(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ユニットの光軸と該光学ユニットに入射するレーザービームとが一直線上に位置付けられているか否かを確認する光軸確認治具であって、
該光学ユニットは、レーザービームが入射する第１開口部とレーザービームが出射する第２開口部とを備えた筐体と、該筐体の内部に収容された光軸調整済みのレンズ体とから構成され、
該光軸確認治具は、レーザービームを反射する反射面を有する反射治具と、該筐体の該第１開口部に配設され該反射治具を着脱自在に支持する固定治具と、を含み、
該反射治具は、該反射面を有する反射板と、少なくとも３個の支持部を有し該反射板を所定の角度で固定可能な角度調整板と、からなり、
該固定治具は該支持部を固定する該支持部の数に対応した数の固定部を有し、
該支持部と該固定部の一方は永久磁石から構成されるとともに他方は強磁性体から構成され、
該筐体の該第１開口部に配設された該固定治具に該角度調整板が固定された状態で、該光学ユニットを構成する該レンズ体の光軸に垂直になるように該反射板の反射面を調整した後、該反射板は該角度調整板に瞬間接着剤又は半田によって固定され、
該光学ユニットの光軸と該光学ユニットの上流側に配置された光学系から出射するレーザービームとが一直線上に位置付けられたか否かを確認する際は、該反射治具を該固定治具に固定して該光学系に入射したレーザービームが該反射治具の反射面で反射した反射光と入射側で重なるように該光学系を調整し、
レーザービームを該光学ユニットに導く際は、該固定治具から該反射治具を取り外すことを特徴とする光軸確認治具。
【請求項２】
該反射治具の該支持部は球面状に形成されており、該固定治具の該固定部は平行に位置付けられた二個の丸棒によって該球面状の支持部を支持するように構成されており、該反射治具と該固定治具には、互いに重ねる向き及び位置を示す目印が配設されている請求項１記載の光軸確認治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ユニットの光軸と該光学ユニットに入射するレーザービームとが一直線上に位置付けられているかを確認する光軸確認治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。
【０００３】
ウエーハの分割には、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードを、３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスチップへと分割する。
【０００４】
一方、近年では、レーザー加工装置を用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法が開発され、実用化されている。レーザー加工装置を用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法として、以下に説明する第１及び第２の加工方法が知られている。
【０００５】
第１の加工方法は、ウエーハに対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応するウエーハの内部に位置付けて、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後分割装置によりウエーハに外力を付与してウエーハを改質層を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である（例えば、特許第３４０８８０５号参照）。
【０００６】
第２の加工方法は、ウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応する領域に照射してアブレーション加工により加工溝を形成し、その後外力を付与してウエーハを加工溝を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である（例えば、特開平１０−３０５４２０号参照）。
【０００７】
レーザービームを用いる加工方法は、ダイサーによるダイシング方法に比べて加工速度を早くすることができるとともに、サファイアやＳｉＣ等の硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。
【０００８】
また、改質層又は加工溝を例えば１０μｍ以下等の狭い幅とすることができるので、ダイシング方法で加工する場合に対してウエーハ１枚当たりのデバイス取り量を増やすことができるという利点を有している。
【０００９】
レーザー加工装置は、搭載したレーザー発振器から発振されたレーザービームをミラーやレンズ等の多くの光学部品を介して被加工物に照射する。レーザービームの光路は角度や位置のずれを極力押さえて精密に構成されている。
【００１０】
例えば、ビームエキスパンダー等に代表される複数のレンズを有する光学ユニットでは、予めオートコリメーターを用いてベース上で各レンズの光軸を調整した後、各レンズをベースに固定し、更にボックス内に収容し、ボックス毎レーザー加工装置に設置することで、スペースを必要とする光軸調整作業を装置上で実施することなく、また設置作業時の各レンズの光軸ずれの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、こうした光学ユニットをレーザー加工装置に搭載した後に、光学ユニットの上流側に配置した光学系の調整作業を実施する場合がある。このような場合には、調整作業時に該光学系の光軸と光学ユニットの光軸とを一致させる調整作業が必要になる。例えば、光学ユニットに入射するレーザー発振器からのレーザービームを光学ユニットの光軸に一致させるための調整作業は必ず必要になる。
【００１３】
現状では、光学ユニットのボックスの入射口に反射ミラーを取り付け、レーザー発振器から発振されたレーザービームを該反射ミラーで反射させて、反射光の戻り位置がレーザービームの出射位置と同じか否かでレーザービームの角度を調整しているが、そもそも入射口が形成されるボックスの壁面は必ずしも光学ユニットの光軸と高精度で垂直ではない。
【００１４】
よって、反射ミラーの角度が光学ユニットの光軸と垂直でないため、光学ユニットに入射するレーザービームの角度の調整を厳密に行うことができず、レーザービームに収差が発生し、レーザー発振器から発振されたレーザービームのパワーが十分に加工に生かされないという問題があった。
【００１５】
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、装置上に光学ユニットを搭載後、光学ユニットに入射するレーザービームの光路調整を精度良く実施することのできる光軸確認治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によると、光学ユニットの光軸と該光学ユニットに入射するレーザービームとが一直線上に位置付けられているか否かを確認する光軸確認治具であって、該光学ユニットは、レーザービームが入射する第１開口部とレーザービームが出射する第２開口部とを備えた筐体と、該筐体の内部に収容された光軸調整済みのレンズ体とから構成され、該光軸確認治具は、レーザービームを反射する反射面を有する反射治具と、該筐体の該第１開口部に配設され該反射治具を着脱自在に支持する固定治具と、を含み、該反射治具は、該反射面を有する反射板と、少なくとも３個の支持部を有し該反射板を所定の角度で固定可能な角度調整板と、からなり、該固定治具は該支持部を固定する該支持部の数に対応した数の固定部を有し、該支持部と該固定部の一方は永久磁石から構成されるとともに他方は強磁性体から構成され、該筐体の該第１開口部に配設された該固定治具に該角度調整板が固定された状態で、該光学ユニットを構成する該レンズ体の光軸に垂直になるように該反射板の反射面を調整した後、該反射板は該角度調整板に瞬間接着剤又は半田によって固定され、該光学ユニットの光軸と該光学ユニットの上流側に配置された光学系から出射するレーザービームとが一直線上に位置付けられたか否かを確認する際は、該反射治具を該固定治具に固定して該光学系に入射したレーザービームが該反射治具の反射面で反射した反射光と入射側で重なるように該光学系を調整し、レーザービームを該光学ユニットに導く際は、該固定治具から該反射治具を取り外すことを特徴とする光軸確認治具が提供される。
【００１７】
好ましくは、該反射治具の該支持部は球面状に形成されており、該固定治具の該固定部は平行に位置付けられた二個の丸棒によって該球面状の支持部を支持するように構成されており、該反射治具と該固定治具には、互いに重ねる向き及び位置を示す目印が配設されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光軸確認治具を用いれば、反射板の反射面を光学ユニットの光軸と垂直になるように調整した状態で反射板を角度調整板に接合台で固定し、角度調整板を光学ユニットの筐体に固定した固定治具に磁力により着脱自在に装着するようにしたので、装置上に光学ユニット搭載後、光学ユニットに入射するレーザービームの光路調整を精度良く実施することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明実施形態に係る光軸調整治具の斜視図である。
【図２】光軸調整治具の分解斜視図である。
【図３】角度調整板の裏面側斜視図である。
