專利名稱：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過照射激光對加工對象物進(jìn)行加工的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)的激光加工技術(shù)中，相對于對加工對象物加工的激光進(jìn)行聚光用的聚光透鏡，而隔開規(guī)定間隔并列設(shè)置有用于測定加工對象物的主面高度的測定裝置(接觸式變位計(jì)或者超聲波測距計(jì)等)(例如參照下述專利文獻(xiàn)1中的圖6～圖10)。在這種激光加工技術(shù)中，當(dāng)以激光沿著加工對象物的主面進(jìn)行掃描時(shí)，利用測定裝置來測定加工對象物的主面高度，在其測定點(diǎn)到達(dá)聚光透鏡的正下方時(shí)，依據(jù)其主面高度的測定值，使聚光透鏡沿著其光軸方向驅(qū)動(dòng)，使得聚光透鏡與加工對象物的主面的距離成為一定。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2002-219591號公報(bào)然而，在上述專利文獻(xiàn)1中所揭示的激光加工技術(shù)具有下述需要解決的問題。即，對于從加工對象物的外側(cè)位置開始激光的照射而使激光與加工對象物沿著其主面移動(dòng)以進(jìn)行加工的情況下，測定裝置是從加工對象物的外側(cè)開始測定，而朝向加工對象物的內(nèi)側(cè)進(jìn)行測定。然后，若依據(jù)該測定所得到的主面高度的測定值來驅(qū)動(dòng)聚光透鏡，則有時(shí)在加工對象物的端部會(huì)發(fā)生激光的聚光點(diǎn)偏離的情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在本發(fā)明的目的在于提供一種能夠極力地將用于對加工對象物進(jìn)行加工的激光聚光于不偏離指定位置的激光加工裝置。
本發(fā)明者針對上述問題進(jìn)行了各種檢討。首先，針對將加工用的第一激光以及用于測定加工對象物的主面的變位的第二激光以在同一的軸線上朝向加工對象物照射的激光加工裝置進(jìn)行了研究。該被研究的激光加工裝置的概要如圖4所示。
圖4所示的激光加工裝置8為，使用加工用激光L1通過加工用物鏡81來進(jìn)行聚光，使加工用激光L1的聚光點(diǎn)P位于距離加工對象物9的表面91的指定深度而形成改質(zhì)區(qū)域。在形成該改質(zhì)區(qū)域時(shí)，使加工用物鏡81與加工對象物9沿著表面91進(jìn)行相對移動(dòng)，以形成沿著指定線的改質(zhì)區(qū)域。在此，加工對象物9的表面91的平面度越高則越理想，然而，實(shí)際上，有時(shí)表面91會(huì)產(chǎn)生起伏。即使在產(chǎn)生這種起伏的情況下，為了將改質(zhì)區(qū)域保持在距離表面91的指定的深度，而以壓電致動(dòng)器(圖未示出)保持加工用物鏡81，且使該壓電致動(dòng)器伸縮而使加工用物鏡81沿著加工用激光L1的光軸進(jìn)退。這樣一來，為了跟隨加工對象物9的表面91的起伏來驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器，而使用象散信號。
對利用象散信號由激光加工裝置8驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器的方法進(jìn)行說明。由作為激光二極管等的測距用光源82所發(fā)射的測距用激光L2，通過光束擴(kuò)展器83而被鏡84、半透明反射鏡85所依序反射并被導(dǎo)入分色鏡86。由該分色鏡86所反射的測距用激光L2，在加工用激光L1的光軸上朝著圖中下方行進(jìn)，且在加工用物鏡81上聚光而照射于加工對象物9。其中，加工用激光L1透過分色鏡86。
接著，由加工對象物9的表面91所反射的測距用激光L2的反射光L3再次入射至加工用物鏡81而在加工用激光L1的光軸上朝著圖中上方行進(jìn)，并由分色鏡86所反射。由該分色鏡86所反射的反射光L3通過半透明反射鏡85而被由圓柱透鏡與平凸透鏡所構(gòu)成的整形光學(xué)系統(tǒng)87聚光而被照射到將光二極管四等分所成的四分割位置檢測元件88上。
