JP2024013473A

JP2024013473A - laser processing equipment

Info

Publication number: JP2024013473A
Application number: JP2022115586A
Authority: JP
Inventors: 良信齋藤; Yoshinobu Saito; 智之本郷; Tomoyuki Hongo
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2022-07-20
Filing date: 2022-07-20
Publication date: 2024-02-01

Abstract

To monitor the output of a laser beam without arranging a mirror on an optical path of the laser beam and without interrupting laser processing.SOLUTION: A laser processing device is provided which comprises a suction holding plate, a laser beam irradiation unit for irradiating a workpiece under suction holding by the suction holding plate with a laser beam, an alarm unit for emitting alarms when the output of the laser beam exceeds a predetermined range, and a control unit for controlling the operation of the alarm unit, where the laser beam irradiation unit has a laser oscillator, a condenser lens, and a power measurement unit for measuring the power of a laser beam reflected and diffused by at least the condenser lens, and the control unit estimates, on the basis of the power measured by the power measurement unit, the output of the laser beam emitted from the laser oscillator to make the alarm unit emit alarms when the output of the laser beam estimated exceeds a predetermined range.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing device.

半導体ウェーハ等の被加工物をレーザービームで加工する方法として、被加工物に吸収される波長を有するレーザービームを被加工物の表面側に照射して、アブレーション加工により被加工物の表面側に加工溝を形成するレーザー加工が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a method of processing workpieces such as semiconductor wafers with a laser beam, a laser beam with a wavelength that is absorbed by the workpiece is irradiated onto the surface side of the workpiece, and the surface side of the workpiece is processed by ablation processing. Laser processing for forming processing grooves is known (for example, see Patent Document 1).

また、被加工物をレーザービームで加工する他の方法として、被加工物を透過する波長を有するレーザービームが被加工物の内部に集光する様に被加工物にレーザービームを照射して、分割起点となる脆弱領域（改質領域とも称される）を形成するレーザー加工も知られている（例えば、特許文献２参照）。 Another method of processing a workpiece with a laser beam is to irradiate the workpiece with a laser beam so that the laser beam having a wavelength that passes through the workpiece is focused inside the workpiece. Laser processing for forming a fragile region (also referred to as a modified region) that serves as a starting point for division is also known (for example, see Patent Document 2).

この様なレーザー加工を行うためには、レーザー加工装置が使用される。被加工物に対してレーザー加工を行う前には、レーザービームの出力がレーザー加工装置に予め設定されるが、実際の出力が当初の設定値からずれることで、加工不良が生じることがある。 A laser processing device is used to perform such laser processing. Before performing laser processing on a workpiece, the output of the laser beam is preset in the laser processing device, but the actual output may deviate from the initially set value, resulting in processing defects.

そこで、被加工物に対してレーザー加工を施しているときであっても、レーザー加工を中断することなく、レーザービームの出力を監視できるレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。 Therefore, a laser processing device has been proposed that can monitor the output of a laser beam without interrupting laser processing even when laser processing is being performed on a workpiece (for example, see Patent Document 3). ).

このレーザー加工装置では、レーザー発振器から集光レンズまでの間に１以上（例えば、２又は３）のミラーを配置する。レーザービームは、各ミラーにおいて略反射されるが、各ミラーにおいて僅かに反射されずに透過する。例えば、レーザービームの出力の数％がミラーを透過する。 In this laser processing device, one or more (for example, two or three) mirrors are arranged between the laser oscillator and the condenser lens. The laser beam is substantially reflected by each mirror, but is transmitted through each mirror without being slightly reflected. For example, a few percent of the laser beam's power is transmitted through the mirror.

このレーザー加工装置を用いれば、ミラーを透過する一部のレーザービームに基づいてレーザービームの出力を測定できるので、被加工物に対するレーザー加工を中断することなく、レーザービームの出力を測定できる。 By using this laser processing device, the output of the laser beam can be measured based on a portion of the laser beam that passes through the mirror, so the output of the laser beam can be measured without interrupting the laser processing of the workpiece.

特開２００３－３２０４６６号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-320466 特開２００２－１９２３７０号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-192370 特開２０２１－３０２８３号公報JP 2021-30283 Publication

しかし、レーザー発振器と集光レンズとの間に１以上のミラーを配置すると、ミラーを配置しない場合に比べて光学系が大型化する。 However, when one or more mirrors are disposed between the laser oscillator and the condensing lens, the optical system becomes larger than when no mirror is disposed.

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、レーザービームの光路上にミラーを配置することなく、且つ、レーザー加工を中断することなくレーザービームの出力を監視可能なレーザー加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a laser processing device that can monitor the output of a laser beam without disposing a mirror on the optical path of the laser beam and without interrupting laser processing. The purpose is to

本発明の一態様によれば、レーザー加工装置であって、被加工物を吸引保持する吸引保持板と、該吸引保持板で吸引保持された該被加工物に対してレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、該レーザービームの出力が所定の範囲を超えた場合に警報を発する警報ユニットと、メモリ及びプロセッサを備え、該警報ユニットの動作を制御する制御ユニットと、を備え、該レーザービーム照射ユニットは、レーザー発振器と、該レーザー発振器から出射された該レーザービームを集光させる集光レンズと、少なくとも該集光レンズで反射及び散乱された該レーザービームのパワーを測定するパワー測定ユニットと、を有し、該制御ユニットは、該パワー測定ユニットで測定されたパワーに基づいて該レーザー発振器から出射された該レーザービームの出力を推定し、推定された該レーザービームの出力が所定の範囲を超える場合、該警報ユニットに警報を出させるレーザー加工装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a laser processing apparatus includes a suction holding plate that suction-holds a workpiece, and a laser beam that irradiates the workpiece suction-held by the suction holding plate. A beam irradiation unit, an alarm unit that issues an alarm when the output of the laser beam exceeds a predetermined range, and a control unit that includes a memory and a processor and controls the operation of the alarm unit, The irradiation unit includes a laser oscillator, a condenser lens that condenses the laser beam emitted from the laser oscillator, and a power measurement unit that measures at least the power of the laser beam reflected and scattered by the condenser lens. , the control unit estimates the output of the laser beam emitted from the laser oscillator based on the power measured by the power measurement unit, and controls the estimated output of the laser beam within a predetermined range. A laser processing device is provided that causes the alarm unit to issue an alarm if the

好ましくは、該パワー測定ユニットは、少なくとも該集光レンズで反射及び散乱された該レーザービームを受光する受光部を有し、該受光部は、該レーザー発振器から該集光レンズまでにおける該レーザービームの通過経路の延長線上には無く、且つ、該集光レンズの光軸から離れた位置に配置されている。 Preferably, the power measurement unit includes at least a light receiving section that receives the laser beam reflected and scattered by the condensing lens, and the light receiving section receives the laser beam from the laser oscillator to the condensing lens. The condenser lens is not on an extension of the passage path of the condenser lens, and is located away from the optical axis of the condenser lens.

また、好ましくは、レーザー加工装置は、該パワー測定ユニットで測定されたパワーに基づいて推定された該レーザービームの出力が所定範囲内になる様に、該レーザービームの出力を調整するレーザービーム出力調整ユニットを更に備える。 Preferably, the laser processing device also includes a laser beam output that adjusts the output of the laser beam so that the output of the laser beam estimated based on the power measured by the power measurement unit is within a predetermined range. It further includes an adjustment unit.

