專(zhuān)利名稱(chēng)：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
作為以往的激光加工裝置，已知有通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光從而在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的裝置(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、幻。在這樣的激光加工裝置中，試圖用反射型空間光調(diào)制器對(duì)由激光光源所射出的激光進(jìn)行調(diào)制。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 國(guó)際公開(kāi)第2005/106564號(hào)小冊(cè)子專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2006-68762號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在此，在上述那樣的激光加工裝置中，例如由于激光光源以及反射型空間光調(diào)制器的個(gè)體差異等，可能無(wú)法使激光高精度地入射于反射型空間光調(diào)制器，從而聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差可能會(huì)增大。因此，本發(fā)明的課題是為了提供一種能夠抑制聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差的激光加工裝置。解決課題的技術(shù)手段為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置， 具備射出激光的激光光源、以及對(duì)由激光光源所射出的激光進(jìn)行調(diào)制的反射型空間光調(diào)制器，在激光的光路上的激光光源和反射型空間光調(diào)制器之間配置有反射激光的至少2個(gè)第1鏡，第1鏡被構(gòu)成為可以調(diào)整激光的反射方向。在該激光加工裝置中，分別利用至少2個(gè)第1鏡調(diào)整激光的反射方向，從而能夠?qū)⑷肷溆诜瓷湫涂臻g光調(diào)制器的激光的位置以及入射角度調(diào)整為所期望的。因此，可以使激光高精度地入射于反射型空間光調(diào)制器。其結(jié)果，可以使反射型空間光調(diào)制器適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用，并可以抑制聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差。此外，本發(fā)明所涉及的激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置，具備射出激光的激光光源、對(duì)由激光光源所射出的激光進(jìn)行調(diào)制的反射型空間光調(diào)制器、以及調(diào)整由反射型空間光調(diào)制器調(diào)制后的激光的波陣面形狀的調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，在激光的光路上的反射型空間光調(diào)制器和調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)之間配置有反射激光的至少2個(gè)第2鏡，第2鏡被構(gòu)成為可以調(diào)整激光的反射方向。在該激光加工裝置中，分別利用至少2個(gè)第2鏡調(diào)整激光的反射方向，從而能夠?qū)⑷肷溆谡{(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的激光的位置以及入射角度調(diào)整為所期望的。因此，可以使激光高精度地入射于調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)。其結(jié)果，可以使調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用，并可以抑制聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差。此外，本發(fā)明所涉及的激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置，具備射出激光的激光光源、對(duì)由激光光源所射出的激光進(jìn)行調(diào)制的反射型空間光調(diào)制器、調(diào)整由反射型空間光調(diào)制器調(diào)制后的激光的波陣面形狀的調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)、以及使由調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整后的激光聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的聚光光學(xué)系統(tǒng)，在激光的光路上的調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)和聚光光學(xué)系統(tǒng)之間配置有使激光透過(guò)的分色鏡(dichroic mirror)。在此，若發(fā)散或聚光的激光入射于分色鏡，則透過(guò)分色鏡后的激光可能會(huì)發(fā)生像散(astigmatism)。針對(duì)該點(diǎn)，在本發(fā)明的激光加工裝置中，由調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整使激光成為平行光，從而能夠使平行光入射于分色鏡，因此，可以抑制透過(guò)分色鏡后的激光發(fā)生像散。此時(shí)，還具備聚光點(diǎn)位置控制單元，該聚光點(diǎn)位置控制單元通過(guò)對(duì)加工對(duì)象物照射測(cè)定用激光并接收測(cè)定用激光的在加工對(duì)象物的反射光，從而使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的規(guī)定位置；分色鏡使激光透過(guò)，并且反射測(cè)定用激光以及測(cè)定用激光的反射光。此外，本發(fā)明所涉及的激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置，具備射出激光的激光光源、對(duì)由激光光源所射出的激光進(jìn)行調(diào)制的反射型空間光調(diào)制器、調(diào)整由反射型空間光調(diào)制器調(diào)制后的激光的波陣面形狀的調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)、使由調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整后的激光聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的聚光光學(xué)系統(tǒng)、以及通過(guò)對(duì)加工對(duì)象物照射測(cè)定用激光并接收測(cè)定用激光的在加工對(duì)象物的反射光從而使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的規(guī)定位置的聚光點(diǎn)位置控制單元，在激光的光路上，在激光光源和反射型空間光調(diào)制器之間配置有反射激光的至少2個(gè)第1鏡，在反射型空間光調(diào)制器和調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)之間配置有反射激光的至少2 個(gè)第2鏡，在調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)和聚光光學(xué)系統(tǒng)之間配置有使激光透過(guò)并且反射測(cè)定用激光以及測(cè)定用激光的反射光的分色鏡。