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TW201808506A - 雷射光照射裝置以及雷射光照射方法 - Google Patents

雷射光照射裝置以及雷射光照射方法 Download PDF

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TW201808506A
TW201808506A TW106107825A TW106107825A TW201808506A TW 201808506 A TW201808506 A TW 201808506A TW 106107825 A TW106107825 A TW 106107825A TW 106107825 A TW106107825 A TW 106107825A TW 201808506 A TW201808506 A TW 201808506A
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伊崎泰則
中川愛湖
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濱松赫德尼古斯股份有限公司
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Abstract

本發明之雷射光照射裝置係具備：雷射光源、空間光調變器、接物透鏡、傳像光學系統、反射光檢測器、以及控制部，該雷射光源係用來產生雷射光；該空間光調變器係具有用來顯示相位圖案的顯示部；該接物透鏡，係用來將藉由空間光調變器射出的雷射光聚光於對象物；該傳像光學系統，係用來將顯示部之雷射光的影像傳像至接物透鏡之入射瞳面；該反射光檢測器，係用來對射入對象物並藉由與雷射光入射面相反側之反射面所反射的雷射光之反射光進行檢測；該控制部係用來控制顯示於顯示部的相位圖案。控制部，係當藉由反射光檢測器對反射光進行檢測時，使反射光像差修正圖案顯示於顯示部，該反射光像差修正圖案，係將在雷射光透過具有既定厚度之2倍厚度的對象物之情況所發生的像差進行修正的相位圖案。

Description

雷射光照射裝置以及雷射光照射方法
本發明之一態樣係關於雷射光照射裝置及雷射光照射方法。
以往，作為將雷射光照射於對象物的雷射光照射裝置，例如專利文獻1所記載的裝置是已知的。於如此之雷射光照射裝置中，藉由雷射光源所產生的雷射光，係在藉由空間光調變器調變之後，藉由接物透鏡而被聚光於對象物。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-51011號公報
於上述雷射光照射裝置中，係藉由4f光學系統等之傳像光學系統，而使空間光調變器之顯示部的雷射光之影像傳像至接物透鏡的入射瞳面。在此，在傳像至接 物透鏡之入射瞳面的雷射光之影像的中心位置與該入射瞳面的中心位置不一致的情況，例如可能使被聚光於對象物之雷射光的光束強度中心偏離，而有導致加工品質(雷射光照射後之對象物的品質)惡化。
因此，本發明之一態樣，其目的在於提供一種雷射光照射裝置及雷射光照射方法，其可掌握藉由傳像光學系統傳像至接物透鏡的入射瞳面之雷射光之影像的中心位置與該入射瞳面的中心位置之間的偏差。
本發明之一態樣之雷射光照射裝置，係用來將雷射光照射於既定厚度的對象物，該雷射光照射裝置係具備：雷射光源、空間光調變器、接物透鏡、傳像光學系統、反射光檢測器、以及控制部，該雷射光源係用來產生雷射光；該空間光調變器，係具有用來顯示相位圖案的顯示部，用來使藉由雷射光源所產生的雷射光射入顯示部，並將該雷射光因應於相位圖案來進行調變而從顯示部射出；該接物透鏡，係用來將藉由空間光調變器射出的雷射光聚光於對象物；該傳像光學系統，係用來將空間光調變器的顯示部之雷射光的影像傳像至接物透鏡之入射瞳面；該反射光檢測器，係用來對射入對象物並藉由與雷射光入射面相反側之反射面所反射的雷射光之反射光進行檢測；該控制部係用來至少控制顯示於顯示部的相位圖案，控制部，係當藉由反射光檢測器對反射光進行檢測時，使反射 光像差修正圖案顯示於顯示部，該反射光像差修正圖案，係將在雷射光透過具有既定厚度之2倍厚度的對象物之情況所發生的像差進行修正的相位圖案。
於此雷射光照射裝置中，從對象物之雷射光入射面射入後藉由反射面反射之雷射光的反射光，係藉由反射光檢測器進行檢測。此時，針對起因於透過對象物而於反射光產生的像差，係可藉由在反射光空間光調變器之反射光像差修正圖案進行調變而修正。在此，發現在傳像至入射瞳面的雷射光之影像的中心位置與該入射瞳面的中心位置之間具有偏差(以下，亦簡稱為「傳像位置偏差」)的情況，相較於無該傳像位置偏差的情況，例如由於在接物透鏡雷射光未被適正地聚光，因此於藉由反射光檢測器所檢測之反射光容易顯現慧形像差等之像差的影響。因而，可根據對反射光進行檢測後之檢測結果而掌握傳像位置偏差。
本發明之一態樣之雷射光照射裝置，亦可具備位置判定部，該位置判定部，係用來根據反射光檢測器的檢測結果，來判定入射瞳面的中心位置與藉由傳像光學系統傳像至入射瞳面的雷射光之影像的中心位置之間是否具有偏差。依據此構造，可自動判定傳像位置偏差之有無。
於本發明之一態樣之雷射光照射裝置中，亦可反射光檢測器，係包含用來拍攝包含反射光的點像之影像的攝像機，位置判定部，係在藉由攝像機所拍攝的影像 之反射光的點像並非旋轉對稱之光學影像的情況下，判定為具有偏差。發現：藉由攝像機所拍攝之反射光的點像，當無傳像位置偏差時係成為旋轉對稱之光學影像，另一方面，當具有傳像位置偏差時係因例如慧形像差等之影響而難以成為旋轉對稱之光學影像。因此，於位置判定部中，當反射光之點像並非旋轉對稱之光學影像的情況判定為具有傳像位置偏差，藉此可精度佳地判定傳像位置偏差之有無。
於本發明之一態樣之雷射光照射裝置中，亦可反射光檢測器，係包含用來檢測反射光的波面之波面感測器，位置判定部，係在藉由波面感測器所檢測到的反射光之波面並非平面的情況下，判定為具有偏差。發現：反射光，當無傳像位置偏差時係成為平面波，另一方面，當具有傳像位置偏差時難以成為平面波。因此，於位置判定部中，當波面感測器所檢測之反射光的波面並非平面的情況判定為具有傳像位置偏差，藉此可精度佳地判定傳像位置偏差之有無。
本發明之一態樣之雷射光照射裝置，亦可具備位置調整部，該位置調整部，係將當於顯示部顯示相位圖案時作為基準之基準位置，根據反射光檢測器之檢測結果進行移位。根據反射光檢測器之檢測結果將基準位置進行移位，可以例如減低傳像位置偏差的方式自動調整傳像至入射瞳面的雷射光之影像的位置。
於本發明之一態樣之雷射光照射裝置中，亦 可反射光檢測器，係包含用來拍攝包含反射光的點像之影像的攝像機，位置調整部，係以使藉由攝像機所拍攝的影像之反射光的點像成為旋轉對稱之光學影像的方式將基準位置進行移位。發現：如上述般，當無傳像位置偏差時，藉由攝像機所拍攝的反射光之點像係成為旋轉對稱之光學影像。因而，以使反射光之點像成為旋轉對稱之光學影像的方式將基準位置進行移位，可將傳像至入射瞳面的雷射光之影像的中心位置調整成與該入射瞳面的中心位置一致，而減低傳像位置偏差。
於本發明之一態樣之雷射光照射裝置中，亦可反射光檢測器，係包含用來檢測反射光的波面之波面感測器，位置調整部，係以使藉由波面感測器所檢測到的反射光之波面成為平面的方式將基準位置進行移位。發現，如上述般，當無傳像位置偏差時，反射光係成為平面波。因而，以使藉由波面感測器所檢測的反射光之波面成為平面的方式將基準位置進行移位，可將傳像至入射瞳面的雷射光之影像的中心位置調整成與該入射瞳面的中心位置一致，而減低傳像位置偏差。
本發明之一態樣之雷射光照射裝置，亦可具備移動機構，該移動機構係用來使接物透鏡及對象物之至少一者進行移動，控制部係執行下列處理：使反射光像差修正圖案顯示於顯示部之第1處理；藉由移動機構，使接物透鏡及對象物之至少一者往可藉由反射光檢測器檢測反射光的位置進行移動之第2處理；在第2處理之後，以藉 由第1處理使反射光像差修正圖案顯示於顯示部的狀態，從雷射光源產生雷射光並照射於對象物，而取得因應於該照射所檢測到之反射光檢測器的檢測結果之第3處理；使顯示部上之反射光像差修正圖案的位置變化來反覆進行1次或複數次第3處理，而取得複數種反射光檢測器的檢測結果之第4處理，位置調整部，係根據反射光檢測器之複數種檢測結果來算出顯示部之光軸中心，而朝向該光軸中心將基準位置進行移位。於此情況，可具體地實現用來減低傳像位置偏差的調整。
本發明之一態樣之雷射光照射方法，係使用雷射光照射裝置來將雷射光照射於既定厚度的對象物，雷射光照射裝置係具備：雷射光源、空間光調變器、接物透鏡、傳像光學系統、以及反射光檢測器，該雷射光源係用來產生雷射光；該空間光調變器，係具有用來顯示相位圖案的顯示部，用來使藉由雷射光源所產生的雷射光射入前述顯示部，並將該雷射光因應於相位圖案來進行調變而從顯示部射出；該接物透鏡，係用來將藉由空間光調變器射出的雷射光聚光於對象物；該傳像光學系統，係用來將空間光調變器之顯示部的雷射光之影像傳像至接物透鏡之入射瞳面；該反射光檢測器，係用來對射入對象物並藉由與雷射光入射面相反側的相反面所反射的雷射光之反射光進行檢測，該雷射光照射方法係包含下列步驟：使反射光像差修正圖案顯示於顯示部的第1步驟，該反射光像差修正圖案，係將在雷射光透過具有既定厚度之2倍厚度的對象 物之情況所發生的像差進行修正的相位圖案；以藉由第1步驟使反射光像差修正圖案顯示於顯示部的狀態，從雷射光源產生雷射光並照射於對象物，因應於該照射藉由反射光檢測器檢測雷射光之反射光的第2步驟；在第2步驟之後，將當於顯示部顯示相位圖案時作為基準之基準位置，根據反射光檢測器之檢測結果進行移位的第3步驟。
發現，如上述般，在具有傳像位置偏差的情況，相較於無該傳像位置偏差的情況，於藉由反射光檢測器所檢測之反射光容易顯現慧形像差等之像差的影響。因而，可藉由第2步驟所檢測之反射光的檢測結果而掌握傳像位置偏差。進而，藉由第3步驟中根據反射光檢測器之檢測結果將基準位置進行移位，可以例如減低傳像位置偏差的方式調整傳像至入射瞳面的雷射光之影像的位置。
依據本發明之一態樣，可提供一種雷射光照射裝置及雷射光照射方法，其可掌握藉由傳像光學系統傳像至接物透鏡的入射瞳面之雷射光之影像的中心位置與該入射瞳面的中心位置之間的偏差。
1‧‧‧加工對象物(對象物)
1a、3‧‧‧表面(雷射光入射面)
1b‧‧‧背面(相反面)
9‧‧‧相位圖案
10‧‧‧反射光像差修正圖案
100、200‧‧‧雷射加工裝置(雷射光照射裝置)
216‧‧‧液晶層(顯示部)
240‧‧‧第2移動機構(移動機構)
310‧‧‧雷射振盪器(雷射光源)
410‧‧‧反射型空間光變調器(空間光變調器)
420‧‧‧4f透鏡單元(傳像光學系統)
430‧‧‧聚光透鏡單元(接物透鏡)
430a‧‧‧入射瞳面
488‧‧‧觀察用攝像機(反射光檢測器、攝像機)
500‧‧‧控制部(位置判定部、位置調整部)
588‧‧‧波面感測器
L‧‧‧雷射光
RL‧‧‧反射光
[第1圖]第1圖係改質區域之形成所使用的雷射加工裝置之概略構造圖。
[第2圖]第2圖係成為改質區域之形成的對象之加工對象物之俯視圖。
[第3圖]第3圖係沿著第2圖之加工對象物的III-III線之剖面圖。
[第4圖]第4圖係雷射加工後的加工對象物之俯視圖。
[第5圖]第5圖係沿著第4圖之加工對象物的V-V線之剖面圖。
[第6圖]第6圖係沿著第4圖之加工對象物的VI-VI線之剖面圖。
[第7圖]第7圖係實施形態的雷射加工裝置之立體圖。
[第8圖]第8圖係被安裝於第7圖之雷射加工裝置的支承台之加工對象物之立體圖。
[第9圖]第9圖係沿著第7圖之ZX平面的雷射輸出部之剖面圖。
[第10圖]第10圖係第7圖之雷射加工裝置之雷射輸出部及雷射聚光部的一部分之立體圖。
[第11圖]第11圖係沿著第7圖之XY平面的雷射聚光部之剖面圖。
[第12圖]第12圖係沿著第11圖之XII-XII線的雷射聚光部之剖面圖。