また、好ましくは、該集光レンズは、該集光レンズの光軸が該吸引保持板の保持面に対して直交せずに所定角度だけ傾く様に配置されている。 Preferably, the condenser lens is arranged such that the optical axis of the condenser lens is not perpendicular to the holding surface of the suction/holding plate but is inclined at a predetermined angle.

本発明の一態様に係るレーザー加工装置は、レーザービーム照射ユニットを備える。レーザービーム照射ユニットは、レーザー発振器と、集光レンズと、少なくとも集光レンズで反射及び散乱されたレーザービームのパワーを測定するパワー測定ユニットと、を有する。 A laser processing apparatus according to one aspect of the present invention includes a laser beam irradiation unit. The laser beam irradiation unit includes a laser oscillator, a condenser lens, and a power measurement unit that measures the power of at least the laser beam reflected and scattered by the condenser lens.

レーザー加工装置の制御ユニットは、パワー測定ユニットで測定されたパワーに基づいてレーザー発振器から出射されたレーザービームの出力を推定する。それゆえ、レーザービームの光路上にミラーを配置することなく、且つ、レーザー加工を中断することなくレーザービームの出力を監視できる。 A control unit of the laser processing device estimates the output of the laser beam emitted from the laser oscillator based on the power measured by the power measurement unit. Therefore, the output of the laser beam can be monitored without placing a mirror on the optical path of the laser beam and without interrupting laser processing.

レーザー加工装置の斜視図である。It is a perspective view of a laser processing device. 図２（Ａ）はレーザービーム照射ユニットの斜視図であり、図２（Ｂ）はレーザービーム照射ユニットの一部断面側面図である。FIG. 2(A) is a perspective view of the laser beam irradiation unit, and FIG. 2(B) is a partially sectional side view of the laser beam irradiation unit. レーザービームの集光点でのパワーと、反射散乱光のパワーに対応する電圧値と、を示すグラフである。It is a graph showing the power at the focal point of a laser beam and the voltage value corresponding to the power of reflected and scattered light. 集光レンズの光軸の傾きを示す一部断面側面図である。FIG. 3 is a partially sectional side view showing the inclination of the optical axis of the condensing lens. 第２の実施形態に係るレーザービーム照射ユニットの一部断面側面図である。FIG. 7 is a partially cross-sectional side view of a laser beam irradiation unit according to a second embodiment. 第３の実施形態に係るレーザービーム照射ユニットの一部断面側面図である。FIG. 7 is a partially cross-sectional side view of a laser beam irradiation unit according to a third embodiment. 図７（Ａ）はレーザービーム出力調整ユニットの第１の変形例を示す図であり、図７（Ｂ）はレーザービーム出力調整ユニットの第２の変形例を示す図であり、図７（Ｃ）はレーザービーム出力調整ユニットの第３の変形例を示す図である。FIG. 7(A) is a diagram showing a first modification example of the laser beam output adjustment unit, FIG. 7(B) is a diagram showing a second modification example of the laser beam output adjustment unit, and FIG. ) is a diagram showing a third modification of the laser beam output adjustment unit.

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るレーザー加工装置２の斜視図である。図１に示すＸ軸方向（加工送り方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向（上下方向、高さ方向）は、互いに直交する。 Embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus 2 according to the first embodiment. The X-axis direction (processing feed direction), Y-axis direction (indexing feed direction), and Z-axis direction (vertical direction, height direction) shown in FIG. 1 are orthogonal to each other.

レーザー加工装置２は、各構造を支持する基台４を備える。基台４は、平板部６と、平板部６の後方側（Ｙ軸方向の一方側）において上方に延伸する様に設けられた壁部８と、を含む。 The laser processing device 2 includes a base 4 that supports each structure. The base 4 includes a flat plate part 6 and a wall part 8 provided so as to extend upward on the rear side (one side in the Y-axis direction) of the flat plate part 6.

平板部６の上面には、Ｙ軸方向移動ユニット１０が設けられている。Ｙ軸方向移動ユニット１０は、Ｙ軸方向に略平行に配置された一対のＹ軸ガイドレール１２を有する。一対のＹ軸ガイドレール１２は、平板部６の上面に固定されている。 A Y-axis direction moving unit 10 is provided on the upper surface of the flat plate portion 6. The Y-axis direction moving unit 10 has a pair of Y-axis guide rails 12 arranged substantially parallel to the Y-axis direction. A pair of Y-axis guide rails 12 are fixed to the upper surface of the flat plate section 6.

Ｙ軸ガイドレール１２には、移動テーブル１４がスライド可能に取り付けられている。移動テーブル１４の下面側には、ナット部（不図示）が設けられている。ナット部には、Ｙ軸方向と略平行に配置されたねじ軸１６が複数のボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。 A moving table 14 is slidably attached to the Y-axis guide rail 12. A nut portion (not shown) is provided on the lower surface side of the movable table 14. A screw shaft 16 arranged substantially parallel to the Y-axis direction is rotatably connected to the nut portion via a plurality of balls (not shown).

ねじ軸１６の一端部には、ステッピングモータ等の駆動源１８が連結されている。駆動源１８でねじ軸１６を回転させれば、移動テーブル１４は、Ｙ軸ガイドレール１２に沿って移動する。 A driving source 18 such as a stepping motor is connected to one end of the screw shaft 16 . When the screw shaft 16 is rotated by the drive source 18, the moving table 14 moves along the Y-axis guide rail 12.

移動テーブル１４の上面側には、Ｘ軸方向移動ユニット２０が設けられている。Ｘ軸方向移動ユニット２０は、Ｘ軸方向に略平行に配置された一対のＸ軸ガイドレール２２を有する。一対のＸ軸ガイドレール２２は、移動テーブル１４の上面に固定されている。 An X-axis direction moving unit 20 is provided on the upper surface side of the moving table 14. The X-axis direction moving unit 20 has a pair of X-axis guide rails 22 arranged substantially parallel to the X-axis direction. A pair of X-axis guide rails 22 are fixed to the upper surface of the moving table 14.

Ｘ軸ガイドレール２２には、移動テーブル２４がスライド可能に取り付けられている。移動テーブル２４の下面側には、ナット部（不図示）が設けられている。ナット部には、Ｘ軸方向と略平行に配置されたねじ軸２６が複数のボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。 A moving table 24 is slidably attached to the X-axis guide rail 22. A nut portion (not shown) is provided on the lower surface side of the movable table 24. A screw shaft 26 arranged substantially parallel to the X-axis direction is rotatably connected to the nut portion via a plurality of balls (not shown).

ねじ軸２６の一端部には、ステッピングモータ等の駆動源２８が連結されている。駆動源２８でねじ軸２６を回転させれば、移動テーブル２４は、Ｘ軸ガイドレール２２に沿って移動する。 A driving source 28 such as a stepping motor is connected to one end of the screw shaft 26 . When the screw shaft 26 is rotated by the drive source 28, the moving table 24 moves along the X-axis guide rail 22.

