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TWI828719B - 雷射加工裝置 - Google Patents

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TWI828719B
TWI828719B TW108123539A TW108123539A TWI828719B TW I828719 B TWI828719 B TW I828719B TW 108123539 A TW108123539 A TW 108123539A TW 108123539 A TW108123539 A TW 108123539A TW I828719 B TWI828719 B TW I828719B
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laser light
laser
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福岡大岳
近藤裕太
Original Assignee
日商濱松赫德尼古斯股份有限公司
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Abstract

一種雷射加工裝置，具備：雷射光源，其輸出雷射光；測定光源，其輸出測定光；聚光單元，其將雷射光朝向加工對象物聚光而形成第1聚光點，並將測定光朝向加工對象物聚光而形成第2聚光點；測定部，其因應在加工對象物之雷射光及測定光在射入面處之測定光的反射光來測定射入面之位移；調整部，其因應射入面之位移的測定結果，來在與射入面交叉之方向調整第1聚光點的位置；空間光調變器，其在雷射光源與聚光單元之間，因應調變圖形來調變雷射光；以及控制部，其控制提示給空間光調變器的調變圖形。

Description

雷射加工裝置
本發明的一側面，是關於雷射加工裝置。
於專利文獻1，記載有雷射切割裝置。該雷射切割裝置，具備：使晶圓移動的平台、對晶圓照射雷射光的雷射頭、進行各部之控制的控制部。雷射頭，具有：將用來在晶圓內部形成改質區域的加工用雷射光予以射出的雷射光源、在加工用雷射光的光路上依序配置的分色鏡及聚光透鏡、AF裝置。AF裝置，是將用來檢測從晶圓表面的基準位置往Z方向(晶圓厚度方向)之位移的AF用雷射光予以射出，並接收在晶圓表面反射之AF用雷射光的反射光，基於該接收到的反射光，來檢測出從晶圓表面的基準位置往Z方向之位移。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5743123號
[發明所欲解決的課題]
但是，可適當測定光射入面之位移的範圍，是限定在沿著自動對焦用之測定光之光軸的既定範圍。因此，在加工用雷射光的聚光點與測定光的聚光點之間距離為固定的情況，可一邊進行自動對焦一邊以雷射光來加工(自動對焦加工)之加工深度的範圍亦受到限定。
對此，上述的雷射切割裝置，進一步具備聚焦透鏡群，其用來使AF用雷射光的聚光點對於加工用雷射光的聚光點獨立地往晶圓厚度方向變化。聚焦透鏡群，是配置在AF用雷射光之光路上且與加工用雷射光的光路獨立的位置。聚焦透鏡群，含有從晶圓側依序配置的固定透鏡及移動透鏡。而且，在上述的雷射切割裝置中，是使用致動器來使移動透鏡機械性地移動，藉此可在將加工用雷射光之聚光點之Z方向位置予以固定的狀態下，使AF用雷射光的聚光點移動。其結果，能謀求可自動對焦加工之範圍的擴大。
如上述般，在上述技術領域，期望著可獨立變更加工用雷射光的聚光點與測定光的聚光點，來使可自動對焦加工的範圍擴大。但是，如上述的雷射切割裝置般，使用要求有高精度之光軸調整等的複數個透鏡，且，藉由致動器來機械性地移動透鏡之複雜的構造，在實現上述期望之際並不切實際。
於是，本發明的一側面，是以提供雷射加工裝置為目的，其可藉由更簡單的構造，來擴大可自動對焦加工的範圍。 [用以解決課題的手段]
本發明之一側面的雷射加工裝置，是沿著加工預定線來對加工對象物照射雷射光，藉此沿著加工預定線進行加工對象物的雷射加工，該雷射加工裝置，具備：雷射光源，其輸出雷射光；測定光源，其輸出測定光；聚光單元，其將雷射光朝向加工對象物聚光而形成第1聚光點，並將測定光朝向加工對象物聚光而形成第2聚光點；測定部，其因應在加工對象物之雷射光及測定光在射入面處之測定光的反射光來測定射入面之位移；調整部，其因應射入面之位移的測定結果，來在與射入面交叉之方向調整第1聚光點的位置；空間光調變器，其在雷射光源與聚光單元之間，因應調變圖形來調變雷射光；以及控制部，其控制提示給空間光調變器的調變圖形，控制部，是將含有聚光位置變更圖形的調變圖形提示給空間光調變器，該聚光位置變更圖形是用來因應第1聚光點與第2聚光點之間的距離、以及從射入面起算之雷射加工的加工深度，來在與射入面交叉的方向變更第1聚光點的位置。
在該雷射加工裝置，聚光單元，是將從雷射光源輸出的雷射光與從測定光源輸出的測定光朝向加工對象物聚光。藉此，形成雷射光的第1聚光點，並形成測定光的第2聚光點。且，測定部，是基於測定光在射入面的反射光，來測定射入面的位移。此外，調整部，是因應該測定結果，來在與射入面交叉的方向調整第1聚光點的位置。亦即，在該雷射加工裝置，可進行自動對焦加工。此處，在該雷射加工裝置，是使用有在雷射光源與聚光單元之間調變雷射光的空間光調變器。空間光調變器，是在控制部的控制之下，提示出含有聚光位置變更圖形的調變圖形，該聚光位置變更圖形是用來基於第1聚光點與第2聚光點之間的距離、以及所期望之加工深度，來在與射入面交叉之方向變更第1聚光點的位置。藉此，可將加工用雷射光的第1聚光點，對測定光的第2聚光點來獨立地變更。如上述般，根據該雷射加工裝置，不需要透鏡群之機械性移動之複雜的構造，可藉由簡單的構造，來擴大可自動對焦加工的範圍。
此處，有著使互相分離地配列的複數個工作元件部形成在表面上者(例如晶圓)為雷射加工之加工對象物的情況。該情況時，有著加工預定線是設定在彼此相鄰的工作元件部之間，且形成有工作元件部的表面為雷射光及測定光之射入面的情況。該情況時，為了進行高精度的自動對焦加工，必須能以測定光不干涉工作元件部的方式來適當地測定射入面的位移，並將雷射光的第1聚光點調整成所期望的加工深度。