在該受光元件的四分割位置檢測元件88上所聚光的反射光L3的聚光像圖案F，其根據(jù)加工用物鏡81的測距用激光L2的聚光點(diǎn)位于加工對象物9的表面91的哪個(gè)位置而變化。因此，為了顯示該聚光像圖案F，可使用來自四分割位置檢測元件88的輸出信號(來自于縱向?qū)ο虻氖芄饷娴妮敵雠c來自于橫向?qū)ο虻氖芄饷娴妮敵鲩g的差)。根據(jù)該輸出信號，可求出相對于加工對象物9的表面91的測距用激光L2的聚光點(diǎn)位置。因此，當(dāng)使壓電致動(dòng)器(圖未示出)根據(jù)該輸出信號而伸縮時(shí)，可對應(yīng)加工對象物9的表面91的起伏而驅(qū)動(dòng)加工用物鏡81。
但是，在將該激光加工裝置8使用于半導(dǎo)體晶圓等的切斷中的情況下，激光驅(qū)動(dòng)時(shí)間變長。因?yàn)榧庸び梦镧R81的部件壽命以及壓電致動(dòng)器(圖未示出)的部件壽命，而有必要對該等部件進(jìn)行交換。如上所述，因?yàn)閷⒓庸び眉す釲1與測距用激光L2以在同一軸線上朝著加工對象物9進(jìn)行聚光，所以在對加工用物鏡81進(jìn)行交換時(shí)，不僅需要對加工用激光L1進(jìn)行軸校準(zhǔn)(調(diào)心)，而且還有必要對測距用激光L2進(jìn)行調(diào)心。為了對測距用激光L2進(jìn)行調(diào)心，而有必要調(diào)整由測距用光源82、光束擴(kuò)展器83、鏡84、半透明反射鏡85、分色鏡86、整形光學(xué)系統(tǒng)87、四分割位置檢測元件88等所構(gòu)成的測長用光學(xué)系統(tǒng)，可以預(yù)想到其調(diào)整會(huì)變得很煩雜。于是，本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q在上述討論過程中所發(fā)現(xiàn)的新問題而完成本發(fā)明。
本發(fā)明的激光加工裝置是對加工對象物照射第一激光來加工該加工對象物的激光加工裝置，包括加工單元，其包括透鏡，使第一激光和用于測定加工對象物的主面的變位的第二激光在同一軸線上朝著加工對象物進(jìn)行聚光；受光裝置，接收第二激光在主面的反射光；以及保持裝置，根據(jù)該接收的反射光來相對于主面進(jìn)退自如地保持透鏡；和筐體部，包括用于發(fā)射所述第一激光的激光單元，其中，加工單元相對于筐體部可裝卸地安裝。
根據(jù)本發(fā)明的激光加工裝置，因?yàn)榧庸卧鄬τ诳痼w部可裝卸地安裝，所以，例如在加工單元的構(gòu)成部件產(chǎn)生故障時(shí)，可對各加工單元進(jìn)行交換。此外，因?yàn)榧庸卧哥R與受光裝置，所以，在將加工單元安裝在筐體部時(shí)，若加工單元中的第二激光的軸線對準(zhǔn)筐體部中的第一激光的軸線，則能夠進(jìn)行調(diào)心。
此外，在本發(fā)明的激光加工裝置中，優(yōu)選筐體部包括觀察光學(xué)系統(tǒng)，該觀察光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為使觀察用可視光在與第一激光以及第二激光相同的軸線上朝著加工對象物進(jìn)行照射，且根據(jù)該照射而能夠觀察由加工對象物的主面反射的反射光。因?yàn)闃?gòu)成為將觀察用可視光在與第一激光相同的軸線上朝著加工對象物進(jìn)行照射，而能夠觀察其反射光，所以依據(jù)觀察用可視光，能夠調(diào)整透鏡與加工對象物的距離。
此外，在本發(fā)明的激光加工裝置中，筐體部優(yōu)選具有沿著第一激光以及第二激光的軸線的安裝板，在該安裝板的主面上可裝卸地安裝有加工單元，該安裝板與加工單元通過使從一方延伸的突起部插入到穿設(shè)于另一方的孔內(nèi)而被相互定位。因?yàn)榧庸卧话惭b在沿著第一激光以及第二激光的軸線的安裝板上，所以能夠拘束加工單元在軸線周圍的活動(dòng)。安裝板與加工單元通過將突起部插入孔內(nèi)而被定位，所以，使加工單元安裝在正確位置上的作業(yè)變得容易。
