CN107186336B - 激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高加工质量的重复性的激光加工装置。所述激光加工装置在激光光源与加工对象物之间的激光束的路径上配置有射束整形器及衰减器。射束轮廓仪测量保持在载物台上的加工对象物表面位置上的激光束的光强度分布。激光强度测量仪测量入射于保持在载物台上的加工对象物的激光束的强度。控制装置根据射束轮廓仪的测量结果及激光强度测量仪的测量结果，调整衰减器的透射率。

Description

激光加工装置
本申请主张基于2016年3月9日申请的日本专利申请第2016-045386号及2016年3月9日申请的日本专利申请第2016-045443号的优先权。这些日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种使用射束整形器对加工对象物的表面上的激射束截面形状及光强度分布进行整形后进行加工的激光加工装置。
背景技术
在对注入于半导体晶圆中的掺杂剂进行活性化处理时，使用激光退火技术。例如，通过对半导体晶圆入射脉冲激光束，对半导体晶圆的表层部进行加热，从而进行掺杂剂的活性化处理。为了控制退火深度及退火温度，调整脉冲宽度及脉冲能量密度(通量)。
为了调整脉冲能量密度，测量脉冲激光束的平均功率，并且根据平均功率的测量值、脉冲的重复频率及射束截面的面积计算出脉冲能量密度。下述专利文献1中公开有一种激光退火装置。
专利文献1：日本特开2015-170724号公报
根据入射于加工对象物的脉冲激光束的平均功率的测量值与目标值之比，调整衰减器的透射率，由此，能够使脉冲激光束的平均功率接近目标值。然而，即便在使平均功率与目标值一致的状态下进行激光加工，有时也不能获得加工质量的足够的重复性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高加工质量的重复性的激光加工装置。
根据本发明的第1观点，提供一种激光加工装置，其具有：
激光光源；
载物台，其将加工对象物保持在从所述激光光源输出的激光束入射的位置；
射束整形器，其配置在所述激光光源与保持于所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上，并且对加工对象物表面上的射束截面进行整形；
透射率可变的衰减器，其配置在所述激光光源与保持于所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上；
射束轮廓仪，其测量保持在所述载物台上的加工对象物表面位置上的激光束的光强度分布；
激光强度测量仪，其测量入射于保持在所述载物台上的加工对象物的激光束的强度；及
控制装置，其根据所述射束轮廓仪的测量结果及所述激光强度测量仪的测量结果，调整所述衰减器的透射率。
根据本发明的第2观点，提供一种激光加工装置，其具有：
激光光源；
载物台，其将加工对象物保持在从所述激光光源输出的激光束入射的位置；
射束整形器，其配置在所述激光光源与保持于所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上，并且对加工对象物表面上的射束截面进行整形；
透射率可变的衰减器，其配置在所述激光光源与保持在所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上；
射束轮廓仪，其测量保持在所述载物台上的加工对象物表面位置上的激光束的光强度分布；及
控制装置，其根据所述射束轮廓仪的测量结果，求出射束截面的面积并将其设为面积的测量值，并且根据射束截面的面积的测量值，调整所述衰减器的透射率。
在基于第1观点的激光加工装置中，不仅利用激光强度测量仪的测量结果还利用射束轮廓仪的测量结果来调整衰减器的透射率，因而能够提高加工质量的重复性。在基于第2观点的激光加工装置中，即使射束截面的面积从最初的值发生变化，也能够使通量接近目标值。由此，能够提高加工质量的重复性。
附图说明
图1A是实施例的激光加工装置的示意图，图1B是激光加工装置的载物台的俯视图。
图2是在脉冲激光束入射于射束轮廓仪的状态下的激光加工装置的示意图。