[第13圖]第13圖係沿著第12圖之XIII-XIII線的雷射聚光部之剖面圖。
[第14圖]第14圖係第7圖之雷射加工裝置的反射型空間光調變器之部分剖面圖。
[第15圖]第15圖係顯示第11圖之雷射聚光部的反射型空間光調變器、4f透鏡單元及聚光透鏡單元的光學配置關係之圖。
[第16圖]第16圖係顯示實施形態的雷射加工裝置的重要部分之概略構造圖。
[第17圖]第17圖係說明雷射光之背面反射時的各聚光狀態之概略剖面圖。
[第18圖]第18圖係顯示於第17圖之各聚光狀態中藉由觀察用攝像機所拍攝的點像影像之例之照片圖。
[第19圖]第19圖係說明未產生傳像位置偏差的狀態之概略圖。
[第20圖]第20圖係說明產生有傳像位置偏差的狀態之概略圖。
[第21圖]第21圖係例示當使顯示於液晶層之相位圖案的位置變化時之點像影像之圖。
[第22圖]第22圖係例示當使顯示於液晶層之相位圖案的位置變化時之點像影像之另一圖。
[第23圖]第23圖係顯示實施形態的雷射光照射方法之流程。
[第24圖]第24圖係顯示第23圖之基準位置調整處理之流程。
[第25圖]第25圖係顯示基準位置與雷射加工結果 的關係之表。
[第26圖]第26圖係顯示基準位置與雷射加工結果的關係之另一表。
[第27圖]第27圖係顯示變形例的雷射加工裝置的重要部分之概略構造圖。
以下，針對實施形態，參照附圖詳細地進行說明。另外，於各圖中，對於相同或相當部分係標示相同符號，並省略重複的說明。
於實施形態之雷射加工裝置(雷射光照射裝置)中，係藉由將雷射光聚光於加工對象物，而沿著切斷預定線於加工對象物形成改質區域。因此，首先，針對改質區域之形成，參照第1圖~第6圖來進行說明。
如第1圖所示般，雷射加工裝置100係具備有：雷射光源101、分光鏡103、以及聚光用透鏡105，該雷射光源101，係用來將雷射光L進行脈衝振盪；該分光鏡103，係配置成使雷射光L之光軸(光路徑)的方向能夠90°轉變；該聚光用透鏡105係用來將雷射光L聚光。此外，雷射加工裝置100係具備有：支承台107、載置台111、雷射光源控制部102、以及載置台控制部115，該支承台107，係用來支承藉由聚光用透鏡105聚光後的雷射光L所照射的對象物、即加工對象物1；該載置台111，係用來使支承台107進行移動的移動機構；該 雷射光源控制部102，係用來控制雷射光源101，以調節雷射光L之輸出或脈衝寬、脈衝波形等；該載置台控制部115，係用來控制載置台111的移動。
於此雷射加工裝置100中，從雷射光源101所射出的雷射光L，係藉由分光鏡103而能夠將其光軸的方向90°轉變，並藉由聚光用透鏡105而聚光於在支承台107上所載置之加工對象物1的內部。並且，使載置台111移動，而使加工對象物1相對於雷射光L沿著切斷預定線5進行相對移動。藉此，於加工對象物1上形成沿著切斷預定線5的改質區域。另外，在此，為了使雷射光L相對地移動雖是移動載置台111，但亦可移動聚光用透鏡105，或者移動該等雙方。
作為加工對象物1，係可使用包含以半導體材料所形成的半導體基板或以壓電材料所形成的壓電基板等之板狀的構件(例如，基板、晶圓等)。如第2圖所示般，於加工對象物1，係設定有用來切斷加工對象物1的切斷預定線5。切斷預定線5係呈直線狀延伸的假想線。於在加工對象物1之內部形成改質區域的情況，如第3圖所示般，在使聚光點(聚光位置)P對準加工對象物1之內部的狀態下，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即，於第2圖之箭頭A方向)相對地進行移動。藉此，如第4圖、第5圖及第6圖所示般，改質區域7係沿著切斷預定線5形成於加工對象物1，使沿著切斷預定線5所形成的改質區域7成為切斷起點區域8。切斷預定線5係對應於 照射預定線。
聚光點P係指雷射光L聚光的部位。切斷預定線5，並不限於直線狀，可為曲線狀，亦可為將該等組合而成之3維狀，或座標指定者。切斷預定線5，並不限於假想線，亦可為在加工對象物1之表面3實際畫出的線。改質區域7，有時會連續地形成，有時會斷續地形成。改質區域7，係可為列狀亦可為點狀，重點在於，只要改質區域7至少形成在加工對象物1的內部、表面3或背面即可。有時以改質區域7作為起點而形成龜裂，龜裂及改質區域7，亦可露出於加工對象物1的外表面(表面3、背面、或外周面)。形成改質區域7時之雷射光入射面，並不限定於加工對象物1的表面3，亦可為加工對象物1的背面。
順帶一提，於在加工對象物1的內部形成改質區域7的情況，雷射光L，係透過加工對象物1並且特別被吸收在位於加工對象物1之內部的聚光點P附近。藉此，於加工對象物1形成改質區域7(亦即，內部吸收型雷射加工)。於此情況中，由於在加工對象物1的表面3幾乎不吸收雷射光L，因此加工對象物1的表面3並不會熔融。另一方面，於在加工對象物1的表面3或背面形成改質區域7的情況下，雷射光L，特別被吸收在位於表面3或背面的聚光點P附近，從表面3或背面進行熔融、去除，而形成孔或溝槽等之去除部(表面吸收型雷射加工)。
改質區域7，係指密度、折射率、機械性強度或其他的物理特性成為與周圍不同狀態的區域。作為改質區域7，例如，有熔融處理區域(意味著：暫時熔融後再固化而成的區域、熔融狀態中的區域及從熔融再固化之狀態中的區域當中至少任一者)、裂縫區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，亦有該等混合存在的區域。進而，作為改質區域7，係有於加工對象物1之材料中改質區域7之密度為與非改質區域之密度進行比較產生了變化的區域，或形成有晶格缺陷的區域。在加工對象物1的材料為單結晶矽的情況，改質區域7，係統稱為高轉位密度區域。
熔融處理區域、折射率變化區域、改質區域7之密度為與非改質區域之密度進行比較產生了變化的區域、以及形成有晶格缺陷的區域，有時會進一步在該等區域的內部或改質區域7與非改質區域的界面內含龜裂(破裂、微裂縫)。所內含的龜裂，係有跨改質區域7之全面的情況或僅形成於一部分或複數部分的情況。加工對象物1，係包含由具有結晶構造之結晶材料所構成的基板。例如，加工對象物1，係包含以氮化鎵(GaN)、矽(Si)、碳化矽(SiC)、LiTaO3、及藍寶石(Al2O3)之至少任一者所形成的基板。若換言之，則加工對象物1，例如，係包含氮化鎵基板、矽基板、SiC基板、LiTaO3基板、或者藍寶石基板。結晶材料，亦可為異向性結晶及等向性結晶之任一者。此外，加工對象物1，係可包含由具 有非結晶構造(非晶質構造)之非結晶材料所構成的基板，例如，亦可包含玻璃基板。
於實施形態中，係可藉由沿著切斷預定線5來形成複數個改質點(加工痕)，而形成改質區域7。於此情況中，藉由使複數個改質點聚集而成為改質區域7。改質點，係指藉由脈衝雷射光之1脈衝的射擊(也就是說1脈衝之雷射照射：雷射射擊)所形成的改質部分。作為改質點係可列舉：裂縫點、熔融處理點或折射率變化點，或者該等之至少1個混合存在者等。針對改質點，係可考慮所要求的切斷精度、所要求的切斷面之平坦性、加工對象物1之厚度、種類、結晶方位等，而對其大小或所產生之龜裂的長度進行適當控制。此外，於實施形態中，係可沿著切斷預定線5，來形成改質點作為改質區域7。
[實施形態之雷射加工裝置]
接著，針對實施形態之雷射加工裝置進行說明。於以下說明中，將水平面內彼此正交的方向設為X軸方向及Y軸方向，將垂直方向設為Z軸方向。
[雷射加工裝置之整體構造]
如第7圖所示般，雷射加工裝置200係具備有：裝置框架210、第1移動機構220、支承台230、以及第2移動機構(移動機構)240。進而，雷射加工裝置200係具備有：雷射輸出部300、雷射聚光部400、以及 控制部500。
第1移動機構220係被安裝於裝置框架210。第1移動機構220係具有：第1軌道單元221、第2軌道單元222、以及可動基座223。第1軌道單元221係被安裝於裝置框架210。於第1軌道單元221，係設置有沿著Y軸方向延伸的一對軌道221a、221b。第2軌道單元222，係以可沿著Y軸方向移動的方式被安裝於第1軌道單元221的一對軌道221a、221b。於第2軌道單元222，係設置有沿著X軸方向延伸的一對軌道222a、222b。可動基座223，係以可沿著X軸方向移動的方式被安裝於第2軌道單元222的一對軌道222a、222b。可動基座223，係可以與Z軸方向平行的軸線作為中心線進行旋轉。
支承台230係被安裝於可動基座223。支承台230係用來支承加工對象物1。加工對象物1，例如，係在由矽等之半導體材料所構成的基板之表面側以矩陣狀形成有複數個功能元件(光二極體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、或者被形成作為電路的電路元件等)者。當加工對象物1被支承於支承台230時，係如第8圖所示般，於貼在環狀之框架11的薄膜12上貼附例如加工對象物1之表面1a(複數個功能元件側之面)。支承台230，係藉由夾器來保持框架11，並且藉由真空吸盤來吸附薄膜12，藉此而支承加工對象物1。於支承台230上，彼此平行的複數個切斷預定線5a、及彼此平行的複數個切斷預定線5b係以通過相鄰接的功能元件之間的方式以 格子狀設定於加工對象物1。加工對象物1係呈現既定厚度(在此為775μm)之板狀。加工對象物1之既定厚度並無限定，當然可為各種厚度。
如第7圖所示般，支承台230，係藉由使於第1移動機構220中之第2軌道222動作，而沿著Y軸方向移動。此外，支承台230，係藉由使於第1移動機構220中之可動基座223動作，而沿著X軸方向移動。進而，支承台230，係藉由使於第1移動機構220中之可動基座223動作，而以與Z軸方向平行的軸線作為中心線進行旋轉。如此般，支承台230，係以成為可沿著X軸方向及Y軸方向進行移動且成為可以與Z軸方向平行的軸線作為中心線進行旋轉的方式，被安裝於裝置框架210。
雷射輸出部300係被安裝於裝置框架210。雷射聚光部400係透過第2移動機構240被安裝於裝置框架210。雷射聚光部400，係藉由使第2移動機構240動作，而沿著Z軸方向移動。如此般，雷射聚光部400，係以成為相對於雷射輸出部300而可沿著Z軸方向移動的方式，被安裝於裝置框架210。
控制部500，係藉由CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等所構成。控制部500，係用來控制雷射加工裝置200之各部的動作。
作為一例子，於雷射加工裝置200中，係如下述般，沿著各切斷預定線5a、5b(參照第8圖)，而 於加工對象物1的內部形成改質區域。
首先，以使加工對象物1的背面1b(參照第8圖)成為雷射光入射面的方式，來將加工對象物1支承於支承台230，使加工對象物1之各切斷預定線5a合致於與X軸平行的方向。接著，以使雷射光L之聚光點位於加工對象物1的內部從加工對象物1之雷射光入射面分離既定距離的位置的方式，藉由第2移動機構240來使雷射聚光部400移動。接著，一面將加工對象物1之雷射光入射面與雷射光L之聚光點的距離維持一定，一面使雷射光L之聚光點沿著各切斷預定線5a相對地移動。藉此，沿著各切斷預定線5a於加工對象物1的內部形成改質區域。
若沿著各切斷預定線5a之改質區域的形成結束，則藉由第1移動機構220使支承台230進行旋轉，而使加工對象物1之各切斷預定線5b合致於與X軸方向平行的方向。接著，以使雷射光L之聚光點位於加工對象物1的內部從加工對象物1之雷射光入射面分離既定距離的位置的方式，藉由第2移動機構240來使雷射聚光部400移動。接著，一面將加工對象物1之雷射光入射面與雷射光L之聚光點的距離維持一定，一面使雷射光L之聚光點沿著各切斷預定線5b相對地移動。藉此，沿著各切斷預定線5b於加工對象物1的內部形成改質區域。
