JP4977411B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、チャックテーブルに保持された板状の被加工物に所定の加工予定ラインに沿ってレーザー加工を施すレーザー加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus that performs laser processing on a plate-like workpiece held on a chuck table along a predetermined processing line.

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。   In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially disc-shaped semiconductor wafer, and circuits such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in these partitioned regions. Form. Then, by cutting the semiconductor wafer along the planned dividing line, the region where the circuit is formed is divided to manufacture individual semiconductor chips. In addition, optical device wafers with gallium nitride compound semiconductors laminated on the surface of sapphire substrates are also divided into individual optical devices such as light-emitting diodes and laser diodes by cutting along the planned division lines, and are widely used in electrical equipment. It's being used.

近年、半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
特許第３４０８８０５号公報 In recent years, as a method of dividing a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer, a pulsed laser beam having transparency to the workpiece is used, and the focused laser beam is aligned with the inside of the region to be divided. Laser processing methods for irradiation have also been attempted. The dividing method using this laser processing method irradiates a pulse laser beam having a wavelength (for example, 1064 nm) having transparency with respect to the work piece by aligning the condensing point from one side of the work piece to the inside. By forming an altered layer continuously along the planned dividing line inside the workpiece and applying an external force along the planned dividing line whose strength has been reduced by the formation of the altered layer, the workpiece is To divide. (For example, refer to Patent Document 1.)
Japanese Patent No. 3408805

しかるに、半導体ウエーハ等の板状の被加工物にはウネリがあり、その厚さにバラツキがあると、レーザー光線を照射する際に屈折率の関係で所定の深さに均一に変質層を形成することができない。従って、半導体ウエーハ等の内部の所定深さに均一に変質層を形成するためには、予めレーザー光線を照射する領域の凹凸を検出し、その凹凸にレーザー光線照射手段を追随させて加工する必要がある。   However, a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer has undulation, and if the thickness varies, a uniform alteration layer is formed at a predetermined depth due to the refractive index when irradiating a laser beam. I can't. Therefore, in order to uniformly form a deteriorated layer at a predetermined depth inside a semiconductor wafer or the like, it is necessary to detect irregularities in a region irradiated with a laser beam in advance and to process the irregularities by following the laser beam irradiation means. .

上述した問題を解消するために、チャックテーブルに保持された被加工物にレーザー光線を照射し集光点を生成する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該集光器が生成する集光点を被加工物保持面に垂直な方向に移動する集光点位置調整手段と、チャックテーブルに保持された被加工物におけるレーザー光線が照射される直前の高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段によって検出された高さ位置信号に基づいて集光点位置調整手段を制御する制御手段とを具備したレーザー加工装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開平２００５−２９７０１２号公報 In order to solve the above-described problem, a laser beam irradiation means including a collector for irradiating a workpiece held on a chuck table with a laser beam to generate a focusing point, and a focusing point generated by the collector A focusing point position adjusting means for moving the workpiece in a direction perpendicular to the workpiece holding surface, and a height position detecting means for detecting a height position of the workpiece held on the chuck table immediately before the laser beam is irradiated. There has been proposed a laser processing apparatus including a control means for controlling the focusing point position adjusting means based on the height position signal detected by the height position detecting means. (For example, see Patent Document 2.)
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-297012

而して、上記特許文献２に開示されたレーザー加工装置においては、高さ位置検出手段によってレーザー光線が照射される直前の高さ位置を検出しても、僅かに時間的ズレが生じるとともに、高さ位置検出手段の光学系とレーザー光線照射手段の光学系が異なるために、高さ位置検出手段によって検出された高さ位置に追随して正確にレーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線の集光点の位置を調整することが困難である。   Thus, in the laser processing apparatus disclosed in Patent Document 2, even if the height position immediately before the laser beam is irradiated by the height position detecting means is detected, a slight time shift occurs and Since the optical system of the position detection means and the optical system of the laser beam irradiation means are different, the focal point of the laser beam irradiated from the laser beam irradiation means accurately follows the height position detected by the height position detection means. It is difficult to adjust the position.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、板状の被加工物の厚さにバラツキがあっても被加工物における所望位置に正確に加工を施すことができるレーザー加工装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is to accurately process a desired position on the workpiece even if the thickness of the plate-like workpiece varies. It is providing the laser processing apparatus which can be performed.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面側からレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に移動せしめる加工送り手段とを具備し、該レーザー光線照射手段が加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光器とを具備しているレーザー加工装置において、
該加工用レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該集光器によって集光される加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段からの検出信号に基いて該集光点位置調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
該高さ位置検出手段は、該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線の波長と異なる波長を有する検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段と該集光点位置調整手段との間に配設され該加工用レーザー光線発振手段から発振される波長の加工用レーザー光線を通過し該検査用レーザー光線発振手段から発振される波長の検査用レーザー光線を該集光点位置調整手段に向けて偏向せしめるダイクロックハーフミラーと、該ダイクロックハーフミラーと該検査用レーザー光線発振手段との間に配設され該検査用レーザー光線発振手段から発振された検査用レーザー光線を通過し該ダイクロックハーフミラーによって偏向された反射光を偏向せしめる第1のスプリッターと、該第1のスプリッターによって偏向された反射光のうち検査用レーザー光線の波長に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルターと、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第1の経路と第2の経路に分光する第２のスプリッターと、該第２のスプリッターによって該第1の経路に分光された反射光を受光する第1の受光素子と、該第２のスプリッターによって該第２の経路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第２の経路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを具備しており、
該制御手段は、該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を求め、該光量の比が所定値になるように該集光点位置調整手段を制御する制御データを演算し、該制御データを格納するメモリを備え、該メモリに格納された制御データに基づいて該集光点位置調整手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。 In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, a chuck table having a workpiece holding surface for holding a workpiece, and laser beam irradiation from the upper surface side of the workpiece held on the chuck table. Laser beam irradiating means for processing, and processing feed means for moving the chuck table and the laser beam irradiating means relatively in the processing feed direction, and the laser beam irradiating means for oscillating the processing laser beam, In a laser processing apparatus comprising a condenser for condensing the processing laser beam oscillated by the processing laser beam oscillation means,
A condensing point position adjusting unit disposed between the processing laser beam oscillation unit and the concentrator to displace a condensing point position of the processing laser beam collected by the concentrator;
A height position detecting means for detecting the upper surface height position of the workpiece held on the chuck table, and the condensing point position adjusting means is controlled based on a detection signal from the height position detecting means. Control means,
The height position detection means includes an inspection laser beam oscillation means for oscillating an inspection laser beam having a wavelength different from the wavelength of the processing laser beam oscillated by the processing laser beam oscillation means, the processing laser beam oscillation means, and the collecting laser beam oscillation means. A focusing laser beam having a wavelength that is disposed between the light spot position adjusting means and that is oscillated from the processing laser beam oscillation means and that is oscillated from the inspection laser beam oscillation means. A dichroic half mirror deflected toward the position adjusting means, a dichroic half mirror disposed between the dichroic half mirror and the inspection laser beam oscillation means, and passing the inspection laser beam oscillated from the inspection laser beam oscillation means, The first splitter that deflects the reflected light deflected by the dichroic half mirror A band pass filter that allows only the reflected light corresponding to the wavelength of the inspection laser beam among the reflected light deflected by the first splitter, and the reflected light that has passed through the band pass filter to the first path and the first path. A second splitter that splits the light into two paths; a first light receiving element that receives the reflected light split into the first path by the second splitter; and the second path that passes through the second splitter A second light receiving element for receiving the reflected light split into the light, and a light receiving area restricting means for restricting a light receiving area of the reflected light that is disposed in the second path and is received by the second light receiving element. And
The control means obtains a ratio between the amount of light received by the first light receiving element and the amount of light received by the second light receiving element, and adjusts the condensing point position so that the ratio of the amount of light becomes a predetermined value. A control data for controlling the control data, a memory for storing the control data is provided, and the focusing point position adjusting means is controlled based on the control data stored in the memory.
A laser processing apparatus is provided.

上記第1の経路には第1の経路に分光された反射光を１００％集光して上記第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、上記受光領域規制手段は上記第２の経路に分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズと該シリンドリカルレンズによって一次元に集光された反射光を単位長さに規制する一次元マスクとからなっている。
上記第1の経路には第1の経路に分光された反射光を１００％集光して上記第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、上記受光領域規制手段は上記第２の経路に分光された反射光を単位面積に規制するニ次元マスクからなっている。 The first path is provided with a condensing lens that condenses 100% of the reflected light split into the first path and causes the first light receiving element to receive the light. It consists of a cylindrical lens that collects the reflected light dispersed in the second path in one dimension and a one-dimensional mask that regulates the reflected light collected in one dimension by the cylindrical lens to a unit length.
The first path is provided with a condensing lens that condenses 100% of the reflected light split into the first path and causes the first light receiving element to receive the light. that consisted two-dimensional mask for restricting the reflected light split into the second path unit area.

本発明によるレーザー加工装置においては、加工用パルスレーザー光線の集光点を調整する集光点位置調整手段を介して検査用レーザー光線を被加工物に照射し、その反射光に基いて被加工物の高さ位置を検出するとともに、この検出値に基いて集光点位置調整手段を制御するので、時間差を生ずることなく被加工物のウネリに対応して加工用パルスレーザー光線の集光点位置を調整することができる。また、本発明によるレーザー加工装置においては、制御手段は第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を求め、光量の比が所定値になるように集光点位置調整手段を制御する制御データを格納するメモリを備え、メモリに格納された制御データに基づいて集光点位置調整手段を制御するので、複数の変質層を同じ条件で高精度に形成することができる。   In the laser processing apparatus according to the present invention, the workpiece is irradiated with the inspection laser beam via the condensing point position adjusting means for adjusting the condensing point of the processing pulse laser beam, and the workpiece is irradiated based on the reflected light. While detecting the height position and controlling the focusing point position adjustment means based on the detected value, the focusing point position of the processing pulse laser beam is adjusted in accordance with the undulation of the workpiece without causing a time difference. can do. In the laser processing apparatus according to the present invention, the control means obtains a ratio between the amount of light received by the first light receiving element and the amount of light received by the second light receiving element, and collects the ratio so that the light amount ratio becomes a predetermined value. Equipped with a memory that stores control data for controlling the light spot position adjustment means, and controls the focus point position adjustment means based on the control data stored in the memory, so that multiple altered layers can be formed with high accuracy under the same conditions. can do.