本發(fā)明的激光加工裝置，其特征在于，包括筐體部，包括射出用于對加工對象物進(jìn)行加工的第一激光的第一激光源；以及加工單元，其包括第二激光源，發(fā)射用于測定所述加工對象物的主面的變位的第二激光；受光裝置，用于接收從該第二激光源所發(fā)射的第二激光；加工單元筐體，在其內(nèi)部收納有所述第二激光源以及所述受光裝置；和透鏡，其經(jīng)由保持裝置而固定在該加工單元筐體的外周面，且使所述第一激光以及所述第二激光在同一軸線上朝著所述加工對象物進(jìn)行聚光，其中，所述加工單元相對于所述筐體部可裝卸地安裝。
根據(jù)本發(fā)明的激光加工裝置，因?yàn)榧庸卧鄬τ诳痼w部可裝卸地而被安裝，所以，例如在加工單元所包括的稱為第二激光源以及受光裝置的構(gòu)成部件發(fā)生故障的情況下，可對各加工單元進(jìn)行交換。此外，加工單元包括透鏡和受光裝置，所以在將加工單元安裝到筐體部時(shí)，若使加工單元中的第二激光的軸線對準(zhǔn)筐體部中的第一激光的軸線，則可進(jìn)行調(diào)心。
此外，在本發(fā)明的激光加工裝置中，優(yōu)選在筐體部，在沿著軸線與加工單元接觸的位置處形成有使第一激光通過的第一激光通過部，而在加工單元筐體，在沿著軸線與筐體部接觸的位置處形成有使第一激光通過的第二激光通過部，同時(shí)，在沿著軸線與透鏡相對的位置處形成有使第一激光以及第二激光通過的第三激光通過部。因?yàn)?，沿著指定的軸線配置有第一激光通過部、第二激光通過部、第三激光通過部、以及透鏡，所以，若在筐體部安裝加工單元，則能夠以第一激光通過筐體部以及加工單元筐體而到達(dá)透鏡的方式來配置筐體部以及加工單元。
根據(jù)本發(fā)明的激光加工裝置，可將用于對加工對象物進(jìn)行加工的激光極力地聚光于不離開指定位置的位置上。而且，在交換透鏡以及受光裝置時(shí)，能夠很容易地將第一激光的光軸與第二激光的光軸對準(zhǔn)而在同一軸線上朝著加工對象物進(jìn)行聚光。此外，例如在加工對象物為晶圓狀的情況下，有時(shí)是對其晶圓狀的加工對象物的內(nèi)部照射激光而形成改質(zhì)層，且以其形成的改質(zhì)層為起點(diǎn)而將加工對象物割斷，此時(shí)，精度高地對一定深度位置照射激光，因?yàn)樘嵘顢嗥焚|(zhì)、精度，所以很重要。若使本發(fā)明適用于這樣的加工中，則在執(zhí)行激光加工裝置的維護(hù)時(shí)，能夠使精度良好的安裝變得容易。


圖1是表示本實(shí)施方式的激光加工裝置的構(gòu)成圖。
圖2是表示將圖1的物鏡單元安裝在光學(xué)系統(tǒng)主體部的模式圖。
圖3是表示將圖1的物鏡單元安裝在光學(xué)系統(tǒng)主體部的模式圖。
圖4是用于說明本發(fā)明相關(guān)檢討內(nèi)容的圖。
標(biāo)號說明1…激光加工裝置；2…平臺(stage)；3…激光頭單元；4…光學(xué)系統(tǒng)主體部；5…物鏡單元；6…激光發(fā)射裝置；7…控制裝置；S…加工對象物；R…改質(zhì)區(qū)域；42…加工用物鏡；43…致動(dòng)器；13…激光頭；44…激光二極管；45…受光部。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的知識見解可以參照僅作為例示的附圖并考慮以下的詳細(xì)說明而很容易得到理解。接著，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行說明。在可能的情況下，對同一部分標(biāo)注同一符號，并省略重復(fù)的說明。
參照圖1，對本實(shí)施方式的激光加工裝置進(jìn)行說明。如圖1所示，對于激光加工裝置1來說，其是使聚光點(diǎn)P對準(zhǔn)在平臺2上所載置的平板狀的加工對象物S的內(nèi)部，并照射加工用激光L1(第一激光)，從而在加工對象物S的內(nèi)部形成因多光子吸收所產(chǎn)生的改質(zhì)區(qū)域R的裝置。平臺2能夠朝向上下方向以及左右方向移動(dòng)并可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，該平臺2的上方主要配置有由激光頭單元3(激光單元、筐體部)、光學(xué)系統(tǒng)主體部4(筐體部)以及物鏡單元5(加工單元)所構(gòu)成的激光發(fā)射裝置6。此外，激光加工裝置1具有控制裝置7，控制裝置7對平臺2以及激光發(fā)射裝置6輸出用以控制各自動(dòng)作(平臺2的移動(dòng)、激光發(fā)射裝置6的激光的發(fā)射等)的控制信號。