移動テーブル２４の上面側には、円筒状の筐体を有する回転駆動機構３０が設けられている。回転駆動機構３０は、モータ等の駆動源により回転可能な回転軸（不図示）を有する。この回転軸は、Ｚ軸方向と略平行に配置されている。 A rotation drive mechanism 30 having a cylindrical housing is provided on the upper surface side of the moving table 24. The rotation drive mechanism 30 has a rotation shaft (not shown) that can be rotated by a drive source such as a motor. This rotation axis is arranged substantially parallel to the Z-axis direction.

回転軸の上端部には、被加工物１１を吸引保持する円板状のチャックテーブル（吸引保持板）３２が設けられている。チャックテーブル３２は、金属で形成された円板状の枠体を有する。枠体の上面側には、円板状の凹部が形成されている。 A disk-shaped chuck table (suction holding plate) 32 is provided at the upper end of the rotating shaft to hold the workpiece 11 under suction. The chuck table 32 has a disc-shaped frame made of metal. A disk-shaped recess is formed on the upper surface side of the frame.

この凹部には、多孔質セラミックスで形成された円板状の多孔質板が固定されている。凹部の底面側には、複数の溝が放射状に形成されており、更に、凹部の底面の中心部を貫通する様に、円柱状の流路が形成されている。 A disk-shaped porous plate made of porous ceramics is fixed in this recess. A plurality of grooves are formed radially on the bottom side of the recess, and a cylindrical channel is further formed so as to penetrate through the center of the bottom of the recess.

円柱状の流路には、電磁弁（不図示）を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）が連結されている。吸引源を動作させた状態で電磁弁を開状態にすると、多孔質板には負圧が伝達する。多孔質板の上面と、枠体の上面とは、略面一に形成されており、被加工物１１を吸引保持する略平坦な保持面３２ａ（図４参照）を構成する。 A suction source (not shown) such as a vacuum pump is connected to the cylindrical flow path via a solenoid valve (not shown). When the solenoid valve is opened with the suction source operating, negative pressure is transmitted to the porous plate. The upper surface of the porous plate and the upper surface of the frame are formed substantially flush with each other, and constitute a substantially flat holding surface 32a (see FIG. 4) that holds the workpiece 11 under suction.

チャックテーブル３２の上方には、レーザービーム照射ユニット３４が配置されている。レーザービーム照射ユニット３４は、壁部８から前方側（Ｙ軸方向の他方側）に延伸する様に設けられた片持ち梁状のアーム部８ａの先端部に固定されている。 A laser beam irradiation unit 34 is arranged above the chuck table 32. The laser beam irradiation unit 34 is fixed to the tip of a cantilever-shaped arm 8a extending forward from the wall 8 (to the other side in the Y-axis direction).

ここで、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照し、レーザービーム照射ユニット３４の構成を説明する。図２（Ａ）は、レーザービーム照射ユニット３４の斜視図である。但し、図２（Ａ）では、図１とは異なる向きで見た場合のレーザービーム照射ユニット３４が示されている。また、図２（Ｂ）は、レーザービーム照射ユニット３４の一部断面側面図である。 Here, the configuration of the laser beam irradiation unit 34 will be explained with reference to FIGS. 2(A) and 2(B). FIG. 2(A) is a perspective view of the laser beam irradiation unit 34. However, in FIG. 2(A), the laser beam irradiation unit 34 is shown when viewed in a different direction from that in FIG. Moreover, FIG. 2(B) is a partially cross-sectional side view of the laser beam irradiation unit 34.

レーザービーム照射ユニット３４は、レーザー媒質を含むレーザー発振器３６を有する。レーザー媒質は、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ_４結晶、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶等のロッドや、希土類元素がドープされたコアを有する光ファイバである。レーザー媒質には、レーザーダイオード等の励起光源（不図示）から励起光が照射される。 The laser beam irradiation unit 34 has a laser oscillator 36 including a laser medium. The laser medium is, for example, a rod such as Nd:YVO ₄ crystal or Nd:YAG crystal, or an optical fiber having a core doped with a rare earth element. The laser medium is irradiated with excitation light from an excitation light source (not shown) such as a laser diode.

レーザー媒質が励起光を受けてレーザーが発振すると、レーザー発振器３６からはレーザービームＬが出射する。例えば、Ｑスイッチパルス発振により、レーザー発振器３６からは、所定の繰り返し周波数を有するパルス状であり直線偏光のレーザービームＬが出射する。 When the laser medium receives the excitation light and the laser oscillates, the laser oscillator 36 emits a laser beam L. For example, by Q-switch pulse oscillation, the laser oscillator 36 emits a pulsed linearly polarized laser beam L having a predetermined repetition frequency.

レーザービームＬの出力（即ち、パワー）（単位：Ｗ）は、励起光源から照射される励起光のパワーに対応している。例えば、励起光源にレーザーダイオードを使用する場合、レーザーダイオードのＮ側電極及びＰ側電極間に供給される電流量を多くするほど、レーザービームＬの出力を高くできる。 The output (that is, power) (unit: W) of the laser beam L corresponds to the power of excitation light emitted from the excitation light source. For example, when a laser diode is used as the excitation light source, the output of the laser beam L can be increased by increasing the amount of current supplied between the N-side electrode and the P-side electrode of the laser diode.

レーザービームＬの波長は、レーザー加工の態様に応じて適宜設定される。例えば、被加工物１１に対して分割起点となる脆弱領域（改質領域）を形成する場合には、被加工物１１を透過する波長（例えば、１０６４ｎｍ）を有するレーザービームＬが使用される。 The wavelength of the laser beam L is appropriately set depending on the mode of laser processing. For example, when forming a fragile region (modified region) that becomes a starting point of division in the workpiece 11, a laser beam L having a wavelength (for example, 1064 nm) that passes through the workpiece 11 is used.

また、被加工物１１に対してアブレーション加工を施す場合には、被加工物１１に吸収される波長（例えば、３５５ｎｍ）を有するレーザービームＬが使用される。例えば、非線形光学結晶を利用して、１０６４ｎｍの波長を有するレーザービームＬ（基本波）を波長変換することで、３５５ｎｍの波長を有するレーザービームＬ（第３高調波）を得ることができる。 Further, when performing ablation processing on the workpiece 11, a laser beam L having a wavelength (for example, 355 nm) that is absorbed by the workpiece 11 is used. For example, by converting the wavelength of a laser beam L (fundamental wave) having a wavelength of 1064 nm using a nonlinear optical crystal, a laser beam L (third harmonic) having a wavelength of 355 nm can be obtained.

レーザービームＬの波長を変換する非線形光学結晶（波長変換部）は、筐体３８内に設けられてもよい。レーザー発振器３６の下側（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す右側）には、円筒状の筐体３８の上端側が接続されている。 A nonlinear optical crystal (wavelength conversion section) that converts the wavelength of the laser beam L may be provided within the housing 38. The upper end side of a cylindrical housing 38 is connected to the lower side of the laser oscillator 36 (the right side shown in FIGS. 2(A) and 2(B)).

筐体３８の下端部側には、直方体状の接続部材４０の一面４０ａ側が固定されている。接続部材４０には、レーザービームＬを通過させるための開口（不図示）が設けられている。 One surface 40a side of a rectangular parallelepiped connecting member 40 is fixed to the lower end side of the housing 38. The connecting member 40 is provided with an opening (not shown) through which the laser beam L passes.