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。   Preferred embodiments of a laser processing apparatus configured according to the present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings.

図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。   FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus constructed according to the present invention. A laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a stationary base 2, a chuck table mechanism 3 that is disposed on the stationary base 2 so as to be movable in a machining feed direction indicated by an arrow X, and holds a workpiece. A laser beam irradiation unit support mechanism 4 disposed on the table 2 so as to be movable in an index feed direction indicated by an arrow Y perpendicular to the direction indicated by the arrow X, and movable to the laser beam unit support mechanism 4 in a direction indicated by an arrow Z And a laser beam irradiation unit 5 disposed in the.

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。   The chuck table mechanism 3 includes a pair of guide rails 31, 31 arranged in parallel along the machining feed direction indicated by the arrow X on the stationary base 2, and the arrow X on the guide rails 31, 31. A first slide block 32 movably disposed in the processing feed direction; and a second slide block 33 disposed on the first slide block 32 movably in the index feed direction indicated by an arrow Y; A support table 35 supported by a cylindrical member 34 on the second sliding block 33 and a chuck table 36 as a workpiece holding means are provided. The chuck table 36 includes a suction chuck 361 formed of a porous material, and holds, for example, a disk-shaped semiconductor wafer, which is a workpiece, on a holding surface which is the upper surface of the suction chuck 361 by suction means (not shown). It is supposed to be. The chuck table 36 configured as described above is rotated by a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 34. The chuck table 36 is provided with a clamp 362 for fixing an annular frame described later.

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。   The first sliding block 32 is provided with a pair of guided grooves 321 and 321 fitted to the pair of guide rails 31 and 31 on the lower surface thereof, and in the index feed direction indicated by an arrow Y on the upper surface thereof. A pair of guide rails 322 and 322 formed in parallel with each other are provided. The first sliding block 32 configured in this way is processed by the arrow X along the pair of guide rails 31, 31 when the guided grooves 321, 321 are fitted into the pair of guide rails 31, 31. It is configured to be movable in the feed direction. The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment includes a machining feed means 37 for moving the first sliding block 32 along the pair of guide rails 31 and 31 in the machining feed direction indicated by the arrow X. The processing feed means 37 includes a male screw rod 371 disposed in parallel between the pair of guide rails 31 and 31, and a drive source such as a pulse motor 372 for rotationally driving the male screw rod 371. One end of the male screw rod 371 is rotatably supported by a bearing block 373 fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 372 by transmission. The male screw rod 371 is screwed into a penetrating female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the first sliding block 32. Therefore, when the male screw rod 371 is driven to rotate forward and backward by the pulse motor 372, the first sliding block 32 is moved along the guide rails 31, 31 in the machining feed direction indicated by the arrow X.

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段３７４を備えている。加工送り量検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。この送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。   The laser processing apparatus 1 in the illustrated embodiment includes processing feed amount detection means 374 for detecting the processing feed amount of the chuck table 36. The processing feed amount detection means 374 includes a linear scale 374a disposed along the guide rail 31, and a read head disposed along the linear scale 374a along with the first sliding block 32 disposed along the first sliding block 32. 374b. In the illustrated embodiment, the reading head 374b of the feed amount detecting means 374 sends a pulse signal of one pulse every 1 μm to the control means described later. Then, the control means to be described later detects the machining feed amount of the chuck table 36 by counting the input pulse signals. When the pulse motor 372 is used as the drive source of the machining feed means 37, the machining feed amount of the chuck table 36 is counted by counting the drive pulses of the control means to be described later that outputs a drive signal to the pulse motor 372. Can also be detected. When a servo motor is used as a drive source for the machining feed means 37, a pulse signal output from a rotary encoder that detects the rotation speed of the servo motor is sent to a control means described later, and the pulse signal input by the control means. By counting, the machining feed amount of the chuck table 36 can also be detected.

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。   The second sliding block 33 is provided with a pair of guided grooves 331 and 331 which are fitted to a pair of guide rails 322 and 322 provided on the upper surface of the first sliding block 32 on the lower surface thereof. By fitting the guided grooves 331 and 331 to the pair of guide rails 322 and 322, the guided grooves 331 and 331 are configured to be movable in the indexing and feeding direction indicated by the arrow Y. The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment is for moving the second slide block 33 along the pair of guide rails 322 and 322 provided in the first slide block 32 in the index feed direction indicated by the arrow Y. First index feeding means 38 is provided. The first index feed means 38 includes a male screw rod 381 disposed in parallel between the pair of guide rails 322 and 322, and a drive source such as a pulse motor 382 for rotationally driving the male screw rod 381. It is out. One end of the male screw rod 381 is rotatably supported by a bearing block 383 fixed to the upper surface of the first sliding block 32, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 382. The male screw rod 381 is screwed into a penetrating female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the second sliding block 33. Therefore, when the male screw rod 381 is driven to rotate forward and reversely by the pulse motor 382, the second slide block 33 is moved along the guide rails 322 and 322 in the index feed direction indicated by the arrow Y.

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記第２の滑動ブロック３３の割り出し加工送り量を検出するための割り出し送り量検出手段３８４を備えている。割り出し送り量検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。この送り量検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出する。なお、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出することもできる。   The laser processing apparatus 1 in the illustrated embodiment includes index feed amount detection means 384 for detecting the index processing feed amount of the second sliding block 33. The index feed amount detecting means 384 includes a linear scale 384a disposed along the guide rail 322 and a read head disposed along the linear scale 384a along with the second sliding block 33 disposed along the second sliding block 33. 384b. In the illustrated embodiment, the reading head 384b of the feed amount detection means 384 sends a pulse signal of one pulse every 1 μm to the control means described later. Then, the control means described later detects the index feed amount of the chuck table 36 by counting the input pulse signals. When the pulse motor 382 is used as the drive source of the first indexing and feeding means 38, the drive table of the chuck table 36 is counted by counting the drive pulses of the control means to be described later that outputs a drive signal to the pulse motor 382. The index feed amount can also be detected. When a servo motor is used as a drive source for the machining feed means 37, a pulse signal output from a rotary encoder that detects the rotation speed of the servo motor is sent to a control means described later, and the pulse signal input by the control means. It is possible to detect the index feed amount of the chuck table 36 by counting.

上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。   The laser beam irradiation unit support mechanism 4 includes a pair of guide rails 41, 41 arranged in parallel along the indexing feed direction indicated by the arrow Y on the stationary base 2, and the arrow Y on the guide rails 41, 41. The movable support base 42 is provided so as to be movable in the direction indicated by. The movable support base 42 includes a movement support portion 421 that is movably disposed on the guide rails 41, 41, and a mounting portion 422 that is attached to the movement support portion 421. The mounting portion 422 is provided with a pair of guide rails 423 and 423 extending in the direction indicated by the arrow Z on one side surface in parallel. The laser beam irradiation unit support mechanism 4 in the illustrated embodiment includes a second index feed means 43 for moving the movable support base 42 along the pair of guide rails 41, 41 in the index feed direction indicated by the arrow Y. is doing. The second index feed means 43 includes a male screw rod 431 disposed in parallel between the pair of guide rails 41, 41, and a drive source such as a pulse motor 432 for rotationally driving the male screw rod 431. It is out. One end of the male screw rod 431 is rotatably supported by a bearing block (not shown) fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 432. The male screw rod 431 is screwed into a female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the moving support portion 421 constituting the movable support base 42. For this reason, when the male screw rod 431 is driven to rotate forward and backward by the pulse motor 432, the movable support base 42 is moved along the guide rails 41, 41 in the index feed direction indicated by the arrow Y.

図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。   The laser beam irradiation unit 5 in the illustrated embodiment includes a unit holder 51 and laser beam irradiation means 52 attached to the unit holder 51. The unit holder 51 is provided with a pair of guided grooves 511 and 511 that are slidably fitted to a pair of guide rails 423 and 423 provided in the mounting portion 422. By being fitted to the guide rails 423 and 423, the guide rails 423 and 423 are supported so as to be movable in the direction indicated by the arrow Z.

図示のレーザー光線照射手段５２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１内には図２に示すように加工用パルスレーザー光線発振手段６と、この加工用パルスレーザー光線発振手段６が発振する加工用パルスレーザー光線を伝送する光学伝送手段７が配設されており、ケーシング５２１の先端には光学伝送手段７によって伝送されたレーザー光線を集光せしめる集光レンズ８１を備えた集光器８が装着されている（図１参照）。加工用パルスレーザー光線発振手段６は、被加工物であるウエーハに対して透過性を有する波長の加工用パルスレーザー光線LB1を発振する。この加工用パルスレーザー光線発振手段6は、ウエーハがシリコン基板、炭化珪素基板、リチウムタンタレート基板、ガラス基板或いは石英基板を含むウエーハである場合、例えば波長が１０６４ｎｍである加工用パルスレーザー光線LB１を発振するＹＶＯ４パルスレーザー発振器或いはＹＡＧパルスレーザー発振器を用いることができる。   The illustrated laser beam application means 52 includes a cylindrical casing 521 arranged substantially horizontally. In the casing 521, as shown in FIG. 2, a processing pulse laser beam oscillation means 6 and an optical transmission means 7 for transmitting a processing pulse laser beam oscillated by the processing pulse laser beam oscillation means 6 are disposed. A condenser 8 equipped with a condenser lens 81 for condensing the laser beam transmitted by the optical transmission means 7 is attached to the tip of 521 (see FIG. 1). The processing pulse laser beam oscillating means 6 oscillates a processing pulse laser beam LB1 having a wavelength that is transparent to the wafer that is the workpiece. When the wafer is a wafer including a silicon substrate, a silicon carbide substrate, a lithium tantalate substrate, a glass substrate, or a quartz substrate, the processing pulse laser beam oscillation means 6 oscillates a processing pulse laser beam LB1 having a wavelength of 1064 nm, for example. A YVO 4 pulse laser oscillator or a YAG pulse laser oscillator can be used.