【図４】角度調整板及び反射板の第２実施形態の分解斜視図である。
【図５】光学ユニットの斜視図である。
【図６】光学ユニットの縦断面図である。
【図７】光軸確認治具の角度調整時の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、本発明実施形態に係る光軸調整治具の斜視図が示されている。図２は光軸確認治具の分解斜視図である。
【００２１】
図２に最も良く示されるように、光軸確認治具２は、反射治具４と、反射治具４が着脱自在に取り付けられる固定治具６とから構成される。反射治具４は、反射面８ａを有する反射板８と、反射板８の角度を調整する角度調整板１０とから構成される。好ましくは、反射板８はガラスから形成される。
【００２２】
角度調整板１０の表面１０ａには互いに円周方向に離間した３個の突出部１２が配設されている。角度調整板１０は金属又は合成樹脂から形成され、突出部１２はガラスから形成されるのが好ましい。
【００２３】
反射板８には角度調整板１０の突出部１２に対応した位置に３個の貫通孔１４が形成されている。この実施形態では、突出部１２と貫通孔１４とをそれぞれ３個配設しているが、これらは３個に限定されるものではなく、３個以上設けるようにしてもよい。
【００２４】
貫通孔１４の直径は突出部１２の外径よりも大きく形成されている。これにより、角度調整板１０の突出部１２が反射板８の貫通孔１４内に挿入された後、角度調整板１０に対する反射板８の角度調整を可能にしている。
【００２５】
図３に示すように、角度調整板１０の裏面１０ｂには円周方向に互いに等間隔離間した３個の球面状支持部１６が形成されている。好ましくは、球面状支持部１６は永久磁石から形成される。再び図２を参照すると、角度調整板１０の外周には目印１８が形成されている。
【００２６】
固定治具６は角度調整板１０の球面状支持部１６に対応する位置に３個の固定部２０を有している。各固定部２０は、２本の丸棒２２を互いに接するように埋め込んで形成されている。丸棒２２は鉄等の強磁性体から形成されている。球面状支持部１６及び固定部２０はそれぞれ３個配設されているが、３個以上設けるようにしてもよい。
【００２７】
他の実施形態としては、角度調整板１０の球面状支持部１６を強磁性体から形成し、固定治具６の丸棒２２を永久磁石から形成するようにしてもよい。固定治具６は金属又は合成樹脂から形成されている。
【００２８】
固定治具６はレーザービームの通過を許容する中心穴２４を有しており、その外周には角度調整板１０の目印１８に対して位置決めするための目印２６が形成されている。固定治具６は更に、固定治具６を光学ユニットの筐体に固定するための２個の固定穴２７を有している。
【００２９】
図４を参照すると、反射治具４Ａの第２実施形態の分解斜視図が示されている。反射治具４Ａは、反射面８ａを有する反射板８Ａと、角度調整板１０Ａとから構成される。本実施形態の角度調整板１０Ａは、その表面１０ａに比較的大きな円弧状突出部１３を有している。
【００３０】
このような円弧状突出部１３を設けたことにより、反射板８Ａを角度調整板１０Ａの円弧状突出部１３上に搭載した後、反射板８Ａの角度調整板１０Ａに対する角度調整を実施し、その状態で両者を瞬間接着剤又は半田で固定できる。
【００３１】
図５を参照すると、光学ユニット３０の斜視図が示されている。図６は光学ユニット３０の縦断面図である。光学ユニット３０は例えばビームエキスパンダーから構成され、ベース３２上に搭載された３個のレンズ体３４を含んでいる。各レンズ体３４は、載置板３６と、載置板３６上に立設された環状の枠体３８と、枠体３８で保持されたレンズ４０とから構成される。
【００３２】
光学ユニット３０は、ベース３２上で各レンズ体３４の光軸調整を実施した後、レンズ体３４の載置板３６がベース３２に固定される。各レンズ体３４の光軸調整が、良く知られたオートコリメーターを用いて実施する。各レンズ体３４個々についてオートコリメーターを用いて光軸調整を実施し、最終的に３個のレンズ体３４の光軸を一致させた状態で載置板３６をベース３２に固定する。
【００３３】
光軸調整後に、ベース３２上に長方形状の筐体４２を被せて光学ユニット３０が完成する。筐体４２の前壁４２ａにはレーザービームが入射する入射開口部（第１開口部）４４が形成されており、後壁４２ｂには光学ユニット３０を通過したレーザービームが出射する出射開口部（第２開口部）４６が形成されている。３５は光学ユニット３０の光軸である。
【００３４】
図６の断面図に示すように、本発明の光軸確認治具２の固定治具６は光学ユニット３０の入射開口部４４を塞ぐように筐体４２の前壁４２ａに装着される。即ち、光学ユニット３０の上流側の光学系を調整して、この光学系の光軸を光学ユニット３０の光軸３５に一致させたい場合には、固定治具６に反射治具４を磁力で固定して構成される光軸確認治具２が、光学ユニット３０の筐体４２の前壁４２ａに入射開口部４４を塞ぐように取り付けられる。