於是，在本發明之一側面的雷射加工裝置，是在加工對象物的射入面，形成有沿著射入面互相分離地配列的複數個工作元件部，加工預定線，是設定成通過彼此相鄰的工作元件部之間，控制部，是當將第1聚光點配置於加工深度且在彼此相鄰的工作元件部之間的射入面配置測定光之測點的初始狀態下，測定光對工作元件部干涉的情況時，將含有聚光位置變更圖形的調變圖形提示給空間光調變器亦可。該情況時，會使測定光不干涉工作元件部，並將雷射光之第1聚光點的位置調整成所期望的加工深度，而可進行高精度的自動對焦加工。
此時，在本發明之一側面的雷射加工裝置，控制部，在初始狀態下測定光對工作元件部干涉的情況時，是以測定光不干涉工作元件部的方式使第2聚光點移動，並算出伴隨著第2聚光點的移動而從加工深度偏移之第1聚光點與加工深度的差值，將含有與差值對應之聚光位置變更圖形的調變圖形提示給空間光調變器亦可。
在本發明之一側面的雷射加工裝置，控制部，在射入面的粗糙度為一定以上的情況時，將含有聚光位置變更圖形的調變圖形提示給空間光調變器，藉此將第1聚光點維持在加工深度並以將射入面之測定光的測點尺寸予以擴大的方式來使距離擴大或縮小亦可。如上述般，在射入面的粗糙度為一定以上的情況時，若配置在射入面之測定光的測點較小，則會因該粗糙度的影響而有著測定誤差變大的傾向。對此，在該情況時，當射入面的粗糙度為一定以上的情況時，將雷射光的第1聚光點維持在加工深度並將測定光的測點尺寸予以擴大。藉此，即使是射入面的粗糙度為一定以上的情況，亦可進行高精度的自動對焦加工。
在本發明之一側面的雷射加工裝置，控制部，是將調變圖形提示給空間光調變器，該調變圖形是將雷射光之像差校正用的校正圖形與聚光位置變更圖形予以重疊而構成。如上述般，在雷射光之第1聚光點之位置的變更使用空間光調變器的話，可與像差校正同時進行該位置的變更，可用更簡單的構造來擴大可自動對焦加工的範圍。 [發明的效果]
根據本發明的一側面，可提供雷射加工裝置，其可藉由更簡單的構造，來擴大可自動對焦加工的範圍。
以下，參照圖式來說明雷射加工裝置的一實施形態。又，在圖式的說明中，在相同的要件們，或是相當的要件們，有著彼此附上相同的符號，並省略重複之說明的情況。且，在以下有著圖示出以X軸、Y軸、及Z軸所規定之直交座標系統來用於說明的情況。
在實施形態的雷射加工裝置，是對加工對象物聚光雷射光，藉此沿著切斷預定線來在加工對象物形成改質區域。在此，首先針對改質區域的形成，參照圖1~圖6來進行說明。
如圖1所示般，雷射加工裝置100，具備：雷射光源101，是使雷射光L脈衝震盪；分色鏡103，其配置成使雷射光L之光軸(光路)的朝向變換90°；以及聚光用透鏡105，其用來使雷射光L聚光。且，雷射加工裝置100，具備：支撐台107，其支撐加工對象物1，該加工對象物1被照射有以聚光用透鏡105所聚光的雷射光L；平台111，是使支撐台107移動用的移動機構；雷射光源控制部102，其為了調節雷射光L的輸出或脈衝寬度、脈衝波形等而控制雷射光源101；以及平台控制部115，其控制平台111的移動。
在雷射加工裝置100，從雷射光源101射出的雷射光L，是藉由分色鏡103而將其光軸的朝向改變90°，並藉由聚光用透鏡105來聚光至被載置於支撐台107上的加工對象物1之內部。於此同時，使平台111移動，而使加工對象物1對於雷射光L沿著切斷預定線5來相對移動。藉此，使沿著切斷預定線5的改質區域形成在加工對象物1。又，在此，雖為了相對於雷射光L移動而使平台111移動，但亦可使聚光用透鏡105移動，或是使該等之雙方移動亦可。
作為加工對象物1，是使用：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)。如圖2所示般，於加工對象物1，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，是延伸成直線狀的虛擬線。在加工對象物1的內部形成改質區域的情況，是如圖3所示般，以在加工對象物1的內部對焦聚光點(聚光位置)P的狀態，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即圖2的箭頭A方向)相對地移動。藉此，如圖4、圖5及圖6所示般，改質區域7會沿著切斷預定線5來形成在加工對象物1，沿著切斷預定線5所形成的改質區域7會成為切斷起點區域8。切斷預定線5，是對應於照射預定線。
所謂的聚光點P，是指雷射光L聚光的位置。切斷預定線5，並不限於直線狀，為曲線狀亦可，為組合該等而成的3維狀亦可，為座標指定者亦可。切斷預定線5，並不限於虛擬線，為實際在加工對象物1的表面3所畫的線亦可。改質區域7，亦有連續地形成的情況，亦有斷續地形成的情況。改質區域7是列狀或點狀皆可，主要是，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。有著以改質區域7為起點而形成有龜裂的情況，龜裂及改質區域7，是露出至加工對象物1的外表面(表面3、背面、或是外周面)亦可。在形成改質區域7之際的雷射光射入面，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。
亦即，在加工對象物1的內部形成改質區域7的情況，雷射光L，是穿透加工對象物1，並特別在位於加工對象物1之內部的聚光點P附近被吸收。藉此，在加工對象物1形成有改質區域7(亦即內部吸收型雷射加工)。此情況時，在加工對象物1的表面3是幾乎不會吸收雷射光L，故加工對象物1的表面3不會溶融。另一方面，在加工對象物1的表面3或背面形成改質區域7的情況時，雷射光L，是特別在位於表面3或背面的聚光點P附近被吸收，而從表面3或背面溶融去除，形成有孔或溝等的除去部(表面吸收型雷射加工)。
改質區域7，是指密度、折射率、機械強度或其他的物理特性與周圍不同的狀態之區域。作為改質區域7，例如，有著溶融處理區域(代表著一旦溶融之後再次固化的區域、溶融狀態中的區域及從溶融再次固化之狀態中的區域的其中至少任一者)、裂縫區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，亦有混合該等的區域。此外，作為改質區域7，有著在加工對象物1的材料中，改質區域7的密度與非改質區域的密度相較之下有變化的區域，或是形成有晶體缺陷的區域。加工對象物1的材料為單結晶矽的情況，改質區域7，亦稱為高差排密度區域。