如此般，於雷射加工裝置200中，與X軸方向平行的方向係設為加工方向(雷射光L的掃描方向)。 另外，沿著各切斷預定線5a之雷射光L的聚光點之相對的移動、及沿著各切斷預定線5b之雷射光L的聚光點之相對的移動，係藉由第1移動機構220使支承台230沿著X軸方向移動而實施。此外，各切斷預定線5a間之雷射光L的聚光點之相對的移動、及各切斷預定線5b間之雷射光L的聚光點之相對的移動，係藉由第1移動機構220使支承台230沿著Y軸方向移動而實施。
如第9圖所示般，雷射輸出部300，係具有安裝基座301、蓋302、以及複數個反射鏡303、304。進而，雷射輸出部300係具有：雷射振盪器(雷射光源)310、開閉器320、λ/2波長板單元330、偏光板單元340、擴束器350、以及反射鏡單元360。
安裝基座301，係用來支承複數個反射鏡303、304、雷射振盪器310、開閉器320、λ/2波長板單元330、偏光板單元340、擴束器350及反射鏡單元360。複數個反射鏡303、304、雷射振盪器310、開閉器320、λ/2波長板單元330、偏光板單元340、擴束器350及反射鏡單元360，係被安裝於安裝基座301的主面301a。安裝基座301係板狀的構件，其可相對於裝置框架210(參照第7圖)進行裝卸。雷射輸出部300，係透過安裝基座301被安裝於裝置框架210。也就是說，雷射輸出部300係可相對於裝置框架210進行裝卸。
蓋302，係於安裝基座301的主面301a上，覆蓋複數個反射鏡303、304、雷射振盪器310、開閉器 320、λ/2波長板單元330、偏光板單元340、擴束器350及反射鏡單元360。蓋302，係可相對於安裝基座301進行裝卸。
雷射振盪器310，係將直線偏光之雷射光L沿著X軸方向進行脈衝振盪。從雷射振盪器310所射出的雷射光L之波長，係包含於500~550nm、1000~1150nm或1300~1400nm之任一波長範圍內。500~550nm之波長範圍的雷射光L，係適於對於例如由藍寶石所構成之基板的內部吸收型雷射加工。1000~1150nm及1300~1400nm之各波長範圍的雷射光L，係適於對於例如由矽所構成之基板的內部吸收型雷射加工。從雷射振盪器310所射出的雷射光L之偏光方向，例如，係與Y軸方向平行的方向。從雷射振盪器310所射出的雷射光L，係藉由反射鏡303被反射，沿著Y軸方向來射入開閉器320。
於雷射振盪器310中，係如以下般，將雷射光L之輸出的開關(ON/OFF)進行切換。在雷射振盪器310為以固體雷射所構成的情況，藉由將設置於共振器內的Q開關(AOM(音響光學調變器)、EOM(電光學調變器)等)之開關(ON/OFF)進行切換，而將雷射光L的輸出之開關(ON/OFF)進行高速切換。在雷射振盪器310為以光纖雷射所構成的情況，藉由將構成種子雷射、擴大(激發用)雷射之半導體雷射的輸出之開關(ON/OFF)進行切換，而將雷射光L的輸出之開關(ON/OFF)進行高速切換。在雷射振盪器310使用外部 調變元件的情況，藉由將設置於共振器外的外部調變元件(AOM、EOM等)之開關(ON/OFF)進行切換，而將雷射光L的輸出之開關(ON/OFF)進行高速切換。
開閉器320，係藉由機械式的機構來將雷射光L之光路徑進行開閉。來自雷射輸出部300之雷射光L的輸出之開關(ON/OFF)的切換，雖如上述般，藉由雷射振盪器310之雷射光L的輸出之開關(ON/OFF)的切換來實施，但藉由設置有開閉器320，而可防止例如從雷射輸出部300雷射光L無預期地射出。通過開閉器320的雷射光L，係藉由反射鏡304被反射，並沿著X軸方向依序射入λ/2波長板單元330及偏光板單元340。
λ/2波長板單元330及偏光板單元340，係發揮作為用來調整雷射光L之輸出(光強度)的輸出調整部的功能。此外，λ/2波長板單元330及偏光板單元340，係發揮作為用來調整雷射光L之偏光方向的偏光方向調整部的功能。依序通過λ/2波長板單元330及偏光板單元340的雷射光L，係沿著X軸方向射入擴束器350。
擴束器350，係用來一面調整雷射光L的直徑，一面使雷射光L平行化。通過擴束器350的雷射光L，係沿著X軸方向射入反射鏡單元360。
反射鏡單元360係具有：支承基座361、及複數個反射鏡362、363。支承基座361係用來支承複數個反射鏡362、363。支承基座361，係以可沿著X軸方向及Y軸方向來調整位置的方式被安裝於安裝基座301。反射 鏡(第1反射鏡)362，係將通過擴束器350的雷射光L反射至Y軸方向。反射鏡362，係以使其反射面成為可在例如與Z軸平行的軸線周圍進行角度調整的方式被安裝於支承基座361。反射鏡(第2反射鏡)363，係將藉由反射鏡362所反射的雷射光L反射至Z軸方向。反射鏡363，係以使其反射面成為可在例如與X軸平行的軸線周圍進行角度調整且可沿著Y軸方向進行位置調整的方式被安裝於支承基座361。藉由反射鏡363所反射的雷射光L，係通過形成於支承基座361的開口361a，並沿著Z軸方向來射入雷射聚光部400(參照第7圖)。也就是說，藉由雷射輸出部300所致之雷射光L的射出方向，係與雷射聚光部400的移動方向一致。如上述般，各反射鏡362、363，係具有用來調整反射面之角度的機構。於反射鏡單元360中，係藉由實施相對於安裝基座301之支承基座361的位置調整、相對於支承基座361之反射鏡363的位置調整、及各反射鏡362、363之反射面的角度調整，而使從雷射輸出部300所射出的雷射光L之光軸的位置及角度與雷射聚光部400相配合。也就是說，複數個反射鏡362、363，係用來調整從雷射輸出部300所射出之雷射光L的光軸之構造。
如第10圖所示般，雷射聚光部400係具有殼體401。殼體401，係呈現以Y軸方向作為長度方向之直方體狀的形狀。於殼體401之一態樣401e，係安裝有第2移動機構240(參照第11圖及第13圖)。於殼體401， 係以與反射鏡單元360之開口361a在Z軸方向上相對向的方式，設置有圓筒狀之光入射部401a。光入射部401a，係使從雷射輸出部300所射出的雷射光L射入殼體401內。反射鏡單元360與光入射部401a，係以當藉由第2移動機構240使雷射聚光部400沿著Z軸方向移動時彼此不會接觸的距離彼此相分離。
如第11圖及第12圖所示般，雷射聚光部400係具有反射鏡402、及分光鏡403。進而，雷射聚光部400係具有：反射型空間光調變器410、4f透鏡單元420、聚光透鏡單元(接物透鏡)430、驅動機構440、以及一對測距感測器450。
反射鏡402，係以與光入射部401a在Z軸方向相對向的方式被安裝於殼體401的底面401b。反射鏡402，係用來將透過光入射部401a來射入殼體401內的雷射光L反射至與XY平面平行的方向。藉由雷射輸出部300之擴束器350平行化後的雷射光L係沿著Z軸方向射入反射鏡402。也就是說，雷射光L作為平行光來沿著Z軸方向射入反射鏡402。因此，即使藉由第2移動機構240使雷射聚光部400沿著Z軸方向進行移動，沿著Z軸方向射入反射鏡402之雷射光L的狀態係可維持一定。藉由反射鏡402所反射的雷射光L係射入反射型空間光調變器410。
反射型空間光調變器410，係以反射面410a面臨殼體401內的狀態被安裝於Y軸方向之殼體401的端 部401c。反射型空間光調變器410，係例如反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)之空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator)，用來一面將雷射光L進行調變，一面將雷射光L反射至Y軸方向。藉由反射型空間光調變器410被調變並且反射的雷射光L，係沿著Y軸方向來射入4f透鏡單元420。在此，於與XY平面平行的平面內，射入反射型空間光調變器410的雷射光L之光軸、與從反射型空間光調變器410所射出的雷射光L之光軸所成的角度α，係設為銳角(例如，10~60°)。也就是說，雷射光L，係於反射型空間光調變器410中沿著XY平面以銳角進行反射。其原因在於，抑制雷射光L的入射角及反射角來抑制折射效率的降低，使反射型空間光調變器410的性能充分發揮。另外，於反射型空間光調變器410中，例如，由於使用有液晶的光調變層之厚度為數μm~數十μm左右而為極薄，因此反射面410a，係與光調變層的光射入射出面實質上相同地捕捉。
4f透鏡單元420係具有：保持具421、反射型空間光調變器410側之透鏡422、聚光透鏡單元430側之透鏡423、以及狹縫構件424。保持具421，係用來保持一對透鏡422、423及狹縫構件424。保持具421，係將沿著雷射光L之光軸的方向之一對的透鏡422、423及狹縫構件424之彼此的位置關係維持一定。一對的透鏡422、423，係用來構成使反射型空間光調變器410之反射面410a與聚光透鏡單元430之入射瞳面(瞳面)430a具有 成像關係的兩側遠心光學系統。藉此，在反射型空間光調變器410之反射面410a的雷射光L之影像(於反射型空間光調變器410中調變後的雷射光L之影像)，係被傳像(成像)至聚光透鏡單元430之入射瞳面430a。於狹縫構件424係形成有狹縫424a。狹縫424a，係於透鏡422與透鏡423之間位於透鏡422之焦點面附近。藉由反射型空間光調變器410所調變並且反射的雷射光L中之不要的部分，係藉由狹縫構件424被遮斷。通過4f透鏡單元420的雷射光L，係沿著Y軸方向射入分光鏡403。
分光鏡403，係將雷射光L的大部分(例如，95~99.5%)反射至Z軸方向，並使雷射光L的一部分(例如，0.5~5%)沿著Y軸方向透過。雷射光L的大部分，係於分光鏡403沿著ZX平面以直角進行反射。藉由分光鏡403所反射的雷射光L，係沿著Z軸方向射入聚光透鏡單元430。
聚光透鏡單元430，係透過驅動機構440被安裝於Y軸方向之殼體401的端部401d(端部401c之相反側的端部)。聚光透鏡單元430係具有：保持具431、及複數個透鏡432。保持具431係用來保持複數個透鏡432。複數個透鏡432，係將雷射光L聚光於支承台230所支承的加工對象物1(參照第7圖)。驅動機構440，係藉由壓電元件之驅動力，使聚光透鏡單元430沿著Z軸方向移動。
一對的測距感測器450，係以於X軸方向位 於聚光透鏡單元430之兩側的方式，被安裝於殼體401的端部401d。各測距感測器450，係藉由對於支承台230所支承的加工對象物1(參照第7圖)的雷射光入射面射出測距用的光(例如，雷射光)，並檢測藉由該雷射光入射面所反射之測距用的光，而取得加工對象物1之雷射光入射面的位移資料。另外，於測距感測器450，係可利用三角測距方式、雷射共焦點方式、白色共焦點方式、分光干擾方式、非點像差方式等之感測器。
於雷射加工裝置200中，係如上述般，與X軸方向平行的方向係設為加工方向(雷射光L的掃描方向)。因此，當雷射光L之聚光點沿著各切斷預定線5a、5b相對地移動時，一對的測距感測器450中，相對於聚光透鏡單元430而相對地先行的測距感測器450會取得沿著各切斷預定線5a、5b的加工對象物1之雷射光入射面的位移資料。接著，為了使加工對象物1之雷射光入射面與雷射光L之聚光點的距離維持一定，驅動機構440，係根據藉由測距感測器450所取得之位移資料使聚光透鏡單元430沿著Z軸方向進行移動。
雷射聚光部400係具有：射束分離器461、一對的透鏡462、463、以及輪廓取得用攝像機464。射束分離器461，係將透過分光鏡403的雷射光L區分成反射成分與透過成分。藉由射束分離器461所反射的雷射光L，係沿著Z軸方向依序射入一對的透鏡462、463及輪廓取得用攝像機464。一對的透鏡462、463，係構成使聚光透 鏡單元430之入射瞳面430a與輪廓取得用攝像機464之攝像面具有成像關係的兩側遠心光學系統。藉此，在聚光透鏡單元430之入射瞳面430a的雷射光L之影像被傳像(成像)至輪廓取得用攝像機464的攝像面。如上述般，在聚光透鏡單元430之入射瞳面430a的雷射光L之影像，係於反射型空間光調變器410中調變後的雷射光L之影像。因而，於雷射加工裝置200中，係藉由監視輪廓取得用攝像機464所產生之攝像結果，而可掌握反射型空間光調變器410之動作狀態。
