專利名稱：激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工裝置的對(duì)激光光線進(jìn)行會(huì)聚的聚光器的聚光光斑位置檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造步驟中，在大致圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的表面由以格子狀排列的被稱作間隔道的分割預(yù)定線劃分出多個(gè)區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域形成IC、LSI等器件。然后，沿著間隔道切斷半導(dǎo)體晶片，分割形成有器件的區(qū)域，制造出一個(gè)個(gè)半導(dǎo)體器件。作為上述半導(dǎo)體晶片等的沿著間隔道進(jìn)行分割的方法，嘗試了如下激光加工方法使用相對(duì)于晶片具有透過(guò)性的脈沖激光光線，將聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)到應(yīng)分割區(qū)域內(nèi)部而照射激光光線。使用該激光加工方法的分割方法中，將聚光點(diǎn)從晶片一個(gè)表面?zhèn)葘?duì)準(zhǔn)到內(nèi)部，照射相對(duì)于晶片具有透過(guò)性的波長(zhǎng)的脈沖激光光線，在晶片內(nèi)部沿著間隔道連續(xù)形成改質(zhì)層，沿著通過(guò)形成該改質(zhì)層而強(qiáng)度降低的間隔道施加外力，從而分割被加工物(例如參見專利文獻(xiàn)I)。如上沿著形成于被加工物的間隔道而在內(nèi)部形成改質(zhì)層的情況下，重要的是將激光光線的聚光點(diǎn)定位于距離被加工物上表面規(guī)定深度的位置處。而且，作為分割半導(dǎo)體晶片等板狀被加工物的方法，提出了如下方法沿著形成于被加工物的間隔道對(duì)被加工物照射具有吸收性的波長(zhǎng)的脈沖激光光線，從而通過(guò)切除加工形成激光加工槽，使用機(jī)械切割裝置沿著該激光加工槽割斷(例如參見專利文獻(xiàn)2)。這種沿著形成于被加工物的間隔道形成激光加工槽的情況下，重要的是將激光光線的聚光點(diǎn)定位于被加工物的規(guī)定高度位置處。專利文獻(xiàn)I日本特許第3408805號(hào)公報(bào)專利文 獻(xiàn)2日本特開平10-305420號(hào)公報(bào)而且，會(huì)聚激光光線的聚光器所會(huì)聚的聚光光斑的聚光點(diǎn)位置是由聚光器的設(shè)計(jì)值NA確定的，然而在無(wú)法高精度維持聚光器與被加工物保持構(gòu)件的間隔的情況下存在無(wú)法將聚光光斑正確定位于在加工物保持構(gòu)件保持的被加工物的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而完成的，其主要的技術(shù)課題在于，提供一種能夠恰當(dāng)檢測(cè)出會(huì)聚激光光線的聚光器所會(huì)聚的聚光點(diǎn)的位置的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法。為了解決上述主要的技術(shù)課題，本發(fā)明提供一種激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法，該激光加工裝置具有被加工物保持構(gòu)件，其具有保持被加工物的保持面；激光光線照射構(gòu)件，其具有對(duì)保持于該被加工物保持構(gòu)件的被加工物照射激光光線的聚光器；力口工進(jìn)給構(gòu)件，其在加工進(jìn)給方向(X軸方向)上對(duì)該被加工物保持構(gòu)件和該激光光線照射構(gòu)件進(jìn)行相對(duì)的加工進(jìn)給；分度進(jìn)給構(gòu)件，其在與加工進(jìn)給方向(X軸方向)正交的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)上對(duì)該被加工物保持構(gòu)件和該激光光線照射構(gòu)件進(jìn)行相對(duì)的分度進(jìn)給 ’聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件，其使該激光光線照射構(gòu)件在與該被加工物保持構(gòu)件的保持面垂直的方向(Z軸方向)上移動(dòng)；z軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件，其檢測(cè)該聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件所致的該聚光器的Z軸方向位置；攝像構(gòu)件，其對(duì)保持于該被加工物保持構(gòu)件的被加工物進(jìn)行攝像；以及顯示構(gòu)件，其顯示由該攝像構(gòu)件攝像得到的圖像，該方法的特征在于，包括板狀物保持步驟，在該被加工物保持構(gòu)件的保持面保持具有規(guī)定厚度的板狀物；基準(zhǔn)位置設(shè)定步驟，根據(jù)由該聚光器會(huì)聚的激光光線的聚光光斑的設(shè)計(jì)值和板狀物的厚度，設(shè)定該聚光器在Z軸方向上的基準(zhǔn)位置；檢測(cè)位置設(shè)定步驟，設(shè)定從該基準(zhǔn)位置起超過(guò)設(shè)計(jì)值與實(shí)際的聚光光斑位置之間的誤差范圍的檢測(cè)區(qū)域，并且設(shè)定定位該聚光器的檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的多個(gè)Z軸方向位置；激光加工槽形成步驟，將該聚光器依次定位于在該檢測(cè)位置設(shè)定步驟設(shè)定的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的該多個(gè)檢測(cè)位置，并且，在每次變更該聚光器的該檢測(cè)位置時(shí)啟動(dòng)分度進(jìn)給構(gòu)件，以規(guī)定間隔進(jìn)行分度進(jìn)給，在該聚光器的各檢測(cè)位置啟動(dòng)激光光線照射構(gòu)件和加工進(jìn)給構(gòu)件，在保持于該被加工物保持構(gòu)件的板狀物分別形成規(guī)定長(zhǎng)度的激光加工槽；激光加工槽攝像步驟，通過(guò)該攝像構(gòu)件對(duì)在該激光加工槽形成步驟形成于板狀物的激光加工槽進(jìn)行攝像；以及激光加工槽顯示步驟，使通過(guò)該激光加工槽攝像步驟攝像的激光加工槽與該檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的各檢測(cè)位置對(duì)應(yīng)地顯示于一條直線上。根據(jù)本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法，使得在檢測(cè)位置設(shè)定步驟設(shè)定的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的聚光器的檢測(cè)位置分別保持于被加工物保持構(gòu)件的保持面的板狀物上形成的激光加工槽對(duì)應(yīng)于檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的各檢測(cè)位置顯示于一條直線上，因此極為容易地區(qū)分出最細(xì)的激光加工槽(由聚光光斑形成的激光加工槽)。


圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的聚光光斑位置檢測(cè)方法的激光加工裝置的立體圖。圖2是表示圖1所示的激光加工裝置設(shè)置的控制構(gòu)件的框圖。圖3是表示用于本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法的將板狀物貼附于在環(huán)狀框架裝配的粘接帶的狀態(tài)的立體圖。圖4是表示在本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法的檢測(cè)位置設(shè)定步驟中設(shè)定的檢測(cè)位置的Z軸方向位置的說(shuō)明圖。圖5是本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法的激光加工槽形成步驟的說(shuō)明圖。圖6是本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法的激光加工槽形成步驟的說(shuō)明圖。圖7是實(shí)施了圖5和圖6所示的本發(fā)明的聚光光斑位置檢測(cè)方法中激光加工槽形成步驟的板狀物的俯視圖。圖8是在本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法中制作的激光加工槽圖的圖。圖9是在本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法的激光加工槽顯示步驟中顯示于顯示構(gòu)件激光加工槽的圖。符號(hào)說(shuō)明I激光加工裝置；2靜止基座；3卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)；36卡盤臺(tái)；37加工進(jìn)給構(gòu)件；374X軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件；38第I分度進(jìn)給構(gòu)件；384Y軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件；4激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)；42可動(dòng)支撐基座；43第2分度進(jìn)給構(gòu)件；5激光光線照射單元；52激光光線照射構(gòu)件；522聚光器；53聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件；55Z軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件；6攝像構(gòu)件；7顯示構(gòu)件；8板狀物；10控制構(gòu)件