图3是在参考例的激光加工装置中执行的功率调整处理的流程图。
图4A是表示加工对象物的表面上的射束截面形状的图，图4B是表示射束截面的宽度方向上的光强度分布的例子的图表。
图5是在实施例的激光加工装置中执行的平均功率调整处理的流程图。
图6是表示射束截面的宽度方向上的光强度分布的一例的图表。
图7A是表示其他实施例的加工对象物的表面上的射束截面形状的图，图7B是表示射束截面的宽度方向(x方向)上的光强度分布的例子的图表，图7C是表示射束截面的长度方向(y方向)上的光强度分布的例子的图表。
图8是在图7A～图7C所示的实施例的激光加工装置中执行的通量调整处理的流程图。
图中：10-激光光源，11-衰减器，12-射束整形器，13-折返镜，14-物镜，15-加工腔，16-入射窗，17-窗，18-分支装置，20-载物台，21-反射镜，22-透镜，23-卡盘机构，25-射束轮廓仪，30-加工对象物，33-射束截面，34-裙部，40-激光强度测量仪，45-出口用功率计，50-控制装置。
具体实施方式
在图1A中示出实施例的激光加工装置的示意图。若激光光源10从控制装置50接收到振荡指令信号S0，则激光光源10输出脉冲激光束。激光光源10例如使用激光二极管。激光二极管例如输出波长为808nm的准连续波(QCW)激光束。
在从激光光源10输出的脉冲激光束的路径上配置有透射率可变的衰减器11。衰减器11根据已设定的透射率使脉冲激光束的光强度衰减。衰减器11的透射率受来自控制装置50的透射率命令信号S1的控制。透过衰减器11的脉冲激光束经由射束整形器12、折返镜13及物镜14导入至加工腔15内。
在加工腔15内配置有载物台20。在载物台20上固定有卡盘机构23，加工对象物30被卡盘机构23所保持。加工对象物30例如为离子注入有掺杂剂的半导体晶圆。控制装置50控制载物台20以使其沿与加工对象物30的表面平行的二维方向移动。
脉冲激光束通过设置在加工腔15上方的壁面上的入射窗16而导入至加工腔15内。若载物台20移动，则脉冲激光束的入射位置在加工对象物30的表面移动。通过重复脉冲激光束的入射位置向主扫描方向的移动及向副扫描方向的移动，能够对加工对象物30表面的整个区域进行退火。通过该退火，使注入于加工对象物30的掺杂剂活性化。
射束整形器12与物镜14使加工对象物30的表面上的脉冲激光束的截面形状成为在单方向上较长的形状(长条形状)，并且使长度方向上及宽度方向上的光强度分布均匀。作为射束整形器12，可以使用组合了多个柱面透镜阵列的射束均化器。
在图1B中示出了载物台20的俯视图。在载物台20上除了安装有卡盘机构23以外，还安装有反射镜21及射束轮廓仪25。通过使载物台20移动，实现脉冲激光束入射于加工对象物30的状态、脉冲激光束入射于反射镜21的状态及脉冲激光束入射于射束轮廓仪25的状态中的任一种状态。
在图1A中示出了导入至加工腔15内的脉冲激光束入射于反射镜21的状态。在图2中示出了导入至加工腔15内的脉冲激光束入射于射束轮廓仪25的状态。
如图1A所示，入射到反射镜21的脉冲激光束被反射镜21反射而朝向水平方向。被反射镜21反射的脉冲激光束通过设置在加工腔15的侧壁上的窗17而入射于配置在加工腔15外的激光强度测量仪40。在从反射镜21至激光强度测量仪40的脉冲激光束的路径上配置有透镜22。透镜22调整激光强度测量仪40的受光面上的脉冲激光束的射束截面的大小。
作为激光强度测量仪40，可以使用功率计、焦耳计、光检测器等。功率计测量脉冲激光束的平均功率(功率相对于时间的平均值)。焦耳计测量脉冲激光束的每一个脉冲的能量(脉冲能量)。光检测器测量脉冲激光束的波形。通过预先校准光检测器，能够从脉冲激光束的波形求出脉冲能量。由激光强度测量仪40测定出的脉冲激光束的强度输入至控制装置50。以下，对激光强度测量仪40的测量物理量为平均功率时的情况进行说明。
如图2所示，在脉冲激光束入射于射束轮廓仪25的状态下，射束轮廓仪25测量光强度分布。射束轮廓仪25的测量结果输入至控制装置50。
