JP2024013473A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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する。
【解決手段】吸引保持板と、吸引保持板で吸引保持された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、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、警報ユニットの動作を制御する制御ユニットと、を備え、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、を有し、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し、推定されたレーザービームの出力が所定の範囲を超える場合、警報ユニットに警報を出させるレーザー加工装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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。

特開２００３－３２０４６６号公報 特開２００２－１９２３７０号公報 特開２０２１－３０２８３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

レーザー加工装置の斜視図である。 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。 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。 集光レンズの光軸の傾きを示す一部断面側面図である。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

1. 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ことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 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ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 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ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー加工装置。
4. 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ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザー加工装置。

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