具體實(shí)施例方式下面參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1示出用于實(shí)施本發(fā)明的聚光光斑位置檢測(cè)方法的激光加工裝置的立體圖。圖1所示的激光加工裝置I具有靜止基座2、以能夠在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)于該靜止基座2且保持被加工物的卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3、以能夠在與上述箭頭X所示方向(X軸方向)成直角的箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)于靜止基座2的激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4、以能夠在箭頭Z所示的聚光點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)于該激光光線單元支撐機(jī)構(gòu)4的激光光線照射單元5。上述卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有沿著箭頭X所示的加工進(jìn)給方向平行配設(shè)于靜止基座2上的一對(duì)導(dǎo)軌31、31、以能夠在箭頭X所示加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)于該導(dǎo)軌31、31上的第I滑動(dòng)塊32、以能夠在箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)的方式配設(shè)于該第I滑動(dòng)塊32上的第2滑動(dòng)塊33、被圓筒部件34支撐于該第2滑動(dòng)塊33上的罩臺(tái)35、作為被加工物保持構(gòu)件的卡盤臺(tái)36。該卡盤臺(tái)36具有由多孔性材料形成的吸盤361，通過(guò)未圖示的吸附構(gòu)件將作為被加工物的例如圓盤狀的半導(dǎo)體晶片保持于吸盤361上。如上構(gòu)成的卡盤臺(tái)36通過(guò)配設(shè)于圓筒部件34內(nèi)的未圖示的脈沖電機(jī)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。并且在卡盤臺(tái)36配設(shè)有用于固定后述的環(huán)狀框架的夾鉗362。上述第I滑動(dòng)塊32在下表面設(shè)有與上述一對(duì)導(dǎo)軌31、31嵌合的一對(duì)被引導(dǎo)槽
321、321，并且在上表面設(shè)有沿著箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向平行形成的一對(duì)導(dǎo)軌322、
322。如上構(gòu)成的第I滑動(dòng)塊32構(gòu)成為，被引導(dǎo)槽321、321與一對(duì)導(dǎo)軌31、31嵌合，從而能夠沿著一對(duì)導(dǎo)軌31、31在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向移動(dòng)。圖示的實(shí)施方式中的卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有用于使第I滑動(dòng)塊32沿著一對(duì)導(dǎo)軌31、31在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向移動(dòng)的加工進(jìn)給構(gòu)件37。加工進(jìn)給構(gòu)件37包括平行配設(shè)于上述一對(duì)導(dǎo)軌31、31之間的外螺紋桿371、用于對(duì)該外螺紋桿371進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的脈沖電機(jī)372等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿371的一端可自由旋轉(zhuǎn)地支撐于在上述靜止基座2固定的軸承塊373，另一端與上述脈沖電機(jī)372的輸出軸傳動(dòng)連接。并且，外螺紋桿371與在突出設(shè)置于第I滑動(dòng)塊32的中央部下表面的未圖示的內(nèi)螺紋塊上形成的貫穿內(nèi)螺紋孔螺合。因此在脈沖電機(jī)372對(duì)外螺紋桿371進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，第I滑動(dòng)塊32沿著導(dǎo)軌31、31在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)。激光加工裝置I具有用于檢測(cè)上述卡盤臺(tái)36的X軸方向位置的X軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件374。X軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件374包括沿著導(dǎo)軌31配設(shè)的線性標(biāo)尺374a、配設(shè)于第I滑動(dòng)塊32且與第I滑動(dòng)塊32 —起沿著線性標(biāo)尺374a移動(dòng)的讀取頭374b。該X軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件374的讀取頭374b在圖示的實(shí)施方式中在每I y m將I脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)送給后述的控制構(gòu)件。