進而，雷射聚光部400係具有：射束分離器471、透鏡472、以及雷射光L之光軸位置監測用的攝像機473。射束分離器471，係將透過射束分離器461的雷射光L區分成反射成分與透過成分。藉由射束分離器471所反射的雷射光L，係沿著Z軸方向依序射入透鏡472及攝像機473。透鏡472，係將所入射的雷射光L聚光於攝像機473的攝像面上。於雷射加工裝置200中，係藉由一面監視輪廓取得用攝像機464及攝像機473所分別產生的攝像結果，一面於反射鏡單元360中，實施相對於安裝基座301之支承基座361的位置調整、相對於支承基座361之反射鏡363的位置調整、及各反射鏡362、363之反射面的角度調整(參照第9圖及第10圖)，而可將射入聚光透鏡單元430的雷射光L之光軸的偏差(相對於聚光透鏡單元430之雷射光的強度分布之位置偏差、及相對於聚光透鏡單元430之雷射光L的光軸之角度偏差)進行校 正。
複數個射束分離器461、471，係被配置於從殼體401之端部401d沿著Y軸方向延伸的筒體404內。一對的透鏡462、463，係被配置於沿著Z軸方向立設於筒體404上的筒體405內，輪廓取得用攝像機464係被配置於筒體405的端部。透鏡472，係被配置於沿著Z軸方向立設於筒體404上的筒體406內，攝像機473係被配置於筒體406的端部。筒體405與筒體406，係於Y軸方向彼此並列設置。另外，透過射束分離器471的雷射光L，係可設為會被設置於筒體404之端部的擋板等吸收，或者，亦可設為會被利用在適當的用途。
如第12圖及第13圖所示般，雷射聚光部400係具有：可見光源481、複數個透鏡482、標線483、反射鏡484、半反射鏡485、射束分離器486、透鏡487、以及觀察用攝像機488。可見光源481，係沿著Z軸方向將可見光V射出。複數個透鏡482，係使從可見光源481所射出的可見光V平行化。標線483係於可見光V賦予刻度線。反射鏡484，係將藉由複數個透鏡482所平行化的可見光V反射至X軸方向。半反射鏡485，係將藉由反射鏡484所反射的可見光V區分成反射成分與透過成分。藉由半反射鏡485所反射的可見光V，係沿著Z軸方向依序透過射束分離器486及分光鏡403，透過聚光透鏡單元430，而照射於支承台230所支承的加工對象物1(參照第7圖)。
照射於加工對象物1的可見光V，係藉由加工對象物1之雷射光入射面所反射，透過聚光透鏡單元430來射入分光鏡403，沿著Z軸方向透過分光鏡403。射束分離器486，係將透過分光鏡403的可見光V區分成反射成分與透過成分。透過射束分離器486的可見光V，係透過半反射鏡485，沿著Z軸方向依序射入透鏡487及觀察用攝像機488。透鏡487，係將所射入的可見光V聚光於觀察用攝像機488的攝像面上。於雷射加工裝置200中，係藉由觀察觀察用攝像機488所產生之攝像結果，而可掌握加工對象物1之狀態。
反射鏡484、半反射鏡485及射束分離器486，係被配置於安裝於殼體401之端部401d上的保持具407內。複數個透鏡482及標線483，係被配置於沿著Z軸方向立設於保持具407上的筒體408內，可見光源481係被配置於筒體408的端部。透鏡487，係被配置於沿著Z軸方向立設於保持具407上的筒體409內，觀察用攝像機488係被配置於筒體409的端部。筒體408與筒體409，係於X軸方向彼此並列設置。另外，沿著X軸方向透過半反射鏡485的可見光V、及藉由射束分離器486被反射至X軸方向的可見光V，係可分別設為會被設置於保持具407之壁部的擋板等吸收，或者，亦可設為會被利用在適當的用途。
於雷射加工裝置200中，係想定有雷射輸出部300之交換。其原因在於，因應於加工對象物1的規 定、加工條件等，適於加工的雷射光L之波長係不同。因而，準備所射出之雷射光L的波長彼此不同的複數個雷射輸出部300。在此，準備所射出之雷射光L的波長包含於500~550nm之波長範圍內的雷射輸出部300、所射出之雷射光L的波長包含於1000~1150nm之波長範圍內的雷射輸出部300、及射出之雷射光L的波長包含於1300~1400nm之波長範圍內的雷射輸出部300。
另一方面，於雷射加工裝置200中，並未想定雷射聚光部400之交換。其原因在於，雷射聚光部400係對應於多波長(對應於彼此不連續之複數個波長範圍)。具體而言，反射鏡402、反射型空間光調變器410、4f透鏡單元420之一對的透鏡422、423、分光鏡403、及聚光透鏡單元430的透鏡432等係對應於多波長。在此，雷射聚光部400，係對應於500~550nm、1000~1150nm及1300~1400nm之波長範圍。其係藉由將既定的介電體多層膜塗覆於雷射聚光部400之各構造上等以滿足所期望之光學性能的方式來設計雷射聚光部400之各構造而實現。另外，於雷射輸出部300中，λ/2波長板單元330係具有λ/2波長板，偏光板單元340係具有偏光板。λ/2波長板及偏光板係波長依存性為高的光學元件。因此，λ/2波長板單元330及偏光板單元340，係作為每一波長範圍不同的構造而設置於雷射輸出部300。
[雷射加工裝置之雷射光的光路徑及偏光方向]
於雷射加工裝置200中，聚光於支承台230所支承的加工對象物1之雷射光L的偏光方向，係如第11圖所示般，為與X軸方向平行的方向，且與加工方向(雷射光L之掃描方向)一致。在此，於反射型空間光調變器410中，雷射光L係以P偏光的方式進行反射。其原因在於，於反射型空間光調變器410的光調變層使用有液晶的情況，以在與包含對於反射型空間光調變器410進行射入射出的雷射光L之光軸的平面平行之面內使液晶分子傾斜的方式，使該液晶被配向時，係以偏振面之旋轉被控制的狀態對雷射光L施以相位調變(例如，參照日本專利第3878758號公報)。另一方面，於分光鏡403中，雷射光L係以S偏光的方式進行反射。其原因在於，相較於使雷射光L以P偏光的方式進行反射，使雷射光L以S偏光的方式進行反射者係使用來使分光鏡403對應於多波長之介電體多層膜的塗覆數減少等之分光鏡403的設計較容易。
因而，於雷射聚光部400中，從反射鏡402透過反射型空間光調變器410及4f透鏡單元420到達分光鏡403的光路徑，係被設定成沿著XY平面，從分光鏡403到達聚光透鏡單元430的光路徑，係被設定成沿著Z軸方向。
如第9圖所示般，於雷射輸出部300中，雷射光L的光路徑，係被設定成沿著X軸方向或Y軸方向。具體而言，從雷射振盪器310到達反射鏡303的光路 徑，以及從反射鏡304透過λ/2波長板單元330、偏光板單元340及擴束器350到達反射鏡單元360的光路徑，係被設定成沿著X軸方向，從反射鏡303透過開閉器320到達鏡304的光路徑，以及於反射鏡單元360中從反射鏡362到達反射鏡363的光路徑，係被設定成沿著Y軸方向。
在此，沿著Z軸方向從雷射輸出部300行進至雷射聚光部400的雷射光L，係如第11圖所示般，藉由反射鏡402被反射至與XY平面平行的方向，而射入反射型空間光調變器410。此時，於與XY平面平行的平面內，射入反射型空間光調變器410的雷射光L之光軸、與從反射型空間光調變器410所射出的雷射光L之光軸，係形成作為銳角之角度α。另一方面，如上述般，於雷射輸出部300中，雷射光L的光路徑，係被設定成沿著X軸方向或Y軸方向。
因而，於雷射輸出部300中，λ/2波長板單元330及偏光板單元340，不僅發揮作為用來調整雷射光L之輸出的輸出調整部的功能，也必須發揮作為用來調整雷射光L之偏光方向的偏光方向調整部的功能。
[反射型空間光調變器]
如第14圖所示般，反射型空間光調變器410，係由依序層積有矽基板213、驅動電路層914、複數個像素電極214、介電體多層膜反射鏡等之反射膜215、 配向膜999a、液晶層(顯示部)216、配向膜999b、透明導電膜217、及玻璃基板等之透明基板218所構成。
透明基板218，係具有沿著XY平面之表面218a，此表面218a，係構成反射型空間光調變器410的反射面410a。透明基板218，係由例如玻璃等之光透過性材料所構成，並讓從反射型空間光調變器410之表面218a所入射的既定波長之雷射光L透過至反射型空間光調變器410之內部。透明導電膜217，係形成於透明基板218之背面上，並由讓雷射光L透過的導電性材料(例如ITO)所構成。
複數個像素電極214，係沿著透明導電膜217於矽基板213上排列成矩陣狀。各像素電極214，係由例如鋁等之金屬材料所構成，該等之表面214a，係被加工成平坦且平滑。複數個像素電極214，係藉由設置於驅動電路層914的主動矩陣電路所驅動。
主動矩陣電路，係設置於複數個像素電極214與矽基板213之間，因應於欲從反射型空間光調變器410輸出的光像來控制對各像素電極214之施加電壓。如此之主動矩陣電路，例如，具有第1驅動電路與第2驅動電路，並構成為藉由控制部5000之後述空間光調變器控制器502(參照第16圖)來將既定電壓施加於由雙方之驅動電路所指定的像素之像素電極214，該第1驅動電路，係用來控制排列在未圖示之X軸方向的各像素列之施加電壓；該第2驅動電路，係用來控制排列在Y軸方向的各像 素列之施加電壓。
配向膜999a、999b，係配置於液晶層216的兩端面，使液晶分子群排列於一定方向。配向膜999a、999b，係由例如聚醯亞胺等之高分子材料所構成，並對與液晶層216之接觸面施以磨擦處理。
液晶層216，係配置於複數個像素電極214與透明導電膜217之間，因應於藉由各像素電極214與透明導電膜217所形成的電場來將雷射光L進行調變。亦即，若藉由驅動電路層914之主動矩陣電路來對各像素電極214施加電壓，則於透明導電膜217與各像素電極214之間會形成電場，而使液晶分子216a之排列方向因應於形成於液晶層216的電場之大小而產生變化。接著，若雷射光L透過透明基板218及透明導電膜217來射入液晶層216，則此雷射光L會在通過液晶層216的期間藉由液晶分子216a而調變，於反射膜215進行反射之後，再度藉由液晶層216而調變，並射出。
此時，藉由後述之空間光調變器控制部502(參照第16圖)來控制對各像素電極214所施加的電壓，因應於該電壓，於液晶層216中被透明導電膜217與各像素電極214所挾持之部分的折射率會變化(對應於各像素的位置之液晶層216的折射率會變化)。藉由此折射率的變化，可因應於所施加的電壓而使雷射光L的相位於液晶層216之每一像素進行變化。也就是說，可藉由液晶層216對每一像素賦予因應於全像圖案的相位調變。若換 言之，則可使作為賦予調變之全像圖案的調變圖案顯示於反射型空間光調變器410之液晶層216。射入調變圖案並透過的雷射光L，其波面會被調整，而於構成該雷射光L的各光線中，在與行進方向正交之既定方向的成分之相位產生偏差。因而，藉由將顯示於反射型空間光調變器410的調變圖案進行適當設定，而成為可將雷射光L進行調變(例如，將雷射光L之強度、振幅、相位、偏光等進行調變)。
[4f透鏡單元]
如上述般，4f透鏡單元420之一對的透鏡422、423，係構成使反射型空間光調變器410之反射面410a與聚光透鏡單元430之入射瞳面430a具有成像關係的兩側遠心光學系統。具體而言，如第15圖所示般，使反射型空間光調變器410側之透鏡422的中心與反射型空間光調變器410之反射面410a之間的光路徑之距離成為透鏡422之第1焦點距離f1，使聚光透鏡單元430側之透鏡423的中心與聚光透鏡單元430之入射瞳面430a之間的光路徑之距離成為透鏡423之第2焦點距離f2，並使透鏡422的中心與透鏡423的中心之間的光路徑之距離成為第1焦點距離f1與第2焦點距離f2之和(亦即，f1+f2)。從反射型空間光調變器410到達聚光透鏡單元430之光路徑中之一對的透鏡422、423間之光路徑為一直線。