一面４０ａとは反対側に位置する接続部材４０の他面４０ｂ側には、集光レンズ４２が固定されたレンズマウント４４が固定されている。レーザー発振器３６から出射されたレーザービームＬは、集光レンズ４２により、チャックテーブル３２で吸引保持された被加工物１１に集光される（図１参照）。 A lens mount 44 to which a condensing lens 42 is fixed is fixed to the other surface 40b of the connecting member 40, which is located on the opposite side to the one surface 40a. The laser beam L emitted from the laser oscillator 36 is focused by the condensing lens 42 onto the workpiece 11 that is suctioned and held by the chuck table 32 (see FIG. 1).

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、集光レンズ４２の光軸４２ａを一点鎖線で示す。光軸４２ａは筐体３８の中心軸と略一致している。なお、光軸４２ａは、後述する様に、Ｚ軸方向と平行ではなくＺ軸方向に対して傾いている。 In FIGS. 2(A) and 2(B), the optical axis 42a of the condenser lens 42 is indicated by a dashed line. The optical axis 42a substantially coincides with the central axis of the housing 38. Note that, as described later, the optical axis 42a is not parallel to the Z-axis direction but is inclined to the Z-axis direction.

一面４０ａ及び他面４０ｂの間に位置する接続部材４０の側面４０ｃには、パワー測定ユニット４６が固定されている。パワー測定ユニット４６には受光部４８が設けられており、側面４０ｃには、受光部４８へ光を通過させる開口部が形成されている。 A power measurement unit 46 is fixed to a side surface 40c of the connecting member 40 located between the one surface 40a and the other surface 40b. The power measurement unit 46 is provided with a light receiving section 48, and an opening through which light passes through the light receiving section 48 is formed in the side surface 40c.

受光部４８は、レーザー発振器３６から集光レンズ４２までにおけるレーザービームＬの通過経路の延長線上には無く、且つ、光軸４２ａから離れた位置に配置されている。本実施形態の受光部４８は、図２（Ｂ）に示す様に、光軸４２ａに直交する方向において光軸４２ａから所定距離だけ離れた位置に配置されている。 The light receiving section 48 is not on the extension of the passage path of the laser beam L from the laser oscillator 36 to the condensing lens 42, and is arranged at a position away from the optical axis 42a. As shown in FIG. 2(B), the light receiving section 48 of this embodiment is arranged at a position separated from the optical axis 42a by a predetermined distance in a direction perpendicular to the optical axis 42a.

受光部４８は、ミラーを僅かに透過するレーザービームＬ（即ち、透過光）を受光するのではなく、集光レンズ４２等の光学部品（即ち、少なくとも集光レンズ４２）により反射及び散乱されたレーザービームＬ（図２（Ｂ）において反射散乱光Ｌ_Ａと表記する）を受光する。 The light receiving unit 48 does not receive the laser beam L that slightly passes through the mirror (i.e., transmitted light), but rather receives the laser beam L that is reflected and scattered by optical components such as the condensing lens 42 (i.e., at least the condensing lens 42). A laser beam L (denoted as reflected and scattered light _LA in FIG. 2(B)) is received.

レーザービームＬは、集光レンズ４２の表面における微細な凹凸や、集光レンズ４２の内部の結晶構造に起因して散乱され得るし、集光レンズ４２の表面で反射され得る。また、散乱光が、再度、散乱されたり、反射されたりもする。 The laser beam L may be scattered due to minute irregularities on the surface of the condensing lens 42 or the crystal structure inside the condensing lens 42, or may be reflected by the surface of the condensing lens 42. In addition, the scattered light may be scattered or reflected again.

なお、集光レンズ４２が複数のレンズの組み合わせで構成されている場合には、１つ目のレンズで散乱された光が２つの目のレンズの表面で散乱されることもあるし、反射されることもある。 Note that when the condensing lens 42 is composed of a combination of multiple lenses, the light scattered by the first lens may be scattered by the surface of the second lens, or may not be reflected. Sometimes.

ところで、反射散乱光Ｌ_Ａのパワー（単位：Ｗ）は、ミラーを僅かに透過するレーザービームＬのパワーに比べて低い場合がある。しかし、本実施形態では、レーザービーム照射ユニット３４に筐体３８及び接続部材４０を設けることで、パワーが比較的小さい場合でも反射散乱光Ｌ_Ａを受光部４８で問題なく測定できる。 Incidentally, the power (unit: W) of the reflected and scattered light _LA may be lower than the power of the laser beam L that slightly passes through the mirror. However, in this embodiment, by providing the housing 38 and the connecting member 40 to the laser beam irradiation unit 34, the reflected and scattered light _LA can be measured by the light receiving section 48 without any problem even when the power is relatively small.

更に、筐体３８及び接続部材４０を設けることで、反射散乱光Ｌ_Ａ以外の光の受光部４８への入射光量を低減できるという利点もある。なお、受光部４８には、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ等の光学薄膜を設けてもよい。 Further, by providing the housing 38 and the connecting member 40, there is an advantage that the amount of light incident on the light receiving section 48 other than the reflected and scattered light _LA can be reduced. Note that the light receiving section 48 may be provided with an optical thin film such as an ND (Neutral Density) filter.

受光部４８は、フォトダイオード等の光電変換素子を含む。受光部４８は、受光した光量に応じた電荷を生成し、受光部４８に接続された不図示のＡ／Ｄ変換回路（analog-to-digital converter）等により、生成された電荷は電圧値に変換される。そして、この電圧値を示す信号は、後述する制御ユニット５０へ出力される。 The light receiving section 48 includes a photoelectric conversion element such as a photodiode. The light receiving section 48 generates a charge according to the amount of light received, and the generated charge is converted into a voltage value by an A/D converter (not shown) or the like connected to the light receiving section 48. converted. Then, a signal indicating this voltage value is output to a control unit 50, which will be described later.

図１に示す様に、制御ユニット５０は、プロセッサ（処理装置）５０ａと、メモリ（記憶装置）５０ｂと、を有するコンピュータによって構成されている。プロセッサ５０ａは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。 As shown in FIG. 1, the control unit 50 is configured by a computer having a processor (processing device) 50a and a memory (storage device) 50b. The processor 50a is, for example, a CPU (Central Processing Unit).

メモリ５０ｂは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を含む。 The memory 50b includes a main storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), an SRAM (Static Random Access Memory), or a ROM (Read Only Memory), and an auxiliary storage device such as a flash memory, a hard disk drive, or a solid state drive. include.

補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従いプロセッサ５０ａ等を動作させることによって、制御ユニット５０の機能が実現される。 The auxiliary storage device stores software including a predetermined program. The functions of the control unit 50 are realized by operating the processor 50a and the like according to this software.

制御ユニット５０は、推定調整部５２を有する。推定調整部５２は、所定のプログラムをプロセッサ５０ａで実行することで実現される。推定調整部５２は、計算式、テーブル等の所定の関係式に基づいて、反射散乱光Ｌ_ＡのパワーをレーザービームＬの出力に変換することで、レーザービームＬの出力を推定する機能を有する。 The control unit 50 includes an estimation adjustment section 52. The estimation adjustment unit 52 is realized by executing a predetermined program on the processor 50a. The estimation adjustment unit 52 has a function of estimating the output of the laser beam L by converting the power of the reflected scattered light _LA into the output of the laser beam L based on a predetermined relational expression such as a calculation formula or a table. .

