(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段とを具備し、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器とを備えているレーザー加工装置において、該レーザー光線発振手段によって発振され該集光器によって集光されたレーザー光線のスポット形状を検出するレーザー光線のスポット形状検出方法であって、
該被加工物保持手段に反射面が球面となっている凹面鏡を保持する凹面鏡保持工程と、
該レーザー光線発振手段と該集光器との間に該レーザー光線発振手段から該集光器へレーザー光線を通過させるとともに該集光器によって集光され該被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面で反射した反射光を反射光検出経路に導く分岐手段を作用位置に位置付ける分岐手段位置付け工程と、
該集光器の焦点を該被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面を形成する球面の中心を含む近傍に位置付ける焦点位置付け工程と、
該レーザー光線発振手段を作動し該集光器によって集光されたレーザー光線を該被加工物保持手段に保持された凹面鏡に照射するレーザー光線照射工程と、
該被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面で反射し該分岐手段によって検出経路に導かれた反射光を撮像手段によって撮像して画像を取得する撮像工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー光線のスポット形状検出方法。
【請求項２】
該撮像工程は、該集光器と該凹面鏡を保持した該被加工物保持手段を該集光器から照射されるレーザー光線の光軸方向に相対的に移動して該凹面鏡の反射面を形成する球面の中心を挟む領域における複数位置に該集光器の焦点を位置付け撮像することにより、複数の画像を取得する、請求項１記載のレーザー光線のスポット形状検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工装置のレーザー光線発振手段から発振され集光器によって集光されるレーザー光線のスポット形状を検査するレーザー光線のスポット形状検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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形成された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等のデバイスを形成する。このように形成された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デバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイア基板や炭化珪素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。
【０００３】
上述したウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上述したウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長の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位置付け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、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを破断して分割する技術である（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかるに、レーザー光線を集光する集光器は多数の凸レンズと凹レンズを組み合わせた組み合わせレンズによって構成されているため、またレーザー発振器から集光器に至るまでの光学系に歪みがあり、集光スポット形状が必ずしも円形等の意図した形状に集光されるとは限らない。レーザー光線の集光スポット形状の歪みが生ずると所望の加工が施せないという問題がある。
【０００６】
このような問題を解消するために、微小粒子からなる発光体を備えた検出基板を被加工物保持手段に保持し、発光体にレーザー光線を照射しつつ被加工物保持手段をX軸方向およびY軸方向に移動して発光体からの反射光の座標からスポットの形状を検出する方法が下記特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２９４６７４号公報
【特許文献２】特開２００６―１２９０２号公報
【特許文献３】特開２０１３−２２６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、集光器の開口数（NA）が０．４〜０．９と大きくなると、発光体からの反射光をとらえることが困難となり、スポット形状を検出できないという問題がある。
【０００９】
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、レーザー光線のスポット形状を正確に検出することができるレーザー光線のスポット形状検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段とを具備し、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線を集光して該被加工物保持手段に保持された被加工物に照射する集光器とを備えているレーザー加工装置において、該レーザー光線発振手段によって発振され該集光器によって集光されたレーザー光線のスポット形状を検出するレーザー光線のスポット形状検出方法であって、
該被加工物保持手段に反射面が球面となっている凹面鏡を保持する凹面鏡保持工程と、