溶融處理區域、折射率變化區域、改質區域7的密度相較於非改質區域的密度為有變化的區域、以及形成有晶體缺陷的區域，是進一步有著在該等之區域的內部或改質區域7與非改質區域之間的邊界內包有龜裂(裂縫、微痕)的情況。所內包的龜裂，是有著形成在遍及改質區域7之全面的情況或只有在一部分或複數部分形成的情況。加工對象物1，是含有由具有晶體結構的結晶材料所成的基板。例如加工對象物1，是包含：以氮化鎵(GaN)、矽(Si)、碳化矽(SiC)、LiTaO3 、及藍寶石(Al2 O3 )之至少任一者所形成的基板。換言之，加工對象物1，是例如包含：氮化鎵基板、矽基板、SiC基板、LiTaO3 基板、或藍寶石基板。結晶材料，是各向異性結晶及各向同性結晶之任一者皆可。且，加工對象物1，亦可包含由具有非晶體結構(非晶質結構)的非結晶材料所成的基板，例如包含玻璃基板亦可。
在本實施形態，沿著切斷預定線5來複數形成改質點(加工痕)，藉此可形成改質區域7。此情況，是使複數個改質點聚集而成為改質區域7。所謂的改質點，是指以脈衝雷射光的1脈衝射擊(亦即1脈衝的雷射照射：雷射射擊)所形成的改質部分。作為改質點，可舉出裂縫點、溶融處理點或折射率變化點、或是混合有該等至少1個者等等。對於改質點，可考慮所要求的切斷精度、所要求的切剖面之平坦性、加工對象物1的厚度、種類、結晶方位等，來適當控制其大小或所發生之龜裂的長度。且，在實施形態，可沿著切斷預定線5，將改質點作為改質區域7來形成。
接著，針對本實施形態的雷射加工裝置進行說明。圖7，是表示本實施形態之雷射加工裝置的概略構成圖。如圖7所示般，雷射加工裝置200，是使聚光點P對焦在平台111上之加工對象物1的內部來照射雷射光L，藉此沿著加工對象物1的切斷預定線(加工預定線)5，形成成為切斷之起點的改質區域7(進行雷射加工)。該雷射加工裝置200，是在筐體231具備：雷射光源202、反射型空間光調變器(空間光調變器)203、4f光學系統241、及聚光光學系統(聚光單元)204。
雷射光源202，輸出雷射光L。雷射光源202，例如使用有光纖雷射。此處的雷射光源202，是以對水平方向(X軸方向)射出雷射光L的方式(也就是橫放的狀態)，以螺絲等固定在筐體231的頂板236。
反射型空間光調變器203，是將從雷射光源202射出的雷射光L予以調變者，例如使用有LCOS(Liquid Crystal on Silicon)、SLM(Spatial LightModulator)。該反射型空間光調變器203，是將往水平方向射入的雷射光L，對水平方向斜向地反射並調變。
圖8，是圖7之雷射加工裝置之反射型空間光調變器的分解立體圖。如圖8所示般，反射型空間光調變器203，是依序疊層矽基板213、驅動電路層914、複數個像素電極214、介電質多層膜鏡等之反射膜215、配向膜999a、液晶層216、配向膜999b、透明導電膜217、及玻璃基板等之透明基板218藉此來構成。透明基板218，具有沿著既定平面的表面218a。透明基板218的表面218a，構成反射型空間光調變器203的表面。透明基板218，例如由玻璃等之光穿透性材料所成。透明基板218，是使從反射型空間光調變器203之表面218a射入之既定波長的雷射光L，往反射型空間光調變器203的內部穿透。透明導電膜217，形成在透明基板218的內面上。透明導電膜217，是由供雷射光L穿透的導電性材料(例如ITO)所成。
複數個像素電極214，是沿著透明導電膜217在矽基板213上配列成矩陣狀。複數個像素電極214，例如以鋁等之金屬材料所形成。複數個像素電極214的表面214a，是被加工成平坦且平滑。複數個像素電極214，是被設在驅動電路層914的有源矩陣電路給驅動。
有源矩陣電路，設在複數個像素電極214與矽基板213之間。有源矩陣電路，是因應欲從反射型空間光調變器203輸出的光像，來控制對各像素電極214的施加電壓。例如，有源矩陣電路，具有：第1驅動電路，其控制沿著表面218a於一方向並排之各像素列的施加電壓；以及第2驅動電路，其控制與該一方向正交且沿著表面218a之其他方向並排之各像素列的施加電壓。這種有源矩陣電路，是構成為藉由控制部250(參照圖7)來對在雙方的驅動電路所指定之像素的像素電極214施加既定電壓。
配向膜999a、999b，配置在液晶層216的兩端面，使液晶分子群往一定方向配列。配向膜999a、999b，例如以聚醯亞胺等之高分子材料所形成。在配向膜999a、999b之與液晶層216的接觸面，施有摩擦處理等。
液晶層216，配置在複數個像素電極214與透明導電膜217之間。液晶層216，是因應由各像素電極214與透明導電膜217所形成的電場來調變雷射光L。亦即，藉由驅動電路層914的有源矩陣電路來對各像素電極214施加電壓時，在透明導電膜217與各像素電極214之間形成有電場，因應形成在液晶層216之電場的大小，液晶分子216a的配列方向會變化。而且，在雷射光L穿過透明基板218及透明導電膜217而射入至液晶層216時，該雷射光L，在通過液晶層216的期間會被液晶分子216a給調變，在反射膜215反射之後，再次被液晶層216給調變而射出。
此時，藉由控制部250(參照圖7)來控制施加至各像素電極214的電壓，因應該電壓，使液晶層216中被透明導電膜217與各像素電極214給夾住之部分的折射率變化(與各像素對應之位置的液晶層216的折射率變化)。由該折射率的變化，可因應所施加的電壓，使雷射光L的相位連同液晶層216的像素一起變化。也就是說，可將與全像投影圖形對應之相位調變連同像素一起藉由液晶層216來賦予。射入至調變圖形並穿透的雷射光L，其波前被調整，在構成雷射光L的各光線中，往與進行方向正交之方向之成分的相位產生偏差。於是，在控制部250的控制之下，將反射型空間光調變器203所表示之調變圖形予以適當設定，藉此可使雷射光L調變(例如，使雷射光L的強度、振幅、相位、偏光等調變)。
回到圖7，4f光學系統241，是用來調整藉由反射型空間光調變器203所調變過之雷射光L的波前形狀者。該4f光學系統241，具有第1透鏡241a及第2透鏡241b。在透鏡241a、241b，使反射型空間光調變器203與第1透鏡241a之間的距離成為第1透鏡241a的焦點距離f1，使聚光光學系統204與透鏡241b之間的距離成為透鏡241b的焦點距離f2，使第1透鏡241a與第2透鏡241b之間的距離成為f1+f2，且以第1透鏡241a與第2透鏡241b成為兩側遠心光學系統的方式，來配置在反射型空間光調變器203與聚光光學系統204之間。