図３は、レーザービームＬの集光点でのパワー（横軸、単位：Ｗ）と、反射散乱光Ｌ_Ａのパワーに対応する電圧値（縦軸、単位：Ｖ）と、を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing the power at the focal point of the laser beam L (horizontal axis, unit: W) and the voltage value (vertical axis, unit: V) corresponding to the power of the reflected and scattered light _LA . be.

図３に示すグラフは、レーザービームＬの集光点にパワーメータ等の出力測定器（不図示）を配置して集光点でのパワーを測定すると共に、パワー測定ユニット４６で反射散乱光Ｌ_Ａを光電変換することで得られる電圧値を測定することで得られた。 The graph shown in FIG. 3 is obtained by arranging an output measuring device (not shown) such as a power meter at the focal point of the laser beam L to measure the power at the focal point, and using a power measurement unit 46 to measure the reflected and scattered light L. It was obtained by measuring the voltage value obtained by photoelectrically converting _A.

図３に示す様に、集光点でのレーザービームＬの出力（Ｗ）と、反射散乱光Ｌ_Ａに対応する電圧値（Ｖ）と、には、線型の近似式（第１の近似式）が成立する。 As shown in FIG. 3, the output (W) of the laser beam L at the condensing point and the voltage value (V) corresponding to the reflected and scattered light _LA are expressed by a linear approximation equation (first approximation equation). ) holds true.

更に、受光部４８で受光される反射散乱光Ｌ_Ａのパワー（ｎＷ）と、パワー測定ユニット４６から出される電圧値（Ｖ）と、にも、両対数グラフ（不図示）において線型の近似式（第２の近似式）が成立することが知られている。 Furthermore, the power (nW) of the reflected and scattered light _LA received by the light receiving unit 48 and the voltage value (V) output from the power measurement unit 46 are also expressed by a linear approximation formula in a logarithmic graph (not shown). (Second approximation formula) is known to hold true.

推定調整部５２は、メモリ５０ｂに予め記憶されたこれら第１及び第２の近似式を利用することで、反射散乱光Ｌ_Ａのパワーに基づいて、レーザー発振器３６から出射されたレーザービームＬの出力（パワー）を推定する。 The estimation adjustment unit 52 uses these first and second approximation equations stored in advance in the memory 50b to estimate the laser beam L emitted from the laser oscillator 36 based on the power of the reflected and scattered light _LA . Estimate output (power).

それゆえ、本実施形態では、レーザービームＬの光路上にミラーを配置することなく、且つ、レーザー加工を中断することなくレーザービームＬの出力を監視できる。また、レーザービームＬの光路上にミラーを配置すると、ミラーに付着した汚れ等がレーザー加工性に影響を及ぼす可能性があるが、本実施形態では、ミラーを配置しないので、ミラーによるレーザー加工性の低下を防止できる。 Therefore, in this embodiment, the output of the laser beam L can be monitored without placing a mirror on the optical path of the laser beam L and without interrupting laser processing. Furthermore, if a mirror is placed on the optical path of the laser beam L, dirt etc. adhering to the mirror may affect the laser processability, but in this embodiment, since no mirror is placed, the laser processability using the mirror is can prevent a decline in

再び図１を参照すると、アーム部８ａの先端部には、レーザービーム照射ユニット３４に隣接して顕微鏡カメラユニット５４が設けられている。チャックテーブル３２で吸引保持された被加工物１１を顕微鏡カメラユニット５４で撮像することで得られた画像は、タッチパネル５６に表示される。 Referring again to FIG. 1, a microscope camera unit 54 is provided at the tip of the arm portion 8a adjacent to the laser beam irradiation unit 34. An image obtained by capturing an image of the workpiece 11 suction-held by the chuck table 32 with the microscope camera unit 54 is displayed on the touch panel 56.

タッチパネル５６は、レーザー加工装置２の外表面を構成する不図示の外装材（即ち、パネル）のうち前方側の側面に設けられている。タッチパネル５６は、顕微鏡カメラユニット５４で得られた画像や、予め定められた画面、文字、数字等を表示する表示装置として機能する。加えて、タッチパネル５６は、作業者の指示を制御ユニット５０へ入力するための入力装置としても機能する。 The touch panel 56 is provided on a front side surface of an unillustrated exterior material (namely, a panel) that constitutes the outer surface of the laser processing device 2 . The touch panel 56 functions as a display device that displays images obtained by the microscope camera unit 54, predetermined screens, characters, numbers, and the like. In addition, the touch panel 56 also functions as an input device for inputting operator instructions to the control unit 50.

レーザー加工装置２の外装材の上面には、円柱状の表示灯５８が設けられている。表示灯５８は、赤色、黄色、青色等の予め定められた色で点灯するＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプを有する。ＬＥＤランプを点灯させることで、レーザー加工装置２の稼働状態を作業者へ知らせることができる。 A cylindrical indicator light 58 is provided on the upper surface of the exterior material of the laser processing device 2. The indicator light 58 includes an LED (Light Emitting Diode) lamp that lights up in a predetermined color such as red, yellow, or blue. By lighting up the LED lamp, the operating state of the laser processing device 2 can be notified to the operator.

表示灯５８には、スピーカ（不図示）も併設されている。スピーカは、例えば、レーザー加工装置２に異常が発生した場合や、予め設定された加工が終了した場合に、所定の音を発することで、異常が発生した旨や、加工が終了した旨を作業者に知らせる。なお、スピーカは、レーザー加工装置２において表示灯５８とは別途に設けられてもよい。 The indicator light 58 is also provided with a speaker (not shown). For example, when an abnormality occurs in the laser processing device 2 or when a preset processing is completed, the speaker emits a predetermined sound to indicate that an abnormality has occurred or that processing has been completed. inform the person. Note that the speaker may be provided separately from the indicator light 58 in the laser processing device 2.

タッチパネル５６、表示灯５８及びスピーカの少なくとも一つは、制御ユニット５０によって動作が制御される警報ユニットとして機能する。推定調整部５２により推定されたレーザービームＬの出力が所定の範囲を超える場合に、制御ユニット５０は、警報ユニットに警報を出させる。 At least one of the touch panel 56, the indicator light 58, and the speaker functions as an alarm unit whose operation is controlled by the control unit 50. When the output of the laser beam L estimated by the estimation adjustment section 52 exceeds a predetermined range, the control unit 50 causes the alarm unit to issue an alarm.

例えば、タッチパネル５６は、異常が発生した旨の警報を所定の文字、色等を用いて画面に表示する。また、表示灯５８は、赤色のＬＥＤランプを点灯させると共に、スピーカにより異常が発生した旨の所定の警報音を鳴らす。 For example, the touch panel 56 displays a warning that an abnormality has occurred on the screen using predetermined characters, colors, and the like. Further, the indicator light 58 lights up a red LED lamp, and also makes a predetermined alarm sound to indicate that an abnormality has occurred through a speaker.