該レーザー光線発振手段と該集光器との間に該レーザー光線発振手段から該集光器へレーザー光線を通過させるとともに該集光器によって集光され該被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面で反射した反射光を反射光検出経路に導く分岐手段を作用位置に位置付ける分岐手段位置付け工程と、
該集光器の焦点を該被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面を形成する球面の中心を含む近傍に位置付ける焦点位置付け工程と、
該レーザー光線発振手段を作動し該集光器によって集光されたレーザー光線を該被加工物保持手段に保持された凹面鏡に照射するレーザー光線照射工程と、
該被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面で反射し該分岐手段によって検出経路に導かれた反射光を撮像手段によって撮像して画像を取得する撮像工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー光線のスポット形状検出方法が提供される。
【００１１】
上記撮像工程は、集光器と凹面鏡を保持した被加工物保持手段を集光器から照射されるレーザー光線の光軸方向に相対的に移動して凹面鏡の反射面を形成する球面の中心を挟む領域における複数位置に集光器の焦点を位置付け撮像することにより、複数の画像を取得することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるレーザー光線のスポット形状検出方法においては、被加工物保持手段に反射面が球面となっている凹面鏡を保持する凹面鏡保持工程と、レーザー光線発振手段と集光器との間にレーザー光線発振手段から集光器へレーザー光線を通過させるとともに集光器によって集光され被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面で反射した反射光を反射光検出経路に導く分岐手段を作用位置に位置付ける分岐手段位置付け工程と、集光器の焦点を被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面を形成する球面の中心を含む近傍に位置付ける焦点位置付け工程と、レーザー光線発振手段を作動し集光器によって集光されたレーザー光線を被加工物保持手段に保持された凹面鏡に照射するレーザー光線照射工程と、被加工物保持手段に保持された凹面鏡の反射面で反射し該分岐手段によって検出経路に導かれた反射光を撮像手段によって撮像して画像を取得する撮像工程とを含んでいるので、取得した反射光の画像に基づいて集光器から照射されるレーザー光線のスポット形状を正確に把握することができる。
従って、撮像手段によって撮像されたスポット形状が設定された形状と異なる場合には、レーザー光線発振手段、光学系、集光器の収差を調整して所望の加工を施すことができるレーザー加工装置を得ることができる。
また、本発明によるレーザー光線のスポット形状検出方法においては、チャックテーブルに保持された凹面鏡の反射面で反射した反射光を撮像してスポット形状を検出するので、集光器の開口数（NA）が０．４〜０．９と大きくなっても確実にスポット形状を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるレーザー光線のスポット形状検出方法が実施されるレーザー加工装置の斜視図。
【図２】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照射手段のブロック構成図。
【図３】図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図４】本発明によるレーザー光線のスポット形状検出方法を実施するために準備する凹面鏡の斜視図および断面図。
【図５】図１に示すレーザー加工装置を用いて実施するレーザー光線のスポット形状検出方法の説明図。
【図６】図５に示すレーザー光線のスポット形状検出方法によって検出されたレーザー光線のスポット形状を示す説明図。
【図７】本発明によるレーザー光線のスポット形状検出方法における他の実施形態によって検出されたレーザー光線のスポット形状を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明によるレーザー光線のスポット形状検出方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１には、本発明によるレーザー光線のスポット形状検出方法を実施するための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は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動可能に配設され被計測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Ｘ軸方向と直交する矢印Ｙで示すY軸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、該レーザー光線照射ユニット支持機構４にＸ軸方向およびY軸方向に対して垂直な矢印Ｚで示すZ軸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。
【００１６】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸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Ｘ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にY軸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、被加工物を保持する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計測物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、被加工物を保護テープを介して支持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。
