JP2011189400A

JP2011189400A - Laser processing equipment

Info

Publication number: JP2011189400A
Application number: JP2010060001A
Authority: JP
Inventors: Shungo Yoshii; 俊悟吉井; Yoko Nishino; 曜子西野
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】ワークに対する往路加工と復路加工とを同じ加工品質で行うこと。
【解決手段】ある実施の形態におけるレーザー加工装置において、レーザー照射機構５は、レーザービームを発振するレーザービーム発振器と、レーザービームを保持機構２に保持されたワークＷに向かって集光する集光レンズ５４１と、噴射口５３１からワークＷに向けて気体を噴射する保護ブローノズル５３とを有し、保護ブローノズル５３は、集光レンズ５４１によって集光されたレーザービームが噴射口５３１を通過してワークＷに照射されるように配設され、保持機構２とレーザー照射機構５とを加工送り方向に沿って相対的に往復移動させながらワークＷにレーザービームを照射することで行う往路加工時と復路加工時とで加工屑のワークＷへの付着が同程度となるように、ワークＷに対するレーザービームの照射位置と噴射口５３１の中心位置とが調整される。
【選択図】図２An object of the present invention is to perform forward machining and backward machining on a workpiece with the same machining quality.
In a laser processing apparatus according to an embodiment, a laser irradiation mechanism includes a laser beam oscillator that oscillates a laser beam, and a light condensing that condenses the laser beam toward a workpiece that is held by a holding mechanism. The protective blow nozzle 53 includes a lens 541 and a protective blow nozzle 53 that injects a gas from the injection port 531 toward the workpiece W. The protective blow nozzle 53 allows the laser beam condensed by the condenser lens 541 to pass through the injection port 531. During the forward processing, the workpiece W is irradiated with a laser beam while being moved so as to be reciprocally moved along the processing feed direction. The irradiation position of the laser beam on the workpiece W and the injection port so that the scraps adhere to the workpiece W at the same level during the return path machining 31 and the center position of the is adjusted.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、半導体ウェーハ等のワークをレーザー加工するレーザー加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus for laser processing a workpiece such as a semiconductor wafer.

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるワークの表面に格子状に配列されたストリート（切断ライン）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やＬＳＩ等の回路が形成される。そして、ストリートに沿ってワークを切断して回路が形成された領域を分割することにより、個々の半導体チップが製造される。ストリートに沿ったワークの切断は、例えば、ダイサーと呼ばれる切削装置によってを用いて行われている。また、近年では、ストリートに沿ってレーザービームを照射することでストリートに溝を形成し、その後外力を付与してワークを回路毎に分割する手法も試みられている（例えば、特許文献１を参照）。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of areas are defined by streets (cutting lines) arranged in a grid on the surface of a substantially disk-shaped workpiece, and circuits such as ICs and LSIs are formed in the partitioned areas. Is done. Then, individual semiconductor chips are manufactured by cutting the work along the streets and dividing the region where the circuit is formed. The work along the street is cut using, for example, a cutting device called a dicer. In recent years, a technique has been attempted in which a groove is formed in a street by irradiating a laser beam along the street, and then an external force is applied to divide the work into circuits (for example, see Patent Document 1). ).

ところで、ワークを切断するために行うレーザー加工では、ワークとレーザービームの照射位置とを相対的に往復移動させることで、ストリートに沿って往路加工と復路加工とを行う場合がある。このような場合には、一般に、レーザー加工の安定性を目的として往路加工と復路加工とで同じ加工品質が求められる。そして、加工品質を同じにするためには、往路加工で発生した加工屑のワークへの付着と復路加工で発生した加工屑のワークへの付着とを一定にすることが求められる。 By the way, in laser processing performed for cutting a workpiece, there are cases where forward processing and backward processing are performed along the street by relatively reciprocating the workpiece and the irradiation position of the laser beam. In such a case, generally, the same processing quality is required for the forward processing and the backward processing for the purpose of stability of laser processing. And in order to make processing quality the same, it is calculated | required that the adhesion to the workpiece | work of the processing waste produced | generated by the outward process and the adhesion to the workpiece | work of the machining waste produced | generated by the return path process are calculated | required.

特開平１０−３０５４２０号公報JP-A-10-305420

上記した加工屑のワークへの付着に影響を与える要因の１つとして、レーザービームを照射するレーザー照射機構とワークとの間の空気の流れが考えられる。しかしながら、加工屑は数μｍオーダーであり、また、レーザー照射機構とワークとの間の空気の流れには様々な要因が影響を与えるため、この空気の流れを制御して往路加工時における加工屑のワークへの付着と復路加工時における加工屑のワークへの付着とを一定にするのは困難であった。 As one of the factors that affect the adhesion of the above-described processing waste to the workpiece, the air flow between the laser irradiation mechanism that irradiates the laser beam and the workpiece can be considered. However, the machining waste is on the order of several μm, and various factors affect the air flow between the laser irradiation mechanism and the workpiece. It has been difficult to keep the adhesion of the workpiece to the workpiece and the adhesion of the machining waste to the workpiece during the return path machining.

本発明は、上記に鑑みて為されたものであり、ワークに対する往路加工と復路加工とを同じ加工品質で行うことができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of performing forward path processing and backward path processing on a workpiece with the same processing quality.

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザー加工装置は、ワークを保持する保持機構と、該保持機構に保持された前記ワークにレーザービームを照射するレーザー照射機構とを備えたレーザー加工装置であって、前記レーザー照射機構は、前記レーザービームを発振する発振器と、前記レーザービームを前記保持機構に保持された前記ワークに向かって集光する集光レンズと、開口部を有し、前記レーザービームを前記ワークに照射したことで発生した加工屑が前記集光レンズに付着するのを低減するために前記開口部から前記ワークに向けて気体を噴射する保護ブローノズルと、を有し、前記保護ブローノズルは、前記集光レンズによって集光された前記レーザービームが前記開口部を通過して前記ワークに照射されるように配設され、前記保持機構と前記レーザー照射機構とを加工送り方向に沿って相対的に往復移動させながら前記ワークにレーザービームを照射することで行う往路加工時と復路加工時とで前記加工屑の前記ワークへの付着が同程度となるように、前記ワークに対する前記レーザービームの照射位置と前記開口部の中心位置とが調整されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a laser processing apparatus according to the present invention includes a holding mechanism that holds a workpiece, and a laser irradiation mechanism that irradiates the workpiece held by the holding mechanism with a laser beam. The laser irradiation mechanism includes an oscillator that oscillates the laser beam, a condenser lens that condenses the laser beam toward the work held by the holding mechanism, and an aperture. Protective blow nozzle for injecting gas from the opening toward the workpiece in order to reduce the processing dust generated by irradiating the workpiece with the laser beam from being attached to the condenser lens The protective blow nozzle is configured to allow the laser beam condensed by the condenser lens to pass through the opening and illuminate the workpiece. During the forward processing and the backward processing performed by irradiating the workpiece with a laser beam while relatively reciprocating the holding mechanism and the laser irradiation mechanism along the processing feed direction. Thus, the irradiation position of the laser beam on the work and the center position of the opening are adjusted so that the processing scrap adheres to the work at the same level.