在該激光加工裝置中，由于可以使激光高精度地入射于反射型空間光調(diào)制器以及調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，因此可以使反射型空間光調(diào)制器以及調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用，可以進(jìn)一步抑制聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差。此外，也可以抑制透過(guò)分色鏡后的激光發(fā)生像散。此外，調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)選為以在第1透鏡和第2透鏡之間第1透鏡以及第2透鏡的焦點(diǎn)彼此一致的方式構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)。作為這樣的調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，例如可以列舉4f光學(xué)系統(tǒng)。此外，反射型空間光調(diào)制器優(yōu)選為以聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差成為規(guī)定像差以下的方式調(diào)制激光。在此情況下，能夠提高在激光的聚光位置上的激光的能量密度，能夠形成作為切斷的起點(diǎn)的作用高(例如容易產(chǎn)生割裂)的改質(zhì)區(qū)域。此外，優(yōu)選，在激光的光路上，鏡中位于最下游側(cè)的鏡和反射型空間光調(diào)制器之間配置有光束擴(kuò)展器(beam expander)或光束均束器(beam homogenizer)。在此情況下，可以使激光高精度地入射于光束擴(kuò)展器或光束均束器的光學(xué)中心(透鏡的光學(xué)中心)，可以使擴(kuò)大激光的光束直徑的光束擴(kuò)展器的作用或使激光的強(qiáng)度分布均勻化的光束均束器的作用充分地發(fā)揮。
根據(jù)本發(fā)明，可以抑制聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差。


圖1是用于改質(zhì)區(qū)域的形成的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。圖2是成為改質(zhì)區(qū)域的形成對(duì)象的加工對(duì)象物的平面圖。圖3是沿著圖2的加工對(duì)象物的III-III線(xiàn)的截面圖。圖4是激光加工后的加工對(duì)象物的平面圖。圖5是沿著圖4的加工對(duì)象物的V-V線(xiàn)的截面圖。圖6是沿著圖4的加工對(duì)象物的VI-VI線(xiàn)的截面圖。圖7是顯示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。圖8是圖7的激光加工裝置的反射型空間光調(diào)制器的分解立體圖。圖9是顯示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。圖10是顯示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。圖11是顯示本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。圖12是顯示本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。圖13是顯示本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。符號(hào)的說(shuō)明L···加工對(duì)象物、7…改質(zhì)區(qū)域、100、200、300、400、500、600、700…激光加工裝置、 101、202…激光光源、105…聚光用透鏡(聚光光學(xué)系統(tǒng))、203、403、703…反射型空間光調(diào)制器、204…聚光光學(xué)系統(tǒng)、205a、205b…第1鏡、206a、206b…第2鏡、210、238、510、710…分
色鏡、212…AF單元(聚光點(diǎn)位置控制單元)、223…光束擴(kuò)展器、241…4f光學(xué)系統(tǒng)(調(diào)整光學(xué)系統(tǒng))、301…光束均束器、L···激光、P…聚光點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式以下，針對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。還有，在各圖中， 對(duì)于相同或相當(dāng)?shù)囊刭x予相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。此外，“上” “下” “左” “右”的用語(yǔ)是基于圖示的狀態(tài)且便于說(shuō)明的用語(yǔ)。本實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置中，通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域。因此，首先，針對(duì)由本實(shí)施方式的激光加工裝置形成改質(zhì)區(qū)域，參照?qǐng)D1 圖6進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，激光加工裝置100具備使激光L脈沖振蕩的激光光源101、配置成使激光L的光軸(光路)的方向改變90°的分色鏡103、用于將激光L聚光的聚光用透鏡 (聚光光學(xué)系統(tǒng))105。此外，激光加工裝置100具備用于支承由聚光用透鏡105聚光后的激光L照射的加工對(duì)象物1的支承臺(tái)107、用于使支承臺(tái)107沿X、Y、Z軸方向移動(dòng)的載臺(tái) 111、為了調(diào)節(jié)激光L的輸出以及脈沖寬度等而控制激光光源101的激光光源控制部102、以及控制載臺(tái)111的移動(dòng)的載臺(tái)控制部115。在該激光加工裝置100中，從激光光源101射出的激光L由分色鏡103而使其光軸的方向改變90°，由聚光用透鏡105而聚光在支承臺(tái)107上所載置的加工對(duì)象物1的內(nèi)部。與此同時(shí)，使載臺(tái)111移動(dòng)，使加工對(duì)象物1相對(duì)于激光L沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5相對(duì)地移動(dòng)。由此，在加工對(duì)象物1中形成沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5的改質(zhì)區(qū)域。加工對(duì)象物1使用半導(dǎo)體材料或壓電材料等，如圖2所示，在加工對(duì)象物1設(shè)定有用于切斷加工對(duì)象物1的切斷預(yù)定線(xiàn)5。切斷預(yù)定線(xiàn)5是直線(xiàn)狀延伸的假想線(xiàn)。在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域的情況下，如圖3所示，在使聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物1的內(nèi)部的狀態(tài)下，使激光L沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5 (即圖2的箭頭A方向)相對(duì)地移動(dòng)。由此，如圖4 圖6所示，沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域7，沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5所形成的改質(zhì)區(qū)域7成為切斷起點(diǎn)區(qū)域8。