在該4f光學系統241，可將被反射型空間光調變器203給調變相位，為既定光束徑且聚光之雷射光L的像差成為既定像差以下之波前的雷射光L以聚光光學系統204來聚光。焦點距離f1與焦點距離f2之比，為n：1(n是實數)，射入至聚光光學系統204的雷射光L之光束徑、波前，是分別成為在反射型空間光調變器203所反射之光束徑及波前的1/n倍、n倍。且，在4f光學系統241，可抑制被反射型空間光調變器203給調變(校正)過之雷射光L因空間傳播而使波前形狀變化導致像差增大的情況。在此處之4f光學系統241，是以射入至聚光光學系統204的雷射光L成為平行光的方式來調整雷射光L。
聚光光學系統204，是用來將以反射型空間光調變器203來調變過的雷射光L聚光在加工對象物1的內部者。該聚光光學系統204，是包含複數個透鏡來構成，且透過包含壓電元件等來構成的驅動單元(調整部)232而設置在筐體231的底板233。
且，雷射加工裝置200，在筐體231內具備表面觀察單元211及AF(自動對焦：Auto Focus)單元212。表面觀察單元211，是用來觀察加工對象物1的表面3者。該表面觀察單元211，至少具有：射出可見光VL1的觀察用光源211a、將在加工對象物1的表面3反射之可見光VL1的反射光VL2予以接收來檢測的檢測器211b、供雷射光L穿透且反射可見光VL1及反射光VL2的分色鏡210。分色鏡210，是在雷射光L的光路上配置在4f光學系統241與聚光光學系統204之間，並配置成使可見光VL1及反射光VL2的朝向變更90°。
在該表面觀察單元211，從觀察用光源211a射出的可見光VL1，是依序被鏡子208及分色鏡209、210反射，而以聚光光學系統204聚光。且，在加工對象物1的表面2反射的反射光VL2，是在聚光光學系統204聚光而被分色鏡210反射，而穿透分色鏡209。
AF單元212的用途，是即使例如在加工對象物1的表面3存在有於厚度方向(Z軸方向)之位移(膨脹)的情況，亦可精度良好地在距表面3既定距離的位置對焦雷射光L的聚光點(第1聚光點)P。該AF單元212，具體來說，是將AF用雷射光(測定光)LB1射出至加工對象物1，將在加工對象物1的表面3反射之AF用雷射光LB1的反射光LB2予以接收來檢測，藉此取得沿著切斷預定線5的表面3之位移資料(測定位移)。驅動單元232，是因應所測定的位移來驅動，藉此以沿著加工對象物1之表面3之膨脹的方式，使聚光光學系統204在該光軸方向往復移動，來微調整聚光光學系統204與加工對象物1之間的距離。
該AF單元212，至少具有：輸出AF用雷射光LB1的AF用光源(測定光源)212a、供雷射光L穿透且反射AF用雷射光LB1及反射光LB2的AF用分色鏡238、基於反射光LB2來檢測(測定)表面3之位移的位移檢測部(測定部)212b。AF用分色鏡238，是在雷射光L的光路上配置在4f光學系統241與聚光光學系統204之間且為分色鏡210的下游側，並配置成使AF用雷射光LB1及反射光LB2的朝向變更90°。該AF用分色鏡238，就是在雷射光L的光路上配置在最下游側的穿透光學元件。也就是說，AF單元212，構成為不使反射光LB2穿透其他的分色鏡等之其他的穿透光學元件。
在AF用分色鏡238，AF用雷射光LB1射入的方向及朝向，是與上述在分色鏡210之可見光VL1射入的方向及朝向相等。也就是說，分色鏡210、238，是設置成該鏡面對於雷射光L的光軸往相同方向以相同角度來傾斜。藉此，表面觀察單元211及AF單元212，是在筐體231內配置於相同側(圖示右側)。
雷射光L的光路與AF用雷射光LB1的光路，是在分色鏡238與聚光光學系統204之間共通。藉此，聚光光學系統204，是將雷射光L朝向加工對象物1聚光而形成聚光點(後述之第1聚光點P1)，並將AF用雷射光LB1朝向加工對象物1聚光而形成聚光點(後述之第2聚光點P2)。且，藉此，反射型空間光調變器203，是在雷射光源202與聚光光學系統204之間，配置在雷射光L的光路上。又，此處所指之朝向加工對象物1聚光，並不限於在加工對象物1的表面及加工對象物1的內部聚光的情況，亦包含在聚光光學系統204與加工對象物1之間聚光的情況。
雷射加工裝置200，作為用來控制雷射加工裝置200之全體者，是將雷射光源202與反射型空間光調變器203與平台111與AF單元212與驅動單元232連接起來，並具備控制該等的控制部250。控制部250，例如為以CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等所構成之電腦為主體來構成。而且，控制部250，是在該電腦實行既定的程式，藉此實行各種控制。針對控制部250之控制的一例進行說明。
控制部250，是控制雷射光源202，來調節雷射光源202所射出之雷射光L的輸出或脈衝寬度等。且，控制部250，在形成改質區域7之際，是控制筐體231及平台111的至少一方，來使雷射光L的聚光點P位於距加工對象物1的表面3既定距離且使雷射光L的聚光點P沿著切斷預定線5來相對地移動。
且，控制部250，是控制反射型空間光調變器203，來使雷射光L的光學特性成為既定的光學特性。例如，在形成改質區域7之際，以在加工對象物1的內部聚光之雷射光L的像差成為既定像差以下的方式，對每個互相對向之1對的電極部214、217施加既定電壓來控制反射型空間光調變器203。更具體來說，控制部250，是將調變圖形輸入至反射型空間光調變器203，該調變圖形含有用來將射入至反射型空間光調變器203的雷射光L之光束圖形(光束波前)予以整形(調變)的像差校正圖形。換言之，控制部250，是控制提示給反射型空間光調變器203的調變圖形。而且，基於所輸入的調變圖形，使每個一對電極214、217所對應之液晶層216的折射率變化，來整形(調變)從反射型空間光調變器203射出(反射)的雷射光L之光束圖形(光束波前)。針對控制部250之其他的控制待留後述。