本発明によれば、保持機構とレーザー照射機構とを加工送り方向に沿って相対的に往復移動させながらワークにレーザービームを照射することで行う往路加工時と復路加工時とでワークへの加工屑の付着が同程度となるように、ワークに対するレーザービームの照射位置と保護ブローノズルの開口部の中心位置とを調整することができる。例えば、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの開口部の中心位置とを同位置として往路加工と復路加工とを行った結果、往路加工で発生した加工屑のワークへの付着と復路加工で発生した加工屑のワークへの付着とで差がある場合は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの開口部の中心位置とをずらすことができる。したがって、保護ブローノズルの開口部から噴射される空気の流れにより、往路加工時と復路加工時とにおいてレーザービームの照射位置に対して一定の空気の流れを発生させることができる。この結果、往路加工時および復路加工時におけるレーザービームの照射位置の空気の流れは、前述のように発生させた一定の流れが支配的となるため、他の要因で発生する空気の流れを排除することができる。これによれば、往路加工時における加工屑のワークへの付着と復路加工時における加工屑のワークへの付着とを一定にすることが可能となり、ワークに対する往路加工と復路加工とを同じ加工品質で行うことができる。 According to the present invention, machining on a workpiece is performed during forward processing and backward processing performed by irradiating the workpiece with a laser beam while relatively moving the holding mechanism and the laser irradiation mechanism back and forth along the processing feed direction. The irradiation position of the laser beam with respect to the workpiece and the center position of the opening of the protective blow nozzle can be adjusted so that the adhesion of scraps is approximately the same. For example, when the laser beam irradiation position and the center position of the opening of the protective blow nozzle are set at the same position, as a result of the forward path machining and the backward path machining, the work scraps generated during the forward path machining are attached to the workpiece and generated during the backward path machining. If there is a difference between the processed scrap adhering to the workpiece, the irradiation position of the laser beam and the center position of the opening of the protective blow nozzle can be shifted. Therefore, a constant air flow can be generated with respect to the irradiation position of the laser beam during the forward pass processing and during the return pass processing due to the air flow injected from the opening of the protective blow nozzle. As a result, the air flow at the laser beam irradiation position at the time of forward processing and backward processing is dominated by the constant flow generated as described above, eliminating the air flow generated by other factors. can do. According to this, it becomes possible to make the adhesion of the processing scrap to the workpiece during the forward machining and the adhesion of the machining scrap to the workpiece during the backward machining constant, and the same machining quality for the forward machining and the backward machining for the workpiece. Can be done.

図１は、本実施の形態のレーザー加工装置の主要部の構成を説明する概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the configuration of the main part of the laser processing apparatus according to the present embodiment. 図２は、レーザー照射機構の正面図である。FIG. 2 is a front view of the laser irradiation mechanism. 図３は、レーザー照射機構の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the laser irradiation mechanism. 図４−１は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの噴射口の中心位置とをずらした場合の往路加工での加工位置を撮像した画像である。FIG. 4A is an image obtained by imaging the processing position in the forward processing when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port of the protective blow nozzle are shifted. 図４−２は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの噴射口の中心位置とをずらした場合の復路加工での加工位置を撮像した画像である。FIG. 4B is an image obtained by imaging the processing position in the return path processing when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port of the protective blow nozzle are shifted. 図５−１は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの噴射口の中心位置とを同位置とした場合の往路加工での加工位置を撮像した画像である。FIG. 5A is an image obtained by imaging the processing position in the forward processing when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port of the protective blow nozzle are the same position. 図５−２は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの噴射口の中心位置とを同位置とした場合の復路加工での加工位置を撮像した画像である。FIG. 5B is an image obtained by imaging the processing position in the return path processing when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port of the protective blow nozzle are the same position. 図６は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの噴射口の中心位置とをＸ軸方向にずらした場合の加工品質の評価結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the evaluation results of the processing quality when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port of the protective blow nozzle are shifted in the X-axis direction. 図７は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズルの噴射口の中心位置とをＹ軸方向にずらした場合の加工品質の評価結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an evaluation result of the processing quality when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port of the protective blow nozzle are shifted in the Y-axis direction. 図８は、最大加工幅振幅の算出方法を説明する説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating the maximum machining width amplitude.

以下、本発明を実施するための形態であるレーザー加工装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 Hereinafter, a laser processing apparatus which is a form for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.

本実施の形態のレーザー加工装置が加工対象とするワークは、略円板形状を有し、その表面側が互いに直交するストリートによって格子状に区画されており、区画された領域内にデバイスが形成されたものである。レーザー加工装置は、このワーク表面の格子状のストリートのそれぞれに沿ってレーザービームを照射し、ワークにレーザー加工を施す。 The workpiece to be processed by the laser processing apparatus of the present embodiment has a substantially disk shape, and the surface side thereof is partitioned in a lattice shape by streets orthogonal to each other, and a device is formed in the partitioned region. It is a thing. The laser processing apparatus irradiates a laser beam along each of the lattice-like streets on the surface of the workpiece, and performs laser processing on the workpiece.

なお、ワークの具体例は、特に限定されるものではなく、例えばシリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の半導体ウェーハ、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）系の無機材料基板、ＬＣＤドライバー等の各種電子部品、さらにはμｍオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。 The specific example of the workpiece is not particularly limited. For example, a semiconductor wafer such as silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs), or a DAF (Die Attach Film) provided on the back surface of the wafer for chip mounting. Adhesive members or semiconductor product packages, ceramics, glass, sapphire (Al ₂ O ₃ ) inorganic material substrates, various electronic parts such as LCD drivers, and various processing materials that require processing position accuracy on the order of μm Can be mentioned.

図１は、本実施の形態のレーザー加工装置１の主要部の構成を説明する概略斜視図である。図１に示すように、レーザー加工装置１は、ワークを保持するための保持機構２と、この保持機構２を加工送り方向であるＸ軸方向および割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させるためのＸＹ駆動機構４と、保持機構２によって保持されたワークにレーザービームを照射するためのレーザー照射機構５と、レーザー加工装置１を構成する各部の動作を制御してレーザー加工装置１を統括的に制御する制御手段６とを備える。 FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a main part of a laser processing apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 moves a holding mechanism 2 for holding a workpiece, and the holding mechanism 2 in the X-axis direction that is a machining feed direction and the Y-axis direction that is an indexing feed direction. The laser processing apparatus 1 is controlled by controlling the operation of each part of the laser processing apparatus 1 and the laser irradiation mechanism 5 for irradiating the workpiece held by the holding mechanism 2 with a laser beam. And control means 6 for controlling.