激光頭單元3裝卸自如地安裝在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的上端部。該激光頭單元3具有L字狀的冷卻護(hù)套11，在該冷卻護(hù)套11的縱壁11a內(nèi)，以蛇行的狀態(tài)而埋設(shè)有流通有冷卻水的冷卻管12。在該縱壁11a的前面安裝有朝著下方發(fā)射加工用激光L1的激光頭13、以及選擇性地對該激光頭13所發(fā)射的加工用激光L1的光路進(jìn)行開放以及關(guān)閉的快門單元(shutter unit)14。因此，能夠防止激光頭13以及快門單元14的過熱。其中，激光頭13例如使用NdYAG激光，而作為加工用激光L1，是射出脈沖寬度為1μs以下的脈沖激光。
而且，在激光頭單元3中，在冷卻護(hù)套11的底壁11b的下面，安裝有用于調(diào)整冷卻護(hù)套11的傾斜等的調(diào)整部15。該調(diào)整部15，用于以在上下方向延伸的方式，使從激光頭13所發(fā)射的加工用激光L1的光軸α，與設(shè)定在光學(xué)系統(tǒng)主體部4以及物鏡單元5上的軸線β一致。即，激光頭單元3經(jīng)由調(diào)整部15而安裝在光學(xué)系統(tǒng)主體部4上。其后，當(dāng)利用調(diào)整部15來調(diào)整冷卻護(hù)套11的傾斜等時(shí)，激光頭13的傾斜也隨著冷卻護(hù)套11的移動(dòng)而被調(diào)整。因此，加工用激光L1形成為以其光軸α與軸線β一致的狀態(tài)而在光學(xué)系統(tǒng)主體4內(nèi)行進(jìn)。其中，在冷卻護(hù)套11的底壁11b、調(diào)整部15、以及光學(xué)系統(tǒng)主體部4的筐體21上，分別形成有加工用激光L1通過的貫通孔11c、貫通孔15a、貫通孔21a、以及貫通孔21b(第一激光通過部)。
此外，在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的筐體21內(nèi)的軸線β上，由上到下以下述順序配置有放大由激光頭13所發(fā)射的加工用激光L1的射束尺寸用的光束擴(kuò)展器(beam expander)22、用于調(diào)整加工用激光L1的輸出的光學(xué)衰減器(optical attenuator)23、觀察通過光學(xué)衰減器23調(diào)整的加工用激光L1的輸出用的輸出觀察光學(xué)系統(tǒng)24、以及用于調(diào)整加工用激光L1的偏光用的偏光調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)25。其中，光學(xué)衰減器23安裝有用于吸收被除去的激光的射束阻尼器(beam damper)26，該射束阻尼器26經(jīng)由熱管27而與冷卻護(hù)套11連接。從而，能夠防止吸收有激光的射束阻尼器26的過熱。
而且，為了觀察平臺2上所載置的加工對象物S，而在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的筐體21上安裝有用于對觀察用可視光進(jìn)行導(dǎo)光的光導(dǎo)向裝置(light guide)28，在筐體21內(nèi)配置有CCD相機(jī)29。觀察用可視光通過光導(dǎo)向裝置28而被導(dǎo)入至筐體21內(nèi)，且在順序地通過光圈31、調(diào)制盤(reticle)32、分色鏡(dichroic mirror)33等后，被配置在軸線β上的分色鏡34所反射。而被反射的觀察用可視光在軸線β上朝著下方行進(jìn)而被照射于加工對象物S。其中，加工用激光L1透過分色鏡34。