在激光光源10与衰减器11之间的脉冲激光束的路径上配置有分支装置18。分支装置18接受到来自控制装置50的切换信号S2后在脉冲激光束入射于衰减器11的状态(加工状态)与脉冲激光束入射于出口用功率计45的状态(待机状态)之间进行切换。出口用功率计45测量所入射的脉冲激光束的平均功率。出口用功率计45的测量结果输入至控制装置50。
控制装置50控制从激光光源10输出的脉冲激光束的输出时刻、衰减器11的透射率、载物台20的移动及分支装置18的状态。
在对本发明的实施例进行说明之前，参考图3及图7A至图7C对参考例进行说明。参考例的激光加工装置具有与图1A所示的实施例的激光加工装置相同的结构。
在图3中示出了在参考例的激光加工装置中执行的功率调整处理的流程图。流程图的各个处理通过存储在控制装置50中的处理程序来实现。
在步骤ST1中，控制装置50将衰减器11的透射率设定为初始值。透射率的初始值预先存储在控制装置50中。
在步骤ST2中，测量从激光光源10射出的脉冲激光束的平均功率。具体而言，首先，控制装置50使载物台20移动从而成为脉冲激光束入射于反射镜21的状态。然后，向激光光源10发送振荡指令信号S0从而开始脉冲激光束的输出。控制装置50读取来自激光强度测量仪40的输出，从而获得脉冲激光束的平均功率的测量值。
在步骤ST3中，控制装置50根据平均功率的测量值及平均功率的目标值来调整衰减器11的透射率。具体而言，通过对平均功率的目标值与测量值之比乘上当前的透射率，计算出调整后的透射率。平均功率的目标值预先存储在控制装置50中。
在步骤ST4中，在控制装置50的控制下实施激光加工。由于在步骤ST3中已调整了衰减器11的透射率，因此能够以目标平均功率进行激光加工。
接着，参考图4A及图4B对使用图3所示的参考例的激光加工装置进行退火处理时存在的课题进行说明。
在图4A中示出了加工对象物30表面上的射束截面形状。射束截面33具有在单方向上较长的长条形状。定义将射束截面33的长度方向为y方向且将宽度方向为x方向的xy直角坐标系。
在图4B中示出了射束截面33的宽度方向(x方向)上的光强度分布的例子。横轴以单位“μm”来表示x坐标，纵轴以任意单位来表示光强度。将射束截面33(图4A)的宽度方向上的中心作为x坐标的原点。光强度分布在比射束截面更靠外侧具有裙部。作为一例，可以将连接光强度与强度阈值Ith相等的点的线定义为射束截面的外周线。
在图4B中，具有以实线表示的光强度分布的脉冲激光束的在射束截面的内侧的光强度高于具有以虚线表示的光强度分布的脉冲激光束的在射束截面的内侧光强度。相反，在裙部中，具有以虚线表示的光强度分布的脉冲激光束的光强度高于具有以实线表示的光强度分布的脉冲激光束的光强度。这种光强度分布的差由射束整形器12的特性的变动等而产生。
通常，调整激光强度测量仪40的位置以使射束截面位于激光强度测量仪40的受光面的中心。在该状态下，光强度分布的裙部也入射到激光强度测量仪40的受光面。因此，由激光强度测量仪40测量出的平均功率中包含裙部的功率。
然而，有助于激光退火的仅是射束截面内的激光能量，而裙部的激光能量对激光退火没有贡献。因此，为了进行重复性较高的退火，应将射束截面内的平均功率设为恒定。然而，在图3所示的参考例中，包括裙部在内的平均功率与目标值一致。若光强度分布从初始形状偏离，则即便使平均功率的测量值与目标值一致，射束截面内的平均功率也无法成为目标值。因此，将无法确保退火处理的重复性。
例如，在图4B中的以实线表示的光强度分布的平均功率的测量值与以虚线表示的光强度分布的平均功率的测量值相同的情况下，就射束截面内的平均功率而言，以实线表示的光强度分布中的平均功率更大。
接着，参考图1A、图1B、图2、图5及图6对实施例的激光加工装置进行说明。在以下说明的实施例中，能够以较高的重复性进行退火。
在图5中示出了在实施例的激光加工装置中执行的功率调整处理的流程图。流程图的各个处理通过存储在控制装置50中的处理程序来执行。
步骤ST1及步骤ST2的处理与图3所示的参考例的步骤ST1及步骤ST2相同。
在步骤ST10中，测量脉冲激光束的光强度分布。具体而言，在步骤ST2中测量平均功率之后，控制装置50控制分支装置18以使从激光光源10输出的脉冲激光束入射于出口用功率计45。然后，使载物台20(图1)移动从而成为脉冲激光束入射于射束轮廓仪25的状态。在该状态下，控制分支装置18从而使脉冲激光束入射于射束轮廓仪25。由此，由射束轮廓仪25测量脉冲激光束的光强度分布。另外，所测量的光强度分布是将多次照射时的光强度分布累积的光强度分布。