【００１７】
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Ｘ軸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Ｘ軸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Ｘ軸方向に移動させるためのＸ軸方向移動手段３７を具備している。Ｘ軸方向移動手段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１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。
【００１８】
上記第２の滑動ブロック３３は、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、Y軸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Y軸方向に移動させるための第１のY軸方向移動手段３８を具備している。第１のY軸方向移動手段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Y軸方向に移動せしめられる。
【００１９】
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Y軸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Y軸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Z軸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計測ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿ってY軸方向に移動させるための第２のY軸方向移動手段４３を具備している。第２のY軸方向移動手段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、該雄ネジロッド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Y軸方向に移動せしめられる。
【００２０】
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、Z軸方向に移動可能に支持される。
【００２１】
図示のレーザー光線照射手段５２は、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する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に示すようにレーザー光線発振手段５２２と、該レーザー光線発振手段５２２から発振されたレーザー光線を伝送する光学系５２３が配設されている。レーザー光線発振手段５２２は、ＹＡＧレーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器５２２aと、これに付設された繰り返し周波数設定手段５２２bとから構成されており、繰り返し周波数設定手段５２２bによって設定された繰り返し周波数のパルスレーザー光線LBを発振する。また、レーザー光線照射手段５２は、上記レーザー光線発振手段５２２から発振され光学系５２３によって伝送されたパルスレーザー光線LBを集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器５２４を具備している。この集光器５２４は、レーザー光線発振手段５２２から発振され光学系５２３によって伝送されたパルスレーザー光線をチャックテーブル３６の保持面に向けて方向変換する方向変換ミラー５２４aと、該方向変換ミラー５２４aによって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射するための複数の凸レンズと凹レンズを組み合わせた組み合わせレンズからなる集光レンズ５２４bとからなっている。このように構成された集光器５２４は、図１に示すようにケーシング５２の先端に装着される。
【００２２】
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光線照射手段５２は、上記レーザー光線発振手段５２２から発振されたレーザー光線を伝送する光学系５２３と集光器５２４との間に進退可能に配設された分岐手段としてのビームスプリッター５２５を備えている。このビームスプリッター５２５は、図２において実線で示す退避位置と２点鎖線で示す作用位置に進退可能に構成されており、アクチュエータ５２６によって実線で示す退避位置と２点鎖線で示す作用位置に適宜位置付けられるようになっている。このように構成されたビームスプリッター５２５は、図２において２点鎖線で示す作用位置に位置付けられると、レーザー光線発振手段５２２から発振され光学系５２３によって伝送されたパルスレーザー光線を通過させるとともに集光器５２４によって集光されチャックテーブル３６に保持された後述する凹面鏡の反射面で反射した反射光を反射光検出経路５２７に導く。反射光検出経路５２７には、ビームスプリッター５２５によって反射光検出経路５２７に導かれた反射光の出力を減衰するための減衰手段５２８と、該減衰手段５２８によって減衰された反射光を捉えるプロファイルカメラからなる撮像手段５２９が配設されている。
【００２３】
