatus 1 can be reduced. The above configuration can also be applied to the laser processing head 10B.
- the incident portion 12 is arranged on the fifth wall portion 25 of the housing 11, and in the laser light adjusting portion 13, the optical axis adjusting portion 33 is an attenuator. It may be arranged in front of 32, the reflection unit 31, the beam expander 34, the reflection unit 35, the reflection type spatial light modulator 36, and the imaging optical system 37.
- the optical axis adjusting unit 33 (specifically, the second steering mirror 333 of the optical axis adjusting unit 33), the attenuator 32, and the reflecting unit 31 are arranged on the first straight line A1.
- the optical axis adjusting unit 33 (specifically, the first steering mirror 331 of the optical axis adjusting unit 33) faces the incident unit 12 in the Z direction, and the reflecting unit 31 is a beam expander in the Z direction. It faces 34 (others are the same as the laser processing head 10A shown in FIG. 5).
- the optical axis adjusting unit 33 reflects the laser light L1 incident from the incident unit 12 toward the second wall portion 22 of the housing 11, and the attenuator 32 is the optical axis adjusting unit.
- the output of the laser beam L1 reflected by the 33 is adjusted, the reflecting unit 31 reflects the laser beam L1 whose output is adjusted by the attenuator 32 toward the sixth wall portion 26 of the housing 11, and the beam expander 34 receives the laser beam L1. , The diameter of the laser beam L1 reflected by the reflecting unit 31 is enlarged. According to this, the laser light L1 incident on the "beam expander 34, the reflecting unit 35, the reflective space light modulator 36, the imaging optical system 37, and the condensing unit 14", which is a configuration related to the molding of the laser light L1. Since the optical axis can be adjusted, the laser beam L1 can be focused more accurately.
- the attenuator 32 is arranged between the optical axis adjusting unit 33 and the reflecting unit 31, it is possible to suppress the increase in size of the housing 11 due to the application of the attenuator 32.
- the above configuration can also be applied to the laser processing head 10B.
- the attenuator 32 may be arranged between the optical axis adjusting unit 33 and the beam expander 34. Further, in the laser processing head 10A shown in FIG. 7, the attenuator 32 may be arranged between the reflecting portion 31 and the beam expander 34. Further, in the laser processing head 10A shown in FIGS. 5, 6 and 7, the attenuator 32 is placed in the subsequent stage of the beam expander 34 (for example, between the reflection unit 35 and the reflection type spatial light modulator 36). It may be arranged.
- the subsequent stage of the beam expander 34 for example, between the reflection unit 35 and the reflection type spatial light modulator 36.
- the optical axis adjusting unit 33 is not limited to the one having the first steering mirror 331, the reflecting member 332, and the second steering mirror 333.
- the optical axis adjusting unit 33 may have a configuration for adjusting the optical axis of the laser beam L1 incident from the incident unit 12.
- the optical axis adjusting unit 33 includes a first steering mirror 331 that reflects the laser beam L1 incident from the first wall portion 21 side along the X direction to the first wall portion 21 side and the fifth wall portion 25 side.
- the second steering mirror 333 that reflects the laser beam L1 reflected by the first steering mirror 331 toward the sixth wall portion 26 side along the Z direction may be provided.
- each of the first steering mirror 331 and the second steering mirror 333 may be an electric mirror that operates electrically.
- the first steering mirror 331 and the second steering mirror 333 may be configured to automatically adjust the orientations of the mirrors 331a and 333a based on the image acquired by the observation unit 17.
- the housing 11 at least one of the first wall portion 21, the second wall portion 22, the third wall portion 23, and the fifth wall portion 25 is located on the mounting portion 65 (or mounting portion 66) side of the laser processing apparatus 1.
- the housing 11 may be configured so that it can be attached to the attachment portion 65 (or the attachment portion 66) in the arranged state.
- circuit unit 19 is not limited to processing the signal output from the measuring unit 16 and / or the signal input to the reflective spatial light modulator 36, and the laser processing head processes some signal. It should be.
- the light source unit 8 may have one light source.
- the light source unit 8 may be configured so that a part of the laser light output from one light source is emitted from the emitting unit 81a and the remaining portion of the laser light is emitted from the emitting unit 82a.
- FIG. 8 is a schematic top view showing the operation of the laser processing apparatus.
- the schematic interior of the laser machining heads 10A and 10B is shown.
- the object 100 is supported by the support portion 7.
- Reference numeral S in the drawing represents an optical system other than the optical system related to the irradiation of the laser beams L1 and L2 for forming the modified region, such as the measurement unit 16 and the observation unit 17 described above. ing.
- the object 100 is set with a plurality of lines C extending along the X direction and arranged along the Y direction.
- the line C is a virtual line, but it may be an actually drawn line.
- the object 100 is also set with a plurality of lines extending along the Y direction and arranged along the X direction, but the illustration thereof is omitted.
- the laser processing device 1 performs irradiation processing for performing laser processing along each line C under the control of the control unit 9.
- the control unit 9 at least moves the support unit 7 by the moving mechanism 5, moves the laser machining heads 10A and 10B by the moving mechanism 6, and laser light L1 from the laser machining head 10A and the laser machining head 10B. , L2 irradiation and control.
- the control unit 9 executes the first process and the second process as the irradiation process (the irradiation process includes the first process and the second process).
- the first process is a process of scanning the laser beam L1 from the laser processing head 10A in the X direction with respect to one line C of a plurality of lines C.
- the second process is a process of scanning the laser beam L2 from the laser processing head 10B in the X direction with respect to another line C among the plurality of lines C.
- each focusing point is moved along the X direction by the following operations. That is, first, the laser processing heads 10A and 10B are moved in the Y and Z directions via the Y-axis moving portions 61 and the Z-axis moving portions 63 and 64 of the moving mechanism 6, and the laser beams L1 and L2 are collected. The light spot is positioned on each line C at a position inside the object 100. Then, in that state, the support portion is moved along the X direction via the moving mechanism 5, and the laser processing heads 10A and 10B are moved along the X direction via the X-axis moving portions 62A and 62B. By moving in the direction opposite to the above, the focusing points of the laser beams L1 and L2 are moved in the object 100 along the line C along the X direction.
- control unit 9 executes the first process and the second process so as to overlap at least a part of the time. That is, the control unit 9 simultaneously realizes a state in which the laser beam L1 is scanned along one line C and a state in which the laser beam L2 is scanned along another line C. do. That is, the control unit 9 operates the laser machining head 10A and the laser machining head 10B at the same time. As a result, the throughput can be clearly improved as compared with the processing using one laser processing head.
- the control unit 9 independently sets each of the laser processing heads 10A and 10B in the Y direction (Z if necessary) by the interval of the line C. (Direction) is moved, and scanning of the laser beams L1 and L2 along the next line C (that is, the first process and the second process) is continued.
- the control unit 9 forms a modified region M along all the lines C by continuously performing this operation for approximately the number of lines C.
- the control unit 9 executes the first process in order from the line C located at one end of the object 100 of the plurality of lines C in the Y direction toward the inner line C in the Y direction.
- the control unit 9 executes the second process in order from the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction among the plurality of lines C toward the inner line in the Y direction (this). Is called the main processing process).
- the line C located at one end in the Y direction and the line C located at the other end in the Y direction have the same length in the X direction.
- the control unit 9 moves the laser machining head 10A in the Y direction and the Z direction by controlling the Y-axis moving section 61 and the Z-axis moving section 63.
- the focusing point of the laser beam L1 is positioned on the line C located at one end of the object 100 in the Y direction and at a position inside the object 100.
- the control unit 9 moves the laser machining head 10B in the Y direction and the Z direction by controlling the Y-axis moving unit 61 and the Z-axis moving unit 64.
- the focusing point of the laser beam L2 is positioned on the line C located at the other end of the object 100 in the Y direction and inside the object 100.
- the position of the focusing point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focusing point of the laser light L2 in the X direction coincide with each other, for example.
- control unit 9 moves the support unit 7 along the X direction by controlling the moving unit 53 of the moving mechanism 5. Further, in that state, the control unit 9 controls the X-axis moving unit 62A to move the laser machining head 10A in the direction opposite to the support unit 7 along the X direction. Further, the control unit 9 moves the laser machining head 10B along the X direction in the direction opposite to the support portion 7 by controlling the t, X-axis moving unit 62B in that state. As a result, the focusing points of the laser beams L1 and L2 are moved along the respective lines C along the X direction in the object 100.
- control unit 9 moves the support unit 7 and the laser processing heads 10A and 10B in opposite directions along the X direction in a state where the laser beams L1 and L2 are output from the laser processing heads 10A and 10B.
- the moving mechanisms 5 and 6 By controlling the moving mechanisms 5 and 6 in this way, the object 100 is irradiated with the laser beams L1 and L2 along the respective lines C (the irradiation process is performed).
- the control unit 9 moves the support unit 7 and the laser machining head 10A in opposite directions along the X direction, so that the moving mechanism 5 and the moving mechanism 6 (X-axis moving unit 62A) move.
- the moving mechanism 5 and the moving mechanism 6 (as the second process) move the support portion 7 and the laser machining head 10B in opposite directions along the X direction at the same timing as the first process.
- the X-axis moving unit 62B) is controlled.
- the first process and the second process for each line C are started and completed at the same time. That is, here, the first process and the second process overlap as a whole.
- a modified region M is formed inside the object 100 along the line C.
- the total speed is the movement of the focusing point.
- the control unit 9 can be arbitrarily set within a range up to the target value of speed. As an example, here, the control unit 9 makes the speed of the laser machining heads 10A and 10B along the X direction smaller than the speed of the support unit 7 along the X direction. Further, the speed of the laser processing head 10A and the speed of the laser processing head 10B can be the same when the lengths of the lines C to be irradiated by the laser beams L1 and L2 are the same.
- the speed of the laser processing head 10A and the laser The speed of the machining head 10B may be different from each other.
- the control unit 9 moves the laser machining head 10A in the Y direction by controlling the Y-axis moving unit 61.
- the focusing point of the laser beam L1 is located on the line C located inside only one end of the object 100 in the Y direction and at a position inside the object 100. It is considered to be in a state.
- the control unit 9 moves the laser machining head 10B by controlling the Y-axis moving unit 61.
- the focusing point of the laser beam L2 is located on the line C located one inside from the other end of the object 100 in the Y direction and at a position inside the object 100. It is considered to be in a state.
- the position of the focusing point of the laser beam L1 in the X direction and the position of the focusing point of the laser light L2 in the X direction coincide with each other, for example.
- the control unit 9 moves the support unit 7 and the laser processing heads 10A and 10B in opposite directions along the X direction under the control of the moving mechanisms 5 and 6, respectively, in the object 100.
- the focusing points of the laser beams L1 and L2 are moved along the X direction along the line C of the above.
- the first process and the second process for each line C are started and completed at the same time. That is, here as well, the first process and the second process overlap as a whole.
- the laser machining head 10A and the laser machining head 10B can be operated at the same time up to the line C inside the object 100, and the laser machining can be performed without waste.
- the modified region M is shown as a solid line for the sake of explanation, but it is not necessary that the modified region M is actually visible from the surface of the object 100.
- the positional relationship between the laser processing head 10A and the laser processing head 10B changes in the region inside the object 100, and the distance between them is in the Y direction.
- the unprocessed line C remains in the region of the object 100 corresponding to the distance D between the respective condensing portions 14 in a positional relationship that does not shrink any more (for example, a state in which they are in close contact with each other). May be.
- the control unit 9 executes the following post-processing process.
- the control unit 9 is a light collecting unit in the object 100.
- the laser beam L2 from the laser processing head 10B is sent to the part of the line C while the laser processing head 10A is retracted from the region of the object 100.
- the post-machining process that scans in the X direction (executes the second process) is executed.
- the laser processing head 10A and the laser processing head 10B may be reversed.
- the control related to the eccentricity correction of the laser processing apparatus 1 will be described.
- the X-axis moving portion 62A for moving the laser processing head 10A along the X direction and the laser processing head 10B are moved along the X direction.
- the X-axis moving portion 62B for moving the laser may not be parallel to each other (eccentricity is generated).
- the X-axis moving portion 62A is parallel to the X direction and the X-axis moving portion 62B is inclined in the Y direction with respect to the X direction.
- the moving line (first moving line) of the laser machining head 10A is aligned with the line C when viewed from the Z direction by rotating the support portion 7, the moving line of the laser machining head 10B is aligned.
- the second moving line is inclined with respect to the line C. Therefore, when the irradiation process is performed in that state and each of the laser processing heads 10A and 10B is moved along the line C, the modified region MA by the laser processing head 10A coincides with the line C, but the laser processing head 10B A deviation ⁇ y from the line C occurs in the modified region MB due to the above.
- control for correcting such a deviation ⁇ y is performed prior to the irradiation process.
- the moving lines of the laser machining heads 10A and 10B are, for example, the extending directions of the X-axis moving portions 62A and 62B when viewed from the Z direction, that is, the laser machining heads 10A and 10B when viewed from the Z direction ( It can be defined by the locus of movement of the condensing unit 14). Subsequently, the control related to this eccentricity correction will be specifically described.
- the sample 100T is supported by the support portion 7.
- the sample 100T is, for example, a bare wafer.
- the control unit 9 moves the laser processing head 10A in the Y direction so that the position of the condensing point of the laser beam L1 in the Y direction is located at the center of the sample 100T under the control of the Y-axis moving unit 61. Let me.
- the control unit 9 makes the position of the focusing point of the laser beam L1 in the Z direction coincide with the surface of the sample 100T. Therefore, the control unit 9 can move the laser machining head 10A in the Z direction by controlling the Z-axis moving unit 63, for example.
- the control unit 9 directs the laser processing head 10A in the X direction under the control of the X-axis moving unit 62A while outputting the laser beam L1 from the laser processing head 10A in a state where the sample 100T is supported by the support unit 7.
- the first forming process of moving along the above is carried out.
- the sample 100T is irradiated with the laser beam L1 along the X direction, and the processing line (first processing line) DA is formed by the processing marks of the laser light L1.
- the machining line DA corresponds to the moving line (first moving line) of the laser machining head 10A.
- the control unit 9 retracts the laser processing head 10A from the region on the sample 100T under the control of the Y-axis moving unit 61, and at the same time, the control unit 9 retracts the laser processing head 10A from the region on the sample 100T in the Y direction of the focusing point of the laser beam L2.
- the laser machining head 10A is moved in the Y direction so that the position of is located at the center of the sample 100T.
- the control unit 9 makes the position of the focusing point of the laser beam L2 in the Z direction coincide with the surface of the sample 100T. Therefore, the control unit 9 can move the laser machining head 10B in the Z direction by controlling the Z-axis moving unit 64, for example.
- the control unit 9 directs the laser processing head 10B in the X direction under the control of the X-axis moving unit 62B while outputting the laser beam L2 from the laser processing head 10B in a state where the sample 100T is supported by the support unit 7.
- the second forming process of moving along the above is carried out.
- the sample 100T is irradiated with the laser beam L2 along the X direction, and the processing line (second processing line) DB is formed by the processing marks of the laser light L2.
- the processing line DB corresponds to a moving line (second moving line) of the laser processing head 10B.
- the control unit 9 takes an image of the sample 100T under the control of the moving mechanism 6 and the camera AC, and acquires information indicating the formation state of the processing lines DA and DB based on the obtained image. Then, the control unit 9 acquires the amount of deviation of the processing line DB from the processing line DA (reference line) in the Y direction based on the comparison between the processing line DA and the processing line DB (deviation amount acquisition process).