而且，后述的控制構(gòu)件對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而檢測(cè)卡盤臺(tái)36的X軸方向位置。上述第2滑動(dòng)塊33在下表面設(shè)有與設(shè)置于上述第I滑動(dòng)塊32的上表面的一對(duì)導(dǎo)軌322、322嵌合的一對(duì)被引導(dǎo)槽331、331，將該被引導(dǎo)槽331、331與一對(duì)導(dǎo)軌322、322嵌合，從而構(gòu)成為能夠在箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。圖示實(shí)施方式中的卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有用于使第2滑動(dòng)塊33沿著設(shè)置于第I滑動(dòng)塊32的一對(duì)導(dǎo)軌322、322在箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)的第I分度進(jìn)給構(gòu)件38。第I分度進(jìn)給構(gòu)件38包括平行配設(shè)于上述一對(duì)導(dǎo)軌322與322之間的外螺紋桿381、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿381的脈沖電機(jī)382等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿381的一端可自由旋轉(zhuǎn)地支撐于在上述第I滑動(dòng)塊32的上表面固定的軸承塊383，另一端與上述脈沖電機(jī)382的輸出軸傳動(dòng)連接。外螺紋桿381與在突出設(shè)置于第2滑動(dòng)塊33的中央部下表面的未圖示的內(nèi)螺紋塊形成的貫穿內(nèi)螺紋孔螺合。因此在脈沖電機(jī)382對(duì)外螺紋桿381進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，第2滑動(dòng)塊33沿著導(dǎo)軌322、322在箭頭Y所示的加工進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。激光加工裝置I具有用于檢測(cè)上述第2滑動(dòng)塊33的Y軸方向位置的Y軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件384。Y軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件384包括沿著導(dǎo)軌322配設(shè)的線性標(biāo)尺384a、配設(shè)于第2滑動(dòng)塊33且與第2滑動(dòng)塊33 —起沿著線性標(biāo)尺384a移動(dòng)的讀取頭384b。該Y軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件384的讀取頭384b在圖示的實(shí)施方式中在每I y m將I脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)送給后述的控制構(gòu)件。而且，后述的控制構(gòu)件對(duì)所輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而檢測(cè)卡盤臺(tái)36的Y軸方向位置。上述激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4具有以沿著箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)平行配設(shè)于靜止基座2上的一對(duì)導(dǎo)軌41、41、以能夠在箭頭Y所示方向移動(dòng)的方式配設(shè)于該導(dǎo)軌41、41上的可動(dòng)支撐基座42。該可動(dòng)支撐基座42包括配設(shè)為可在導(dǎo)軌41、41上移動(dòng)的移動(dòng)支撐部421、安裝于該移動(dòng)支撐部421的裝配部422。裝配部422在一個(gè)側(cè)表面平行設(shè)有在箭頭Z所示方向延伸的一對(duì)導(dǎo)軌423、423。圖示的實(shí)施方式中的激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4具有用于使可動(dòng)支撐基座42沿著一對(duì)導(dǎo)軌41、41在箭頭Y所示分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)的第2分度進(jìn)給構(gòu)件43。第2分度進(jìn)給構(gòu)件43包括平行配設(shè)于上述一對(duì)導(dǎo)軌41、41之間的外螺紋桿431、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿431的脈沖電機(jī)432等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿431的一端可自由旋轉(zhuǎn)地支撐于在上述靜止基座2固定的未圖示的軸承塊，另一端與上述脈沖電機(jī)432的輸出軸傳動(dòng)連接。