DE112017000576T5 - Laserbearbeitungsvorrichtung und laserausgabevorrichtung - Google Patents

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Mitsuhiro Nagao
Yasunori Igasaki
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Abstract

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst: einen Vorrichtungsrahmen; eine Trägereinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen befestigt und konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu halten; eine Laserausgabeeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen angebracht ist; und eine Laserkonvergenzeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen angebracht ist, so dass sie mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit bewegbar ist. Die Laserausgabeeinheit umfasst eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren, und die Laserkonvergenzeinheit umfasst: einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; und ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung stehen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung und eine Laserausgabevorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Patentliteratur 1 beschreibt eine Laserbearbeitungsvorrichtung mit einem Haltemechanismus, der konfiguriert ist, um ein Werkstück zu halten, und einen Laserbestrahlungsmechanismus, der konfiguriert ist, um das Werkstück, das durch den Haltemechanismus gehalten wird, mit Laserlicht zu bestrahlen. Bei dem Laserbestrahlungsmechanismus der Laserbearbeitungsvorrichtung sind die auf einem optischen Pfad des Laserlichts von einem Laseroszillator zu einer Konvergenzlinse angeordnete Komponenten in einem Gehäuse angeordnet, und das Gehäuse ist an einem Wandabschnitt befestigt, der auf einer Basis der Laserbearbeitungsvorrichtung aufrecht angeordnet ist.
  • Zitationsliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5456510
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In der zuvor beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung können Komponenten auf der Seite eines optischen Konvergenzsystems, das konfiguriert ist, um das Laserlicht zu konvergieren, in Bezug auf ein zu bearbeitendes Objekt bewegt werden. Andererseits ist es in einem solchen Fall auch sehr wichtig, eine Vergrößerung der Vorrichtung zu verhindern.
  • Es ist eine Aufgabe der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Komponenten auf der Seite des optischen Konvergenzsystems in Bezug auf das zu bearbeitende Objekt zu bewegen, während eine Vergrößerung der Vorrichtung verhindert wird.
  • In der zuvor beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung kann eine Wellenlänge des Laserlichts, das für eine Bearbeitung geeignet ist, in Abhängigkeit von Spezifikationen des zu bearbeitenden Objekts, den Bearbeitungsbedingungen und dergleichen variieren.
  • Es ist eine Aufgabe der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, mehrere Laserlichtquellen mit entsprechenden Laserlichtwellenlängen zu verwenden, die sich voneinander unterscheiden.
  • In der zuvor beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung kann ein reflektierender räumlicher Lichtmodulator vorgesehen sein, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert. In einem solchen Fall ist es sehr wichtig, dass ein Bild des Laserlichts auf einer Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators (ein Bild des Laserlichts, das in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator moduliert wird) genau auf eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems übertragen (abgebildet) wird.
  • Es ist eine Aufgabe der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage, das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators auf einfache Weise und genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems zu übertragen.
  • Gemäß der zuvor beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung ist der reflektierende räumliche Lichtmodulator vorgesehen, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert. In einem solchen Fall ist es sehr wichtig, dass das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators (das Bild des Laserlichts, das in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator moduliert wird) genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems übertragen (abgebildet) wird.
  • Es ist eine Aufgabe einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems zu übertragen.
  • In der zuvor beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung können Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts unter Verwendung eines Sensors erfasst werden, der auf einer separaten Achse von dem optischen Konvergenzsystem vorgesehen ist, das ausgebildet ist, um das Laserlicht auf dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren. Andererseits ist es auch in einem solchen Fall sehr wichtig, eine Größenzunahme der Vorrichtung zu verhindern.
  • Es ist eine Aufgabe der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts zu erfassen, während eine Größenzunahme der Vorrichtung verhindert wird.
  • In der zuvor beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung kann die Wellenlänge des Laserlichts, das zur Bearbeitung geeignet ist, in Abhängigkeit von den Spezifikationen des zu bearbeitenden Objekts, den Bearbeitungsbedingungen und dergleichen variieren. Wenn in einem solchen Fall ein Teil, der eine Laserlichtquelle enthält, auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt und von dieser gelöst werden kann, ist das besonders effizient.
  • Es ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Laserausgabevorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, auf einfache Weise an einer Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt und von dieser gelöst zu werden.
  • Lösung des Problems
  • Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Vorrichtungsrahmen; eine Trägereinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen befestigt und konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu tragen; eine Laserausgabeeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen angebracht ist; und eine Laserkonvergenzeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen angebracht ist, so dass sie in Bezug auf die Laserausgabeeinheit bewegbar ist, wobei die Laserausgabeeinheit eine Laserlichtquelle umfasst, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren, wobei die Laserkonvergenzeinheit umfasst: einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; und ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung zueinander stehen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung ist die Laserkonvergenzeinheit mit dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, dem optischen Konvergenzsystem und dem optischen Abbildungssystem mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit, die die Laserlichtquelle aufweist, bewegbar. Somit können beispielsweise, verglichen mit einem Fall, in dem alle Komponenten bewegt werden, die auf dem optischen Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle zu dem optischen Konvergenzsystem angeordnet sind, das Gewicht der Laserkonvergenzeinheit, die bewegt werden soll, verringert und ein Mechanismus, der konfiguriert ist, um die Laserkonvergenzeinheit zu bewegen, verkleinert werden. Darüber hinaus werden der reflektierende räumliche Lichtmodulator, das optische Konvergenzsystem und das optische Abbildungssystem als Ganzes bewegt und eine gegenseitige Positionsbeziehung aufrechterhalten, sodass das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators (das Bild des Laserlichts, das in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator moduliert wird) genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems übertragen (abgebildet) werden kann. Somit ist es gemäß der Laserbearbeitungsvorrichtung möglich, die Komponenten auf der Seite des optischen Konvergenzsystems mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt zu bewegend, während eine Vergrößerung der Vorrichtung verhindert wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Emissionsrichtung des Laserlichts von der Laserausgabeeinheit mit einer mit einer Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit übereinstimmen. Selbst wenn sich die Laserkonvergenzeinheit in Bezug auf die Laserausgabeeinheit bewegt, kann somit verhindert werden, dass sich eine Position des Laserlichts ändert, das in die Laserkonvergenzeinheit eintritt.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserausgabeeinheit ferner eine Laserlichtkollimationseinheit aufweisen, die konfiguriert ist, um das Laserlicht zu kollimieren. Selbst wenn somit die Laserkonvergenzeinheit mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit bewegt wird, kann verhindert werden, dass sich ein Durchmesser des Laserlichts, das in die Laserkonvergenzeinheit eintritt, ändert. Es sollte beachtet werden, dass selbst dann, wenn das Laserlicht durch die Laserlichtkollimationseinheit nicht in perfekt paralleles Licht umgewandelt wird und das Laserlicht beispielsweise einen gewissen Abweichungswinkel aufweist, das Laserlicht in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator kollimiert werden kann.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserkonvergenzeinheit ferner ein Gehäuse umfassen, in dem ein optischer Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem optischen Konvergenzsystem eingestellt ist, und das Gehäuse kann mit einer Lichteintrittseinheit versehen sein, die so konfiguriert ist, dass das von der Laserausgabeeinheit emittierte Laserlicht in das Gehäuse eintritt. Während ein konstanter Zustand des optischen Pfads des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem optischen Konvergenzsystem aufrechterhalten wird, kann somit die Laserkonvergenzeinheit in Bezug auf die Laserausgabeeinheit bewegt werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserkonvergenzeinheit ferner einen Spiegel umfassen, in dem ein optischer Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem optischen Konvergenzsystem eingestellt ist, und der Spiegel kann das Laserlicht, das von der Lichteintrittseinheit in das Gehäuse eingetreten ist, in Richtung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators reflektieren. Somit ist es möglich, dass das Laserlicht, das von der von der Laserausgangseinheit in Laserkonvergenzeinheit eingetreten ist, unter einem gewünschten Winkel in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator eintritt.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Trägereinheit derart an dem Vorrichtungsrahmen befestigt sein, dass sie entlang einer Ebene senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit bewegbar ist. Somit kann zusätzlich zum Positionieren des Konvergenzpunkts des Laserlichts an einer gewünschten Position in Bezug auf das zu bearbeitende Objekt eine Abtastung mit dem Laserlicht mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt in einer Richtung parallel zu der Ebene durchgeführt werden, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit verläuft.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Trägereinheit über einen ersten Bewegungsmechanismus an dem Vorrichtungsrahmen befestigt werden, und die Laserkonvergenzeinheit kann über einen zweiten Bewegungsmechanismus an dem Vorrichtungsrahmen befestigt werden. Somit ist es möglich, die Bewegung von sowohl der Trägereinheit als auch der Laserkonvergenzeinheit zuverlässig durchzuführen.
  • Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Vorrichtungsrahmen; eine Trägereinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen befestigt und konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu tragen; eine Laserausgabeeinheit, die in Bezug auf den Vorrichtungsrahmen abnehmbar ist; und eine Laserkonvergenzeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen befestigt ist, wobei die Laserausgabeeinheit umfasst: eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; und eine Ausgabeeinstelleinheit, die konfiguriert ist, um eine Ausgabe des Laserlichts einzustellen, wobei die Laserkonvergenzeinheit umfasst: einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während das Laserlicht moduliert wird; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht auf dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; und ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung stehen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung ist die Laserausgabeeinheit, die die Laserlichtquelle und die Ausgabeeinstelleinheit aufweist, mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen getrennt von der Laserkonvergenzeinheit, die den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, das optische Konvergenzsystem und das optische Abbildungssystem enthält, abnehmbar. Somit ist es in einem Fall, in dem die Wellenlänge des Laserlichts, das zur Bearbeitung geeignet ist, in Abhängigkeit von den Spezifikationen des zu bearbeitenden Objekts, den Bearbeitungsbedingungen und dergleichen variiert, möglich, die Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht mit einer gewünschten Wellenlänge zu emittieren, und die Ausgabeeinstelleinheit, die in eine Wellenlängenabhängigkeit aufweist, gemeinsam zu ersetzen. Dementsprechend ist es mit der Laserbearbeitungsvorrichtung möglich, mehrere Laserlichtquellen mit entsprechenden Laserlichtwellenlängen zu verwenden, die sich voneinander unterscheiden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserausgabeeinheit ferner eine Montagebasis umfassen, die konfiguriert ist, um die Laserlichtquelle und die Ausgabeeinstelleinheit zu tragen und die in Bezug auf den Vorrichtungsrahmen abnehmbar ist, und die Laserausgabeeinheit kann über die Montagebasis am Vorrichtungsrahmen befestigt sein. Somit kann die Laserausgabeeinheit auf einfache Weise an dem Vorrichtungsrahmen befestigt und von diesem gelöst werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserausgabeeinheit ferner einen Spiegel umfassen, der konfiguriert ist, um eine optische Achse des Laserlichts einzustellen, das von der Laserausgabeeinheit emittiert wird. Wenn die Laserausgabeeinheit an dem Vorrichtungsrahmen befestigt wird, ist es somit beispielsweise möglich, eine Position und einen Winkel der optischen Achse des Laserlichts, das in die Laserkonvergenzeinheit eintritt, einzustellen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Ausgangseinstelleinheit eine Polarisationsrichtung des Laserlichts einstellen. Wenn somit die Laserausgabeeinheit an dem Vorrichtungsrahmen befestigt wird, ist es möglich, die Polarisationsrichtung des Laserlichts, das in die Laserkonvergenzeinheit eintritt, und folglich die Polarisationsrichtung des Laserlichts, das aus der Laserkonvergenzeinheit emittiert wird, einzustellen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabeeinstelleinheit eine λ/2-Welltenplatte und eine Polarisationsplatte umfassen. Somit ist es möglich, die Polarisationsplatte und die λ/2-Wellenplatte mit Wellenlängenabhängigkeit zusammen mit der Laserlichtquelle gemeinsam zu ersetzen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserausgabeeinheit ferner eine Laserlichtkollimationseinheit umfassen, die konfiguriert ist, um das Laserlicht zu kollimieren, während ein Durchmesser des Laserlichts eingestellt wird. Somit kann beispielsweise selbst in einem Fall, in dem sich die Laserkonvergenzeinheit in Bezug auf die Laserausgabeeinheit bewegt, ein konstanter Zustand des in die Laserkonvergenzeinheit eintretenden Laserlichts aufrechterhalten werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der reflektierende räumliche Lichtmodulator, das optische Konvergenzsystem und das optische Abbildungssystem an Wellenlängenbändern von 500 nm bis 550 nm, von 1000 nm bis 1150 nm und von 1300 nm bis 1400 nm angepasst sein. Somit kann die Laserausgabeeinheit, die konfiguriert ist, um das Laserlicht in jedem der Wellenlängenbänder zu emittieren, an die Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt werden. Es sollte beachtet werden, dass das Laserlicht L in dem Wellenlängenband von 500 nm bis 550 nm für eine Laserbearbeitung mit interner Absorption eines Substrats, das beispielsweise aus Saphir hergestellt ist, geeignet ist. Das Laserlicht L in jedem der Wellenlängenbänder von 1000 nm bis 1150 nm und von 1300 nm bis 1400 nm ist für die Laserbearbeitung mit interner Absorption beispielsweise eines Substrats, das aus Silizium hergestellt ist, geeignet.
  • Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Trägereinheit, die konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu tragen; eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; und ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung stehen, wobei in einem optischen Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem, zumindest ein optischer Pfad des Laserlichts, das durch das optische Abbildungssystem hindurchgeht, eine gerade Linie ist, und eine Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems die Beziehung 0,5 < M < 1 oder 1 < M < 2 erfüllt.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung ist die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems ungleich 1. Wenn sich somit das optische Abbildungssystem entlang der optischen Achse bewegt, bewegt sich somit ein konjugierter Punkt auf der Seite des optischen Konvergenzsystems. Insbesondere im Fall der Vergrößerung M < 1 (Verkleinerungssystem), wenn sich das optische Abbildungssystem in Richtung des optischen Konvergenzsystems entlang der optischen Achse bewegt, bewegt sich der konjugierte Punkt auf der Seite des optischen Konvergenzsystems zu einer gegenüberliegenden Seite von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator. Andererseits, in dem Fall der Vergrößerung M > 1 (Vergrößerungssystem), wenn sich das optische Abbildungssystem in Richtung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators entlang der optischen Achse bewegt, bewegt sich der konjugierte Punkt auf der Seite des optischen Konvergenzsystems zur gegenüberliegenden Seite von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator. Somit kann beispielsweise in einem Fall, in dem eine Verschiebung in einer Montageposition des optischen Konvergenzsystems auftritt, der konjugierte Punkt auf der Seite des optischen Konvergenzsystems mit der Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems ausgerichtet werden. Zudem ist zumindest der optische Pfad des Laserlichts, das das optische Abbildungssystem durchläuft, eine gerade Linie, sodass das optische Abbildungssystem auf einfache Weise entlang der optischen Achse bewegt werden kann.
  • Somit ist es mit der Laserbearbeitungsvorrichtung möglich, das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators einfach und genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems zu übertragen. Es sollte beachtet werden, dass (die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems) = (die Größe des Bildes auf der Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems)/(die Größe des Bildes auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators).