還有，聚光點(diǎn)P是指激光L聚光的地方。切斷預(yù)定線(xiàn)5不限于直線(xiàn)狀，也可以為曲線(xiàn)狀，不限于假想線(xiàn)，也可以為實(shí)際畫(huà)在加工對(duì)象物1的表面3的線(xiàn)。此外，改質(zhì)區(qū)域7包含連續(xù)地形成的情況、斷續(xù)地形成的情況。此外，改質(zhì)區(qū)域7可以為列狀也可以為點(diǎn)狀，只要是改質(zhì)區(qū)域7至少形成在加工對(duì)象物1的內(nèi)部即可。此外，會(huì)有以改質(zhì)區(qū)域7為起點(diǎn)而形成龜裂的情況，龜裂以及改質(zhì)區(qū)域7也可以露出于加工對(duì)象物1的外表面(表面、背面或外周面)。附帶說(shuō)一下，在此，激光L透過(guò)加工對(duì)象物1并且特別是在加工對(duì)象物1的內(nèi)部的聚光點(diǎn)附近被吸收，由此，在加工對(duì)象物1中形成改質(zhì)區(qū)域7(即內(nèi)部吸收型激光加工)。因此，由于在加工對(duì)象物1的表面3激光L幾乎不會(huì)被吸收，加工對(duì)象物1的表面3不會(huì)發(fā)生熔融。一般而言，在從表面3進(jìn)行熔融除去而形成孔或溝槽等的除去部(表面吸收型激光加工)的情況下，加工區(qū)域從表面3側(cè)逐漸朝背面?zhèn)冗M(jìn)行。然而，由本實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置所形成的改質(zhì)區(qū)域是指成為密度、折射率、機(jī)械強(qiáng)度或其它物理特性與周?chē)煌臓顟B(tài)的區(qū)域。作為改質(zhì)區(qū)域，例如包括熔融處理區(qū)域、裂紋區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域、折射率變化區(qū)域等，也包括它們混合存在的區(qū)域。再者， 作為改質(zhì)區(qū)域，也包括在加工對(duì)象物的材料中改質(zhì)區(qū)域的密度相比于非改質(zhì)區(qū)域的密度發(fā)生改變的區(qū)域、形成有晶格缺陷的區(qū)域(它們可以統(tǒng)稱(chēng)為高密轉(zhuǎn)移區(qū)域)。此外，熔融處理區(qū)域、折射率變化區(qū)域、改質(zhì)區(qū)域的密度相比于非改質(zhì)區(qū)域的密度發(fā)生改變的區(qū)域、形成有晶格缺陷的區(qū)域，還包括進(jìn)一步在這些區(qū)域的內(nèi)部或在改質(zhì)區(qū)域和非改質(zhì)區(qū)域的界面上內(nèi)包(含有)龜裂(割裂、微裂紋)的情況。所內(nèi)包(含有)的龜裂包括遍及改質(zhì)區(qū)域的整個(gè)面的情況以及僅形成于一部分或多個(gè)部分的情況。作為加工對(duì)象物1，例如包含硅、玻璃、LiTaO3或藍(lán)寶石(Al2O3),或者可以列舉由它們所構(gòu)成的加工對(duì)象物。〔第1實(shí)施方式〕接著，說(shuō)明第1實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置。圖7是顯示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。如圖7 所示，激光加工裝置200通過(guò)使聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)載臺(tái)111上的加工對(duì)象物1的內(nèi)部并照射激光L，從而沿著加工對(duì)象物1的切斷預(yù)定線(xiàn)5形成成為切斷起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域7。該激光加工裝置200在框體231內(nèi)具備激光光源202、反射型空間光調(diào)制器203、4f光學(xué)系統(tǒng)Ml以及聚光光學(xué)系統(tǒng)204。激光光源202射出激光L，例如使用光纖激光。在此的激光光源202以朝水平方向(X方向)射出激光的方式(所謂橫置的狀態(tài)下)通過(guò)螺釘?shù)裙潭ㄔ诳蝮w231的頂板236上。
反射型空間光調(diào)制器203將從激光光源202射出的激光L進(jìn)行調(diào)制，例如使用反射型液晶(LCOS :Liquid Crystal on Silicon)的空間光調(diào)制器(SLM :Spatial Light Modulator)。該反射型空間光調(diào)制器203將在水平方向上入射的激光L朝相對(duì)于水平方向的斜上方反射，并進(jìn)行調(diào)制，使聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L(即聚光位置上的激光 L)的像差成為規(guī)定像差以下。換言之，將沿水平方向入射的激光L朝相對(duì)于水平方向往上方傾斜的方向反射，并進(jìn)行調(diào)制，使得在加工對(duì)象物1的內(nèi)部激光L的波陣面成為規(guī)定波陣在此的“規(guī)定像差以下”是指，例如在聚光位置上發(fā)生的激光L的像差，比未利用空間光調(diào)制器203進(jìn)行聚光的情況小。理想上是指，在激光L的聚光位置所發(fā)生的激光L 的像差大致為0。圖8是圖7的激光加工裝置的反射型空間光調(diào)制器的分解立體圖。如圖8所示， 反射型空間光調(diào)制器203具備硅基板213、設(shè)置于硅基板213上的金屬電極層214、設(shè)置于金屬電極層214上的鏡層215、設(shè)置于鏡層215上的液晶層216、設(shè)置于液晶層216上的透明電極層217、以及設(shè)置于透明電極層217上的玻璃板218。金屬電極層214以及透明電極層217具有配置成矩陣狀的多個(gè)電極部2Ha、217a， 金屬電極層214的各電極部21 和透明電極層217的各電極部217a，在反射型空間光調(diào)制器203的層疊方向上彼此相對(duì)。在該反射型空間光調(diào)制器203中，激光L從外部依次透過(guò)玻璃板218以及透明電極層217而入射于液晶層216，被鏡層215反射，而從液晶層216依次透過(guò)透明電極層217 以及玻璃板218而往外部射出。此時(shí)，對(duì)每個(gè)彼此相對(duì)的1對(duì)電極部214a、217a施加電壓， 對(duì)應(yīng)于該電壓，液晶層216中被彼此相對(duì)的1對(duì)電極部214a、217a夾持的部分的折射率產(chǎn)生變化。由此，在構(gòu)成激光L的多個(gè)光線(xiàn)的各個(gè)上，在與各光線(xiàn)的行進(jìn)方向正交的規(guī)定方向的成分的相位上產(chǎn)生偏差，激光L被整形(相位調(diào)制)。返回圖7，4f光學(xué)系統(tǒng)241調(diào)整由反射型空間光調(diào)制器203調(diào)制后的激光L的波陣面形狀。該4f光學(xué)系統(tǒng)241具有第1透鏡Mla以及第2透鏡Mlb。關(guān)于透鏡Mla、241b，反射型空間光調(diào)制器203和第1透鏡Mla的距離成為第1 透鏡Mla的焦點(diǎn)距離Π，聚光光學(xué)系統(tǒng)204和透鏡Mlb的距離成為透鏡Mlb的焦點(diǎn)距離f2，第1透鏡Mla和第2透鏡Mlb的距離成為f l+f2，而且第1透鏡Mla和第2透鏡 241b以成為兩側(cè)遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的方式配置在反射型空間光調(diào)制器203和聚光光學(xué)系統(tǒng)204 之間。在該4f光學(xué)系統(tǒng)Ml中，能夠由聚光光學(xué)系統(tǒng)204對(duì)由反射型空間光調(diào)制器203 進(jìn)行相位調(diào)制而規(guī)定光束直徑且聚光的激光L的像差成為規(guī)定像差以下的波陣面的激光L 進(jìn)行聚光。