保持機構２は、ワークに応じた大きさのチャックテーブルを主体とするものであり、不図示の吸引手段によって上面である保持面２１上に載置されたワークを吸引保持する。この保持機構２に対し、ワークは、不図示の搬送手段によって、例えば表面側を上にして搬入され、保持面２１上で吸引保持される。このようにワークを保持面２１上で保持する保持機構２は、円筒部材３の上端に設けられ、円筒部材３内に配設された不図示のパルスモータによって鉛直軸を軸中心として回転自在な構成となっている。 The holding mechanism 2 mainly includes a chuck table having a size corresponding to the workpiece, and sucks and holds the workpiece placed on the holding surface 21 that is the upper surface by a suction unit (not shown). The workpiece is carried into the holding mechanism 2 by a conveying means (not shown), for example, with the front side facing up, and is sucked and held on the holding surface 21. The holding mechanism 2 that holds the workpiece on the holding surface 21 as described above is provided at the upper end of the cylindrical member 3 and is rotatable about a vertical axis by a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 3. It has a configuration.

ＸＹ駆動機構４は、２段の滑動ブロック４１，４２を備え、保持機構２は、円筒部材３を介してこれら２段の滑動ブロック４１，４２の上に搭載されている。また、ＸＹ駆動機構４は、ボールネジ４３１やパルスモータ４３２等で構成された加工送り機構４３を備え、滑動ブロック４１は、この加工送り機構４３によってＸ軸方向への移動が自在である。そして、加工送り機構４３が駆動して滑動ブロック４１が移動し、後述するレーザー照射機構５に対して保持機構２がＸ軸方向に移動することで、滑動ブロック４１に搭載された保持機構２とレーザー照射機構５とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。なお、以下の説明において、加工送り方向であるＸ軸方向について、図１中で矢印が指し示す方向を正の方向、その逆方向を負の方向と呼ぶ。 The XY drive mechanism 4 includes two stages of sliding blocks 41 and 42, and the holding mechanism 2 is mounted on the two stages of sliding blocks 41 and 42 via the cylindrical member 3. Further, the XY drive mechanism 4 includes a machining feed mechanism 43 constituted by a ball screw 431, a pulse motor 432, and the like, and the sliding block 41 can be moved in the X-axis direction by the machining feed mechanism 43. Then, the processing feed mechanism 43 is driven to move the sliding block 41, and the holding mechanism 2 moves in the X-axis direction with respect to a laser irradiation mechanism 5 to be described later, whereby the holding mechanism 2 mounted on the sliding block 41 and The laser irradiation mechanism 5 is relatively moved along the X-axis direction. In the following description, with respect to the X-axis direction that is the machining feed direction, the direction indicated by the arrow in FIG. 1 is referred to as a positive direction, and the opposite direction is referred to as a negative direction.

さらに、ＸＹ駆動機構４は、ボールネジ４４１やパルスモータ４４２等で構成された割り出し送り機構４４を備え、滑動ブロック４２は、この割り出し送り機構４４によってＹ軸方向への移動が自在である。そして、割り出し送り機構４４が駆動して滑動ブロック４２が移動し、レーザー照射機構５に対して保持機構２がＹ軸方向に移動することで、滑動ブロック４２に搭載された保持機構２とレーザー照射機構５とをＹ軸方向に沿って相対的に移動させる。 Further, the XY drive mechanism 4 includes an index feed mechanism 44 constituted by a ball screw 441, a pulse motor 442, and the like, and the sliding block 42 can be moved in the Y-axis direction by the index feed mechanism 44. Then, the indexing feed mechanism 44 is driven to move the sliding block 42, and the holding mechanism 2 moves in the Y-axis direction with respect to the laser irradiation mechanism 5, so that the laser irradiation with the holding mechanism 2 mounted on the sliding block 42 is performed. The mechanism 5 is relatively moved along the Y-axis direction.

なお、ここでは、保持機構２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることで保持機構２とレーザー照射機構５とを相対的に移動させる構成とした。これに対し、保持機構２を移動させずにレーザー照射機構５をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる構成としてもよい。また、保持機構２およびレーザー照射機構５の双方をＸ軸方向に沿って逆方向に移動させ、保持機構２およびレーザー照射機構５の双方をＹ軸方向に沿って逆方向に移動させてこれらを相対移動させる構成としてもよい。 Here, a configuration is adopted in which the holding mechanism 2 and the laser irradiation mechanism 5 are relatively moved by moving the holding mechanism 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction. On the other hand, the laser irradiation mechanism 5 may be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction without moving the holding mechanism 2. Further, both the holding mechanism 2 and the laser irradiation mechanism 5 are moved in the reverse direction along the X-axis direction, and both the holding mechanism 2 and the laser irradiation mechanism 5 are moved in the reverse direction along the Y-axis direction to move them. It is good also as a structure moved relatively.

また、加工送り機構４３に対しては、保持機構２の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段４５が付設されている。加工送り量検出手段４５は、Ｘ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック４１に配設されて滑動ブロック４１とともに移動することでリニアスケールを読み取る読み取りヘッド等で構成される。同様に、割り出し送り機構４４に対しては、保持機構２の割り出し送り量を検出するための割り出し送り量検出手段４６が付設されている。この割り出し送り量検出手段４６は、Ｙ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック４２に配設されて滑動ブロック４２とともに移動することでリニアスケールを読み取る読み取りヘッド等で構成される。 Further, a machining feed amount detecting means 45 for detecting the machining feed amount of the holding mechanism 2 is attached to the machining feed mechanism 43. The processing feed amount detection means 45 includes a linear scale disposed along the X-axis direction, a reading head that is disposed on the sliding block 41 and moves together with the sliding block 41, and reads the linear scale. Similarly, an index feed amount detection means 46 for detecting the index feed amount of the holding mechanism 2 is attached to the index feed mechanism 44. The index feed amount detection means 46 is configured by a linear scale disposed along the Y-axis direction, a reading head that is disposed on the sliding block 42 and moves along with the sliding block 42, and reads the linear scale. .

レーザー照射機構５は、レーザー照射ユニット５１と、撮像ユニット５６と、ハイトセンサ５７と、下面にこれらレーザー照射ユニット５１、撮像ユニット５６およびハイトセンサ５７を取り付けて保持機構２の上方で支持する支持部材５８とを備える。 The laser irradiation mechanism 5 includes a laser irradiation unit 51, an imaging unit 56, a height sensor 57, and a support member that supports the laser irradiation unit 51, the imaging unit 56, and the height sensor 57 on the lower surface and supports the holding mechanism 2 above. 58.