光学伝送手段７は、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB1が集光レンズ８１によって集光される集光点位置を変位せしめるための集光点位置調整手段７１と、該集光点位置調整手段７１を介して伝送される加工用パルスレーザー光線LB1を図２において下方に向けて９０度変換する方向変換ミラー７２とを具備している。集光点位置調整手段７１は、間隔を置いて配設された第１の凸レンズ７１１および第２の凸レンズ７１２と、該第１の凸レンズ７１１と第２の凸レンズ７１２との間に配設され第１の凸レンズ７１１を透過したレーザー光線を反射偏向する第1のガルバノスキャナー７１３と、該第1のガルバノスキャナー７１３によって反射偏向されたレーザー光線を反射偏向する第2のガルバノスキャナー７１４とからなっている。   The optical transmission means 7 includes a condensing point position adjusting means 71 for displacing a condensing point position where the processing pulse laser beam LB1 oscillated from the processing pulse laser beam oscillating means 6 is condensed by the condensing lens 81; There is provided a direction changing mirror 72 for converting the processing pulse laser beam LB1 transmitted through the focusing point position adjusting means 71 by 90 degrees downward in FIG. The condensing point position adjusting means 71 is disposed between the first convex lens 711 and the second convex lens 712 that are disposed at an interval, and between the first convex lens 711 and the second convex lens 712. The first galvano scanner 713 reflects and deflects the laser beam transmitted through one convex lens 711, and the second galvano scanner 714 reflects and deflects the laser beam reflected and deflected by the first galvano scanner 713.

第1のガルバノスキャナー７１３は、図３に示すように所定の間隔をもって互いに平行に反射面を対向して配設された一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂ６３２と、該第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂの設置角度を調整する角度調整アクチュエータ７１３cとによって構成されている。このように構成された第１のガルバノスキャナー７１３は、図２に示すように第1のミラー７１３aは第１のレンズ７１１を透過したレーザー光線を第2のミラー７１３ｂに向けて反射偏向し、第2のミラー７１３ｂは第1のミラー７１３aで反射偏向されたレーザー光線を第2のガルバノスキャナー７１４に向けて反射偏向する。角度調整アクチュエータ７１３cは、その回動軸７１３dが一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂの連結部に伝動連結されている。この角度調整アクチュエータ７１３cは、後述する制御手段によって制御され、一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂの設置角度を変更する。   As shown in FIG. 3, the first galvano scanner 713 includes a pair of first mirror 713a and second mirror 713b 632 arranged in parallel with each other at a predetermined interval and facing the reflecting surfaces, and the first mirror 713b. An angle adjustment actuator 713c for adjusting the installation angle of the mirror 713a and the second mirror 713b is configured. In the first galvano scanner 713 configured as described above, the first mirror 713a reflects and deflects the laser beam transmitted through the first lens 711 toward the second mirror 713b as shown in FIG. The mirror 713b reflects and deflects the laser beam reflected and deflected by the first mirror 713a toward the second galvano scanner 714. The rotation shaft 713d of the angle adjusting actuator 713c is connected to the connecting portion of the pair of first mirror 713a and second mirror 713b. This angle adjustment actuator 713c is controlled by a control means to be described later, and changes the installation angle of the pair of first mirror 713a and second mirror 713b.

第2のガルバノスキャナー７１４は、上記第１のガルバノスキャナー７１３と対向して配設されており、所定の間隔をもって互いに平行に反射面が対向して配設された一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bと、該第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bの設置角度を調整する角度調整アクチュエータ７１４cによって構成されている。このように構成された第２のガルバノスキャナー７１４は、図２に示すように第２のミラー７１４bは上記第１のガルバノスキャナー７１３の第２のミラー７１３bで反射偏向されたレーザー光線を第２のミラー７１４bに向けて反射偏向し、第２のミラー７１４bは第１のミラー７１４aによって反射偏向されたレーザー光線を上記方向変換ミラー７２に向けて反射偏向する。角度調整アクチュエータ７１４cは、その回動軸７１４dが一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bの連結部に伝動連結されている。この角度調整アクチュエータ７１４cは、後述する制御手段によって制御され、第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bの設置角度を変更する。   The second galvano scanner 714 is disposed to face the first galvano scanner 713, and has a pair of first mirrors 714a disposed in parallel with each other at a predetermined interval so that the reflecting surfaces face each other. A second mirror 714b and an angle adjustment actuator 714c for adjusting the installation angle of the first mirror 714a and the second mirror 714b are configured. As shown in FIG. 2, the second galvano scanner 714 configured as described above is configured such that the second mirror 714b reflects the laser beam reflected and deflected by the second mirror 713b of the first galvano scanner 713 to the second mirror. The second mirror 714 b reflects and deflects the laser beam reflected and deflected by the first mirror 714 a toward the direction conversion mirror 72. The rotation shaft 714d of the angle adjustment actuator 714c is transmission-coupled to a connection portion between the pair of first mirror 714a and second mirror 714b. This angle adjustment actuator 714c is controlled by a control means described later, and changes the installation angle of the first mirror 714a and the second mirror 714b.

上述した集光点位置調整手段７１は、図２に示す状態においては第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)と第２の凸レンズ７１２の焦点(f2)が、第１のミラー対７１３の第２のミラー７１３bと第２のミラー対７１４の第１のミラー７１４aの間の集束点Dで一致するように構成されている。この状態においては、第２の凸レンズ７１２から方向変換ミラー７２に向けて照射されるパルスレーザー光線１０は平行となる。そして、第１のガルバノスキャナー７１３の一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂおよび第2のガルバノスキャナー７１４一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bは、それぞれ点対称の位置となる点Q1、Q2を中心として回動せしめられるようになっている。   In the state shown in FIG. 2, the focal point position adjusting means 71 described above has the focal point (f1) of the first convex lens 711 and the focal point (f2) of the second convex lens 712 in the second mirror of the first mirror pair 713. Of the second mirror pair 714 and the first mirror 714a of the second mirror pair 714 are coincident with each other. In this state, the pulse laser beam 10 irradiated from the second convex lens 712 toward the direction conversion mirror 72 is parallel. The pair of first mirror 713a and second mirror 713b and second galvano scanner 714 pair of the first galvano scanner 713 and the pair of first mirror 714a and second mirror 714b are respectively point-symmetrical positions. It can be turned around the points Q1 and Q2.

このように構成された集光点位置調整手段７１においては、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LB1を、第１の凸レンズ７１１、第１のガルバノスキャナー７１３の第１のミラー７１３aおよび第２のミラー７１３b、第2のガルバノスキャナー７１４の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４b、第２の凸レンズ７１２を介して方向変換ミラー７２に導く。そして、第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cと第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cによって一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂと一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bをそれぞれ点Q1、Q2を中心として回動し、各ミラーの設置角度を変更することにより第１の凸レンズ７４１の焦点(f1)および第２の凸レンズ７４２の焦点(f2)をそれぞれ図において左右方向に変位することができる。   In the condensing point position adjusting unit 71 configured as described above, the processing pulse laser beam LB1 oscillated from the processing pulse laser beam oscillation unit 6 is used as the first convex lens 711 and the first galvano scanner 713. The light is guided to the direction changing mirror 72 via the mirror 713a and the second mirror 713b, the first mirror 714a and the second mirror 714b of the second galvano scanner 714, and the second convex lens 712. Then, a pair of first mirror 713a and second mirror 713b and a pair of first mirror 714a and second are adjusted by an angle adjustment actuator 713c of the first galvano scanner 713 and an angle adjustment actuator 714c of the second galvano scanner 714. The mirror 714b is rotated about the points Q1 and Q2, respectively, and the focal point (f1) of the first convex lens 741 and the focal point (f2) of the second convex lens 742 are respectively shown by changing the installation angle of each mirror. Can be displaced in the left-right direction.

このように構成された集光点位置調整手段７１は、図２に示す状態においては上述したように第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)と第２の凸レンズ７２２の焦点(f2)が集束点Dで一致し、第２の凸レンズ７２２から方向変換ミラー７２に向けて伝送される加工用パルスレーザー光線LB1を平行にする。この場合、集光レンズ８１によって集光される集光点Pは図２で示す位置となる。一方、第１のガルバノスキャナー７１３の一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂおよび第2のガルバノスキャナー７１４の一対の第１のミラー７１４aおよび第２のミラー７１４bを点Q1、Q2を中心として一方に回動し、第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)を上記集束点Dより図２において左方に変位し、第２の凸レンズ７１２の焦点(f2)を上記集束点Dより図２において右方に変位すると、第２の凸レンズ７１２から方向変換ミラー７２に向けて照射される加工用パルスレーザー光線LB1は末広がりとなる。この結果、方向変換ミラー７２を介して上記集光レンズ８１に入射する加工用パルスレーザー光線LB1も末広がりとなるため、集光レンズ８１によって集光される集光点Pは図２で示す状態より下方に変位する。他方、第１のガルバノスキャナー７１３の第１のガルバノスキャナー７１３および第2のガルバノスキャナー７１４の一対の第1のミラー７１３aおよび第2のミラー７１３ｂを点Q1、Q2を中心として他方に回動し、第１の凸レンズ７１１の焦点(f1)を上記集束点Dより図２において右方に変位し、第２の凸レンズ７１２の焦点(f2)を上記集束点Dより図２において左方に変位すると、第２の凸レンズ７１２から方向変換ミラー７２に向けて照射される加工用パルスレーザー光線LB１は末細りとなる。この結果、方向変換ミラー７２を介して上記集光レンズ８１に入射する加工用パルスレーザー光線LB１も末細りとなるため、集光レンズ８１によって集光される集光点Pは図２で示す状態より上方に変位する。   In the state shown in FIG. 2, the condensing point position adjusting means 71 configured as described above has the focal point (f1) of the first convex lens 711 and the focal point (f2) of the second convex lens 722 as the focal point as described above. The processing pulse laser beam LB1 that coincides with D and is transmitted from the second convex lens 722 toward the direction conversion mirror 72 is made parallel. In this case, the condensing point P condensed by the condensing lens 81 is a position shown in FIG. On the other hand, the pair of first mirror 713a and second mirror 713b of the first galvano scanner 713 and the pair of first mirror 714a and second mirror 714b of the second galvano scanner 714 are centered on points Q1 and Q2. 2, the focal point (f1) of the first convex lens 711 is displaced to the left in FIG. 2 from the focal point D, and the focal point (f2) of the second convex lens 712 is displaced from the focal point D in FIG. , The processing pulse laser beam LB1 irradiated from the second convex lens 712 toward the direction change mirror 72 becomes divergent. As a result, the processing pulse laser beam LB1 incident on the condenser lens 81 via the direction conversion mirror 72 also spreads out, so that the condensing point P collected by the condenser lens 81 is lower than the state shown in FIG. It is displaced to. On the other hand, the first galvano scanner 713 of the first galvano scanner 713 and the pair of first mirror 713a and second mirror 713b of the second galvano scanner 714 are rotated around the points Q1 and Q2 to the other, When the focal point (f1) of the first convex lens 711 is displaced to the right in FIG. 2 from the focusing point D, and the focal point (f2) of the second convex lens 712 is displaced to the left in FIG. The processing pulse laser beam LB1 irradiated from the second convex lens 712 toward the direction conversion mirror 72 is tapered. As a result, the processing pulse laser beam LB1 incident on the condensing lens 81 via the direction conversion mirror 72 is also tapered, so that the condensing point P collected by the condensing lens 81 is smaller than that shown in FIG. Displace upward.