接著，在加工對象物S的表面S1被反射的觀察用可視光的反射光在軸線β上朝著上方行進(jìn)，且由分色鏡34所反射。由該分色鏡34所反射的反射光進(jìn)一步被分色鏡33所反射而通過成像透鏡35等，并入射到CCD相機(jī)29。由該CCD相機(jī)29所攝像的加工對象物S的圖像在監(jiān)視器(圖未示出)上被放映。從該觀察用可視光導(dǎo)光開始至入射到CCD相機(jī)29為止的系統(tǒng)是實(shí)施本發(fā)明的觀察光學(xué)系統(tǒng)的方式。
此外，物鏡單元5裝卸自如地被安裝在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的下端部。對于物鏡單元5來說，因?yàn)槔枚鄠€(gè)定位銷而被定位于光學(xué)系統(tǒng)主體部4的下端部，所以能夠很容易地使設(shè)定在光學(xué)系統(tǒng)主體4上的軸線β與設(shè)定在物鏡單元5上的軸線β一致。在該物鏡單元5的筐體41的下端，經(jīng)由使用壓電元件的致動(dòng)器43(保持裝置)，以軸線β與光軸一致的狀態(tài)來安裝加工用物鏡42。其中，在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的筐體21以及物鏡單元5的筐體41上，分別形成有加工用激光L1所通過的貫通孔21a、貫通孔21b、貫通孔41c(第二激光通過部)、以及貫通孔41d(第三激光通過部)。此外，由加工用物鏡42所聚光的加工用激光L1的聚光點(diǎn)P中的峰值功率(peak power)密度為1×108(W/cm2)以上。
而且，在物鏡單元5的筐體41內(nèi)，為了使加工用激光L1的聚光點(diǎn)P位于距離加工對象物S的表面S1的指定深度處，而配置有用于發(fā)射測距用激光L2(第二激光)的激光二極管44以及受光部45(受光裝置)。對于測距用激光L2來說，從激光二極管44發(fā)射，順序地被鏡46、半透明反射鏡47所反射后，被配置在軸線β上的分色鏡48所反射。被反射的測距用激光L2在軸腺β上朝著下方行進(jìn)，且通過貫通孔41d后，通過安裝在與其貫通孔41d相對位置的加工用物鏡42而被照射在加工對象物S的表面S1。其中，加工用激光L1透過分色鏡48。
接著，在加工對象物S的表面S1被反射的測距用激光L2的反射光再次入射于加工用物鏡42而在軸線β上朝著上方行進(jìn)，再由分色鏡48所反射。由該分色鏡48所反射的測距用激光L2的反射光，通過半透明反射鏡(half mirror)47而入射到受光部45內(nèi)，并聚光于將光二極管四等分而成的四分割位置檢測元件上?；诒痪酃庠谠撍姆指钗恢脵z測元件上的測距用激光L2的反射光的聚光像圖案，而能夠檢測加工用物鏡42的測距用激光L2的聚光點(diǎn)位于加工對象物S的表面S1哪個(gè)位置。被聚光于四分割位置檢測元件上的測距用激光L2的反射光的聚光像圖案的相關(guān)信息被輸出至控制裝置7?？刂蒲b置7根據(jù)該信息來對致動(dòng)器43輸出控制信號，用以指示保持加工用物鏡42的位置。
對以上那樣構(gòu)成的激光加工裝置1的激光加工方法的概要進(jìn)行說明。首先，在平臺2上載置加工對象物S，使平臺2移動(dòng)而使加工用激光L1的聚光點(diǎn)P對準(zhǔn)加工對象物S的內(nèi)部。該平臺2的初期位置是根據(jù)加工對象物S的厚度、折射率、加工用物鏡42的孔徑等所決定的。
接著，從激光頭13發(fā)射加工用激光L1，同時(shí)，從激光二極管44發(fā)射測距用激光L2，以由加工用物鏡42所聚光的加工用激光L1以及測距用激光L2在加工對象物S的所期望的線(切斷預(yù)定線)上進(jìn)行掃描的方式使平臺2移動(dòng)。此時(shí)，通過受光部45檢測測距用激光L2的反射光，致動(dòng)器43通過控制裝置7而被反饋控制，對加工用物鏡42的位置在軸線β方向進(jìn)行微調(diào)整，使得加工用激光L1的聚光點(diǎn)P的位置總是位于距離加工對象物S的表面S1的一定深度。