  • Indem eine Einstellung 0,5 < M < 1 vorgenommen wird, kann ein effektiver Durchmesser des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators vergrößert werden, und das Laserlicht kann mit einem hochpräzisen Phasenmuster moduliert werden. Andererseits kann durch eine Einstellung auf 1 < M < 2 der effektive Durchmesser des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators verringert werden, und ein Winkel, der durch eine optische Achse des Laserlichts, das in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator eintritt, und eine optische Achse des Laserlichts, das von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator emittiert wird, gebildet wird, verringert werden. Es ist wichtig, einen Einfallswinkel und einen Reflexionswinkel des Laserlichts mit Bezug auf den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu unterdrücken, um eine Verschlechterung der Beugungseffizienz zu verhindern und eine ausreichende Leistung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators zu erzielen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das optische Abbildungssystem ein erstes Linsensystem auf der Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und ein zweites Linsensystem auf der Seite des optischen Konvergenzsystems umfassen, und die Vergrößerung M, ein erster Brennpunkt f1 des ersten Linsensystems und ein zweiter Brennpunkt f2 des zweiten Linsensystems können die Beziehung M = f2/f1 erfüllen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vergrößerung die Beziehung M 0,6 ≤ M ≤ 0,95 erfüllen. Somit ist es möglich, noch zuverlässiger zu verhindern, dass der optische Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem länger wird, während der Effekt in dem Fall von 0,5 < M < 1, wie zuvor beschrieben, aufrechterhalten werden kann.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vergrößerung M die Beziehung 1,05 ≤ M ≤ 1,7 erfüllen. Somit ist es möglich, noch zuverlässiger zu verhindern, dass der optische Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem länger wird, während der Effekt in dem Fall von 1 < M < 2, wie zuvor beschrieben, aufrechterhalten wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das erste Linsensystem und das zweite Linsensystem durch einen Halter gehalten werden, kann der Halter eine konstante gegenseitige Positionsbeziehung zwischen dem ersten Linsensystem und dem zweiten Linsensystem in einer Richtung entlang der optischen Achse des Laserlichts aufrechterhalten, und kann eine Positionseinstellung des ersten Linsensystems und des zweiten Linsensystems in der Richtung entlang der optischen Achse des Laserlichts durch Positionseinstellung des Halters durchgeführt werden. Während somit die konstante gegenseitige Positionsbeziehung zwischen dem ersten Linsensystem und dem zweiten Linsensystem aufrechterhalten wird, ist es möglich, die Positionseinstellung des ersten Linsensystems und des zweiten Linsensystems (und folglich die Positionseinstellung des konjugierten Punkts) auf einfache Weise und zuverlässig durchzuführen.
  • Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Trägereinheit, die konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu tragen; eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung stehen; und einen Spiegel, der konfiguriert ist, um das Laserlicht, das durch das optische Abbildungssystem gelaufen ist, in Richtung des optischen Konvergenzsystems zu reflektieren, wobei der reflektierende räumliche Lichtmodulator das Laserlicht in einem spitzen Winkel entlang einer vorbestimmten Ebene reflektiert, ein optischer Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem Spiegel entlang der Ebene eingestellt wird, und ein optischer Pfad des Laserlichts von dem Spiegel zu dem optischen Konvergenzsystem entlang einer Richtung, die die Ebene schneidet, eingestellt wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung wird der optische Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem Spiegel entlang der vorbestimmten Ebene eingestellt (die Ebene mit dem optischen Pfad des Laserlichts, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator eintritt und austritt), und der optische Pfad des Laserlichts von dem Spiegel zu dem optischen Konvergenzsystem wird entlang der Richtung, die die Ebene schneidet, eingestellt. Somit kann der reflektierende räumliche Lichtmodulator beispielsweise dazu gebracht werden, das Laserlicht als P-polarisiertes Licht zu reflektieren, und der Spiegel kann dazu gebracht werden, das Laserlicht als S-polarisiertes Licht zu reflektieren. Dies ist wichtig, um das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems zu übertragen. Ferner reflektiert der reflektierende räumliche Lichtmodulator das Laserlicht in einem spitzen Winkel. Es ist wichtig, den Einfallswinkel und den Reflexionswinkel des Laserlichts in Bezug auf den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu unterdrücken, um eine Verschlechterung der Beugungseffizienz zu verhindern und um eine ausreichende Leistung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators zu erzielen. Wie zuvor beschrieben, kann mit der Laserbearbeitungsvorrichtung das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems übertragen werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der optische Pfad des Laserlichts von dem Spiegel zu dem optischen Konvergenzsystem entlang einer Richtung orthogonal zu der Ebene eingestellt werden, und der Spiegel kann das Laserlicht in einem rechten Winkel reflektieren. Somit kann der optische Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem in einem rechten Winkel verlaufen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Spiegel ein dichroitischer Spiegel sein. Somit kann ein Teil des Laserlichts, das durch den dichroitischen Spiegel übertragen wird, für verschiedene Zwecke verwendet werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der reflektierende räumliche Lichtmodulator das Laserlicht als P-polarisiertes Licht reflektieren, und der Spiegel kann das Laserlicht als S-polarisiertes Licht reflektieren. Somit kann das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators genau auf die Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems übertragen werden.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Polarisationsrichtungseinstelleinheit umfassen, die auf einem optischen des Laserlichts von der Laserlichtquelle zu dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator angeordnet und so konfiguriert ist, dass sie eine Positionsrichtung des Laserlichts einstellt. Somit ist es möglich, die Polarisationsrichtung des Laserlichts in Vorbereitung darauf einzustellen, dass der reflektierende räumliche Lichtmodulator das Laserlicht und einem spitzen Winkel reflektiert, sodass der optische Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle zu dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator im rechten Winkel verläuft.
  • Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Trägereinheit, die konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu tragen; eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während das Laserlicht moduliert wird; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung stehen; einen Spiegel, der so konfiguriert ist, dass er das Laserlicht, das durch das optische Abbildungssystem gelaufen ist, zu dem optischen Konvergenzsystem hin reflektiert; und einen ersten Sensor zum Erfassen von Verschiebungsdaten einer Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts, wobei ein optischer Pfad des Laserlichts von dem Spiegel zu dem optischen Konvergenzsystem entlang einer ersten Richtung eingestellt wird, ein optischer Weg des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem Spiegel entlang einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung eingestellt wird, und der erste Sensor auf einer Seite des optischen Konvergenzsystem in einer dritten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung angeordnet ist.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung wird eine Abtastung des Laserlichts mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt derart durchgeführt, dass der erste Sensor bezüglich des optischen Konvergenzsystems relativ weit vorgerückt ist, wodurch die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche an eine beliebige Position des zu bearbeitenden Objekts erfasst werden kann, bevor das Laserlicht zu der Position emittiert wird. Somit kann beispielsweise das Abtasten mit dem Laserlicht mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt derart durchgeführt werden, dass ein konstanter Abstand zwischen der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts und dem Konvergenzpunkt des Laserlichts gehalten wird. Ferner ist der erste Sensor mit Bezug auf eine Seite mit Bezug auf eine Ebene angeordnet, auf der sich der optische Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem befindet. Das heißt, der erste Sensor ist effizient in Bezug auf die Komponenten angeordnet, die in dem optischen Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem angeordnet sind. Dementsprechend ist es mit der Laserbearbeitungsvorrichtung möglich, die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts zu erfassen, während eine Vergrößerung der Vorrichtung verhindert wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Spiegel ein dichroitischer Spiegel sein. Somit kann ein Teil des Laserlichts, das durch den dichroitischen Spiegel übertragen wird, für verschiedene Zwecke verwendet werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Spiegel das Laserlicht als S-polarisiertes Licht reflektieren. Somit wird die Abtastung mit dem Laserlicht mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt entlang der dritten Richtung durchgeführt, wodurch die Abtastrichtung des Laserlichts und die Polarisationsrichtung des Laserlichts dazu gebracht werden, übereinzustimmen.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner umfassen: ein Gehäuse, das konfiguriert ist, um zumindest den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, das optische Konvergenzsystem, das optische Abbildungssystem, den Spiegel und den ersten Sensor zu tragen; und einen Bewegungsmechanismus, der konfiguriert ist, um das Gehäuse entlang der ersten Richtung zu bewegen, wobei das optischen Konvergenzsystem und der erste Sensor an einer Stirnseite des Gehäuses in der zweiten Richtung angebracht sind, und der Bewegungsmechanismus an einer Seitenfläche des Gehäuses in der dritten Richtung angebracht ist. Somit ist es möglich, den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, das optische Konvergenzsystem, das optische Abbildungssystem, den Spiegel und den ersten Sensor gemeinsam zu bewegen, während eine Vergrößerung der Vorrichtung verhindert wird.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen Antriebsmechanismus, der konfiguriert ist, um das optische Konvergenzsystem entlang der ersten Richtung zu bewegen, wobei das optische Konvergenzsystem über den Antriebsmechanismus an einer Stirnseite des Gehäuses befestigt ist. Somit kann beispielsweise das optische Konvergenzsystem derart bewegt werden, dass ein konstanter Abstand zwischen der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts und dem Konvergenzpunkt des Laserlichts aufrechterhalten wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der reflektierende räumliche Lichtmodulator an der anderen Endseite des Gehäuses in der zweiten Richtung befestigt sein. Somit können die Komponenten mit Bezug auf das Gehäuse effizient angeordnet werden.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner einen zweiten Sensor umfassen, der konfiguriert ist, um Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts zu erfassen, wobei der zweite Sensor auf einer anderen Seite des optischen Konvergenzsystems in der dritten Richtung angeordnet ist. Wird somit eine Abtastung mit dem Laserlicht mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt derart durchgeführt, dass der erste Sensor mit Bezug auf das optische Konvergenzsystem relativ weit vorgerückt ist, kann der erste Sensor verwendet werden, um die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche zu erfassen. Wird andererseits die Abtastung mit dem Laserlicht mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt derart durchgeführt, dass der zweite Sensor mit Bezug auf das optische Konvergenzsystem relativ weit vorgerückt ist, kann der zweite Sensor verwendet werden, die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche zu erfassen. Ferner ist der erste Sensor auf der einen Seite mit Bezug auf die Ebene angeordnet, auf der der optische Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem angeordnet ist, und der zweite Sensor ist auf der anderen Seite mit Bezug auf die Ebene angeordnet, auf der der optische Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem angeordnet ist. Somit können der erste Sensor und der zweite Sensor effektiv mit Bezug auf die Komponenten angeordnet werden, die in dem optischen Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem angeordnet sind.
  • Eine Laserausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; eine Ausgabeeinstelleinheit, die konfiguriert ist, um eine Ausgabe des von der Laserlichtquelle emittierten Laserlichts einzustellen; eine Spiegeleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Laserlicht, das die Ausgabeeinstelleinheit durchlaufen hat, nach außen emittiert; und eine Montagebasis mit einer Hauptfläche, auf der die Laserlichtquelle, die Ausgabeeinstelleinheit und die Spiegeleinheit angeordnet sind, wobei ein optischer Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle über die Ausgabeeinstelleinheit zu der Spiegeleinheit entlang einer Ebene parallel zu der Hauptfläche eingestellt ist, und die Spiegeleinheit einen Spiegel umfasst, der konfiguriert ist, um eine optische Achse des Laserlichts einzustellen, und das Laserlicht entlang einer Richtung, die die Ebene schneidet, nach außen zu emittieren.
  • In der Laserausgabevorrichtung sind die Laserlichtquelle, die Ausgabeeinstelleinheit und die Spiegeleinheit auf der Hauptfläche der Montagebasis angeordnet. Somit wird beispielsweise die Montagebasis an den Vorrichtungsrahmen der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt und von dieser gelöst, wodurch die Laserausgabevorrichtung auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt und von dieser gelöst werden kann. Ferner wird über die Ausgabeeinstellvorrichtung der optische Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle zu der Spiegeleinheit entlang einer Ebene parallel zu der Hauptfläche der Montagebasis festgelegt, und der Spiegel emittiert das Laserlicht entlang der Richtung, die die Ebene schneidet, nach außen. Somit verringert sich beispielsweise in einem Fall, in dem die Emissionsrichtung des Laserlichts entlang der vertikalen Richtung verläuft, die Höhe der Laserausgabevorrichtung, sodass die Laserausgabevorrichtung auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt und von dieser gelöst werden kann. Ferner umfasst die Spiegeleinheit den Spiegel, der konfiguriert ist, um die optische Achse des Laserlichts einzustellen. Wenn somit beispielsweise die Laserausgabevorrichtung an dem Vorrichtungsrahmen der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt wird, ist es möglich, die Position und den Winkel der optischen Achse des Laserlichts einzustellen, das in die Laserkonvergenzeinheit eindringt (eine Komponente, die wenigstens ein optisches Konvergenzsystem umfasst, das ausgebildet ist, um das Laserlicht auf dem zu bearbeitenden Objekt zu konvertieren). Wie zuvor beschrieben, kann die Laserausgabevorrichtung auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt und von dieser gelöst werden.
  • In der Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Spiegeleinheit das Laserlicht entlang einer Richtung orthogonal zu der Ebene nach außen emittieren. Somit kann die Einstellung der optischen Achse des Laserlichts in der Spiegeleinheit erleichtert werden.
  • In der Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabeeinstelleinheit eine Polarisationsrichtung des von der Laserlichtquelle emittierten Laserlichts einstellen. Wird somit beispielsweise die Laserausgabevorrichtung an dem Vorrichtungsrahmen der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt, ist es möglich, die Polarisationsrichtung des Laserlichts, das in die auf der Seite der Laserbearbeitungsvorrichtung vorgesehenen Laserkonvergenzeinheit eintritt, und folglich die Polarisationsrichtung des Laserlichts, das von der Laserkonvergenzeinheit emittiert wird, einzustellen.
  • In der Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabeeinstelleinheit umfassen: eine λ/2-Wellenplatte, in die das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht entlang einer ersten Achse parallel zu der Ebene eintritt; einen ersten Halter, der konfiguriert ist, um die λ/2-Wellenplatte derart zu halten, dass die λ/2-Wellenplatte um die erste Achse als ein Mittelpunkt drehbar ist; ein Polarisationselement, in das das durch die λ/2-Wellenplatte laufende Laserlicht entlang einer zweiten Achse parallel zu der Ebene eintritt; und einen zweiten Halter, der konfiguriert ist, um das Polarisationselement derart zu halten, dass das Polarisationselement um die zweite Achse als ein Mittelpunkt drehbar ist. Somit ist es möglich, die Ausgabe und die Positionsrichtung des Laserlichts, das von der Laserlichtquelle emittiert wird, anhand eines einfachen Aufbaus einzustellen. Ferner umfasst die Laserausgabevorrichtung eine solche Ausgabeeinstelleinheit, wodurch es möglich ist, die λ/2-Wellenplatte und das Polarisationselement entsprechend der Wellenlänge des von der Laserlichtquelle emittierten Laserlichts zu verwenden.
  • Die Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Korrekturelement für den optischen Pfad umfassen, das von dem zweiten Halter gehalten wird, sodass es zusammen mit dem Polarisationselement um die zweite Achse als Mittelpunkt drehbar ist, und das konfiguriert ist, um die optische Achse des Laserlichts zu der zweiten Achse zurückzuführen, da das Laserlicht aufgrund seiner Übertragung durch das Polarisationselement von der zweiten Achse abgewichen ist. Somit ist es möglich, eine Verschiebung des optischen Pfads des Laserlichts aufgrund seiner Übertragung durch das Polarisationselement zu korrigieren.
  • In der Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die erste Achse und die zweite Achse miteinander übereinstimmen. Somit können eine Vereinfachung und eine Verkleinerung der Vorrichtung erzielt werden.
  • In der Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Spiegeleinheit eine Trägerbasis, und einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel, die jeweils den Spiegel bilden, umfassen, wobei die Trägerbasis so an der Montagebasis befestigt ist, dass diese positionsverstellbar ist, der erste Spiegel so an der Trägerbasis befestigt ist, dass er winkeleinstellbar ist und das Laserlicht, das die Ausgabeeinstelleinheit entlang der Richtung parallel zu der Ebene durchlaufen hat, reflektiert, und der zweite Spiegel so an der Trägerbasis befestigt ist, dass er winkeleinstellbar ist und das Laserlicht reflektiert, das von dem ersten Spiegel entlang der Richtung, die die Ebene schneidet, reflektiert wird. Wird somit beispielsweise die Laserausgabevorrichtung an dem Vorrichtungsrahmen der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt, ist es möglich, die Position und den Winkel der optischen Achse des Laserlichts einzustellen, das in die Laserkonvergenzeinheit eintritt, die auf der Seite der Laserbearbeitungsvorrichtung vorgesehen ist. Darüber hinaus wird eine Positionseinstellung der Trägerbasis in Bezug auf die Montagebasis durchgeführt, wodurch eine Positionseinstellung des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels gemeinsam und einfach durchgeführt werden kann.
  • Die Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Laserlichtkollimationseinheit umfassen, die auf dem optischen Pfad des Laserlichts von der Ausgabeeinstelleinheit zu der Spiegeleinheit angeordnet und konfiguriert ist, um das Laserlicht während der Einstellung eines Durchmessers des Laserlichts zu kollimieren. Somit kann beispielsweise selbst in einem Fall, in dem sich die auf der Seite der Laserbearbeitungsvorrichtung vorgesehene Laserkohvergenzeinheit in Bezug auf die Laserausgabevorrichtung bewegt, ein konstanter Zustand des in die Laserkonvergenzeinheit eintretenden Laserlichts aufrechterhalten werden.