上記集光レンズ８１を備えた集光器８は、上記ケーシング５２１の先端部に装着されている。この集光器８は、集光レンズ８１を含む組レンズから構成されており、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振され集光点位置調整手段７１および方向変換ミラー７２を介して伝送された加工用パルスレーザー光線LB1を集光点Pに集光する。   The condenser 8 including the condenser lens 81 is attached to the tip of the casing 521. The condenser 8 is composed of a combined lens including a condenser lens 81, and is oscillated from the processing pulse laser beam oscillating means 6 and transmitted through a condensing point position adjusting means 71 and a direction changing mirror 72. The processing pulse laser beam LB1 is condensed at a condensing point P.

図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段９を具備している。高さ位置検出手段９は、検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段９０と、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６と集光点位置調整手段７１と間に配設され検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線を集光点位置調整手段７１に向けて反射偏光せしめるダイクロックハーフミラー９１と、該ダイクロックハーフミラー９１と検査用レーザー光線発振手段９０との間に配設された第1のキュービックスプリッター９２を具備している。検査用レーザー光線発振手段９０は、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振される加工用パルスレーザー光線の周波数と異なる周波数のレーザー光線を発振する。この検査用レーザー光線発振手段９０は、例えば波長が６３２ｎｍの検査用レーザー光線LB2を発振するHe-Neパルスレーザー発振器を用いることができる。ダイクロックハーフミラー９１は、加工用パルスレーザー光線LB1は通過するが検査用レーザー光線LB2を集光点位置調整手段７１に向けて反射偏向せしめる。第1のキュービックスプリッター９２は、検査用パルスレーザー光線LB2を通過しダイクロックハーフミラー９１によって反射偏向された反射光を反射偏向せしめる。   Continuing the description with reference to FIG. 2, the laser processing apparatus in the illustrated embodiment includes a height position detecting means 9 for detecting the upper surface height position of the workpiece held on the chuck table. Yes. The height position detection means 9 is disposed between the inspection laser beam oscillation means 90 for oscillating the inspection laser beam, the processing pulse laser beam oscillation means 6 and the focusing point position adjustment means 71, and the inspection laser beam oscillation means 90. A dichroic half mirror 91 that reflects and polarizes the inspection laser beam oscillated from the light toward the condensing point position adjusting means 71, and a dichroic half mirror 91 disposed between the dichroic half mirror 91 and the inspection laser beam oscillating means 90. 1 cubic splitter 92 is provided. The inspection laser beam oscillation means 90 oscillates a laser beam having a frequency different from the frequency of the processing pulse laser beam oscillated from the processing pulse laser beam oscillation means 6. As the inspection laser beam oscillation means 90, for example, a He-Ne pulse laser oscillator that oscillates an inspection laser beam LB2 having a wavelength of 632 nm can be used. The dichroic half mirror 91 passes the processing pulse laser beam LB1 but reflects and deflects the inspection laser beam LB2 toward the focusing point position adjusting means 71. The first cubic splitter 92 reflects and deflects the reflected light that passes through the inspection pulse laser beam LB2 and is reflected and deflected by the dichroic half mirror 91.

図示の実施形態における高さ位置検出手段９は、第1のキュービックスプリッター９２によって反射された反射光のうち検査用レーザー光線LB2の周波数に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルター９３と、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第1の経路９４aと第2の経路に９４bの分光する第２のキュービックスプリッター９４と、該第２のキュービックスプリッター９４によって第1の経路９４aに分光された反射光を１００％集光する集光レンズ９５と、該集光レンズ９５によって集光された反射光を受光する第1の受光素子９６を具備している。第1の受光素子９６は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。また、図示の実施形態における高さ位置検出手段９は、第２のキュービックスプリッター９４によって第２の経路９４bに分光された反射光を受光する第２の受光素子９７と、該第２の受光素子９７が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段９８を具備している。受光領域規制手段９８は、図示の実施形態においては第２のキュービックスプリッター９４によって第２の経路９４bに分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズ９８１と、該シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光られた反射光を単位長さに規制する一次元マスク９８２とからなっている。該一次元マスク９８２を通過した反射光を受光する第２の受光素子９７は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。   The height position detection means 9 in the illustrated embodiment includes a bandpass filter 93 that allows only reflected light corresponding to the frequency of the inspection laser beam LB2 among the reflected light reflected by the first cubic splitter 92, and the band The second cubic splitter 94 that splits the reflected light that has passed through the pass filter into the first path 94a and the second path 94b, and the reflected light that is split into the first path 94a by the second cubic splitter 94 And a first light receiving element 96 for receiving the reflected light collected by the condensing lens 95. The first light receiving element 96 sends a voltage signal corresponding to the received light quantity to the control means described later. Further, the height position detecting means 9 in the illustrated embodiment includes a second light receiving element 97 that receives the reflected light split into the second path 94b by the second cubic splitter 94, and the second light receiving element. The light receiving area restricting means 98 for restricting the light receiving area of the reflected light received by 97 is provided. In the illustrated embodiment, the light receiving region restricting means 98 includes a cylindrical lens 981 that condenses the reflected light split into the second path 94b by the second cubic splitter 94 in a one-dimensional manner, and a one-dimensional shape by the cylindrical lens 981. And a one-dimensional mask 982 for restricting the reflected light focused on the unit length. The second light receiving element 97 that receives the reflected light that has passed through the one-dimensional mask 982 sends a voltage signal corresponding to the received light amount to the control means described later.

図示の実施形態における高さ位置検出手段９は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線LB2は、第1のキュービックスプリッター９２を通過してダイクロックハーフミラー９１に達し、該ダイクロックハーフミラー９１によって集光点位置調整手段７１に向けて反射偏向される。集光点位置調整手段７１に向けて反射偏向された検査用レーザー光線LB2は、上記加工用パルスレーザー光線LB1と同様に集光点位置調整手段７１、方向変換ミラー７２を介して集光レンズ８１によって集光される。なお、検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線LB2は、集光レンズ８１によって集光される集光点が上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振される加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pより図２において下方になるように広がり角の大きいレーザー光線を用いることが望ましい。このようにして集光される検査用レーザー光線LB2は、チャックテーブル３６に保持された被加工物の上面で反射し、その反射光が図２において破線で示すように集光レンズ８１、方向変換ミラー７２、集光点位置調整手段７１、ダイクロックハーフミラー９１、第1のキュービックスプリッター９２を介してバンドパスフィルター９３に達する。なお、上記加工用パルスレーザー光線LB1の反射光も検査用レーザー光線LB2と同様に経路を介してバンドパスフィルター９３に達する。バンドパスフィルター９３は上述したように検査用レーザー光線LB2の周波数に対応する反射光のみを通過せしめるように構成されているので、加工用パルスレーザー光線LB1の反射光はバンドパスフィルター９３によって遮断される。従って、検査用レーザー光線LB2の反射光だけがバンドパスフィルター９３を通過し、第２のキュービックスプリッター９４に達する。 The height position detecting means 9 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
The inspection laser beam LB2 oscillated from the inspection laser beam oscillation means 90 passes through the first cubic splitter 92, reaches the dichroic half mirror 91, and is directed toward the condensing point position adjusting means 71 by the dichroic half mirror 91. Is reflected and deflected. The inspection laser beam LB2 reflected and deflected toward the condensing point position adjusting unit 71 is collected by the condensing lens 81 via the condensing point position adjusting unit 71 and the direction changing mirror 72 in the same manner as the processing pulse laser beam LB1. Lighted. The inspection laser beam LB2 oscillated from the inspection laser beam oscillation means 90 is a collection of processing pulse laser beams LB1 whose condensing points collected by the condenser lens 81 are oscillated from the processing pulse laser beam oscillation means 6. It is desirable to use a laser beam having a large divergence angle so as to be lower than the light spot P in FIG. The inspection laser beam LB2 collected in this way is reflected by the upper surface of the workpiece held on the chuck table 36, and the reflected light is shown by a broken line in FIG. 72, it reaches the bandpass filter 93 via the focusing point position adjusting means 71, the dichroic half mirror 91, and the first cubic splitter 92. The reflected light of the processing pulse laser beam LB1 also reaches the bandpass filter 93 via the path in the same manner as the inspection laser beam LB2. Since the band pass filter 93 is configured to pass only the reflected light corresponding to the frequency of the inspection laser beam LB2 as described above, the reflected light of the processing pulse laser beam LB1 is blocked by the band pass filter 93. Therefore, only the reflected light of the inspection laser beam LB2 passes through the band pass filter 93 and reaches the second cubic splitter 94.