又，如上述般，反射型空間光調變器203，是在雷射光源202與聚光光學系統204之間，配置在雷射光L的光路上。換言之，反射型空間光調變器203，並不介在於AF用雷射光LB1的光路。於是，反射型空間光調變器203，雖調變雷射光L，但不進行AF用雷射光LB1的調變。亦即，反射型空間光調變器203，是與AF用雷射光LB1獨立地進行雷射光L的調變。且，控制部250，是如圖示般配置在筐體231外亦可，設置在筐體231內亦可。且，在控制部250，逐次輸入提示給反射型空間光調變器203的調變圖形亦可，選擇事先儲存好的調變圖形來輸入亦可。
在此，雷射加工裝置200，是在雷射光L的光路上，具備：配置在雷射光源202與反射型空間光調變器203之間的一對第1鏡子205a、205b、配置在反射型空間光調變器203與4f光學系統241之間的一對第2鏡子206a、206b。
第1鏡子205a、205b，是將雷射光源202所射出的雷射光L，朝向反射型空間光調變器203反射。該等第1鏡子205a、205b，是各自配置成使雷射光L的朝向變更90°。具體來說，上游側的第1鏡子205a，是將從水平方向右側射入的雷射光L往下方反射，下游側的第1鏡子205b，是將從上方射入的雷射光L往水平方向右側反射。
第2鏡子206a、206b，是將以反射型空間光調變器203反射過的雷射光L，朝向4f光學系統241反射。具體來說，上游側的第2鏡子206a，是將對水平方向從斜下方射入的雷射光L往上方反射，下游側的第2鏡子206b，是將從下方射入的雷射光L往水平方向左側反射。
且，鏡子205a、205b、206a、206b，具有往既定方向(在此為Y軸方向)延伸的軸，構成為可繞該軸旋轉。藉此，鏡子205a、205b、206a、206b，構成為可調整其反射方向(反射角度)。於是，在第1鏡子205a、205b，適當調整該等的反射方向，來調整雷射光L的位置及射入角度，而確實對於反射型空間光調變器203以既定射入角度射入雷射光L。且，在第2鏡子206a、206b，適當調整該等的反射方向，來調整雷射光L的位置及射入角度，而確實對於4f光學系統241以既定射入角度射入雷射光L。
又，在該等之鏡子205a、205b、206a、206b，是構成為藉由壓電元件等之電性手段來調整反射方向亦可，構成為藉由螺絲等之機械性手段來調整反射方向亦可。
且，在雷射光L的光路上，在下游側的第1鏡子205b與反射型空間光調變器203之間，配置有擴束鏡223。擴束鏡223，是用來擴大雷射光L之光束徑者，具有凹透鏡213a及平凸透鏡213b。平凸透鏡213b，為了使透鏡213a、213b間的距離成為可變，是成為可裝卸並可設置在雷射光L之光路上的複數位置。藉此，將平凸透鏡213b配置在所期望的位置，藉此可將雷射光L的光束徑照所期望地擴大。
且，在雷射光L的光路上，在第1鏡子205a、205b間配置有衰減器207。衰減器207，是用來進行雷射光L之光強度的調整者。該衰減器207，是構成為含有：用來得到直線偏光的偏光板207a、用來變更偏光方向的λ/2波長板207b。
且，在雷射光L的光路上，在第2鏡子206a、206b間，配置有用來變更偏光方向的λ/2波長板228。藉由該λ/2波長板228，可使雷射光L的偏光方向對應於加工進行方向(沿著切斷預定線5的方向)。
使用如上述般構成的雷射加工裝置100來切斷加工對象物1的情況，首先，在加工對象物1的內面，例如貼上伸縮膠帶來將該加工對象物1載置於平台111上。接著，從加工對象物1的表面3往加工對象物1的內部對焦聚光點P來照射雷射光L，沿著切斷預定線5將改質區域7形成在加工對象物1的內部。此時，對應藉由AF單元212所測定之表面3的位移來驅動驅動單元232，藉此調整聚光點P的位置。然後，使伸縮膠帶擴張。藉此，以改質區域7作為切斷的起點，使加工對象物1沿著切斷預定線5精度良好地切斷，使複數個半導體晶片互相分離。
在此，從雷射光源202射出的雷射光L，是在筐體231內於水平方向行進之後，被第1鏡子205a給往下方反射，而被衰減器207給調整光強度。之後，被第1鏡子205b給往水平方向反射，而被擴束鏡223給擴大光束徑來射入至反射型空間光調變器203。
射入至反射型空間光調變器203的雷射光L，是在該反射型空間光調變器203被調變(校正)成在加工對象物1之內部聚光之雷射光L的像差成為既定像差以下，並對於水平方向往斜上方射出。之後，被第2鏡子206a給往上方反射之後，被λ/2波長板228改變偏光方向，被第2鏡子206b給往水平方向反射而射入至4f光學系統241。
射入至4f光學系統241的雷射光L，是以射入至聚光光學系統204的雷射光L成為平行光的方式來調整波前形狀。具體來說，該雷射光L，是穿透第1透鏡241a而收束，被鏡子219給往下方反射。而且，經過共軛焦O而發散，並與第1鏡子205b及反射型空間光調變器203間的光路交叉之後，穿透第2透鏡241b，以成為平行光的方式再次收束。
之後，雷射光L，是依序穿透分色鏡210、218而射入至聚光光學系統204，藉由聚光光學系統204而在載置於平台111上的加工對象物1之內部聚光。
接著，針對雷射加工裝置200的自動對焦加工(以下稱為「AF加工」)進行說明。在AF單元212中，反射光LB2的光束形狀，是因加工對象物1之從後述的基準位置往表面(雷射光L及AF用雷射光LB1的射入面)3的位移，而在位移檢測部212b的4象限檢知器上變化。具體來說，在表面3反射的反射光LB2，因應該表面3的位移而有不同的光束擴張角，對應該光束擴張角而成為不同的光束形狀。位移檢測部212b，是將如此變化的光束形狀，分割成4象限檢知器的4個受光面來檢測。將4個受光面分別當成受光面SA 、SB 、SC 、SD ，對應各個受光面SA 、SB 、SC 、SD 之光量的輸出值，分別為輸出值IA 、IB 、IC 、ID 時，在AF單元212，藉由[(IA +IC )-(IB +ID )]/[(IA +IB +IC +ID )]的演算而生成誤差訊號。
圖9，是表示誤差訊號之演算值之一例的圖表。在圖9所示的圖表，橫軸是表示距射入面之誤差訊號為零之位置的位移，縱軸是表示誤差訊號的大小。若位移越小(越往圖中左側)，則代表著射入面位在接近聚光光學系統204的方向。若位移越大(越往圖中右側)，則雷射光射入面位在遠離聚光光學系統204的方向。
如圖9所示般，誤差訊號，在圖表上是變化成S字彎曲狀。誤差訊號為零時的位移，是光束形狀在4象限檢知器上成為真圓時的位移。誤差訊號中可利用的範圍，是零點周邊之成為單調減少的範圍(以下將該範圍稱為「測定範圍」)。亦即，可適當測定射入面之位移的範圍，是沿著AF用雷射光LB1的光軸上限定在既定範圍(測定範圍)。又，所謂上述的基準位置，作為一例，是以表面觀察單元211拍攝表面3，將所投影之標線的對比放成最大的狀態時之表面3的位置。
