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公開番号2024164609
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023080218
出願日2023-05-15
発明の名称レーザ加工装置の調整方法
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類B23K 26/00 20140101AFI20241120BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】レーザ加工装置の調整作業をよりいっそう短期化あるいは簡便化しつつ、高品質なレーザ加工を可能とすること。
【解決手段】本発明は、レーザ加工装置(1)の調整方法に関するものである。かかるレーザ加工装置は、被加工物(W)にレーザビーム(B)を照射することで、前記被加工物に対してレーザ加工を行うように構成されている。前記レーザ加工装置の調整方法は、少なくとも、以下の(a)および(b)の手順を含む:(a)前記レーザ加工装置に備えられていて調整対象となる光学要素(403)を通過した前記レーザビームの波面を計測する。(b)前記波面の計測結果に基づいて、前記光学要素を調整する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被加工物（Ｗ）にレーザビーム（Ｂ）を照射することで前記被加工物に対してレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置（１）の調整方法であって、
前記レーザ加工装置に備えられていて調整対象となる光学要素（４０３）を通過した前記レーザビームの波面を計測し、
前記波面の計測結果に基づいて、前記光学要素を調整する、
レーザ加工装置の調整方法。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記波面の計測結果と、前記光学要素を通過した前記レーザビームの強度分布の計測結果とに基づいて、前記光学要素を調整する、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。
【請求項３】
前記レーザビームの光路（ＢＬ）における、前記光学要素を通過する前の第一位置（Σ１）および前記光学要素を通過した後の第二位置（Σ２）にて、前記レーザビームの光軸を調整し、
前記光軸を調整した後の前記光路における、前記光学要素を通過した後の第三位置（Σ３）にて、前記波面を計測する、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。
【請求項４】
前記光路における、前記光学要素と当該光学要素よりも前記被加工物側に設けられた他の光学要素（４９１）との間に設けられた空間光変調器（４９２）の動作を、前記他の光学要素に入射した前記レーザビームの一部であって前記被加工物に向かわない漏れ光（ＢＰ）の波面の計測結果に基づいて制御する、
請求項３に記載のレーザ加工装置の調整方法。
【請求項５】
前記被加工物に前記レーザビームを集光するように設けられた集光レンズ（４０５）を通過した前記レーザビームの計測結果に基づいて、前記レーザビームのビーム形状および強度分布を調整する、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。
【請求項６】
前記レーザ加工装置は、前記被加工物への前記レーザビームの照射方向と交差する面内方向における複数の異なる位置に対して同時に前記レーザビームを照射可能に構成された、
請求項１に記載のレーザ加工装置の調整方法。
【請求項７】
前記レーザ加工装置は、前記レーザビームの照射により、前記被加工物としての半導体（６０２）の表面（６２１）から所定深さに改質層（６２３）を形成するように構成された、
請求項６に記載のレーザ加工装置の調整方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物にレーザビームを照射することで被加工物に対してレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置の調整方法に関するものである。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
高エネルギのレーザビームを用いたレーザ加工は、半導体のインゴットからウェハを生成するレーザスライスや、ウェハを分割してチップ単位に個片化するレーザダイシング等、様々な用途で用いられる。この種のレーザ加工においては、レーザビームをファイバにより伝送しようとするとレーザビームによりファイバ自体が熱加工されてしまう等の問題が生じ得るため、ミラーやレンズ等の光学要素を用いてレーザビームを空間伝送する構成のレーザ加工装置が採用されている。しかしながら、このような空間伝送のレーザ加工装置においては、従来、被加工物に対するレーザビームの照射状態が所望の状態となるように装置を調整するために、多大な労力および時間を要するという問題があった。この点、特許文献１は、レーザ光軸の調整を容易に行うことができるようにするための技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１６７５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のレーザ加工装置において、調整作業をよりいっそう短期化あるいは簡便化しつつ、高品質なレーザ加工を可能とすることが求められている。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の、レーザ加工装置（１）の調整方法は、被加工物（Ｗ）にレーザビーム（Ｂ）を照射することで前記被加工物に対してレーザ加工を行うように構成された前記レーザ加工装置の調整方法であって、以下の手順を含む：