於雷射加工裝置200中，就將在反射型空間光調變器410之反射面410a的雷射光L之有效直徑擴大的觀點而言，兩側遠心光學系統的倍率M係滿足0.5<M<1(縮小系統)。在反射型空間光調變器410之反射面410a的雷射光L之有效直徑越大，越可在高精細的相位圖案將雷射光L進行調變。就抑制使從反射型空間光調變器410到達聚光透鏡單元430之雷射光L的光路徑增長之觀點而言，更佳為0.6≦M≦0.95。在此，(兩側遠心光學系統的倍率M)=(在聚光透鏡單元430之入射瞳面430a的影像之大小)/(在反射型空間光調變器410之反射面410a的物體之大小)。在雷射加工裝置200的情況，兩側遠心光學系統之倍率M、透鏡422之第1焦點距離f1及透鏡423之第2焦點距離f2，係滿足M=f2/f1。
另外，就將在反射型空間光調變器410之反射面410a的雷射光L之有效直徑縮小的觀點而言，兩側遠心光學系統的倍率M係滿足1<M<2(擴大系統)亦可。在反射型空間光調變器410之反射面410a的雷射光L之有效直徑越小，擴束器350(參照第9圖)的倍率較小即可，於與XY平面平行的平面內，射入反射型空間光調變器410之雷射光L的光軸、與從反射型空間光調變器410所射出之雷射光L的光軸所成的角度α(參照第11圖)會變小。就抑制使從反射型空間光調變器410到達聚光透鏡單元430之雷射光L的光路徑增長之觀點而言，更佳為1.05≦M≦1.7。
接著，針對實施形態之雷射加工裝置200的重要部分詳細地進行說明。
第16圖係顯示實施形態的雷射加工裝置200的重要部分之概略構造圖。如第16圖所示般，射入反射型空間光調變器410之液晶層216並被反射的雷射光L，係在藉由作為4f透鏡單元420之中繼透鏡的透鏡422被聚焦之後，藉由作為4f透鏡單元420之中繼透鏡的透鏡423被準直，而射入分光鏡403。藉由分光鏡403所反射的雷射光L，係射入聚光透鏡單元430，透過聚光透鏡單元430來照射於加工對象物1。
被照射於加工對象物1的雷射光L，係將表面1a作為雷射光入射面來射入加工對象物1，於加工對象物1內沿著光軸方向(Z軸方向)朝向背面1b前進，在該背面1b被反射。在背面1b被反射的雷射光L之反射光RL，係於加工對象物1內沿著光軸方向朝向表面1a前進，將表面1a作為雷射光入射面而從加工對象物1被射出。從加工對象物1被射出的反射光RL，係在通過分光鏡403之後，透過透鏡487射入觀察用攝像機488之拍攝面。
4f透鏡單元420之一對的透鏡422、423，係將液晶層216之反射面410a的雷射光L之波面傳像(中繼)至聚光透鏡單元430的入射瞳面430a。藉此，液晶層216之反射面410a、與聚光透鏡單元430之入射瞳面430a，係構成彼此共軛的關係。4f透鏡單元420，係構成 將液晶層216之雷射光L的影像傳像至入射瞳面430a的傳像光學系統。
觀察用攝像機488，係構成用來檢測在背面1b被反射之反射光RL的反射光檢測器。觀察用攝像機488，係用來拍攝包含反射光RL之點像(亦被稱為射束點、背面反射像、或聚光點)的影像之點像影像。觀察用攝像機488，係將所拍攝之點像影像輸出至控制部500。
控制部500，係用來控制顯示於反射型空間光調變器410之液晶層216的相位圖案9。相位圖案9，係上述之調變圖案，用來將雷射光L進行調變的相位分布。相位圖案9，係以液晶層216上所設定的基準位置作為基準來設定。也就是說，當於液晶層216中顯示相位圖案9時作為基準之位置係被設定作為基準位置(以下，僅稱為「基準位置」)，在以此基準位置為根據所決定的座標系統中，設定相位圖案9的位置。例如，相位圖案9的位置，係被設定為以液晶層216上之基準位置為原點的2維座標之座標值。在此之液晶層216的座標系統，係具有X方向及Y方向作為座標軸方向，於X方向及Y方向各方向中，將液晶層216之1像素作為1單位。
控制部500，係執行當藉由觀察用攝像機488拍攝反射光RL時，使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216的第1處理。反射光像差修正圖案10，係將在雷射光L透過具有既定厚度之2倍厚度的加工對象物1之情況所發生的像差進行修正的相位圖案9。若換言之，則 反射光像差修正圖案10，係將在通過相當於2倍之介質厚的加工對象物1時所發生的像差進行修正的相位圖案9。反射光像差修正圖案10，係包含複數個同心圓圖形的圖案。
既定厚度的2倍，不僅完全指2倍，亦包含大致2倍或約2倍。既定厚度的2倍，係包含製造誤差或設計誤差等。例如，既定厚度的2倍係具有±10%之範圍(將既定厚度設為α時，為(2α-0.1α)~(2α+0.1α))。既定厚度的2倍，係對應於雷射光L從表面1a入射，並在背面1b反射，直至從表面1a射出為止所透過之路程的長度。例如，在加工對象物1之既定厚度為775μm的情況，將在從1500μm之厚度的加工對象物1之表面1a照射並聚光於背面1b時所發生的像差進行修正的相位圖案，係反射光像差修正圖案10。
控制部500，係執行控制第2移動機構240的動作，使聚光透鏡430往可藉由觀察用攝像機488確認反射光RL之點像的位置(可檢測的位置)在光軸方向進行移動的第2處理。例如，於第2處理中，以聚光透鏡單元430的焦點位於背面1b或背面1b附近的方式來使聚光透鏡單元430進行移動。背面1b的附近，係指大致背面1b位置、背面1b位置的附近，或者背面1b位置的周邊。可確認反射光RL之點像的位置，係指焦點與該點像一定程度以上一致，可進行該點像是否為旋轉對稱之光學影像之後述的辨識或其影像處理的位置。
控制部500，係在第2處理之後，執行第3處理，該第3處理係包含下列處理：以藉由第1處理使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216的狀態，控制雷射輸出部300的動作，從雷射振盪器310(參照第9圖)產生雷射光L並照射於加工對象物1的處理、以及從觀察用攝像機488取得因應於該照射藉由觀察用攝像機488所拍攝的反射光RL之點像影像的處理。
第17圖係說明雷射光L在背面1b進行反射的背面反射時之各聚光狀態之概略剖面圖。第17圖之各聚光狀態，係聚光透鏡單元430之焦點位於背面1b的情況之例。第18圖係顯示於第17圖之各聚光狀態中藉由觀察用攝像機488所拍攝的點像影像之例之照片圖。
第17圖(a)及第18圖(a)，係在未藉由反射型空間光調變器410進行像差修正的情況之雷射光L的聚光狀態。第17圖(b)及第18圖(b)，係在藉由反射型空間光調變器410進行像差修正(介質厚修正)的情況之雷射光L的聚光狀態，該像差修正，係用來將在雷射光L透過既定厚度之加工對象物1時所發生的像差進行修正。第17圖(c)及第18圖(c)，係在藉由反射型空間光調變器410進行像差修正(介質厚2倍修正)的情況之雷射光L的聚光狀態，該像差修正，係用來將在雷射光L透過具有既定厚度的2倍厚度之加工對象物1時所發生的像差進行修正。
如第17圖(a)所示般，在不進行像差修正 的情況，雷射光L之外周部分係在比內周部分更偏深的位置聚光。如第17圖(b)所示般，在進行介質厚修正的情況，雷射光L之所有的成分在背面1b聚光於1點。因此，在背面1b之反射後進一步透過相應於既定厚度之量的介質從表面1a射出的反射光RL，當在透鏡487聚光時，係因像差的影響而模糊且非聚光於1點者。其結果，如第18圖(a)及第18圖(b)所示般，於藉由觀察用攝像機488所拍攝的反射光RL之影像中，無法確認充分的亮度及大小等之點像。
另一方面，如第17圖(c)所示般，在進行介質厚2倍修正的情況，雷射光L之外周部分係在比內周部分更偏淺的位置聚光。在進行介質厚2倍修正的情況，在背面1b之反射後進一步透過相應於既定厚度之量的介質從表面1a射出的反射光RL，當在透鏡487聚光時，係成為完整地聚光於1點者。其結果，如第18圖(c)所示般，於藉由觀察用攝像機488所拍攝的反射光RL之影像中，可確認達到可進行藉由控制部500之後述的判定或調整之充分的亮度及大小等之點像。
控制部500，係執行使液晶層216上之反射光像差修正圖案10的位置變化來反覆進行1次或複數次上述第3處理，而取得複數種藉由觀察用攝像機488所致之點像影像的第4處理。
在此，控制部500，係根據藉由觀察用攝像機488所拍攝的點像影像，來判定在入射瞳面430a的中心 位置與藉由4f透鏡單元420傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像的中心位置之間是否具有偏差(以下，稱為「傳像位置偏差」)。此外，控制部500，係以使傳像位置偏差減低甚至消失的方式，來調整相位圖案9的基準位置。以下，針對傳像位置偏差之判定、及基準位置之調整的原理或現象進行說明。
第19圖係說明未產生傳像位置偏差的狀態之概略圖。第20圖係說明產生傳像位置偏差的狀態之概略圖。如第19圖所示般，在未產生傳像位置偏差的情況，4f透鏡單元420，係將在反射型空間光調變器410之液晶層216所反射的雷射光L，直接影像傳送至聚光透鏡單元430。傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像39的中心位置C1，係與入射瞳面430a的中心位置C2一致。相位圖案9的中心位置C3，係與液晶層216的光軸中心C4一致，亦即，液晶層216之相位圖案9的基準位置被設定於光軸中心C4。
另一方面，如第20圖所示般，在產生傳像位置偏差的情況，作為相位圖案9之基準位置的中心位置C3，係從液晶層216的光軸中心C4偏離。換言之，若相位圖案9的中心位置C3被設定成從光軸中心C4偏離，則傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像39的中心位置C1，相對於入射瞳面430a的中心位置C2為偏離(成為不一致)。發現於此情況中，會造成射束強度中心偏離，而發生慧形像差。例如，若於液晶層216中，相位圖案9 的中心位置C3相對於光軸中心C4偏離1像素，則有時會產生20μm之傳像位置偏差，而有對加工品質造成影響的可能性。
第21圖係例示當使顯示於液晶層216之相位圖案9的位置變化時之點像影像之圖。點像影像G0，係相位圖案9之基準位置被設定在光軸中心C4的情況之點像。點像影像G1，係相對於光軸中心C4，基準位置往液晶層216之座標系統的X方向之負側偏離1像素的情況之點像。點像影像G2，係相對於光軸中心C4，基準位置往液晶層216之座標系統的X方向之正側偏離1像素的情況之點像。點像影像G3，係相對於光軸中心C4，基準位置往液晶層216之座標系統的Y方向之負側偏離1像素的情況之點像。點像影像G4，係相對於光軸中心C4，基準位置往液晶層216之座標系統的Y方向之正側偏離1像素的情況之點像。點像影像G0，係不產生傳像位置偏差，於點像影像G1~G4中，係產生傳像位置偏差。
發現：如第21圖所示般，產生傳像位置偏差的點像影像G1~G4，係如上述般地發生慧形像差，因此，起因於此慧形像差，而點像並非旋轉對稱的光學影像。例如，於點像影像G1~G4中，點像係偏心，或於外周側包含圓弧狀之影像EZ，而成為周方向之一部分比其他部分更大且模糊的形狀。另一方面，於未產生傳像位置偏差的點像影像G0中，並無觀察到慧形像差的影響，點像成為旋轉對稱的光學影像。
另外，旋轉對稱，係指若使某中心的周圍旋轉360/n°(n為2以上之整數)，則為與自身重疊的對稱性。旋轉對稱的點像，除了完全的旋轉對稱者以外，亦包含大致旋轉對稱者。旋轉對稱的點像，係未偏心的點像、於外周側不包含圓弧狀之影像EZ的點像、並非成為周方向之一部分比其他部分更大且模糊形狀的點像、及包含此等之至少任一者的點像。