- the control unit 9 follows (matches) the movement line (processing line DB) indicating the movement of the laser processing head 10B by the X-axis moving unit 62B along the X direction. )
- the acquisition process for acquiring the deviation amount ⁇ Y in the Y direction from the reference line (machining line DA) is to be performed.
- the equation of the deviation amount ⁇ Y is a straight line equation of the processing line DB in the XY plane
- the deviation amount ⁇ Y is changed to the equation.
- the eccentricity is corrected by moving the laser machining head 10B in the Y direction so as to have the corresponding Y coordinates.
- the control unit 9 is controlled by the Y-axis moving unit 61 in the Y direction by the amount of deviation ⁇ Y (so as to cancel the deviation amount ⁇ Y).
- the laser processing head 10B is moved in the X direction under the control of the X-axis moving unit 62B (arrow AB in the figure).
- the eccentricity of the laser machining head 10B in the Y direction is corrected, and a modified region MB corresponding to the line C is formed for the laser machining head 10B.
- the control unit 9 Prior to this irradiation process, the control unit 9 performs an alignment process of rotating the support unit 7 so that the line C coincides with the moving line of the laser processing head 10A under the control of the moving mechanism 5. .. Therefore, the modified region MA corresponding to the line C is also formed for the laser processing head 10A.
- eccentricity correction In the above example of eccentricity correction, one object 100 is supported by the support portion 7, but as shown in FIG. 16, a plurality of (two in this case) objects 100A and 100B Can be applied even when is supported by the support portion 7 and processed at the same time. Subsequently, this modification will be described. Since the former eccentricity correction is caused by the deviation of the X-axis moving portions 62A and 62B for moving the laser processing heads 10A and 10B along the X direction, it may be referred to as axis deviation correction. Further, the correction of the deviation caused by the deviation of the postures of the objects 100A and 100B below may be referred to as wafer deviation correction.
- the X-axis moving portions 62A and 62B are parallel to the X direction, and although there is no difference between the laser machining heads 10A and 10B, the objects 100A and 100B are subject to deviation from each other in their postures.
- the lines C set for the objects 100A and 100B are not parallel to each other. Therefore, for example, when the line C of the object 100A is aligned with the moving line of the laser machining head 10A by rotating the support portion 7, the moving line of the laser machining head 10B is aligned with the moving line C of the laser machining head 10B. Will be tilted.
- the modification region MA by the laser processing head 10A coincides with the line C of the object 100A, but the modification region MB by the laser processing head 10B is the line C of the object 100B.
- a deviation ⁇ y from the above occurs.
- the control unit 9 captures the object 100B by controlling the moving mechanism 6 and the camera AC. Subsequently, the control unit 9 coincides with the direction in which the line C of the object 100B is set and the movement line of the laser machining head 10B by the X-axis moving unit 62B (here, the X direction) based on the obtained image. The amount of deviation from (which is synonymous with laser) is obtained.
- the direction in which the edge of the device region extends in the image and the direction in which the street region between the edges of the device region extends are defined as the region in which the line C is set, and the moving line (X direction) of the laser processing head 10B. By comparing with, the deviation amount can be obtained.
- the control unit 9 is a reference line (object) along the X direction of the movement line (second movement line) indicating the movement of the laser machining head 10B by the X-axis movement unit 62B along the X direction.
- the acquisition process for acquiring the amount of deviation from the line C) set to 100B in the Y direction will be performed.
- the control unit 9 moves the laser processing head 10B in the Y direction by the amount of the deviation amount (so as to cancel the deviation amount) under the control of the Y-axis moving unit 61.
- the laser machining head 10B is moved in the X direction under the control of the X-axis moving unit 62B.
- the modified region MB corresponding to the line C of the object 100B is also formed for the laser machining head 10B.
- the laser machining apparatus 1 includes another X-axis moving unit (the configuration is the same as that of the X-axis moving units 62A and 62B) different from the X-axis moving units 62A and 62B, and the camera AC moves the other X-axis moving unit. It is attached to the part.
- the control unit 9 uses the extending direction of the other X-axis moving unit as a reference line, and the reference line of each of the moving lines of the laser machining heads 10A and 10B by the X-axis moving units 62A and 62B. The amount of deviation in the Y direction from is acquired.
- the control unit 9 controls the Y-axis moving unit 61 by the amount of the deviation amount (so as to cancel the deviation amount) in the laser processing head 10A in the Y direction. , 10B is moved, and the laser machining heads 10A and 10B are moved in the X direction under the control of the X-axis moving portions 62A and 62B. That is, here, the control unit 9 corrects the eccentricity of both the laser machining heads 10A and 10B. [Other variants of eccentricity correction]
- the surface of the sample 100T is subjected to the acquisition of the amount of deviation by irradiating the surface of the sample 100T with the focusing points of the laser light L1 and L2 and irradiating the laser light L1 and L2.
- the processing lines DA and DB for the above were formed.
- the processing lines DA and DB may be formed inside the sample 100T.
- the control unit 9 aligns the focusing points of the laser beams L1 and L2 with the inside of the sample 100T and irradiates the laser beams L1 and L2 to irradiate the sample 100T with a processing line composed of a modified region.
- Form DA and DB the control unit 9 uses the camera AC to image the inside of the sample 100T with the light transmitted through the sample 100T, and acquires information indicating the formation state of the processing lines DA and DB.
- the laser machining apparatus 1 has two laser machining heads 10A and 10B for irradiating the object 100 with the laser beams L1 and L2.
- the laser machining heads 10A and 10B are made movable by the X-axis moving portions 62A and 62B of the moving mechanism 6 along the extending X direction of the line C set on the object 100. Therefore, the throughput can be improved by operating the laser machining heads 10A and 10B at the same time for at least a part of the time.
- the control unit 9 determines the amount of deviation ⁇ Y of the movement line of the laser machining head 10B by the X-axis moving unit 62B along the X direction from the reference line along the X direction in the X direction. Perform the acquisition process to acquire.
- the line C set on the object 100 is along the X direction. Therefore, the amount of deviation ⁇ Y of the moving line acquired here from the reference line corresponds to the amount of deviation from the line C in the irradiation process.
- the laser processing head 10B is moved in the X direction while being moved in the Y direction by the amount of the deviation amount ⁇ Y.
- the control unit 9 outputs the laser light L1 from the laser processing head 10A in a state where the sample 100T for acquiring the deviation amount ⁇ Y is supported by the support unit 7.
- the sample 100T is irradiated with the laser light L1 along the X direction, and the processing marks of the laser light L1 are used as moving lines.
- the first forming process for forming the processing line DA of the above on the sample 100T is carried out.
- the control unit 9 outputs the laser beam L2 from the laser processing head 10B and controls the laser processing head 10B in the X direction under the control of the Y-axis moving unit 61.
- the sample 100T is irradiated with the laser beam L2 along the X direction, and a second forming process is performed in which the processing line DB as a moving line is formed on the sample 100T by the processing marks of the laser beam L2. ..
- the control unit 9 executes a deviation amount acquisition process for acquiring a deviation amount ⁇ Y with the processing line DA as a reference line based on the comparison between the processing line DA and the processing line DB. In this way, if the processing lines DA and DB formed by actually processing the sample 100T are used as moving lines for calculating the deviation amount ⁇ Y, it is possible to obtain the deviation amount with higher accuracy. Become.
- the control unit 9 performs an alignment process in which the support unit 7 is rotated so that the line C coincides with the moving line of the laser processing head 10A under the control of the moving mechanism 5 before the irradiation process. implement. Then, in the irradiation process, the control unit 9 moves the support unit 7 along the X direction under the control of the moving mechanism 5 in a state where the laser beams L1 and L2 are output from the laser processing heads 10A and 10B. By controlling the X-axis moving portions 62A and 62B, the laser processing heads 10A and 10B are moved along the X direction in the direction opposite to the support portion 7, so that the laser beams L1 and L2 are transmitted to the object 100 along the line C. Irradiate.
- the moving speed of the focusing points of the laser beams L1 and L2 with respect to the object 100 is improved, and processing is performed. Speed is improved. Further, in this case, the target moving speed of the focusing point is shared by the support portion 7 and the laser processing heads 10A and 10B, respectively. Therefore, as compared with the case where one of the support portion 7 and the laser processing heads 10A and 10B is moved, it is possible to suppress the moving speed of each. As a result, the time and distance required for acceleration / deceleration of the support portion 7 and the laser machining heads 10A and 10B can be reduced.
- the weight of the laser processing heads 10A and 10B is generally lighter than the weight of the support portion 7. Therefore, when moving the focusing point at the target moving speed, the laser processing heads 10A and 10B are moved faster than the support portion 7 (that is, the load on the speed of the laser processing heads 10A and 10B is relatively increased). Is possible.
- the laser processing heads 10A and 10B are connected to the optical fiber 2 for introducing the laser light L1 and L2 output from the light source 81. Then, the control unit 9 makes the speed of the laser processing heads 10A and 10B along the X direction smaller than the speed of the support unit 7 along the X direction in the irradiation process. In this way, when the optical fiber 2 is connected to the laser processing heads 10A and 10B, the laser processing heads 10A and 10B are not related to the weight relationship between the laser processing heads 10A and 10B and the support portion 7. (That is, the load on the speed of the laser processing heads 10A and 10B is relatively reduced), so that the optical fiber 2 can be protected.
- the moving mechanism 6 includes a pair of Y-axis moving portions 61 arranged so as to face each other in the X direction, and the X-axis moving portions 62A and 62B are formed on the pair of Y-axis moving portions 61. It is hung and supported. Therefore, each of the laser machining heads 10A and 10B is reliably supported. [Embodiment of machine difference correction]
- FIG. 17 and 18 are diagrams showing machining results when machining is performed using two laser machining heads under the same machining conditions.
- FIG. 17 shows the processing result by the laser processing head 10A
- FIG. 18 shows the processing result by the laser processing head 10B.
- 17 (a) and 18 (a) are cut surfaces along the line C of the object 100, and are photographs showing the cut surfaces in which the modified region M is exposed.
- FIG. 17B and FIG. 18B are schematic views showing a cross section of the object 100 intersecting the line C.
- the processing conditions here are the conditions shown in the table of FIG. 19 as an example.
- the number of passes shown on the horizontal axis such as 1 pass and 2 passes corresponds to the number of scans of the laser beams L1 and L2. That is, here, the laser beams L1 and L2 are scanned four times for one line C. Further, as shown by the number of focal points on the vertical axis, the laser beams L1 and L2 are branched into two and have two focal points only for one pass. Therefore, here, five modified regions M1, M2, M3, M4, M5 are formed for one line C.
- ZH ( ⁇ m) on the vertical axis of the table in FIG. 19 corresponds to the position of the focusing point of the laser beams L1 and L2 in the object 100 in the Z direction.
- VD ( ⁇ m) is an interval between adjacent modified regions when the laser beams L1 and L2 are branched into a plurality of laser beams L1 and L2 so that the number of focal points is 2 or more.
- the focusing state parameter is a parameter for varying the laser focusing state such as spherical aberration and astigmatism.
- an object 100 having a thickness of 400 ⁇ m is used.
- the laser machining apparatus 1 has a function for correcting the difference in machining results between the two laser machining heads 10A and 10B, that is, the machine difference. That is, in the laser processing apparatus 1, the control unit 9 determines the processing conditions of the object 100 by the laser beam L1 from the laser processing head 10A and the processing conditions of the object 100 by the laser light L2 from the laser processing head 10B. Since at least a part of the information is set independently of each other, a display process is performed in which information for accepting input (input screen G or the like in FIG. 20) is displayed on the input reception unit 93.
- FIG. 20 is a diagram showing an example of an input screen displayed by the input reception unit.
- the input screen G includes a basic condition receiving unit G1 for accepting selection of basic processing conditions (basic conditions).
- the control unit 9 receives, for example, the selection of the basic conditions according to the thickness of the object 100 (“T400 ⁇ m basic conditions” in the illustrated example) by the basic condition reception unit G1, the processing conditions (for example, “T400 ⁇ m basic conditions”) corresponding to the selection are received. Processing conditions as shown in FIG. 19) are set.
- the input screen G includes a correction item receiving unit G2 for selecting an item (correction item) for machine difference correction.
- the correction items that the correction item receiving unit G2 accepts for selection are the eccentric correction G21, the processing correction G22, the AF correction G23, and the laser ONOFF correction G24.
- the eccentricity correction G21 is the above-mentioned eccentricity correction.
- the control unit 9 When the control unit 9 accepts the selection of the eccentricity correction G21, as shown in FIG. 21A, the control unit 9 provides information (correction amount input screen G21p) for receiving the input of the specific correction amount of the eccentricity correction G21. It is displayed on the input reception unit 93.
- the correction amount input screen G21p relating to the laser machining head 10B is shown, but the laser machining head 10A can also be displayed in the same manner.
- the movement line (for example, the processing line DA) indicating the movement of the laser processing head 10A by the X-axis moving unit 62A along the X direction is used as a reference line
- the laser processing head 10B by the X-axis moving unit 62B is used as a reference line.
- the input of the correction amount for the deviation amount of the movement line (for example, the machining line DB) indicating the movement along the X direction from the reference line in the Y direction is accepted.
- the "X coordinate 1" is the X coordinate of the start end of the moving line of the laser machining head 10B
- the "X coordinate 2" is the X coordinate of the end of the moving line of the laser machining head 10B.
- the control unit 9 receives information (correction) for receiving the input of the correction amount from the processing condition of the laser processing head 10B when the processing condition of the laser processing head 10A is used as a reference.
- the amount input screen G21p) is displayed on the input reception unit 93. More specifically, as described above, the control unit 9 uses the moving line (for example, the machining line DA) indicating the movement of the laser machining head 10A by the X-axis moving section 62A along the X direction as a reference line, and the X-axis.
- the moving line for example, the machining line DA
- correction amount for accepting input of a correction amount for the deviation amount of the moving line (for example, the processing line DB) indicating the movement of the laser machining head 10B along the X direction by the moving unit 62B from the reference line in the Y direction.
- the input screen G21p is displayed on the input reception unit 93.
- the control unit 9 causes the input reception unit 93 to display information corresponding to the above-mentioned correction amount input screen G21p even when the correction item reception unit G2 of the input screen G accepts the selection of another correction item.
- FIG. 21B shows a correction amount input screen G22p when the correction item receiving unit G2 accepts the selection of the processing correction G22.
- the “Z height correction” of the correction amount input screen G22p indicates a correction amount based on the laser machining head 10A of “ZH ( ⁇ m)” under the machining conditions of FIG.
- the “condensing correction” of the correction amount input screen G22p indicates a correction amount based on the laser processing head 10A of the “condensing parameter” under the processing conditions of FIG.
- FIG. 22A shows a correction amount input screen G23p when the correction item reception unit G2 accepts the selection of the AF correction G23.
- the distance between the surface of the object 100 and the condensing unit 14 is maintained constant (that is, the object 100) based on the signal output from the measuring unit 16.
- the autofocus control (AF control) for controlling the drive unit 18 is performed so that the distance between the surface of the laser beam L1 and the focusing point of the laser beams L1 and L2 is kept constant).
- the correction amount input screen G23p accepts the correction amount of various conditions in this AF control.
- the "AF tracking start position" on the correction amount input screen G23p indicates the correction amount of the position in the X direction at which the AF control of the laser processing head 10B is started when the laser processing head 10A is used as a reference.
- the “AF fixed distance” of the correction amount input screen G23p is the distance for processing while maintaining a constant distance between the surface of the object 100 and the condensing point of the laser beam L2 when the laser processing head 10A is used as a reference.