前記レーザ加工装置に備えられていて調整対象となる光学要素（４０３）を通過した前記レーザビームの波面を計測し、
前記波面の計測結果に基づいて、前記光学要素を調整する。
【０００６】
なお、出願書類中の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付されている場合がある。但し、かかる参照符号は、同要素と後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の単なる一例を示すものにすぎない。よって、本発明は、かかる参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の適用対象であるレーザ加工装置の一構成例を示す概略図である。
図１に示されたビームエキスパンダおよびその周囲を拡大して示す斜視図である。
図１に示されたレーザ加工装置の調整方法の一具体例を示すフローチャートである。
ゼルニケモードの各項番に対応する波面収差を模式的に示す概略図である。
図１に示された第三位置にて計測した波面収差をゼルニケ解析した結果の一例を示す棒グラフである。
図１に示された第三位置にて計測した波面収差をゼルニケ解析した結果の他の一例を示す棒グラフである。
図１に示されたレーザ加工装置の調整方法の他の一具体例を示すフローチャートである。
図７に示された具体例による調整方法の概要を示すグラフである。
図７に示された具体例による調整方法の概要を示すグラフである。
本発明の適用対象であるレーザ加工装置の他の一構成例を示す概略図である。
図１０に示されたレーザ加工装置の調整方法の一具体例を示すフローチャートである。
図１または図１０に示されたレーザ加工装置による多点同時照射の一具体例を示す概念図である。
図１または図１０に示されたレーザ加工装置を用いた半導体ウェハ製造方法の概要を示す概念図である。
図１または図１０に示されたレーザ加工装置を用いた半導体ウェハ製造方法の概要を示す概念図である。
図１または図１０に示されたレーザ加工装置を用いた半導体ウェハ製造方法の概要を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると、当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中には挿入せず、その後にまとめて説明する。また、各図面の記載、および、これに対応して以下に説明する装置構成やその機能あるいは動作に関する記載は、本発明の内容を簡潔に説明するために模式化あるいは簡略化されたものであって、これによって本発明の内容は何ら限定されるものではない。このため、各図面の記載と、実際に製造販売される具体的な装置構成とは、必ずしも一致するとは限らないということは、云うまでもない。すなわち、出願人が本願の出願経過により明示的に限定しない限りにおいて、本発明は、各図面の記載、および、これに対応して以下に説明する装置構成やその機能あるいは動作に関する記載によって限定的に解釈されてはならないことは、云うまでもない。
【０００９】
（レーザ加工装置：第一実施形態）
図１は、本発明の適用対象であるレーザ加工装置１の一構成例を示す。なお、図１は、レーザ加工装置１におけるレーザビームＢの光路ＢＬに沿った構成の概要を示すための概念図である。このため、図１において、各構成要素同士の図中の位置関係については、光路ＢＬにおけるレーザビームＢの光路ＢＬに沿った進行順序に関する位置関係以外の特段の技術的な意味はないものとする。すなわち、図１における図中上下方向は、重力作用方向または水平方向と平行であるとは限らない。よって、例えば、図１にて二つの構成要素が図中上下に配列して示されていることは、両者が重力作用方向または水平方向に沿って配置されていることを必ずしも意味しない。
【００１０】
レーザ加工装置１は、被加工物ＷにレーザビームＢを照射することで、被加工物Ｗに対してレーザ加工を行うように構成されている。具体的には、図１に示されているように、本実施形態に係るレーザ加工装置１は、加工ステージ２と、レーザ発振器３と、光学系４と、制御部５とを備えている。加工ステージ２は、レーザ加工中に被加工物Ｗを保持するように構成されている。レーザ光源とも称され得るレーザ発振器３は、レーザビームＢを出力すなわち発射するように構成されている。光学系４は、レンズやミラー等の光学要素を少なくとも備えていて、レーザ発振器３から出力されたレーザビームＢを被加工物Ｗに導くように構成されている。なお、「光学要素」は「光学素子」とも称され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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