  • Die Laserausgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Blende umfassen, die auf einem optischen Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle zu der Ausgabeeinstelleinheit angeordnet und konfiguriert ist, um den optischen Pfad des Laserlichts zu öffnen und zu schließen, wobei die Laserlichtquelle eine Funktion zum EIN/AUS-Schalten der Laserlichtausgabe umfasst. Somit kann das EIN/AUSSchalten der Ausgabe des Laserlichts aus der Laserausgabevorrichtung durch EIN/AUSSchalten der Ausgabe des Laserlichts in der Laserlichtquelle durchgeführt werden. Zudem kann mit der Blende verhindert werden, dass das Laserlicht beispielsweise unerwartet von der Laserausgabevorrichtung emittiert wird.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, die Komponenten auf der Seite des optischen Konvergenzsystems in Bezug auf das zu bearbeitende Objekt zu bewegen, während eine Größenzunahme der Vorrichtung verhindert wird.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Laserbearbeitungsvorrichtung in der Lage, mehrere Laserlichtquellen mit entsprechenden Laserlichtwellenlängen zu verwenden, die sich voneinander unterscheiden.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators zur Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems einfach und genau zu übertragen.
  • Gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, das Bild des Laserlichts auf der Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators zu der Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems genau zu übertragen.
  • Gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts zu erfassen, während eine Vergrößerung der Vorrichtung verhindert wird.
  • Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Laserausgabevorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung befestigt und von dieser gelöst zu werden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die zur Bildung eines modifizierten Bereichs verwendet wird.
    • 2 zeigt eine Draufsicht eines zu bearbeitenden Objekts, für das der modifizierte Bereich gebildet wird.
    • 3 zeigt eine Schnittansicht des zu bearbeitenden Objekts entlang der Linie III-III der 2.
    • 4 zeigt eine Draufsicht des zu bearbeitenden Objekts nach der Laserbearbeitung.
    • 5 zeigt eine Schnittansicht des zu bearbeitenden Objekts entlang der Linie V-V der 4.
    • 6 zeigt eine Schnittansicht des zu bearbeitenden Objekts entlang der Linie VI-VI der 4.
    • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
    • 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zu bearbeitenden Objekts, das an einen Trägertisch der Laserbearbeitungsvorrichtung der 7 befestigt ist.
    • 9 zeigt eine Schnittansicht einer Laserausgabeeinheit entlang der ZX-Ebene der 7.
    • 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils der Laserausgabeeinheit und einer Laserkonvergenzeinheit in der Laserbearbeitungsvorrichtung der 7.
    • 11 zeigt eine Schnittansicht der Laserkonvergenzeinheit entlang der XY-Ebene der 7.
    • 12 zeigt eine Schnittansicht der Laserkonvergenzeinheit entlang der Linie XII-XII der 11.
    • 13 zeigt eine Schnittansicht der Laserkonvergenzeinheit entlang der Linie XIII-XIII der 12.
    • 14 zeigt ein Diagramm, das eine optische Anordnungsbeziehung zwischen einer λ/2-Wellenplatteneinheit und einer Polarisationsplatteneinheit in der Laserausgabeeinheit der 9 darstellt.
    • 15(a) zeigt ein Diagramm, das eine Polarisationsrichtung in der λ/2-Wellenplatteneinheit der Laserausgabeeinheit der 9 darstellt, und 15(b) zeigt ein Diagramm, das eine Polarisationsrichtung in der Polarisationsplatteneinheit der Laserausgabeeinheit der 9 darstellt.
    • 16 zeigt ein Diagramm, das eine optische Anordnungsbeziehung zwischen einem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, einer 4f-Linseneinheit und einer Sammellinseneinheit in der Laserkonvergenzeinheit der 11 darstellt.
    • 17 zeigt ein Diagramm, das eine Bewegung eines konjugierten Punkts aufgrund der Bewegung der 4f-Linseneinheit in 16 darstellt.
    • 18 zeigt eine perspektivische Ansicht der λ/2-Welltenplatteneinheit und der Polarisationsplatteneinheit, die zusammengebaut sind.
    • 19 zeigt eine Schnittansicht der λ/2-Wellenplatteneinheit und der Polarisationsplatteneinheit entlang der ZX-Ebene der 18.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Im Nachfolgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet.
  • In einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsformen (später beschrieben) konvergiert das Laserlicht auf einem zu bearbeitenden Objekt, um einen modifizierten Bereich innerhalb des zu bearbeitenden Objekts entlang einer Schnittlinie zu bilden. Somit wird die Bildung des modifizierten Bereichs als erstes mit Bezug auf 1 bis 6 beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine Laserlichtquelle 101, die dazu konfiguriert ist, ein Laserlicht L zu veranlassen, pulsierend zu schwingen, einen dichroitischen Spiegel 103, der angeordnet ist, um eine Richtung der optischen Achse (optischer Pfad) des Laserlichts L um 90° zu ändern, und eine Sammellinse 105, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu konvergieren. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 umfasst ferner einen Auflagetisch 107, der konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt 1 zu halten, das mit dem durch die Sammellinse 105 konvergierten Laserlicht L bestrahlt wird, eine Stufe 111, die konfiguriert ist, um den Auflagetisch 107 zu bewegen, eine Laserlichtquellensteuerung 102, die konfiguriert ist, um die Laserlichtquelle 101 zum Einstellen der Ausgabe, der Pulsbreite, der Pulswellenform und dergleichen des Laserlichts L zu regeln, und eine Stufensteuerung 115, die konfiguriert ist, um die Bewegung der Stufe 111 zu regeln.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 ändert das von der Laserlichtquelle 101 emittierte Laserlicht L die Richtung seiner optischen Achse um 90° durch Verwenden des dichroitischen Spiegels 103 und wird anschließend durch die Sammellinse 105 innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1, das auf dem Auflagetisch 107 montiert ist, konvergiert. Zur gleichen Zeit wird die Stufe 111 bewegt, sodass sich das zu bearbeitende Objekt 1 mit Bezug auf das Laserlicht L entlang einer Schnittlinie 5 bewegt. Auf diese Weise wird ein modifizierter Bereich entlang der Schnittlinie 5 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 gebildet. Während die Stufe 111 bewegt wird, um dabei das Laserlicht L relativ zu bewegen, kann stattdessen die Sammellinse 105 bewegt werden oder zusammen damit bewegt werden.
  • Als das zu bearbeitende Objekt 1 wird ein ebenes Element (z. B. ein Substrat oder ein Wafer) verwendet, von denen Beispiele Halbleitersubstrate, die aus Halbleitermaterialien gebildet sind, und piezoelektrische Substrate, die aus piezoelektrischen Materialien gebildet sind, umfassen. Wie in 2 gezeigt, wird in dem zu bearbeitenden Objekt 1 die Schnittlinie 5 zum Schneiden des zu bearbeitenden Objekts 1 festgelegt. Die Schnittlinie 5 ist eine gedachte Linie, die gerade verläuft. In einem Fall, in dem ein modifizierter Bereich innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 gebildet wird, wird das Laserlicht L relativ entlang der Schnittlinie 5 bewegt (d. h., in der Richtung des Pfeiles A in 2), während ein Konvergenzpunkt (Konvergenzposition) P innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 festgelegt wird, wie in 3 gezeigt. Auf diese Weise wird ein modifizierter Bereich 7 innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 entlang der Schnittlinie 5, wie in 4, 5 und 6 gezeigt, gebildet und der modifizierte Bereich 7, der entlang der Schnittlinie 5 gebildet wird, wird ein Schneidanfangsbereich 8.
  • Der Konvergenzpunkt P ist eine Position, an der das Laserlicht L konvergiert. Die Schnittlinie 5 kann, anstatt gerade, gekrümmt ausgebildet sein, kann eine dreidimensionale Linie sein, die dieses kombiniert, oder eine durch Koordinaten festgelegte Linie sein. Die Schnittlinie 5 kann auch tatsächlich auf einer Vorderfläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 gezeichnet sein und muss nicht auf eine gedachte Linie beschränkt sein. Der modifizierte Bereich 7 kann durchgehend oder intermittierend ausgebildet sein. Der modifizierte Bereich 7 kann entweder in Reihen oder in Punkten ausgebildet sein und muss nur wenigstens innerhalb des zu bearbeitenden Objekts gebildet sein. Von dem modifizierten Bereich 7 ausgehend kann ein Riss als ein Startpunkt gebildet sein, und der Riss und der modifizierte Bereich 7 können an einer Außenfläche (die Vorderfläche 3, eine Rückfläche oder eine Außenumfangsfläche) des zu bearbeitenden Objekts 1 freigelegt sein. Bei der Bildung des modifizierten Bereichs 7 ist eine Laserlichteintrittsfläche nicht auf die Vorderfläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 beschränkt, sondern kann auch die Rückfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 sein.
  • Im Übrigen wird in einem Fall, in dem der modifizierte Bereich 7 innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 ausgebildet ist, das Laserlicht L durch das zu bearbeitende Objekt 1 übertragen und insbesondere in der Nähe des Konvergenzpunkts P, der innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 angeordnet ist, absorbiert. Auf diese Weise wird das modifizierte Gebiet 7 in dem zu bearbeitenden Objekt 1 gebildet (d. h. Laserbearbeitung mit interner Absorption). In diesem Fall absorbiert die Vorderfläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 kaum das Laserlicht L und schmilzt somit nicht. Andererseits wird in einem Fall, in dem der modifizierte Bereich 7 auf der Vorderfläche 3 des zu bearbeitenden Objekts 1 gebildet ist, das Laserlicht L besonders in der Nähe des Konvergenzpunkts P, der auf der Vorderfläche 3 angeordnet ist, absorbiert, und es bilden sich Beseitigungsabschnitte, wie Löcher und Nuten (Laserbearbeitung durch Oberflächenabsorption), durch Schmelzen von der Vorderfläche 3 und werden entfernt.
  • Der modifizierte Bereich 7 ist ein Bereich, in dem sich die Dichte, der Brechungsindex, die mechanische Festigkeit und andere physikalische Eigenschaften von der Umgebung unterscheiden. Beispiele des modifizierten Bereichs 7 umfassen einen geschmolzenen bearbeiteten Bereich (d. h. einen Bereich, der nach dem Schmelzen wieder erstarrt ist und/oder einen Bereich im geschmolzenen Zustand und/oder einen Bereich im Prozess der Wiederverfestigung aus dem geschmolzenen Zustand), einen Rissbereich, einen dielektrischen Durchbruchsbereich, einen Brechungsindexänderungsbereich und einen Mischbereich davon. Weitere Beispiele des modifizierten Bereichs 7 umfassen einen Bereich, in dem sich die Dichte des modifizierten Bereichs 7 im Vergleich zu der Dichte eines nicht modifizierten Bereichs in einem Material des zu bearbeitenden Objekts 1 verändert hat, und einen Bereich, der einen Gitterdefekt aufweist. In einem Fall, in dem das Material des zu bearbeitenden Objekts 1 ein Einkristall-Silizium ist, kann der modifizierte Bereich 7 auch als ein Bereich mit hoher Versetzungsdichte bezeichnet werden.
  • Der geschmolzene bearbeitete Bereich, der Brechungsindexänderungsbereich, der Bereich, in dem sich die Dichte des modifizierten Bereichs 7 verglichen zu der Dichte des nicht modifizierten Bereichs verändert hat, und der Bereich, der einen Gitterdefekt aufweist, können ferner den Riss (Rissbildung oder Mikroriss) darin oder an einer Grenzfläche zwischen dem modifizierten Bereich 7 und dem nicht modifizierten Bereich enthalten. Der enthaltene Riss kann über die gesamte Fläche des modifizierten Bereichs oder in lediglich einem Abschnitt oder mehreren Abschnitten davon ausgebildet sein. Das zu bearbeitende Objekt 1 umfasst ein Substrat aus einem kristallinen Material, das eine kristalline Struktur aufweist. Beispielsweise umfasst das zu bearbeitende Objekt 1 ein Substrat, das wenigstens Galliumnitrid (GaN) und/oder Silizium (Si) und/oder Siliziumkarbid (SiC) und/oder LiTaO3 und/oder Saphir (Al2O3) gebildet ist. Mit anderen Worten umfasst das zu bearbeitende Objekt 1 beispielsweise ein Galliumnitridsubstrat, ein Siliziumsubstrat, ein SiC-Substrat, ein LiTaO3-Substrat oder ein Saphirsubstrat. Das kristalline Material kann entweder ein anisotroper Kristall oder ein isotroper Kristall sein. Ferner kann das zu bearbeitende Objekt 1 ein Substrat aus einem nichtkristallinen Material, das eine nichtkristalline Struktur aufweist (amorphe Struktur), umfassen, und kann beispielsweise ein Glassubstrat umfassen.
  • In den Ausführungsformen kann der modifizierte Bereich 7 durch Bilden mehrerer modifizierter Stellen (Bearbeitungsmarkierungen) entlang der Schnittlinie 5 gebildet werden. In diesem Fall werden mehrere modifizierte Stellen zusammengefasst, um den modifizierten Bereich 7 zu bilden. Jede der modifizierten Stellen ist ein modifizierter Abschnitt, der durch einen Schuss eines Pulses von gepulstem Laserlicht (d. h. Laserbestrahlung eines Pulses: Laserschuss) gebildet wird. Beispiele für die modifizierten Stellen umfassen Rissstellen, geschmolzene bearbeitete Stellen, Brechungsindexänderungsstellen und solche, in denen wenigstens eine davon gemischt ist. Hinsichtlich der modifizierten Stellen können deren Größen und Längen des daraus resultierenden Risses im Hinblick auf die erforderliche Schneidgenauigkeit, die erforderliche Ebenheit der Schnittflächen, die Dicke, die Art und die Kristallausrichtung des zu bearbeitenden Objekts 1 und dergleichen je nach Bedarf gesteuert werden. Zudem können in der Ausführungsform die modifizierten Stellen als der modifizierte Bereich 7 entlang der Schnittlinie 5 gebildet werden.
  • [Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsformen]
  • Im Nachfolgenden wird die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsformen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind die Richtungen orthogonal zueinander in der horizontalen Ebene als die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung und die vertikale Richtung als die Z-Achsenrichtung definiert.
  • [Gesamtaufbau der Laserbearbeitungsvorrichtung]
  • Wie in 7 gezeigt, umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 einen Vorrichtungsrahmen 210, einen ersten Bewegungsmechanismus 220, einen Auflagetisch (Trägereinheit) 230 und einen zweiten Bewegungsmechanismus 240. Ferner umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 eine Laserausgabeeinheit (Laserausgabevorrichtung) 300, eine Laserkonvergenzeinheit 400 und eine Steuerung 500.
  • Der erste Bewegungsmechanismus 220 ist an dem Geräterahmen 210 befestigt. Der erste Bewegungsmechanismus 220 umfasst eine erste Schieneneinheit 221, eine zweite Schieneneinheit 222 und eine bewegbare Basis 223. Die erste Schieneneinheit 221 ist am Geräterahmen 210 befestigt. Die erste Schieneneinheit 221 ist mit einem Paar von Schienen 221a und 221b, die sich entlang der Y-Achsenrichtung erstrecken, ausgebildet. Die zweite Schieneneinheit 222 ist an dem Paar von Schienen 221a und 221b der ersten Schieneneinheit 221 befestigt, um entlang der Y-Achsenrichtung bewegbar zu sein. Die zweite Schieneneinheit 222 ist mit einem Paar von Schienen 222a und 222b, die sich entlang der X-Achsenrichtung erstrecken, ausgebildet. Die bewegbare Basis 223 ist an dem Paar von Schienen 222a und 222b der zweiten Schieneneinheit 222 derart angeordnet, dass sie entlang der X-Achsenrichtung bewegbar ist. Die bewegbare Base 223 ist um eine Achse parallel zu der Z-Achsenrichtung als der Mittelpunkt drehbar.