第22圖係例示當使顯示於液晶層216之相位圖案9的位置變化時之點像影像之另一圖。針對第22圖之X方向的數字，「0」，係表示於X方向上基準位置與光軸中心C4一致的情況，「-2」、「-1」、「1」、「2」，係分別表示於X方向上基準位置相對於光軸中心C4而移位「-2像素」、「-1像素」、「1像素」、「2像素」的情況。相同地，針對第22圖之Y方向的數字，「0」，係表示於Y方向上基準位置與光軸中心C4一致的情況，「-2」、「-1」、「1」、「2」，係分別表示於Y方向上基準位置相對於光軸中心C4而移位「-2像素」、「-1像素」、「1像素」、「2像素」的情況。於第22圖中，係例示在基準位置與光軸中心C4一致的情況之正常時的點像、在從正常時將基準位置僅在X方向進行移位的情況之各點像、以及在從正常時將基準位置僅在Y方向進行移位的情況之各點像。
如第22圖所示般，在基準位置與光軸中心C4一致(也就是說，未產生傳像位置偏差)的情況，點 像成為旋轉對稱的光學影像。在基準位置與從光軸中心C4偏離(也就是說，產生傳像位置偏差)的情況，點像崩解而成為非旋轉對稱的光學影像。進而，從基準位置的光軸中心C4之偏差量越大(也就是說，傳像位置偏差之偏差量越大)，則相對於點像之光學影像的旋轉對稱之背離越大。
就關於以上之原理或現象的見解而言，如第16圖所示般，控制部500係根據藉由觀察用攝像機488所拍攝的點像影像，來判定是否具有傳像位置偏差。具體而言，控制部500，在點像影像之反射光RL的點像並非旋轉對稱的光學影像的情況下，判定為具有傳像位置偏差。另外，是否為旋轉對稱之光學影像，亦可例如從點像影像藉由幾何學手法進行辨識，亦可藉由圖案辨識等之周知的影像辨識處理進行辨識。例如亦可預先記憶第21圖或第22圖所示之各點像的至少1個，藉由使用有此記憶之點像的圖案匹配手法來辨識是否為旋轉對稱之光學影像。
此外，控制部500，係根據藉由觀察用攝像機488所拍攝的點像影像來調整液晶層216之基準位置。控制部500，係以點像影像之反射光RL的點像成為旋轉對稱之光學影像的方式，來將液晶層216之基準位置進行移位(挪動)。具體而言，控制部500，係從上述第4處理中所取得的複數個點像影像，算出液晶層216之光軸中心C4。例如，控制部500，係從複數個點像影像，求出成為 旋轉對稱之光學影像時的點像，而求出該點像時之液晶層216上的反射光像差修正圖案10之位置。根據此時之反射光像差修正圖案10的位置，算出光軸中心C4。接著，控制部500，係朝向所算出之該光軸中心C4將基準位置進行移位。
於控制部500係連接有監測器。監測器，係可顯示藉由觀察用攝像機488所拍攝的反射光RL之點像影像。監測器，係可顯示藉由空間光調變器控制部502而顯示於液晶層216的相位圖案9。監測器，係可將藉由控制部500進行之是否具有傳像位置偏差的判定結果作為紀錄來顯示。監測器，係可將藉由控制部500進行之基準位置的調整結果作為紀錄來顯示。
接著，針對本實施形態之雷射光照射方法的一例，一面參照第23圖及第24圖的流程一面進行說明。
本實施形態之雷射光照射方法，係可作為雷射加工裝置200之檢查方向或調整方法來利用者，例如，作為定期檢查時之檢查模式來實施。於本實施形態之雷射光照射方法中，係藉由控制部500執行接下來的處理。亦即，首先，藉由第2移動機構240使雷射聚光部400沿著Z軸方向進行移動，以使觀察用攝像機488之焦點位置成為表面1a(標線基準位置)的方式，使聚光透鏡單元430相對於加工對象物1進行移動(步驟S1)。
使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216(步驟S2)。藉由第2移動機構240使雷射聚光部400 沿著Z軸方向進行移動，從標線基準位置往散焦的位置且可確認反射光RL之點像的位置，使聚光透鏡單元430相對於加工對象物1在光軸方向進行移動(步驟S3)。
以使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216的狀態，從雷射振盪器310產生雷射光L，於加工對象物1照射雷射光L。因應於該照射藉由觀察用攝像機488來拍攝反射光RL之點像影像(步驟S4)。於上述步驟S4中，藉由雷射光L之照射以於加工對象物1不形成改質區域7的方式，來控制雷射輸出部300(λ/2波長板單元330及偏光板單元340)，而將雷射光L之輸出調整成比加工對象物1之加工閾值更小之輸出。
根據所拍攝之點像影像，來判定傳像位置偏差之有無(步驟S5)。在點像影像所包含之點像為旋轉中心之光學影像的情況，上述步驟S5成為NO，作為無傳像位置偏差，直接結束處理。另一方面，在點像並非旋轉對稱之光學影像的情況，在上述步驟S5成為YES，作為具有傳像位置偏差，而執行用來調整相位圖案9之基準位置的基準位置調整處理(步驟S6)。
於基準位置調整處理中，首先，與上述步驟S1相同地，以使觀察用攝像機488之焦點位置成為標線基準的方式，來使聚光透鏡單元430相對於加工對象物1進行移動(步驟S11)。與上述步驟S2相同地，使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216(步驟S12)。與上述步驟S3相同地，往可確認在加工對象物1之背面1b所 反射的反射光RL之點像的位置，使聚光透鏡單元430相對於加工對象物1在光軸方向進行移動(步驟S13)。
與上述步驟S4相同地，以使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216的狀態，從雷射振盪器310產生雷射光L，於加工對象物1照射雷射光L。因應於該照射藉由觀察用攝像機488來拍攝反射光RL之點像影像(步驟S14)。
判定作為上述步驟S14之處理次數之拍攝次數i是否達到所預先設定之既定次數(=2以上之整數)(步驟S15)。在上述步驟S15為NO的情況，使液晶層216上之反射光像差修正圖案10的位置沿著X方向變化1像素量，並返回上述步驟S14之處理(步驟S16)。
在上述步驟S15為YES的情況，使液晶層216上之反射光像差修正圖案10的位置沿著Y方向變化1像素量(步驟S17)。與上述步驟S4相同地，以使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216的狀態，從雷射振盪器310產生雷射光L，於加工對象物1照射雷射光L。因應於該照射藉由觀察用攝像機488來拍攝反射光RL之點像影像(步驟S18)。判定作為上述步驟S18之處理次數之拍攝次數j是否達到所預先設定之既定次數(=2以上之整數)(步驟S19)。在上述步驟S19為NO的情況，返回上述步驟S17之處理。
在上述步驟S19為YES的情況，從在上述步驟S14及上述步驟S18所取得的複數個點像影像，算出液 晶層216之光軸中心C4(步驟S20)。例如，於上述步驟S20中，求出複數個點像影像中之成為旋轉對稱之光學影像時的點像，而算出該點像時之液晶層216上的反射光像差修正圖案10之中心位置作為光軸中心C4。接著，朝向所算出之該光軸中心C4將基準位置進行移位(步驟S21)。藉此，傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像39的位置被修正成傳像位置偏差減低甚至不產生的狀態。
於上述內容中，控制部500，係構成位置判定部、位置調整部。上述步驟S12係構成第1步驟。上述步驟S14、S18係構成第2步驟。上述步驟S20、S21係構成第3步驟。
以上，於本實施形態之雷射加工裝置200中，從加工對象物1之表面1a射入而在背面1b被反射的雷射光L之反射光RL，係藉由觀察用攝像機488進行檢測。此時，針對起因於透過(從表面1a透過背面1b之間，及從背面1b透過表面1a之間)加工對象物1而於反射光RL所產生的像差，係可藉由反射型空間光調變器410之反射光像差修正圖案10進行調變而修正。在此，發現：在具有傳像位置偏差的情況，例如，由於藉由聚光透鏡單元430雷射光L未被適正地聚光，因此於藉由觀察用攝像機488進行拍攝的反射光RL係顯現慧形像差等之像差的影響。另一方面，發現：在無傳像位置偏差的情況，於藉由觀察用攝像機488進行拍攝的反射光RL，係 該慧形像差等之像差的影響為少或者不顯現。因而，成為可藉由根據以觀察用攝像機488所拍攝的點像影像而掌握傳像位置偏差。
雷射加工裝置200，係藉由控制部500，根據觀察用攝像機488之點像影像來判定是否具有傳像位置偏差。藉此，可藉由控制部500自動判定傳像位置偏差之有無。
發現：如上述般，藉由觀察用攝像機488所拍攝之反射光RL的點像，當無傳像位置偏差時係成為旋轉對稱之光學影像，另一方面，當具有傳像位置偏差時係因慧形像差等之影響而難以成為旋轉對稱之光學影像。因此，於雷射加工裝置200中，藉由控制部500，在藉由觀察用攝像機488所拍攝的點像影像之反射光RL的點像並非旋轉對稱的光學影像的情況下，判定為具有傳像位置偏差。藉此，可精度佳地判定傳像位置偏差之有無。
雷射加工裝置200，係藉由控制部500，將液晶層216之基準位置根據藉由觀察用攝像機488所拍攝的點像影像來進行移位。藉此，成為可以例如傳像位置偏差減低的方式自動調整傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像39的中心位置C1。其結果，成為可抑制加工品質之惡化。
發現：如上述般，當無傳像位置偏差時，藉由觀察用攝像機488所拍攝的反射光RL之點像係成為旋轉對稱之光學影像。因此，於雷射加工裝置200中，藉由 控制部500，以使藉由觀察用攝像機488所拍攝的點像影像之反射光RL的點像成為旋轉對稱的光學影像的方式，來將液晶層216之基準位置進行移位。藉此，成為可以使傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像39的中心位置C1與該入射瞳面430a的中心位置C2一致的方式進行調整，而減低傳像位置偏差。
於雷射加工裝置200中，控制部500，係執行第1~第4處理。於第1處理中，係使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216。於第2處理中，係使聚光透鏡單元430沿著光軸移動至可藉由觀察用攝像機488確認反射光RL之傳像的位置。於第3處理中，係第2處理之後，以藉由第1處理使反射光像差修正圖案10顯示於液晶層216的狀態，使雷射光L照射於加工對象物1，因應於該照射從觀察用攝像機488取得反射光RL之點像影像。於第4處理中，係使液晶層216上之反射光像差修正圖案10的位置變化來反覆進行1次或複數次第3處理，而取得複數個點像影像。接著，控制部500，係根據所取得的複數個點像影像，算出液晶層216之光軸中心C4，而朝向該光軸中心C4將基準位置進行移位。於此情況中，可具體地實現用來減低傳像位置偏差的調整。
依據使用有雷射加工裝置200之雷射光照射方法，成為可藉由反射光RL之檢測結果(觀察用攝像機488之點像影像)，而掌握傳像位置偏差。進而，藉由根據反射光RL之檢測結果將基準位置進行移位，而成為可 以傳像位置偏差減低甚至消失的方式調整傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像39的位置。
另外，於本實施形態中，由於是利用在背面1b所反射的反射光RL，因此對透過加工對象物1之內部的雷射光L進行檢測，而可減低無用的幽光之影響。成為可進行精度佳的傳像位置偏差的判定及基準位置的調整。
一般而言，係採用對於加工對象物1實際施行雷射加工，由雷射加工後之加工對象物1的加工品質(例如，龜裂之延伸量)來判斷傳像位置偏差及調整液晶層216之基準位置的手法。此點，於本實施形態中，於例如定期性的狀態檢查時，成為可簡易的運用。此外，在執行基準位置調整處理之前，首先係判定傳像位置偏差之有無，因此，即使在無傳像位置偏差的情況亦可抑止基準位置調整處理被執行一事，而成為可有效的運用。
第25圖及第26圖係顯示液晶層216之基準位置與雷射加工結果的關係之表。在此，一邊藉由在反射型空間光調變器410進行雷射光L之像差修正一邊以表面1a作為雷射光入射面來沿著切斷預定線5掃描該雷射光L，評估使該雷射光L聚光於加工對象物1的內部之切斷用雷射加工的加工品質作為雷射加工結果。圖中之「EXCELLENT」，係表示發生到達背面1b的龜裂，可將加工對象物1精度佳地切斷的情況。圖中之「GOOD」，係表示雖發生到達背面1b的龜裂，但於切斷面的一部分產生缺損(如扯斷般的痕跡)的情況。圖中之 「WRONG」，係表示未發生到達背面1b的龜裂的情況。