- the amount of correction (distance from the edge of the object 100) is shown.
- the "AF light amount” of the correction amount input screen G23p indicates the correction amount of the light amount of the measurement light L10 in the measuring unit 16 of the laser processing head 10B when the laser processing head 10A is used as a reference.
- the “AF gain” of the correction amount input screen G23p indicates a correction amount of the strength of the control signal for moving the condensing unit 14 so as to follow the surface displacement of the object 100. More specifically, the "AF gain” is for correcting the strength of the feedback control gain (for example, the proportional gain, the integral gain, and the differential gain of the PID control) for controlling the piezoelectric element that moves the drive unit 18, for example. It is a parameter divided into a plurality of stages (for example, 10 stages).
- FIG. 22B shows a correction amount input screen G24p when the correction item reception unit G2 accepts the selection of the laser ONOFF correction G24.
- the “edge OFF distance” of the correction amount input screen G24p is the correction amount of the length of the edge OFF section.
- the edge OFF section is a section from the edge of the object 100 to a predetermined position, and is a section in which the laser is turned off and the modified region is not formed. This is for correcting the deviation caused by the variation or the like from when the laser is turned on until the pulse is actually oscillated at a constant output.
- the "ONOFF position" of the correction amount input screen G24p is a modified region when the laser is turned off in a part of a predetermined region in the object 100 to form a region that does not form a modified region. Indicates the amount of correction of the deviation of the position where is formed.
- the basic condition receiving unit G1 of the input screen G accepts the "T400 ⁇ m basic condition”
- the correction item receiving unit G2 accepts the selection of the machining correction G22
- the correction amount input screen G22p is shown in FIG. 21.
- the conditions ((b) in FIG. 23) in which the correction amounts shown in (b) of FIG. 21 are added to the machining conditions shown in FIG. 19 are applied. Set. As a result, the machine difference correction is performed.
- FIG. 24 is a photograph of a cut surface showing the processing result when the processing is actually performed after the machine difference correction.
- FIG. 24A shows the machining result by the laser machining head 10A
- FIG. 24B shows the machining result by the laser machining head 10B.
- the generation of black streaks BF generated in the example of FIG. 18 is suppressed, and a uniform processing state is obtained for the laser processing heads 10A and 10B.
- the control unit 9 processes the object 100 by the laser beam L1 from the laser machining head 10A and the machining conditions of the object 100 by the laser beam L2 from the laser machining head 10B. And, in order to set at least a part of the above independently of each other, information for accepting input (input screen G or the like) is displayed on the input reception unit 93. Therefore, the processing conditions of the laser processing heads 10A and 10B are not different so that the processing quality of the laser processing of the object 100 by the laser processing heads 10A and 10B does not differ (machine difference between the laser processing heads 10A and 10B). By setting, deterioration of processing quality can be suppressed.
- the control unit 9 receives an input of a correction amount from the reference of the machining condition of the laser machining head 10B when the machining condition of the laser machining head 10A is used as a reference in the display processing.
- Information (correction amount input screen G21p, etc.) is displayed on the input reception unit 93. Therefore, it is easy to input for suppressing the machine difference between the laser machining heads 10A and 10B.
- the above embodiment describes one embodiment of the laser processing apparatus according to one aspect of the present disclosure. Therefore, the above-mentioned laser processing apparatus 1 can be arbitrarily deformed.
- the moving mechanism 6 includes a single Y-axis moving portion 61, and the X-axis moving portions 62A and 62B may be supported by the single Y-axis moving portion 61 in the state of a cantilever.
- a laser processing device capable of improving throughput and suppressing deterioration of processing quality is provided.
- 1 Laser processing device, 5 ... Movement mechanism (second movement mechanism), 6 ... Movement mechanism (first movement mechanism), 7 ... Support unit, 9 ... Control unit, 10A ... Laser processing head (first laser processing head) 10, 10B ... Laser machining head (second laser machining head), 61 ... Y-axis moving section (third moving section), 62A ... X-axis moving section (first moving section), 62B ... X-axis moving section (second moving section) Department), 93 ... Input reception unit, 100 ... Object, 100T ... Sample, AC ... Camera.
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Abstract
第1方向に沿って延びると共に前記第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、前記ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、前記ラインに沿って前記対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、前記対象物を支持するための支持部と、前記支持部に支持された前記対象物に対して前記レーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドと、前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドを、それぞれ、前記第1方向及び前記第2方向に沿って移動させるための第1移動機構と、少なくとも、前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光の照射、並びに、前記第1移動機構による前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドの移動を制御するための制御部と、を備えるレーザ加工装置。
Description
本開示の一側面は、レーザ加工装置に関する。
特許文献1には、ワークを保持する保持機構と、保持機構に保持されたワークにレーザ光を照射するレーザ照射機構と、を備えるレーザ加工装置が記載されている。特許文献1に記載のレーザ加工装置では、集光レンズを有するレーザ照射機構が基台に対して固定されており、集光レンズの光軸に垂直な方向に沿ったワークの移動が保持機構によって実施される。
ところで、上述したようなレーザ加工装置にあっては、スループットの向上が望まれている。スループットの向上のためには、例えば、保持機構によるワークの移動速度を増大させることが考えられる。しかしながら、ワークの移動速度を増大させようとしても、ワークの移動が、目標の速度での等速移動に達するまでに要する加速時間も増大する。このため、ワークの移動速度の増大では、一定以上のスループットの向上が困難である。
本発明者は、このような問題に接して鋭意研究を進めた結果、以下の知見を得た。すなわち、互いに独立して移動可能な2つのレーザ加工ヘッドを、少なくとも一部の時間において同時に稼働させることにより、スループットを向上可能である。このとき、加工の対象物に設定された加工予定のラインに沿ってレーザ光を照射するために、レーザ加工ヘッドを当該ラインに沿って移動させることが考えられる。しかしながら、この場合には次のような新たな問題点が生じ得る。
すなわち、レーザ加工ヘッドが1つである場合には、そのレーザ加工ヘッドの移動の軌跡である移動線に対して、例えば対象物を支持する支持部を回転させることにより、加工予定のラインを一致させることができる。一方、レーザ加工ヘッドが2つであり、それぞれのレーザ加工ヘッドの移動線が互いに平行でない場合等には、対象物を支持する支持部を回転させて一方のレーザ加工ヘッドの移動線に当該ラインを一致させると、他方のレーザ加工ヘッドの移動線が当該ラインからずれる。このようなズレは、加工品質の低下に繋がるおそれがある。
そこで、本開示の一側面は、スループットを向上すると共に加工品質の低下を抑制可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
本開示の一側面に係るレーザ加工装置は、第1方向に沿って延びると共に第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、ラインに沿って対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、対象物を支持するための支持部と、支持部に支持された対象物に対してレーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドと、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドを、それぞれ、第1方向及び第2方向に沿って移動させるための第1移動機構と、少なくとも、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドからのレーザ光の照射、並びに、第1移動機構による第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドの移動を制御するための制御部と、を備え、第1移動機構は、第1方向に沿って延びると共に第1レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第1レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させるための第1移動部と、第1方向に沿って延びると共に第2レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第2レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させるための第2移動部と、第2方向に沿って延びると共に第1移動部及び第2移動部が取り付けられており、第1移動部及び第2移動部のそれぞれを第2方向に沿って移動させるための第3移動部と、を含み、制御部は、第2移動部による第2レーザ加工ヘッドの第1方向に沿った移動を示す第2移動線の、第1方向に沿った基準線からの第2方向へのズレ量を取得する取得処理と、取得処理の後に、少なくとも第2レーザ加工ヘッドからレーザ光が出力されている状態において、第1方向に沿って第2レーザ加工ヘッドを移動させるように第2移動部を制御することにより、ラインに沿って対象物にレーザ光を照射する照射処理と、を実施し、照射処理では、制御部は、第3移動部の制御によってズレ量の分だけ第2方向に第2レーザ加工ヘッドを移動させながら、第2移動部の制御によって第2レーザ加工ヘッドを第1方向に移動させる。
このレーザ加工装置は、対象物に対してレーザ光を照射するための2つのレーザ加工ヘッド(第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ 加工ヘッド)を有している。そして、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドは、第1移動機構の第1移動部及び第2移動部によって、対象物に設定されたラインの延びる第1方向に沿って移動可能とされている。よって、少なくとも一部の時間において、第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドを同時に稼働することによって、スループットを向上可能である。
さらに、このレーザ加工装置では、制御部が、第2移動部による第2レーザ加工ヘッドの第1方向に沿った第2移動線の、第1方向に沿った基準線からの第2方向へのズレ量を取得する取得処理を実施する。対象部に設定されたラインは、第1方向に沿っている。したがって、ここで取得された第2移動線の基準線からのズレ量は、照射処理におけるラインからのズレ量に相当する。そして、照射処理では、第2レーザ加工ヘッドは、当該ズレ量の分だけ第2方向に移動されながら第1方向に移動させられる。よって、対象物に設定されたラインが、第1レーザ加工ヘッドの移動線に一致させられた場合であっても、第2レーザ加工ヘッドの第2移動線が当該ラインからずれることが抑制され、加工品質の低下が抑制され得る。
本開示の一側面に係るレーザ加工装置では、制御部は、取得処理では、ズレ量の取得用のサンプルが支持部に支持されている状態において、第1レーザ加工ヘッドからレーザ光を出力させながら、第1移動部の制御により第1レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させることにより、第1方向に沿ってサンプルにレーザ光を照射して、前記第1レーザ加工ヘッドの第1方向に沿った移動を示す第1移動線としての第1加工線をレーザ光の加工痕によってサンプルに形成する第1形成処理と、サンプルが支持部に支持されている状態において、第2レーザ加工ヘッドからレーザ光を出力させながら、第2移動部の制御により第2レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させることにより、第1方向に沿ってサンプルにレーザ光を照射して、レーザ光の加工痕によって第2移動線としての第2加工線をサンプルに形成する第2形成処理と、第1加工線と第2加工線との比較に基づいて、第1加工線を基準線としたズレ量を取得するズレ量取得処理と、を実施してもよい。このように、サンプルを実際に加工することによって形成された第1加工線及び第2加工線を、ズレ量の算出のための第1移動線及び第2移動線として利用すれば、より高精度にズレ量を求めることが可能となる。
