激光加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光加工装置，加工用激光极力地聚光于不离开指定位置的位置处。该激光加工装置包括：物镜单元（５），其包括，加工用物镜（４２），其使加工用激光以及用于测定加工对象物的主面的变位的测距用激光聚光于同一轴线上；接收测距用激光的主面的反射光的受光部（４５）、和根据该接收的反射光而使加工用物镜（４２）相对于主面进退自如地保持的致动器（４３）；以及筐体（２１），其安装有用于发射加工用激光的激光单元，其中，物镜单元（５）可装卸地安装在筐体（２１）上。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过照射激光对加工对象物进行加工的激光加工装置。
技术介绍
在现有技术的激光加工技术中，相对于对加工对象物加工的激光进行聚光用的聚光透镜，而隔开规定间隔并列设置有用于测定加工对象物的主面高度的测定装置(接触式变位计或者超声波测距计等)(例如参照下述专利文献1中的图6～图10)。在这种激光加工技术中，当以激光沿着加工对象物的主面进行扫描时，利用测定装置来测定加工对象物的主面高度，在其测定点到达聚光透镜的正下方时，依据其主面高度的测定值，使聚光透镜沿着其光轴方向驱动，使得聚光透镜与加工对象物的主面的距离成为一定。专利文献1日本专利特开2002-219591号公报然而，在上述专利文献1中所揭示的激光加工技术具有下述需要解决的问题。即，对于从加工对象物的外侧位置开始激光的照射而使激光与加工对象物沿着其主面移动以进行加工的情况下，测定装置是从加工对象物的外侧开始测定，而朝向加工对象物的内侧进行测定。然后，若依据该测定所得到的主面高度的测定值来驱动聚光透镜，则有时在加工对象物的端部会发生激光的聚光点偏离的情况。
技术实现思路
因此，在本专利技术的目的在于提供一种能够极力地将用于对加工对象物进行加工的激光聚光于不偏离指定位置的激光加工装置。本专利技术者针对上述问题进行了各种检讨。首先，针对将加工用的第一激光以及用于测定加工对象物的主面的变位的第二激光以在同一的轴线上朝向加工对象物照射的激光加工装置进行了研究。该被研究的激光加工装置的概要如图4所示。图4所示的激光加工装置8为，使用加工用激光L1通过加工用物镜81来进行聚光，使加工用激光L1的聚光点P位于距离加工对象物9的表面91的指定深度而形成改质区域。在形成该改质区域时，使加工用物镜81与加工对象物9沿着表面91进行相对移动，以形成沿着指定线的改质区域。在此，加工对象物9的表面91的平面度越高则越理想，然而，实际上，有时表面91会产生起伏。即使在产生这种起伏的情况下，为了将改质区域保持在距离表面91的指定的深度，而以压电致动器(图未示出)保持加工用物镜81，且使该压电致动器伸缩而使加工用物镜81沿着加工用激光L1的光轴进退。这样一来，为了跟随加工对象物9的表面91的起伏来驱动压电致动器，而使用象散信号。对利用象散信号由激光加工装置8驱动压电致动器的方法进行说明。由作为激光二极管等的测距用光源82所发射的测距用激光L2，通过光束扩展器83而被镜84、半透明反射镜85所依序反射并被导入分色镜86。由该分色镜86所反射的测距用激光L2，在加工用激光L1的光轴上朝着图中下方行进，且在加工用物镜81上聚光而照射于加工对象物9。其中，加工用激光L1透过分色镜86。接着，由加工对象物9的表面91所反射的测距用激光L2的反射光L3再次入射至加工用物镜81而在加工用激光L1的光轴上朝着图中上方行进，并由分色镜86所反射。由该分色镜86所反射的反射光L3通过半透明反射镜85而被由圆柱透镜与平凸透镜所构成的整形光学系统87聚光而被照射到将光二极管四等分所成的四分割位置检测元件88上。在该受光元件的四分割位置检测元件88上所聚光的反射光L3的聚光像图案F，其根据加工用物镜81的测距用激光L2的聚光点位于加工对象物9的表面91的哪个位置而变化。因此，为了显示该聚光像图案F，可使用来自四分割位置检测元件88的输出信号(来自于纵向对向的受光面的输出与来自于横向对向的受光面的输出间的差)。根据该输出信号，可求出相对于加工对象物9的表面91的测距用激光L2的聚光点位置。因此，当使压电致动器(图未示出)根据该输出信号而伸缩时，可对应加工对象物9的表面91的起伏而驱动加工用物镜81。