推定されたレーザービームＬの出力が所定の範囲を超えた場合、レーザービームＬの出力が所定範囲となる様に、例えば、推定調整部５２がレーザービームＬの出力を調整する。つまり、推定調整部５２がレーザービーム出力調整ユニットとして機能する。 If the estimated output of the laser beam L exceeds a predetermined range, the estimation adjustment unit 52 adjusts the output of the laser beam L, for example, so that the output of the laser beam L falls within the predetermined range. In other words, the estimation adjustment section 52 functions as a laser beam output adjustment unit.

推定調整部５２は、例えば、レーザー発振器３６を構成するレーザーダイオードへ印加される電圧値を変更して、レーザーダイオードに注入される電流量を調整することにより、レーザービームＬの出力を調整する。 The estimation adjustment unit 52 adjusts the output of the laser beam L by, for example, changing the voltage value applied to the laser diode constituting the laser oscillator 36 and adjusting the amount of current injected into the laser diode.

ところで、被加工物１１に対してレーザー加工を施す際には、まず、図４に示す様に、被加工物１１の裏面１１ｂ側を保持面３２ａで吸引保持する。なお、被加工物１１の表面１１ａ側には、複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に設定されている。 By the way, when performing laser processing on the workpiece 11, first, as shown in FIG. 4, the back surface 11b side of the workpiece 11 is held by suction with the holding surface 32a. Note that on the surface 11a side of the workpiece 11, a plurality of streets (dividing lines) 13 are set in a grid pattern.

複数のストリート１３で区画された矩形状の領域の各々には、デバイス１５が形成されている。デバイス１５は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＥＤ、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等である。 A device 15 is formed in each rectangular area defined by a plurality of streets 13. The device 15 is an IC (Integrated Circuit), an LED, a MEMS (Micro Electro Mechanical System), or the like.

顕微鏡カメラユニット５４を利用してアライメントを行い、ストリート１３がＸ軸方向と略平行になるようにチャックテーブル３２の向きを調整した後、レーザービームＬの集光点を表面１１ａ近傍の所定の高さ位置に位置付けた状態で、チャックテーブル３２をＸ軸方向に沿って加工送りする。 After performing alignment using the microscope camera unit 54 and adjusting the orientation of the chuck table 32 so that the streets 13 are approximately parallel to the X-axis direction, the focal point of the laser beam L is set at a predetermined height near the surface 11a. With the chuck table 32 positioned at this position, the chuck table 32 is processed and fed along the X-axis direction.

この様に、被加工物１１に対してレーザービームＬを照射することで、被加工物１１に対してレーザー加工が施される。レーザービームＬは、直線偏光を有するパルス状のレーザービームであり、被加工物１１を透過する又は被加工物１１に吸収される所定の波長を有する。 By irradiating the workpiece 11 with the laser beam L in this manner, the workpiece 11 is subjected to laser processing. The laser beam L is a pulsed laser beam with linear polarization, and has a predetermined wavelength that is transmitted through the workpiece 11 or absorbed by the workpiece 11.

集光レンズ４２は、図４に示す様に、光軸４２ａが保持面３２ａに対して直交せずに所定角度αだけ傾く様に配置されている。図４は、集光レンズ４２の光軸４２ａの傾きを示す一部断面側面図である。 As shown in FIG. 4, the condensing lens 42 is arranged such that the optical axis 42a is not perpendicular to the holding surface 32a but is inclined by a predetermined angle α. FIG. 4 is a partially sectional side view showing the inclination of the optical axis 42a of the condenser lens 42. As shown in FIG.

図４のＹＺ平面視において、保持面３２ａの法線３２ｂに対する光軸４２ａの角度（所定角度α）は、例えば３０度である。しかし、３０度は一例に過ぎず、所定角度αは３０度に限定されない。 In the YZ plane view of FIG. 4, the angle (predetermined angle α) of the optical axis 42a with respect to the normal 32b of the holding surface 32a is, for example, 30 degrees. However, 30 degrees is just an example, and the predetermined angle α is not limited to 30 degrees.

仮に、光軸４２ａを法線３２ｂと平行にする場合、被加工物１１から反射及び散乱されたレーザービームＬが、レーザービーム照射ユニット３４に戻りやすくなるので、光軸４２ａを傾ける場合に比べて、パワー測定ユニット４６の受光部４８で測定されるノイズが大きくなる。 If the optical axis 42a is made parallel to the normal line 32b, the laser beam L reflected and scattered from the workpiece 11 will return to the laser beam irradiation unit 34 more easily than when the optical axis 42a is tilted. , the noise measured by the light receiving section 48 of the power measurement unit 46 increases.

本実施形態では、光軸４２ａを法線３２ｂに対して所定角度αだけ傾けることで、光軸４２ａを法線３２ｂと平行にする場合に比べて被加工物１１での反射及び散乱に起因するノイズを低減できるので、反射散乱光Ｌ_Ａの測定精度を高くできる。 In the present embodiment, by tilting the optical axis 42a by a predetermined angle α with respect to the normal line 32b, the optical axis 42a is tilted by a predetermined angle α, which causes reflection and scattering on the workpiece 11, compared to the case where the optical axis 42a is parallel to the normal line 32b. Since noise can be reduced, the measurement accuracy of reflected and scattered light _LA can be increased.

（第２の実施形態）次に、図５を参照して、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係るレーザービーム照射ユニット３４の一部断面側面図である。本実施形態のレーザービーム照射ユニット３４は、筐体３８を有さない。それゆえ、レーザー発振器３６、レンズマウント４４及びパワー測定ユニット４６の各々は、筐体３８ではなく、アーム部８ａに固定されている。 (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a partially sectional side view of the laser beam irradiation unit 34 according to the second embodiment. The laser beam irradiation unit 34 of this embodiment does not have a housing 38. Therefore, each of the laser oscillator 36, lens mount 44, and power measurement unit 46 is fixed not to the housing 38 but to the arm portion 8a.

図５に示す様に、パワー測定ユニット４６は、集光レンズ４２のレーザー発振器３６側の表面を受光部４８が向く様に、光軸４２ａに対して傾けられている。これにより、第１の実施形態に比べて、反射散乱光Ｌ_Ａが受光部４８に入りやすくなる。 As shown in FIG. 5, the power measurement unit 46 is tilted with respect to the optical axis 42a so that the light receiving section 48 faces the surface of the condenser lens 42 on the laser oscillator 36 side. This allows the reflected and scattered light _LA to enter the light receiving section 48 more easily than in the first embodiment.

それゆえ、第２の実施形態では、第１の実施形態に比べて受光部４８へ入射する反射散乱光Ｌ_Ａの光量が多くなり、測定感度が向上するという利点がある。なお、反射散乱光Ｌ_Ａ以外の光を遮断するために、受光部４８には、バンドパスフィルタやＮＤフィルタ等の光学薄膜を設けてもよい。 Therefore, the second embodiment has the advantage that the amount of reflected and scattered light _LA that enters the light receiving section 48 is increased compared to the first embodiment, and the measurement sensitivity is improved. Note that in order to block light other than the reflected and scattered light _LA , the light receiving section 48 may be provided with an optical thin film such as a bandpass filter or an ND filter.