在步骤ST11中，控制装置50根据在步骤ST10中测量出的光强度分布计算出有效功率比。以下，参考图6对有效功率比的定义进行说明。
在图6中示出了射束截面的宽度方向(x方向)上的光强度分布的一例。将由连接与强度阈值Ith相等的光强度的位置的线包围的区域定义为射束截面33(图4A)。在射束截面33内，得到了顶部几乎平坦的光强度分布。在射束截面33的外侧扩展有光强度远弱于峰值强度的裙部34。A1表示将射束截面33内的光强度沿宽度方向(x方向)进行积分而得到的值。A2表示将裙部34的光强度沿宽度方向进行积分而得到的值。
具有强度阈值Ith以上的光强度的射束截面33内的区域有助于退火，而具有低于强度阈值Ith的光强度的裙部34实际上对退火没有贡献。将有效功率比Re定义为：Re＝A1/(A1+A2)。即，有效功率比定义为由射束轮廓仪25测量出的光强度分布中的光强度为强度阈值Ith以上的部分的光强度的积分值A1与整个光强度分布的积分值A1+A2之比。可以将有效功率比视为入射于加工对象物30(图1A)的激光功率中的、有效使用于退火的功率的比例。
在步骤ST12(图5)中，控制装置50根据由射束轮廓仪25测量出的光强度分布中的光强度为强度阈值Ith以上的部分与整个光强度分布之间的关系，调整衰减器11的透射率。更具体而言，控制装置50根据脉冲激光束的平均功率的测量值及目标值、有效功率比的测量值及标准值，调整衰减器11(图1A)的透射率。以下，对调整方法的一例进行具体说明。
平均功率的目标值Pt及有效功率比的标准值Rs预先存储在控制装置50中。可以通过以不同的平均功率进行多次评价实验，并且根据进行最佳加工时的条件来确定平均功率的目标值Pt。进行该评价实验时所使用的脉冲激光束的有效功率比用作标准值Rs。
将在步骤ST1中设定的衰减器11的透射率设为Tm，将在步骤ST2中测量出的脉冲激光束的平均功率的测量值设为Pm，将在步骤ST11中得到的有效功率比的测量值设为Rm。若将激光光源10的出口处的平均功率的测量值设为P0，则平均功率的测量值Pm表示为如下：
Pm＝P0×Tm……(1)。
将在步骤ST12中进行调整之后的衰减器11的透射率的调整值设为Tc。假设激光光源10的出口处的脉冲激光束的平均功率在短时间内实际上不变，则进行透射率调整后的加工对象物的表面上的平均功率Pc表示为如下：
Pc＝P0×Tc……(2)。
要想在最佳条件下进行退火，优选将进行透射率调整之后的有效功率设为与评价实验时的最佳有效功率相等。即，优选满足下式。
Pc×Rm＝Pt×Rs……(3)
在此，假设射束整形器12(图1)的特性在短时间内不发生变化，并且有效功率比实际上恒定。
由上述式(1)、式(2)及式(3)可以导出以下式。
Tc＝(Pt/Pm)×(Rs/Rm)×Tm……(4)
根据式(4)，可以求出衰减器11的透射率的调整值Tc。优选调整衰减器11以使该透射率与调整值Tc相等。
在步骤ST4中，在控制装置50的控制下实施激光加工。进行激光加工时的脉冲激光束的有效功率与通过评价实验求出的最佳值一致。因此，能够进行重复性较高的激光加工。
在上述实施例中，作为计算有效功率比的基础的光强度分布，使用了射束截面33(图4A)的宽度方向上的光强度分布。换言之，通过将光强度分布沿射束截面33(图4A)的宽度方向进行积分，计算出了有效功率比。与向宽度方向上的两侧扩展的裙部的面积相比，从射束截面33的长度方向上的两端沿长度方向(y方向)扩展的裙部的面积足够小。因此，与将向宽度方向上的两侧扩展的裙部的光强度面积分的值相比，将向长度方向上的两端扩展的裙部的光强度面积分的值足够小。因此，通过使用根据将光强度分布沿宽度方向积分的功率而得到的有效功率比，能够确保足够高的重复性。
当射束截面的x方向上的尺寸与y方向上的尺寸之比接近1时，例如射束截面接近圆形、正方形时，作为计算有效功率比的基础的光强度分布，可以使用二维分布。此时，通过将光强度分布面积分，计算出有效功率比。