図１に戻って説明を続けると、レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部には、上記集光器５２４から照射されるレーザー光線によってレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント手段６が配設されている。このアライメント手段６は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像データを後述する制御手段に送る。
【００２４】
図１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Z軸方向に移動させるためのZ軸方向移動手段５３を具備している。Z軸方向移動手段５３は、上記X軸方向移動手段３７や第１のY軸方向移動手段３８および第２のY軸方向移動手段４３と同様に一対の案内レール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とレーザー光線照射手段５２を一対の案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動せしめる。
【００２５】
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、レーザー光線照射手段５２のZ軸方向位置を検出するためのZ軸方向位置検出手段５４を具備している。Z軸方向位置検出手段５４は、上記案内レール４２３、４２３と平行に配設されたリニアスケール５４aと、上記ユニットホルダ５１に取り付けられユニットホルダ５１とともにリニアスケール５４aに沿って移動する読み取りヘッド５４bとからなっている。このZ軸方向位置検出手段５４の読み取りヘッド５４bは、図示の実施形態においては０．1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。
【００２６】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図３に示す制御手段７を具備している。制御手段７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）７１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）７２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）７３と、入力インターフェース７４および出力インターフェース７５とを備えている。制御手段７の入力インターフェース７４には、上記Z軸方向位置検出手段５４、撮像手段５２９、アライメント手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段７の出力インターフェース７５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、レーザー光線発振手段５２２、アクチュエータ５２６、表示手段７０等に制御信号を出力する。
【００２７】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置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。
上述したレーザー加工装置におけるレーザー光線照射手段５２の集光器５２４から照射されるレーザー光線のスポット形状を検出するためには、図４の(a)および(b)に示す凹面鏡８を準備する。この凹面鏡８は、上記チャックテーブル３６の保持面と同一の大きさを有する支持部８１と、該支持部８１の中央部に設けられた球面からなる反射面８２を備えている。なお、球面からなる反射面８２は、球面の中心８２aが存在する。
【００２８】
上記レーザー光線照射手段５２の集光器５２４から照射されるレーザー光線のスポット形状を検出するためには、図５に示すように被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６に上記図４の(a)および(b)に示す凹面鏡８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チャックテーブル３６上に凹面鏡８を吸引保持する（凹面鏡保持工程）。
【００２９】
また、上記分岐手段としてのビームスプリッター５２５を進退するアクチュエータ５２６を作動して、ビームスプリッター５２５を図５に示すように作用位置に位置付ける分岐手段位置付け工程を実施する。この結果、レーザー光線発振手段５２２から発振されたレーザー光線を伝送する光学系５２３と集光器５２４との間にビームスプリッター５２５が位置付けられたことになる。
【００３０】
次に、上記Z軸方向移動手段５３を作動して集光器５２４の焦点(f)を図５に示すようにチャックテーブル３６に保持された凹面鏡８の反射面８２を形成する球面の中心８２aを含む近傍に位置付ける焦点位置付け工程を実施する。
【００３１】
以上のようにして、凹面鏡保持工程と分岐手段位置付け工程および焦点位置付け工程を実施したならばレーザー光線発振手段５２２を作動し、該レーザー光線発振手段５２２から発振されたパルスレーザー光線LBを光学系５２３を介して伝送し集光器５２４によって集光してチャックテーブル３６に保持された凹面鏡８の反射面８２に照射する（レーザー光線照射工程）。このようにして、凹面鏡８の反射面８２に照射されたパルスレーザー光線LBは、反射面８２で反射しその反射光が図５において破線で示すように集光器５２４を構成する集光レンズ５２４bおよび方向変換ミラー５２４aを逆行してビームスプリッター５２５に導かれる。このようにしてビームスプリッター５２５に導かれたパルスレーザー光線LBの反射光は、反射光検出経路５２７に分岐され該反射光検出経路５２７に配設された減衰手段５２８によって所定の出力に減衰される。減衰手段５２８によって所定の出力に減衰されたパルスレーザー光線LBの反射光は、プロファイルカメラからなる撮像手段５２９によって撮像され、画像信号が制御手段７に送られる（撮像工程）。