（第３の実施形態）次に、図６を参照して、第３の実施形態について説明する。図６は、第３の実施形態に係るレーザービーム照射ユニット３４の一部断面側面図である。本実施形態のレーザービーム照射ユニット３４も、筐体３８を有さない。レーザー発振器３６、レンズマウント４４及びパワー測定ユニット４６の各々は、筐体３８ではなく、アーム部８ａに固定されている。 (Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a partially sectional side view of the laser beam irradiation unit 34 according to the third embodiment. The laser beam irradiation unit 34 of this embodiment also does not have a housing 38. Each of the laser oscillator 36, lens mount 44, and power measurement unit 46 is fixed not to the housing 38 but to the arm portion 8a.

図６に示す様に、パワー測定ユニット４６は、集光レンズ４２のレーザー発振器３６と反対側（即ち、チャックテーブル３２側）の表面を受光部４８が向く様に、光軸４２ａに対して傾けられている。これにより、第１の実施形態に比べて、反射散乱光Ｌ_Ａが受光部４８に入りやすくなる。 As shown in FIG. 6, the power measurement unit 46 is tilted with respect to the optical axis 42a so that the light receiving section 48 faces the surface of the condensing lens 42 on the side opposite to the laser oscillator 36 (that is, the chuck table 32 side). It is being This allows the reflected and scattered light _LA to enter the light receiving section 48 more easily than in the first embodiment.

それゆえ、第３の実施形態でも、第１の実施形態に比べて受光部４８へ入射する反射散乱光Ｌ_Ａの光量が多くなり、測定感度が向上するという利点がある。なお、反射散乱光Ｌ_Ａ以外の光を遮断するために、受光部４８には、バンドパスフィルタやＮＤフィルタ等の光学薄膜を設けてもよい。 Therefore, the third embodiment also has the advantage that the amount of reflected and scattered light _LA that enters the light receiving section 48 is increased compared to the first embodiment, and the measurement sensitivity is improved. Note that in order to block light other than the reflected and scattered light _LA , the light receiving section 48 may be provided with an optical thin film such as a bandpass filter or an ND filter.

（変形例）次に、図７（Ａ）から図７（Ｃ）を参照し、第１から第３の変形例について説明する。なお、第１から第３の変形例に係るレーザービーム照射ユニット３４は、筐体３８を有するが、第２及び第３の実施形態の様に、筐体３８を有しない構成としてもよい。 (Modifications) Next, first to third modifications will be described with reference to FIGS. 7(A) to 7(C). Note that, although the laser beam irradiation unit 34 according to the first to third modified examples has the housing 38, it may be configured without the housing 38 as in the second and third embodiments.

図７（Ａ）は、レーザービーム出力調整ユニットの第１の変形例を示す図である。図７（Ａ）に示す第１の変形例では、光軸４２ａ上に配置された半波長板６０と、偏光子６２と、をレーザービーム出力調整ユニットとして用いる。 FIG. 7(A) is a diagram showing a first modification of the laser beam output adjustment unit. In a first modification shown in FIG. 7A, a half-wave plate 60 arranged on the optical axis 42a and a polarizer 62 are used as a laser beam output adjustment unit.

半波長板６０の光学軸は、光軸４２ａに対して直交する様に配置されている。半波長板６０は、その光学軸が光軸４２ａの周りで回転可能な様に、モータを有する回転マウント６０ａに取り付けられている。なお、図７（Ａ）では、便宜上、回転マウント６０ａを簡略化して示す。 The optical axis of the half-wave plate 60 is arranged perpendicular to the optical axis 42a. The half-wave plate 60 is attached to a rotation mount 60a having a motor so that its optical axis can rotate around the optical axis 42a. Note that in FIG. 7A, the rotation mount 60a is shown in a simplified manner for convenience.

回転マウント６０ａによる半波長板６０の光学軸の回転角度は、上述の制御ユニット５０により精密に制御される。半波長板６０は、直線偏光の振動方向（例えば、電場の振動方向）を、光軸４２ａの周りに回転させる機能を有する。これに対して、偏光子６２は、予め定められた特定の振動方向を有する直線偏光だけを透過させる様に、光軸４２ａ上に配置されている。 The rotation angle of the optical axis of the half-wave plate 60 by the rotation mount 60a is precisely controlled by the control unit 50 described above. The half-wave plate 60 has a function of rotating the vibration direction of linearly polarized light (for example, the vibration direction of an electric field) around the optical axis 42a. On the other hand, the polarizer 62 is arranged on the optical axis 42a so as to transmit only linearly polarized light having a predetermined specific vibration direction.

回転マウント６０ａにより半波長板６０を透過する直線偏光の振動方向を調整することにより、レーザービームＬが偏光子６２を全く透過しない状態（０％、即ち、クロスニコル）と、偏光子６２を完全に透過する状態（１００％）と、の間で、レーザービーム照射ユニット３４から被加工物１１へ照射されるレーザービームＬの出力を無段階に調整できる。 By adjusting the vibration direction of the linearly polarized light that passes through the half-wave plate 60 using the rotation mount 60a, the state in which the laser beam L does not pass through the polarizer 62 at all (0%, that is, crossed Nicols) and the state in which the polarizer 62 completely passes through the polarizer 62 can be adjusted. The output of the laser beam L irradiated from the laser beam irradiation unit 34 to the workpiece 11 can be adjusted steplessly between a state where the laser beam L is transmitted to the workpiece 11 (100%).

なお、第１の変形例では、集光レンズ４２からの反射散乱光Ｌ_Ａに加えて、半波長板６０で反射及び散乱されるレーザービームＬの反射散乱光Ｌ_Ａを、パワー測定ユニット４６の受光部４８で受光することもできる。 In the first modification, in addition to the reflected and scattered light LA from the condenser lens 42, the reflected and scattered light _LA of the laser beam L reflected and scattered by the half-wave plate 60 is also reflected and _scattered by the power measurement unit 46. The light can also be received by the light receiving section 48.

図７（Ｂ）は、レーザービーム出力調整ユニットの第２の変形例を示す図である。第２の変形例では、半波長板６０に代えて、電気光学変調器（ＥＯＭ：electro-optic modulator）６４が光軸４２ａ上に設けられている。 FIG. 7(B) is a diagram showing a second modified example of the laser beam output adjustment unit. In the second modification, instead of the half-wave plate 60, an electro-optic modulator (EOM) 64 is provided on the optical axis 42a.

電気光学変調器６４は、電気光学変調器６４に印加される電圧値に応じて直線偏光の振動方向を光軸４２ａの周りに回転させる機能を有する。つまり、第２の変形例では、電気光学変調器６４と、偏光子６２と、をレーザービーム出力調整ユニットとして用いる。第２の変形例でも、被加工物１１へ照射されるレーザービームＬの出力を無段階に調整できる。 The electro-optic modulator 64 has a function of rotating the vibration direction of the linearly polarized light around the optical axis 42a according to the voltage value applied to the electro-optic modulator 64. That is, in the second modification, the electro-optic modulator 64 and the polarizer 62 are used as a laser beam output adjustment unit. Also in the second modification, the output of the laser beam L irradiated onto the workpiece 11 can be adjusted steplessly.