焦點(diǎn)距離Π與焦點(diǎn)距離f2的比為η 1 (η為實(shí)數(shù))，入射于聚光光學(xué)系統(tǒng)204 的激光L的光束直徑、波陣面，分別為由反射型空間光調(diào)制器203反射后的光束直徑以及波陣面的1/η倍、η倍。此外，在4f光學(xué)系統(tǒng)Ml中，可以抑制由反射型空間光調(diào)制器203調(diào)制(修正)后的激光L因空間傳播而使波陣面形狀改變且像差增大。在此的4f光學(xué)系統(tǒng) 241中，調(diào)整激光L，使入射于聚光光學(xué)系統(tǒng)204的激光L成為平行光。聚光光學(xué)系統(tǒng)204將由4f光學(xué)系統(tǒng)241調(diào)制后的激光L聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部。該聚光光學(xué)系統(tǒng)204被構(gòu)成為包含多個(gè)透鏡，經(jīng)由包含壓電元件等而構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)單元232而設(shè)置于框體231的底板233。還有，框體231的外形為其變形減少那樣的單純形狀，在此，呈大致長(zhǎng)方體形狀。 此外，框體231中，兩側(cè)板234、底板233、頂板236以及背板(背面?zhèn)鹊谋诎?的板厚形成為較厚，并且相比于該板厚，框體231中，上部的上蓋235以及前板(前面?zhèn)鹊谋诎?的板厚比頂板236形成為較薄。此外，激光加工裝置200在框體231內(nèi)具備表面觀察單元211以及AF (Aut0R)CuS) 單元(聚光點(diǎn)位置控制單元)212。表面觀察單元211用于觀察加工對(duì)象物1的表面3。該表面觀察單元211至少具有射出可見(jiàn)光VLl的觀察用光源211a、接收并檢測(cè)被加工對(duì)象物 1的表面3反射后的可見(jiàn)光VLl的反射光VL2的檢測(cè)器211b、使激光L透過(guò)并且將可見(jiàn)光 VLl以及反射光VL2反射的分色鏡210。分色鏡210在激光L的光路上配置在4f光學(xué)系統(tǒng) 241和聚光光學(xué)系統(tǒng)204之間，并且配置成將可見(jiàn)光VLl以及反射光VL2的方向改變90°。在該表面觀察單元211中，從觀察用光源211a射出的可見(jiàn)光VLl依次由鏡208以及分色鏡209、210反射，由聚光光學(xué)系統(tǒng)204進(jìn)行聚光。此外，被加工對(duì)象物1的表面3反射后的反射光VL2，由聚光光學(xué)系統(tǒng)204聚光并被分色鏡210反射，并透過(guò)分色鏡209。AF單元212，例如即使在加工對(duì)象物1的表面3上存在起伏那樣的情況下，也使激光L的聚光點(diǎn)P高精度地對(duì)準(zhǔn)離表面3規(guī)定距離的位置上。具體而言，該AF單元212，將 AF用激光LBl朝加工對(duì)象物1射出，接收并檢測(cè)被加工對(duì)象物1的表面3反射的AF用激光LBl的反射光LB2，從而取得沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5的表面3的位移數(shù)據(jù)。而且，在形成改質(zhì)區(qū)域7時(shí)，根據(jù)所取得的位移數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元232，以沿著加工對(duì)象物1的表面3的起伏的方式使聚光光學(xué)系統(tǒng)204在其光軸方向上往復(fù)移動(dòng)，對(duì)聚光光學(xué)系統(tǒng)204和加工對(duì)象物 1的距離進(jìn)行微調(diào)整。該AF單元212至少具有使激光L透過(guò)并且反射AF用激光LBl以及反射光LB2的 AF用分色鏡238。AF用分色鏡238，在激光L的光路上，配置在4f光學(xué)系統(tǒng)241和聚光光學(xué)系統(tǒng)204之間且配置在分色鏡210的下游側(cè)，并且配置成使AF用激光LBl以及反射光LB2 的方向改變90°。該AF用分色鏡238為在激光L的光路上配置在最下游側(cè)的透過(guò)光學(xué)元件。即，AF單元212被構(gòu)成為使反射光LB2不透過(guò)分色鏡等的其它透過(guò)光學(xué)元件。由AF用分色鏡238而使AF用激光LBl入射的方向以及朝向，與由上述的分色鏡 210而使可見(jiàn)光VLl入射的方向以及朝向相同。即，分色鏡210、238被設(shè)置成，其鏡面相對(duì)于激光L的光軸向相同的方向以同角度傾斜。由此，表面觀察單元211以及AF單元212配置在框體231內(nèi)的相同側(cè)(圖示右側(cè))。此外，作為用于控制激光加工裝置200的整體的裝置，激光加工裝置200具備與激光光源202、反射型空間光調(diào)制器203、載臺(tái)211、框體231、以及AF單元212連接并控制它們的控制部250。具體而言，該控制部250執(zhí)行以下的控制。即，控制部250控制激光光源202，調(diào)節(jié)從激光光源202射出的激光L的輸出以及脈沖寬度等。此外，控制部250，在形成改質(zhì)區(qū)域7時(shí)，控制框體231以及載臺(tái)111的至少一方，使激光L的聚光點(diǎn)P位于離加工對(duì)象物1的表面3規(guī)定距離的位置并且使激光L的聚光點(diǎn)P沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5相對(duì)地移動(dòng)。此外，控制部250控制反射型空間光調(diào)制器203，使激光L的光學(xué)特性成為規(guī)定的光學(xué)特性。例如，在形成改質(zhì)區(qū)域7時(shí)，以聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差成為規(guī)定像差以下的方式，對(duì)每個(gè)彼此相對(duì)的1對(duì)電極部214a、217a施加規(guī)定電壓并控制反射型空間光調(diào)制器203。更具體來(lái)說(shuō)，控制部250，將用于對(duì)入射于反射型空間光調(diào)制器203 的激光L的光束圖案(光束波陣面)進(jìn)行整形(調(diào)制)的波陣面整形(像差修正)圖案信息輸入至反射型空間光調(diào)制器203。然后，由基于所輸入的圖案信息的信號(hào)，使與一對(duì)電極 214a,217a的各個(gè)對(duì)應(yīng)的液晶層216的折射率改變，對(duì)從反射型空間光調(diào)制器203射出(反射)的激光L的光束圖案(光束波陣面)進(jìn)行整形(調(diào)制)。還有，控制部250也可以如圖所示配置于框體231外，也可以配置于框體231內(nèi)。 此外，控制部250中，輸入至反射型空間光調(diào)制器203的圖案信息也可以逐次輸入，也可以選擇預(yù)先存儲(chǔ)的圖案信息并進(jìn)行輸入。在此，本實(shí)施方式的激光加工裝置具備，在激光L的光路上，配置于激光光源202 和反射型空間光調(diào)制器203之間的一對(duì)第1鏡20fe、205b，以及配置于反射型空間光調(diào)制器 203和4f光學(xué)系統(tǒng)241之間的一對(duì)第2鏡206a、206b。第1鏡20fe、205b，將由激光光源202射出的激光L朝向反射型空間光調(diào)制器203 反射。這些第1鏡20如、20恥分別配置成使激光L的方向改變90°。具體而言，上游側(cè)的第1鏡20 ，將從水平方向右側(cè)入射的激光L朝下方反射，下游側(cè)的第1鏡20 ，將從上方入射的激光L朝水平方向右側(cè)反射。第2鏡206a、206b，將由反射型空間光調(diào)制器203反射后的激光L，朝向4f光學(xué)系統(tǒng)241反射。具體而言，上游側(cè)的第2鏡206a，將從相對(duì)于水平方向的斜下方入射的激光L 朝上方反射，下游側(cè)的第2鏡206b，將從下方入射的激光L朝水平方向左側(cè)反射。