このようにして、撮像手段５２９から送られたパルスレーザー光線LBの反射光の画像信号に基づいて、制御手段７は図６に示すように反射光のスポットSの輪郭を直接的に求めることができる。このようにして求めた反射光のスポットSの輪郭を制御手段７はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３に格納するとともに表示手段７０に表示する。表示手段７０に表示されたスポットSの輪郭に基づいて集光器５２４から照射されるパルスレーザー光線LBのスポット形状を確認することができる。従って、撮像手段５２９によって撮像されたスポット形状が設定された形状と異なる場合には、レーザー光線発振手段５２２、光学系５２３、集光器５２４の収差を調整して所望の加工を施すことができるレーザー加工装置を得ることはできる。また、上述したレーザー光線のスポット形状検出方法においては、チャックテーブル３６に保持された凹面鏡８の反射面８２で反射した反射光を撮像してスポット形状を検出するので、集光器５２４の開口数（NA）が０．４〜０．９と大きくなっても確実にスポット形状を検出することができる。
【００３２】
次に、上記撮像工程の他の実施形態について説明する。
撮像工程の他の実施形態は、集光器５２４と凹面鏡８を保持したチャックテーブル３６を集光器５２４から照射されるパルスレーザー光線LBの光軸方向に相対的に移動して凹面鏡８の反射面８２を形成する球面の中心８２aを挟む領域における複数位置に集光器５２４の焦点を位置付け撮像することにより、複数の画像を取得する。
【００３３】
即ち、撮像工程の他の実施形態は、上述したレーザー光線照射工程を実施しつつZ軸方向移動手段５３を作動してレーザー光線照射手段５２の集光器５２４をZ軸方向に移動し、集光器５２４の焦点(f)がチャックテーブル３６に保持された凹面鏡８の反射面８２を形成する球面の中心８２aより設計値として所定量(例えば２０μm)高い第１の検出位置（Z1）に位置付ける。このようにZ軸方向移動手段５３を作動して集光器５２４を第１の検出位置（Z1）に位置付ける際には、Z軸方向位置検出手段５４からのZ軸方向位置信号に基づいて位置調整する。そして、上述したようにプロファイルカメラからなる撮像手段５２９を作動して第１の検出位置（Z1）おけるパルスレーザー光線LBの反射光を撮像し、画像信号を制御手段７に送る。このようにして、撮像手段５２９から送られたパルスレーザー光線LBの反射光の画像信号に基づいて、制御手段７は図７に示すように第１の検出位置（Z1）における反射光のスポットSの輪郭を求め、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３に格納するとともに表示手段７０に表示する。
【００３４】
以下、Z軸方向移動手段５３を作動してレーザー光線照射手段５２の集光器５２４をZ軸方向に移動し、集光器５２４の焦点(f)がチャックテーブル３６に保持された凹面鏡８の反射面８２を形成する球面の中心８２aより設計値として所定量(例えば１０μm)高い第２の検出位置（Z2）、集光器５２４の焦点(f)が凹面鏡８の反射面８２を形成する球面の中心８２aと一致する第３の検出位置（Z3）、集光器５２４の焦点(f)がチャックテーブル３６に保持された凹面鏡８の反射面８２を形成する球面の中心８２aより設計値として所定量(例えば１０μm)低い第４の検出位置（Z4）、集光器５２４の焦点(f)がチャックテーブル３６に保持された凹面鏡８の反射面８２を形成する球面の中心８２aより設計値として所定量(例えば２０μm)低い第５の検出位置（Z5）において、それぞれ上述したようにプロファイルカメラからなる撮像手段５２９を作動して第２の検出位置（Z2）、第３の検出位置（Z3）、第４の検出位置（Z4）、第５の検出位置（Z5）におけるパルスレーザー光線LBの反射光を撮像し、画像信号を制御手段７に送る。このようにして、撮像手段５２９から送られたパルスレーザー光線LBの反射光の画像信号に基づいて、制御手段７は図７に示すように第２の検出位置（Z2）、第３の検出位置（Z3）、第４の検出位置（Z4）、第５の検出位置（Z5）における反射光のスポットSの輪郭を求め、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３に格納するとともに表示手段７０に表示する。
【００３５】
図７に示すように、第１の検出位置（Z1）、第２の検出位置（Z2）、第３の検出位置（Z3）、第４の検出位置（Z4）、第５の検出位置（Z5）における反射光のスポットSの輪郭を表示手段７０に表示することにより、集光器５２４から照射されるパルスレーザー光線LBのスポット形状を確認することができる。なお、図７においては、第３の検出位置（Z3）においてスポットSの大きさ（面積）が最小となっている。従って、第３の検出位置（Z3）におけるスポットSが集光スポットとなり、集光スポットの形状、大きさ（面積）を求めることができる。また、集光スポットの前後のスポット形状も認識することができる。なお、上述したように撮像手段５２９によって撮像されたスポット形状が設定された形状と異なる場合には、加工品質に影響を及ぼすので、集光器を交換したり組レンズ等の光学系の修正を行う。
【符号の説明】
【００３６】
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
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
５２：レーザー光線照射手段
５２２：レーザー光線発振手段
５２３：光学系
５２４：集光器
５２５：ビームスプリッター
５２６：アクチュエータ
５２７：反射光検出経路
５２８：減衰手段
５２９：撮像手段
５３：Z軸方向移動手段
５４：Z軸方向位置検出手段
６：アライメント手段
７：制御手段
７０：表示手段
【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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