図７（Ｃ）は、レーザービーム出力調整ユニットの第３の変形例を示す図である。第３の変形例では、音響光学変調器（ＡＯＭ：acousto-optic modulator）６６が光軸４２ａ上に設けられている。第３の変形例では、音響光学変調器６６をレーザービーム出力調整ユニットとして用いる。 FIG. 7(C) is a diagram showing a third modification of the laser beam output adjustment unit. In a third modification, an acousto-optic modulator (AOM) 66 is provided on the optical axis 42a. In a third modification, an acousto-optic modulator 66 is used as a laser beam output adjustment unit.

音響光学変調器６６に所定の電圧が印加されると、音響光学効果によりレーザービームＬは回折される。このとき、レーザービームＬは、例えば、１次回折光が最も高いパワーを有する様に回折される。 When a predetermined voltage is applied to the acousto-optic modulator 66, the laser beam L is diffracted by the acousto-optic effect. At this time, the laser beam L is diffracted such that, for example, the first-order diffracted light has the highest power.

１次回折光が集光レンズ４２へ向けて照射されない様に光学系を設定することで、音響光学変調器６６は、レーザービームＬを出力させるオン状態と、レーザービームＬを出力させないオフ状態と、を切り替えるスイッチ素子として機能する。 By setting the optical system so that the first-order diffracted light is not irradiated toward the condensing lens 42, the acousto-optic modulator 66 can be in an on state in which it outputs the laser beam L, and in an off state in which it does not output the laser beam L. It functions as a switch element that switches the

例えば、推定調整部５２により推定されたレーザービームＬの出力が所定の範囲を超える場合に、制御ユニット５０は、音響光学変調器６６に所定の電圧を印加し、レーザービームＬをオフ状態とする。これにより、被加工物１１の異常なレーザー加工が施されることを防止できる。 For example, when the output of the laser beam L estimated by the estimation adjustment section 52 exceeds a predetermined range, the control unit 50 applies a predetermined voltage to the acousto-optic modulator 66 to turn off the laser beam L. . Thereby, it is possible to prevent the workpiece 11 from being subjected to abnormal laser processing.

その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。第２又は第３の実施形態に、第１から第３の変形例を適用してもよい。 In addition, the structure, method, etc. according to the above-described embodiments can be modified and implemented as appropriate without departing from the scope of the objective of the present invention. The first to third modifications may be applied to the second or third embodiment.

また、上述の説明では、レーザービーム照射ユニット３４が上側に位置し、チャックテーブル３２が下側に位置する例を述べたが、チャックテーブル３２が上側に位置し、レーザービーム照射ユニット３４が下側に位置してもよい。 Furthermore, in the above description, an example was described in which the laser beam irradiation unit 34 is located on the upper side and the chuck table 32 is located on the lower side. It may be located in

上側に配置されたチャックテーブル３２で被加工物１１を吸引保持した状態で、下側に配置されたレーザービーム照射ユニット３４から当該被加工物１１へレーザービームＬを照射するレーザー加工装置にも、上述の実施形態、変形例等を適用できる。 The laser processing device also includes a laser processing device that irradiates the workpiece 11 with a laser beam L from a laser beam irradiation unit 34 located below while the workpiece 11 is suctioned and held by the chuck table 32 located above. The above-described embodiments, modifications, etc. can be applied.

２：レーザー加工装置、４：基台、６：平板部、８：壁部、８ａ：アーム部
１０：Ｙ軸方向移動ユニット、１２：Ｙ軸ガイドレール、１４：移動テーブル
１１：被加工物、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１３：ストリート、１５：デバイス
１６：ねじ軸、１８：駆動源
２０：Ｘ軸方向移動ユニット、２２：Ｘ軸ガイドレール、２４：移動テーブル
２６：ねじ軸、２８：駆動源
３０：回転駆動機構、３２：チャックテーブル、３２ａ：保持面、３２ｂ：法線
３４：レーザービーム照射ユニット、３６：レーザー発振器
３８：筐体、４０：接続部材、４０ａ：一面、４０ｂ：他面、４０ｃ：側面
４２：集光レンズ、４２ａ：光軸、４４：レンズマウント
４６：パワー測定ユニット、４８：受光部
５０：制御ユニット、５０ａ：プロセッサ、５０ｂ：メモリ、５２：推定調整部
５４：顕微鏡カメラユニット、５６：タッチパネル、５８：表示灯
６０：半波長板、６０ａ：回転マウント、６２：偏光子
６４：電気光学変調器、６６：音響光学変調器
Ｌ：レーザービーム、Ｌ_Ａ：反射散乱光、α：所定角度 2: laser processing device, 4: base, 6: flat plate section, 8: wall section, 8a: arm section 10: Y-axis direction movement unit, 12: Y-axis guide rail, 14: moving table 11: workpiece, 11a: Front surface, 11b: Back surface, 13: Street, 15: Device 16: Screw shaft, 18: Drive source 20: X-axis direction movement unit, 22: X-axis guide rail, 24: Moving table 26: Screw shaft, 28: Drive source 30: Rotary drive mechanism, 32: Chuck table, 32a: Holding surface, 32b: Normal line 34: Laser beam irradiation unit, 36: Laser oscillator 38: Housing, 40: Connection member, 40a: One surface, 40b: Others surface, 40c: side surface 42: condensing lens, 42a: optical axis, 44: lens mount 46: power measurement unit, 48: light receiving section 50: control unit, 50a: processor, 50b: memory, 52: estimation adjustment section 54: Microscope camera unit, 56: touch panel, 58: indicator light 60: half-wave plate, 60a: rotation mount, 62: polarizer 64: electro-optic modulator, 66: acousto-optic modulator L: laser beam, L _A : reflective scattering Light, α: Predetermined angle

Claims

A laser processing device,
a suction holding plate that suctions and holds the workpiece;
a laser beam irradiation unit that irradiates the workpiece held by the suction holding plate with a laser beam;
an alarm unit that issues an alarm when the output of the laser beam exceeds a predetermined range;
a control unit comprising a memory and a processor and controlling the operation of the alarm unit;
Equipped with
The laser beam irradiation unit is
a laser oscillator,
a condensing lens that condenses the laser beam emitted from the laser oscillator;
a power measurement unit that measures the power of the laser beam reflected and scattered by at least the condenser lens;
has
The control unit includes:
estimating the output of the laser beam emitted from the laser oscillator based on the power measured by the power measurement unit;
A laser processing device characterized by causing the alarm unit to issue an alarm when the estimated output of the laser beam exceeds a predetermined range.

The power measurement unit includes at least a light receiving section that receives the laser beam reflected and scattered by the condensing lens, and the light receiving section is configured to detect a path of the laser beam from the laser oscillator to the condensing lens. 2. The laser processing device according to claim 1, wherein the laser processing device is not located on an extension of the condenser lens and is located away from the optical axis of the condenser lens.

The method further includes a laser beam output adjustment unit that adjusts the output of the laser beam so that the output of the laser beam estimated based on the power measured by the power measurement unit falls within a predetermined range. , The laser processing apparatus according to claim 1.

4. The condensing lens is arranged such that the optical axis of the condensing lens is not perpendicular to the holding surface of the suction and holding plate but is inclined by a predetermined angle. The laser processing device described in the above.