此外，鏡20^1、205b、206a、206b，具有在規(guī)定方向(此處為Y軸方向)上延伸的軸， 并被構(gòu)成為能夠繞該軸旋轉(zhuǎn)。由此，鏡20fe、205b、206a、206b被構(gòu)成為能夠調(diào)整其反射方向(反射角度)。因此，在第1鏡20fe、2(^b中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整這些反射方向，調(diào)整激光L的位置以及入射角度，使激光L以規(guī)定入射角度可靠地入射于反射型空間光調(diào)制器203。此外， 在第2鏡206a、206b中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整這些反射方向，調(diào)整激光L的位置以及入射角度，使激光L以規(guī)定入射角度可靠地入射于4f光學(xué)系統(tǒng)Ml。還有，在這些鏡20fe、205b、206a、206b中，可以被構(gòu)成為通過(guò)壓電元件等的電氣機(jī)構(gòu)調(diào)整反射方向，也可以被構(gòu)成為通過(guò)螺釘?shù)鹊臋C(jī)械機(jī)構(gòu)調(diào)整反射方向。此外，在激光L的光路上，在下游側(cè)的第1鏡20 和反射型空間光調(diào)制器203之間配置有光束擴(kuò)展器223。光束擴(kuò)展器223，用于擴(kuò)大激光L的光束直徑，具有凹透鏡213a 以及平凸透鏡213b。平凸透鏡213b，為了使透鏡213a、213b的距離成為可變，可拆裝并且能夠設(shè)置在激光L的光路上的多個(gè)位置。因此，通過(guò)將平凸透鏡21 設(shè)置在期望的位置上， 能夠?qū)⒓す釲的光束直徑擴(kuò)大成所期望的。還有，為了抑制通過(guò)光束擴(kuò)展器223后的激光L的像差，凹透鏡213a以及平凸透鏡21 的各自的焦點(diǎn)距離例如如以下所示設(shè)定成較大。凹透鏡213a的焦點(diǎn)距離平凸透鏡213b的焦點(diǎn)距離= -10 +20= -20 +40= -30 +60此外，在激光L的光路上的第1鏡20fe、20 之間，配置有衰減器207。衰減器207用于調(diào)整激光L的光強(qiáng)度。該衰減器207被構(gòu)成為包含用于獲得直線(xiàn)偏光的偏光板207a、 以及用于改變偏光方向的λ/2波長(zhǎng)板207b。此外，在激光L的光路上的第2鏡206a、206b之間配置有用于改變偏光方向的 λ/2波長(zhǎng)板228。通過(guò)該λ/2波長(zhǎng)板228，可以使激光L的偏光方向?qū)?yīng)于加工進(jìn)行方向 (沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5的方向)。在使用如上所述構(gòu)成的激光加工裝置100來(lái)切斷加工對(duì)象物1的情況下，首先，在加工對(duì)象物1的背面貼附例如擴(kuò)張膠帶，將該加工對(duì)象物1載置在載臺(tái)111上。接著，從加工對(duì)象物1的表面3使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)硅晶圓11的內(nèi)部并照射激光L，沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域7。接著，使擴(kuò)張膠帶擴(kuò)張。由此，以改質(zhì)區(qū)域7作為切斷的起點(diǎn)，加工對(duì)象物1沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5被高精度地切斷，從而使多個(gè)半導(dǎo)體芯片互相分離。在此，對(duì)于從激光光源202射出的激光L，在框體231內(nèi)沿水平方向行進(jìn)后，被第1 鏡20 朝下反射，通過(guò)衰減器207調(diào)整光強(qiáng)度。然后，被第1鏡20 朝水平方向反射，通過(guò)光束擴(kuò)展器223擴(kuò)大光束直徑而入射于反射型空間光調(diào)制器203。入射于反射型空間光調(diào)制器203的激光L，通過(guò)該反射型空間光調(diào)制器203進(jìn)行調(diào)制(修正)而使聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差成為規(guī)定像差以下，朝相對(duì)于水平方向的斜上方射出。然后，被第2鏡206a朝上方反射后，通過(guò)λ/2波長(zhǎng)板2 改變偏光方向，通過(guò)第2鏡206b朝水平方向反射而入射于4f光學(xué)系統(tǒng)Ml。入射于4f光學(xué)系統(tǒng)Ml的激光L，波陣面形狀被調(diào)整，使得入射于聚光光學(xué)系統(tǒng) 204的激光L成為平行光。具體而言，該激光L，透過(guò)第1透鏡Mla而被聚束，由鏡291而朝下方反射。然后，經(jīng)過(guò)共焦點(diǎn)0而發(fā)散，并且與第1鏡20 以及反射型空間光調(diào)制器203 間的光路交叉后，透過(guò)第2透鏡Mlb，再次聚束成平行光。然后，激光L，依次透過(guò)分色鏡210、238并入射于聚光光學(xué)系統(tǒng)204，通過(guò)聚光光學(xué)系統(tǒng)204聚光在載臺(tái)111上所載置的加工對(duì)象物1的內(nèi)部。以上，在本實(shí)施方式的激光加工裝置200中，在激光光源202和反射型空間光調(diào)制器203之間配置有使激光L的反射方向可變的第1鏡20fe、205b。而且，在這些第1鏡 205a,205b中，適當(dāng)調(diào)整該激光L的反射方向，調(diào)整激光L的位置以及入射角度，使激光L以規(guī)定入射角度可靠地入射于反射型空間光調(diào)制器203。因此，能夠使激光L高精度地入射于反射型空間光調(diào)制器203而使反射型空間光調(diào)制器203適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用，從而可以抑制 (減少)聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差。此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，在激光L的聚光位置上所產(chǎn)生的激光L的像差成為規(guī)定像差以下(理想上為大致0)。因此，能夠提高聚光位置上的激光L的能量密度，從而可以形成作為切斷的起點(diǎn)的作用高(例如容易產(chǎn)生龜裂)的改質(zhì)區(qū)域7。S卩，在加工對(duì)象物1的內(nèi)部，通過(guò)選擇性地使激光L聚光于小區(qū)域，從而能夠增大與周?chē)臏囟炔睿蚨軌蛟谠撔^(qū)域附近產(chǎn)生大的應(yīng)力，因此，能夠使有助于切斷的龜裂變大。此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，在激光L的光路上，在第1鏡20 和反射型空間光調(diào)制器203之間配置有光束擴(kuò)展器223，因此能夠使修正后的激光L入射于光束擴(kuò)展器 223。因此，能夠使擴(kuò)大激光L的光束直徑的光束擴(kuò)展器223的作用充分地發(fā)揮。此外，在本實(shí)施方式的激光加工裝置200中，如上所述，在反射型空間光調(diào)制器203和4f光學(xué)系統(tǒng)241之間配置有使激光L的反射方向可變的第2鏡206a、206b。而且， 在這些第2鏡206a、206b中，適當(dāng)調(diào)整該激光L的反射方向，調(diào)整激光L的位置以及入射角度，使激光L以規(guī)定入射角度可靠地入射于4f光學(xué)系統(tǒng)Ml。因此，能夠使激光L高精度地入射于4f光學(xué)系統(tǒng)241而使4f光學(xué)系統(tǒng)241適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用，從而可以抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差。