第２のキュービックスプリッター９４に達した検査用レーザー光線LB2の反射光は、第1の経路９４aと第2の経路９４bに分光される。第1の経路９４aに分光された反射光は、集光レンズ９５によって１００％集光され第1の受光素子９６に受光される。そして、第1の受光素子９６は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。一方、第2の経路に９４bに分光された検査用レーザー光線LB2の反射光は、受光領域規制手段９８のシリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光され、一次元マスク９８２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７に受光される。そして、第２の受光素子９７は、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。   The reflected light of the inspection laser beam LB2 reaching the second cubic splitter 94 is split into the first path 94a and the second path 94b. The reflected light split into the first path 94 a is condensed 100% by the condenser lens 95 and received by the first light receiving element 96. Then, the first light receiving element 96 sends a voltage signal corresponding to the received light amount to the control means described later. On the other hand, the reflected light of the inspection laser beam LB2 that has been split into the second path 94b is condensed one-dimensionally by the cylindrical lens 981 of the light-receiving region restricting means 98 and restricted to a predetermined unit length by the one-dimensional mask 982. Then, the light is received by the second light receiving element 97. Then, the second light receiving element 97 sends a voltage signal corresponding to the received light quantity to the control means described later.

ここで、第1の受光素子９６と第２の受光素子９７によって受光される検査用レーザー光線LB2の反射光の受光量について説明する。
第1の受光素子９６に受光される検査用レーザー光線LB2の反射光は、集光レンズ９５によって１００％集光されるので受光量は一定であり、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）は一定（例えば１０V）となる。一方、第２の受光素子９７によって受光される検査用レーザー光線LB2の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光された後、一次元マスク９８２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７に受光されるので、検査用レーザー光線LB2が集光器８の集光レンズ８１によって集光された集光点Paの被加工物に対する位置によって第２の受光素子９７の受光量は変化する。従って、第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）は、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの被加工物Wに対する位置によって変化する。 Here, the amount of the reflected light of the inspection laser beam LB2 received by the first light receiving element 96 and the second light receiving element 97 will be described.
Since the reflected light of the inspection laser beam LB2 received by the first light receiving element 96 is condensed 100% by the condenser lens 95, the amount of received light is constant, and the voltage value output from the first light receiving element 96 (V1) is constant (for example, 10 V). On the other hand, the reflected light of the inspection laser beam LB2 received by the second light receiving element 97 is condensed in a one-dimensional manner by the cylindrical lens 981, and then regulated to a predetermined unit length by the one-dimensional mask 982. Therefore, the amount of light received by the second light receiving element 97 depends on the position of the condensing point Pa where the inspection laser beam LB2 is collected by the condenser lens 81 of the condenser 8 with respect to the workpiece. Change. Accordingly, the voltage value (V2) output from the second light receiving element 97 varies depending on the position of the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 with respect to the workpiece W.

例えば、図４の(a)に示すように検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの表面から浅い位置である場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの表面に照射される面積S1で反射する。この反射光は上述したように第２のキュービックスプリッター９４によって第1の経路９４aと第2の経路９４bに分光されるが、第1の経路９４aに分光された面積S1の反射光は集光レンズ９５によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子９６に受光される。一方、第２のキュービックスプリッター９４によって第2の経路９４bに分光された面積S1の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光されるので断面が楕円形となる。このようにして断面が楕円形に絞られた反射光は、一次元マスク９８によって所定の単位長さに規制されるので、第2の経路９４bに分光された反射光の一部が第２の受光素子９７によって受光されることになる。従って、第２の受光素子９７に受光される反射光の光量は上述した第1の受光素子９６に受光される光量より少なくなる。   For example, as shown in FIG. 4A, when the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 is shallow from the surface of the workpiece W, the inspection laser beam LB2 is irradiated on the surface of the workpiece W. Reflected in the area S1. As described above, the reflected light is split into the first path 94a and the second path 94b by the second cubic splitter 94, and the reflected light of the area S1 split into the first path 94a is the condenser lens. Since the light is condensed 100% by 95, the entire light quantity of the reflected light is received by the first light receiving element 96. On the other hand, the reflected light of the area S1 split into the second path 94b by the second cubic splitter 94 is condensed one-dimensionally by the cylindrical lens 981, so that the cross section becomes elliptical. Since the reflected light whose section is narrowed to an ellipse in this way is regulated to a predetermined unit length by the one-dimensional mask 98, a part of the reflected light split into the second path 94b is the second. Light is received by the light receiving element 97. Therefore, the amount of reflected light received by the second light receiving element 97 is smaller than the amount of light received by the first light receiving element 96 described above.

次に、図４の(b)に示すように検査用レーザー光線LB2の集光点Pが上記図４の(a)に示す位置より深い場合には、検査用レーザー光線LB2は被加工物Wの表面に照射される面積S2で反射する。この面積S2は上記面積S１より大きい。この面積S2の反射光は上述したように第２のキュービックスプリッター９４によって第1の経路９４aと第2の経路９４bに分光されるが、第1の経路９４aに分光された面積S2の反射光は集光レンズ９５によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子９６に受光される。一方、第２のキュービックスプリッター９４によって第2の経路９４bに分光された面積S2の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光されるので断面が楕円形となる。この楕円形の長軸の長さは、反射光の面積S2が上記面積S1より大きいので上記図４の(a)に示す場合より長くなる。このようにして断面が楕円形に集光された反射光は、一次元マスク９８２によって所定の長さに区切られ一部が第２の受光素子９９によって受光される。従って、第２の受光素子９７によって受光される光量は、上記図４の(a)に示す場合より少なくなる。このように第２の受光素子９７に受光される反射光の光量は、検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの表面に近いほど多く、検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの表面から遠いほど少なくなる。
なお、検査用レーザー光線LB2の集光点Paは、常に被加工物Wの内部に位置付けるように設定することが望ましい。即ち、検査用レーザー光線LB2の集光点Paが被加工物Wの内部に位置付けられても被加工物Wの表面より上側に位置付けられても、被加工物Wの表面から集光点Paまでの距離が同一であると第２の受光素子９７によって受光される光量は同一となる。従って、検査用レーザー光線LB2の集光点Paを常に被加工物Wの内部に位置付けるように設定することにより、被加工物Wの表面の高さ位置を確実に検出することができる。 Next, as shown in FIG. 4B, when the condensing point P of the inspection laser beam LB2 is deeper than the position shown in FIG. 4A, the inspection laser beam LB2 is on the surface of the workpiece W. Is reflected by the area S2 irradiated on the surface. This area S2 is larger than the area S1. The reflected light of the area S2 is split into the first path 94a and the second path 94b by the second cubic splitter 94 as described above, but the reflected light of the area S2 split into the first path 94a is Since 100% of the light is condensed by the condensing lens 95, the entire light amount of the reflected light is received by the first light receiving element 96. On the other hand, the reflected light of the area S2 split into the second path 94b by the second cubic splitter 94 is condensed one-dimensionally by the cylindrical lens 981, so that the cross section is elliptical. The length of the major axis of the ellipse is longer than that shown in FIG. 4A because the area S2 of the reflected light is larger than the area S1. The reflected light, whose cross section is collected in an elliptical shape in this way, is divided into a predetermined length by the one-dimensional mask 982, and a part thereof is received by the second light receiving element 99. Accordingly, the amount of light received by the second light receiving element 97 is smaller than that shown in FIG. Thus, the amount of reflected light received by the second light receiving element 97 increases as the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 is closer to the surface of the workpiece W, and the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 is larger. The distance from the surface of the workpiece W decreases.
Note that it is desirable to set the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 so that it is always positioned inside the workpiece W. That is, whether the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 is positioned inside the workpiece W or above the surface of the workpiece W, the surface from the surface of the workpiece W to the condensing point Pa. If the distance is the same, the amount of light received by the second light receiving element 97 is the same. Therefore, the height position of the surface of the workpiece W can be reliably detected by setting the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 to always be positioned inside the workpiece W.

ここで、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比と、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの被加工物Wに対する位置との関係について、図５に示す制御マップを参照して説明する。なお、図５において横軸は検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置で、被加工物Wの表面から内部への距離を示している。また、図５において縦軸は第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/ V2）である。
図５に示す例においては、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置が被加工物Wの表面から１０μｍの場合上記電圧値の比（V1/
V2）は“２”で、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置が被加工物Wの表面から４０μｍの場合上記電圧値の比（V1/
V2）は“６”となっている。なお、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの位置が加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pの位置より図２において例えば１０μm下方になるように設定している場合には、図5に示す制御マップの上記電圧値の比（V1/ V2）は集光点Pと集光点Paとの間隔に対応して差異を補正した値としておく。即ち、検査用レーザー光線LB2の集光点Paの１０μm上方に加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pが位置付けられるので、図５において実線で示すように加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pに関する制御マップを作成する。従って、例えば、上記電圧値の比（V1/ V2）を“６”に設定し、電圧値の比（V1/
V2）が“６”を維持するように上記集光点位置調整手段７１を制御することにより、被加工物Wの厚さにバラツキがあっても表面から３０μｍの位置にレーザー加工することができる。なお、図5に示す制御マップは、後述する制御手段のメモリに格納される。 Here, the ratio between the voltage value (V1) output from the first light receiving element 96 and the voltage value (V2) output from the second light receiving element 97 and the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 The relationship with the position with respect to the workpiece W is demonstrated with reference to the control map shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis is the position of the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2, and indicates the distance from the surface of the workpiece W to the inside. In FIG. 5, the vertical axis represents the ratio (V1 / V2) between the voltage value (V1) output from the first light receiving element 96 and the voltage value (V2) output from the second light receiving element 97.
In the example shown in FIG. 5, when the position of the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 is 10 μm from the surface of the workpiece W, the ratio of the voltage values (V1 /
V2) is “2”, and the ratio of the above voltage values (V1 / V1) when the position of the focusing point Pa of the inspection laser beam LB2 is 40 μm from the surface of the workpiece W
V2) is “6”. When the position of the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2 is set to be, for example, 10 μm lower in FIG. 2 than the position of the condensing point P of the processing pulse laser beam LB1, the control shown in FIG. The voltage ratio (V1 / V2) in the map is a value obtained by correcting the difference corresponding to the interval between the condensing point P and the condensing point Pa. That is, since the condensing point P of the processing pulse laser beam LB1 is positioned 10 μm above the condensing point Pa of the inspection laser beam LB2, the control related to the condensing point P of the processing pulse laser beam LB1 as shown by the solid line in FIG. Create a map. Therefore, for example, the voltage value ratio (V1 / V2) is set to “6”, and the voltage value ratio (V1 / V2) is set.
By controlling the condensing point position adjusting means 71 so that V2) is maintained at “6”, laser processing can be performed at a position of 30 μm from the surface even if the thickness of the workpiece W varies. . Note that the control map shown in FIG. 5 is stored in the memory of the control means described later.