本開示の一側面に係るレーザ加工装置は、第1方向に沿って支持部を移動させると共に、第1方向及び第2方向に交差する第3方向に沿った回転軸の周りに支持部を回転させるための第2移動機構をさらに備え、制御部は、照射処理の前に、第2移動機構の制御によって、ラインが第1移動線に一致するように支持部を回転させるアライメント処理を実施し、照射処理では、制御部は、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドからレーザ光が出力されている状態において、第2移動機構の制御によって第1方向に沿って支持部を移動させると共に、第1移動部及び第2移動部の制御によって、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って支持部と反対方向に移動させることにより、ラインに沿って対象物にレーザ光を照射してもよい。このように、対象物を支持する支持部とレーザ加工ヘッドとの双方を移動させれば、対象物に対するレーザ光の集光点の移動速度が向上され、加工速度が向上される。
また、この場合には、集光点の目標の移動速度が、支持部及びレーザ加工ヘッドのそれぞれで分担される。このため、支持部及びレーザ加工ヘッドの一方を移動させる場合と比較して、それぞれの移動速度を抑えることが可能である。この結果、支持部及びレーザ加工ヘッドの加減速に係る時間及び距離が削減され得る。
ここで、レーザ加工ヘッドの重量は、支持部の重量よりも軽量であることが一般的である。したがって、集光点を目標の移動速度で移動させるに際して、レーザ加工ヘッドを支持部よりも速く移動させる(すなわち、レーザ加工ヘッドの速度の負担を相対的に大きくする)ことが考えられる。
これに対して、本開示の一側面に係るレーザ加工装置では、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドには、光源から出力されたレーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、制御部は、照射処理において、第1方向に沿った第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドの速さを、第1方向に沿った支持部の速さよりも小さくしてもよい。このように、レーザ加工ヘッドに対して光源からレーザ光を導入するための光ファイバが接続されている場合には、レーザ加工ヘッドと支持部との重量の関係に関わらず、レーザ加工ヘッドを相対的に遅くする(すなわち、レーザ加工ヘッドの速度の負担を相対的に小さくする)ことによって、光ファイバの保護を図ることが可能である。
本開示の一側面に係るレーザ加工装置では、第1移動機構は、第1方向に互いに対向して配置された一対の第3移動部を含み、第1移動部及び第2移動部は、一対の第3移動部に掛け渡されて支持されていてもよい。この場合、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドのそれぞれが確実に支持される。
ここで、本開示の一側面に係るレーザ加工装置では、第1方向に沿って延びると共に第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、ラインに沿って対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、対象物を支持するための支持部と、支持部に支持された対象物に対してレーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドと、情報を表示すると共に入力を受け付けるための入力受付部と、入力受付部を制御するための制御部と、を備え、制御部は、第1レーザ加工ヘッドからのレーザ光による対象物の加工条件と、第2レーザ加工ヘッドからのレーザ光による対象物の加工条件と、の少なくとも一部を互いに独立して設定するための入力を受け付けるための情報を入力受付部に表示させる表示処理を実施する。
このレーザ加工装置は、対象物に対してレーザ光を照射するための2つのレーザ加工ヘッド(第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ 加工ヘッド)を有している。よって、少なくとも一部の時間において、第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドを同時に稼働することによって、スループットを向上可能である。
また、このレーザ加工装置では、制御部が、第1レーザ加工ヘッドからのレーザ光による対象物の加工条件と、第2レーザ加工ヘッドからのレーザ光による対象物の加工条件と、の少なくとも一部を互いに独立して設定するため入力を受け付けるための情報を入力受付部に表示させる。したがって、第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドのそれぞれによる対象部のレーザ加工の加工品質に差(レーザ加工ヘッドの機差)が生じないように、第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドのそれぞれの加工条件を設定することによって、加工品質の低下を抑制可能である。
本開示の一側面に係るレーザ加工装置では、制御部は、表示処理において、第1レーザ加工ヘッドの加工条件を基準としたときの、第2レーザ加工ヘッドの加工条件の基準からの補正量の入力を受け付けるための情報を入力受付部に表示させてもよい。この場合、レーザ加工ヘッドの機差を抑制するための入力が容易となる。
本開示の一側面に係るレーザ加工装置では、第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドを、それぞれ、第1方向及び第2方向に沿って移動させるための第1移動機構をさらに備え、制御部は、第1移動機構による第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドの移動を制御し、第1移動機構は、第1方向に沿って延びると共に第1レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第1レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させるための第1移動部と、第1方向に沿って延びると共に第2レーザ加工ヘッドが取り付けられており、第2レーザ加工ヘッドを第1方向に沿って移動させるための第2移動部と、第2方向に沿って延びると共に第1移動部及び第2移動部が取り付けられており、第1移動部及び第2移動部のそれぞれを第2方向に沿って移動させるための第3移動部と、を含み、制御部は、表示処理において、第2移動部による第2レーザ加工ヘッドの第1方向に沿った移動を示す第2移動線の、第1方向に沿った基準線からの第2方向へのズレ量に対する補正量の入力を受け付けるための情報を入力受付部に表示させてもよい。このように、レーザ加工ヘッドの機差の補正量の一例として、上述したズレ量を用いることができる。
本開示の一側面によれば、スループットを向上すると共に加工品質の低下を抑制可能なレーザ加工装置を提供できる。
以下、本開示の一側面の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、各図には、X軸、Y軸、及び、Z軸によって規定される直交座標系を示す場合がある。X方向は、第1方向の一例であり、第1の水平方向である。Y方向は、第1方向に交差する第2方向の一例であり、第2の水平方向である。Z方向は、第1方向及び第2方向に交差する第3方向の一例であり、鉛直方向である。
[レーザ加工装置の構成]
[レーザ加工装置の構成]
図1及び図2に示されるように、レーザ加工装置1は、移動機構5(第2移動機構)、移動機構6(第1移動機構)、支持部7、光源ユニット8、制御部9、レーザ加工ヘッド10A(第1レーザ加工ヘッド)、レーザ加工ヘッド10B(第2レーザ加工ヘッド)、及び、一対のカメラACを備えている。
移動機構5は、固定部51と、移動部53と、取付部55と、を有している。固定部51は、装置フレーム1aに取り付けられている。移動部53は、固定部51に設けられたレールに取り付けられており、Y方向に沿って移動することができる。取付部55は、移動部53に設けられたレールに取り付けられており、X方向に沿って移動することができる。支持部7は、取付部55に設けられた回転軸に取り付けられており、Z方向に平行な軸線を中心として回転することができる。すなわち、移動機構5は、支持部7を、X方向及びY方向に沿って移動するための機能、及び、Z方向に沿った軸の周りに回転させるための機能を有している。
移動機構6は、一対のY軸移動部(第3移動部)61、X軸移動部(第1移動部)62A、X軸移動部(第2移動部)62B、Z軸移動部63,64、及び、取付部65,66,67A,67Bを有している。一対のY軸移動部61は、X方向に互いに対向して配置され、Y方向に沿って(ここでは略平行に)延びている。X軸移動部62Aは、X方向に沿って延びており、X方向の両端において、取付部67Aを介してY軸移動部61に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、X軸移動部62Aは、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている。これにより、X軸移動部62Aは、Y軸移動部61によってY方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Y軸移動部61は、X軸移動部62AをY方向に移動させるための機能を有している。
Z軸移動部63は、Z方向に沿って延びており、X軸移動部62Aに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Z軸移動部63は、X軸移動部62AによってX方向に沿って移動可能とされている。Z軸移動部63には、取付部65を介してレーザ加工ヘッド10Aが取り付けられている。したがって、X軸移動部62Aは、Z軸移動部63ごと、レーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って移動させるための機能を有している。レーザ加工ヘッド10Aは、取付部65を介して、Z軸移動部63に設けられたレールに取り付けられている。これにより、レーザ加工ヘッド10Aは、Z軸移動部63によってZ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Z軸移動部63は、レーザ加工ヘッド10AをZ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構6は、レーザ加工ヘッド10Aを、X方向、Y方向、及び、Z方向に沿って3次元的に移動可能に保持している。
X軸移動部62Bは、X方向に沿って延びており、X方向の両端において、取付部67Bを介してY軸移動部61に設けられたレールに取り付けられている。すなわち、X軸移動部62Bは、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている。これにより、X軸移動部62Bは、Y軸移動部61によってY方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Y軸移動部61は、X軸移動部62BをY方向に移動させるための機能を有している。
Z軸移動部64は、Z方向に沿って延びており、X軸移動部62Bに設けられたレールに取り付けられている。これにより、Z軸移動部64は、X軸移動部62BによってX方向に沿って移動可能とされている。Z軸移動部64には、取付部66を介してレーザ加工ヘッド10Bが取り付けられている。したがって、X軸移動部62Bは、Z軸移動部64ごと、レーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って移動させるための機能を有している。レーザ加工ヘッド10Bは、取付部66を介して、Z軸移動部64に設けられたレールに取り付けられている。これにより、レーザ加工ヘッド10Bは、Z軸移動部64によってZ方向に沿って移動可能とされている。すなわち、Z軸移動部64は、レーザ加工ヘッド10AをZ方向に沿って移動させるための機能を有している。このように、移動機構6は、レーザ加工ヘッド10Bを、X方向、Y方向、及び、Z方向に沿って3次元的に移動可能に保持している。
支持部7は、上述したように、移動機構5の取付部55に設けられた回転軸に取り付けられており、Z方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。つまり、支持部7は、X方向及びY方向のそれぞれに沿って移動することができ、Z方向に平行な軸線を中心線として回転することができる。支持部7は、X方向及びY方向に沿って対象物100を支持する。対象物100は、例えば、ウェハである。
レーザ加工ヘッド10Aは、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100に対してレーザ光L1を照射するためのものである。レーザ加工ヘッド10Bは、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100に対してレーザ光L2を照射するためのものである。
一対のカメラACは、互いに異なる倍率を有しており、Z方向において支持部7と対向した状態で、支持部7に支持された対象物100を撮像するためのものである。カメラACは、一例として、レーザ加工ヘッド10Aと共に、取付部65を介してZ軸移動部63に取り付けられている。カメラACは、例えば、対象物100を透過する光を用いて、対象物100のデバイスパターンや、改質領域及び改質領域から延びる亀裂の形成状態等を撮像することができる。カメラACによって得られた画像は、例えば、対象物100に対するレーザ光L1,L2の照射位置のアライメントや、レーザ光L1,L2の照射条件の調整等に供される。
光源ユニット8は、1対の光源81,82を有している。光源81は、レーザ光L1を出力する。レーザ光L1は、光源81の出射部81aから出射され、光ファイバ2によってレーザ加工ヘッド10Aに導光される。すなわち、レーザ加工ヘッド10Aには、光源81から出力されたレーザ光L1を導入するための光ファイバ2が接続されている。光源82は、レーザ光L2を出力する。レーザ光L2は、光源82の出射部82aから出射され、別の光ファイバ2によってレーザ加工ヘッド10Bに導光される。すなわち、レーザ加工ヘッド10Bには、光源82から出力されたレーザ光L2を導入するための光ファイバ2が設けられている。
制御部9は、レーザ加工装置1の各部(複数の移動機構5,6、レーザ加工ヘッド10A,10B、カメラAC、及び光源ユニット8等)を制御する。制御部9は、処理部91と、記憶部92と、入力受付部93と、を有している。処理部91は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。処理部91では、プロセッサが、メモリ等に読み込まれたソフトウェア(プログラム)を実行し、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信を制御する。記憶部92は、例えばハードディスク等であり、各種データを記憶する。入力受付部93は、各種情報を表示すると共に、ユーザから各種情報の入力を受け付けるインターフェース部である。本実施形態では、入力受付部93は、GUI(Graphical User Interface)を構成している。
以上のように構成されたレーザ加工装置1による加工の一例について説明する。当該加工の一例は、ウェハである対象物100を複数のチップに切断するために、格子状に設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物100の内部に改質領域を形成する例である。
まず、対象物100を支持している支持部7がZ方向において1対のレーザ加工ヘッド10A,10Bと対向するように、移動機構5が、X方向及びY方向のそれぞれに沿って支持部7を移動させる。続いて、対象物100において一方向に延在する複数のラインがX方向に沿うように、移動機構5が、Z方向に平行な軸線を中心線として支持部7を回転させる。これにより、対象物100には、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数のライン(図1に示されたラインC)が設定されることとなる。
続いて、一方向に延在する一のライン上にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、一方向に延在する他のライン上にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。続いて、対象物100の内部にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、対象物100の内部にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。
続いて、光源81がレーザ光L1を出力してレーザ加工ヘッド10Aが対象物100にレーザ光L1を照射すると共に、光源82がレーザ光L2を出力してレーザ加工ヘッド10Bが対象物100にレーザ光L2を照射する。それと同時に、一方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光L1の集光点が相対的に移動し(レーザ光L1がスキャンされ)、且つ、一方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光L2の集光点が相対的に移動する(レーザ光L2がスキャンされる)ように、移動機構5が、X方向に沿って支持部7を移動させると共に、移動機構6が、X方向に沿って、支持部7と反対方向に、レーザ加工ヘッド10A,10Bを移動させる。このようにして、レーザ加工装置1は、対象物100において一方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物100の少なくとも内部に改質領域を形成する。
続いて、対象物100において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインがX方向に沿うように、移動機構5が、Z方向に平行な軸線を中心線として支持部7を回転させる。これにより、対象物100には、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数の別のライン(図1に示されたラインC)が設定されることとなる。
続いて、他方向に延在する一のライン上にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、他方向に延在する他のライン上にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Y方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。続いて、対象物100の内部にレーザ光L1の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Aを移動させる。その一方で、対象物100の内部にレーザ光L2の集光点が位置するように、移動機構6が、Z方向に沿ってレーザ加工ヘッド10Bを移動させる。