  • Der Auflagetisch 230 ist an der bewegbaren Basis 223 befestigt. Der Auflagetisch 230 hält das zu bearbeitende Objekt 1. Das zu bearbeitende Objekt 1 umfasst mehrere Funktionsvorrichtungen (eine Lichtempfangsvorrichtung, wie beispielsweise eine Fotodiode, eine Lichtemissionsvorrichtung, wie beispielsweise eine Laserdiode, eine Schaltungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Schaltung oder dergleichen), die in Form einer Matrix auf der Vorderflächenseite eines Substrats ausgebildet sind, das aus einem Halbleitermaterial, wie Silizium, gebildet ist. Wird das zu bearbeitende Objekt 1 auf dem Auflagetisch 230 gehalten, wie in 8 gezeigt, ist auf einer Fläche 12, die über einen ringförmigen Rahmen 11 gespannt ist, beispielsweise eine Vorderfläche 1a des zu bearbeitenden Objekts 1 (eine Fläche der Seite der mehreren Funktionsvorrichtungen) aufgeklebt. Der Auflagetisch 230 hält den Rahmen 11 mit einer Einspannung und saugt den Film 12 mit einem Vakuumeinspanntisch an, um das zu bearbeitende Objekt 1 zu halten. Auf dem Auflagetisch 230 sind mehrere Schnittlinien 5a parallel zueinander und mehrere Schnittlinien 5b parallel zueinander in einem Gittermuster derart angeordnet, sodass sie zwischen benachbarten Funktionsvorrichtungen auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 verlaufen.
  • Wie in 7 gezeigt, wird der Auflagetisch 230 entlang der Y-Achsenrichtung durch Betätigung der zweiten Schieneneinheit 222 in dem ersten Bewegungsmechanismus 220 bewegt. Zudem wird der Auflagetisch 230 entlang der X-Achsenrichtung durch Betätigung der bewegbaren Basis 223 in dem ersten Bewegungsmechanismus 220 bewegt. Ferner wird der Auflagetisch 230 um die Achse parallel zu der Z-Achsenrichtung als der Mittelpunkt durch Betätigung der bewegbaren Basis 223 in dem ersten Bewegungsmechanismus 220 gedreht. Wie zuvor beschrieben, ist der Auflagetisch 230 an dem Vorrichtungsrahmen 230 derart befestigt, dass er entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung bewegbar und um die Achse parallel zu der Z-Achsenrichtung als Mittelpunkt drehbar ist.
  • Die Laserausgabeeinheit 300 ist an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt. Die Laserkonvergenzeinheit 400 ist in dem Vorrichtungsrahmen 210 über den zweiten Bewegungsmechanismus 240 befestigt. Die Laserkonvergenzeinheit 400 wird entlang der Z-Achsenrichtung durch Betätigung des zweiten Bewegungsmechanismus 240 bewegt. Wie zuvor beschrieben, ist die Laserkonvergenzeinheit 400 an dem Vorrichtungsrahmen 210 derart befestigt, dass sie entlang der Z-Achsenrichtung mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300 bewegbar ist.
  • Die Steuerung 500 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und dergleichen. Die Steuerung 500 steuert den Betrieb jeder Einheit der Laserbearbeitungsvorrichtung 200.
  • Als ein Beispiel wird in der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ein modifizierter Bereich innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 entlang jeder Schnittlinie 5a und 5b (siehe 8) wie folgt gebildet.
  • Zunächst wird das zu bearbeitende Objekt 1 auf dem Auflagetisch 230 derart gehalten, dass eine Rückfläche 1b (siehe 8) des zu bearbeitenden Objekts 1 die Laserlichteintrittsfläche wird und jede Schnittlinie 5a des zu bearbeitenden Objekts 1 wird in einer Richtung parallel zu der X-Achsenrichtung ausgerichtet. Anschließend wird die Laserkonvergenzeinheit 400 durch den zweiten Bewegungsmechanismus 240 derart bewegt, dass der Konvergenzpunkt des Laserlichts L an einer von der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 beabstandeten Position um einen vorbestimmten Abstand innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 angeordnet ist. Anschließend wird, während ein konstanter Abstand zwischen der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 und des Konvergenzpunkts des Laserlichts L aufrechterhalten wird, der Konvergenzpunkt des Laserlichts L relativ entlang jeder Schnittlinie 5a bewegt. Auf diese Weise wird der modifizierte Bereich innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 entlang jeder Schnittlinie 5a gebildet.
  • Wenn die Bildung des modifizierten Bereichs entlang jeder Schnittlinie 5a beendet ist, wird der Auflagetisch 230 durch den ersten Bewegungsmechanismus 220 bewegt, und jede Schnittlinie 5b des zu bearbeitenden Objekts 1 wird in der Richtung parallel zu der X-Achsenrichtung ausgerichtet. Anschließend wird die Laserkonvergenzeinheit 400 durch den zweiten Bewegungsmechanismus 240 derart bewegt, dass der Konvergenzpunkt des Laserlichts L an einer von der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 beabstandeten Position um einen vorbestimmten Abstand innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 angeordnet ist. Anschließend wird, während ein konstanter Abstand zwischen der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 und des Konvergenzpunkts des Laserlichts L aufrechterhalten wird, der Konvergenzpunkt des Laserlichts L relativ entlang jeder Schnittlinie 5b bewegt. Auf diese Weise wird der modifizierte Bereich innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 entlang jeder Schnittlinie 5b gebildet.
  • Wie zuvor beschrieben, ist in der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 die Richtung parallel zu der X-Achsenrichtung eine Bearbeitungsrichtung (Abtastrichtung des Laserlichts L). Es sollte beachtet werden, dass die relative Bewegung des Konvergenzpunkts des Laserlichts L entlang jeder Schnittlinie 5a durch die Bewegung des Auflagetisches 230 entlang der X-Achsenrichtung durch den ersten Bewegungsmechanismus 220 durchgeführt werden. Darüber hinaus werden die relative Bewegung des Konvergenzpunkts des Laserlichts L zwischen den Schnittlinien 5a und die relative Bewegung des Konvergenzpunkts des Laserlichts L zwischen den Schnittlinien 5b durch die Bewegung des Auflagetischs 230 entlang der Y-Achsenrichtung durch den ersten Bewegungsmechanismus 220 durchgeführt.
  • Wie in 9 gezeigt, umfasst die Laserausgabeeinheit 300 eine Montagebasis 301, eine Abdeckung 302 und mehrere Spiegel 303 und 304. Ferner umfasst die Laserausgabeeinheit 300 einen Laseroszillator (Laserlichtquelle) 310, eine Blende 320, eine λ/2-Wellenplatteneinheit (Ausgabeeinstelleinheit, Polarisationsrichtungseinstelleinheit) 330, eine Polarisationsplatteneinheit (Ausgabeeinstelleinheit, Polarisationsrichtungseinstelleinheit) 340, einen Strahlaufweiter (Laserlichtkollimationseinheit) 350 und eine Spiegeleinheit 360.
  • Die Montagebasis 301 hält die mehreren Spiegel 303 und 304, den Laseroszillator 310, die Blende 320, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330, die Polarisationsplatteneinheit 340, den Strahlaufweiter 350 und die Spiegeleinheit 360. Die mehreren Spiegel 303 und 304, der Laseroszillator 310, die Blende 320, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330, die Polarisationsplatteneinheit 340, der Strahlaufweiter 350 und die Spiegeleinheit 360 sind an einer Hauptfläche 301a der Montagebasis 301 befestigt. Die Montagebasis 301 ist ein ebenes Element und mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen 210 abnehmbar (siehe 7). Die Laserausgabeeinheit 300 ist an dem Vorrichtungsrahmen 210 über die Montagebasis 301 befestigt. Das heißt, die Laserausgabeeinheit 300 ist mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen 210 abnehmbar.
  • Die Abdeckung 302 bedeckt die mehreren Spiegel 303 und 304, den Laseroszillator 310, die Blende 320, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330, die Polarisationsplatteneinheit 340, den Strahlaufweiter 350 und die Spiegeleinheit 360 auf der Hauptfläche 301a der Montagebasis 301. Die Abdeckung 302 ist mit Bezug auf die Montagebasis 301 abnehmbar.
  • Der Laseroszillator 310 oszilliert das linear polarisierte Laserlicht L auf pulsierende Weise entlang der X-Achsenrichtung. Die Wellenlänge des Laserlichts L, das aus dem Laseroszillator 310 emittiert wird, ist in einem der Wellenlängenbänder von 500 nm bis 550 nm, von 1000 nm bis 1150 nm oder von 1300 nm bis 1400 nm enthalten. Das Laserlicht L in dem Wellenlängenband von 500 nm bis 550 nm ist für die Laserbearbeitung mit interner Absorption eines Substrats aus Saphir geeignet. Das Laserlicht L in jedem der Wellenlängenbänder von 1000 nm bis 1150 nm und von 1300 nm bis 1400 nm ist für die Laserbearbeitung mit interner Absorption eines Substrats aus beispielsweise Silizium geeignet. Die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das aus dem Laseroszillator 310 emittiert wird, ist beispielsweise eine Richtung parallel zur Y-Achsenrichtung. Das aus dem Laseroszillator 310 emittierte Laserlicht L wird durch den Spiegel 303 reflektiert und tritt in die Blende 320 entlang der Y-Achsenrichtung ein.
  • In dem Laseroszillator 310 wird die Ausgabe des Laserlichts L wie folgt ein-/ausgeschaltet. In einem Fall, in dem der Laseroszillator 310 einen Festkörperlaser umfasst, wird ein Q-Schalter (akusto-optischer Modulator (AOM), elektro-optischer Modulator (EOM), oder dergleichen), der in einem Resonator vorgesehen ist, ein-/ausgeschaltet, wodurch die Ausgabe des Laserlichts L mit hoher Geschwindigkeit ein-/ausgeschaltet wird. In einem Fall, in dem der Laseroszillator 310 einen Faserlaser umfasst, wird die Ausgabe eines Halbleiterlasers, der einen Seed-Laser und einen Verstärker (Anregungs)-Laser bildet, ein-/ausgeschaltet, wodurch die Ausgabe des Laserlichts L mit hoher Geschwindigkeit ein-/ausgeschaltet wird. In einem Fall, in dem der Laseroszillator 310 eine externe Modulationsvorrichtung verwendet, wird die externe Modulationsvorrichtung (AOM, EOM, oder dergleichen), die außerhalb des Resonators vorgesehen ist, ein-/ausgeschaltet, wodurch die Ausgabe des Laserlichts L mit hoher Geschwindigkeit ein-/ausgeschaltet wird.
  • Die Blende 320 öffnet und schließt den optischen Pfad des Laserlichts L durch einen mechanischen Mechanismus. Das EIN/AUS-Schalten der Ausgabe des Laserlichts L von der Laserausgabeeinheit 300 wird durch EIN/AUS-Schalten der Ausgabe des Laserlichts L in dem Laseroszillator 310, wie zuvor beschrieben, durchgeführt, und es ist die Blende 320 vorgesehen, wodurch verhindert wird, dass das Laserlicht L beispielsweise unerwartet aus der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird. Das Laserlicht L, das die Blende 320 durchlaufen hat, wird durch den Spiegel 304 reflektiert und tritt anschließend in die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 entlang der X-Achsenrichtung ein.
  • Die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 dienen als eine Ausgabeeinstelleinheit, die konfiguriert ist, um die Ausgabe (Lichtintensität) des Laserlichts L einzustellen. Zudem dienen die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 als die Polarisationsrichtungseinstelleinheit, die konfiguriert ist, um die Polarisationsrichtung des Laserlichts L einzustellen. Einzelheiten davon werden später beschrieben. Das Laserlicht L, das der Reihe nach durch die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 geleitet wurde, tritt in den Strahlaufweiter 350 entlang der X-Achsenrichtung ein.
  • Der Strahlaufweiter 350 kollimiert das Laserlicht L, während der Durchmesser des Laserlichts L eingestellt wird. Das Laserlicht L, das den Strahlaufweiter 350 durchlaufen hat, tritt in die Spiegeleinheit 360 entlang der X-Achsenrichtung ein.
  • Die Spiegeleinheit 360 umfasst eine Trägerbasis 361 und mehrere Spiegel 362 und 363. Die Trägerbasis 361 hält die mehreren Spiegel 362 und 363. Die Trägerbasis 361 ist an der Befestigungsbasis 301 derart befestigt, dass sie entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung postionsverstellbar ist. Der Spiegel (erster Spiegel) 362 reflektiert das Laserlicht L, tritt durch den Strahlaufweiter 350 in die Y-Achsenrichtung. Der Spiegel 362 ist an der Trägerbasis 361 derart befestigt, dass seine Reflexionsfläche um eine Achse parallel zur X-Achsenrichtung winkelverstellbar ist. Der Spiegel (zweiter Spiegel) 363 reflektiert das Laserlicht L, das durch den Spiegel 362 reflektiert wird, in die Z-Achsenrichtung. Der Spiegel 363 ist an der Trägerbasis 361 derart befestigt, dass seine Reflexionsfläche um eine Achse parallel zu der X-Achse winkelverstellbar ist, und entlang der Y-Achse positionsverstellbar ist. Das Laserlicht L, das durch den Spiegel 363 reflektiert wird, tritt durch eine Öffnung 361a, die in der Trägerbasis 361 ausgebildet ist, und tritt in die Laserkonvergenzeinheit 400 (siehe 7) entlang der Z-Achsenrichtung ein. Das heißt, eine Emissionsrichtung des Laserlichts L durch die Laserausgabeeinheit 300 stimmt mit einer Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit 400 überein. Wie zuvor beschrieben, weist jeder der Spiegel 362 und 363 einen Mechanismus auf, der konfiguriert ist, um den Winkel der Reflexionsfläche einzustellen. In der Spiegeleinheit 360 werden die Positionseinstellung der Trägerbasis 361 mit Bezug auf die Befestigungsbasis 301, die Positionseinstellung des Spiegele 363 mit Bezug auf die Trägerbasis 361 und die Winkeleinstellung der Reflexionsfläche eines jeden Spiegels 362 und 363 durchgeführt, um dadurch die Position und den Winkel der optischen Achse des Laserlichts L, das aus der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird, mit Bezug auf die Laserkonvergenzeinheit 400 auszurichten. Das heißt, jeder der mehreren Spiegel 362 und 363 ist eine Komponente, die konfiguriert ist, um die optische Achse des Laserlichts L, das aus der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird, einzustellen.
  • Wie in 10 gezeigt, umfasst die Laserkonvergenzeinheit 400 ein Gehäuse 401. Das Gehäuse 401 weist eine rechteckige Parallelepipedform mit der Y-Achsenrichtung als Längsrichtung auf. Der zweite Bewegungsmechanismus 42 ist an der einen Seitenfläche 401e des Gehäuses 401 befestigt (siehe 11 und 13). Eine zylindrische Lichteintrittseinheit 401a ist in dem Gehäuse 401 derart vorgesehen, dass sie der Öffnung 361a der Spiegeleinheit 360 in der Z-Achsenrichtung zugewandt ist. Die Lasereintrittseinheit 401a ermöglicht, dass das Laserlicht L, das aus der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird, in das Gehäuse 401 eintritt. Die Spiegeleinheit 360 und die Lichteintrittseinheit 401a sind durch eine Strecke voneinander getrennt, bei der kein gegenseitiger Kontakt auftritt, wenn die Laserkonvergenzeinheit 400 entlang der Z-Achsenrichtung durch den zweiten Bewegungsmechanismus 240 bewegt wird.
  • Wie in 11 und 12 gezeigt, umfasst die Laserkonvergenzeinheit 400 einen Spiegel 402 und einen dichroitischen Spiegel 403. Ferner umfasst die Laserkonvergenzeinheit 400 einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, eine 4f-Linseneinheit 420, eine Sammellinseneinheit (optisches Sammelsystem) 430, einen Antriebsmechanismus 440 und ein Paar von Abstandsmesssensoren (einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor) 450.
  • Der Spiegel 402 ist an einer Bodenfläche 401b des Gehäuses 401 derart befestigt, dass sie der Lichteintrittseinheit 401a in der Z-Achsenrichtung zugewandt ist. Der Spiegel 402 reflektiert das Laserlicht L, das in das Gehäuse 401 eingetreten ist, über die Lichteintrittseinheit 401a in einer Richtung parallel zur XY-Ebene. Das Laserlicht L, das durch den Strahlaufweiter 350 der Laserausgabeeinheit 300 kollimiert wird, tritt in den Spiegel 402 entlang der Z-Achsenrichtung ein. Das heißt, das Laserlicht L, als paralleles Licht, dringt in den Spiegel 402entlang der Z-Achsenrichtung ein. Aus diesem Grund wird selbst dann, wenn die Laserkonvergenzeinheit 400 entlang der Z-Achsenrichtung durch den zweiten Bewegungsmechanismus 240 bewegt wird, ein konstanter Zustand des Laserlichts L, das in den Spiegel 402 entlang der Z-Achsenrichtung eintritt, aufrechterhalten. Das durch den Spiegel 402 reflektierte Laserlicht L tritt in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 ein.