上述した図２に示す高さ位置検出手段９においては、受光領域規制手段９８をシリンドリカルレンズ９８１と一次元マスク９８２とによって構成した例を示したが、受光領域規制手段としては、図６に示すように上記第２のキュービックスプリッター９４によって第2の経路９４bに分光された反射光を単位面積に規制するニ次元マスク９９を用いてもよい。なお、ニ次元マスク９９を用いると、図５に示す制御マップのグラフは放物線となる。   In the height position detecting means 9 shown in FIG. 2 described above, an example in which the light receiving area restricting means 98 is constituted by the cylindrical lens 981 and the one-dimensional mask 982 is shown, but the light receiving area restricting means is shown in FIG. As described above, a two-dimensional mask 99 that restricts the reflected light split into the second path 94b by the second cubic splitter 94 to a unit area may be used. When the two-dimensional mask 99 is used, the control map graph shown in FIG. 5 becomes a parabola.

図１に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部には、レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段１１が配設されている。この撮像手段１１は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。   Referring back to FIG. 1, the image pickup means 11 for detecting a processing area to be laser processed by the laser beam irradiation means 52 is disposed at the tip of the casing 521 constituting the laser beam irradiation means 52. The imaging unit 11 includes, in addition to a normal imaging device (CCD) that captures an image with visible light, an infrared illumination unit that irradiates a workpiece with infrared rays, an optical system that captures infrared rays emitted by the infrared illumination unit, An image sensor (infrared CCD) that outputs an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system is used, and the captured image signal is sent to a control means to be described later.

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（吸着チャック３６１の上面である保持面に対して垂直な方向）に移動させるための集光点位置付け手段５３を具備している。集光点位置付け手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１および集光器８を備えたレーザー光線照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。   The laser beam irradiation unit 5 in the illustrated embodiment moves the unit holder 51 along the pair of guide rails 423 and 423 in the direction indicated by the arrow Z (the direction perpendicular to the holding surface which is the upper surface of the suction chuck 361). Condensing point positioning means 53 is provided. The condensing point positioning means 53 includes a male screw rod (not shown) disposed between the pair of guide rails 423 and 423, and a drive source such as a pulse motor 532 for rotationally driving the male screw rod. The male screw rod (not shown) is rotated forward and backward by the pulse motor 532, so that the laser beam irradiation means 52 including the unit holder 51 and the condenser 8 is moved along the guide rails 423 and 423 in the direction indicated by the arrow Z. Move it. In the illustrated embodiment, the laser beam irradiation means 52 is moved upward by driving the pulse motor 532 forward, and the laser beam irradiation means 52 is moved downward by driving the pulse motor 532 in reverse. Yes.

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、制御手段１０を具備している。制御手段１０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６とを備えている。制御手段８の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４および撮像手段１１等からの検出信号が入力される。制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４、第1の受光素子９６、第２の受光素子９７および撮像手段１１等からの検出信号が入力される。そして、制御手段１０の出力インターフェース１０６からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、加工用パルスレーザー光線発振手段６、検査用レーザー光線発振手段９０、第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４c等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、上述した図５に示す制御マップを格納する第１の記憶領域１０３a、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）に基づいて上記第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御するための制御データを格納する第２の記憶領域１０３b、および他の記憶領域を備えている。   The laser processing apparatus 1 in the illustrated embodiment includes a control means 10. The control means 10 is constituted by a computer, and a central processing unit (CPU) 101 that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) 102 that stores a control program and the like, and a readable and writable data that stores arithmetic results A random access memory (RAM) 103, a counter 104, an input interface 105, and an output interface 106 are provided. Detection signals from the machining feed amount detection means 374, the index feed amount detection means 384, the imaging means 11 and the like are input to the input interface 105 of the control means 8. Detection signals from the machining feed amount detection means 374, the index feed amount detection means 384, the first light receiving element 96, the second light receiving element 97, the imaging means 11 and the like are input to the input interface 105 of the control means 10. The From the output interface 106 of the control means 10, the pulse motor 372, the pulse motor 382, the pulse motor 432, the pulse motor 532, the processing pulse laser beam oscillation means 6, the inspection laser beam oscillation means 90, the first galvano scanner 713 are used. Control signals are output to the angle adjusting actuator 713c of the second galvano scanner 714, the angle adjusting actuator 714c of the second galvano scanner 714, and the like. The random access memory (RAM) 103 includes the first storage area 103a for storing the control map shown in FIG. 5 and the voltage value (V1) output from the first light receiving element 96 and the second storage area 103a. Based on the voltage value (V2) output from the light receiving element 97, control data for controlling the angle adjusting actuator 713c of the first galvano scanner 713 and the angle adjusting actuator 714c of the second galvano scanner 714 is stored. 2 storage areas 103b and other storage areas.

図示のレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下レーザー加工装置１を用いて実施するウエーハのレーザー加工方法について説明する。
図７には、被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハ２０の斜視図が示されている。図７に示す半導体ウエーハ２０は、例えば厚さが１００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面２０ａに格子状に形成された複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ２０は、図８に示すように環状のフレーム３０に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ４０に表面２０ａ側を貼着する。従って、半導体ウエーハ２０は、裏面２０bが上側となる。 The illustrated laser processing apparatus 1 is configured as described above, and a wafer laser processing method performed using the laser processing apparatus 1 will be described below.
FIG. 7 shows a perspective view of a semiconductor wafer 20 as a wafer to be processed. A semiconductor wafer 20 shown in FIG. 7 is made of, for example, a silicon wafer having a thickness of 100 μm, and a device 22 such as an IC or LSI is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets 21 formed in a lattice shape on the surface 20a. Is formed. As shown in FIG. 8, the semiconductor wafer 20 thus formed is adhered to the protective tape 40 made of a synthetic resin sheet such as polyolefin and attached to the annular frame 30 on the surface 20a side. Accordingly, the back surface 20b of the semiconductor wafer 20 is on the upper side.

図８に示すように、環状のフレーム３０に保護テープ４０を介して支持された半導体ウエーハ２０は、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に保護テープ４０側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２０は、保護テープ４０を介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。また、環状のフレーム３０は、クランプ３６２によって固定される。   As shown in FIG. 8, the semiconductor wafer 20 supported on the annular frame 30 via the protective tape 40 places the protective tape 40 side on the chuck table 36 of the laser processing apparatus shown in FIG. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 20 is sucked and held on the chuck table 36 via the protective tape 40. The annular frame 30 is fixed by a clamp 362.

上述したように半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段１１の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１および制御手段１０によって半導体ウエーハ２０のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段１１および制御手段１０は、半導体ウエーハ２０の所定方向に形成されているストリート２１と、ストリート２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器８との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ２０に形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２０のストリート２１が形成されている表面２０ａは下側に位置しているが、撮像手段１１が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２０ｂから透かして分割予定ライン２１を撮像することができる。   As described above, the chuck table 36 that sucks and holds the semiconductor wafer 20 is positioned directly below the imaging unit 11 by the processing feed unit 37. When the chuck table 36 is positioned directly below the image pickup means 11, the image pickup means 11 and the control means 10 execute an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed on the semiconductor wafer 20. That is, the imaging unit 11 and the control unit 10 align the street 21 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 20 and the condenser 8 of the laser beam irradiation unit 52 that irradiates the laser beam along the street 21. Image processing such as pattern matching is performed to align the laser beam irradiation position. Similarly, the alignment of the laser beam irradiation position is performed on the street 21 formed in the direction orthogonal to the predetermined direction formed in the semiconductor wafer 20. At this time, the surface 20a on which the street 21 of the semiconductor wafer 20 is formed is located on the lower side. However, as described above, the imaging unit 11 is an infrared illumination unit, an optical system that captures infrared rays, and an electrical signal corresponding to the infrared rays. Since the image pickup device (infrared CCD) or the like that outputs the image is provided, it is possible to image the planned division line 21 through the back surface 20b.

上述したようにアライメントが行われると、チャックテーブル３６に吸引保持された半導体ウエーハ２０は、図９の（ａ）に示す座標位置に位置付けられた状態となる。なお、図９の（ｂ）はチャックテーブル３６即ち半導体ウエーハ２０を図９の（ａ）に示す状態から９０度回転した状態を示している。なお、半導体ウエーハ２０に形成された各ストリート(２１A1〜２１An,２１B1〜２１Bn)の座標は、その設計値が上記制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納されている。   When the alignment is performed as described above, the semiconductor wafer 20 sucked and held by the chuck table 36 is positioned at the coordinate position shown in FIG. FIG. 9B shows a state where the chuck table 36, that is, the semiconductor wafer 20, is rotated 90 degrees from the state shown in FIG. The design values of the coordinates of the respective streets (21A1 to 21An, 21B1 to 21Bn) formed on the semiconductor wafer 20 are stored in the random access memory (RAM) 103 of the control means 10.