在此，在分色鏡210、218中，特別是在鏡面與激光L的光軸不垂直地交叉的情況下，若透過(guò)的激光L進(jìn)行發(fā)散或聚光，則在該激光L上會(huì)發(fā)生像散(波陣面變形)。針對(duì)這點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，如上所述，在激光L的光路上，由于在4f光學(xué)系統(tǒng)241和聚光光學(xué)系統(tǒng)204之間配置有分色鏡210、218，因而使被4f光學(xué)系統(tǒng)241調(diào)整成平行光的激光L入射于分色鏡210、218。因此，可以抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L發(fā)生像散。此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，在激光L的光路上，在光束擴(kuò)展器223的上游側(cè)配置有衰減器207，因此在衰減器207中，激光L的光束直徑變小。因此，可以使衰減器207 中的偏光板207a以及λ /2波長(zhǎng)板207b等的光學(xué)元件小型化。此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，由于激光光源202以橫置的狀態(tài)設(shè)置于框體 231，因而容易進(jìn)行激光光源202的替換。此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，以AF用激光LBl以及反射光LB2不透過(guò)分色鏡等的其它透過(guò)光學(xué)元件的方式構(gòu)成AF單元212。因此，在AF單元212中，能夠高精度地檢測(cè)反射光LB2，從而可以將聚光光學(xué)系統(tǒng)204和加工對(duì)象物1的距離進(jìn)行高精度地微調(diào)整。然而，為了發(fā)揮通過(guò)第2鏡206a、206b使激光L高精度地入射于4f光學(xué)系統(tǒng)241 的上述效果，需要將第1透鏡Mla配置在第2鏡206b的下游側(cè)。針對(duì)這點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，由于反射型空間光調(diào)制器203朝相對(duì)于水平方向的斜上方將激光L反射，因而容易使第 1透鏡Mla和反射型空間光調(diào)制器203的距離設(shè)定成焦點(diǎn)距離Π并將第1透鏡Mla配置在第2鏡206b的下游側(cè)。此外，在本實(shí)施方式中，由于激光L的光路在X-Z平面上(-平面上)，不在Y方向 (紙面垂直方向)上行進(jìn)，因此能夠容易地調(diào)整鏡20fe、205b、206a、206b。S卩，例如在調(diào)整鏡20fe、205b、206a、2(^b上的反射方向時(shí)，可以?xún)H調(diào)整繞Y軸的旋轉(zhuǎn)方向。此外，在本實(shí)施方式中，反射型空間光調(diào)制器203、表面觀察單元211以及AF單元 212，在框體231內(nèi)設(shè)置在水平方向的一側(cè)(圖示右側(cè))。因此，連接于它們的配線(xiàn)可以緊湊地集中在一起。再者，在此情況下，由于能夠在框體231內(nèi)在水平方向的另一側(cè)(圖示左側(cè))形成空間S，例如，用于觀察加工對(duì)象物1的內(nèi)部的內(nèi)部光源也可以安裝在該空間S內(nèi)。此外，為了進(jìn)行相位調(diào)制，由從控制部250輸入至反射型空間光調(diào)制器203的圖案信息，聚光于加工對(duì)象物1的激光L的入射角(以下稱(chēng)為“NA”)會(huì)發(fā)生變化。該變化量較小，但在形成精密的改質(zhì)區(qū)域7的情況下可能會(huì)成為問(wèn)題。例如，若NA比規(guī)定NA小，則可能難以形成作為切斷的起點(diǎn)的作用高的改質(zhì)區(qū)域7。因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)控制部250 來(lái)控制激光L的相位調(diào)制，使NA維持在可形成良好的改質(zhì)區(qū)域7的規(guī)定范圍內(nèi)。此外，即使NA維持在規(guī)定范圍內(nèi)，若因相位調(diào)制而使NA改變，則加工位置(聚光點(diǎn)位置)可能會(huì)改變。因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)控制部250的控制，將聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差進(jìn)行修正，并且調(diào)整聚光光學(xué)系統(tǒng)204和加工對(duì)象物1的距離以維持規(guī)定的加工位置。
附帶一提，在反射型空間光調(diào)制器203中，由其像素構(gòu)造而會(huì)使相位調(diào)制量受到限制。因此，在本實(shí)施方式的控制部250中，為了正確地再現(xiàn)用于充分地修正像差的波陣面，以減少相位調(diào)制量的方式，根據(jù)相位調(diào)制量來(lái)調(diào)整聚光光學(xué)系統(tǒng)204和加工對(duì)象物1的距離?！驳?實(shí)施方式〕接著，說(shuō)明第2實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置。圖9是顯示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。如圖9所示，本實(shí)施方式的激光加工裝置300與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于取代光束擴(kuò)展器223(參照?qǐng)D7)而具備光束均束器301。光束均束器301，用于使激光L的強(qiáng)度分布均勻化，具有非球面透鏡301a、301b。該光束均束器301在激光L的光路上配置在第1鏡20 和反射型空間光調(diào)制器203之間。在本實(shí)施方式中，也可以發(fā)揮與上述效果相同的效果，即能夠抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差。此外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)光束均束器301，可以使呈高斯分布的激光L的強(qiáng)度分布均勻化，從而能夠高精度地形成改質(zhì)區(qū)域7?！驳?實(shí)施方式〕接著，說(shuō)明第3實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置。圖10是顯示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。如圖10所示，本實(shí)施方式的激光加工裝置400 與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于取代反射型空間光調(diào)制器203(參照?qǐng)D7)而具備反射型空間光調(diào)制器403。反射型空間光調(diào)制器403，將從水平方向入射的激光L朝相對(duì)于水平方向的斜下方反射。由此，從反射型空間光調(diào)制器403射出的激光L與被第2鏡206a朝上方反射后入射于反射型空間光調(diào)制器403的激光L交叉。此外，反射型空間光調(diào)制器403配置在比上述反射型空間光調(diào)制器203更靠水平方向右側(cè)的位置上。即，反射型空間光調(diào)制器403，相對(duì)于上述反射型空間光調(diào)制器203，偏離于激光L的入射方向內(nèi)側(cè)。由此，可以將第1透鏡Mla和反射型空間光調(diào)制器403的距離設(shè)定成焦點(diǎn)距離Π并將第1透鏡Mla配置在第2鏡206b的下游側(cè)。