続いて、光源81がレーザ光L1を出力してレーザ加工ヘッド10Aが対象物100にレーザ光L1を照射すると共に、光源82がレーザ光L2を出力してレーザ加工ヘッド10Bが対象物100にレーザ光L2を照射する。それと同時に、他方向に延在する一のラインに沿ってレーザ光L1の集光点が相対的に移動し(レーザ光L1がスキャンされ)、且つ、他方向に延在する他のラインに沿ってレーザ光L2の集光点が相対的に移動する(レーザ光L2がスキャンされる)ように、移動機構5が、X方向に沿って支持部7を移動させると共に、移動機構6が、X方向に沿って、支持部7と反対方向にレーザ加工ヘッド10A,10Bを移動させる。このようにして、レーザ加工装置1は、対象物100において一方向と直交する他方向に延在する複数のラインのそれぞれに沿って、対象物100の少なくとも内部に改質領域を形成する。
なお、上述した加工の一例では、光源81は、例えばパルス発振方式によって、対象物100に対して透過性を有するレーザ光L1を出力し、光源82は、例えばパルス発振方式によって、対象物100に対して透過性を有するレーザ光L2を出力する。そのようなレーザ光が対象物100の内部に集光されると、レーザ光の集光点に対応する部分においてレーザ光が特に吸収され、対象物100の内部に改質領域が形成される。改質領域は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。
パルス発振方式によって出力されたレーザ光が対象物100に照射され、対象物100に設定されたラインに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動させられると、複数の改質スポットがラインに沿って1列に並ぶように形成される。1つの改質スポットは、1パルスのレーザ光の照射によって形成される。1列の改質領域は、1列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物100に対するレーザ光の集光点の相対的な移動速度及びレーザ光の繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
[レーザ加工ヘッドの構成]
[レーザ加工ヘッドの構成]
引き続いて、レーザ加工ヘッドの構成について具体的に説明する。図3及び図4に示されるように、レーザ加工ヘッド10Aは、筐体11と、入射部12と、レーザ光調整部13と、集光部14と、を備えている。筐体11は、第1壁部21及び第2壁部22、第3壁部23及び第4壁部24、並びに、第5壁部25及び第6壁部26を有している。第1壁部21及び第2壁部22は、X方向において互いに対向している。第3壁部23及び第4壁部24は、Y方向において互いに対向している。第5壁部25及び第6壁部26は、Z方向において互いに対向している。
第3壁部23と第4壁部24との距離は、第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さい。第1壁部21と第2壁部22との距離は、第5壁部25と第6壁部26との距離よりも小さい。なお、第1壁部21と第2壁部22との距離は、第5壁部25と第6壁部26との距離と等しくてもよいし、或いは、第5壁部25と第6壁部26との距離よりも大きくてもよい。
レーザ加工ヘッド10Aでは、第1壁部21は、移動機構6のY軸移動部61と反対側に位置しており、第2壁部22は、Y軸移動部61側に位置している。第3壁部23は、移動機構6の取付部65側に位置しており、第4壁部24は、取付部65とは反対側であってレーザ加工ヘッド10B側に位置している(図2参照)。すなわち、第4壁部24は、レーザ加工ヘッド10Bの筐体(第2筐体)にY方向に沿って対向する対向壁部である。第5壁部25は、支持部7とは反対側に位置しており、第6壁部26は、支持部7側に位置している。
筐体11は、第3壁部23が移動機構6の取付部65側に配置された状態で筐体11が取付部65に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部65は、ベースプレート65aと、取付プレート65bと、を有している。ベースプレート65aは、Z軸移動部63に設けられたレールに取り付けられている(図2参照)。取付プレート65bは、ベースプレート65aにおけるレーザ加工ヘッド10B側の端部に立設されている(図2参照)。筐体11は、第3壁部23が取付プレート65bに接触した状態で、台座27を介してボルト28が取付プレート65bに螺合されることで、取付部65に取り付けられている。台座27は、第1壁部21及び第2壁部22のそれぞれに設けられている。筐体11は、取付部65に対して着脱可能である。
入射部12は、第5壁部25に配置されている。入射部12は、筐体11内にレーザ光L1を入射させる。入射部12は、X方向においては第1壁部21側に片寄っており、Y方向においては第4壁部24側に片寄っている。つまり、X方向における入射部12と第1壁部21との距離は、X方向における入射部12と第2壁部22との距離よりも小さく、Y方向における入射部12と第4壁部24との距離は、X方向における入射部12と第3壁部23との距離よりも小さい。
入射部12には、光ファイバ2の出射端部2aが接続されている。具体的には、入射部12は、第5壁部25に形成された孔25aを含む部分である。第5壁部25には、取付部25bが設けられている。取付部25bには、出射端部2aの本体部分2bがボルト等によって取り付けられている。この状態で、孔25aには、出射端部2aの先端部分2cが挿通されている。これにより、光ファイバ2の出射端部2aは、入射部12に対して着脱可能である。第5壁部25と本体部分2bとの間には、カバー25cが配置されている。カバー25cは、孔25aと先端部分2cとの間に形成された隙間を覆っている。一例として、出射端部2aにおいては、戻り光を抑制するアイソレータが本体部分2b内に配置されており、レーザ光L1をコリメートするコリメータレンズが先端部分2c内に配置されている。なお、入射部12は、光ファイバ2の出射端部2aが接続可能となるように構成されたコネクタ等であってもよい。
レーザ光調整部13は、筐体11内に配置されている。レーザ光調整部13は、入射部12から入射したレーザ光L1を調整する。レーザ光調整部13は、筐体11内において、仕切壁部29に対して第4壁部24側に配置されている。レーザ光調整部13は、仕切壁部29に取り付けられている。仕切壁部29は、筐体11内に設けられており、筐体11内の領域を第3壁部23側の領域と第4壁部24側の領域とに仕切っている。仕切壁部29は、筐体11の一部分として構成されている。レーザ光調整部13が有する各構成は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。仕切壁部29は、レーザ光調整部13が有する各構成を支持する光学ベースとして機能している。
集光部14は、第6壁部26に配置されている。具体的には、集光部14は、第6壁部26に形成された孔26aに挿通された状態で、第6壁部26に配置されている。集光部14は、レーザ光調整部13によって調整されたレーザ光L1を集光しつつ筐体11外に出射させる。集光部14は、X方向においては第2壁部22側(一方の壁部側)に片寄っており、Y方向においては第4壁部24側に片寄っている。すなわち、集光部14は、Z方向からみて、筐体11における第4壁部(対向壁部)24側に偏って配置されている。つまり、X方向における集光部14と第2壁部22との距離は、X方向における集光部14と第1壁部21との距離よりも小さく、Y方向における集光部14と第4壁部24との距離は、X方向における集光部14と第3壁部23との距離よりも小さい。
図5に示されるように、レーザ光調整部13は、反射部(第1反射部)31と、アッテネータ32と、光軸調整部33と、を有している。反射部31、アッテネータ32及び光軸調整部33は、X方向に沿って延在する第1直線A1上に配置されている。反射部31は、Z方向において入射部12と対向している。すなわち、反射部31は、Z方向において光ファイバ2の出射端部2aと対向している。反射部31は、入射部12から入射したレーザ光L1を第2壁部22側に反射する。反射部31は、例えば、ミラー又はプリズムである。アッテネータ32は、反射部31で反射されたレーザ光L1の出力を調整する。光軸調整部33は、アッテネータ32によって出力が調整されたレーザ光L1を第6壁部26側に反射する。
光軸調整部33は、入射部12から入射したレーザ光L1の光軸を調整するための部分である。本実施形態では、光軸調整部33は、第1ステアリングミラー331と、反射部材332と、第2ステアリングミラー333と、を有している。
第1ステアリングミラー331は、第1直線A1上に配置されている。第1ステアリングミラー331は、ミラー331a及びホルダ331bによって構成されている。ミラー331aは、ホルダ331bに取り付けられている。ホルダ331bは、仕切壁部29に取り付けられている。ホルダ3331は、ミラー331aの向きの調整が可能となるようにミラー331aを保持している。第1ステアリングミラー331は、アッテネータ32によって出力が調整されたレーザ光L1を第6壁部26側に反射する。
反射部材332は、第1ステアリングミラー331で反射されたレーザ光L1を第2壁部22側に反射する。反射部材332は、例えば、ミラー又はプリズムである。
第2ステアリングミラー333は、第2直線A2上に配置されている。第2ステアリングミラー333は、ミラー333a及びホルダ333bによって構成されている。ミラー333aは、ホルダ333bに取り付けられている。ホルダ333bは、仕切壁部29に取り付けられている。ホルダ333bは、ミラー333aの向きの調整が可能となるようにミラー333aを保持している。第2ステアリングミラー333は、反射部材332で反射されたレーザ光L1を第6壁部26側に反射する。
一例として、各ホルダ331b,333bに対しては、第2壁部22に形成された蓋付の開口(図示省略)を介した工具のアクセスが可能である。これにより、後述する観察部17によって取得される画像等を見つつ工具を操作することで、集光部14に入射するレーザ光L1の光軸が集光部14の光軸に一致するように、各ミラー331a,333aの向きを調整することができる。
レーザ光調整部13は、ビームエキスパンダ34と、反射部(第2反射部)35と、を更に有している。光軸調整部33、ビームエキスパンダ34及び反射部35は、Z方向に沿って延在する第2直線A2上に配置されている。ビームエキスパンダ34は、光軸調整部33で反射されたレーザ光L1の径を拡大する。反射部35は、ビームエキスパンダ34で径が拡大されたレーザ光L1を第1壁部21側且つ第5壁部25側に反射する。反射部35は、例えば、ミラー又はプリズムである。
レーザ光調整部13は、反射型空間光変調器36と、結像光学系37と、を更に有している。反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14は、Z方向に沿って延在する第3直線A3上に配置されている。反射型空間光変調器36は、反射部35で反射されたレーザ光L1を変調しつつ第6壁部26側に反射する。反射型空間光変調器36は、例えば、反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)である。結像光学系37は、反射型空間光変調器36の反射面36aと集光部14の入射瞳面14aとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。結像光学系37は、3つ以上のレンズによって構成されている。
第1直線A1、第2直線A2及び第3直線A3は、Y方向に垂直な平面上に位置している。第2直線A2は、第3直線A3に対して第2壁部22側に位置している。レーザ加工ヘッド10Aでは、Z方向に沿って入射部12から筐体11内に入射したレーザ光L1は、反射部31で反射されて、第1直線A1上を進行する。第1直線A1上を進行したレーザ光L1は、光軸調整部33で反射されて、第2直線A2上を進行する。第2直線A2上を進行したレーザ光L1は、反射部35及び反射型空間光変調器36で順次に反射されて、第3直線A3上を進行する。第3直線A3上を進行したレーザ光L1は、Z方向に沿って集光部14から筐体11外に出射される。
レーザ加工ヘッド10Aは、ダイクロイックミラー15と、測定部16と、観察部17と、駆動部18と、回路部19と、を更に備えている。
ダイクロイックミラー15は、第3直線A3上において、結像光学系37と集光部14との間に配置されている。つまり、ダイクロイックミラー15は、筐体11内において、レーザ光調整部13と集光部14との間に配置されている。ダイクロイックミラー15は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。ダイクロイックミラー15は、レーザ光L1を透過させる。ダイクロイックミラー15は、非点収差を抑制する観点では、例えば、キューブ型、又は、ねじれの関係を有するように配置された2枚のプレート型が好ましい。
測定部16は、筐体11内において、第3直線A3に対して第1壁部21側に配置されている。つまり、測定部16は、X方向においては、集光部14に対して第1壁部21側に配置されている。測定部16は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。測定部16は、対象物100の表面(例えば、レーザ光L1が入射する側の表面)と集光部14との距離を測定するための測定光L10を出力し、集光部14を介して、対象物100の表面で反射された測定光L10を検出する。つまり、測定部16から出力された測定光L10は、集光部14を介して対象物100の表面に照射され、対象物100の表面で反射された測定光L10は、集光部14を介して測定部16で検出される。
より具体的には、測定部16から出力された測定光L10は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられたビームスプリッタ20、及びダイクロイックミラー15で順次に反射され、集光部14から筐体11外に出射される。対象物100の表面で反射された測定光L10は、集光部14から筐体11内に入射してダイクロイックミラー15及びビームスプリッタ20で順次に反射され、測定部16に入射し、測定部16で検出される。
観察部17は、筐体11内において、第3直線A3に対して第1壁部21側に配置されている。つまり、観察部17は、X方向においては、集光部14に対して第1壁部21側に配置されている。観察部17は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。観察部17は、対象物100の表面(例えば、レーザ光L1が入射する側の表面)を観察するための観察光L20を出力し、集光部14を介して、対象物100の表面で反射された観察光L20を検出する。つまり、観察部17から出力された観察光L20は、集光部14を介して対象物100の表面に照射され、対象物100の表面で反射された観察光L20は、集光部14を介して観察部17で検出される。
より具体的には、観察部17から出力された観察光L20は、ビームスプリッタ20を透過してダイクロイックミラー15で反射され、集光部14から筐体11外に出射される。対象物100の表面で反射された観察光L20は、集光部14から筐体11内に入射してダイクロイックミラー15で反射され、ビームスプリッタ20を透過して観察部17に入射し、観察部17で検出される。なお、レーザ光L1、測定光L10及び観察光L20のそれぞれの波長は、互いに異なっている(少なくともそれぞれの中心波長が互いにずれている)。
駆動部18は、第4壁部24側において仕切壁部29に取り付けられている。駆動部18は、例えば圧電素子の駆動力によって、第6壁部26に配置された集光部14をZ方向に沿って移動させる。
回路部19は、筐体11内において、仕切壁部29に対して第3壁部23側に配置されている。つまり、回路部19は、筐体11内において、レーザ光調整部13、測定部16及び観察部17に対して第3壁部23側に配置されている。回路部19は、仕切壁部29から離間している。回路部19は、例えば、複数の回路基板である。回路部19は、測定部16から出力された信号、及び反射型空間光変調器36に入力する信号を処理する。回路部19は、測定部16から出力された信号に基づいて駆動部18を制御する。一例として、回路部19は、測定部16から出力された信号に基づいて、対象物100の表面と集光部14との距離が一定に維持されるように(すなわち、対象物100の表面とレーザ光L1の集光点との距離が一定に維持されるように)、駆動部18を制御する。
なお、仕切壁部29には、測定部16、観察部17、駆動部18及び反射型空間光変調器36のそれぞれと回路部19とを電気的に接続するための配線が通る切欠き、孔等(図示省略)が形成されている。また、筐体11には、回路部19と制御部9(図1参照)とを電気的に接続するための配線等が接続されるコネクタ(図示省略)が設けられている。
レーザ加工ヘッド10Bは、レーザ加工ヘッド10Aと同様に、筐体11と、入射部12と、レーザ光調整部13と、集光部14と、ダイクロイックミラー15と、測定部16と、観察部17と、駆動部18と、回路部19と、を備えている。ただし、レーザ加工ヘッド10Bの各構成は、図2に示されるように、1対の取付部65,66間の中点を通り且つY方向に垂直な仮想平面に関して、レーザ加工ヘッド10Aの各構成と面対称の関係を有するように、配置されている。
例えば、レーザ加工ヘッド10Aの筐体11は、第4壁部24が第3壁部23に対してレーザ加工ヘッド10B側に位置し且つ第6壁部26が第5壁部25に対して支持部7側に位置するように、取付部65に取り付けられている。これに対し、レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第4壁部24が第3壁部23に対してレーザ加工ヘッド10A側に位置し且つ第6壁部26が第5壁部25に対して支持部7側に位置するように、取付部66に取り付けられている。
レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第3壁部23が取付部66側に配置された状態で筐体11が取付部66に取り付けられるように、構成されている。具体的には、次のとおりである。取付部66は、ベースプレート66aと、取付プレート66bと、を有している。ベースプレート66aは、Z軸移動部63に設けられたレールに取り付けられている。取付プレート66bは、ベースプレート66aにおけるレーザ加工ヘッド10A側の端部に立設されている。レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、第3壁部23が取付プレート66bに接触した状態で、取付部66に取り付けられている。レーザ加工ヘッド10Bの筐体11は、取付部66に対して着脱可能である。
[レーザ加工ヘッドの作用及び効果]
[レーザ加工ヘッドの作用及び効果]
レーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12から集光部14に至るレーザ光L1の光路上に、入射部12から入射したレーザ光L1の光軸を調整するための光軸調整部33が配置されている。これにより、例えば、メンテナンス等のために光ファイバ2の出射端部2aを筐体11から外し、再度、光ファイバ2の出射端部2aを入射部12に接続した際に、集光部14に入射するレーザ光L1の光軸を集光部14の光軸に一致させることができる。また、入射部12がX方向において筐体11の第1壁部21側に片寄っており、集光部14がX方向において筐体11の第2壁部22側に片寄っている。これにより、入射部12から光軸調整部33に至るレーザ光L1の光路が長くなるのを抑制することができ、その結果として、集光部14に入射するレーザ光L1の光軸が集光部14の光軸からずれるのを抑制することができる。よって、レーザ加工ヘッド10Aによれば、レーザ光L1を精度良く集光することができる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12が筐体11の第5壁部25に配置されており、レーザ光調整部13において、光軸調整部33が、反射部31及びアッテネータ32の後段(レーザ光L1の進行方向における下流側)、且つビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段(レーザ光L1の進行方向における上流側)に、配置されている。ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段(レーザ光L1の進行方向における上流側)に配置されている。これにより、レーザ光L1の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14」に入射するレーザ光L1の光軸を調整することができるため、レーザ光L1をより精度良く集光することができる。また、入射部12が第5壁部25に配置されており、レーザ光調整部13において、アッテネータ32が、反射部31と光軸調整部33との間に配置されている。これにより、アッテネータ32の適用による筐体11の大型化を抑制することができる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光L1を出力する光源が筐体11内に設けられていないため、筐体11の小型化を図ることができる。更に、筐体11において、第3壁部23と第4壁部24との距離が第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さく、第6壁部26に配置された集光部14がY方向において第4壁部24側に片寄っている。これにより、第3壁部23及び第4壁部24が互いに対向するY方向に沿って筐体11を移動させる場合に、例えば、第4壁部24側に他の構成(例えば、レーザ加工ヘッド10B)が存在したとしても、当該他の構成に集光部14を近付けることができる。また、第3壁部23と第4壁部24との距離が第1壁部21と第2壁部22との距離よりも小さいため、第3壁部23及び第4壁部24が互いに対向するY方向に沿って筐体11を移動させる場合に、筐体11が占有する空間を小さくすることができる。更に、入射部12及び集光部14がY方向において第4壁部24側に片寄っているため、筐体11内の領域のうちレーザ光調整部13に対して第3壁部23側の領域に他の構成(例えば、回路部19)を配置する等、当該領域を有効に利用することができる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、回路部19が、筐体11内において、レーザ光調整部13に対して第3壁部23側に配置されている。これにより、筐体11内の領域のうちレーザ光調整部13に対して第3壁部23側の領域を有効に利用することができる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光調整部13が、筐体11内において、仕切壁部29に対して第4壁部24側に配置されており、回路部19が、筐体11内において、仕切壁部29に対して第3壁部23側に配置されている。これにより、回路部19で発生する熱がレーザ光調整部13に伝わり難くなるため、回路部19で発生する熱によってレーザ光調整部13に歪みが生じるのを抑制することができ、レーザ光L1を適切に調整することができる。更に、例えば空冷又は水冷等によって、筐体11内の領域のうち第3壁部23側の領域において回路部19を効率良く冷却することができる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、レーザ光調整部13が仕切壁部29に取り付けられている。これにより、レーザ光調整部13を筐体11内において確実に且つ安定的に支持することができる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、回路部19が仕切壁部29から離間している。これにより、回路部19で発生する熱が仕切壁部29を介してレーザ光調整部13に伝わるのをより確実に抑制することができる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、測定部16及び観察部17が、筐体11内の領域のうち集光部14に対して第1壁部21側の領域に配置されており、回路部19が、筐体11内の領域のうちレーザ光調整部13に対して第3壁部23側に配置されており、ダイクロイックミラー15が、筐体11内においてレーザ光調整部13と集光部14との間に配置されている。これにより、筐体11内の領域を有効に利用することができる。更に、レーザ加工装置1において、対象物100の表面と集光部14との距離の測定結果に基づいた加工が可能となる。また、レーザ加工装置1において、対象物100の表面の観察結果に基づいた加工が可能となる。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、回路部19が、測定部16から出力された信号に基づいて駆動部18を制御する。これにより、対象物100の表面と集光部14との距離の測定結果に基づいてレーザ光L1の集光点の位置を調整することができる。
以上の作用及び効果は、レーザ加工ヘッド10Bによっても同様に奏される。
また、レーザ加工装置1では、各レーザ加工ヘッド10A,10Bによってレーザ光L1が精度良く集光されるため、対象物100を効率良く且つ精度良く加工することができる。
また、レーザ加工装置1では、1対の取付部65,66のそれぞれが、Y方向及びZ方向のそれぞれに沿って移動する。これにより、対象物100をより効率良く加工することができる。
また、レーザ加工装置1では、支持部7が、X方向及びY方向のそれぞれに沿って移動し、Z方向に平行な軸線を中心線として回転する。これにより、対象物100をより効率良く加工することができる。
[レーザ加工ヘッドの変形例]
[レーザ加工ヘッドの変形例]
図6に示されるように、入射部12が筐体11の第1壁部21に配置されており、レーザ光調整部13において、光軸調整部33が、アッテネータ32の後段、且つビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段に、配置されていてもよい。図6に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、入射部12、アッテネータ32及び光軸調整部33(具体的には、光軸調整部33の第1ステアリングミラー331)が、第1直線A1上に配置されている(その他は、図5に示されるレーザ加工ヘッド10Aと同じである)。図6に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、アッテネータ32が、入射部12から入射したレーザ光L1の出力を調整する。これによれば、レーザ光L1の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14」に入射するレーザ光L1の光軸を調整することができるため、レーザ光L1をより精度良く集光することができる。また、入射部12と光軸調整部33との間にアッテネータ32が配置されているため、アッテネータ32の適用による筐体11の大型化を抑制することができる。更に、レーザ加工装置1の低背化を図ることができる。以上の構成は、レーザ加工ヘッド10Bにも適用可能である。
また、レーザ加工ヘッド10Aでは、図7に示されるように、入射部12が筐体11の第5壁部25に配置されており、レーザ光調整部13において、光軸調整部33が、アッテネータ32、反射部31、ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36及び結像光学系37の前段に、配置されていてもよい。図7に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、光軸調整部33(具体的には、光軸調整部33の第2ステアリングミラー333)、アッテネータ32及び反射部31が、第1直線A1上に配置されており、光軸調整部33(具体的には、光軸調整部33の第1ステアリングミラー331)がZ方向において入射部12と対向しており、反射部31がZ方向においてビームエキスパンダ34と対向している(その他は、図5に示されるレーザ加工ヘッド10Aと同じである)。図7に示されるレーザ加工ヘッド10Aでは、光軸調整部33が、入射部12から入射したレーザ光L1を筐体11の第2壁部22側に反射し、アッテネータ32が、光軸調整部33で反射されたレーザ光L1の出力を調整し、反射部31が、アッテネータ32によって出力が調整されたレーザ光L1を筐体11の第6壁部26側に反射し、ビームエキスパンダ34が、反射部31で反射されたレーザ光L1の径を拡大する。これによれば、レーザ光L1の成形に関する構成である「ビームエキスパンダ34、反射部35、反射型空間光変調器36、結像光学系37及び集光部14」に入射するレーザ光L1の光軸を調整することができるため、レーザ光L1をより精度良く集光することができる。また、光軸調整部33と反射部31との間にアッテネータ32が配置されているため、アッテネータ32の適用による筐体11の大型化を抑制することができる。以上の構成は、レーザ加工ヘッド10Bにも適用可能である。
また、図5及び図6のそれぞれに示されるレーザ加工ヘッド10Aにおいて、アッテネータ32は、光軸調整部33とビームエキスパンダ34との間に配置されていてもよい。また、図7に示されるレーザ加工ヘッド10Aにおいて、アッテネータ32は、反射部31とビームエキスパンダ34との間に配置されていてもよい。また、図5、図6及び図7のそれぞれに示されるレーザ加工ヘッド10Aにおいて、アッテネータ32は、ビームエキスパンダ34の後段(例えば、反射部35と反射型空間光変調器36との間)に配置されていてもよい。以上のそれぞれの構成は、レーザ加工ヘッド10Bにも適用可能である。
また、光軸調整部33は、第1ステアリングミラー331と、反射部材332と、第2ステアリングミラー333と、を有するものに限定されない。光軸調整部33は、入射部12から入射したレーザ光L1の光軸を調整するための構成を有していればよい。一例として、光軸調整部33は、X方向に沿って第1壁部21側から入射したレーザ光L1を第1壁部21側且つ第5壁部25側に反射する第1ステアリングミラー331と、第1ステアリングミラー331で反射されたレーザ光L1をZ方向に沿って第6壁部26側に反射する第2ステアリングミラー333と、を有するものであってもよい。また、第1ステアリングミラー331及び第2ステアリングミラー333のそれぞれは、電動で動作する電動ミラーであってもよい。その場合、第1ステアリングミラー331及び第2ステアリングミラー333は、観察部17によって取得された画像に基づいて各ミラー331a,333aの向きを自動で調整するように構成されていてもよい。
また、筐体11は、第1壁部21、第2壁部22、第3壁部23及び第5壁部25の少なくとも1つがレーザ加工装置1の取付部65(又は取付部66)側に配置された状態で筐体11が取付部65(又は取付部66)に取り付けられるように、構成されていればよい。
また、回路部19は、測定部16から出力された信号、及び/又は、反射型空間光変調器36に入力する信号を処理するものに限定されず、レーザ加工ヘッドにおいて何らかの信号を処理するものであればよい。
また、光源ユニット8は、1つの光源を有するものであってもよい。その場合、光源ユニット8は、1つの光源から出力されたレーザ光の一部を出射部81aから出射し且つ当該レーザ光の残部を出射部82aから出射するように、構成されていればよい。
[レーザ加工装置の動作等について]
[レーザ加工装置の動作等について]
引き続いて、レーザ加工装置1の動作について説明する。図8は、レーザ加工装置の動作を示す模式的な上面図である。図1及び以降の図においては、レーザ加工ヘッド10A,10Bの模式化された内部を示す。図1,8に示されるように、支持部7には、対象物100が支持されている。なお、図中の符号Sは、上述した測定部16や観察部17といったように、改質領域を形成するためのレーザ光L1,L2の照射に係る光学系以外の光学系を代表して示している。
対象物100には、上述したように、X方向に沿って延びると共にY方向に沿って配列された複数のラインCが設定されている。ラインCは、仮想的な線であるが、実際に描かれた線であってもよい。なお、対象物100には、Y方向に沿って延びると共にX方向に沿って配列された複数のラインも設定されているが、その図示が省略されている。
レーザ加工装置1は、制御部9の制御のもとで各ラインCに沿ったレーザ加工を行う照射処理を実施する。制御部9は、照射処理では、少なくとも、移動機構5による支持部7の移動と、移動機構6によるレーザ加工ヘッド10A,10Bの移動と、レーザ加工ヘッド10A及びレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L1,L2の照射と、を制御する。レーザ加工装置1にあっては、制御部9は、照射処理として、第1処理と第2処理とを実行する(照射処理は、第1処理と第2処理とを含む)。
第1処理は、複数のラインCの一のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1をX方向にスキャンする処理である。第2処理は、複数のラインCのうちの別のラインCに対してレーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2をX方向にスキャンする処理である。
制御部9がレーザ光L1,L2をX方向にスキャンするとは、以下のような動作によりそれぞれの集光点をX方向に沿って移動させることである。すなわち、まず、移動機構6のY軸移動部61、及びZ軸移動部63,64を介して、レーザ加工ヘッド10A,10BをY方向及びZ方向に移動させて、レーザ光L1,L2の集光点を、それぞれのラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。そして、その状態において、移動機構5を介して支持部をX方向に沿って移動させると共に、X軸移動部62A,62Bを介してレーザ加工ヘッド10A,10BをX方向に沿って、支持部7と反対方向に移動させることにより、対象物100内をラインCに沿ってX方向に沿ってレーザ光L1,L2の集光点を移動させる。
特に、ここでは、制御部9は、第1処理と第2処理とを、少なくとも一部の時間において重複するように実行する。すなわち、制御部9は、一のラインCに沿ってレーザ光L1がスキャンされている状態と、別のラインCに沿ってレーザ光L2がスキャンされている状態とが、同時に実現されるようにする。つまり、制御部9は、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを同時に稼働する。これにより、1つのレーザ加工ヘッドを用いた加工に比べて明確にスループットの向上が図られる。
制御部9は、1つのラインCに沿ったレーザ光L1,L2のスキャンが完了すると、レーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれを独立してラインCの間隔の分だけY方向(必要に応じてZ方向)に移動させて、次のラインCに沿ったレーザ光L1,L2のスキャン(すなわち第1処理及び第2処理)を続ける。制御部9は、概ねラインCの本数分だけこの動作を続けて行うことにより、全てのラインCに沿って改質領域Mを形成する。
このとき、制御部9は、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の一方の端部に位置するラインCからY方向の内側のラインCに向けて順に第1処理を実行する。これと共に、制御部9は、複数のラインCのうちの対象物100のY方向の他方の端部に位置するラインCからY方向の内側のラインに向けて順に第2処理を実行する(これを主加工処理と称する)。Y方向の一方の端部に位置するラインCと、Y方向の他方の端部に位置するラインCとは、X方向について互いに同一の長さを有している。
この点についてより詳細に説明する。主加工処理においては、まず、制御部9は、Y軸移動部61及びZ軸移動部63を制御することにより、レーザ加工ヘッド10AをY方向及びZ方向に移動させる。これにより、レーザ光L1の集光点を、対象物100のY方向の一方の端部に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。同時に、制御部9は、Y軸移動部61及びZ軸移動部64を制御することにより、レーザ加工ヘッド10BをY方向及びZ方向に移動させる。これにより、レーザ光L2の集光点を、対象物100のY方向の他方の端部に位置するラインC上であって対象物100の内部となる位置に位置させた状態とする。このとき、レーザ光L1の集光点のX方向の位置とレーザ光L2の集光点のX方向の位置とは、例えば一致している。
その状態において、制御部9は、移動機構5の移動部53を制御することにより、支持部7をX方向に沿って移動させる。また、その状態において、制御部9は、X軸移動部62Aを制御することにより、レーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って支持部7と反対方向に移動させる。さらに、制御部9は、その状態においえt、X軸移動部62Bを制御することにより、レーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って支持部7と反対方向に移動させる。これにより、対象物100内を、それぞれのラインCに沿ってX方向に沿ってレーザ光L1,L2の集光点が移動させられる。
すなわち、制御部9は、レーザ加工ヘッド10A,10Bからレーザ光L1,L2が出力されている状態において、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10A,10Bとを互いに反対方向に移動させるように移動機構5,6を制御することにより、それぞれのラインCに沿って対象物100にレーザ光L1,L2を照射する(照射処理を実施する)。
特に、制御部9は、第1処理として、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10Aとを互いに反対方向に移動させるように、移動機構5及び移動機構6(X軸移動部62A)を制御し、第2処理として、第1処理と同一のタイミングにおいて、X方向に沿って支持部7とレーザ加工ヘッド10Bとを互いに反対方向に移動させるように、移動機構5及び移動機構6(X軸移動部62B)を制御する。これにより、それぞれのラインCに対する第1処理と第2処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでは、第1処理と第2処理とがその全体において重複している。これにより、ラインCに沿って対象物100の内部に改質領域Mが形成される。
なお、照射処理における支持部7のX方向に沿った移動の速さと、レーザ加工ヘッド10A,10BのX方向に沿った移動の速さとの関係は、合計の速さが集光点の移動の速さの目標値に至る範囲において制御部9が任意に設定できる。一例として、ここでは、制御部9は、X方向に沿ったレーザ加工ヘッド10A,10Bの速さを、X方向に沿った支持部7の速さよりも小さくする。さらに、レーザ加工ヘッド10Aの速度及びレーザ加工ヘッド10Bの速度は、レーザ光L1,L2の照射の対象となるラインCの長さが互いに同一の場合には、互いに同一とすることができる。ただし、例えば、レーザ光L1の照射の対象となるラインCの長さと、レーザ光L2の照射の対象となるラインCの長さとが、互いに異なる場合等には、レーザ加工ヘッド10Aの速度とレーザ加工ヘッド10Bの速度とを互いに異ならせてもよい。
続いて、制御部9は、Y軸移動部61を制御することにより、レーザ加工ヘッド10AをY方向に移動させる。これにより、レーザ光L1の集光点が、対象物100のY方向の一方の端部から1つだけ内側に位置するラインC上であって、対象物100の内部となる位置に位置させた状態とされる。同時に、制御部9は、Y軸移動部61を制御することによって、レーザ加工ヘッド10Bを移動させる。これにより、レーザ光L2の集光点が、対象物100のY方向の他方の端部から1つだけ内側に位置するラインC上であって、対象物100の内部となる位置に位置させた状態とされる。このとき、レーザ光L1の集光点のX方向の位置とレーザ光L2の集光点のX方向の位置とは、例えば一致している。