  • Der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 ist an einem Ende 401c des Gehäuses 401 in der Y-Achsenrichtung in einem Zustand befestigt, in dem die Reflexionsfläche 410a der Innenseite des Gehäuses 401 zugewandt ist. Der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 ist beispielsweise ein reflektierender Flüssigkristall (Flüssigkristall auf Silizium (LCOS)) räumlicher Lichtmodulator (SLM) und reflektiert das Laserlicht L in der Y-Achsenrichtung, während das Laserlicht L moduliert wird. Das durch den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 modulierte und reflektierte Laserlicht L tritt in die 4f-Linseneinheit 420 entlang der Y-Achsenrichtung ein. Hier ist ein Winkel a, der durch eine optische Achse des Laserlichts L, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eindringt, und eine optische Achse des Laserlichts L, das aus dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 emittiert wird, gebildet wird, ein spitzer Winkel (beispielsweise von 10° bis 60°). Das heißt, das Laserlicht L wird mit einem spitzen Winkel entlang der XY-Ebene in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 reflektiert. Dies dient der Unterdrückung eines Einfallswinkels und eines Reflexionswinkels des Laserlichts L, um die Verschlechterung der Beugungseffizienz zu verhindern und eine hinreichende Leistung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 zu gewährleisten. Es sollte beachtet werden, dass in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 beispielsweise die Dicke einer Lichtmodulationsschicht, in der ein Flüssigkristall verwendet wird, extrem dünn ist, wie beispielsweise einige Mikrometer bis einige zig Mikrometer, sodass die Reflexionsfläche 410a als im Wesentlichen die gleiche wie eine Eintritts- und Austrittslichtfläche der Lichtmodulationsschicht betrachtet werden kann.
  • Die 4f-Linseneinheit 420 umfasst einen Halter 421, eine Linse (erstes Linsensystem, optisches Abbildungssystem) 422 auf der Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410, eine Linse (zweites Linsensystem, optisches Abbildungssystem) 423 auf der Seite der Sammellinseneinheit 430, und ein Schlitzelement 424. Der Halter 421 hält ein Paar der Linsen 422 und 423 und das Schlitzelement 424. Der Halter 421 hält eine konstante gegenseitige Positionsbeziehung zwischen dem Paar von Linsen 422 und 423 und dem Schlitzelement 424 in einer Richtung entlang der optischen Achse des Laserlichts L aufrecht. Das Paar von Linsen 422 und 423 bilden ein telezentrisches optisches Doppelsystem, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und eine Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in einer Abbildungsbeziehung stehen. Somit wird ein Bild des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 (ein Bild des Laserlichts L, das in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 moduliert wird) auf die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 übertragen (abgebildet). Ein Schlitz 424a ist in dem Schlitzelement 424 ausgebildet. Der Schlitz 424a ist zwischen der Linse 422 und der Linse 423 und in der Nähe einer Brennebene der Linse 422 angeordnet. Der nicht verwendete Teil des Laserlichts L, das durch den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 moduliert und reflektiert wird, wird durch das Schlitzelement 424 blockiert. Das Laserlicht L, das die 4f-Linseneinheit 420 durchlaufen hat, tritt in den dichroitischen Spiegel 403entlang der Y-Achsenrichtung ein.
  • Der dichroitische Spiegel 403 reflektiert das meiste (beispielsweise von 95 % bis 99,5 %) des Laserlichts L in der Z-Achsenrichtung und überträgt einen Teil (beispielsweise von 0,5 % bis 5 %) des Laserlichts L entlang der Y-Achsenrichtung. Das meiste des Laserlichts L wird in einem rechten Winkel entlang der ZX-Ebene in dem dichroitischen Spiegel 403 reflektiert. Das Laserlicht L, das durch den dichroitischen Spiegel 403 reflektiert wird, dringt in die Sammellinseneinheit 430 entlang der Z-Achsenrichtung ein.
  • Die Sammellinseneinheit 430 ist an einem Ende 401d (ein Ende auf der gegenüberliegenden Seite von dem Ende 401c) des Gehäuses 401 in der Y-Achsenrichtung über den Antriebsmechanismus 440 befestigt. Die Sammellinseneinheit 430 umfasst einen Halter 431 und mehrere Linsen 432. Der Halter 431 hält die mehreren Linsen 432. Die mehreren Linsen 432 konvergieren das Laserlicht L auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 (siehe 7), das durch den Auflagetisch 230 gehalten wird. Der Antriebsmechanismus 440 bewegt die Sammellinseneinheit 430 entlang der Z-Achsenrichtung durch die Antriebskraft einer piezoelektrischen Vorrichtung.
  • Das Paar von Abstandsmesssensoren 450 ist an dem Ende 401d des Gehäuses 401 derart befestigt, dass diese jeweils an beiden Seiten der Sammellinseneinheit 430 in der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Jeder der Abstandsmesssensoren 450 emittiert Licht zur Abstandsmessung (beispielsweise Laserlicht) auf die Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 (siehe 7), das durch den Auflagetisch 230 gehalten wird, und erfasst das Licht zur Abstandsmessung, das von der Laserlichteintrittsfläche reflektiert wird, um dadurch Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 zu erlangen. Es sollte beachtet werden, dass für die Abstandsmesssensoren 450 Sensoren eines Triangulationsverfahrens, eines Laser-Konfokalverfahrens, eines Weißlicht-Konfokalverfahrens, eines Spektralinterferenzverfahrens, eines Astigmatismus-Verfahrens und dergleichen verwendet werden können.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200, wie zuvor beschrieben, ist die Richtung parallel zu der X-Achsenrichtung die Bearbeitungsrichtung (Abtastrichtung des Laserlichts L). Wenn aus diesem Grund der Konvergenzpunkt des Laserlichts L relativ entlang jeder Schnittlinie 5a und 5b bewegt wird, erlangt einer der Abstandsmesssensoren 450 von dem Paar von Abstandsmesssensoren 450, der mit Bezug auf die Sammellinseneinheit 430 relativ weit vorgerückt ist, die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 entlang jeder Schnittlinie 5a und 5b. Anschließend bewegt der Antriebsmechanismus 440 die Sammellinseneinheit 430 entlang der Z-Achsenrichtung auf der Grundlage der Verschiebungsdaten, die durch die Abstandsmesssensoren 450 erfasst wurden, derart, dass ein konstanter Abstand zwischen der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 und dem Konvergenzpunkt des Laserlichts L aufrechterhalten wird.
  • Die Laserkonvergenzeinheit 400 umfasst einen Strahlteiler 461, ein Paar von Linsen 462 und 463, und eine Kamera 464 zur Überwachung der Intensitätsverteilung des Laserlichts L. Der Strahlteiler 461 teilt das Laserlicht L, das durch den dichroitischen Spiegel 403 übertragen wird, in eine Reflexionskomponente und eine Übertragungskomponente. Das Laserlicht L, das durch den Strahlteiler 461 reflektiert wird, tritt nacheinander in das Paar von Linsen 462 und 463 und in die Kamera 464 entlang der Z-Achsenrichtung ein. Das Paar von Linsen 462 und 463 bilden ein telezentrisches optisches Doppelsystem, in dem die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 und eine Abbildungsfläche der Kamera 464 in einer Abbildungsbeziehung stehen. Auf diese Weise wird ein Bild des Laserlichts L auf der Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 auf die Abbildungsfläche der Kamera 464 übertragen (abgebildet). Wie zuvor beschrieben, ist das Bild des Laserlichts L auf der Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 das Bild des Laserlichts L, das in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 moduliert wird. Somit wird in der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ein Abbildungsergebnis durch die Kamera 464 aufgezeichnet, wodurch ein Betriebszustand des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 erfasst werden kann.
  • Ferner umfasst die Laserkonvergenzeinheit 400 einen Strahlteiler 471, eine Linse 472 und eine Kamera 473 zur Überwachung einer optischen Achsenposition des Laserlichts L. Der Strahlteiler 471 teilt das Laserlicht L, das durch den Strahlteiler 461 übertragen wurde, in eine Reflexionskomponente und eine Übertragungskomponente. Das durch den Strahlteiler 471 reflektierte Laserlicht L tritt der Reihe nach in die Linse 472 und die Kamera 473 entlang der Z-Achsenrichtung ein. Die Linse 472 konvergiert das Laserlicht L, das eingetreten ist, auf eine Abbildungsfläche der Kamera 473. Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 werden, während ein Abbildungsergebnis durch jede Kamera 464 und 473 aufgezeichnet wird, in der Spiegeleinheit 360 die Positionseinstellung der Trägerbasis 361 mit Bezug auf die Montagebasis 301, die Positionseinstellung des Spiegels 363 mit Bezug auf die Trägerbasis 361 und die Winkeleinstellung der Reflexionsfläche eines jeden Spiegels 362 und 363 durchgeführt (siehe 9 und 10), um dadurch eine Verschiebung der optischen Achse des Laserlichts L, das in die Sammellinseneinheit 430 eingetreten ist, zu korrigieren (eine Positionsverschiebung der Intensitätsverteilung des Laserlichts mit Bezug auf die Sammellinseneinheit 430 und eine Winkelverschiebung der optischen Achse des Laserlichts L mit Bezug auf die Sammellinseneinheit 430).
  • Die mehreren Strahlteiler 461 und 471 sind in einem Zylinderkörper 404, der sich entlang der Y-Achsenrichtung von dem Ende 401d des Gehäuses 401 erstreckt, angeordnet. Das Paar von Linsen 462 und 463 sind in einem Zylinderkörper 405 angeordnet, der auf dem Zylinderkörper 404 entlang der Z-Achsenrichtung aufgestellt ist, und die Kamera 464 ist an einem Ende des Zylinderkörpers 405 angeordnet. Die Linse 472 ist in einem Zylinderkörper 406, der auf dem Zylinderkörper 404 entlang der Z-Achsenrichtung aufgerichtet ist, angeordnet, und die Kamera 473 ist an einem Ende des Zylinderkörpers 406 angeordnet. Der Zylinderkörper 405 und der Zylinderkörper 406 sind nebeneinander in der Y-Achsenrichtung angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass das durch den Strahlteiler 471 übertragene Laserlicht L durch einen Dämpfer oder dergleichen, der an einem Ende des Zylinderkörpers 404 vorgesehen ist, absorbiert oder für einen geeigneten Zweck verwendet werden kann.
  • Wie in 12 und 13 gezeigt, umfasst die Laserkonvergenzeinheit 400 eine Lichtquelle für sichtbares Licht 481, mehrere Linsen 482, ein Retikel 483, einen Spiegel 484, einen halbtransparenten Spiegel 485, einen Strahlteiler 486, eine Linse 487 und eine Beobachtungskamera 488. Die Lichtquelle 481 für sichtbares Licht emittiert sichtbares Licht V entlang der Z-Achsenrichtung. Die mehreren Linsen 482 sammeln das sichtbare Licht V, das von der Lichtquelle mit sichtbarem Licht 481 emittiert wird. Das Retikel 483 versieht das sichtbare Licht V mit Skalierungslinien. Der Spiegel 484 reflektiert das sichtbare Licht V, das durch die mehreren Linsen 482 gesammelt wird, in die X-Achsenrichtung. Der halbtransparente Spiegel 485 teilt das sichtbare Licht V, das durch den Spiegel 484 reflektiert wird, in eine Reflexionskomponente und eine Übertragungskomponente. Das sichtbare Licht V, das durch den halbtransparenten Spiegel 485 reflektiert wird, wird sequenziell durch den Strahlteiler 486 und den dichroitischen Spiegel 403 entlang der Z-Achsenrichtung übertragen und über die Sammellinseneinheit 430 auf das zu bearbeitende Objekt 1, das durch den Auflagetisch 230 gehalten wird, emittiert (siehe 7).
  • Das auf das zu bearbeitende Objekt 1 emittierte sichtbare Licht V wird durch die Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 reflektiert, dringt über die Sammellinseneinheit 430 in den dichroitischen Spiegel 403 ein und wird durch den dichroitischen Spiegel 403 entlang der Z-Achsenrichtung übertragen. Der Strahlteiler 486 teilt das sichtbare Licht V, das durch den dichroitischen Spiegel 403 übertragen wird, in eine Reflexionskomponente und eine Übertragungskomponente. Das durch den Strahlteiler 486 übertragene sichtbare Licht V wird durch den halbtransparenten Spiegel 485 übertragen und tritt sequenziell in die Linse 487 und die Beobachtungskamera 488 entlang der Z-Achsenrichtung ein. Die Linse 487 konvergiert das eingetretene sichtbare Licht V auf einer Abbildungsfläche der Beobachtungskamera 488. In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 wird ein Abbildungsergebnis durch die Beobachtungskamera 488 betrachtet, um so einen Zustand des zu bearbeitenden Objekts 1 zu erfassen.
  • Der Spiegel 484, der halbtransparente Spiegel 485 und der Strahlteiler 486 sind in einem Halter 407 angeordnet, der an dem Ende 401d des Gehäuses 401 befestigt ist. Die mehreren Linsen 482 und das Retikel 483 sind in einem Zylinderkörper 408 angeordnet, der auf dem Halter 407 entlang der Z-Achsenrichtung aufgestellt ist, und die Lichtquelle für sichtbares Licht 481 ist an einem Ende des Zylinderkörpers 408 angeordnet. Die Linse 487 ist in dem Zylinderkörper 409, der auf dem Halter 407 entlang der Z-Achsenrichtung aufgerichtet ist, angeordnet, und die Beobachtungskamera 488 ist an einem Ende des Zylinderkörpers 409 angeordnet. Der Zylinderkörper 408 und der Zylinderkörper 409 sind nebeneinander in der X-Achsenrichtung angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass sowohl das sichtbare Licht V, das durch den halbtransparenten Spiegel 485 entlang der X-Achsenrichtung übertragen wird, als auch das sichtbare Licht V, das in der X-Achsenrichtung durch den Strahlteiler 486 reflektiert wird, durch einen Dämpfer oder dergleichen, der an einem Wandabschnitt des Halters 407 vorgesehen ist, absorbiert werden kann, oder für einen geeigneten Zweck verwendet werden kann.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 wird der Austausch der Laserausgabeeinheit 300 vorausgesetzt. Dies liegt daran, dass die Wellenlänge des Laserlichts L, das für die Bearbeitung geeignet ist, in Abhängigkeit von den Spezifikationen des zu bearbeitenden Objekts 1, den Bearbeitungsbedingungen und dergleichen variiert. Aus diesem Grund werden mehrere Laserausgabeeinheiten 300 vorbereitet, die entsprechende Wellenlängen von emittierendem Laserlicht L aufweisen, die voneinander verschieden sind. Hier sind die Laserausgabeeinheit 300, in der die Wellenlänge des emittierenden Laserlichts L in dem Wellenlängenband von 500 nm bis 550 nm enthalten ist, die Laserausgabeeinheit 300, in der die Wellenlänge des emittierenden Laserlicht L in dem Wellenlängenband von 1000 nm bis 1150 nm enthalten ist, und die Laserausgabeeinheit 300, in der die Wellenlänge des emittierenden Laserlichts L in dem Wellenlängenband von 1300 nm bis 1400 nm enthalten ist, vorbereitet.
  • Andererseits wird in der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 der Austausch der Laserkonvergenzeinheit 400 nicht angenommen. Dies liegt daran, dass die Laserkonvergenzeinheit 400 für mehrere Wellenlängen angepasst ist (d. h. an eine Vielzahl von Wellenlängenbändern, die nicht durchgehend miteinander verlaufen, angepasst). Insbesondere sind der Spiegel 402, der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410, das Paar von Linsen 422 und 423 der 4f-Linseneinheit 420, der dichroitische Spiegel 403, die Linse 432 der Sammellinseneinheit 430 und dergleichen an mehrere Wellenlängen angepasst. Hier ist die Laserkonvergenzeinheit 400 an die Wellenlängenbänder von 500 nm bis 550 nm, von 1000 nm bis 1150 nm und von 1300 nm bis 1400 nm angepasst. Dies wird dadurch erreicht, indem die Komponenten der Laserkonvergenzeinheit 400 so konstruiert sind, dass sie die gewünschte optische Leistung erfüllen, wie beispielsweise das Beschichten der Komponenten der Laserkonvergenzeinheit 400 mit einem vorbestimmten dielektrischen Multischichtfilm. Es sollte beachtet werden, dass in der Laserausgabeeinheit 300 die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 eine λ/2-Wellenplatte umfasst, und die Polarisationsplatteneinheit 340 eine Polarisationsplatte umfasst. Die λ/2-Wellenplatte und die Polarisationsplatte sind optische Vorrichtungen mit hoher Wellenlängenabhängigkeit. Aus diesem Grund sind die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 in der Laserausgabeeinheit 300 als unterschiedliche Komponenten für jedes Wellenlängenband vorgesehen.