圖10，是表示加工用雷射光的聚光點與AF用雷射光的聚光點之間關係的示意圖。如圖10所示般，在雷射加工裝置200中，雷射光L與AF用雷射光LB1，是在彼此光軸為一致的狀態下對加工對象物1照射。且，雷射光L的聚光點P亦即第1聚光點P1與AF用雷射光LB1的聚光點亦即第2聚光點P2，是互相分離，該等之間的距離，是藉由雷射加工裝置200的構造來作為距離L12而實質上為固定(因雷射加工裝置200的個體差而有偏差)。
於是，如圖10(a)~(d)般使第1聚光點P1從較深的位置(距射入面亦即表面3較遠的位置)往較淺的位置(接近表面3的位置)移動的話，第2聚光點P2亦會以同等的距離移動。伴隨於此，AF用雷射光LB1之表面3的測點尺寸亦會變更。亦即，若從圖10(a)所示般之第2聚光點P2比較接近表面3且位在加工對象物1內的狀態，往圖10(b)所示般之第2聚光點P2與表面3成為一致的狀態，來使第1聚光點P1及第2聚光點P2移動的話，AF用雷射光LB1之表面3的測點尺寸會縮小。進一步，若從圖10(b)所示之狀態，往圖10(c)及(d)所示般之以第2聚光點P2在加工對象物1的外部逐漸遠離表面3的方式，使第1聚光點P1及第2聚光點P2移動的話，AF用雷射光LB1之表面3的測點尺寸會擴大。
如上述般，使可適當測定表面3之位移的範圍限定在測定範圍的結果，當雷射光L的第1聚光點P1與AF用雷射光LB1的第2聚光點P2之間距離L12為固定的情況，可進行AF加工之加工深度的範圍亦被限定。於是，可變更第1聚光點P1與第2聚光點P2之間距離L12的話為有效。
另一方面，雷射加工裝置200的加工對象物1，有著如圖11所示般的加工對象物的情況。在圖11所示之加工對象物1的表面3上，形成有工作元件層10。工作元件層10，含有：在表面3上互相分離且配列成2維狀的複數個工作元件部11。工作元件部11，例如是藉由晶體生長來形成的半導體動作層、光二極體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、或是作為電路來形成的電路元件等。在彼此相鄰的工作元件部11之間，設有使表面3露出的區域亦即切割道ST。切割道ST，例如設置成格子狀。切斷預定線5，是設定在切割道ST(亦即，設定成通過彼此相鄰的工作元件部11之間)。
在測定該加工對象物1之表面3的位移，並基於該位移來調整第1聚光點P1的位置來進行加工(AF加工)的情況時，使AF用雷射光LB1的測點在切割道ST內(彼此相鄰的工作元件部之間)配置於表面3。此時，為了高精度地進行表面3之位移的測定，是使距第2聚光點P2(或朝向第2聚光點P2)具有既定寬廣度的AF用雷射光LB1不干涉工作元件部11為佳。另一方面，為了在適當的位置形成改質區域7，有必要將第1聚光點P1配置在所期望的加工深度。於是，就此觀點來看，可變更第1聚光點P1與第2聚光點P2之間距離L12亦為有效。
於是，雷射加工裝置200，具有使第1聚光點P1的位置對第2聚光點P2獨立地變更的功能。亦即，如圖12所示般，雷射加工裝置200，針對與表面3交叉的方向(在此為Z軸方向)，是將第2聚光點P2的位置維持成一定，且可變更第1聚光點P1的位置。因此，控制部250，是將調變圖形提示給反射型空間光調變器203，該調變圖形含有針對Z軸方向來變更第1聚光點P1之位置用的聚光位置變更圖形。如上述般，反射型空間光調變器203，僅中介在雷射光L的光路。於是，只有第1聚光點P1的位置變更，而使第1聚光點P1與第2聚光點P2之間距離L12變更。藉此，可使第2聚光點P2位在適合表面3之位移之測定的位置，並將第1聚光點P1配置在所期望的加工深度。
更具體來說，控制部250，是因應切割道寬度W11(彼此相鄰的工作元件部之邊緣間的間隔：參照圖11)、第1聚光點P1與第2聚光點P2之間的距離L12、以及距射入面亦即表面3之所期望之雷射加工的加工深度，來將調變圖形提示給反射型空間光調變器203，該調變圖形含有用來變更第1聚光點P1之位置(亦即距離L12)的聚光位置變更圖形，藉此使第2聚光點P2位在適合表面3之位移之測定的位置，並將第1聚光點P1配置在所期望的加工深度。
此外，詳細雖待後述，但控制部250，在將第1聚光點P1配置在加工深度且將AF用雷射光LB1的測點配置在切割道ST內之表面3的初始狀態下，AF用雷射光LB1對工作元件部11干涉的情況，是將含有聚光位置變更圖形的調變圖形提示給反射型空間光調變器203。此時，控制部250，在初始狀態下，AF用雷射光LB1對工作元件部11干涉的情況，是以AF用雷射光LB1不干涉工作元件部11的方式使第2聚光點P2移動，並算出伴隨著第2聚光點P2的移動而從加工深度偏移之第1聚光點P1與加工深度之間的差值，將含有因應差值之聚光位置變更圖形的調變圖形提示給反射型空間光調變器203。
又，在不含有聚光位置變更圖形的調變圖形被提示的狀態下，以反射型空間光調變器203所調變(或沒有調變)之狀態之第1聚光點P1與第2聚光點P2之間距離L12為基準的話，會藉由聚光位置變更圖形，來擴大第1聚光點P1與第2聚光點P2之間距離L12，可使第1聚光點P1的位置變更成離加工對象物1的表面3更深的位置，亦可縮小距離L12來使第1聚光點P1的位置變更成較淺的位置。且，控制部250，是將聚光位置變更圖形、像差校正用的像差校正圖形等之其他圖形予以重疊來構成的調變圖形提示給反射型空間光調變器203，藉此可同時實現複數個功能。
接著，針對雷射加工裝置200之AF加工的詳細內容進行說明。圖13，是表示AF加工之一連串步驟的流程圖。如圖13所示般，在此，首先，在開始AF之際，將反射型空間光調變器203的狀態設定成初始狀態(步驟S11)。例如，含有在過去的AF加工之際之像差校正圖形等的調變圖形被提示給反射型空間光調變器203之狀態下的話，停止該調變圖形的提示，而成為沒有對反射型空間光調變器203提示調變圖形的狀態。
接著，控制部250，取得切割道寬度W11與加工深度(步驟S12)。如圖14(a)所示般，在此，在加工對象物1的射入面亦即表面3形成有上述的工作元件層10，以該工作元件部11互相對向的邊緣間的間隔作為切割道寬度W11來取得。且，在此，對於加工對象物1，是在其深度方向(對表面3交叉的方向亦即Z軸方向)的2個不同位置分別形成改質區域7。因此，對於加工對象物1，設定有2個加工預定位置M1、M2。加工預定位置M1，是比加工預定位置M2還遠離表面3(較深)的位置，也是比加工預定位置M2還先(最初)進行加工的位置。在此，取得離表面3最遠的加工預定位置M1之距表面3的距離亦即加工深度D1。