レーザー照射ユニット５１は、保持面２１上のワークにレーザービームを照射し、ワークの加工すべき位置（ストリート）に沿ってレーザー加工を施すためのものである。このレーザー照射ユニット５１は、後述するように保持面２１上のワークと対向するように配設された集光レンズ５４１（図２を参照）の他、発振器によって発振されたレーザービームを保持面２１上のワークに向けて反射させるためのミラーといった光学系（不図示）が内部に配設された集光器５４（図２を参照）を内蔵している。一方、支持部材５８の内部には、発振器や伝送光学系等（不図示）が配設されており、レーザー照射ユニット５１は、これら発振器や伝送光学系と協働し、集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付けられるワークにレーザービームを照射する。発振器は、所定波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームを発振するためのものであり、例えばＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ４レーザー発振器等からなるレーザービーム発振器等で構成される。 The laser irradiation unit 51 is for irradiating the workpiece on the holding surface 21 with a laser beam and performing laser processing along a position (street) where the workpiece is to be processed. The laser irradiation unit 51 receives a laser beam oscillated by an oscillator in addition to a condenser lens 541 (see FIG. 2) disposed so as to face a workpiece on the holding surface 21 as described later. An optical system (not shown) such as a mirror for reflecting toward the upper work is built in a condenser 54 (see FIG. 2) provided therein. On the other hand, an oscillator, a transmission optical system, and the like (not shown) are disposed inside the support member 58, and the laser irradiation unit 51 cooperates with these oscillators and the transmission optical system, and the vertical of the condenser lens 541. A laser beam is irradiated to a workpiece positioned below. The oscillator is for oscillating a laser beam having a predetermined wavelength (for example, 355 nm), and is composed of, for example, a laser beam oscillator such as a YAG laser oscillator or a YVO4 laser oscillator.

撮像ユニット５６は、保持面２１上のワークのストリート上の位置を集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付けるアライメントを行うためのものであり、例えば、保持面２１上のワークと対向するように配設された対物レンズ等を含む顕微鏡構造体と、この顕微鏡構造体によるワークの拡大観察像を撮像するカメラとからなる。ここで、アライメントは、保持面２１上のワークをレーザー加工するのに先立ち実施される。具体的には、先ず、保持機構２をＸＹ平面内で移動させて保持面２１上のワークを撮像ユニット５６の鉛直下方に位置付け、撮像ユニット５６によって保持面２１上のワークを撮像する。得られた画像データは制御手段６に出力される。続いてこの画像データにパターンマッチング等の画像処理を施すことでストリート上の位置（より詳細にはストリートの幅方向の中心位置）を検出し、この画像処理の結果をもとに検出したストリート上の位置を集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付ける。 The imaging unit 56 is for performing alignment so that the position of the workpiece on the holding surface 21 on the street is positioned vertically below the condenser lens 541. For example, the imaging unit 56 is arranged to face the workpiece on the holding surface 21. A microscope structure including the objective lens and the like, and a camera that captures an enlarged observation image of the workpiece by the microscope structure. Here, the alignment is performed prior to laser processing the workpiece on the holding surface 21. Specifically, first, the holding mechanism 2 is moved in the XY plane so that the workpiece on the holding surface 21 is positioned vertically below the imaging unit 56, and the workpiece on the holding surface 21 is imaged by the imaging unit 56. The obtained image data is output to the control means 6. Subsequently, this image data is subjected to image processing such as pattern matching to detect the position on the street (more specifically, the center position in the width direction of the street), and on the detected street based on the result of this image processing. Is positioned vertically below the condenser lens 541.

ハイトセンサ５７は、保持面２１上のワークのストリート上の位置の高さ（Ｚ位置）を検出する。 The height sensor 57 detects the height (Z position) of the position of the workpiece on the holding surface 21 on the street.

なお、支持部材５８は、レーザー照射ユニット５１をＺ軸方向に移動自在に支持しており、集光レンズ５４１を保持面２１に対して垂直に移動させることができるようになっている。このように、レーザー照射機構５は、集光レンズ５４１によって集光されるレーザービームの集光点位置（Ｚ位置）の調整が可能な構成とされている。 The support member 58 supports the laser irradiation unit 51 so as to be movable in the Z-axis direction, and can move the condenser lens 541 perpendicularly to the holding surface 21. As described above, the laser irradiation mechanism 5 is configured to be capable of adjusting the condensing point position (Z position) of the laser beam condensed by the condensing lens 541.

制御手段６は、レーザー加工装置１の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータ等で構成される。 The control means 6 is composed of a microcomputer or the like with a built-in memory for holding various data necessary for the operation of the laser processing apparatus 1.

以上のように構成されるレーザー加工装置１が行うレーザー加工について簡単に説明すると、先ず、保持機構２にワークを搬入し、保持面２１上でワークを吸引保持する。その後、円筒部材３内に配設された不図示のパルスモータを駆動し、保持面２１上のワークの向きを、その表面の互いに直交するうちの一方のストリートがＸ軸方向に沿う向きに調整する。続いて、ＸＹ駆動機構４を駆動し、保持機構２をＸＹ平面内で移動させて保持面２１上のワークを撮像ユニット５６の鉛直下方に位置付ける。そして、撮像ユニット５６によって保持面２１上のワークを撮像することでアライメントを実施し、直交するうちの一方のストリートの１つである加工対象のストリートの一端部を集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付ける。 The laser processing performed by the laser processing apparatus 1 configured as described above will be briefly described. First, the work is carried into the holding mechanism 2 and the work is sucked and held on the holding surface 21. Thereafter, a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 3 is driven to adjust the direction of the workpiece on the holding surface 21 so that one of the surfaces of the surface orthogonal to each other is along the X-axis direction. To do. Subsequently, the XY drive mechanism 4 is driven, and the holding mechanism 2 is moved in the XY plane so that the workpiece on the holding surface 21 is positioned vertically below the imaging unit 56. Then, alignment is performed by imaging the work on the holding surface 21 by the imaging unit 56, and one end portion of the street to be processed, which is one of the streets orthogonal to each other, is vertically below the condenser lens 541. Position.