その状態において、制御部9は、移動機構5,6の制御により、支持部7とレーザ加工ヘッド10A,10BとをX方向に沿って互いに反対方向に移動させることにより、対象物100内をそれぞれのラインCに沿ってX方向に沿ってレーザ光L1,L2の集光点を移動させる。これにより、ここでも、それぞれのラインCに対する第1処理と第2処理とが、同時に開始されると共に同時に完了する。すなわち、ここでも、第1処理と第2処理とがその全体において重複している。この制御部9の動作を繰り返し行うことにより、対象物100のより内側のラインCに至るまで、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとを同時に稼働させて無駄なくレーザ加工ができる。
なお、各図においては、説明の必要上から、改質領域Mを実線として示しているが、対象物100の表面から実際に改質領域Mが見えていることを要さない。
ここで、図9に示されるように、上記の動作を繰り返すうちに、より対象物100の内側の領域において、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとの位置関係が、互いの距離がY方向にこれ以上縮まらない位置関係(例えば、互いに接触する間近の状態)となり、且つ、それぞれの集光部14の間の距離Dに相当する対象物100の領域に、未加工のラインCが残存している場合がある。この場合には、上記のように第1処理と第2処理とを同時に実行することが困難となる。したがって、制御部9は、この場合には、次のような後加工処理を実行する。
すなわち、図10に示されるように、制御部9は、主加工処理の結果、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10BとがY方向について最接近したときに、対象物100におけるそれぞれの集光部14の間の領域に一部のラインCが残存しているときには、レーザ加工ヘッド10Aを対象物100の当該領域から退避させつつ、レーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2を当該一部のラインCに対してX方向にスキャンする(第2処理を実行する)後加工処理を実行する。なお、レーザ加工ヘッド10Aとレーザ加工ヘッド10Bとは逆でもよい。
これにより、全てのラインCに対してレーザ加工が完了する。その後、必要に応じて、支持部7を回転させることによりラインCに交差するラインをX方向に沿うように設定し、上記の動作を繰り返すことができる。
[偏心補正の実施形態]
[偏心補正の実施形態]
引き続いて、レーザ加工装置1の偏心補正に係る制御について説明する。図11に示されるように、レーザ加工装置1では、Z方向からみたとき、レーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って移動させるためのX軸移動部62Aと、レーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って移動させるためのX軸移動部62Bとが、互いに平行でない(偏心が生じている)場合がある。ここでは、一例として、X軸移動部62AがX方向と平行であり、且つ、X軸移動部62BがX方向に対してY方向に傾斜している場合が挙げられている。
このような場合には、例えば、支持部7を回転させることにより、Z方向からみてレーザ加工ヘッド10Aの移動線(第1移動線)をラインCに一致させると、レーザ加工ヘッド10Bの移動線(第2移動線)がラインCに対して傾斜することとなる。したがって、その状態において照射処理を実施し、レーザ加工ヘッド10A,10BのそれぞれをラインCに沿って移動させると、レーザ加工ヘッド10Aによる改質領域MAはラインCと一致するものの、レーザ加工ヘッド10Bによる改質領域MBにはラインCからのずれΔyが生じる。
したがって、レーザ加工装置1では、照射処理に先立って、このようなずれΔyを補正するための制御(偏心補正)が実施される。なお、レーザ加工ヘッド10A,10Bの移動線とは、一例として、Z方向からみたときのX軸移動部62A,62Bの延在方向、すなわち、Z方向からみたときのレーザ加工ヘッド10A,10B(集光部14)の移動の軌跡によって規定され得る。引き続いて、この偏心補正に係る制御を具体的に説明する。
偏心補正では、まず、図12に示されるように、支持部7に対してサンプル100Tが支持されている状態とされる。サンプル100Tは、例えばベアウェハである。続いて、制御部9は、Y軸移動部61の制御により、レーザ光L1の集光点のY方向の位置が、サンプル100Tの中心に位置するように、レーザ加工ヘッド10AをY方向に移動させる。これと共に、制御部9は、レーザ光L1の集光点のZ方向の位置をサンプル100Tの表面に一致させる。このために、制御部9は、例えば、Z軸移動部63を制御することにより、レーザ加工ヘッド10AをZ方向に移動させることができる。
続いて、制御部9は、サンプル100Tが支持部7に支持されている状態において、レーザ加工ヘッド10Aからレーザ光L1を出力させながら、X軸移動部62Aの制御によりレーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って移動させる第1形成処理を実施する。この第1形成処理により、X方向に沿ってサンプル100Tにレーザ光L1が照射され、レーザ光L1の加工痕によって加工線(第1加工線)DAが形成される。加工線DAは、レーザ加工ヘッド10Aの移動線(第1移動線)に相当する。
続いて、図13に示されるように、制御部9は、Y軸移動部61の制御により、サンプル100T上の領域からレーザ加工ヘッド10Aを退避させると共に、レーザ光L2の集光点のY方向の位置が、サンプル100Tの中心に位置するように、レーザ加工ヘッド10AをY方向に移動させる。これと共に、制御部9は、レーザ光L2の集光点のZ方向の位置をサンプル100Tの表面に一致させる。このために、制御部9は、例えば、Z軸移動部64を制御することによって、レーザ加工ヘッド10BをZ方向に移動させることができる。
続いて、制御部9は、サンプル100Tが支持部7に支持されている状態において、レーザ加工ヘッド10Bからレーザ光L2を出力させながら、X軸移動部62Bの制御によりレーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って移動させる第2形成処理を実施する。この第2形成処理により、X方向に沿ってサンプル100Tにレーザ光L2が照射され、レーザ光L2の加工痕によって加工線(第2加工線)DBが形成される。加工線DBは、レーザ加工ヘッド10Bの移動線(第2移動線)に相当する。
続いて、制御部9は、移動機構6及びカメラACの制御により、サンプル100Tを撮像すると共に、得られた画像に基づいて加工線DA,DBの形成状態を示す情報を取得する。そして、制御部9は、加工線DAと加工線DBとの比較に基づいて、加工線DBの加工線DA(基準線)からのY方向へのズレ量を取得する(ズレ量取得処理)。ここでは、図14に示されるように、加工線DBの始点(X=0)における加工線DAからのズレ量をbとし、加工線DBの終点(X=300)における加工線DAからのズレ量をaとして、加工線DBの全体でのズレ量ΔYを、ΔY=((a-b)/300)x+bとして取得する(xはX方向の座標)。以上のように、偏心補正では、制御部9は、X軸移動部62Bによるレーザ加工ヘッド10BのX方向に沿った移動を示す移動線(加工線DB)の、X方向に沿った(一致する)基準線(加工線DA)からのY方向へのズレ量ΔYを取得する取得処理を実施することとなる。
このズレ量ΔYの式は、X-Y平面における加工線DBの直線の式であるから、上述した照射処理において、レーザ加工ヘッド10BをX方向に移動させるときに、当該ズレ量ΔYの式に応じたY座標となるようにレーザ加工ヘッド10BをY方向にも移動させることによって、当該偏心が補正される。
すなわち、図15に示されるように、照射処理(第2処理)では、制御部9はY軸移動部61の制御によってズレ量ΔYの分だけ(ズレ量ΔYを相殺するように)Y方向にレーザ加工ヘッド10Bを移動させながら(図中の矢印AA)、X軸移動部62Bの制御によってレーザ加工ヘッド10BをX方向に移動させる(図中の矢印AB)。これにより、レーザ加工ヘッド10BのY方向への偏心が補正され、レーザ加工ヘッド10BについてラインCに一致する改質領域MBが形成される。なお、制御部9は、この照射処理に先立って、移動機構5の制御によって、ラインCがレーザ加工ヘッド10Aの移動線に一致するように、支持部7を回転させるアライメント処理を実施している。したがって、レーザ加工ヘッド10Aについても、ラインCに一致する改質領域MAが形成される。
[偏心補正の第1変形例]
[偏心補正の第1変形例]
なお、偏心補正の上記の例では、1つの対象物100が支持部7に支持される例を挙げたが、図16に示されるように、複数(ここでは2つ)の対象物100A,100Bが支持部7に支持されて同時に加工される場合でも適用され得る。引き続いて、この変形例について説明する。なお、前者の偏心補正を、レーザ加工ヘッド10A,10BをX方向に沿って移動させるためのX軸移動部62A,62Bのズレに起因することから、軸ズレ補正という場合がある。また、以下の対象物100A,100Bの互いの姿勢のズレに起因したズレの補正については、ウェハズレ補正という場合がある。
この例では、X軸移動部62A,62BがX方向と平行であり、レーザ加工ヘッド10A,10Bに機差が生じていないものの、対象物100A,100Bの互いの姿勢のズレに伴って、対象物100A,100Bにそれぞれ設定されたラインCが互いに平行でない。したがって、例えば、支持部7を回転させることによって、対象物100AのラインCがレーザ加工ヘッド10Aの移動線に一致させられた場合、対象物100BのラインCに対してレーザ加工ヘッド10Bの移動線が傾斜することとなる。したがって、この状態で照射処理を実施すると、レーザ加工ヘッド10Aによる改質領域MAは対象物100AのラインCに一致するものの、レーザ加工ヘッド10Bによる改質領域MBには、対象物100BのラインCからのズレΔyが生じる。
このズレΔyを補正するための偏心補正では、次のような処理が実施される。なお、ここでは、既に、上記のアライメント処理が実施され、レーザ加工ヘッド10Aの移動線に対して対象物100AのラインCが一致させられた状態とする。ここでは、まず、制御部9が、移動機構6及びカメラACを制御することによって、対象物100Bを撮像する。続いて、制御部9は、得られた画像に基づいて、対象物100BのラインCが設定される方向と、X軸移動部62Bによるレーザ加工ヘッド10Bの移動線(ここではX方向と一致しており同義である)とのずれ量を取得する。ここでは、一例として、画像中におけるデバイス領域のエッジの延びる方向や、デバイス領域のエッジ間のストリート領域が延びる方向をラインCが設定される領域とし、レーザ加工ヘッド10Bの移動線(X方向)と比較することにより、当該ずれ量を取得することができる。
つまり、この例では、制御部9は、X軸移動部62Bによるレーザ加工ヘッド10BのX方向に沿った移動を示す移動線(第2移動線)の、X方向に沿った基準線(対象物100Bに設定されたラインC)からのY方向へのズレ量を取得する取得処理を実施することとなる。そして、制御部9は、照射処理(第2処理)において、Y軸移動部61の制御によって当該ズレ量の分だけ(ズレ量を相殺するように)Y方向にレーザ加工ヘッド10Bを移動させながら、X軸移動部62Bの制御によってレーザ加工ヘッド10BをX方向に移動させる。これにより、レーザ加工ヘッド10Bについても、対象物100BのラインCに一致する改質領域MBが形成される。
[偏心補正の第2変形例]
[偏心補正の第2変形例]
さらに、上記の例では、レーザ加工ヘッド10A,10Bの一方の移動線をラインCに一致させたときの他方の移動線のズレ量を補正する例について説明した。しかしながら、偏心補正は、レーザ加工ヘッド10A,10Bの両方の移動線のズレ量を補正する場合にも適用され得る。この例では、レーザ加工装置1は、X軸移動部62A,62Bと異なる別のX軸移動部(構成はX軸移動部62A,62Bと同様)を備え、カメラACが当該別のX軸移動部に取付られる。そして、偏心補正では、制御部9は当該別のX軸移動部の延在方向を基準線として、X軸移動部62A,62Bによるレーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれの移動線の、当該基準線からのY方向へのズレ量を取得する。
そして、制御部9は、照射処理(第1処理及び第2処理)において、Y軸移動部61の制御によって当該ズレ量の分だけ(ズレ量を相殺するように)Y方向にレーザ加工ヘッド10A,10Bを移動させながら、X軸移動部62A,62Bの制御によってレーザ加工ヘッド10A,10BをX方向に移動させる。すなわち、ここでは、制御部9は、レーザ加工ヘッド10A,10Bの両方の偏心補正を行う。
[偏心補正のその他の変形例]
[偏心補正のその他の変形例]
上記の実施形態に係る偏心補正の例では、サンプル100Tの表面にレーザ光L1,L2の集光点を合わせてレーザ光L1,L2を照射することによって、サンプル100Tの表面に、ズレ量の取得のための加工線DA,DBを形成した。しかしながら、加工線DA,DBは、サンプル100Tの内部に形成されてもよい。この場合には、制御部9は、サンプル100Tの内部にレーザ光L1,L2の集光点を合わせてレーザ光L1,L2を照射することにより、サンプル100Tの内部に改質領域からなる加工線DA,DBを形成する。そして、制御部9は、カメラACを用いて、サンプル100Tを透過する光によりサンプル100Tの内部を撮像し、加工線DA,DBの形成状態を示す情報を取得する。
[レーザ加工装置の作用及び効果]
[レーザ加工装置の作用及び効果]
以上説明したように、レーザ加工装置1は、対象物100に対してレーザ光L1,L2を照射するための2つのレーザ加工ヘッド10A,10Bを有している。そして、レーザ加工ヘッド10A,10Bは、移動機構6のX軸移動部62A,62Bによって、対象物100に設定されたラインCの延びるX方向に沿って移動可能とされている。よって、少なくとも一部の時間において、レーザ加工ヘッド10A,10Bを同時に稼働することによって、スループットを向上可能である。
さらに、レーザ加工装置1では、制御部9が、X軸移動部62Bによるレーザ加工ヘッド10BのX方向に沿った移動線の、X方向に沿った基準線からのX方向へのズレ量ΔYを取得する取得処理を実施する。対象物100に設定されたラインCは、X方向に沿っている。したがって、ここで取得された移動線の基準線からのズレ量ΔYは、照射処理におけるラインCからのズレ量に相当する。そして、照射処理では、レーザ加工ヘッド10Bは、当該ズレ量ΔYの分だけY方向に移動されながらX方向に移動させられる。よって、対象物100に設定されたラインCが、レーザ加工ヘッド10Aの移動線に一致させられた場合であっても、レーザ加工ヘッド10Bの移動線が当該ラインCからずれることが抑制され、加工品質の低下が抑制され得る。
また、レーザ加工装置1では、制御部9は、取得処理では、ズレ量ΔYの取得用のサンプル100Tが支持部7に支持されている状態において、レーザ加工ヘッド10Aからレーザ光L1を出力させながら、X軸移動部62Aの制御によりレーザ加工ヘッド10AをX方向に沿って移動させることにより、X方向に沿ってサンプル100Tにレーザ光L1を照射して、レーザ光L1の加工痕によって移動線としての加工線DAをサンプル100Tに形成する第1形成処理を実施する。
また、制御部9は、サンプル100Tが支持部7に支持されている状態において、レーザ加工ヘッド10Bからレーザ光L2を出力させながら、Y軸移動部61の制御によりレーザ加工ヘッド10BをX方向に沿って移動させることにより、X方向に沿ってサンプル100Tにレーザ光L2を照射して、レーザ光L2の加工痕によって移動線としての加工線DBをサンプル100Tに形成する第2形成処理を実施する。そして、制御部9は、加工線DAと加工線DBとの比較に基づいて、加工線DAを基準線としたズレ量ΔYを取得するズレ量取得処理を実施する。このように、サンプル100Tを実際に加工することによって形成された加工線DA,DBを、ズレ量ΔYの算出のための移動線として利用すれば、より高精度にズレ量を求めることが可能となる。
また、レーザ加工装置1では、制御部9は、照射処理の前に、移動機構5の制御によって、ラインCがレーザ加工ヘッド10Aの移動線に一致するように支持部7を回転させるアライメント処理を実施する。そして、制御部9は、照射処理では、レーザ加工ヘッド10A,10Bからレーザ光L1,L2が出力されている状態において、移動機構5の制御によってX方向に沿って支持部7を移動させると共に、X軸移動部62A,62Bの制御によって、レーザ加工ヘッド10A,10BをX方向に沿って支持部7と反対方向に移動させることにより、ラインCに沿って対象物100にレーザ光L1,L2を照射する。
このように、対象物100を支持する支持部7とレーザ加工ヘッド10A,10Bとの双方を移動させれば、対象物100に対するレーザ光L1,L2の集光点の移動速度が向上され、加工速度が向上される。また、この場合には、集光点の目標の移動速度が、支持部7及びレーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれで分担される。このため、支持部7及びレーザ加工ヘッド10A,10Bの一方を移動させる場合と比較して、それぞれの移動速度を抑えることが可能である。この結果、支持部7及びレーザ加工ヘッド10A,10Bの加減速に係る時間及び距離が削減され得る。
ここで、レーザ加工ヘッド10A,10Bの重量は、支持部7の重量よりも軽量であることが一般的である。したがって、集光点を目標の移動速度で移動させるに際して、レーザ加工ヘッド10A,10Bを支持部7よりも速く移動させる(すなわち、レーザ加工ヘッド10A,10Bの速度の負担を相対的に大きくする)ことが考えられる。
これに対して、レーザ加工装置1では、レーザ加工ヘッド10A,10Bには、光源81から出力されたレーザ光L1,L2を導入するための光ファイバ2が接続されている。そして、制御部9は、照射処理において、X方向に沿ったレーザ加工ヘッド10A,10Bの速さを、X方向に沿った支持部7の速さよりも小さくする。このように、レーザ加工ヘッド10A,10Bに対して光ファイバ2が接続されている場合には、レーザ加工ヘッド10A,10Bと支持部7との重量の関係に関わらず、レーザ加工ヘッド10A,10Bを相対的に遅くする(すなわち、レーザ加工ヘッド10A,10Bの速度の負担を相対的に小さくする)ことによって、光ファイバ2の保護を図ることが可能である。
さらに、レーザ加工装置1では、移動機構6は、X方向に互いに対向して配置された一対のY軸移動部61を含み、X軸移動部62A,62Bは、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている。このため、レーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれが確実に支持される。
[機差補正の実施形態]
[機差補正の実施形態]
上記実施形態では、レーザ加工ヘッド10A,10Bの機差補正として、偏心補正の一例を説明した。しかし、レーザ加工装置1では、その他の機差補正を行うことも可能である。引き続いて、機差補正の一例について説明する。
図17及び図18は、同一の加工条件により2つのレーザ加工ヘッドを用いて加工を行った場合の加工結果を示す図である。図17は、レーザ加工ヘッド10Aによる加工結果を示し、図18は、レーザ加工ヘッド10Bによる加工結果を示している。図17の(a)及び図18の(a)は、対象物100のラインCに沿った切断面であり、改質領域Mが露出した切断面を示す写真である。図17の(b)及び図18の(b)は、対象物100のラインCに交差する断面を示す模式図である。