在本實(shí)施方式中，也可以發(fā)揮與上述效果相同的效果，即能夠抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差。此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，反射型空間光調(diào)制器403將激光L朝相對(duì)于水平方向的斜下方反射，使入射于反射型空間光調(diào)制器403的激光L與所反射的激光L交叉。 因此，可以縮小激光L的相對(duì)于反射型空間光調(diào)制器403的入射角(反射角)，從而能夠抑制液晶層216中鄰接的液晶像素間的串?dāng)_。此處的入射角(反射角)是指垂直地入射于反射型空間光調(diào)制器403時(shí)的與激光之間的角度?！驳?實(shí)施方式〕接著，說(shuō)明第4實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置。圖11是顯示本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。如圖11所示，本實(shí)施方式的激光加工裝置500 與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于取代表面觀察單元211(參照?qǐng)D7)而具備表面觀察單元 511。表面觀察單元511，在框體231內(nèi)，隔著激光L而配置在與AF單元212對(duì)稱(chēng)的位置上。在此，配置在框體231的水平方向左側(cè)。該表面觀察單元511，采用與上述表面觀察單元211同樣的構(gòu)造，即至少具有觀察用光源511a、檢測(cè)器511b以及分色鏡510。由分色鏡510而使可見(jiàn)光VLl的入射的方向與由上述AF用分色鏡238而使AF用激光LBl入射的方向相同。另一方面，由分色鏡510而使可見(jiàn)光VLl入射的方向與由上述 AF用分色鏡238而使AF用激光LBl入射的方向相反。即，分色鏡510、218被設(shè)置成其鏡面相對(duì)于激光L的光軸朝彼此不同的方向以同角度傾斜。在本實(shí)施方式中，也可以發(fā)揮與上述效果相同的效果，即能夠抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差。此外，例如在制造激光加工裝置200時(shí)，在調(diào)整4f光學(xué)系統(tǒng)241的透鏡Mla、241b 的位置時(shí)，通常檢測(cè)來(lái)自加工對(duì)象物1的激光L的反射光。此時(shí)，如上所述，若在4f光學(xué)系統(tǒng)241和聚光光學(xué)系統(tǒng)204之間具有鏡面相對(duì)于激光L的光路傾斜地配置的分色鏡，則在透過(guò)該分色鏡的激光L進(jìn)行發(fā)散或聚光的情況下，激光L以及反射光的波陣面會(huì)變形(產(chǎn)生像散)。因此，無(wú)法高精度地檢測(cè)反射光，難以將透鏡Mla、241b配置在正確的位置。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，在激光L的光路上的4f光學(xué)系統(tǒng)241和聚光光學(xué)系統(tǒng)204之間設(shè)置有鏡面相對(duì)于激光L的光軸朝彼此不同的方向傾斜的分色鏡510、218。因此，由分色鏡510所產(chǎn)生的激光L的波陣面變形與由AF用分色鏡238所產(chǎn)生的激光L的波陣面變形可以以互相抵消的方式作用。即，即使在透過(guò)分色鏡510、218的激光L進(jìn)行發(fā)散或聚光的情況下，也能夠減少反射光的波陣面變形，能夠高精度地調(diào)整4f光學(xué)系統(tǒng)Ml。〔第5實(shí)施方式〕接著，說(shuō)明第5實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置。圖12是顯示本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。如圖12所示，本實(shí)施方式的激光加工裝置600 與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于還具備修正板601。修正板601減少通過(guò)聚光光學(xué)系統(tǒng)204聚光的激光L的波陣面變形，在激光L的光路上配置在分色鏡210、218之間。在本實(shí)施方式中，也可以發(fā)揮與上述效果相同的效果，即能夠抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差。此外，在本實(shí)施方式中，由于通過(guò)聚光光學(xué)系統(tǒng)204聚光的激光L的波陣面變形由修正板601而被減少，根據(jù)上述理由，在調(diào)整4f光學(xué)系統(tǒng)Ml時(shí)可以減少激光L的反射光的波陣面變形，能夠高精度地調(diào)整4f光學(xué)系統(tǒng)Ml?！驳?實(shí)施方式〕接著，說(shuō)明第6實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置。圖13是顯示本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。如圖13所示，本實(shí)施方式的激光加工裝置700 與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于取代反射型空間光調(diào)制器203以及分色鏡210(參照?qǐng)D 7)而具備反射型空間光調(diào)制器703以及分色鏡710。反射型空間光調(diào)制器703調(diào)制(修正)激光L，以使聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L中像差成為規(guī)定像差以下且像散成為規(guī)定像散以下。分色鏡710在激光L的光路上配置在鏡219和第2透鏡Mlb之間。在本實(shí)施方式中，也可以發(fā)揮與上述效果相同的效果，即能夠抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L的像差。再者，可以縮短第2透鏡Mlb和聚光用光學(xué)系統(tǒng)204的聚光透鏡之間的距離，能夠縮短激光L的光路長(zhǎng)整體，從而可以謀求激光加工裝置700的小型化。
此外，在本實(shí)施方式中，由于分色鏡710配置在第2透鏡Mlb的上游側(cè)，會(huì)有發(fā)散光的激光L入射于分色鏡710而使激光L產(chǎn)生像散，但在本實(shí)施方式中，通過(guò)反射型空間光調(diào)制器703進(jìn)行修正調(diào)制而使該像散也成為規(guī)定像散以下，因此能夠抑制聚光于加工對(duì)象物1的內(nèi)部的激光L發(fā)生像散。以上，說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中，具備表面觀察單元211 (511)以及AF單元212，且在4f光學(xué)系統(tǒng) 241和聚光光學(xué)系統(tǒng)204之間配置有分色鏡210 (510,710) ,218,但是，也可以?xún)H具備AF單元212，且在4f光學(xué)系統(tǒng)241和聚光光學(xué)系統(tǒng)204之間僅配置有AF用分色鏡238。另外，在上述實(shí)施方式中，具備一對(duì)第1鏡20^1、20釙以及一對(duì)第2鏡206a、206b， 但是，第1以及第2鏡也可以分別至少具備2個(gè)以上。此外，在上述實(shí)施方式中，鏡20fe、 2(^b、206a、206b被構(gòu)成為能夠繞軸旋轉(zhuǎn)，但是，并不限定于此，只要是被構(gòu)成為能夠調(diào)整反射方向(反射角度)即可。此外，形成改質(zhì)區(qū)域7時(shí)的激光入射面，并不限定于加工對(duì)象物1的表面3，也可以為加工對(duì)象物1的背面。此外，當(dāng)然也可以沿著切斷預(yù)定線(xiàn)5形成多列的改質(zhì)區(qū)域7。另外，在本發(fā)明中，更加優(yōu)選為，通過(guò)計(jì)測(cè)等求出激光從反射型空間光調(diào)制器傳播至聚光光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的波陣面形狀的變化，將考慮該波陣面形狀的變化的波陣面整形(像差整形)圖案信息輸入至反射型空間光調(diào)制器。根據(jù)本發(fā)明，可以抑制聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差。