并且外螺紋桿431與在突出設(shè)置于構(gòu)成可動(dòng)支撐基座42的移動(dòng)支撐部421的中央部下表面的未圖示的內(nèi)螺紋塊上形成的內(nèi)螺紋孔螺合。因此，在脈沖電機(jī)432對(duì)外螺紋桿431進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可動(dòng)支撐基座42沿著導(dǎo)軌41、41在箭頭Y所示的加工進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。激光光線照射單元5具有單元支座51、安裝于該單元支座51的激光光線照射構(gòu)件52。單元支座51設(shè)有以可滑動(dòng)的方式與設(shè)置于上述裝配部422的一對(duì)導(dǎo)軌423、423嵌合的一對(duì)被引導(dǎo)槽511、511,使該被引導(dǎo)槽511、511與上述導(dǎo)軌423、423嵌合,從而以可移動(dòng)的方式支撐于箭頭Z所示的焦點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)。激光光線照射單元5具有用于使單元支座51沿著一對(duì)導(dǎo)軌423、423在箭頭Z所示焦點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)移動(dòng)的聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件53。聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件53包括配設(shè)于一對(duì)導(dǎo)軌423、423之間的外螺紋桿(未圖示)、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿的脈沖電機(jī)532等驅(qū)動(dòng)源，通過(guò)脈沖電機(jī)532對(duì)未圖示的外螺紋桿進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而使單元支座51和激光光線照射構(gòu)件52沿著導(dǎo)軌423、423在箭頭Z所示焦點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)移動(dòng)。而且在圖示的實(shí)施方式中，對(duì)脈沖電機(jī)532進(jìn)行正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而使激光光線照射構(gòu)件52向上方移動(dòng)，對(duì)脈沖電機(jī)532進(jìn)行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而使激光光線照射構(gòu)件52向下方移動(dòng)。激光光線照射單元5具有用于檢測(cè)激光光線照射構(gòu)件52的Z軸方向位置的Z軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件55。Z軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件55包括平行配設(shè)于上述導(dǎo)軌423、423的線性標(biāo)尺551、安裝于上述單元支座51并與單元支座51 —起沿著線性標(biāo)尺551移動(dòng)的讀取頭552。該Z軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件55的讀取頭552在圖示的實(shí)施方式中在每I y m將I脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)送給后述的控制構(gòu)件。激光光線照射構(gòu)件52具有配設(shè)于殼體521內(nèi)的脈沖激光光線振蕩構(gòu)件(未圖示)、配設(shè)于殼體521的前端，會(huì)聚由激光光線振蕩構(gòu)件振蕩出的脈沖激光光線并照射到在作為上述被加工物保持構(gòu)件的卡盤臺(tái)36上保持的被加工物的聚光器522。在構(gòu)成上述激光光線照射構(gòu)件52的殼體521的前端部配設(shè)有通過(guò)上述激光光線照射構(gòu)件52檢測(cè)應(yīng)進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域的攝像構(gòu)件6。該攝像構(gòu)件6具有照明被加工物的照明構(gòu)件、捕捉該照明構(gòu)件照明的區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng)、對(duì)該光學(xué)系統(tǒng)捕捉的像進(jìn)行攝像的攝像元件(CCD)等，將攝像得到的圖像信號(hào)發(fā)送給后述的控制構(gòu)件。激光加工裝置I具有圖2所示的控制構(gòu)件10?？刂茦?gòu)件10由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，具有按照控制程序進(jìn)行運(yùn)算處理的中央處理裝置(CPU) 101、儲(chǔ)存控制程序等的只讀存儲(chǔ)器(ROM)102、儲(chǔ)存運(yùn)算結(jié)果等的可讀寫的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)103、輸入接口 104和輸出接口 105。