ここでの加工条件は、一例として図19の表に示される条件とされる。図19の表のうち、1パス、2パス等の横軸に記載されたパス数は、レーザ光L1,L2のスキャン回数に相当する。つまり、ここでは、レーザ光L1,L2を、1つのラインCに対して4回スキャンしている。また、縦軸の焦点数に示されるように、1パスについてのみ、レーザ光L1,L2が2つに分岐されて2焦点とされている。したがって、ここでは、1つのラインCに対して5つの改質領域M1,M2,M3,M4,M5が形成される。
図19の表の縦軸のZH(μm)は、対象物100内におけるレーザ光L1,L2の集光点のZ方向の位置に対応している。VD(μm)は、レーザ光L1,L2を複数に分岐して焦点数を2以上にしたときの、隣り合う改質領域間の間隔である。さらに、集光状態パラメータは、球面収差、非点収差等のレーザ集光状態を可変させるためのパラメータである。なお、ここでは400μmの厚さの対象物100を用いている。
図17,18に示されるように、レーザ加工ヘッド10A,10Bに共通して図19に示される加工条件としても、それぞれの加工結果に差異が生じる場合がある。より具体的には、図18に示されるレーザ加工ヘッド10Bを用いた場合には、図17に示されるレーザ加工ヘッド10Aを用いた場合と比較して、それぞれの改質領域M1~M5からの亀裂FAの伸展量が少ない。この結果、図18の例では、改質領域M3と改質領域M4との間に、黒スジBAが発生している。黒スジBAとは、互いに隣り合う改質領域Mの間に、それぞれの改質領域Mから延びる亀裂FA同士が繋がっていない領域が生じた場合に、当該領域に対応する位置において切断面に発生する暗色のスジである。
レーザ加工装置1では、このような2つのレーザ加工ヘッド10A,10Bの加工結果の差異、すなわち機差を補正するための機能を有している。すなわち、レーザ加工装置1では、制御部9が、レーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1による対象物100の加工条件と、レーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2による対象物100の加工条件と、の少なくとも一部を互いに独立して設定するため入力を受け付けるための情報(図20の入力画面G等)を入力受付部93に表示させる表示処理を実施する。
図20は、入力受付部が表示する入力画面の一例を示す図である。図20に示されるように、入力画面Gは、基本的な加工条件(基本条件)の選択を受け付けるための基本条件受付部G1を含む。制御部9は、例えば、基本条件受付部G1で対象物100の厚さに応じた基本条件の選択(図示の例では「T400μm基本条件」)を受け付けると、当該選択に応じた加工条件(例えば図19に示されるような加工条件)を設定する。
また、入力画面Gは、機差補正を行う項目(補正項目)を選択するための補正項目受付部G2を含む。補正項目受付部G2が選択を受け付ける補正項目は、図示の例では、偏心補正G21、加工補正G22、AF補正G23、及び、レーザONOFF補正G24である。偏心補正G21は、上述した偏心補正である。
制御部9は、偏心補正G21の選択を受け付けると、図21の(a)に示されるように、偏心補正G21の具体的な補正量の入力を受け付けるための情報(補正量入力画面G21p)を入力受付部93に表示させる。ここでは、一例として、レーザ加工ヘッド10Bに関する補正量入力画面G21pを図示しているが、レーザ加工ヘッド10Aについても同様に表示され得る。補正量入力画面G21pでは、X軸移動部62Aによるレーザ加工ヘッド10AのX方向に沿った移動を示す移動線(例えば加工線DA)を基準線として、X軸移動部62Bによるレーザ加工ヘッド10BのX方向に沿った移動を示す移動線(例えば加工線DB)の当該基準線からのY方向へのズレ量に対する補正量の入力を受け付ける。「X座標1」は、レーザ加工ヘッド10Bの移動線の始端のX座標であり、「X座標2」は、レーザ加工ヘッド10Bの移動線の終端のX座標である。
このように、制御部9は、表示処理において、レーザ加工ヘッド10Aの加工条件を基準としたときの、レーザ加工ヘッド10Bの加工条件の当該基準からの補正量の入力を受け付けるための情報(補正量入力画面G21p)を、入力受付部93に表示させる。より具体的には、制御部9は、上述したように、X軸移動部62Aによるレーザ加工ヘッド10AのX方向に沿った移動を示す移動線(例えば加工線DA)を基準線として、X軸移動部62Bによるレーザ加工ヘッド10BのX方向に沿った移動を示す移動線(例えば加工線DB)の当該基準線からのY方向へのズレ量に対する補正量の入力を受け付けるための情報(補正量入力画面G21p)を、入力受付部93に表示させる。
制御部9は、入力画面Gの補正項目受付部G2において他の補正項目の選択を受け付けた場合についても、上記の補正量入力画面G21pに相当する情報を入力受付部93に表示させる。図21の(b)は、補正項目受付部G2において加工補正G22の選択を受け付けた場合の補正量入力画面G22pを示す。なお、補正量入力画面G22pの「Zハイト補正」は、図19の加工条件における「ZH(μm)」のレーザ加工ヘッド10Aを基準とした補正量を示す。また、補正量入力画面G22pの「集光補正」は、図19の加工条件における「集光パラメータ」のレーザ加工ヘッド10Aを基準とした補正量を示す。
図22の(a)は、補正項目受付部G2においてAF補正G23の選択を受け付けた場合の補正量入力画面G23pを示す。上述したように、レーザ加工装置1では、測定部16から出力された信号に基づいて、対象物100の表面と集光部14との距離が一定に維持されるように(すなわち、対象物100の表面とレーザ光L1,L2の集光点との距離が一定に維持されるように)、駆動部18を制御するオートフォーカス制御(AF制御)が実施される。補正量入力画面G23pでは、このAF制御における各種の条件の補正量を受け付ける。
具体的には、補正量入力画面G23pの「AF追従開始位置」は、レーザ加工ヘッド10Aを基準としたときの、レーザ加工ヘッド10BのAF制御を開始するX方向の位置の補正量を示す。補正量入力画面G23pの「AF固定距離」は、レーザ加工ヘッド10Aを基準としたときの、対象物100の表面とレーザ光L2の集光点との距離を一定に維持しつつ加工を行う距離(対象物100のエッジからの距離)の補正量を示す。また、補正量入力画面G23pの「AF光量」は、レーザ加工ヘッド10Aを基準としたときの、レーザ加工ヘッド10Bの測定部16における測定光L10の光量の補正量を示す。さらに、補正量入力画面G23pの「AFゲイン」は、対象物100の表面変位に対して追従するように集光部14を動かすための制御信号の強さの補正量を示す。より具体的には、「AFゲイン」は、例えば駆動部18を動かす圧電素子を制御するためのフィードバック制御のゲイン(例えば、PID制御の比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン)強度を補正するための複数段階(例えば10段階)に分けたパラメータである。
図22の(b)は、補正項目受付部G2においてレーザONOFF補正G24の選択を受け付けた場合の補正量入力画面G24pを示す。補正量入力画面G24pの「エッジOFF距離」は、エッジOFF区間の長さの補正量である。エッジOFF区間とは、対象物100のエッジから所定の位置までの区間であって、レーザをOFFとして改質領域を形成しない区間である。これは、レーザをONしてから実際にパルスが一定の出力で発振されるまでのバラつき等で発生するズレの補正のためのものである。また、補正量入力画面G24pの「ONOFF位置」は、対象物100内の一部の所定領域でレーザをOFFして改質領域を形成しない領域を形成する加工を実施する際の、改質領域が形成される位置のズレの補正量を示す。
以上のように、例えば、入力画面Gの基本条件受付部G1で「T400μm基本条件」を受け付けると共に、補正項目受付部G2で加工補正G22の選択を受け付け、且つ、補正量入力画面G22pで図21の(b)に示される補正量の入力を受け付けた場合、制御部9は、まず、レーザ加工ヘッド10Aについては、図19に示される加工条件と同様に基準となる加工条件(図23の(a))を設定しつつ、レーザ加工ヘッド10Bについては、図19に示される加工条件に対して図21の(b)に示される各補正量を加味した条件(図23の(b))を設定する。これにより、機差補正が行われる。
この状態において、制御部9は照射処理を実施する。図24は、機差補正を経て実際に加工を行った場合の加工結果を示す切断面の写真である。図24の(a)は、レーザ加工ヘッド10Aによる加工結果を示し、図24の(b)は、レーザ加工ヘッド10Bによる加工結果を示す。図24に示されるように、図18の例で発生していた黒スジBFの発生が抑えられ、レーザ加工ヘッド10A,10Bについて均一な加工状態が得られている。
以上のように、レーザ加工装置1では、制御部9が、レーザ加工ヘッド10Aからのレーザ光L1による対象物100の加工条件と、レーザ加工ヘッド10Bからのレーザ光L2による対象物100の加工条件と、の少なくとも一部を互いに独立して設定するため入力を受け付けるための情報(入力画面G等)を入力受付部93に表示させる。したがって、レーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれによる対象物100のレーザ加工の加工品質に差(レーザ加工ヘッド10A,10Bの機差)が生じないように、レーザ加工ヘッド10A,10Bのそれぞれの加工条件を設定することによって、加工品質の低下が抑制され得る。
また、レーザ加工装置1では、制御部9は、表示処理において、レーザ加工ヘッド10Aの加工条件を基準としたときの、レーザ加工ヘッド10Bの加工条件の基準からの補正量の入力を受け付けるための情報(補正量入力画面G21p等)を入力受付部93に表示させる。このため、レーザ加工ヘッド10A,10Bの機差を抑制するための入力が容易である。
以上の実施形態は、本開示の一側面に係るレーザ加工装置の一実施形態について説明したものである。したがって、上記のレーザ加工装置1は、任意に変形され得る。例えば、以上の例では、X軸移動部62A,62Bが、一対のY軸移動部61に掛け渡されて支持されている場合を示した。しかし、移動機構6は、単一のY軸移動部61を含み、X軸移動部62A,62Bは、当該単一のY軸移動部61に片持ち梁の状態で支持されていてもよい。
スループットを向上すると共に加工品質の低下を抑制可能なレーザ加工装置が提供される。
1…レーザ加工装置、5…移動機構(第2移動機構)、6…移動機構(第1移動機構)、7…支持部、9…制御部、10A…レーザ加工ヘッド(第1レーザ加工ヘッド)、10B…レーザ加工ヘッド(第2レーザ加工ヘッド)、61…Y軸移動部(第3移動部)、62A…X軸移動部(第1移動部)、62B…X軸移動部(第2移動部)、93…入力受付部、100…対象物、100T…サンプル、AC…カメラ。
Claims (8)
- 第1方向に沿って延びると共に前記第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、前記ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、前記ラインに沿って前記対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、
前記対象物を支持するための支持部と、
前記支持部に支持された前記対象物に対して前記レーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドと、
前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドを、それぞれ、前記第1方向及び前記第2方向に沿って移動させるための第1移動機構と、
少なくとも、前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光の照射、並びに、前記第1移動機構による前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドの移動を制御するための制御部と、
を備え、
前記第1移動機構は、
前記第1方向に沿って延びると共に前記第1レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第1レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第1移動部と、
前記第1方向に沿って延びると共に前記第2レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第2レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第2移動部と、
前記第2方向に沿って延びると共に前記第1移動部及び前記第2移動部が取り付けられており、前記第1移動部及び前記第2移動部のそれぞれを前記第2方向に沿って移動させるための第3移動部と、
を含み、
前記制御部は、
前記第2移動部による前記第2レーザ加工ヘッドの前記第1方向に沿った移動を示す第2移動線の、前記第1方向に沿った基準線からの前記第2方向へのズレ量を取得する取得処理と、
前記取得処理の後に、少なくとも前記第2レーザ加工ヘッドから前記レーザ光が出力されている状態において、前記第1方向に沿って前記第2レーザ加工ヘッドを移動させるように前記第2移動部を制御することにより、前記ラインに沿って前記対象物に前記レーザ光を照射する照射処理と、を実施し、
前記照射処理では、前記制御部は、前記第3移動部の制御によって前記ズレ量の分だけ前記第2方向に前記第2レーザ加工ヘッドを移動させながら、前記第2移動部の制御によって前記第2レーザ加工ヘッドを前記第1方向に移動させる、
レーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記取得処理では、
前記ズレ量の取得用のサンプルが前記支持部に支持されている状態において、前記第1レーザ加工ヘッドから前記レーザ光を出力させながら、前記第1移動部の制御により前記第1レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させることにより、前記第1方向に沿って前記サンプルに前記レーザ光を照射して、前記第1移動部による前記第1レーザ加工ヘッドの前記第1方向に沿った移動を示す第1移動線としての第1加工線を、前記レーザ光の加工痕によって前記サンプルに形成する第1形成処理と、
前記サンプルが前記支持部に支持されている状態において、前記第2レーザ加工ヘッドから前記レーザ光を出力させながら、前記第2移動部の制御により前記第2レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させることにより、前記第1方向に沿って前記サンプルに前記レーザ光を照射して、前記レーザ光の加工痕によって前記第2移動線としての第2加工線を前記サンプルに形成する第2形成処理と、
前記第1加工線と前記第2加工線との比較に基づいて、前記第1加工線を前記基準線とした前記ズレ量を取得するズレ量取得処理と、
を実施する、
請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記第1方向に沿って前記支持部を移動させると共に、前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向に沿った回転軸の周りに前記支持部を回転させるための第2移動機構をさらに備え、
前記制御部は、前記照射処理の前に、前記第2移動機構の制御によって、前記第1移動部による前記第1レーザ加工ヘッドの前記第1方向に沿った移動を示す第1移動線に前記ラインが一致するように前記支持部を回転させるアライメント処理を実施し、
前記照射処理では、前記制御部は、前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドから前記レーザ光が出力されている状態において、前記第2移動機構の制御によって前記第1方向に沿って前記支持部を移動させると共に、前記第1移動部及び前記第2移動部の制御によって、前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って前記支持部と反対方向に移動させることにより、前記ラインに沿って前記対象物に前記レーザ光を照射する、
請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。 - 前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドには、光源から出力された前記レーザ光を導入するための光ファイバが接続されており、
前記制御部は、前記照射処理において、前記第1方向に沿った前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドの速さを、前記第1方向に沿った前記支持部の速さよりも小さくする、
請求項3に記載のレーザ加工装置。 - 前記第1移動機構は、前記第1方向に互いに対向して配置された一対の前記第3移動部を含み、
前記第1移動部及び前記第2移動部は、前記一対の第3移動部に掛け渡されて支持されている、
請求項1~4のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。 - 第1方向に沿って延びると共に前記第1方向に交差する第2方向に沿って配列された複数のラインが設定された対象物に、前記ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、前記ラインに沿って前記対象物に改質領域を形成するためのレーザ加工装置であって、
前記対象物を支持するための支持部と、
前記支持部に支持された前記対象物に対して前記レーザ光を照射するための第1レーザ加工ヘッド及び第2レーザ加工ヘッドと、
情報を表示すると共に入力を受け付けるための入力受付部と、
前記入力受付部を制御するための制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光による前記対象物の加工条件と、前記第2レーザ加工ヘッドからの前記レーザ光による前記対象物の加工条件と、の少なくとも一部を互いに独立して設定するための入力を受け付けるための情報を前記入力受付部に表示させる表示処理を実施する、
を備えるレーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記表示処理において、前記第1レーザ加工ヘッドの加工条件を基準としたときの、前記第2レーザ加工ヘッドの加工条件の前記基準からの補正量の入力を受け付けるための情報を前記入力受付部に表示させる、
請求項6に記載のレーザ加工装置。 - 前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドを、それぞれ、前記第1方向及び前記第2方向に沿って移動させるための第1移動機構をさらに備え、
前記制御部は、前記第1移動機構による前記第1レーザ加工ヘッド及び前記第2レーザ加工ヘッドの移動を制御し、
前記第1移動機構は、
前記第1方向に沿って延びると共に前記第1レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第1レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第1移動部と、
前記第1方向に沿って延びると共に前記第2レーザ加工ヘッドが取り付けられており、前記第2レーザ加工ヘッドを前記第1方向に沿って移動させるための第2移動部と、
前記第2方向に沿って延びると共に前記第1移動部及び前記第2移動部が取り付けられており、前記第1移動部及び前記第2移動部のそれぞれを前記第2方向に沿って移動させるための第3移動部と、
を含み、
前記制御部は、前記表示処理において、前記第2移動部による前記第2レーザ加工ヘッドの前記第1方向に沿った移動を示す第2移動線の、前記第1方向に沿った基準線からの前記第2方向へのズレ量に対する前記補正量の入力を受け付けるための情報を前記入力受付部に表示させる、
請求項7に記載のレーザ加工装置。
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