(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビーム発振手段が発振するパルスレーザビームの繰り返し周波数及び１パルス当たりの出力の安定性を少なくとも検出するレーザ診断装置であって、
一端に開口部を有する筐体と、
該筐体の底板の一端から前方に突出する支持プレートと、
レーザビーム発振手段が発振するパルスレーザビームを反射する該支持プレート上に搭載された反射板と、
該反射板を透過したパルスレーザビームを吸収する該支持プレート上に搭載された光吸収板と、
該反射板が反射したパルスレーザビームを拡散させる該筐体の該底板上に配設された拡散板と、
該拡散板を透過した光を受光して電気信号に変換するフォトディテクターと、
該フォトディテクターを該拡散板に接近又は離反する方向に移動する移動手段と、を有し、
レーザ加工装置に着脱自在に装着可能なレーザ診断ユニットと；
該レーザ診断ユニットの該フォトディテクターから出力される電気信号を表示するオシロスコープと、を具備し、
前記レーザビーム発振手段を診断する際には、前記レーザ診断ユニットの該反射板及び該光吸収板がレーザビームの光路に挿入されることを特徴とするレーザ診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビーム発振手段が発振するパルスレーザビームの繰り返し周波数及び１パルス当たりの出力の安定性を検出可能なレーザ診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣ、ＬＳＩ等が形成されたシリコンウエーハ、又はＬＥＤ等が形成されたサファイアウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物に形成されたストリートに沿ってパルスレーザビームを照射することにより被加工物にレーザ加工溝を形成し、このレーザ加工溝に沿って機械的ブレーキング装置によって被加工物を割断する方法が提案されている（例えば、特開平１０−３０５４２１号公報参照）。
【０００３】
レーザ加工装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハにレーザビームを照射するレーザビーム照射手段とを含んでいる。レーザビーム照射手段は、パルスレーザビームを発振するレーザビーム発振手段と、レーザビーム発振手段が発振したレーザビームを調整する光学系と、ウエーハにレーザビームの集光点を位置づける集光器（レーザヘッド）から概ね構成されていて、レーザ加工装置によりウエーハを高精度に加工することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２１号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、レーザビーム発振手段は時間経過に伴って劣化し、繰り返し周波数に変化が生じたり、１パルス当たりの出力が安定しなくなったりして、ウエーハを高精度に加工できなくなるという問題がある（特許文献２参照）。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザビーム発振手段の繰り返し周波数及び１パルス当たりの出力の安定性を検出可能なレーザ診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、レーザビーム発振手段が発振するパルスレーザビームの繰り返し周波数及び１パルス当たりの出力の安定性を少なくとも検出するレーザ診断装置であって、一端に開口部を有する筐体と、該筐体の底板の一端から前方に突出する支持プレートと、レーザビーム発振手段が発振するパルスレーザビームを反射する該支持プレート上に搭載された反射板と、該反射板を透過したパルスレーザビームを吸収する該支持プレート上に搭載された光吸収板と、該反射板が反射したパルスレーザビームを拡散させる該筐体の該底板上に配設された拡散板と、該拡散板を透過した光を受光して電気信号に変換するフォトディテクターと、該フォトディテクターを該拡散板に接近又は離反する方向に移動する移動手段と、を有し、レーザ加工装置に着脱自在に装着可能なレーザ診断ユニットと；該レーザ診断ユニットの該フォトディテクターから出力される電気信号を表示するオシロスコープと、を具備し、前記レーザビーム発振手段を診断する際には、前記レーザ診断ユニットの該反射板及び該光吸収板がレーザビームの光路に挿入されることを特徴とするレーザ診断装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレーザ診断装置でレーザビーム発振手段を診断する際は、レーザビーム発振手段が発振するパルスレーザビームを遮るようにレーザ診断ユニットの反射板を位置づけて適量のレーザビームを取り込み、繰り返し周波数、１パルス当たりの出力の安定性及びパルス幅を検出することができるため、レーザビーム発振手段の修理の必要性又は交換の時期等を判断することができる。