【００３５】
ここで、光学ユニット３０の前段に配置する光学系がレーザー発振器の場合には、レーザー発振器から発振されたレーザービームを、光軸調整治具２を使用して光学ユニット３０の光軸３５と一直線上に整列するように調整する。
【００３６】
以下、光軸確認治具２の装着方法について説明する。まず、光軸確認治具２の固定治具６の固定穴２７にねじを挿入して、固定治具６を光学ユニット３０の筐体４２の前壁４２ａに固定する。
【００３７】
次いで、反射治具４の角度調整板１０を目印１８を固定治具６の目印２６に合わせた状態で固定治具６に磁力により装着する。即ち、角度調整治具１０の目印１８を固定治具６の目印２６に合わせた状態では、角度調整板１０の球面上支持部１６が固定治具６の固定部に丁度対応するため、角度調整板１０は磁力により引きつけられて固定治具６に固定される。
【００３８】
次いで、角度調整板１０の突出部１２が反射板８の貫通穴１４中に挿入されるように反射板８を角度調整板１０に取り付ける。そして、図７に示すように、角度調整ユニット５０のアーム５２の先端に取り付けられたハンド５４で反射板８に把持する。
【００３９】
この状態で、オートコリメーターの光源から出射した参照光は照明側の焦点板の十字線の中心を通り、ハーフミラーによって直角に光路が曲げられる。この参照光は対物レンズを通って平行光線（コリメートビーム）となり光軸調整治具２の反射面８ａで反射する。反射光線は再び対物レンズを通ってハーフミラーを通過し、切眼側焦点板上に像を結像する。
【００４０】
よって、角度調整ユニット５０で反射板８の角度を調整して、反射面８ａで反射された反射光が接眼側焦点板上の十字線の中心に結像するように調整する。この状態では、反射板８の反射面８ａが光学ユニット３０の光軸３５と正確に垂直な状態となる。
【００４１】
よって、瞬間接着剤又は半田を貫通孔１４中に充填し、角度調整板１０の突出部１２を貫通孔２４中で固定する。この状態では、光軸確認治具２の反射面８ａは光学ユニット３０の光軸３５と正確に垂直となっている。
【００４２】
反射板８の角度調整後、瞬間接着剤や半田で反射板８と角度調整板１０とを固定すると、その後の温度変化等の環境変化が起こっても反射面８ａの光学ユニット３０の光軸３５に対する垂直度が正確に維持される。
【００４３】
光学ユニット３０をレーザー加工機の所定位置に搭載した後、光学ユニット３０の光軸３５と光学ユニット３０の上流側に配置された光学系から出射するレーザービームとが一直線上に位置付けられたか否かを確認する際は、反射治具４を磁力により固定治具６に固定する。
【００４４】
そして、オートコリメーターの光源から参照光を出射して該光学系に入射させ、反射板８の反射面８ａで反射した反射光がオートコリメーターの接眼側焦点板上の十字線の中心に結像するように光学系を調整する。光学系をこのように調整して固定すると、光学系から出射したレーザービームの光路が光学ユニット３０の光軸３５と正確に一致することになる。
【００４５】
光学系がレーザー発振器の場合には、レーザー発振器から発振されたレーザービームが光学ユニット３０の光軸３５と一直線上に整列することになり、レーザー発振器から発振されたレーザービームのパワーを最大源にレーザー加工に生かすことが出来る。
【００４６】
光学系の調整終了後、レーザー発振器から発振されたレーザービームを光学ユニット３０に導く際は、図６に示すように、固定治具６から反射治具４を取り外す。固定治具６はレーザービームの通過を許容する中心穴２４を有しているため、筐体４２に固定したままの状態にしておく。そして、光学ユニット３０の前段に配置する光学系の調整が必要な場合には、反射板８と角度調整板１０とが一体化された反射治具４をその都度固定治具６に装着する。
【符号の説明】
【００４７】
２    光軸確認治具
４    反射治具
６    固定治具
８    反射板
８ａ    反射面
１０    角度調整板
１２    突出部
１４    貫通孔
１６    球面状支持部
１８，２６    目印
２０    固定部
２２    丸棒
２７    固定穴
３０    光学ユニット
３２    ベース
３４    レンズ体
３５    光軸
４２    筐体
４２ａ    前壁
４４    入射開口部（第１開口部）
４６    出射開口部（第２開口部）
５０    角度調整ユニット
５２    アーム
５４    ハンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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