上述したようにチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハ２０に形成されているストリート２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル３６を移動して図１０の(a)に示すように所定のストリート２１の一端（図１０の(a)において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器８の直下に位置付ける。次に、制御手段１０は、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/ V2）を例えば図５の制御マップにおいて“９”に設定するとともに、検査用レーザー光線発振手段９０を制御して検査用レーザー光線LB2を発振せしめる。そして、制御手段１０は、検査用レーザー光線LB2の反射光を上述したように受光した第1の受光素子９６からの出力電圧値（V1）と第２の受光素子９７からの出力電圧値（V2）との比（V1/ V2）が“９”になるように上記集光点位置調整手段７１を制御する。この結果、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pは、半導体ウエーハ２０の裏面２０b(上面)から６０μmの位置に合わされる。   As described above, when the street 21 formed on the semiconductor wafer 20 held on the chuck table 36 is detected and the alignment of the laser beam irradiation position is performed, the chuck table 36 is moved and the position shown in FIG. As shown in a), one end of the predetermined street 21 (the left end in FIG. 10A) is positioned immediately below the condenser 8 of the laser beam irradiation means 52. Next, the control means 10 calculates the ratio (V1 / V2) between the voltage value (V1) output from the first light receiving element 96 and the voltage value (V2) output from the second light receiving element 97, for example. 5 is set to “9” in the control map 5 and the inspection laser beam oscillation means 90 is controlled to oscillate the inspection laser beam LB2. Then, the control means 10 receives the reflected light of the inspection laser beam LB2 as described above, the output voltage value (V1) from the first light receiving element 96 and the output voltage value (V2) from the second light receiving element 97. The condensing point position adjusting means 71 is controlled so that the ratio (V1 / V2) to “9” becomes “9”. As a result, the focusing point P of the processing pulse laser beam LB1 is adjusted to a position of 60 μm from the back surface 20b (upper surface) of the semiconductor wafer 20.

次に、制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２を制御して集光器８から加工用パルスレーザー光線LB1を照射しつつチャックテーブル３６を矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（加工工程）。そして、図１０の(b)で示すように集光器８の照射位置がストリート２１の他端（図１０の(b)において右端）に達したら、加工用パルスレーザー光線LB1の照射を停止するとともに、チャックテーブル３６の移動を停止する。この加工工程においては、高さ位置検出手段９によって半導体ウエーハ２０の裏面２０b(上面)の高さ位置が検出されており、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）が制御手段１０に送られている。制御手段１０は、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）に基いて電圧値の比（V1/ V2）を演算し、電圧値の比（V1/ V2）が“９”でなければ電圧値の比（V1/ V2）が“９”になるように上記集光点位置調整手段７１を構成する第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御する。この結果、半導体ウエーハ２０の内部には、図１０の(b)で示すように裏面２０b(上面)から６０μmの位置に裏面２０b(上面)と平行に変質層２１０が形成される。   Next, the control means 10 controls the laser beam irradiation means 52 to move the chuck table 36 in the direction indicated by the arrow X1 at a predetermined processing feed speed while irradiating the processing pulse laser beam LB1 from the condenser 8 (processing). Process). 10B, when the irradiation position of the condenser 8 reaches the other end of the street 21 (the right end in FIG. 10B), the irradiation of the processing pulse laser beam LB1 is stopped. Then, the movement of the chuck table 36 is stopped. In this processing step, the height position of the back surface 20b (upper surface) of the semiconductor wafer 20 is detected by the height position detecting means 9, and the voltage value (V1) output from the first light receiving element 96 and the first value are detected. The voltage value (V2) output from the two light receiving elements 97 is sent to the control means 10. The control means 10 calculates a voltage value ratio (V1 / V2) based on the voltage value (V1) output from the first light receiving element 96 and the voltage value (V2) output from the second light receiving element 97. If the voltage value ratio (V1 / V2) is not "9", the first galvano constituting the condensing point position adjusting means 71 so that the voltage value ratio (V1 / V2) is "9". The angle adjustment actuator 713c of the scanner 713 and the angle adjustment actuator 714c of the second galvano scanner 714 are controlled. As a result, an altered layer 210 is formed in the semiconductor wafer 20 parallel to the back surface 20b (upper surface) at a position 60 μm from the back surface 20b (upper surface) as shown in FIG.

上述した加工工程において制御手段１０は、高さ位置検出手段９の第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）に基づいて電圧値の比（V1/ V2）を演算し、この電圧値の比（V1/ V2）に基づいて第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御する制御データを演算し、この制御データをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納する。この制御データは、上記角度調整アクチュエータ７１３cおよび７１４cを駆動するための駆動データであり、加工送り量検出手段３７４からの検出信号に基づいてストリート２１のX軸座標（加工送り方向座標）に対応して設定される。   In the processing steps described above, the control means 10 is based on the voltage value (V1) output from the first light receiving element 96 of the height position detecting means 9 and the voltage value (V2) output from the second light receiving element 97. The voltage value ratio (V1 / V2) is calculated, and the angle adjustment actuator 713c of the first galvano scanner 713 and the angle adjustment actuator 714c of the second galvano scanner 714 are calculated based on the voltage value ratio (V1 / V2). The control data for controlling is calculated, and this control data is stored in the second storage area 103 b of the random access memory (RAM) 103. This control data is drive data for driving the angle adjustment actuators 713c and 714c, and corresponds to the X-axis coordinate (machining feed direction coordinate) of the street 21 based on the detection signal from the machining feed amount detecting means 374. Is set.

なお、上記加工工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
加工用レーザー ：ＹＶＯ４ パルスレーザー
波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒 In addition, the processing conditions in the said processing process are set as follows, for example.
Laser for processing: YVO4 pulse laser Wavelength: 1064 nm
Repetition frequency: 100 kHz
Condensing spot diameter: φ1μm
Processing feed rate: 100 mm / sec

なお、上記加工条件においては変質層２１０を２０μm程度の厚さで形成することができる。半導体ウエーハ２０の厚さが厚い場合には、図１１に示すように集光点Ｐを２０μm上方に位置付けるために上記電圧値（V1/ V2）を“７”“５”と段階的に変え上述した加工工程を複数回実行することにより、複数の変質層２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃを形成することができる。なお、２層目以降の変質層を形成する場合には、高さ位置検出手段９の作動を停止し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納されている上記制御データを用いて第１のガルバノスキャナー７１３の角度調整アクチュエータ７１３cおよび第2のガルバノスキャナー７１４の角度調整アクチュエータ７１４cを制御する。従って、複数の変質層を同じ条件で高精度に形成することができる。   Under the above processing conditions, the altered layer 210 can be formed with a thickness of about 20 μm. When the thickness of the semiconductor wafer 20 is large, the voltage value (V1 / V2) is changed stepwise to “7” and “5” in order to position the condensing point P 20 μm upward as shown in FIG. The plurality of altered layers 210a, 210b, and 210c can be formed by executing the processed process a plurality of times. When forming the second and subsequent altered layers, the operation of the height position detecting means 9 is stopped, and the control data stored in the second storage area 103b of the random access memory (RAM) 103 is used. Are used to control the angle adjustment actuator 713c of the first galvano scanner 713 and the angle adjustment actuator 714c of the second galvano scanner 714. Therefore, a plurality of altered layers can be formed with high accuracy under the same conditions.

以上のようにして、半導体ウエーハ２０の所定方向に延在する全ての分割予定ライン２１に沿って上記加工工程を実行したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各分割予定ラインに沿って上記加工工程を実行する。このようにして、半導体ウエーハ２０に形成された全てのストリート２１に沿って上記加工工程を実行したならば、半導体ウエーハ２０を保持しているチャックテーブル３６は、最初に半導体ウエーハ２０を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ２０の吸引保持を解除する。そして、半導体ウエーハ２０は、図示しない搬送手段によって分割工程に搬送される。   As described above, when the processing step is executed along all the division lines 21 extending in the predetermined direction of the semiconductor wafer 20, the chuck table 36 is rotated by 90 degrees to make the predetermined direction. Then, the processing step is executed along each division line extending at a right angle. In this way, if the above processing steps are performed along all the streets 21 formed on the semiconductor wafer 20, the chuck table 36 holding the semiconductor wafer 20 first holds the semiconductor wafer 20 by suction. Returned to the position, the suction holding of the semiconductor wafer 20 is released here. Then, the semiconductor wafer 20 is transferred to the dividing step by a transfer means (not shown).

以上のように、図示の実施形態におけるレーザー加工装置においては、加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pを調整する集光点位置調整手段７１を介して検査用レーザー光線LB2を被加工物に照射し、その反射光に基いて被加工物の高さ位置を検出するとともに、この検出値に基いて集光点位置調整手段７１を制御するので、時間差を生ずることなく被加工物のウネリに対応して加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pの位置を調整することができる。従って、被加工物には加工面に対して平行な位置にレーザー加工を施すことができる。   As described above, in the laser processing apparatus in the illustrated embodiment, the workpiece is irradiated with the inspection laser beam LB2 via the focusing point position adjusting means 71 that adjusts the focusing point P of the processing pulse laser beam LB1. Since the height position of the workpiece is detected based on the reflected light, and the focusing point position adjusting means 71 is controlled based on the detected value, it corresponds to the undulation of the workpiece without causing a time difference. Thus, the position of the condensing point P of the processing pulse laser beam LB1 can be adjusted. Therefore, the workpiece can be laser processed at a position parallel to the processing surface.

また、図示の実施形態におけるレーザー加工装置においては、高さ位置検出手段９により半導体ウエーハ２０のストリート２１に沿ってX軸座標（加工送り方向座標）の高さ位置の検出し、検出された高さ位置に基づいて集光点位置調整手段７１を制御する制御データを演算し、この制御データをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納する制御データ生成工程と、制御データ生成工程によってランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納された制御データに基づいて集光点位置調整手段７１を制御しつつ、加工用パルスレーザー光線発振手段６を作動し加工用パルスレーザー光線LB１を半導体ウエーハ２０のストリート２１に沿って照射せしめる加工工程を完全に分けて実施することができる。このようにレーザー加工を実施することにより、時間差を生ずることなく被加工物のウネリに対応して加工用パルスレーザー光線LB1の集光点Pの位置を正確に調整することができる。なお、上記制御データ生成工程と加工工程は、ストリート１本毎に実施してもよく、最初に全ストリートについて制御データ生成工程を実施し、その後制御データ生成工程によって求められた制御データに基づきて全ストリートについて加工工程を実施してもよい。   Further, in the laser processing apparatus in the illustrated embodiment, the height position of the X-axis coordinate (machining feed direction coordinate) is detected along the street 21 of the semiconductor wafer 20 by the height position detecting means 9, and the detected height is detected. A control data generation step of calculating control data for controlling the focusing point position adjusting means 71 based on the position, and storing the control data in the second storage area 103b of the random access memory (RAM) 103; While controlling the condensing point position adjusting means 71 on the basis of the control data stored in the second storage area 103b of the random access memory (RAM) 103 by the generation process, the processing pulse laser beam oscillation means 6 is operated to perform processing. The process of irradiating the pulse laser beam LB1 along the street 21 of the semiconductor wafer 20 is performed in a completely divided manner. It is possible. By performing laser processing in this way, it is possible to accurately adjust the position of the focused point P of the processing pulse laser beam LB1 in accordance with the undulation of the workpiece without causing a time difference. The control data generation step and the processing step may be performed for each street. First, the control data generation step is performed for all streets, and then, based on the control data obtained by the control data generation step. Processing may be performed on all streets.