そして、このようにして加工対象のストリートの一端部を集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付けた後、保持機構２を加工送り方向であるＸ軸方向に往復移動させながらレーザー照射ユニット５１によってレーザービームを照射し、一方のストリートのそれぞれに沿ってレーザー加工を施す。例えば、最初に加工対象とするストリートに沿ったレーザー加工では、保持機構２を正のＸ軸方向に加工送りしながら往路加工を行い、加工対象のストリートの一端部から他端部までレーザービームを照射する。このように他端部までレーザービームを照射したならば、保持機構２をＹ軸方向に移動させて隣接するストリートの他端部を集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付け、加工対象を移す。そして、保持機構２を負のＸ軸方向に加工送りしながら復路加工を行い、加工対象のストリートの他端部から一端部までレーザービームを照射する。 Then, after one end of the street to be processed is positioned vertically below the condenser lens 541 in this way, the laser beam is emitted by the laser irradiation unit 51 while reciprocating the holding mechanism 2 in the X-axis direction that is the processing feed direction. And laser process along each of the streets. For example, in laser processing along the street to be processed first, forward processing is performed while feeding the holding mechanism 2 in the positive X-axis direction, and a laser beam is emitted from one end portion to the other end portion of the processing target street. Irradiate. When the laser beam is irradiated to the other end portion in this way, the holding mechanism 2 is moved in the Y-axis direction so that the other end portion of the adjacent street is positioned vertically below the condenser lens 541 and the processing target is moved. Then, the return path processing is performed while processing and feeding the holding mechanism 2 in the negative X-axis direction, and a laser beam is irradiated from the other end portion of the processing target street to one end portion.

その後は、保持機構２をＹ軸方向に移動させて順次隣接するストリートを集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付け、加工対象を移しながら往路加工と復路加工とを順番に行う。そして、直交する一方のストリートの全てに対して往路加工または復路加工を行ったならば、保持機構２を９０度回転させることで直交する他方のストリートがＸ軸方向に沿うようにワークの姿勢を変更する。そして、一方のストリートに対する動作と同様にアライメントを行った後、順次他方のストリートを集光レンズ５４１の鉛直下方に位置付けて加工対象を移しながら往路加工と復路加工とを順番に行い、この他方のストリートのそれぞれに沿って往路加工または復路加工を行う。なお、ここでは、各ストリートに沿って往路加工または復路加工を行うことでレーザー加工を施すこととしたが、実際のレーザー加工では、各ストリートに沿って往路加工と復路加工とを行い、レーザービームを２回ずつ以上照射してレーザー加工を行う場合もある。 Thereafter, the holding mechanism 2 is moved in the Y-axis direction so that adjacent streets are sequentially positioned below the condenser lens 541, and the forward path machining and the backward path machining are sequentially performed while moving the machining target. If the forward machining or the backward machining is performed on all of the one orthogonal street, the work posture is adjusted so that the other orthogonal street follows the X-axis direction by rotating the holding mechanism 2 by 90 degrees. change. Then, after alignment is performed in the same manner as the operation for one street, the other street is sequentially positioned below the condenser lens 541 and the forward path machining and the backward path machining are sequentially performed while moving the machining target. Outbound or inward processing is performed along each street. In this example, laser processing is performed by performing forward processing or backward processing along each street. However, in actual laser processing, forward processing and backward processing are performed along each street, and the laser beam is processed. In some cases, laser processing is performed by irradiating 2 times or more.

次に、レーザー照射ユニット５１の詳細な構成について説明する。図２は、レーザー照射ユニット５１を含むレーザー照射機構５の正面図であり、レーザー照射ユニット５１の外壁を一部切り欠いて内部の構成を示すとともに、レーザー照射機構５の下方で加工送り方向であるＸ軸方向に沿って往復移動する保持機構２およびその保持面２１上に保持されたワークＷの側面を示している。また、図３は、レーザー照射機構５の平面図であり、レーザー照射機構５下方の保持機構２およびその保持面２１上に保持されたワークＷを併せて示している。また、図３中では、レーザー照射ユニット５１を構成する保護ブローノズル５３の開口部である噴射口５３１の周辺を拡大し、集光レンズ５４１によって集光されて保持面２１上のワークＷに照射されるレーザービームの照射位置Ｐ３１と、保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置Ｐ３２との位置関係の一例を模式的に示すとともに、噴射口５３１から噴射される空気の流れを矢印によって示している。 Next, a detailed configuration of the laser irradiation unit 51 will be described. FIG. 2 is a front view of the laser irradiation mechanism 5 including the laser irradiation unit 51, showing the internal configuration by partially cutting the outer wall of the laser irradiation unit 51, and in the processing feed direction below the laser irradiation mechanism 5. The side surface of the workpiece | work W hold | maintained on the holding mechanism 2 and its holding surface 21 which reciprocately move along a certain X-axis direction is shown. FIG. 3 is a plan view of the laser irradiation mechanism 5 and shows the holding mechanism 2 below the laser irradiation mechanism 5 and the workpiece W held on the holding surface 21 together. Further, in FIG. 3, the periphery of the injection port 531 which is an opening of the protective blow nozzle 53 constituting the laser irradiation unit 51 is enlarged, and the light is condensed by the condenser lens 541 and irradiated onto the work W on the holding surface 21. An example of the positional relationship between the irradiation position P31 of the laser beam to be emitted and the center position P32 of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 is schematically shown, and the flow of air ejected from the ejection port 531 is indicated by arrows. Yes.

図２に示すように、レーザー照射ユニット５１は、下面に吸引口５２１が形成された外形形状が略円筒形状を有するバキュームノズル５２、このバキュームノズル５２の内側において吸引口５２１よりも小径の噴射口５３１が吸引口５２１の略中心に位置するように配設された保護ブローノズル５３、保護ブローノズル５３の内側に配設された集光器５４、レーザービームの照射位置と噴射口５３１の中心位置との位置関係を調整する調整手段５５等を含み、バキュームノズル５２の外壁がレーザー照射ユニット５１の外壁を形成している。 As shown in FIG. 2, the laser irradiation unit 51 includes a vacuum nozzle 52 having a substantially cylindrical shape with a suction port 521 formed on the lower surface, and an injection port having a smaller diameter than the suction port 521 inside the vacuum nozzle 52. Protective blow nozzle 53 disposed so that 531 is positioned substantially at the center of suction port 521, condenser 54 disposed inside protective blow nozzle 53, laser beam irradiation position, and central position of injection port 531 The outer wall of the vacuum nozzle 52 forms the outer wall of the laser irradiation unit 51.

集光器５４が備える集光レンズ５４１は、噴射口５３１の上方となる位置でワークＷと対向するように集光器５４の下端部に配設されており、図２中に一点鎖線で示すように上方から入射するレーザービームを集光する。この集光レンズ５４１によって集光されたレーザービームは、噴射口５３１を通過してワークＷに照射される。 The condenser lens 541 provided in the condenser 54 is disposed at the lower end of the condenser 54 so as to face the workpiece W at a position above the ejection port 531, and is indicated by a one-dot chain line in FIG. Thus, the laser beam incident from above is condensed. The laser beam condensed by the condenser lens 541 passes through the ejection port 531 and is irradiated onto the workpiece W.