接著，如圖13所示般，控制部250，判定AF用雷射光LB1是否干涉工作元件部11(步驟S13)。在此，如圖14(b)所示般，將雷射光L的第1聚光點P1配置在加工深度D1，且在切割道ST內的表面3配置AF用雷射光LB1之測點的初始狀態下，判定AF用雷射光LB1是否干涉工作元件部11。
接著，如圖13所示般，在步驟S13的判定結果，為AF用雷射光LB1干涉工作元件部11的情況(步驟S13：YES)，控制部250會調整第2聚光點P2的位置(步驟S14)。在此，如圖15(a)所示般，將第1聚光點P1與第2聚光點P2之間距離維持在距離L12(亦即，不提示含有聚光位置變更圖形的調變圖形)，以AF用雷射光LB1不干涉工作元件部11的方式使第2聚光點P2移動。例如，在圖14(b)及圖15(a)的例子，AF用雷射光LB1，是在第2聚光點P2於加工對象物1的外部從表面3分離的狀態下，從第2聚光點P2擴張而干涉工作元件部11。於是，在此，調整第2聚光點P2的位置，來使第2聚光點P2接近表面3而將表面3之AF用雷射光LB1的測點縮小。伴隨於此，第1聚光點P1亦從加工預定位置M1往與表面3的相反側偏移。
接著，如圖13及圖15(a)所示般，控制部250，是算出：從加工預定位置M1偏移之第1聚光點P1與加工預定位置M1之加工深度D1的差值(偏移量)ΔL(步驟S15)。
接著，控制部250，是將調變圖形提示給反射型空間光調變器203(步驟S16)，該調變圖形，是將與步驟S15中所算出的差值ΔL對應的聚光位置變更圖形、與加工深度D1對應的像差校正用的像差校正圖形予以重疊而構成。在此，以使第1聚光點P1往表面3側移動差值ΔL的方式，來設定聚光位置變更圖形。第2聚光點P2的位置是維持為固定。藉此，使第1聚光點P1與第2聚光點P2之間距離L12變更而成為距離L12a。在此，距離L12a，是比距離L12還短了差值ΔL的份量。藉此，使AF用雷射光LB1不干涉工作元件部11，且，第1聚光點P1與加工預定位置M1一致。
接著，如圖13及圖16所示般，控制部250，實施雷射光L所致之加工(步驟S17)。在此，沿著切斷預定線5，使第1聚光點P1及第2聚光點P2對於加工對象物1相對移動，藉此進行：AF用雷射光LB1所致之表面3的位移測定、與所測定之位移對應的第1聚光點P1之位置調整、以及雷射光L之照射所致之改質區域7的形成。在此，雷射光L，是在加工預定位置M1沿著Y軸方向來掃描。藉此，在加工預定位置M1，形成有沿著Y軸方向延伸之1列的改質區域7。又，此時，沿著切斷預定線5之表面3的位移被取得、儲存。
接著，控制部250，關閉AF用雷射光LB1(步驟S18)。這是為了在之後的加工預定位置M2之AF加工之際，將在步驟S17所取得並儲存之表面3的位移資訊予以再生，藉此可進行AF加工。接著，控制部250，在使雷射光L的第1聚光點P1位在加工深度D2之加工預定位置M2的狀態下，將調變圖形提示給反射型空間光調變器203(步驟S19)，該調變圖形含有與加工深度D2對應之像差校正用的像差校正圖形。然後，如圖13及圖17所示般，與在加工預定位置M1的加工同樣地，實施在加工預定位置M2的AF加工(步驟S20)。藉此，對於加工對象物1，形成有複數列的改質區域7。
另一方面，如圖13所示般，當步驟S13的判定結果為AF用雷射光LB1沒有干涉工作元件部11的情況(步驟S13：NO)，控制部250，將調變圖形提示給反射型空間光調變器203(步驟S21)，該調變圖形含有與加工深度D1對應之像差校正用的像差校正圖形。之後，移至步驟S17。
如以上說明般，在雷射加工裝置200中，聚光光學系統204，是將由雷射光源202所輸出的雷射光L、由AF用光源212a所輸出的AF用雷射光LB1，朝向加工對象物1聚光。藉此，形成有作為雷射光L之聚光點P的第1聚光點P1，並形成有AF用雷射光LB1的第2聚光點P2。且，位移檢測部212b，是基於AF用雷射光LB1在表面3的反射光LB2，來測定表面3的位移。此外，驅動單元232，是因應該測定結果，來在與表面3交叉(正交)的方向(例如Z軸方向)調整第1聚光點P1的位置。亦即，在雷射加工裝置200，可進行AF加工。
在此，雷射加工裝置200中，在雷射光源202與聚光光學系統204之間使用有調變雷射光L的反射型空間光調變器203。反射型空間光調變器203，是在控制部250的控制之下，提示出含有聚光位置變更圖形的調變圖形，該聚光位置變更圖形是用來基於第1聚光點P1與第2聚光點P2之間的距離、以及所期望之加工深度，來在與表面3交叉之方向變更第1聚光點P1的位置。藉此，可將加工用雷射光L的第1聚光點P1，對AF用雷射光LB1的第2聚光點P2來獨立地變更。如上述般，根據雷射加工裝置200，不需要透鏡群之機械性移動之複雜的構造，可藉由簡單的構造，來擴大可AF加工的範圍。
且，在此，於加工對象物1的表面3，形成有沿著表面3互相分離地配列的複數個工作元件部11，切斷預定線5，是設定成通過彼此相鄰的工作元件部11之間(切割道ST)。而且，雷射加工裝置200中，控制部250，在將第1聚光點P1配置在加工深度D1且將AF用雷射光LB1的測點配置在切割道ST之表面3的初始狀態下，AF用雷射光LB1對工作元件部11干涉的情況，是將含有聚光位置變更圖形的調變圖形提示給空間光調變器。因此，使AF用雷射光LB1不干涉工作元件部11，並將雷射光L之第1聚光點P1的位置調整成所期望的加工深度D1，可進行高精度的AF加工。
此時，雷射加工裝置200中，控制部，在初始狀態下，AF用雷射光LB1對工作元件部11干涉的情況，是以AF用雷射光LB1不干涉工作元件部11的方式使第2聚光點P2移動，並將伴隨著第2聚光點P2的移動而偏移之第1聚光點P1與加工深度D1之間的差值ΔL予以算出，將含有因應差值ΔL之聚光位置變更圖形的調變圖形提示給反射型空間光調變器203。
此外，雷射加工裝置200中，控制部250，是將調變圖形提示給反射型空間光調變器203，該調變圖形是將雷射光L之像差校正用的像差校正圖形與聚光位置變更圖形予以重疊而構成。如上述般，在雷射光L之第1聚光點P1之位置的變更使用反射型空間光調變器203的話，可與像差校正同時進行該位置的變更，可用更簡單的構造來擴大可AF加工的範圍。