本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。The perspective view of the laser processing apparatus comprised according to this invention. 図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線加工手段および高さ位置検出手段９の構成を簡略に示すブロック図。The block diagram which shows simply the structure of the laser beam processing means and the height position detection means 9 with which the laser processing apparatus shown in FIG. 1 is equipped. 図２に示す高さ位置検出手段を構成する第１のガルバノスキャナーおよび第２のガルバノスキャナーを示す斜視図。The perspective view which shows the 1st galvano scanner and the 2nd galvano scanner which comprise the height position detection means shown in FIG. 図２に示す高さ位置検出手段から照射される検査用レーザー光線の集光点位置の変化を示す説明図。Explanatory drawing which shows the change of the condensing point position of the laser beam for an inspection irradiated from the height position detection means shown in FIG. 図２に示す高さ位置検出手段の第1の受光素子から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子から出力される電圧値（V2）との比と、検査用レーザー光線の集光点の被加工物に対する位置との関係を示す制御マップ。The ratio between the voltage value (V1) output from the first light receiving element and the voltage value (V2) output from the second light receiving element of the height position detecting means shown in FIG. The control map which shows the relationship with the position with respect to the workpiece of a point. 図２に示す高さ位置検出手段を構成する受光領域規制手段の他の実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows other embodiment of the light-receiving area | region control means which comprises the height position detection means shown in FIG. 板状の被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。The perspective view of the semiconductor wafer as a plate-shaped workpiece. 図７に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which affixed the semiconductor wafer shown in FIG. 7 on the surface of the protective tape with which the cyclic | annular flame | frame was mounted | worn. 図７に示す半導体ウエーハが図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標位置との関係を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship with coordinate positions in a state where the semiconductor wafer shown in FIG. 7 is held at a predetermined position of the chuck table of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図１に示すレーザー加工装置によって被加工物を加工する加工工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows the process process which processes a to-be-processed object with the laser processing apparatus shown in FIG. 被加工物の厚さが厚い場合の加工工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows a process process in case the thickness of a to-be-processed object is thick.

符号の説明Explanation of symbols

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線加工手段
６：パルスレーザー光線発振手段
７：光学伝送手段
７１：集光点位置調整手段
７１１：第１の凸レンズ
７１２：第２の凸レンズ
７１３：第1のガルバノスキャナー
７１４：第2のガルバノスキャナー７１４
７２：方向変換ミラー７２
８：集光器８
８１：集光レンズ
９：高さ位置検出手段
９０：検査用レーザー光線発振手段
９１：ダイクロックハーフミラー
９２：第1のキュービックスプリッター
９３：バンドパスフィルター
９４：第２のキュービックスプリッター
９５：集光レンズ
９６：第1の受光素子
９７：第２の受光素子
９８：受光領域規制手段
９８１：シリンドリカルレンズ
９８２：一次元マスク
１０：制御手段
１１：撮像手段
２０：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
３０：環状のフレーム
４０：保護テープ 1: Laser processing device 2: Stationary base 3: Chuck table mechanism 36: Chuck table 37: Processing feed means 38: First index feed means
4: Laser beam irradiation unit support mechanism 42: Movable support base 43: Second index feed means
5: Laser beam irradiation unit 51: Unit holder 52: Laser beam processing means 6: Pulse laser beam oscillation means 7: Optical transmission means 71: Condensing point position adjusting means 711: First convex lens 712: Second convex lens 713: First Galvano Scanner 714: Second Galvano Scanner 714
72: Direction conversion mirror 72
8: Light collector 8
81: Condensing lens 9: Height position detecting means 90: Laser beam oscillation means for inspection 91: Dichroic half mirror 92: First cubic splitter 93: Band pass filter 94: Second cubic splitter 95: Condensing lens 96 : First light receiving element 97: Second light receiving element 98: Light receiving region restricting means 981: Cylindrical lens 982: One-dimensional mask 10: Control means 11: Imaging means 20: Semiconductor wafer 21: Street 22: Device 30: Ring-shaped Frame 40: protective tape

Claims (3)

板状の被加工物を保持する被加工物保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面側からレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に移動せしめる加工送り手段とを具備し、該レーザー光線照射手段が加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線を集光する集光器とを具備しているレーザー加工装置において、
該加工用レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該集光器によって集光される加工用レーザー光線の集光点位置を変位せしめる集光点位置調整手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物の上面高さ位置を検出するための高さ位置検出手段と、該高さ位置検出手段からの検出信号に基いて該集光点位置調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
該高さ位置検出手段は、該加工用レーザー光線発振手段によって発振された加工用レーザー光線の波長と異なる波長を有する検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段と該集光点位置調整手段との間に配設され該加工用レーザー光線発振手段から発振される波長の加工用レーザー光線を通過し該検査用レーザー光線発振手段から発振される波長の検査用レーザー光線を該集光点位置調整手段に向けて偏向せしめるダイクロックハーフミラーと、該ダイクロックハーフミラーと該検査用レーザー光線発振手段との間に配設され該検査用レーザー光線発振手段から発振された検査用レーザー光線を通過し該ダイクロックハーフミラーによって偏向された反射光を偏向せしめる第1のスプリッターと、該第1のスプリッターによって偏向された反射光のうち検査用レーザー光線の波長に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルターと、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第1の経路と第2の経路に分光する第２のスプリッターと、該第２のスプリッターによって該第1の経路に分光された反射光を受光する第1の受光素子と、該第２のスプリッターによって該第２の経路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第２の経路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを具備しており、
該制御手段は、該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を求め、該光量の比が所定値になるように該集光点位置調整手段を制御する制御データを演算し、該制御データを格納するメモリを備え、該メモリに格納された制御データに基づいて該集光点位置調整手段を制御する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 A chuck table having a workpiece holding surface for holding a plate-like workpiece, laser beam irradiation means for irradiating a laser beam from the upper surface side of the workpiece held by the chuck table, the chuck table, and the laser beam A machining feed means for moving the irradiation means relative to the machining feed direction, and the laser beam oscillating means for oscillating the machining laser beam and the machining laser beam oscillated by the machining laser beam oscillation means. In a laser processing apparatus comprising a concentrator for condensing a laser beam,
A condensing point position adjusting unit disposed between the processing laser beam oscillation unit and the concentrator to displace a condensing point position of the processing laser beam collected by the concentrator;
A height position detecting means for detecting the upper surface height position of the workpiece held on the chuck table, and the condensing point position adjusting means is controlled based on a detection signal from the height position detecting means. Control means,
The height position detection means includes an inspection laser beam oscillation means for oscillating an inspection laser beam having a wavelength different from the wavelength of the processing laser beam oscillated by the processing laser beam oscillation means, the processing laser beam oscillation means, and the collecting laser beam oscillation means. A focusing laser beam having a wavelength that is disposed between the light spot position adjusting means and that is oscillated from the processing laser beam oscillation means and that is oscillated from the inspection laser beam oscillation means. A dichroic half mirror deflected toward the position adjusting means, a dichroic half mirror disposed between the dichroic half mirror and the inspection laser beam oscillation means, and passing the inspection laser beam oscillated from the inspection laser beam oscillation means, The first splitter that deflects the reflected light deflected by the dichroic half mirror A band pass filter that allows only the reflected light corresponding to the wavelength of the inspection laser beam among the reflected light deflected by the first splitter, and the reflected light that has passed through the band pass filter to the first path and the first path. A second splitter that splits the light into two paths; a first light receiving element that receives the reflected light split into the first path by the second splitter; and the second path that passes through the second splitter A second light receiving element for receiving the reflected light split into the light, and a light receiving area restricting means for restricting a light receiving area of the reflected light that is disposed in the second path and is received by the second light receiving element. And
The control means obtains a ratio between the amount of light received by the first light receiving element and the amount of light received by the second light receiving element, and adjusts the condensing point position so that the ratio of the amount of light becomes a predetermined value. A control data for controlling the control data, a memory for storing the control data is provided, and the focusing point position adjusting means is controlled based on the control data stored in the memory.
Laser processing equipment characterized by that. 該第1の経路には該第1の経路に分光された反射光を１００％集光して該第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、
該受光領域規制手段は該第２の経路に分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズと、該シリンドリカルレンズによって一次元に集光された反射光を単位長さに規制する一次元マスクとからなっている、請求項１記載のレーザー加工装置。 The first path is provided with a condensing lens that condenses 100% of the reflected light split into the first path and causes the first light receiving element to receive the light.
The light receiving region restricting means condenses the reflected light split into the second path in a one-dimensional manner, and a one-dimensional restricts the reflected light collected in a one-dimensional manner by the cylindrical lens to a unit length. The laser processing apparatus according to claim 1, comprising a mask. 該第1の経路には該第1の経路に分光された反射光を１００％集光して該第1の受光素子に受光させる集光レンズが配設されており、
該受光領域規制手段は該第２の経路に分光された反射光を単位面積に規制するニ次元マスクからなっている、請求項１記載のレーザー加工装置。 The first path is provided with a condensing lens that condenses 100% of the reflected light split into the first path and causes the first light receiving element to receive the light.
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the light receiving region restricting means is formed of a two-dimensional mask that restricts the reflected light dispersed in the second path to a unit area.
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