在步骤ST2中测量出的平均功率的测量值Pm超出了容许范围的情况下，可以使控制装置50发出警报。在发出了该警报时，操作员优选进行激光光源10等的维护。在步骤ST11中求出的有效功率比的测量值Rm超出了容许范围的情况下，也可以使控制装置50发出警报。在发出了该警报时，操作员优选进行射束整形器12等的维护。
接着，参考图7A～图7C对使用图3所示的参考例的激光加工装置进行退火处理时存在的另一课题进行说明。
在图7A中示出了加工对象物30表面上的脉冲激光束的射束截面形状。射束截面33具有在单方向上较长的长条形状。定义将射束截面33的长度方向为y方向且将宽度方向为x方向的xy直角坐标系。
在图7B中示出了射束截面33的宽度方向(x方向)上的光强度分布的例子，图7C中示出了射束截面33的长度方向(y方向)上的光强度分布的例子。图7B的横轴表示x坐标，纵轴表示光强度。图7C的横轴表示y坐标，纵轴表示光强度。将射束截面33的宽度方向上的中心设为x坐标的原点，将长度方向上的中心设为y坐标的原点。在宽度方向及长度方向这两个方向上，均实现了顶部几乎平坦的光强度分布(射束轮廓)。可以将连接光强度与强度阈值Ith相等的点的线定义为射束截面的外周线。作为强度阈值Ith，例如可以使用峰值强度的1/e2倍的值。
若将脉冲激光束的平均功率设为Pm、将射束截面33的面积设为A、将脉冲的重复频率设为f，则通量(脉冲能量密度)F定义为下式。
F＝Pm/(f×A)……(5)
从上述式(5)可知，即使平均功率Pm恒定，若射束截面33的面积A发生变化，则通量F也会发生变化。在图3所示的参考例中，只是使脉冲激光束的平均功率与目标值一致，并未考虑射束截面33的面积A。即，在射束截面33的面积A不变的一前提下进行了激光加工。
然而，由于射束整形器12的温度上升会引起光学特性的变化、老化等，因此射束截面33的面积A并不限定于始终恒定。由于射束截面33的面积A的变化致使通量F无法保持恒定，因此难以确保退火质量的重复性。
接着，参考图1A、图1B、图2及图8对实施例的激光加工装置进行说明。如以下说明，在实施例的激光加工装置中，能够确保退火质量的重复性。
在图8中示出了在实施例的激光加工装置中执行的通量调整处理的流程图。流程图的各个处理通过存储在控制装置50中的处理程序来实现。
在步骤ST11中，在开始激光加工之前，首先将加工对象物30(图1)例如已注入掺杂剂的半导体晶圆输送至载物台20。输送之后，将加工对象物30固定在卡盘机构23。
在步骤ST12中，控制装置50进行加工对象物30的高度调整及平面方向上的对位。
在步骤ST12之后，在步骤ST13中，判定装置当前的动作模式是否为“通量反馈执行模式”。该动作模式由操作员设定。例如，若装置当前的动作模式为“通量反馈执行模式”，则执行以下说明的通量反馈处理。若动作模式不是“通量反馈执行模式”，则不执行通量反馈处理，而进入步骤ST23执行激光加工处理。
若在步骤ST13中判定为动作模式是“通量反馈执行模式”，则进入步骤ST14判定动作模式是否为“射束截面积测量模式”。该动作模式也由操作员设定。
若在步骤ST14中判定为动作模式是“射束截面积测量模式”，则进入步骤ST15判定当前的加工对象物30(图1A)是否为这一批次中的第1个加工对象物30。
若在步骤ST15中判定为当前的加工对象物30是这一批次中的第1个加工对象物30，则进入步骤ST16测量脉冲激光束的光强度分布。如图2所示，可以使从激光光源10输出的脉冲激光束入射于射束轮廓仪25，从而进行光强度分布的测量。
在步骤ST17中，控制装置50根据测量出的光强度分布计算出射束截面积。例如，从射束截面33(图7A)的宽度方向上的光强度分布(图7B)求出射束截面33的宽度，从射束截面33的长度方向上的光强度分布(图7C)求出射束截面33的长度。由此，可以根据射束截面33的宽度及长度计算出面积A。
在步骤ST18中，判定射束截面33的面积A是否正常。在控制装置50中预先存储有射束截面33的面积A的容许范围。若面积A的测量值落入容许范围内，则判定为面积A正常，若在容许范围之外，则判定为面积A不正常。
若判定为射束截面33的面积A不正常，则视为射束整形器12(图1A)中发生了某种异常，因此结束激光加工处理。控制装置50发出用于向操作员通知异常的警报。