  • [Optischer Pfad und Polarisationsrichtung des Laserlichts in der Laserbearbeitungsvorrichtung]
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200, wie in 11 gezeigt, ist die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das auf dem durch den Auflagetisch 230 gehaltenen zu bearbeitenden Objekt 1 konvergiert ist, eine Richtung parallel zu der X-Achsenrichtung und stimmt mit der Bearbeitungsrichtung (Abtastrichtung des Laserlichts L) überein. Hier wird in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 das Laserlicht L als P-polarisiertes Licht reflektiert. Dies liegt daran, dass in einem Fall, in dem ein Flüssigkristall für die Lichtmodulationsschicht des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 verwendet wird, wenn der Flüssigkristall derart orientiert ist, dass die Flüssigkristallmoleküle in einer Ebene parallel zu der Ebene geneigt sind, die die optische Achse des Laserlichts L aufweist, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eintritt und austritt, die Phasenmodulation auf das Laserlicht L in einem Zustand angewendet wird, in dem die Drehung der Polarisationsebene verhindert ist (siehe beispielsweise japanisches Patent Nr. 3878758 ). Andererseits wird in dem dichroitischen Spiegel 403 das Laserlicht L als S-polarisiertes Licht reflektiert. Dies liegt daran, dass dann, wenn das Laserlicht L als das S-polarisierte Licht reflektiert wird, und nicht dann, wenn das Laserlicht L als das P-polarisierte Licht reflektiert wird, die Anzahl von Beschichtungen des dielektrischen Mehrschichtfilms zur Herstellung des dichroitischen Spiegels 403, der an mehrere Wellenlängen angepasst ist, reduziert wird, wodurch das Entwerfen des dichroitischen Spiegels 403 einfacher wird.
  • Somit wird in der Laserkonvergenzeinheit 400 der optische Pfad von dem Spiegel 402 über den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 und die 4f-Linseneinheit 420 zu dem dichroitischen Spiegel 403 entlang der XY-Ebene eingestellt, und der optische Pfad von dem dichroitischen Spiegel 403 zu der Sammellinseneinheit 430 wird entlang der Z-Achsenrichtung eingestellt.
  • Wie in 9 gezeigt, wird in der Laserausgabeeinheit 300 der optische Pfad des Laserlichts L entlang der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung (Ebene parallel zu der Hauptfläche 301a) eingestellt. Insbesondere werden der optische Pfad von dem Laseroszillator 310 zu dem Spiegel 303 und der optische Pfad von dem Spiegel 304 über die λ/2-Wellenplatteneinheit 330, die Polarisationsplatteneinheit 340 und dem Strahlaufweiter 350 zu der Spiegeleinheit 360 entlang der X-Achsenrichtung festgelegt, und der optische Pfad von dem Spiegel 303 über die Blende 320 zu dem Spiegel 304 und der optische Pfad von dem Spiegel 362 zu dem Spiegel 363 in der Spiegeleinheit 360 entlang der Y-Achsenrichtung eingestellt.
  • Wie in 11 gezeigt, wird das Laserlicht L, das sich von der Laserausgabeeinheit 300 entlang der Z-Achsenrichtung zu der Laserkonvergenzeinheit 400 fortbewegt hat, durch den Spiegel 402 in einer Richtung parallel zu der XY-Ebene reflektiert und dringt in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 ein. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Ebene parallel zu der XY-Ebene ein spitzer Winkel α durch die optische Achse des Laserlichts L, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eindringt, und die optische Achse des Laserlichts L, das aus dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 austritt, gebildet. Andererseits wird, wie zuvor beschrieben, in der Laserausgabeeinheit 300 der optische Pfad des Laserlichts L entlang der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung eingestellt.
  • Somit ist es in der Laserausgabeeinheit 300 erforderlich, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 dazu zu veranlassen, nicht nur als die Ausgabeeinstelleinheit zu dienen, die ausgebildet ist, um die Ausgabe des Laserlichts L einzustellen, sondern auch als die Polarisationsrichtungseinstelleinheit, die ausgebildet ist, um die Polarisationsrichtung des Laserlichts L einzustellen.
  • [λ/2-Wellenplatteneinheit und Polarisationsplatteneinheit]
  • Wie in 14 gezeigt, umfasst die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 einen Halter (erster Halter) 331 und eine λ/2-Wellenplatte 332. Der Halter 331 hält die λ/2-Wellenplatte 332 derart, dass die λ/2-Welltenplatte 332 um eine Achse (erste Achse) XL parallel zu der X-Achsenrichtung als der Mittelpunkt drehbar ist. In einem Fall, in dem das Laserlicht L eintritt, wobei seine Polarisationsrichtung um einen Winkel θ mit Bezug auf seine optische Achse geneigt ist (beispielsweise eine schnelle Achse), dreht die λ/2-Wellenplatte 332 die Polarisationsrichtung um einen Winkel 2θ mit der Achse XL als der Mittelpunkt, um das Laserlicht L zu emittieren (siehe 15(a)).
  • Die Polarisationsplatteneinheit 340 umfasst einen Halter (zweiter Halter) 341, eine Polarisationsplatte (Polarisationselement) 342 und eine Korrekturplatte für den optischen Pfad (Korrekturelement für den optischen Pfad) 343. Der Halter 341 hält die Polarisationsplatte 342 und die Korrekturplatte für den optischen Pfad 343, so dass die Polarisationsplatte 342 und die Korrekturplatte für den optischen Pfad 343 gemeinsam um die Achse (die zweite Achse) XL als der Mittelpunkt drehbar sind. Eine Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche der Polarisationsplatte 342 sind um einen vorbestimmten Winkel geneigt (beispielsweise einen Brewster-Winkel). In einem Fall, in dem das Laserlicht L eingetreten ist, überträgt die Polarisationsplatte 342 eine P-polarisierte Komponente des Laserlichts L, die mit der Polarisationsachse der Polarisationsplatte 342 zusammenfällt, und reflektiert oder absorbiert eine S-polarisierte Komponente des Laserlichts L (siehe 15(b)). Eine Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche der Korrekturplatte für den optischen Weg 343 sind zu einer gegenüberliegenden Seite von der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche der Polarisationsplatte 342 geneigt. Die Korrekturplatte für den optischen Pfad 343 führt die optische Achse des Laserlichts L zu der Achse XL, wobei das Laserlicht L aufgrund der Übertragung durch die Polarisationsplatte 342 von der Achse XL abgewichen ist.
  • Wie zuvor beschrieben, wird in der Laserkonvergenzeinheit 400, in der Ebene parallel zu der XY-Ebene, der spitze Winkel α durch die optische Achse des Laserlichts L, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eintritt, und die optische Achse des Laserlichts L, das von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 emittiert wird, gebildet (siehe 11). Andererseits wird in der Laserausgabeeinheit 300 der optische Pfad des Laserlichts L entlang der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung eingestellt (siehe 9).
  • Somit werden in der Polarisationsplatteneinheit 340 die Polarisationsplatte 342 und die Korrekturplatte für den optischen Pfad 343 integral bzw. gemeinsam um die Achse XL als den Mittelpunkt gedreht, und wie in 15(b) gezeigt, ist die Polarisationsachse der Polarisationsplatte 342 um den Winkel α mit Bezug auf die Richtung parallel zu der Y-Achsenrichtung geneigt. Somit ist die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das von der Polarisationsplatteneinheit 340 emittiert wird, um den Winkel α mit Bezug auf die Richtung parallel zu der Y-Achsenrichtung geneigt. Folglich wird das Laserlicht L als das P-polarisierte Licht in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 reflektiert, und das Laserlicht L wird als das S-polarisierte Licht in dem dichroitischen Spiegel 403 reflektiert, und die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 konvergiert, das durch den Auflagetisch 230 gehalten wird, verläuft in die Richtung parallel zu der X-Achsenrichtung.
  • Wie in 15(b) gezeigt, wird die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das in die Polarisationsplatteneinheit 340 eintritt, eingestellt und es wird die Laserintensität des Laserlichts L, das von der Polarisationsplatteneinheit 340 emittiert wird, eingestellt. Die Einstellung der Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das in die Polarisationsplatteneinheit 340 eintritt, wird durch Drehen der λ/2-Wellenplatte 332 um die Achse XL als den Mittelpunkt in der λ/2-Wellenplatteneinheit 330, und wie in 15(a) gezeigt, durch Einstellen des Winkels der optischen Achse der λ/2-Wellenplatte 332 mit Bezug auf die Polarisationsrichtung (beispielsweise die Richtung parallel zu der Y-Achsenrichtung) des Laserlichts L, das in die λ/2-Wellenplatte 330 eintritt, eingestellt.
  • Wie zuvor beschrieben, dienen in der Laserausgabeeinheit 300 die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 nicht nur als die Ausgabeeinstelleinheit, die ausgebildet ist, um die Ausgabe des Laserlichts L einzustellen (in dem zuvor beschriebenen Beispiel eine Ausgabedämpfungseinheit), sondern auch als die Polarisationsrichtungseinstelleinheit, die konfiguriert ist, um die Polarisationsrichtung des Laserlichts L einzustellen.
  • [4f-Linseneinheit]
  • Wie zuvor beschrieben, bildet das Paar von Linsen 422 und 423 der 4f-Linseneinheit 420 das telezentrische optische Doppelsystem, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in einer Abbildungsbeziehung stehen. Insbesondere, wie in 16 gezeigt, bildet der Abstand des optischen Pfads zwischen der Linse 422 auf der Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 eine erste Brennweite f1 der Linse 422, bildet der Abstand des optischen Pfads zwischen der Linse 423 auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 und der Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 eine zweite Brennweite f2 der Linse 423, und bildet der Abstand des optischen Pfads zwischen der Linse 422 und der Linse 423 eine Summe der ersten Brennweite f1 und der zweiten Brennweite f2 (das heißt, f1 + f2). In dem optischen Pfad von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 ist der optische Pfad zwischen dem Paar von Linsen 422 und 423 eine gerade Linie.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 erfüllt unter dem Gesichtspunkt des Vergrößerns eines effektiven Durchmessers des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 eine Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems die Beziehung 0,5 < M < 1 (Reduktionssystem). Wenn der effektive Durchmesser des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 erhöht wird, wird das Laserlicht L mit einem hochpräzisen Phasenmuster moduliert. Unter dem Gesichtspunkt des Verhinderns, dass der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 länger wird, ist die Beziehung noch bevorzugter 0,6 s M s 0,95. Hier ist (die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems) = (die Größe des Bildes auf der Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430) / (die Größe des Objekts auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410). In dem Fall der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 erfüllen die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems, die erste Brennweite f1 der Linse 422 und die zweite Brennweite f2 der Linse 423 die Beziehung M = f2/f1.
  • Unter dem Gesichtspunkt des Verringerns des effektiven Durchmessers des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 erfüllt die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems die Beziehung 1 < M < 2 (Vergrößerungssystem). Wenn der effektive Durchmesser des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 verringert wird, kann die Vergrößerung des Strahlaufweiters 350 verkleinert werden (siehe 9), und in der Ebene parallel zu der XY-Ebene wird der Winkel α (siehe 11) verringert, der durch die optische Achse des Laserlichts L, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eintritt, und die optische Achse Laserlichts L, das von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 emittiert wird, gebildet wird. Unter dem Gesichtspunkt des Verhinderns, dass der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 länger wird, wird noch bevorzugter die Beziehung 1,05 ≤ M ≤ 1,7 erfüllt.
  • Da in der 4f-Linseneinheit 420 die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems nicht 1 ist, wie es in 17 gezeigt, wenn sich das Paar von Linsen 422 und 423 entlang der optischen Achse bewegt, bewegt sich ein konjugierter Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430. Insbesondere in dem Fall der Vergrößerung M < 1 (Reduktionssystem), wenn sich das Paar von Linsen 422 und 423 zur Seite der Sammellinseneinheit 430 entlang der optischen Achse bewegt, bewegt sich der konjugierte Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 zu einer gegenüberliegenden Seite von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410. Auf der anderen Seite, in dem Fall der Vergrößerung M > 1 (Vergrößerungssystem), wenn sich das Paar von Linsen 422 und 423 zur Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 entlang der optischen Achse bewegt, bewegt sich der konjugierte Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 zu einer gegenüberliegenden Seite von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410. In einem Fall beispielsweise, in dem eine Verschiebung in einer Montageposition der Sammellinseneinheit 430 auftritt, wird der konjugierte Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 mit der Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 ausgerichtet. In der 4f-Linseneinheit 420, wir in 11 gezeigt, sind mehrere lange Löcher 421a, die sich in der Y-Achsenrichtung erstrecken, in der Bodenwand des Halters 421 ausgebildet, und der Halter 421 wird durch Schraubenbefestigung über die langen Löcher 421a mit der Bodenfläche 401b des Gehäuses 401 verschraubt. Somit wird die Positionseinstellung des Paars von Linsen 422 und 423 in der Richtung entlang der optischen Achse durch Einstellen einer Feststellposition des Halters 421 mit Bezug auf die Bodenfläche 401b des Gehäuses 401 entlang der Y-Achsenrichtung durchgeführt.