來(lái)自上述X軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件374、Y軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件384、Z軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件55、攝像構(gòu)件6等的檢測(cè)信號(hào)輸入到控制構(gòu)件10的輸入接口 104。而且，從控制構(gòu)件10的輸出接口 105向上述脈沖電機(jī)372、脈沖電機(jī)382、脈沖電機(jī)432、脈沖電機(jī)532、激光光線照射構(gòu)件52和顯示構(gòu)件7等輸出控制信號(hào)。在上述激光加工裝置I中，關(guān)于從激光光線照射構(gòu)件52的聚光器522照射的脈沖激光光線的聚光光斑的光軸方向即聚光點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)的位置，在無(wú)法高精度維持聚光器522與作為被加工物保持構(gòu)件的卡盤臺(tái)36的間隔的情況下，存在無(wú)法使聚光光斑恰當(dāng)定位于在卡盤臺(tái)36保持的被加工物的問(wèn)題。因此，在開始激光加工作業(yè)時(shí)，需要檢測(cè)出從聚光器522照射的脈沖激光光線的聚光光斑在作為光軸方向的聚光點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)的位置。下面說(shuō)明從聚光器522照射的脈沖激光光線的聚光光斑在聚光點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)的位置的檢測(cè)方法。為了實(shí)施本發(fā)明的聚光光斑位置檢測(cè)方法，首先準(zhǔn)備檢測(cè)用的板狀物。在圖示的實(shí)施方式中，如圖3所示，準(zhǔn)備將由具有規(guī)定厚度的硅基板構(gòu)成的圓形狀的板狀物8貼附于在環(huán)狀框架F裝配的粘接帶T表面的狀態(tài)。如上貼附于環(huán)狀框架F的粘接帶T的表面的板狀物8通過(guò)粘接帶T放置于上述圖1所示的作為激光加工裝置I的被加工物保持構(gòu)件的卡盤臺(tái)36的上表面即保持面。接著，啟動(dòng)未圖示的吸附構(gòu)件，通過(guò)粘接帶T將板狀物8吸附保持于卡盤臺(tái)36上(板狀物保持步驟)。然后使用夾鉗362固定環(huán)狀框架F。接著，根據(jù)聚光器522會(huì)聚的激光光線的聚光光斑的設(shè)計(jì)值和板狀物8的厚度(圖示的實(shí)施方式中為粘接帶T的厚度)設(shè)定聚光器522在Z軸方向的基準(zhǔn)位置(基準(zhǔn)位置設(shè)定步驟)。即，根據(jù)聚光器522的焦距的設(shè)計(jì)值設(shè)定將聚光器522會(huì)聚的激光光線的設(shè)計(jì)值的聚光光斑定位于通過(guò)粘接帶T吸附保持于卡盤臺(tái)36上的板狀物9的上表面的基準(zhǔn)位置。
如上所述實(shí)施了基準(zhǔn)位置設(shè)定步驟后，設(shè)定從基準(zhǔn)位置起超過(guò)了設(shè)計(jì)值與實(shí)際的聚光光斑位置之間的誤差范圍的檢測(cè)區(qū)域，并且設(shè)定對(duì)聚光器522進(jìn)行定位的檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的Z軸方向位置(檢測(cè)位置設(shè)定步驟)。即，若聚光器522的聚光光斑位置的誤差范圍相對(duì)于基準(zhǔn)位置例如正負(fù)40 y m，則考慮到余量而將檢測(cè)區(qū)域相對(duì)于基準(zhǔn)位置例如設(shè)定為正負(fù)50 u m。然后例如圖4所示以10 ii m間隔設(shè)定對(duì)聚光器522進(jìn)行定位的檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的Z軸方向位置。如上設(shè)定的對(duì)聚光器522進(jìn)行定位的檢測(cè)位置的從起點(diǎn)(基準(zhǔn)位置正50 u m)到終點(diǎn)(負(fù)50 ii m)的Z軸方向位置儲(chǔ)存于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)103。接著，實(shí)施激光加工槽形成步驟，將聚光器522依次定位于在檢測(cè)位置設(shè)定步驟設(shè)定的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的各檢測(cè)位置，并且每當(dāng)變更聚光器522的檢測(cè)位置時(shí)啟動(dòng)分度進(jìn)給構(gòu)件(圖示實(shí)施方式中的第I分度進(jìn)給構(gòu)件38)，以規(guī)定間隔進(jìn)行分度進(jìn)給，在聚光器522的各檢測(cè)位置啟動(dòng)激光光線照射構(gòu)件52和加工進(jìn)給構(gòu)件37，在保持于作為被加工物保持構(gòu)件的卡盤臺(tái)36的板狀物8分別形成規(guī)定長(zhǎng)度的激光加工槽。