但是，在将该激光加工装置8使用于半导体晶圆等的切断中的情况下，激光驱动时间变长。因为加工用物镜81的部件寿命以及压电致动器(图未示出)的部件寿命，而有必要对该等部件进行交换。如上所述，因为将加工用激光L1与测距用激光L2以在同一轴线上朝着加工对象物9进行聚光，所以在对加工用物镜81进行交换时，不仅需要对加工用激光L1进行轴校准(调心)，而且还有必要对测距用激光L2进行调心。为了对测距用激光L2进行调心，而有必要调整由测距用光源82、光束扩展器83、镜84、半透明反射镜85、分色镜86、整形光学系统87、四分割位置检测元件88等所构成的测长用光学系统，可以预想到其调整会变得很烦杂。于是，本专利技术者们为了解决在上述讨论过程中所发现的新问题而完成本专利技术。本专利技术的激光加工装置是对加工对象物照射第一激光来加工该加工对象物的激光加工装置，包括加工单元，其包括透镜，使第一激光和用于测定加工对象物的主面的变位的第二激光在同一轴线上朝着加工对象物进行聚光；受光装置，接收第二激光在主面的反射光；以及保持装置，根据该接收的反射光来相对于主面进退自如地保持透镜；和筐体部，包括用于发射所述第一激光的激光单元，其中，加工单元相对于筐体部可装卸地安装。根据本专利技术的激光加工装置，因为加工单元相对于筐体部可装卸地安装，所以，例如在加工单元的构成部件产生故障时，可对各加工单元进行交换。此外，因为加工单元包含透镜与受光装置，所以，在将加工单元安装在筐体部时，若加工单元中的第二激光的轴线对准筐体部中的第一激光的轴线，则能够进行调心。此外，在本专利技术的激光加工装置中，优选筐体部包括观察光学系统，该观察光学系统构成为使观察用可视光在与第一激光以及第二激光相同的轴线上朝着加工对象物进行照射，且根据该照射而能够观察由加工对象物的主面反射的反射光。因为构成为将观察用可视光在与第一激光相同的轴线上朝着加工对象物进行照射，而能够观察其反射光，所以依据观察用可视光，能够调整透镜与加工对象物的距离。此外，在本专利技术的激光加工装置中，筐体部优选具有沿着第一激光以及第二激光的轴线的安装板，在该安装板的主面上可装卸地安装有加工单元，该安装板与加工单元通过使从一方延伸的突起部插入到穿设于另一方的孔内而被相互定位。因为加工单元被安装在沿着第一激光以及第二激光的轴线的安装板上，所以能够拘束加工单元在轴线周围的活动。安装板与加工单元通过将突起部插入孔内而被定位，所以，使加工单元安装在正确位置上的作业变得容易。本专利技术的激光加工装置，其特征在于，包括筐体部，包括射出用于对加工对象物进行加工的第一激光的第一激光源；以及加工单元，其包括第二激光源，发射用于测定所述加工对象物的主面的变位的第二激光；受光装置，用于接收从该第二激光源所发射的第二激光；加工单元筐体，在其内部收纳有所述第二激光源以及所述受光装置；和透镜，其经由保持装置而固定在该加工单元筐体的外周面，且使所述第一激光以及所述第二激光在同一轴线上朝着所述加工对象物进行聚光，其中，所述加工单元相对于所述筐体部可装卸地安装。根据本专利技术的激光加工装置，因为加工单元相对于筐体部可装卸地而被安装，所以，例如在加工单元所包括的称为第二激光源以及受光装置的构成部件发生故障的情况下，可对各加工单元进行交换。此外，加工单元包括透镜和受光装置，所以在将加工单元安装到筐体部时，若使加工单元中的第二激光的轴线对准筐体部中的第一激光的轴线，则可进行调心。此外，在本专利技术的激光加工装置中，优选在筐体部，在沿着轴线与加工单元接触的位置处形成有使第一激光通过的第一激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工装置，其是对加工对象物照射第一激光来加工该加工对象物的激光加工装置，其特征在于，包括：加工单元，其包括：透镜，使所述第一激光和用于测定所述加工对象物的主面的变位的第二激光在同一轴线上朝着所述加工对象物进行聚光；受光装置，接收所述第二激光在所述主面的反射光；以及保持装置，根据该接收的反射光来相对于所述主面进退自如地保持所述透镜；和筐体部，包括用于发射所述第一激光的激光单元，其中，所述加工单元相对于所述筐体部可装卸地安装。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗田典夫，筬岛哲也，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]