  • [Funktion und Effekt]
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst: den Vorrichtungsrahmen 210; den Auflagetisch 230, der an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt ist, den Auflagetisch 230, der das zu bearbeitende Objekt 1 hält; die Laserausgabeeinheit 300, die an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt ist; und die Laserkonvergenzeinheit 400, die an dem Vorrichtungsrahmen 210 derart befestigt ist, dass sie mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300 bewegbar ist. Die Laserausgabeeinheit 300 umfasst den Laseroszillator 310, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu emittieren. Die Laserkonvergenzeinheit 400 umfasst: den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu reflektieren, während er das Laserlicht L moduliert; die Sammellinseneinheit 430, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 zu konvergieren; und das Paar von Linsen 422 und 423, die das telezentrische optische Doppelsystem bilden, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in der Abbildungsbeziehung zueinander stehen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ist die Lasersammeleinheit 400, die den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, die Sammellinseneinheit 430 und das Paar von Linsen 422 und 423 aufweist, mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300, die den Laseroszillator 310 aufweist, bewegbar. Verglichen mit beispielsweise einem Fall, in dem all diese Komponenten, die im optischen Pfad des Laserlichts L angeordnet sind, von dem Laseroszillator 310 zu der Sammellinseneinheit 430 bewegt werden, kann somit das Gewicht der Laserkonvergenzeinheit 400, die bewegt werden soll, verringert werden, und der zweite Bewegungsmechanismus 240, der konfiguriert ist, um die Laserkonvergenzeinheit 400 zu bewegen, kann verkleinert werden. Zudem werden der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410, die Sammellinseneinheit 430 und das Paar von Linsen 422 und 423 gemeinsam bewegt und deren gegenseitige Positionsbeziehung aufrechterhalten, so dass das Bild des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 genau auf die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 übertragen werden kann. Somit ist es mit der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 möglich, die Komponenten auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 zu bewegen, während eine Zunahme der Abmessung der Vorrichtung verhindert wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 stimmt die Emissionsrichtung (Z-Achsenrichtung) des Laserlichts L von der Laserausgabeeinheit 300 mit der Bewegungsrichtung (Z-Achsenrichtung) der Laserkonvergenzeinheit 400 überein. Selbst wenn somit die Laserkonvergenzeinheit 400 mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300 bewegt wird, kann verhindert werden, dass sich die Position des Laserlichts L, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt, verändert.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst die Laserausgabeeinheit 300 ferner den Strahlaufweiter 350, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu kollimieren. Selbst wenn somit die Laserkonvergenzeinheit 400 mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300 bewegt wird, kann verhindert werden, dass sich der Durchmesser des Laserlichts L, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt, verändert. Es sollte beachtet werden, dass, selbst dann, wenn das Laserlicht L durch den Strahlaufweiter 350 nicht in perfekt paralleles Licht umgewandelt wird und das Laserlicht L somit beispielsweise einen gewissen Abweichungswinkel aufweist, das Laserlicht L in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 kollimiert werden kann.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst die Laserkonvergenzeinheit 400 ferner das Gehäuse 401, in dem der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 über das Paar von Linsen 422 und 423 zur Sammellinseneinheit 430 eingestellt wird, und das Gehäuse 401 ist mit der Lichteintrittseinheit 401a ausgebildet, die es ermöglicht, dass das Laserlicht L, das von der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird, in das Gehäuse 401 eintritt. Während somit ein konstanter Zustand des optischen Pfads des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 über das Paar von Linsen 422 und 423 zu der Sammellinseneinheit 430 aufrechterhalten wird, kann die Laserkonvergenzeinheit 400 mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300 bewegt werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst die Laserkonvergenzeinheit 400 ferner den Spiegel 402, der in dem Gehäuse 401 derart angeordnet ist, dass er der Lichteintrittseinheit 401a in der Bewegungsrichtung (Z-Achsenrichtung) der Laserkonvergenzeinheit 400 zugewandt ist, und der Spiegel 402 reflektiert das Laserlicht L, das in das Gehäuse 401 eingetreten ist, von der Lichteintrittseinheit 401a in Richtung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410. Somit kann das Laserlicht L, das von der Laserausgabeeinheit 300 in die Laserkonvergenzeinheit 400 eingetreten ist, in einem gewünschten Winkel in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eintreten.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ist der Auflagetisch 230 derart an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt, dass er entlang einer Ebene (XY-Ebene) senkrecht zu der Bewegungsrichtung (Z-Achsenrichtung) der Laserkonvergenzeinheit 400 bewegbar ist. Somit kann zusätzlich zum Anordnen des Konvergenzpunkts des Laserlichts L an einer gewünschten Position mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 das Abtasten mit dem Laserlicht L mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 in einer Richtung parallel zu der Ebene durchgeführt werden, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit 400 verläuft.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ist der Auflagetisch 230 an dem Vorrichtungsrahmen 410 über den ersten Bewegungsmechanismus 220 befestigt, und die Laserkonvergenzeinheit 400 ist über den zweiten Bewegungsmechanismus 240 an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt. Somit es möglich, die Bewegung von sowohl dem Auflagetisch 230 als auch der Laserkonvergenzeinheit 400 zuverlässig durchzuführen.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst: den Vorrichtungsrahmen 210; den Auflagetisch 230, der an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt ist, den Auflagetisch 230, der das zu bearbeitende Objekt 1 hält; die Laserausgabeeinheit 300, die mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen 210 abnehmbar ist; und die Laserkonvergenzeinheit 400, die an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt ist. Die Laserausgabeeinheit 300 enthält den Laseroszillator 310, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu emittieren, und die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340, die konfiguriert ist, um die Ausgabe des Laserlichts L einzustellen. Die Laserkonvergenzeinheit 400 umfasst: den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu reflektieren, während er das Laserlicht L moduliert; die Sammellinseneinheit 430, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 zu konvergieren; und das Paar von Linsen 422 und 423, die das telezentrische optische Doppelsystem bilden, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in der Abbildungsbeziehung zueinander stehen. In diesem Fall kann die Laserkonvergenzeinheit 400 am Vorrichtungsrahmen 210 befestigt werden. Der Auflagetisch 230 kann an dem Vorrichtungsrahmen 210 derart befestigt werden, so dass er nicht nur entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der Z-Achsenrichtung bewegbar ist.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ist die Laserausgabeeinheit 300, die den Laseroszillator 310, die A/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 umfasst, mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen 210 abnehmbar, getrennt von der Laserkonvergenzeinheit 400, die den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, die Sammellinseneinheit 430 und das Paar von Linsen 422 und 423 aufweist. Somit ist es in einem Fall, in dem die Wellenlänge des Laserlichts L, das für die Bearbeitung geeignet ist, in Abhängigkeit von den Spezifikationen des zu bearbeitenden Objekts 1, den Bearbeitungsbedingungen und dergleichen variiert, möglich, den Laseroszillator 310, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L mit einer gewünschten Wellenlänge zu emittieren, und die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 mit der Wellenlängenabhängigkeit gemeinsam auszutauschen. Dementsprechend können in der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 mehrere Laseroszillatoren 310 verwendet werden, die entsprechende Wellenlängen des Laserlichts L aufweisen, die voneinander verschieden sind.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst die Laserausgabeeinheit 300 ferner die Montagebasis 301, die konfiguriert ist, um den Laseroszillator 310, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 zu halten und die mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen 210 abnehmbar ist, wobei die Laserausgabeeinheit 300 über die Montagebasis 301 mit dem Vorrichtungsrahmen 210 verbunden ist. Somit kann die Laserausgabeeinheit 300 auf einfache Weise an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt und von diesem gelöst werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst die Laserausgabeeinheit 300 ferner die Spiegel 362 und 363, die konfiguriert sind, um die optische Achse des Laserlichts L einzustellen, das von der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird. Wenn somit beispielsweise die Laserausgabeeinheit 300 an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt ist, ist es möglich, die Position und den Winkel der optischen Achse des Laserlichts L einzustellen, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 stellen die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 die Polarisationsrichtung des Laserlichts L ein. Wenn somit beispielsweise die Laserausgabeeinheit 300 an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt ist, ist es möglich, die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eingetreten ist, und folglich die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das aus der Laserkonvergenzeinheit 400 emittiert wird, einzustellen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfassen die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 die λ/2-Wellenplatte 332 und die Polarisationsplatte 342. Somit ist es möglich, die λ/2-Wellenplatte 332 und die Polarisationsplatte 342 mit der Wellenlängenabhängigkeit zusammen mit dem Laseroszillator 310 auszutauschen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst die Laserausgabeeinheit 300 ferner den Strahlaufweiter 350, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu kollimieren, während er den Durchmesser des Laserlichts L einstellt. Somit kann beispielsweise selbst in einem Fall, in dem die Laserkonvergenzeinheit 400 mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300 bewegt wird, ein konstanter Zustand des Laserlichts L aufrechterhalten werden, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 sind der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410, die Sammellinseneinheit 430 und das Paar von Linsen 422 und 423 an die Wellenlängenbänder von 500 nm bis 550 nm, von 1000 nm bis 1150 nm und von 1300 nm bis 1400 nm angepasst. Somit kann die Laserausgabeeinheit 300, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L in jedem der Wellenlängenbänder zu emittieren, an der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt werden. Es sollte beachtet werden, dass das Laserlicht L in dem Wellenlängenband von 500 nm bis 550 nm für eine Laserbearbeitung mit interner Absorption eines Substrats aus beispielsweise Saphir geeignet ist. Das Laserlicht L in jedem der Wellenlängenbänder von 1000 nm bis 1150 nm und von 1300 nm bis 1400 nm ist für die Laserbearbeitung mit interner Absorption eines Substrats aus beispielsweise Silizium geeignet.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst: den Auflagetisch 230, der konfiguriert ist, um das zu bearbeitende Objekt 1 zu halten; den Laseroszillator 310, der konfiguriert, um das Laserlicht L zu emittieren; den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu reflektieren, während das Laserlicht L moduliert wird; die Sammellinseneinheit 430, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 zu konvergieren; und das Paar von Linsen 422 und 423, die das telezentrische optische Doppelsystem bilden, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in der Abbildungsbeziehung stehen. In dem optischen Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 ist zumindest der optische Pfad des Laserlichts L, der das Paar der Linsen 422 und 423 durchläuft (das heißt, von der Linse 422 auf der Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 zu der Linse 423 auf der Seite der Sammellinseneinheit 430) eine gerade Linie. Die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems genügt der Beziehung 0,5 < M < 1 oder 1 < M < 2. Es sollte beachten werden, dass in der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems, die erste Brennweite f1 der Linse 422 und die zweite Brennweite f2 der Linse 423 der Beziehung M = f2/f1 genügen. In diesem Fall kann die Laserkonvergenzeinheit 400 an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt werden. Der Auflagetisch 230 kann an dem Vorrichtungsrahmen 210 derart befestigt sein, dass er nicht nur entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der Z-Achsenrichtung bewegbar ist.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ist die Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems ungleich 1. Wenn somit das Paar von Linsen 422 und 423 entlang der optischen Achse bewegt wird, bewegt sich der konjugierte Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430. Insbesondere, wenn in dem Fall der Vergrößerung M < 1 (Reduktionssystem) das Paar von Linsen 422 und 423 zur Seite der Sammellinseneinheit 430 entlang der optischen Achse bewegt wird, bewegt sich der konjugierte Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 auf die gegenüberliegende Seite von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410. Wenn andererseits in dem Fall der Vergrößerung M > 1 (Vergrößerungssystem) das Paar von Linsen 422 und 423 auf die Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 entlang der optischen Achse bewegt werden, bewegt sich der konjugierte Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 zu einer gegenüberliegenden Seite von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410. Beispielsweise in einem Fall, in dem eine Verschiebung in der Montageposition der Sammellinseneinheit 430 auftritt, kann somit der konjugierte Punkt auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 mit der Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 ausgerichtet werden. Zudem ist wenigstens der optische Pfad des Laserlichts L von der Linse 422 auf der Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 zu der Linse 423 auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 eine gerade Linie, und das Paar von Linsen 422 und 423 kann auf einfache Weise entlang der optischen Achse bewegt werden. Somit ist es mit der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 möglich, das Bild des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 auf einfache und genaue Weise auf die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 zu übertragen.
  • Durch Einstellen der Beziehung 0,5 < M < 1 kann der effektive Durchmesser des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 vergrößert werden, und das Laserlicht L kann mit einem hochgenauen Phasenmuster moduliert werden. Indem andererseits die Beziehung 1 < M < 2 festgelegt wird, kann der effektive Durchmesser des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 verkleinert werden, und der Winkel a, der durch die optische Achse des Laserlichts L, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eintritt, und die optische Achse des Laserlichts L, das aus dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 emittiert wird, gebildet wird, verkleinert werden. Es ist wichtig, den Einfallswinkel und den Reflexionswinkel des Laserlichts L mit Bezug auf den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu unterdrücken, um eine Verschlechterung der Beugungseffizienz zu verhindern und eine hinreichende Leistung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 zu gewährleisten.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 kann die Vergrößerung M die Beziehung 0,6 ≤ M ≤ 0,95 erfüllen. Somit ist es möglich, noch zuverlässiger zu verhindern, dass der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 länger wird, während der Effekt, der im Fall von 0,5 < M < 1 erzielt wird, aufrechterhalten wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 kann die Vergrößerung M die Beziehung 1,05 ≤M ≤ 1,7 erfüllen. Somit ist es möglich, noch zuverlässiger zu verhindern, dass der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 länger wird, während der Effekt, der in dem Fall von 1 < M < 2 erzielt wird, beibehalten wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 wird das Paar von Linsen 422 und 423 durch den Halter 421 gehalten, wobei der Halter 421 die konstante gegenseitige Positionsbeziehung zwischen dem Linsenpaar 422 und 423 in der Richtung entlang der optischen Achse des Laserlichts L aufrechterhält, und die Positionseinstellung des Linsenpaars 422 und 423 in der Richtung entlang der optischen Achse des Laserlichts L (Y-Achsenrichtung) wird durch die Positionseinstellung des Halters 421 durchgeführt. Während somit die konstante gegenseitige Positionsbeziehung zwischen dem Linsenpaar 422 und 423 beibehalten wird, ist es möglich, die Positionseinstellung des Linsenpaars 422 und 423 auf einfache Weise und zuverlässig durchzuführen (und folglich die Positionseinstellung des konjugierten Punkts).