若在步骤ST18中判定为射束截面33的面积A正常，则进入步骤ST19中，将在步骤ST17中求出的面积A的测量值作为通量计算用的射束截面33的面积A。
在步骤ST20中，测量脉冲激光束的平均功率。如图1A所示，可以使从激光光源10输出的脉冲激光束入射于激光强度测量仪40，从而进行平均功率的测量。
在步骤ST21中，计算出通量F。可以通过上述式(5)进行通量F的计算。此时，作为通量计算用的射束截面33的面积A，使用测量值(步骤ST19)。因此，在步骤ST21中，使用在步骤ST17中求出的面积A的测量值来计算出通量F。
在步骤ST22中，判定通量F的计算值是否正常。通量F的容许范围预先存储在控制装置50中。若通量F的计算值落入容许范围内，则判定为通量F的计算值正常，若通量F的计算值在容许范围之外，则判定为通量F的计算值不正常。
若通量F的计算值正常，则进入步骤ST23执行激光加工。
若在步骤ST22中判定为通量F的计算值不正常，则进入步骤ST24中调整平均功率。在调整完平均功率之后，进入步骤ST20进行脉冲激光束的平均功率的再次测量。以下，对步骤ST24中的平均功率的调整方法进行说明。
作为调整平均功率的方法，采用调整衰减器11的透射率的方法及调整激光光源10的驱动电流的方法中的一种或两种。在步骤ST24中，控制装置50首先调整衰减器11的透射率以使通量F的计算值与通量F的目标值一致。通量F的目标值预先存储在控制装置50中。
若判断为即使将衰减器11的透射率设定为最大额定值(例如设定为大致100％)通量F的测量值也无法达到目标值，则控制装置50使施加于激光光源10的驱动电流增加。驱动电流的增加幅度与激光光源10的出口处的平均功率的增加幅度之间的关系预先存储在控制装置50中。根据通量F的测量值与目标值之差及驱动电流的增加幅度与平均功率的增加幅度之间的关系，能够确定驱动电流的增加幅度。
若在步骤ST15中判定为当前的加工对象物30是这一批次中的第2个以后的加工对象物30，则不执行光强度分布的测量处理，而是进入步骤ST19中，作为通量F的计算用的射束截面33的面积A，使用处理这一批次中的第1个加工对象物30时求出的面积A的测量值。即，实际上仅在处理这一批次中的第1个加工对象物30时测量脉冲激光束的光强度分布。之所以在处理第2个以后的加工对象物30时省略光强度分布的测量是因为，可以认为在处理一个批次内的多个加工对象物30期间，脉冲激光束的光强度分布实际上不会发生变化。
若在步骤ST14中判定为当前的动作模式不是射束截面积测量模式，则进入步骤ST25判定有无间隔剔除处理。间隔剔除处理的有无由操作员预先设定。
若在步骤ST25中判定为有间隔剔除处理，则进入步骤ST26判定当前的加工对象物30是否为间隔剔除对象。若判定为当前的加工对象物30就是间隔剔除对象，则不进行通量F的调整，而是进入步骤ST23实施激光加工。
若在步骤ST25中判定为没有间隔剔除处理，及若在步骤ST26中判定为当前的加工对象物30不是间隔剔除对象，则进入步骤ST27中，作为通量计算用的射束截面33的面积A，使用标准值。该标准值预先存储在控制装置50中。
在步骤ST27之后，执行步骤ST20以后的处理。在步骤ST21中，使用面积A的标准值计算出通量F。
接着，对图8所示的实施例的激光加工装置的优异效果进行说明。在实施例中的步骤ST19中，作为通量计算用的射束截面33的面积A，使用实际测量出的测量值。因此，即使在射束整形器12的特性发生变动导致射束截面33的面积A从初始值偏离的情况下，也能够以高精确度计算出当前的通量F。由于根据该通量F来修正脉冲激光束的平均功率，因此能够使加工中所使用的当前的脉冲激光束的通量F大致等于目标值。由此，能够进行重复性较高的激光加工。
例如，若判断为射束整形器12(图1A)的特性稳定且光强度分布实际上未变动，则无需将装置的动作模式设定为“射束截面积测量模式”。并且，若判断为激光光源10的出口处的平均功率、射束整形器12的特性及其他光学系统的特性的变动未达到影响加工质量的程度，则无需将装置的动作模式设定为“通量反馈执行模式”。