以上的實施形態，是針對本發明之一側面的雷射加工裝置之一實施形態進行說明者。於是，本發明之一側面的雷射加工裝置，並不限定於上述的雷射加工裝置200。本發明之一側面的雷射加工裝置，是可任意變更上述之雷射加工裝置200而成者。
例如，雷射加工裝置200中，控制部250，除了上述之AF加工的調變圖形及反射型空間光調變器203的控制以外，亦可進行以下的控制。
圖18，是用來說明變形例之控制的示意剖面圖。如圖18所示般，有著加工對象物1的雷射光L及AF用雷射光LB1的射入面亦即表面3為粗糙的情況。在表面3的粗糙度為一定以上的情況時，若配置在表面3的AF用雷射光LB1之測點SP較小的話，會因該粗糙度的影響而有著測定誤差變大的傾向。又，是代表著粗糙度之圖形的幾何學尺寸為測定用雷射光之測點尺寸的大致1/2倍以上的情況。
於是，雷射加工裝置200中，控制部250，在表面3的粗糙度為一定以上的情況時，將含有聚光位置變更圖形的調變圖形提示給反射型空間光調變器203，藉此將第1聚光點P1維持在加工深度D1，並以擴大在表面3之AF用雷射光LB1之測點SP尺寸的方式，擴大或縮小距離L12(在此是擴大成距離L12b)。藉此，即使是表面3的粗糙度為一定以上的情況，亦可進行高精度的AF加工。
又，上述實施形態中，是示例出在加工對象物1的內部，形成加工對象物1之切斷用之改質區域7的雷射加工。但是，雷射加工裝置200的雷射加工並不限定於此。 [產業上的可利用性]
可提供雷射加工裝置，其可藉由更簡單的構造，來擴大可自動對焦加工的範圍。
1:加工對象物 3:表面(射入面) 5:切斷預定線(加工預定線) 11:工作元件部 200:雷射加工裝置 202:雷射光源 203:反射型空間光調變器(空間光調變器) 204:聚光光學系統(聚光單元) 212a:AF用光源(測定光源) 212b:位移檢出部(測定部) 250:控制部 L:雷射光 LB1:AF用雷射光(測定光) LB2:反射光
圖1是在改質區域之形成所使用之雷射加工裝置的概略構造圖。 圖2是成為改質區域之形成之對象的加工對象物之俯視圖。 圖3是沿著圖2之加工對象物之III-III線的剖面圖。 圖4是雷射加工後之加工對象物的俯視圖。 圖5是沿著圖4之加工對象物之V-V線的剖面圖。 圖6是沿著圖4之加工對象物之VI-VI線的剖面圖。 圖7是表示本實施形態之雷射加工裝置的概略構成圖。 圖8是圖7之雷射加工裝置之反射型空間光調變器的分解立體圖。 圖9是表示誤差訊號之演算值之一例的圖表。 圖10是表示加工用雷射光的聚光點與AF用雷射光的聚光點之間關係的示意圖。 圖11是加工對象物的部分剖面圖。 圖12是表示變更第1聚光點之位置之情況的示意圖。 圖13是表示AF加工之一連串步驟的流程圖。 圖14是表示AF加工之一連串步驟的示意剖面圖。 圖15是表示AF加工之一連串步驟的示意剖面圖。 圖16是表示AF加工之一連串步驟的示意剖面圖。 圖17是表示AF加工之一連串步驟的示意剖面圖。 圖18是用來說明變形例之控制的示意剖面圖。
1:加工對象物
3:表面(射入面)
10:工作元件層
11:工作元件部
D1:加工深度
L:雷射光
L12:距離
L12a:距離
LB1:AF用雷射光(測定光)
LB2:反射光
M1:加工預定位置
M2:加工預定位置
P1:第1聚光點
P2:第2聚光點
ST:切割道

Claims (5)

  1. 一種雷射加工裝置，是沿著加工預定線來對加工對象物照射雷射光，藉此沿著前述加工預定線進行前述加工對象物的雷射加工，其特徵為，具備：雷射光源，其輸出前述雷射光；測定光源，其輸出測定光；聚光單元，其將前述雷射光朝向前述加工對象物聚光而形成第1聚光點，並將前述測定光朝向前述加工對象物聚光而形成第2聚光點；測定部，其用來因應在前述加工對象物之前述雷射光及前述測定光在射入面處之前述測定光的反射光來測定前述射入面之位移；調整部，其用來因應前述射入面之位移的測定結果，來調整在與前述射入面交叉之方向的前述第1聚光點的位置；空間光調變器，其在前述雷射光源與前述聚光單元之間，因應調變圖形來調變前述雷射光；以及控制部，其控制提示給前述空間光調變器的前述調變圖形，前述控制部，是將含有聚光位置變更圖形的前述調變圖形提示給前述空間光調變器，該聚光位置變更圖形是用來因應前述第1聚光點與前述第2聚光點之間的距離、以及從前述射入面起算之前述雷射加工的加工深度，來變更在 與前述射入面交叉的方向的前述第1聚光點的位置。
  2. 如請求項1所述之雷射加工裝置，其中，在前述加工對象物的前述射入面，形成有沿著前述射入面互相分離地配列的複數個工作元件部，前述加工預定線，是設定成通過彼此相鄰的前述工作元件部之間，前述控制部，是當在將前述第1聚光點配置於前述加工深度且在彼此相鄰的前述工作元件部之間的前述射入面配置前述測定光之測點的初始狀態下，前述測定光對前述工作元件部干涉的情況時，將含有前述聚光位置變更圖形的前述調變圖形提示給前述空間光調變器。
  3. 如請求項2所述之雷射加工裝置，其中，前述控制部，當在前述初始狀態下前述測定光對前述工作元件部干涉的情況時，是以前述測定光不干涉前述工作元件部的方式使前述第2聚光點移動，並算出伴隨著前述第2聚光點的移動而偏移之前述第1聚光點與前述加工深度的差值，將含有與前述差值對應之前述聚光位置變更圖形的前述調變圖形提示給前述空間光調變器。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之雷射加工裝置，其中，前述控制部，當前述射入面的粗糙度為一定以上的情況時，將含有前述聚光位置變更圖形的前述調變圖形提示 給前述空間光調變器，藉此將前述第1聚光點維持在前述加工深度並以將前述射入面之前述測定光的測點尺寸予以擴大的方式來使前述距離擴大或縮小。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之雷射加工裝置，其中，前述控制部，是將前述調變圖形提示給前述空間光調變器，該調變圖形是將前述雷射光之像差校正用的像差校正圖形與前述聚光位置變更圖形予以重疊而構成。
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