【００１０】
また、移動手段を作動させてフォトディテクターが受光する光量を調整してオシロスコープ上に表示される振幅を所定の値に設定して、１パルス当たりの出力の安定性を時系列的に比較して、レーザビーム発振手段の修理の必要性又は交換の時期等を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】レーザ加工装置の斜視図である。
【図２】レーザ診断ユニットを装着可能なレーザビーム照射機構の側面図である。
【図３】レーザ診断ユニットの斜視図である。
【図４】レーザ診断ユニットの一部破断斜視図である。
【図５】レーザ診断ユニットのラビリンス構造を示す断面図である。
【図６】レーザ診断装置のブロック図である。
【図７】レーザビーム発振手段のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のレーザ診断装置で診断可能なレーザ加工装置の外観斜視図が示されている。レーザ加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。
【００１３】
第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。
【００１４】
第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し送り方向、即ちＹ軸方向に移動される。
【００１５】
第２スライドブロック１６上には円筒支持部材２６を介してチャックテーブル２８が搭載されており、チャックテーブル２８は加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であるとともに、円筒支持部材２６中に収容されたモータにより回転される。
【００１６】
チャックテーブル２８には、チャックテーブル２８に吸引保持された半導体ウエーハをテープを介して支持するフレームをクランプするクランプ３０が設けられている。３２はカバーであり、図示を省略した蛇腹がカバー３２に連結されて加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２をデブリから保護する。
【００１７】
静止基台４にはコラム３４が立設されており、このコラム３４にレーザビーム照射機構（レーザビーム照射手段）３６が取り付けられている。レーザビーム照射機構３６は、ケーシング４０中に収容された図６に示すレーザビーム発振手段３８及び光学系３９と、ケーシング４０の先端に取り付けられた集光器（レーザヘッド）４２とから構成される。
【００１８】
ケーシング４０の先端には集光器４２とＸ軸方向に整列して撮像手段４４が取り付けられている。図２に示すように、ケーシング４０の側面には図示しない開口が形成されており、この開口はカバープレート５２をねじ５４で締結することにより閉鎖されている。
【００１９】
チャックテーブル２８に保持されたウエーハＷを加工する際には、レーザビーム発振手段３８から出射されたパルスレーザビーム８１は図６に示す光学系３９によりそのパワー等が調整された後、ミラー８８及び対物レンズ物９０を有する集光器４２によりウエーハＷ上に集光されて、ウエーハＷのストリートに沿ってレーザ加工溝を形成する。
【００２０】
本発明のレーザ診断装置でレーザビーム発振手段の診断を実施する際には、カバープレート５２を取り外し、図１に示すようにこの開口部にレーザ診断ユニット４６を装着することにより実施する。
【００２１】
レーザ診断ユニット４６は、図３及び図４に示すように、筐体４８を備えており、この筐体４８の前側には一対の取付ブラケット５０が一体的に形成されている。各取付ブラケット５０にはレーザ診断ユニット４６の取付用の丸穴５１が形成されている。
【００２２】
筐体４８の底板４８ａから支持プレート５６が前方に突出している。支持プレート５６上には石英反射板５８と光吸収板６０が搭載されている。石英反射板５８は、入射した光の４％を反射し、他を透過させる性質を有している。光吸収板６０は石英反射板５８を透過した光を吸収する。
【００２３】
筐体４８の底板４８ａ上には、石英反射板５８で反射された光を拡散する拡散板６２が設けられている。この拡散板６２は、例えば砂番＃２４０であり、入射した光を適度に拡散する。
【００２４】
拡散板６２の背面には拡散板６２で拡散された光を電気信号に変換するフォトディテクター６４が配設されている。フォトディテクター６４はキャリッジ６６上に搭載されており、このキャリッジ６６は蝶ねじ７０を係合することにより、ガイド溝６８に沿って拡散板６２に接近又は離反する方向に移動可能である。７２はフォトディテクター６４に接続された配線であり、他端はオシロスコープに接続されている。