圖中的深度，係從表面1a起之聚光點P的距離。所謂往路，係指將沿著切斷預定線5的一方向設為掃描方向的情況，所謂返路，係指將沿著切斷預定線5的另一方向設為掃描方向的情況。針對第25圖中之Y方向的數字及第26圖中之X方向的數字，係與上述之第22圖的說明相同。另外，X方向係對應於加工進行方向(掃描方向)。
如第25圖及第26圖所示般，可確認基準位置越靠近光軸中心C4，即使聚光點P形成於加工對象物1之淺的位置(表面1a側)，亦越容易發生到達背面1b的龜裂，而加工品質提高。此外，可確認比起Y方向之基準位置相對於光軸中心C4之偏差，作為加工進行方向之X方向之基準位置相對於光軸中心C4之偏差對加工品質造成的影響更嚴重。
以上，雖針對適宜的實施形態進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態，亦可在不變更各申請專利範圍所記載的要旨之範圍內進行變形，或者可適用於其他者。
上述實施形態，並不限定於在加工對象物1的內部形成改質區域7者，亦可為實施消融(ablation)等之其他雷射加工者。上述實施形態，並不限定於使雷射光L聚光於加工對象物1的內部之雷射加工中所使用的雷射加工裝置，亦可為使雷射光L聚光於加工對象物1的表 面1a、3或背面1b的雷射加工中所使用的雷射加工裝置。本發明所適用的裝置並不限定於雷射加工裝置，只要是將雷射光L照射於對象物者，則可適用於各種的雷射光照射裝置。於上述實施形態中，雖將切斷預定線5設為照射預定線，但照射預定線並不限定於切斷預定線5，只要是讓所照射的雷射光L沿著的線即可。
於上述實施形態中，用來構成使反射型空間光調變器410之反射面410a與聚光透鏡單元430之入射瞳面430a具有成像關係的兩側遠心光學系統之成像光學系統，並不限定於一對的透鏡422、423，亦可為包含反射型空間光調變器410側之第1透鏡系統(例如，接合透鏡、3個以上之透鏡等)及聚光透鏡單元430側之第2透鏡系統(例如，接合透鏡、3個以上之透鏡等)者等。
於上述實施形態中，透鏡422、透鏡423及透鏡463之中繼倍率亦可為任意倍率。上述實施形態，雖具備有反射型空間光調變器410，但空間光調變器並不限定於反射型者，亦可為具備透過型之空間光調變器。於上述實施形態中，雖以作為主面之表面1a為雷射光入射面，並以作為該相反側之主面之背面1b為相反面，但亦可為以背面1b為雷射光入射面，並以表面1a為相反面。
於上述實施形態中，聚光透鏡單元430及一對的測距感測器450，雖被安裝於Y軸方向之殼體401的端部401d，但只要被安裝於比Y軸方向之殼體401的中心位置更偏向端部401d即可。反射型空間光調變器 410，雖被安裝於Y軸方向之殼體401的端部401c，但只要被安裝於比Y軸方向之殼體401的中心位置更偏向端部401c側即可。此外，測距感測器450，亦可於X軸方向僅被配置於聚光透鏡單元430的單側。
於上述實施形態中，雖使用觀察用攝像機488作為反射光檢測器，但只要是可檢測反射光RL者則反射光檢測器並無特別限定。上述實施形態，亦可取代觀察用攝像機488及透鏡487，而例如第27圖所示般，具備用來檢測反射光RL之波面的波面感測器588作為反射光檢測器。波面感測器，係以包含例如微透鏡陣列與攝像元件所構成，從以各微透鏡所致之聚光點像位置取得局部的相位斜率。作為波面感測器係可使用沙克哈特曼(Shack-Hartmann)波面感測器(THORLABS公司製，WFS150-5C)。
於此變形例中，控制部500，亦可在藉由波面感測器所檢測到的反射光RL之波面並非平面的情況，判定為具有傳像位置偏差。藉此，可精度佳地判定傳像位置偏差之有無。此外，控制部500，亦可以使藉由波面感測器所檢測到的反射光RL之波面成為平面的方式，將基準位置進行移位。藉此，可以將傳像至入射瞳面430a的雷射光L之影像39的中心位置C1調整成與該入射瞳面430a的中心位置C2一致，而使傳像位置偏差減低甚至消失。其係由於發現：反射光RL，當無傳像位置偏差時係成為平面波(波之等相位面成為平面者)，另一方面，當 具有傳像位置偏差時係難以成為平面波之故。平面並不限於完全的平面，只要實質上為平面者即可，亦包含大致平面及約平面。
或者，於上述實施形態中，亦可具備例如用來檢測慧形像差成分的檢測器作為反射光檢測器。於此變形例中，控制部500，亦可在所檢測到的慧形像差成分並非0或者既定以下的情況，判定為具有傳像位置偏差。此外，控制部500，亦可以使所檢測到的慧形像差成分成為0或者既定以下的方式，將基準位置進行移位。
於上述實施形態中，於控制部500中雖執行傳像位置偏差之判定及基準位置之調整(移位)兩者，但可僅執行傳像位置偏差之判定，或者，亦可僅執行基準位置之調整。再者，可取代藉由控制部500進行的傳像位置偏差之判定，或者除此之外，使點像影像(反射光RL之檢測結果)顯示於監測器，操作員係根據點像影像以目視判斷傳像位置偏差。可取代藉由控制部500進行的基準位置之調整，或者除此之外，使點像影像顯示於監測器，操作員係根據點像影像以目視調整基準位置。控制部500，可為1個電子控制單元，亦可由複數個電子控制單元所構成。
1‧‧‧加工對象物(對象物)
1a‧‧‧表面(雷射光入射面)
1b‧‧‧背面(相反面)
9‧‧‧相位圖案
10‧‧‧反射光像差修正圖案
200‧‧‧雷射加工裝置(雷射光照射裝置)
216‧‧‧液晶層(顯示部)
230‧‧‧支承台
240‧‧‧第2移動機構(移動機構)
300‧‧‧雷射輸出部
403‧‧‧分光鏡
410‧‧‧反射型空間光變調器(空間光變調器)
420‧‧‧4f透鏡單元(傳像光學系統)
422‧‧‧透鏡
423‧‧‧透鏡
430‧‧‧聚光透鏡單元(接物透鏡)
430a‧‧‧入射瞳面
487‧‧‧透鏡
488‧‧‧觀察用攝像機(反射光檢測器、攝像機)
500‧‧‧控制部(位置判定部、位置調整部)
L‧‧‧雷射光
RL‧‧‧反射光

Claims (9)

  1. 一種雷射光照射裝置，係用來將雷射光照射於既定厚度的對象物，該雷射光照射裝置係具備：雷射光源、空間光調變器、接物透鏡、傳像光學系統、反射光檢測器、以及控制部，該雷射光源係用來產生前述雷射光；該空間光調變器，係具有用來顯示相位圖案的顯示部，用來使藉由前述雷射光源所產生的前述雷射光射入前述顯示部，並將該雷射光因應於前述相位圖案來進行調變而從前述顯示部射出；該接物透鏡，係用來將藉由前述空間光調變器射出的前述雷射光聚光於前述對象物；該傳像光學系統，係用來將前述空間光調變器之前述顯示部的前述雷射光之影像傳像至前述接物透鏡之入射瞳面；該反射光檢測器，係用來對射入前述對象物並藉由與雷射光入射面相反側的相反面所反射的前述雷射光之反射光進行檢測；該控制部，係用來至少控制顯示於前述顯示部的前述相位圖案，前述控制部，係當藉由前述反射光檢測器對前述反射光進行檢測時，使反射光像差修正圖案顯示於前述顯示部，該反射光像差修正圖案，係將在前述雷射光透過具有 前述既定厚度之2倍厚度的前述對象物之情況所發生的像差進行修正之前述相位圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射光照射裝置，係具備位置判定部，該位置判定部，係用來根據前述反射光檢測器的檢測結果，來判定前述入射瞳面的中心位置與藉由前述傳像光學系統傳像至前述入射瞳面的前述雷射光之影像的中心位置之間是否具有偏差。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之雷射光照射裝置，其中，前述反射光檢測器，係包含用來拍攝包含前述反射光的點像之影像的攝像機，前述位置判定部，係在藉由前述攝像機所拍攝的前述影像之前述反射光的點像並非旋轉對稱之光學影像的情況下，判定為具有前述偏差。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之雷射光照射裝置，其中，前述反射光檢測器，係包含用來檢測前述反射光之波面的波面感測器，前述位置判定部，係在藉由前述波面感測器檢測到的前述反射光之波面並非平面的情況下，判定為具有前述偏差。
  5. 如申請專利範圍第1項~第4項中任一項所述之雷射 光照射裝置，係具備位置調整部，該位置調整部，係將當於前述顯示部顯示前述相位圖案時作為基準之基準位置，根據前述反射光檢測器之檢測結果進行移位。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之雷射光照射裝置，其中，前述反射光檢測器，係包含用來拍攝包含前述反射光的點像之影像的攝像機，前述位置調整部，係以使藉由前述攝像機所拍攝的前述影像之前述反射光的點像成為旋轉對稱之光學影像的方式將前述基準位置進行移位。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之雷射光照射裝置，其中，前述反射光檢測器，係包含用來檢測前述反射光之波面的波面感測器，前述位置調整部，係以使藉由前述波面感測器所檢測到的前述反射光之波面成為平面的方式將前述基準位置進行移位。
  8. 如申請專利範圍第5項~第7項中任一項所述之雷射光照射裝置，係具備移動機構，該移動機構係用來使前述接物透鏡及前述對象物之至少一者進行移動，前述控制部係執行下列處理：使前述反射光像差修正圖案顯示於前述顯示部之第1處理； 藉由前述移動機構，使前述接物透鏡及前述對象物之至少一者往可藉由前述反射光檢測器檢測前述反射光的位置進行移動之第2處理；在前述第2處理之後，以藉由前述第1處理使前述反射光像差修正圖案顯示於前述顯示部的狀態，從前述雷射光源產生前述雷射光並照射於前述對象物，而取得因應於該照射所檢測到之前述反射光檢測器的檢測結果之第3處理；使前述顯示部上之前述反射光像差修正圖案的位置變化來反覆進行1次或複數次前述第3處理，而取得複數種前述反射光檢測器的檢測結果之第4處理，前述位置調整部，係根據前述反射光檢測器之複數種檢測結果來算出前述顯示部之光軸中心，而往該光軸中心將前述基準位置進行移位。
  9. 一種雷射光照射方法，係使用雷射光照射裝置來將雷射光照射於既定厚度的對象物，前述雷射光照射裝置係具備：雷射光源、空間光調變器、接物透鏡、傳像光學系統、以及反射光檢測器，該雷射光源係用來產生前述雷射光；該空間光調變器，係具有用來顯示相位圖案的顯示部，用來使藉由前述雷射光源所產生的前述雷射光射入前述顯示部，並將該雷射光因應於前述相位圖案來進行調變而從前述顯示部射出； 該接物透鏡，係用來將藉由前述空間光調變器射出的前述雷射光聚光於前述對象物；該傳像光學系統，係用來將前述空間光調變器之前述顯示部的前述雷射光之影像傳像至前述接物透鏡之入射瞳面；該反射光檢測器，係用來對射入前述對象物並藉由與雷射光入射面相反側的相反面所反射的前述雷射光之反射光進行檢測，該雷射光照射方法係包含下列步驟：使反射光像差修正圖案顯示於前述顯示部的第1步驟，該反射光像差修正圖案，係將在前述雷射光透過具有前述既定厚度之2倍厚度的前述對象物之情況所發生的像差進行修正的前述相位圖案；以藉由前述第1步驟使前述反射光像差修正圖案顯示於前述顯示部的狀態，從前述雷射光源產生前述雷射光並照射於前述對象物，因應於該照射藉由前述反射光檢測器檢測前述雷射光之反射光的第2步驟；在前述第2步驟之後，將當於前述顯示部顯示前述相位圖案時作為基準之基準位置，根據前述反射光檢測器之檢測結果進行移位的第3步驟。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI773003B (zh) * 2020-12-08 2022-08-01 東捷科技股份有限公司 材料改質系統