ここで、ワークＷにレーザービームを照射することで行うワークＷのレーザー加工時には、加工屑が発生する。保護ブローノズル５３は、この加工屑が飛散して集光レンズ５４１に付着するのを防止するためのものである。一方、バキュームノズル５２は、発生した加工屑を回収して加工屑のワークＷへの付着を低減するためのものであり、図３中の拡大部分に示すように、吸引口５２１は、噴射口５３１の外周位置に隣接配置された構成となっている。そして、保護ブローノズル５３は、図２中に矢印Ａ１で示すように、不図示の空気源からの空気を噴射口５３１から下方のワークＷに向けて噴射する。一方、バキュームノズル５２は、図２中に矢印Ａ２１，Ａ２２で示すように、吸引口５２１下方の空気を吸引して外部へと排出する。この構成により、噴射口５３１から噴射された空気は、レーザービームの照射位置で発生した加工屑を巻き込み、吸引口５２１から吸引されて外部へと排出される。 Here, during the laser processing of the workpiece W performed by irradiating the workpiece W with a laser beam, machining waste is generated. The protective blow nozzle 53 is for preventing the processing waste from scattering and adhering to the condenser lens 541. On the other hand, the vacuum nozzle 52 is for collecting the generated processing waste and reducing the adhesion of the processing waste to the workpiece W. As shown in the enlarged portion in FIG. 3, the suction port 521 is an injection port. 531 is arranged adjacent to the outer peripheral position of 531. The protective blow nozzle 53 injects air from an air source (not shown) toward the work W below from the injection port 531 as indicated by an arrow A1 in FIG. On the other hand, the vacuum nozzle 52 sucks the air below the suction port 521 and discharges it to the outside as indicated by arrows A21 and A22 in FIG. With this configuration, the air ejected from the ejection port 531 entrains the processing waste generated at the irradiation position of the laser beam, is sucked from the suction port 521 and is discharged to the outside.

調整手段５５は、噴射口５３１の中心位置に対してレーザービームの照射位置の中心を偏心させるためのものであり、集光レンズ５４１によって集光されるレーザービームの光路が遮られずに噴射口５３１を通過可能な範囲内で集光器５４を移動駆動する。 The adjusting means 55 is for decentering the center of the laser beam irradiation position with respect to the center position of the injection port 531, and the injection port is not obstructed by the optical path of the laser beam condensed by the condenser lens 541. The condenser 54 is driven to move within a range that can pass through 531.

上記したように、バキュームノズル５２は、レーザー照射時に発生した加工屑のワークＷへの付着を低減するためのものであるが、発生した加工屑のワークＷへの付着の度合いが往路加工と復路加工とで異なると、往路加工と復路加工とでワークＷの加工品質を同等にできないという別の問題がある。往路加工の加工品質と復路加工の加工品質とが同等でないと、最終的にストリートに沿ってワークＷを分割して得たチップの切断面の状態が往路加工が施された切断面と復路加工が施された切断面とで違ってしまい、チップ毎の品質にばらつきが生じてしまう。この加工屑のワークＷへの付着に影響を与える要因としては、レーザー照射機構５とワークＷとの間の空気の流れ（すなわち、レーザービームの照射位置における空気の流れ）が考えられる。 As described above, the vacuum nozzle 52 is for reducing the adhesion of the processing waste generated at the time of laser irradiation to the workpiece W. However, the degree of adhesion of the generated processing waste to the workpiece W depends on the forward processing and the return processing. If the machining differs, there is another problem that the machining quality of the workpiece W cannot be made equal between the outward machining and the backward machining. If the machining quality of the forward machining and the machining quality of the backward machining are not equivalent, the state of the cut surface of the chip finally obtained by dividing the workpiece W along the street is the cut surface subjected to the outward machining and the backward machining. Therefore, the quality of each chip varies. As a factor that affects the adhesion of the processing waste to the workpiece W, the air flow between the laser irradiation mechanism 5 and the workpiece W (that is, the air flow at the irradiation position of the laser beam) can be considered.

ところで、保護ブローノズル５３の噴射口５３１から噴射された空気は、ワークＷに吹き付けられ、その後図３中の拡大部分において矢印で示すように放射状に広がる。このとき、ワークＷに照射されるレーザービームの照射位置と、保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とが重なっていると、レーザービームの照射位置付近では噴射口５３１から噴射された空気の流れが起こりにくくなるため、加工屑のワークＷへの付着が外的要因による空気の流れの影響を受け易くなる。これに対し、レーザービームの照射位置と噴射口５３１の中心位置とをずらせば、往路加工時と復路加工時とでレーザービームの照射位置に一定の方向の空気の流れを発生させることができる。そこで、本実施の形態では、例えば、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とを同位置として往路加工と復路加工とを行った結果、往路加工で発生した加工屑のワークＷへの付着と復路加工で発生した加工屑のワークＷへの付着とで差がある場合に、調整手段５５によってレーザービームの照射位置と噴射口５３１の中心位置とをずらす。 By the way, the air injected from the injection port 531 of the protective blow nozzle 53 is blown to the workpiece W, and then spreads radially as indicated by arrows in the enlarged portion in FIG. At this time, if the irradiation position of the laser beam irradiated to the workpiece W and the center position of the injection port 531 of the protective blow nozzle 53 overlap, the air injected from the injection port 531 near the irradiation position of the laser beam. Since the flow does not easily occur, the attachment of the processing waste to the workpiece W is easily affected by the air flow due to an external factor. On the other hand, if the irradiation position of the laser beam and the center position of the injection port 531 are shifted, it is possible to generate an air flow in a certain direction at the irradiation position of the laser beam during the forward processing and the backward processing. Therefore, in the present embodiment, for example, the processing waste generated in the outward processing as a result of performing the outward processing and the backward processing by setting the irradiation position of the laser beam and the center position of the injection port 531 of the protective blow nozzle 53 as the same position. When there is a difference between the attachment of the workpiece W to the workpiece W and the attachment of the processing waste generated in the return path processing to the workpiece W, the adjusting means 55 shifts the irradiation position of the laser beam and the center position of the injection port 531.

具体的には、調整手段５５は、例えば、加工送り方向であるＸ軸方向へと集光器５４を移動駆動し、噴射口５３１の中心位置に対してレーザービームの照射位置をＸ軸方向に偏心させる。レーザービームの照射位置をＸ軸方向にずらすことで加工位置が蛇行する懸念を低減できる。例えば、図２では、レーザービームの照射位置を噴射口５３１の中心位置に対して正のＸ軸方向側である右側に偏心させた状態を示している。本実施の形態では、正のＸ軸方向側は、往路加工時の保持機構２の進行方向側に対応する。なお、図示しないが、レーザービームの照射位置を噴射口５３１の中心位置に対して負のＸ軸方向側である左側（復路加工時の保持機構２の進行方向側）に偏心させることも可能である。 Specifically, for example, the adjusting unit 55 drives and moves the condenser 54 in the X-axis direction that is the processing feed direction, and sets the irradiation position of the laser beam in the X-axis direction with respect to the center position of the ejection port 531. Make it eccentric. By shifting the irradiation position of the laser beam in the X-axis direction, the concern that the processing position meanders can be reduced. For example, FIG. 2 shows a state in which the irradiation position of the laser beam is decentered to the right side that is the positive X-axis direction side with respect to the center position of the ejection port 531. In the present embodiment, the positive X-axis direction side corresponds to the traveling direction side of the holding mechanism 2 at the time of forward machining. Although not shown, it is also possible to decenter the laser beam irradiation position to the left side that is the negative X-axis direction side with respect to the center position of the injection port 531 (the traveling direction side of the holding mechanism 2 during the return path processing). is there.