因此，例如即使在加工對象物S的表面S1上具有面振(表面振動(dòng))，也可以在距表面S1一定深度的位置形成由多光子吸收所產(chǎn)生的改質(zhì)區(qū)域R。這樣一來，當(dāng)在平板狀的加工對象物S的內(nèi)部形成線狀的改質(zhì)區(qū)域R時(shí)，其線狀的改質(zhì)區(qū)域R成為起點(diǎn)而產(chǎn)生破損，可沿著線狀的改質(zhì)區(qū)域R而容易且高精度地將加工對象物S切斷。
接著，參照圖2對將物鏡單元5安裝在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的部分進(jìn)行說明。在圖2中，為了容易理解，將在物鏡單元5的筐體41內(nèi)部所收納的部件予以省略。
在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的底部，沿著軸線β(參照圖1)設(shè)置有安裝板211。在安裝板211上，延伸地設(shè)置有突起部211d以及突起部211e。此外，在安裝板211上還形成有螺旋孔211a、螺旋孔211b、以及螺旋孔211c。
物鏡單元5的筐體41具有背板411，該背板411與安裝板211相抵接而物鏡單元5是固定在筐體21上。在背板411上穿設(shè)有孔411a、孔411b、孔411c、孔411d、以及孔411e。
以安裝板211的突起部211d插入物鏡單元5的孔411d，以及安裝板211的突起部211e插入物鏡單元5的孔411e的方式使物鏡單元5與安裝板211接觸。因?yàn)榘惭b板211是沿著軸線β(參照圖1)而形成的，所以物鏡單元5在軸線β周圍的活動(dòng)受到約束。此外，因?yàn)橥黄鸩?11d以及突起部211e被插入到孔411d以及孔411e內(nèi)而被定位，所以沿著物鏡單元5的安裝板211的面的活動(dòng)受到約束。因此，可設(shè)置成軸線β與物鏡單元5的加工用物鏡42對準(zhǔn)。
這樣一來，當(dāng)使物鏡單元5與安裝板211抵接之后，物鏡單元5的孔411a與安裝板211的螺旋孔211a、物鏡單元5的孔411b與安裝板211的螺旋孔211b、以及物鏡單元5的孔411c與安裝板211的螺旋孔211c被配置在各自對應(yīng)的位置。在此，使螺旋(spiral)50a從物鏡單元5的孔411a側(cè)、使螺旋50b從物鏡單元5的孔411b側(cè)、使螺旋50c從物鏡單元5的孔411c側(cè)分別插入且緊固螺旋，從而使物鏡單元5被固定在筐體21上。
如圖3所示，物鏡單元5被固定在筐體21的方式。物鏡單元5是由經(jīng)由致動(dòng)器43而安裝有加工用物鏡42的第一部分41a、以及收納有由激光二極管44、受光部45、鏡46、以及半透明反射鏡47所構(gòu)成的測長光學(xué)系統(tǒng)的第二部分41b所構(gòu)成。
如上所述，從激光二極管44所發(fā)射的測距用激光L2是由鏡46、半透明反射鏡47依序反射且由配置在第一部分41a的分色鏡48所反射。該分色鏡48是以位于軸線β上的方式而被配置。因此，被分色鏡48所反射的測距用激光L2在軸線β上朝著圖中下方行進(jìn)，且通過加工用物鏡42而被照射到加工對象物S的表面S1。
接著，在加工對象物S的表面S1被反射的測距用激光L2的反射光再次入射于加工用物鏡42而在軸線β上朝著圖中上方行進(jìn)，且被分色鏡48所反射。由該分色鏡48所反射的測距用激光L2的反射光通過配置在第二部分41b的半透明反射鏡47而入射到受光部45內(nèi)，且被聚光于將光二極管作四等分而成的四分割位置檢測元件上。
這樣一來，在本實(shí)施方式中，因?yàn)楦鳂?gòu)成部件是以從激光二極管44發(fā)射的測距用激光L2依次經(jīng)由鏡46、半透明反射鏡47、以及分色鏡48對加工用物鏡42入射的方式而被配置，所以，即使在將物鏡單元5作交換的情況下也不需要對測長光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行微調(diào)整。此外，因?yàn)闃?gòu)成為在將物鏡單元5安裝在光學(xué)系統(tǒng)主體部4的筐體21上的情況下，被定位在指定位置，所以加工用物鏡42以及分色鏡48被配置成位于軸線β上。