【００２５】
図５を参照すると、キャリッジ６６に蝶ねじ７０が係合する部分の断面図が示されており、部材７４と部材７６でラビリンス構造が形成されており、筐体４８内から光が外に漏れ出すことを防止している。
【００２６】
レーザビーム照射機構３６のレーザビーム発振手段３８を診断する際には、図２に示すカバープレート５２を取り外し、図３に示すように、ねじ５４を取り付けブラケット５０の丸穴５１中に挿入してケーシング４０の側面に締結する。
【００２７】
これにより、図６に示すように、石英反射板５８及び光吸収板６０がレーザビーム発振手段３８が発振したレーザビームの光路に挿入される。レーザビーム発振手段３８は、図７に示すように、レーザ発振器８０と、繰り返し周波数設定手段８２と、パルス幅調整手段８４とを含んでいる。
【００２８】
レーザ発振器８０は、ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザが発振する波長１０６４ｎｍの基本波を非線形結晶を用いたＴＨＧ（第３高調波発生）により３５５ｎｍに変換したパルスレーザビーム８１を出射する。
【００２９】
レーザ診断ユニット４６をケーシング４０の側面に装着すると、図６に示すように、石英反射板５８がレーザビーム発振手段３８が発振するパルスレーザビーム８１の光路に挿入される。石英反射板５８は４％の反射率を有しているため、パルスレーザビームの８１の４％が反射されて９６％は石英反射板５８を透過して光吸収板６０に吸収される。
【００３０】
石英反射板５８で反射されたパルスレーザビーム８１は、拡散板６２に入射されて拡散される。この拡散光はフォトディテクター６４で検出されて電気信号に変換される。この電気信号は配線７２を介してオシロスコープ９２に入力されて、画面９３上に時系列的に表示される。画面９３上に表示されるグラフの横軸は例えば２μｓ毎に目盛の付いた時間を示しており、縦軸は例えば１０ｍＶ毎に目盛のついた電圧を示している。
【００３１】
本実施形態では、レーザ診断装置４５は、レーザ診断ユニット４６と、レーザ診断ユニット４６に電気的に接続されたオシロスコープ９２とから構成される。オシロスコープ９２の画面９３上には、パルスレーザビーム８１の繰り返し周波数、パルス幅及びパルスの強度が電圧で表示される。
【００３２】
パルスの強度が時系列的に表示されるため、１パルス当たりの出力の安定性を時系列的に比較することができ、例えば２０％以上の出力の変動があるときには、レーザビーム発振手段３８の修理又は交換の時期と判断することができる。
【００３３】
繰り返し周波数及びパルス幅もオシロスコープ９２の画面９３上で観察できるため、繰り返し周波数及び／又はパルス幅が所定の許容値以上変動した場合には、同じくレーザビーム発振手段３８を修理するか交換の必要性有りと判断する。
【００３４】
オシロスコープ９２はＣＰＵ９６及びメモリ９８を有するコントローラ９４を内蔵しており、パルスレーザビーム８１の繰り返し周波数、パルス幅及び１パルス当たりの出力強度はコントローラ９４のメモリ９８に記憶される。
【００３５】
本実施形態のレーザ診断装置４５では、１パルス当たりの出力を正確に検出するものではなく、１パルス当たりの出力の安定性を検出するものであるため、蝶ねじ７０によりフォトディテクター６４をガイド溝６８に沿って拡散板６２に接近又は離反する方向に移動して、フォトディテクター６４が受光する光量を調整して、オシロスコープ９２の画面９３上で１パルス当たりの出力が３０〜４０ｍＶの範囲内に収まるように調整する。診断終了後には、レーザ診断ユニット４６をケーシング４０から取り外し、ケーシング４０の開口を塞ぐようにカバープレート５２を取り付ける。
【符号の説明】
【００３６】
２    レーザ加工装置
２８    チャックテーブル
３６    レーザビーム照射機構
３８    レーザビーム発振手段
４０    ケーシング
４２    集光器（レーザヘッド）
４５    レーザ診断装置
４６    レーザ診断ユニット
５８    石英反射板
６０    光吸収板
６２    拡散板
６４    フォトディテクター
６６    キャリッジ
８０    レーザ発振器
８１    パルスレーザビーム
８２    繰り返し周波数設定手段
８４    パルス幅調整手段
９２    オシロスコープ
【図１】
0005558228.tif 000002
【図２】
0005558228.tif 000003
【図３】
0005558228.tif 000004
【図４】
0005558228.tif 000005
【図５】
0005558228.tif 000006
【図６】
0005558228.tif 000007
【図７】
0005558228.tif 000008