即，如圖5(a)所示，將卡盤臺(tái)36移動(dòng)到照射脈沖激光光線的激光光線照射構(gòu)件52的聚光器522所處的激光光線照射區(qū)域，將保持于卡盤臺(tái)36的板狀物8的激光加工槽形成區(qū)域定位于聚光器522的正下方。然后，將聚光器522的Z軸方向位置定位于在上述檢測(cè)位置設(shè)定步驟中設(shè)定的檢測(cè)位置的起點(diǎn)位置(基準(zhǔn)位置正50 ii m)。接著，從激光光線照射構(gòu)件52的聚光器522向由硅基板構(gòu)成的板狀物8照射具有吸收性的波長(zhǎng)(例如355nm)的脈沖激光光線并啟動(dòng)加工進(jìn)給構(gòu)件37，使卡盤臺(tái)36以規(guī)定的加工進(jìn)給速度在圖5 Ca)中箭頭Xl所示方向移動(dòng)(激光光線照射步驟)。然后如圖5 (b)所示將卡盤臺(tái)36移動(dòng)規(guī)定距離，使得所設(shè)定的X方向位置達(dá)到聚光器522的正下方位置，此時(shí)停止脈沖激光光線的照射并停止卡盤臺(tái)36的移動(dòng)。其結(jié)果，在板狀物8的上表面以與聚光器522的檢測(cè)位置的起點(diǎn)(基準(zhǔn)位置正50 u m)對(duì)應(yīng)的光斑直徑形成激光加工槽80。如上所述，將聚光器522定位于檢測(cè)位置的起點(diǎn)位置(基準(zhǔn)位置正50 u m)，在板狀物8形成激光加工槽80，則啟動(dòng)第I分度進(jìn)給構(gòu)件38，在圖5 (b)中垂直于紙面的方向?qū)⒖ūP臺(tái)36例如分度進(jìn)給IOmm,將卡盤臺(tái)36定位于圖6 (a)所示狀態(tài)。然后,將聚光器522的Z軸方向位置定位于基于上述檢測(cè)位置設(shè)定步驟設(shè)定的檢測(cè)位置的起點(diǎn)位置的第2處檢測(cè)位置(基準(zhǔn)位置正40 y m)。然后，從激光光線照射構(gòu)件52的聚光器522照射脈沖激光并啟動(dòng)加工進(jìn)給構(gòu)件37，使卡盤臺(tái)36以規(guī)定的加工進(jìn)給速度在圖6 Ca)中箭頭X2所示方向移動(dòng)(激光光線照射步驟)。然后，如圖6 (b)所示將卡盤臺(tái)36移動(dòng)規(guī)定距離，使得所設(shè)定的X方向位置達(dá)到聚光器522的正下方位置，此時(shí)停止脈沖激光光線的照射并停止卡盤臺(tái)36的移動(dòng)。其結(jié)果，在板狀物8的上表面以與聚光器522的起點(diǎn)位置起第2處檢測(cè)位置的起點(diǎn)(基準(zhǔn)位置正40 u m)對(duì)應(yīng)的光斑直徑形成激光加工槽80。以后，依次實(shí)施上述分度進(jìn)給和聚光器522在各檢測(cè)位置的定位以及激光光線照射步驟，以與在上述檢測(cè)位置設(shè)定步驟設(shè)定的檢測(cè)位置的終點(diǎn)(基準(zhǔn)位置負(fù)50 u m)對(duì)應(yīng)的光斑直徑形成激光加工槽80，從而結(jié)束激光加工槽形成步驟。這樣實(shí)施激光加工槽形成步驟，從而在圖示實(shí)施方式的板狀物8的上表面如圖7所示以IOmm間隔(L)形成11條激光加工槽80。并且，關(guān)于激光加工槽80的間隔，是在后述的激光加工槽攝像步驟中由攝像構(gòu)件6對(duì)I條激光加工槽80進(jìn)行攝像，設(shè)定為顯示于顯示構(gòu)件7時(shí)不顯示相鄰的激光加工槽80的值。實(shí)施了上述激光加工槽形成步驟后，實(shí)施使用攝像構(gòu)件6分別對(duì)形成于板狀物8的11條激光加工槽80進(jìn)行攝像的激光加工槽攝像步驟。即，將保持了被實(shí)施激光加工槽形成步驟的板狀物8的卡盤臺(tái)36定位于攝像構(gòu)件6的攝像區(qū)域。然后依次對(duì)形成于板狀物8上表面的11條激光加工槽80進(jìn)行攝像，將攝像獲得的圖像信號(hào)發(fā)送給控制構(gòu)件10。控制構(gòu)件10在輸入了來(lái)自攝像構(gòu)件6的圖像信號(hào)后，對(duì)照與儲(chǔ)存于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 103的上述檢測(cè)位置設(shè)定步驟中設(shè)定的上述圖4所示聚光器522的檢測(cè)位置對(duì)應(yīng)的激光加工槽80，制作出圖8所示的激光加工槽圖。而且，直接顯示圖8所示的激光加工槽圖時(shí)，未必易于區(qū)分出聚光光斑的位置。于是，在本發(fā)明中，控制構(gòu)件10根據(jù)圖8所示的激光加工槽圖的數(shù)據(jù)，如圖9所示在顯示構(gòu)件7將與檢測(cè)位置的從起點(diǎn)(基準(zhǔn)位置正50 u m)到終點(diǎn)(基準(zhǔn)位置負(fù)50 u m)的各檢測(cè)位置對(duì)應(yīng)的激光加工槽80顯示于一條直線上(激光加工槽顯示步驟)。這樣，將與檢測(cè)位置的從起點(diǎn)(基準(zhǔn)位置正50 u m)到終點(diǎn)(基準(zhǔn)位置負(fù)50 u m)的各檢測(cè)位置對(duì)應(yīng)的激光加工槽80顯示于一條直線上，從而極為容易區(qū)分出最細(xì)(寬度最窄)的激光加工槽80 (在圖示的實(shí)施方式中為與基準(zhǔn)位置負(fù)20 ii m對(duì)應(yīng)的激光加工槽80)。因此可易于明確從設(shè)計(jì)值起20 u m下方的位置是聚光光斑位置。