產(chǎn)業(yè)上可利用性根據(jù)本發(fā)明的激光加工裝置，可將用于對加工對象物進(jìn)行加工的激光極力地聚光于不離開指定位置的位置上。而且，在交換透鏡以及受光裝置時(shí)，能夠很容易地將第一激光的光軸與第二激光的光軸對準(zhǔn)而在同一軸線上朝著加工對象物聚光。此外，例如在加工對象物為晶圓狀的情況下，有時(shí)是對其晶圓狀的加工對象物的內(nèi)部照射激光而形成改質(zhì)層，且以其形成的改質(zhì)層為起點(diǎn)將加工對象物割斷，此時(shí)，精度高地對一定深度位置照射激光，因?yàn)樘嵘顢嗥焚|(zhì)、精度，所以很重要。若使本發(fā)明適用于這樣的加工中，則在執(zhí)行激光加工裝置的維護(hù)時(shí)，能夠使精度良好的安裝變得容易。
權(quán)利要求
1.一種激光加工裝置，其是對加工對象物照射第一激光來加工該加工對象物的激光加工裝置，其特征在于，包括加工單元，其包括透鏡，使所述第一激光和用于測定所述加工對象物的主面的變位的第二激光在同一軸線上朝著所述加工對象物進(jìn)行聚光；受光裝置，接收所述第二激光在所述主面的反射光；以及保持裝置，根據(jù)該接收的反射光來相對于所述主面進(jìn)退自如地保持所述透鏡；和筐體部，包括用于發(fā)射所述第一激光的激光單元，其中，所述加工單元相對于所述筐體部可裝卸地安裝。
2.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于所述筐體部包括觀察光學(xué)系統(tǒng)，該觀察光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為使觀察用可視光在所述軸線上朝著所述加工對象物照射，根據(jù)該照射而能夠觀察由所述加工對象物的主面反射的反射光。
3.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于所述筐體部具有沿著所述軸線的安裝板，在該安裝板的主面上可裝卸地安裝有所述加工單元，該安裝板與所述加工單元通過將從一方延伸的突起部插入到穿設(shè)在另一方的孔內(nèi)而被互相定位。
4.一種激光加工裝置，其特征在于，包括筐體部，包括發(fā)射用于對加工對象物進(jìn)行加工的第一激光的第一激光源；以及加工單元，其包括第二激光源，發(fā)射用于測定所述加工對象物的主面的變位的第二激光；受光裝置，用于接收從該第二激光源所發(fā)射的第二激光；加工單元筐體，在其內(nèi)部收納有所述第二激光源以及所述受光裝置；和透鏡，其經(jīng)由保持裝置而固定在該加工單元筐體的外周面，且使所述第一激光以及所述第二激光在同一軸線上朝著所述加工對象物進(jìn)行聚光，其中，所述加工單元相對于所述筐體部可裝卸地安裝。
5.如權(quán)利要求4所述的激光加工裝置，其特征在于在所述筐體部上，在沿著所述軸線而與所述加工單元接觸的位置處形成有用于使所述第一激光通過的第一激光通過部，在所述加工單元筐體上，在沿著所述軸線而與所述筐體部接觸的位置處形成有用于使所述第一激光通過的第二激光通過部，同時(shí)，在沿著所述軸線而與所述透鏡相對的位置處形成有用于使所述第一激光以及所述第二激光通過的第三激光通過部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光加工裝置，加工用激光極力地聚光于不離開指定位置的位置處。該激光加工裝置包括物鏡單元(5)，其包括，加工用物鏡(42)，其使加工用激光以及用于測定加工對象物的主面的變位的測距用激光聚光于同一軸線上；接收測距用激光的主面的反射光的受光部(45)、和根據(jù)該接收的反射光而使加工用物鏡(42)相對于主面進(jìn)退自如地保持的致動(dòng)器(43)；以及筐體(21)，其安裝有用于發(fā)射加工用激光的激光單元，其中，物鏡單元(5)可裝卸地安裝在筐體(21)上。
文檔編號B23K26/04GK1902026SQ200480040350
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月13日
發(fā)明者栗田典夫, 筬島哲也 申請人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社