TWI828719B (zh) * 2018-07-05 2024-01-11 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 雷射加工裝置

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6728188B2 (ja) * 2015-08-18 2020-07-22 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
US10744595B2 (en) * 2018-05-09 2020-08-18 Trumpf Inc. Transversal laser cutting machine
JP7105639B2 (ja) * 2018-07-05 2022-07-25 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP2020086365A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 公立大学法人兵庫県立大学 液晶光学素子およびその製造方法
CN111318823A (zh) * 2018-12-13 2020-06-23 岚士智能科技(上海)有限公司 一种基于视觉识别的碳化硅蜂窝陶瓷自动打孔设备
JP7115973B2 (ja) * 2018-12-28 2022-08-09 株式会社キーエンス レーザ加工装置
GB2581172B (en) * 2019-02-06 2022-01-05 Opsydia Ltd Laser machining inside materials
JP7330771B2 (ja) * 2019-06-14 2023-08-22 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法およびウエーハの生成装置
JP7386672B2 (ja) * 2019-11-15 2023-11-27 株式会社ディスコ レーザー加工装置及び位相パターンの調整方法
WO2021117892A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ装置およびレーザ装置の制御方法
CN111208525B (zh) * 2020-01-16 2021-10-19 清华大学 一种光纤传感器以及物体位置和姿态监测方法
JP7446672B2 (ja) * 2020-02-21 2024-03-11 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP7421951B2 (ja) * 2020-02-26 2024-01-25 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP7450413B2 (ja) * 2020-03-09 2024-03-15 株式会社ディスコ レーザー加工装置およびレーザー加工装置の調整方法
JP7582788B2 (ja) 2020-04-06 2024-11-13 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP7487039B2 (ja) * 2020-08-04 2024-05-20 株式会社ディスコ レーザー加工装置
KR102794070B1 (ko) * 2020-12-15 2025-04-11 세메스 주식회사 정렬 장치 및 정렬 방법
TWI773067B (zh) * 2021-01-04 2022-08-01 財團法人工業技術研究院 雷射光路之調校方法與雷射光路之調校裝置
JP7608257B2 (ja) * 2021-04-23 2025-01-06 株式会社ディスコ レーザー加工装置の調整方法、及びレーザー加工装置
CN118159386A (zh) * 2021-10-29 2024-06-07 日亚化学工业株式会社 激光调整方法及激光加工装置
JP7709904B2 (ja) * 2021-12-09 2025-07-17 浜松ホトニクス株式会社 観察装置
CN114355538B (zh) * 2021-12-14 2024-03-26 武汉振光科技有限公司 一种实时自校准高功率激光与成像闭环光路系统及方法
JP7762598B2 (ja) * 2022-02-28 2025-10-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP7777473B2 (ja) * 2022-02-28 2025-11-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
CN114871582B (zh) * 2022-06-22 2024-07-02 天津市奥联特钢结构安装工程有限公司 一种塑料和金属激光焊接的系统和方法
CN120529987A (zh) 2023-02-03 2025-08-22 雅马哈发动机株式会社 激光加工装置、半导体芯片及半导体芯片的制造方法
GB2642091A (en) * 2024-06-24 2025-12-31 Opsydia Ltd Laser system and method for modifying a sample

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3878758B2 (ja) 1998-12-04 2007-02-07 浜松ホトニクス株式会社 空間光変調装置
JP4413569B2 (ja) * 2003-09-25 2010-02-10 株式会社 日立ディスプレイズ 表示パネルの製造方法及び表示パネル
JP4729883B2 (ja) * 2003-10-31 2011-07-20 セイコーエプソン株式会社 基板の加工方法、マイクロレンズシートの製造方法、透過型スクリーン、プロジェクタ、表示装置並びに基板の加工装置
JP4425098B2 (ja) * 2004-09-06 2010-03-03 浜松ホトニクス株式会社 蛍光顕微鏡および蛍光相関分光解析装置
CN101346800B (zh) * 2005-12-20 2011-09-14 株式会社半导体能源研究所 用于制造半导体装置的激光辐射设备和方法
JP2008021890A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー光照射装置およびレーザー光照射方法
JP4402708B2 (ja) 2007-08-03 2010-01-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法
JP5090121B2 (ja) 2007-10-01 2012-12-05 オリンパス株式会社 調整装置、レーザ加工装置、調整方法、および調整プログラム
US8576206B2 (en) * 2007-12-05 2013-11-05 Hamamatsu Photonics K.K. Phase modulating apparatus and phase modulating method
JP5826027B2 (ja) * 2008-03-21 2015-12-02 イムラ アメリカ インコーポレイテッド レーザベースの材料加工方法及びシステム
US8598490B2 (en) * 2008-03-31 2013-12-03 Electro Scientific Industries, Inc. Methods and systems for laser processing a workpiece using a plurality of tailored laser pulse shapes
JP5692969B2 (ja) * 2008-09-01 2015-04-01 浜松ホトニクス株式会社 収差補正方法、この収差補正方法を用いたレーザ加工方法、この収差補正方法を用いたレーザ照射方法、収差補正装置、及び、収差補正プログラム
US8728914B2 (en) * 2009-02-09 2014-05-20 Hamamatsu Photonics K.K. Workpiece cutting method
JP5775265B2 (ja) * 2009-08-03 2015-09-09 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体装置の製造方法
JP5379604B2 (ja) * 2009-08-21 2013-12-25 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びチップ
US8950217B2 (en) * 2010-05-14 2015-02-10 Hamamatsu Photonics K.K. Method of cutting object to be processed, method of cutting strengthened glass sheet and method of manufacturing strengthened glass member
GB2501117A (en) * 2012-04-13 2013-10-16 Isis Innovation Laser focusing method and apparatus
JP6047325B2 (ja) * 2012-07-26 2016-12-21 浜松ホトニクス株式会社 光変調方法、光変調プログラム、光変調装置、及び光照射装置
WO2014156690A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP6272300B2 (ja) * 2013-03-27 2018-01-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
CN105102179B (zh) * 2013-03-27 2017-04-26 浜松光子学株式会社 激光加工装置及激光加工方法
JP6258787B2 (ja) * 2014-05-29 2018-01-10 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP6272145B2 (ja) * 2014-05-29 2018-01-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP6644580B2 (ja) * 2016-02-24 2020-02-12 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置及びレーザ光照射方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI828719B (zh) * 2018-07-05 2024-01-11 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 雷射加工裝置
US12280443B2 (en) 2018-07-05 2025-04-22 Hamamatsu Photonics K.K. Laser machining device
TWI773003B (zh) * 2020-12-08 2022-08-01 東捷科技股份有限公司 材料改質系統

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