權(quán)利要求
1.一種激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法，該激光加工裝置具有被加工物保持構(gòu)件，其具有保持被加工物的保持面；激光光線照射構(gòu)件，其具有對(duì)保持于該被加工物保持構(gòu)件的被加工物照射激光光線的聚光器；加工進(jìn)給構(gòu)件，其在加工進(jìn)給方向即X軸方向上對(duì)該被加工物保持構(gòu)件和該激光光線照射構(gòu)件進(jìn)行相對(duì)的加工進(jìn)給；分度進(jìn)給構(gòu)件，其在與加工進(jìn)給方向即X軸方向正交的分度進(jìn)給方向即Y軸方向上對(duì)該被加工物保持構(gòu)件和該激光光線照射構(gòu)件進(jìn)行相對(duì)的分度進(jìn)給；聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件，其使該激光光線照射構(gòu)件在與該被加工物保持構(gòu)件的保持面垂直的方向即Z軸方向上移動(dòng)3軸方向位置檢測(cè)構(gòu)件， 其檢測(cè)該聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件所致的該聚光器的Z軸方向位置；攝像構(gòu)件，其對(duì)保持于該被加工物保持構(gòu)件的被加工物進(jìn)行攝像；以及顯示構(gòu)件，其顯示由該攝像構(gòu)件攝像得到的圖像，該激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法的特征在于包括板狀物保持步驟，在該被加工物保持構(gòu)件的保持面保持具有規(guī)定厚度的板狀物；基準(zhǔn)位置設(shè)定步驟，根據(jù)由該聚光器會(huì)聚的激光光線的聚光光斑的設(shè)計(jì)值和板狀物的厚度，設(shè)定該聚光器在Z軸方向上的基準(zhǔn)位置；檢測(cè)位置設(shè)定步驟，設(shè)定從該基準(zhǔn)位置起超過(guò)設(shè)計(jì)值與實(shí)際的聚光光斑位置之間的誤差范圍的檢測(cè)區(qū)域，設(shè)定定位該聚光器的檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的多個(gè)Z軸方向位置； 激光加工槽形成步驟，將該聚光器依次定位于在該檢測(cè)位置設(shè)定步驟設(shè)定的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的該多個(gè)檢測(cè)位置，并且，在每次變更該聚光器的該檢測(cè)位置時(shí)啟動(dòng)分度進(jìn)給構(gòu)件， 以規(guī)定間隔進(jìn)行分度進(jìn)給，在該聚光器的各檢測(cè)位置啟動(dòng)激光光線照射構(gòu)件和加工進(jìn)給構(gòu)件，在保持于該被加工物保持構(gòu)件的板狀物分別形成規(guī)定長(zhǎng)度的激光加工槽；激光加工槽攝像步驟，通過(guò)該攝像構(gòu)件對(duì)通過(guò)該激光加工槽形成步驟形成于板狀物的激光加工槽進(jìn)行攝像；以及激光加工槽顯示步驟，使通過(guò)該激光加工槽攝像步驟進(jìn)行了攝像的激光加工槽與該檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的各檢測(cè)位置對(duì)應(yīng)地顯示于一條直線上。
全文摘要
一種激光加工裝置的聚光光斑位置檢測(cè)方法，包括通過(guò)聚光器會(huì)聚的激光束的聚光光斑的設(shè)計(jì)值和板狀物的厚度設(shè)定聚光器在Z軸方向的基準(zhǔn)位置的基準(zhǔn)位置設(shè)定步驟；設(shè)定對(duì)聚光器進(jìn)行定位的檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的多個(gè)Z軸方向位置的檢測(cè)位置設(shè)定步驟；依次將聚光器定位于從起點(diǎn)到終點(diǎn)的檢測(cè)位置，每當(dāng)變更聚光器的檢測(cè)位置時(shí)啟動(dòng)分度進(jìn)給構(gòu)件，以規(guī)定間隔分度進(jìn)給，在聚光器的各檢測(cè)位置在板狀物分別形成規(guī)定長(zhǎng)度的激光加工槽的激光加工槽形成步驟；通過(guò)攝像構(gòu)件對(duì)在板狀物形成的激光加工槽進(jìn)行攝像的激光加工槽攝像步驟；以及使激光加工槽攝像步驟攝像的激光加工槽對(duì)應(yīng)于該檢測(cè)位置的從起點(diǎn)到終點(diǎn)的各檢測(cè)位置顯示于一條直線的激光加工槽顯示步驟。
文檔編號(hào)G01B11/00GK103033130SQ201210367278
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月4日
發(fā)明者吉川敏行, 大久保廣成, 武田昇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科