權(quán)利要求
1.一種激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在所述加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置， 具備激光光源，射出所述激光；以及反射型空間光調(diào)制器，對(duì)由所述激光光源所射出的所述激光進(jìn)行調(diào)制， 在所述激光的光路上的所述激光光源和所述反射型空間光調(diào)制器之間，配置有反射所述激光的至少2個(gè)第1鏡，所述第1鏡被構(gòu)成為能夠調(diào)整所述激光的反射方向。
2.一種激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在所述加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置， 具備激光光源，射出所述激光；反射型空間光調(diào)制器，對(duì)由所述激光光源所射出的所述激光進(jìn)行調(diào)制；以及調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，調(diào)整由所述反射型空間光調(diào)制器調(diào)制后的所述激光的波陣面形狀， 在所述激光的光路上的所述反射型空間光調(diào)制器和所述調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)之間，配置有反射所述激光的至少2個(gè)第2鏡，所述第2鏡被構(gòu)成為能夠調(diào)整所述激光的反射方向。
3.一種激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在所述加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置， 具備激光光源，射出所述激光；反射型空間光調(diào)制器，對(duì)由所述激光光源所射出的所述激光進(jìn)行調(diào)制； 調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，調(diào)整由所述反射型空間光調(diào)制器調(diào)制后的所述激光的波陣面形狀；以及聚光光學(xué)系統(tǒng)，將由所述調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整后的所述激光聚光于所述加工對(duì)象物的內(nèi)部，在所述激光的光路上的所述調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)和所述聚光光學(xué)系統(tǒng)之間，配置有使所述激光透過(guò)的分色鏡。
4.如權(quán)利要求3所述的激光加工裝置，其特征在于，還具備聚光點(diǎn)位置控制單元，通過(guò)對(duì)所述加工對(duì)象物照射測(cè)定用激光，接收所述測(cè)定用激光的在所述加工對(duì)象物的反射光，從而使所述聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述加工對(duì)象物的規(guī)定位置，所述分色鏡使所述激光透過(guò)，并且反射所述測(cè)定用激光以及所述測(cè)定用激光的所述反射光。
5.一種激光加工裝置，其特征在于，是通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而在所述加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置， 具備激光光源，射出所述激光；反射型空間光調(diào)制器，對(duì)由所述激光光源所射出的所述激光進(jìn)行調(diào)制； 調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，調(diào)整由所述反射型空間光調(diào)制器調(diào)制后的所述激光的波陣面形狀； 聚光光學(xué)系統(tǒng)，將由所述調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整后的所述激光聚光于所述加工對(duì)象物的內(nèi)部；以及聚光點(diǎn)位置控制單元，通過(guò)對(duì)所述加工對(duì)象物照射測(cè)定用激光，接收所述測(cè)定用激光的在所述加工對(duì)象物的反射光，從而使所述聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述加工對(duì)象物的規(guī)定位置， 在所述激光的光路上，在所述激光光源和所述反射型空間光調(diào)制器之間配置有反射所述激光的至少2個(gè)第1鏡，在所述反射型空間光調(diào)制器和所述調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)之間配置有反射所述激光的至少2 個(gè)第2鏡，在所述調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)和所述聚光光學(xué)系統(tǒng)之間配置有使所述激光透過(guò)并且反射所述測(cè)定用激光以及所述測(cè)定用激光的所述反射光的分色鏡。
6.如權(quán)利要求2 5中任一項(xiàng)所述的激光加工裝置，其特征在于，所述調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)為以在第1透鏡和第2透鏡之間所述第1透鏡和所述第2透鏡的焦點(diǎn)彼此一致的方式構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的激光加工裝置，其特征在于，所述反射型空間光調(diào)制器調(diào)制所述激光，使聚光于所述加工對(duì)象物的內(nèi)部的所述激光的像差成為規(guī)定像差以下。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的激光加工裝置，其特征在于，在所述激光的光路上，在所述鏡中位于最下游側(cè)的鏡和所述反射型空間光調(diào)制器之間配置有光束擴(kuò)展器或光束均束器。
全文摘要
提供能夠抑制聚光于加工對(duì)象物的內(nèi)部的激光的像差的激光加工裝置。激光加工裝置(200)具備射出激光(L)的激光光源(202)、以及對(duì)由激光光源(202)所射出的激光(L)進(jìn)行調(diào)制的反射型空間光調(diào)制器(203)；在激光(L)的光路上的激光光源(202)和反射型空間光調(diào)制器(203)之間，配置有反射激光(L)的第1鏡(205a、205b)，第1鏡(205a、205b)被構(gòu)成為能夠調(diào)整激光(L)的反射方向。因此，在激光加工裝置(200)中，分別利用鏡(205a、205b)調(diào)整激光(L)的反射方向，從而可以將入射于反射型空間光調(diào)制器(203)的激光(L)的位置以及入射角度調(diào)整成所期望的。因此，能夠使激光高精度地入射于反射型空間光調(diào)制器(203)。
文檔編號(hào)B23K26/04GK102227286SQ20098014798
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者中野誠(chéng), 井上卓 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社