そして、このようにレーザービームの照射位置を噴射口５３１の中心位置Ｐ３２に対して右側の正のＸ軸方向側に偏心させると、図３に示すように、レーザービームの照射位置Ｐ３１には矢印Ａ３１で示す右向きの気流が発生する。この結果、往路加工時および復路加工時におけるレーザービームの照射位置Ｐ３１の空気の流れは、矢印Ａ３１で示す右向きの流れが支配的となり、他の要因で発生する空気の流れを排除することができる。これによれば、往路加工時における加工屑のワークＷへの付着と復路加工時における加工屑のワークＷへの付着とを一定にすることが可能となり、ワークＷに対する往路加工と復路加工とを同じ加工品質で行うことができる。そして、これによれば、最終的にワークＷを分割して得られるチップの切断面の状態を往路加工が施された切断面と復路加工が施された切断面とで同じにし、チップ毎の品質を同じにすることができる。 When the laser beam irradiation position is decentered to the positive X-axis direction on the right side with respect to the center position P32 of the ejection port 531, the laser beam irradiation position P31 has an arrow as shown in FIG. A rightward airflow indicated by A31 is generated. As a result, the air flow at the laser beam irradiation position P31 during the forward processing and the backward processing is dominated by the rightward flow indicated by the arrow A31, and the air flow generated by other factors can be eliminated. . According to this, it becomes possible to make the adhesion of the machining waste to the workpiece W during the forward machining and the adhesion of the machining waste to the workpiece W during the backward machining constant, and the forward machining and the backward machining for the workpiece W can be performed. Can be done with the same processing quality. And according to this, the state of the cut surface of the chip finally obtained by dividing the workpiece W is made the same in the cut surface subjected to the forward processing and the cut surface subjected to the return processing, and for each chip. The quality can be the same.

なお、このように調整手段５５によってレーザービームの照射位置Ｐ３１と噴射口５３１の中心位置Ｐ３２とをずらした場合であっても、レーザービームの照射位置に空気を吹き付けることができるので、バキュームノズル５２および保護ブローノズル５３によって集光レンズ５４１に対する加工屑の飛散・付着を防止し、集光レンズ５４１を保護できる。 Even when the laser beam irradiation position P31 and the center position P32 of the ejection port 531 are shifted by the adjusting means 55 in this way, air can be blown to the laser beam irradiation position, so the vacuum nozzle 52 In addition, the protective blow nozzle 53 prevents the processing waste from scattering and adhering to the condenser lens 541 and protects the condenser lens 541.

また、本実施の形態では、加工位置の蛇行が生じないようにするため、レーザービームの照射位置を噴射口５３１の中心位置に対してＸ軸方向に偏心させることとしたが、このレーザービームの照射位置を偏心させる方向はＸ軸方向に限定されるものではない。例えば、図３中の拡大部分において破線で示す位置をレーザービームの照射位置Ｐ３３としてＹ軸方向に偏心させた場合には、往路加工時および復路加工時においてレーザービームの照射位置Ｐ３３に矢印Ａ３２で示す上向きの気流を発生させることができる。 In this embodiment, the laser beam irradiation position is decentered in the X-axis direction with respect to the center position of the injection nozzle 531 in order to prevent the processing position from meandering. The direction in which the irradiation position is decentered is not limited to the X-axis direction. For example, when the position indicated by a broken line in the enlarged portion in FIG. 3 is decentered in the Y-axis direction as the laser beam irradiation position P33, the laser beam irradiation position P33 is indicated by an arrow A32 during forward processing and during backward processing. The upward airflow shown can be generated.

ここで、本発明の発明者等は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とをＸ軸方向に１２５μｍずらして往復加工と復路加工とを行い、加工屑の付着の度合いを比較する実験を行った。また、比較のため、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とを同位置として往路加工と復路加工とを行った。図４−１は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とをずらした場合の往路加工での加工位置を撮像した画像であり、図４−２は、この場合の復路加工での加工位置を撮像した画像である。また、図５−１は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とを同位置とした場合の往路加工での加工位置を撮像した画像であり、図５−２は、この場合の復路加工での加工位置を撮像した画像である。 Here, the inventors of the present invention perform the reciprocating process and the return path process by shifting the laser beam irradiation position and the center position of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 by 125 μm in the X-axis direction, and depositing the processing waste. An experiment was conducted to compare the degree of. For comparison, the forward path processing and the backward path processing were performed with the laser beam irradiation position and the center position of the injection port 531 of the protective blow nozzle 53 being the same position. FIG. 4-1 is an image obtained by imaging the processing position in the forward processing when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 are shifted. FIG. It is the image which imaged the processing position in the return path processing. FIG. 5A is an image obtained by imaging the processing position in the forward processing when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 are the same position. These are the images which imaged the processing position in the return path processing in this case.

図４−１および図４−２に示すように、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とを１２５μｍずらした場合では、往路加工と復路加工とで加工屑のワークへの付着の程度が同程度であった。これに対し、図５−１および図５−２に示すように、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とを同位置とした場合、往路加工の方が復路加工よりも加工屑のワークへの付着が多く見られ、加工屑のワークへの付着の程度が異なった。 As shown in FIGS. 4A and 4B, when the irradiation position of the laser beam and the center position of the injection port 531 of the protective blow nozzle 53 are shifted by 125 μm, the work of the machining waste is performed in the forward process and the return process. The degree of adhesion to was similar. On the other hand, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the irradiation position of the laser beam and the center position of the injection port 531 of the protective blow nozzle 53 are set to the same position, the backward processing is performed by the forward processing. More sticking of work scraps to the workpiece was observed, and the degree of sticking of work scraps to the work was different.