以上，根据实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，可进行各种变更、改良、组合等，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (8)

1.一种激光加工装置，其特征在于，具有：
激光光源；
载物台，其将加工对象物保持在从所述激光光源输出的激光束入射的位置；
射束整形器，其配置在所述激光光源与保持于所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上，并且对加工对象物表面上的射束截面进行整形；
透射率可变的衰减器，其配置在所述激光光源与保持于所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上；
射束轮廓仪，其测量保持在所述载物台上的加工对象物表面位置上的激光束的光强度分布；
激光强度测量仪，其测量入射于保持在所述载物台上的加工对象物的激光束的强度；及
控制装置，其根据所述射束轮廓仪的测量结果及所述激光强度测量仪的测量结果，调整所述衰减器的透射率；
所述控制装置根据由所述射束轮廓仪测量出的光强度分布中的光强度为强度阈值以上的部分与整个光强度分布之间的关系，调整所述衰减器的透射率。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，
所述控制装置根据由所述射束轮廓仪测量出的光强度分布中的光强度为强度阈值以上的部分的光强度的积分值与整个光强度分布的积分值之比即有效功率比的测量值，调整所述衰减器的透射率。
3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，
在所述控制装置中存储有所述有效功率比的标准值，
所述控制装置根据所述有效功率比的标准值与测量值之比以及测量时的所述衰减器的透射率，计算出所述衰减器的透射率的调整值，
并且调整所述衰减器的透射率以使透射率成为所述调整值。
4.根据权利要求2或3所述的激光加工装置，其特征在于，
所述射束整形器使保持在所述载物台上的加工对象物表面上的射束截面形状成为在单方向上较长的形状，
所述控制装置将射束截面的宽度方向上的光强度分布用作由所述射束轮廓仪测量出的光强度分布。
5.一种激光加工装置，其特征在于，具有：
激光光源；
载物台，其将加工对象物保持在从所述激光光源输出的激光束入射的位置；
射束整形器，其配置在所述激光光源与保持于所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上，并且对加工对象物表面上的射束截面进行整形；
透射率可变的衰减器，其配置在所述激光光源与保持于所述载物台上的加工对象物之间的激光束的路径上；
射束轮廓仪，其测量保持在所述载物台上的加工对象物表面位置上的激光束的光强度分布；及
控制装置，其根据所述射束轮廓仪的测量结果，求出射束截面的面积并将其设为面积的测量值，并且根据射束截面的面积的测量值，调整所述衰减器的透射率。
6.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，
所述激光加工装置还具有激光强度测量仪，所述激光强度测量仪测量入射于保持在所述载物台上的加工对象物的激光束的强度，
所述控制装置根据所述射束截面的面积的测量值以及所述激光强度测量仪的激光束的强度的测量值，调整所述衰减器的透射率。
7.根据权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述激光束的强度的测量值及所述射束截面的面积的测量值，求出脉冲能量密度并将其设为脉冲能量密度的测量值，并且调整所述衰减器的透射率以使脉冲能量密度的测量值与脉冲能量密度的目标值一致。
8.根据权利要求7所述的激光加工装置，其特征在于，
所述激光光源包括激光二极管，
在即使将所述衰减器的透射率设定为该衰减器的最大额定值脉冲激光束的脉冲能量密度仍小于目标值的情况下，所述控制装置使施加于所述激光光源的驱动电流增加。
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