また、本発明の発明者等は、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とをＸ軸方向に１２５μｍずらした状態で、デフォーカス量を−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で変更して往路加工と復路加工とを行い、加工品質の評価を行った。図６は、この場合の評価結果を示す図である。また、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とをＹ軸方向に５００μｍずらした状態で、同様にデフォーカス量を−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で変更して往路加工と復路加工とを行い、加工品質の評価を行った。図７は、この場合の評価結果を示す図である。 Further, the inventors of the present invention set the defocus amount to −0.3 mm to 0.00 mm in a state where the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 are shifted by 125 μm in the X-axis direction. The machining quality was evaluated by changing the processing distance in the range of 3 mm to perform the forward machining and the backward machining. FIG. 6 is a diagram showing an evaluation result in this case. Similarly, the defocus amount is changed in the range of −0.3 mm to 0.3 mm in a state where the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 are shifted by 500 μm in the Y-axis direction. Then, forward processing and return processing were performed, and the processing quality was evaluated. FIG. 7 is a diagram showing an evaluation result in this case.

ここで、評価方法は特に限定されるものではなく、当業者が一般的に行う方法を用いればよいが、本例では、評価基準として例えば最大加工幅振幅Ａ_maxを算出し、最大加工幅振幅Ａ_maxが１μｍ以下の場合に、加工品質を良好（Ｇｏｏｄ）と判定することとする。図８は、最大加工幅振幅Ａ_maxの算出方法を説明する説明図であり、加工ラインＬを模式的に示している。ここでは、例えば加工ラインＬの一方のエッジ（図８では下側のエッジＥ）に着目し、高さ（加工ラインＬの幅方向をｙ座標方向とした場合のｙ座標位置）の最大値と最小値との差を最大加工幅振幅Ａ_maxと定義する。 Here, the evaluation method is not particularly limited, and a method generally performed by a person skilled in the art may be used. In this example, for example, a maximum machining width amplitude A _max is calculated as an evaluation criterion, and the maximum machining width amplitude is calculated. When A _max is 1 μm or less, the processing quality is determined to be good (Good). FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating the maximum machining width amplitude A _max and schematically shows the machining line L. FIG. Here, for example, focusing on one edge of the processing line L (lower edge E in FIG. 8), the maximum value of the height (y coordinate position when the width direction of the processing line L is the y coordinate direction) and The difference from the minimum value is defined as the maximum machining width amplitude A _max .

図６に示すように、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とをＸ軸方向にずらした場合では、デフォーカス量を変化させた全ての場合で良好（Ｇｏｏｄ）の判定結果を得た。これに対し、図７に示すように、レーザービームの照射位置と保護ブローノズル５３の噴射口５３１の中心位置とをＹ軸方向にずらした場合では、デフォーカス量が０．３０ｍｍの場合と、−０．１５ｍｍの場合に最大加工幅振幅Ａ_maxが１μｍ以下の条件を満足せずに判定結果が不良（ＮｏＧｏｏｄ）となった。このように、レーザービームの照射位置をＸ軸方向にずらした場合の方が、Ｙ軸方向にずらした場合と比べて高い評価が得られた。 As shown in FIG. 6, when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 are shifted in the X-axis direction, all cases where the defocus amount is changed are good (Good). The determination result was obtained. On the other hand, as shown in FIG. 7, when the irradiation position of the laser beam and the center position of the ejection port 531 of the protective blow nozzle 53 are shifted in the Y-axis direction, the defocus amount is 0.30 mm, In the case of -0.15 mm, the maximum machining width amplitude A _max did not satisfy the condition of 1 μm or less, and the determination result was poor (No Good). Thus, a higher evaluation was obtained when the irradiation position of the laser beam was shifted in the X-axis direction than when it was shifted in the Y-axis direction.

なお、本例では、最大加工幅振幅Ａ_maxを評価基準として算出し、算出した値をもとに加工品質を評価することとしたが、最大加工幅振幅Ａ_maxとは別の値を評価基準として用いることとしてもよい。例えば、図８に示す加工ラインＬの幅Ｗを全てのｘ位置あるいはｘ位置をいくつかサンプリングして算出し、その平均値を加工幅平均Ｗ_avgとして算出することとしてもよい。そして、最大加工幅振幅Ａ_maxを算出した加工幅平均Ｗ_avgで除して蛇行率を算出し（次式（１））、得られた蛇行率の値が予め設定される閾値以下（例えば７％以下）の場合に加工品質を良好と判定するようにしてもよい。
蛇行率＝（Ａ_max／Ｗ_avg）×１００・・・（１） In this example, the maximum machining width amplitude A _max is calculated as an evaluation criterion, and the machining quality is evaluated based on the calculated value. However, a value different from the maximum machining width amplitude A _max is used as the evaluation criterion. It is good also as using. For example, the width W of the processing line L shown in FIG. 8 may be calculated by sampling all x positions or some x positions, and the average value may be calculated as the processing width average _Wavg . Then, the meandering rate is calculated by dividing the maximum machining width amplitude A _max by the calculated machining width average _Wavg (the following equation (1)), and the value of the obtained meandering rate is equal to or less than a preset threshold value (for example, 7 % Or less), the processing quality may be determined to be good.
Meander rate = (A _max / W _avg ) × 100 (1)

以上のように、本発明のレーザー加工装置は、ワークに対する往路加工と復路加工とを同じ加工品質で行うのに適している。 As described above, the laser processing apparatus of the present invention is suitable for performing the forward path processing and the backward path processing on the workpiece with the same processing quality.

１レーザー加工装置
２保持機構
４ＸＹ駆動機構
５レーザー照射機構
５１レーザー照射ユニット
５２バキュームノズル
５２１吸込口
５３保護ブローノズル
５３１噴射口
５４集光器
５４１集光レンズ
５５調整手段
５６撮像ユニット
５７ハイトセンサ
６制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 2 Holding mechanism 4 XY drive mechanism 5 Laser irradiation mechanism 51 Laser irradiation unit 52 Vacuum nozzle 521 Suction port 53 Protection blow nozzle 531 Injection port 54 Condenser 541 Condensing lens 55 Adjustment means 56 Imaging unit 57 Height sensor 6 Control means

Claims

A laser processing apparatus comprising: a holding mechanism that holds a workpiece; and a laser irradiation mechanism that irradiates the workpiece held by the holding mechanism with a laser beam,
The laser irradiation mechanism is
An oscillator for oscillating the laser beam;
A condensing lens that condenses the laser beam toward the workpiece held by the holding mechanism;
A protective blower that has an opening and injects gas from the opening toward the workpiece in order to reduce processing dust generated by irradiating the workpiece with the laser beam from the opening. A nozzle,
Have
The protective blow nozzle is disposed so that the laser beam condensed by the condenser lens is irradiated to the workpiece through the opening.
The workpiece is transferred to the workpiece during forward processing and backward processing performed by irradiating the workpiece with a laser beam while relatively reciprocating the holding mechanism and the laser irradiation mechanism along the processing feed direction. The laser processing apparatus is characterized in that an irradiation position of the laser beam with respect to the workpiece and a center position of the opening are adjusted so that the adhesion of the workpiece becomes approximately the same.