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst: den Auflagetisch 230, der konfiguriert ist, um das zu bearbeitende Objekt 1 zu halten; den Laseroszillator 310, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu emittieren; der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu reflektieren, während er das Laserlicht L moduliert; die Sammellinseneinheit 430, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 zu konvergieren; das Linsenpaar 422 und 423, das das telezentrische optische Doppelsystem bildet, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in der Abbildungsbeziehung zueinander stehen; und der dichroitische Spiegel 403, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu reflektieren, das das Linsenpaar 422 und 423 in Richtung der Sammellinseneinheit 430 durchlaufen hat. Der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 reflektiert das Laserlicht L mit einem spitzen Winkel entlang einer vorbestimmten Ebene (einer Ebene, die den optischen Pfads des Laserlichts L enthält, das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 eintritt und aus diesem austritt, einer Ebene parallel zu der XY-Ebene). Der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 über das Linsenpaar 422 und 423 zu dem dichroitischen Spiegel 403 wird entlang der Ebene eingestellt. Der optische Pfad des Laserlichts L von dem dichroitischen Spiegel 403 zu der Sammellinseneinheit 430 wird entlang einer Richtung (Z-Achsenrichtung), die die Ebene schneidet, festgelegt. In diesem Fall kann die Laserkonvergenzeinheit 400 an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt sein. Der Auflagetisch 230 kann an dem Vorrichtungsrahmen 210 derart befestigt sein, so dass er nicht nur entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der Z-Achsenrichtung bewegbar ist.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 wird der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 über das Linsenpaar 422 und 423 zu dem dichroitischen Spiegel 403 entlang der vorbestimmten Ebene festgelegt, und der optische Pfad des Laserlichts L von dem dichroitischen Spiegel 403 zu der Sammellinseneinheit 430 wird entlang der Richtung, die die Ebene schneidet, festgelegt. Somit kann der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 das Laserlicht L als P-polarisiertes Licht reflektieren, und der Spiegel kann das Laserlicht L als S-polarisiertes Licht reflektieren. Dies ist wichtig, um das Bild des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 genau auf die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 zu übertragen. Ferner reflektiert der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 das Laserlicht L in einem spitzen Winkel. Es ist wichtig, den Einfallswinkel und den Reflexionswinkel des Laserlichts L mit Bezug auf den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu unterdrücken, um eine Verschlechterung der Beugungseffizienz zu verhindern und um eine ausreichend hohe Leistung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 zu gewährleisten. Wie zuvor beschrieben, kann anhand der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 das Bild des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 genau auf die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 übertragen werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 wird der optische Pfad des Laserlichts L von dem dichroitischen Spiegel 403 zu der Sammellinseneinheit 430 entlang einer Richtung orthogonal zu der zuvor beschriebenen Ebene (Ebene parallel zu der XY-Ebene) festgelegt, und der dichroitische Spiegel 403 reflektiert das Laserlicht L in einem spitzen Winkel. Somit kann der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 in einem rechten Winkel zu der Sammellinseneinheit 430 geleitet werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ist der dichroitische Spiegel 403 ein Spiegel, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L, das das Linsenpaar 422 und 423 durchlaufen hat, in Richtung der Sammellinseneinheit 430 zu reflektieren. Somit kann ein Teil des Laserlichts L, das durch den dichroitischen Spiegel 403 übertragen wird, für verschiedene Zwecke verwendet werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 reflektiert der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 das Laserlicht L als das P-polarisierte Licht, und der dichroitische Spiegel 403 reflektiert das Laserlicht L als das S-polarisierte Licht. Somit kann das Bild des Laserlichts L auf der Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 genau auf die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 übertragen werden.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst ferner die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340, die auf dem optischen Pfad des Laserlichts L von dem Laseroszillator 310 zu dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 angeordnet sind, wobei die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 die Polarisationsrichtung des Laserlichts L einstellen. Somit ist es möglich, die Polarisationsrichtung des Laserlichts L in Vorbereitung auf die Tatsache, dass der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 das Laserlicht L im spitzen Winkel reflektiert, derart einzustellen, dass der optische Pfad des Laserlichts L von dem Laseroszillator 310 in einem rechten Winkel zu dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 geführt werden kann.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst: den Auflagetisch 230, der konfiguriert ist, um das zu bearbeitende Objekt 1 zu halten; den Laseroszillator 310, der konfiguriert ist, das Laserlicht L zu emittieren; den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, der konfiguriert ist, das Laserlicht L zu reflektieren, während er das Laserlicht L moduliert; die Sammellinseneinheit 430, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L auf dem zu bearbeitenden Objekt 1 zu konvergieren; das Linsenpaar 422 und 423, das das telezentrische optische Doppelsystem bildet, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in der Abbildungsbeziehung zueinander stehen; den dichroitischen Spiegel 403, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L, das das Linsenpaar 422 und 423 durchlaufen hat, in Richtung der Sammellinseneinheit 430 zu reflektieren; und einen der Abstandsmesssensoren 450, der konfiguriert ist, um die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 zu erfassen. Der optische Pfad des Laserlichts L von dem dichroitischen Spiegel 403 zu der Sammellinseneinheit 430 wird entlang einer ersten Richtung (Z-Achsenrichtung) festgelegt. Der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 über das Linsenpaar 422 und 423 zu dem dichroitischen Spiegel 403 wird entlang einer zweiten Richtung (Y-Achsenrichtung) senkrecht zu der ersten Richtung festgelegt. Der eine der Abstandsmesssensoren 450 ist auf einer Seite der Sammellinseneinheit 430 in einer dritten Richtung (X-Achsenrichtung) senkrecht zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung angeordnet. In diesem Fall kann die Laserkonvergenzeinheit 400 an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt sein. Der Auflagetisch 230 kann an dem Vorrichtungsrahmen 210 derart befestigt sein, so dass er nicht nur entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der Z-Achsenrichtung bewegbar ist.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 wird das Abtasten mit dem Laserlicht L mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 derart durchgeführt, dass einer der Abstandsmesssensoren 450 mit Bezug auf die Sammellinseneinheit 430 relativ weit vorgerückt ist, wodurch die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche an einer beliebigen Position des zu bearbeitenden Objekts 1 erfasst werden können, bevor das Laserlicht L auf diese Position gestrahlt wird. Somit kann beispielsweise das Abtasten mit dem Laserlicht L mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 derart durchgeführt werden, dass ein konstanter Abstand zwischen der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 und dem Konvergenzpunkt des Laserlichts L aufrechterhalten wird. Ferner ist einer der Abstandsmesssensoren 450 auf einer Seite mit Bezug auf eine Ebene (Ebene parallel zu der YZ-Ebene) angeordnet, auf der der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 angeordnet ist. Das heißt, der eine der Abstandsmesssensoren 450 ist mit Bezug auf die Komponenten, die auf dem optischen Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 angeordnet sind, wirksam angeordnet. Dementsprechend ist es mit der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 möglich, die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 zu erfassen, während verhindert wird, dass die Abmessung der Vorrichtung zunimmt.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 ist der dichroitische Spiegel 403 ein Spiegel, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L, das das Linsenpaar 422 und 423 durchlaufen hat, in Richtung der Sammellinseneinheit 430 zu reflektieren. Somit kann ein Teil des Laserlichts L, der durch den dichroitischen Spiegel 403 übertragen wird, für verschiedene Zwecke verwendet werden.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 reflektiert der dichroitische Spiegel 403 das Laserlicht L als das S-polarisierte Licht. Somit wird das Abtasten mit dem Laserlicht L mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 entlang der dritten Richtung (X-Achsenrichtung) durchgeführt, wodurch die Abtastrichtung des Laserlichts L und die Polarisationsrichtung des Laserlichts L in Übereinstimmung miteinander gebracht werden können. Beispielsweise stimmen in einem Fall, in dem ein modifizierter Bereich innerhalb des zu bearbeitenden Objekt 1 entlang der Schnittlinie gebildet wird, die Abtastrichtung des Laserlichts L und die Polarisationsrichtung des Laserlichts L miteinander überein, wodurch auf effiziente Weise das modifizierte Gebiet gebildet werden kann.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst ferner: das Gehäuse 401, das konfiguriert ist, um wenigstens den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, die Sammellinseneinheit 430, das Linsenpaar 422 und 423, den dichroitischen Spiegel 403 und den einen der Abstandsmesssensoren 450 zu halten; und den zweiten Bewegungsmechanismus 240, der konfiguriert ist, um das Gehäuse 401 entlang der ersten Richtung (Z-Achsenrichtung) zu bewegen. Die Sammellinseneinheit 430 und der eine der Abstandsmesssensoren 450 sind an dem Ende 401d des Gehäuses 401 in der zweiten Richtung (Y-Achsenrichtung) befestigt. Der zweite Bewegungsmechanismus 240 ist an der einen Seitenfläche 401e des Gehäuses 401 in der dritten Richtung (X-Achsenrichtung) befestigt. Somit ist es möglich, den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410, die Sammellinseneinheit 430, das Linsenpaar 422 und 423, den dichroitischen Spiegel 403 und den einen der Abstandsmesssensoren 450 gemeinsam zu bewegen, während eine Zunahme der Abmessung der Vorrichtung verhindert wird.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst ferner den Antriebsmechanismus 440, der konfiguriert ist, um die Sammellinseneinheit 430 entlang der ersten Richtung (Z-Achsenrichtung) zu bewegen. Die Sammellinseneinheit 430 ist an dem Ende 401d des Gehäuses 401 in der zweiten Richtung (Y-Achsenrichtung) über den Antriebsmechanismus 440 befestigt. So kann beispielsweise die Sammellinseneinheit 430 derart bewegt werden, dass ein konstanter Abstand zwischen der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 und dem Konvergenzpunkt des Laserlichts L aufrechterhalten wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 wird der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 an dem Ende 401c des Gehäuses 401 in der zweiten Richtung (Y-Achsenrichtung) befestigt. Auf diese Weise können die Komponenten effizient mit Bezug auf das Gehäuse 401 angeordnet werden.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 200 umfasst ferner einen weiteren der Abstandsmesssensoren 450, der ausgebildet ist, um die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts 1 zu erfassen. Der weitere der Abstandsmesssensoren 450 ist auf der anderen Seite der Sammellinseneinheit 430 in der dritten Richtung (X-Achsenrichtung) angeordnet. Wenn somit das Abtasten mit dem Laserlicht L mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 derart durchgeführt wird, dass der eine der Abstandsmesssensoren 450 mit Bezug auf die Sammellinseneinheit 430 relativ weit vorgerückt ist, kann der eine der Abstandsmesssensoren 450 verwendet werden, um die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche zu erfassen. Wenn andererseits das Abtasten mit dem Laserlicht L mit Bezug auf das zu bearbeitende Objekt 1 derart durchgeführt wird, dass der andere der Abstandsmesssensoren 450 mit Bezug auf die Sammellinseneinheit 430 relativ weit vorgerückt ist, kann der andere der Abstandsmesssensoren 450 verwendet werden, um die Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche zu erfassen. Ferner ist der eine der Abstandsmesssensoren 450 auf der einen Seite mit Bezug auf die Ebene (Ebene parallel zu der YZ-Ebene) angeordnet, auf der der optische Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 angeordnet ist, und der andere der Abstandsmesssensoren 450 ist auf der anderen Seite mit Bezug auf die Ebene angeordnet. Somit kann das Paar von Abstandsmesssensoren 450 effizient mit Bezug auf die Komponenten angeordnet werden, die auf dem optischen Pfad des Laserlichts L von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 410 zu der Sammellinseneinheit 430 angeordnet sind.
  • Die Laserausgabeeinheit 300 umfasst: den Laseroszillator 310, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L zu emittieren; die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340, die konfiguriert sind, um die Ausgabe des Laserlichts L einzustellen, das aus dem Laseroszillator 310 emittiert wird; die Spiegeleinheit 360, die konfiguriert ist, um das Laserlicht L, das die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 durchlaufen hat, nach außen zu emittieren; und die Montagebasis 301, die die Hauptfläche 301a umfasst, auf der der Laseroszillator 310, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330, die Polarisationsplatteneinheit 340 und die Spiegeleinheit 360 angeordnet sind. Der optische Pfad des Laserlichts L von dem Laseroszillator 310 über die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 zu der Spiegeleinheit 360 wird entlang der Ebene parallel zu der Hauptfläche 301a festgelegt. Die Spiegeleinheit 360 umfasst die Spiegel 362 und 363, die konfiguriert ist, um die optische Achse des Laserlichts L einzustellen, und das Laserlicht L entlang der Richtung (Z-Achsenrichtung), die die Ebene schneidet, nach außen zu emittieren. In diesem Fall kann die Laserkonvergenzeinheit 400 an dem Vorrichtungsrahmen 210 befestigt sein. Der Auflagetisch 230 kann mit dem Vorrichtungsrahmen 210 derart verbunden sein, dass dieser nicht nur entlang der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der Z-Achsenrichtung bewegbar ist.
  • In der Laserausgabeeinheit 300 sind der Laseroszillator 310, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330, die Polarisationsplatteneinheit 340 und die Spiegeleinheit 360 auf der Hauptfläche 301a der Montagebasis 301 angeordnet. Somit wird die Montagebasis 301 an dem Vorrichtungsrahmen 210 der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt und von dieser gelöst, wodurch die Laserausgabeeinheit 300 auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt und von dieser gelöst werden kann. Der optische Pfad des Laserlichts L von dem Laseroszillator 310 über die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 zu der Spiegeleinheit 360 wird entlang der Ebene parallel zu der Hauptfläche 301a der Montagebasis 301 festgelegt, und die Spiegeleinheit 360 emittiert das Laserlicht L entlang der Richtung, die die Ebene schneidet, nach außen. Somit wird in dem Fall, in dem die die Emissionsrichtung des Laserlichts L entlang der Vertikalrichtung verläuft, die Höhe der Laserausgabeeinheit 300 verringert, so dass die Laserausgabeeinheit 300 auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt und von dieser gelöst werden kann. Ferner umfasst der Spiegel 360 die Spiegel 362 und 363, die ausgebildet sind, um die optische Achse des Laserlichts L einzustellen. Wenn somit die Laserausgabeeinheit 300 an dem Vorrichtungsrahmen 210 der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt wird, ist es möglich, die Position und den Winkel der optischen Achse des Laserlichts L, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt, einzustellen. Wie zuvor beschrieben, kann die Laserausgabeeinheit 300 auf einfache Weise an der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt und von dieser gelöst werden.
  • In der Laserausgabeeinheit 300 emittiert die Spiegeleinheit 360 das Laserlicht L entlang einer Richtung orthogonal zu der Ebene parallel zur Hauptfläche 301a nach außen. Somit kann die Einstellung der optischen Achse des Laserlichts L in der Spiegeleinheit 360 vereinfacht werden.
  • In der Laserausgabeeinheit 300 stellen die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 die Polarisationsrichtung des Laserlichts L ein, das aus dem Laseroszillator 310 emittiert wird. Wenn somit die Laserausgabeeinheit 300 an dem Vorrichtungsrahmen 210 der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt wird, ist es möglich, die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt, und folglich die Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das aus der Laserkonvergenzeinheit 400 emittiert wird, einzustellen.
  • In der Laserausgabeeinheit 300 umfassen die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340: die λ/2-Wellenplatte 332, in die das Laserlicht L, das aus dem Laseroszillator 310 emittiert wird, entlang der Achse XL (Achse parallel zu der Hauptfläche 301a) eindringt; den Halter 331, der ausgebildet ist, um die λ/2-Wellenplatte 332 derart zu halten, dass die λ2-Wellenplatte 332 um die Achse XL als Mittelpunkt drehbar ist; die Polarisationsplatte 342, in die das Laserlicht L, das die λ/2-Wellenplatte 332 durchlaufen hat, entlang der Achse XL eindringt; und den Halter 341. der konfiguriert ist, um die die Polarisationsplatte 342 derart zu halten, dass die Polarisationsplatte 342 um die Achse XL als Mittelpunkt drehbar ist. Somit ist es möglich, die Ausgabe- und Polarisationsrichtung des Laserlichts L, das aus dem Laseroszillator 310 emittiert wird, anhand eines einfachen Aufbaus einzustellen. Ferner umfasst die Laserausgabeeinheit 300 die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340, wie zuvor beschrieben, wodurch es möglich ist, die λ/2-Wellenplatte 332 und die Polarisationsplatte 342 entsprechend der Wellenlänge des Laserlichts L, das aus dem Laseroszillator 310 emittiert wird, zu verwenden.
  • Die Laserausgabeeinheit 300 umfasst ferner die Korrekturplatte für den optischen Pfad 343, die durch den Halter 341 derart gehalten wird, dass sie zusammen mit der Polarisationsplatte 342 um die Achse XL als Mittelpunkt drehbar ist, wobei die Korrekturplatte für den optischen Pfad 343 die optische Achse des Laserlichts L zu der Achse XL zurückführt, wenn das Laserlicht aufgrund seiner Übertragung durch die Polarisationsplatte 342 von der Achse XL abgewichen ist. Somit ist es möglich, die Verschiebung des optischen Pfads des Laserlichts L aufgrund seiner Übertragung durch die Polarisationsplatte 342 zu korrigieren.
  • In der Laserausgabeeinheit 300 sind die Achse, um die sich die A/2-Wellenplatte 332 dreht, und die Achse, um die sich die Polarisationsplatte 342 dreht, die Achsen XL und stimmen miteinander überein. Das heißt, die λ/2-Wellenplatte 332 und die Polarisationsplatte 342 sind um die gleiche Achse XL als Mittelpunkt drehbar. Auf diese Weise kann eine Vereinfachung und eine Verkleinerung der Laserausgabeeinheit 300 erzielt werden.
  • In der Laserausgabeeinheit 300 umfasst die Spiegeleinheit 360 die Trägerbasis 361 und die Spiegel 362 und 363, wobei die Trägerbasis 361 derart an der Montagebasis 301 befestigt ist, dass sie positionsverstellbar ist, wobei der Spiegel 362 derart an der Trägerbasis 361 befestigt ist, dass er winkeleinstellbar ist und das Laserlicht L, das die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 durchlaufen hat, entlang einer Richtung parallel zur Hauptfläche 301a reflektiert, und wobei der Spiegel 363 derart an der Trägerbasis 361 befestigt ist, dass er winkelverstellbar ist und das Laserlicht L, das durch den Spiegel 362 reflektiert wird, entlang einer Richtung, die die Hauptfläche 301a schneidet, reflektiert. Wenn somit die Laserausgabeeinheit 300 an dem Vorrichtungsrahmen 210 der Laserbearbeitungsvorrichtung 200 befestigt ist, ist es somit möglich, die Position und den Winkel der optischen Achse des Laserlichts L, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt, genau einzustellen. Zudem wird eine Positionseinstellung der Trägerbasis 361 mit Bezug auf die Montagebasis 301 durchgeführt, um dadurch die Positionseinstellung der Spiegel 362 und 363 gemeinsam und auf einfache Weise durchführen zu können.
  • Die Laserausgabeeinheit 300 umfasst ferner den Strahlaufweiter 350, der auf dem optischen Pfad des Laserlichts L von der λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und der Polarisationsplatteneinheit 340 zu der Spiegeleinheit 360 angeordnet ist, wobei der Strahlaufweiter 350 das Laserlicht kollimiert, während er den Durchmesser des Laserlichts L einstellt. Somit kann selbst in einem Fall, in dem die Laserkonvergenzeinheit 400 mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit 300 bewegt wird, ein konstanter Zustand des Laserlichts L, das in die Laserkonvergenzeinheit 400 eintritt, aufrechterhalten werden.
  • Die Laserausgabeeinheit 300 umfasst ferner die Blende 320, der auf dem optischen Pfad des Laserlichts L von dem Laseroszillator 310 zu der λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und der Polarisationsplatteneinheit 340 angeordnet ist, wobei die Blende 320 den optischen Pfad des Laserlichts L öffnet und schließt. Somit kann das EIN/AUS-Schalten der Ausgabe des Laserlichts L von der Laserausgabeeinheit 300 durch EIN/AUS-Schalten der Ausgabe des Laserlichts L in dem Laseroszillator 310 durchgeführt werden. Zudem ist es mit der Blende 320 möglich, zu verhindern, dass das Laserlicht L beispielsweise unabsichtlich aus der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird.
  • [Modifikation]
  • Vorstehend wurden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
  • Beispielsweise können, wie in 18 und 19 gezeigt, die λ/2-Wellenplatteneinheit 330 und die Polarisationsplatteneinheit 340 zusammengebaut sein. In diesem Fall ist der Halter 331, der konfiguriert ist, um die λ/2-Wellenplatte 332 zu halten, an einer Endfläche eines Rahmens 370 derart befestigt, dass er um die Achse XL als Mittelpunkt drehbar ist. Der Halter 341, der konfiguriert ist, um die Polarisationsplatte 342 und die Korrekturplatte für den optischen Pfad 343 zu halten, ist an der anderen Endfläche des Rahmens 370 derart befestigt, dass er um die Achse XL als Mittelpunkt drehbar ist. Der Rahmen 370 ist an der Hauptfläche 301a der Montagebasis 301 befestigt. Der Halter 341 ist mit einem Dämpfer 344 ausgebildet, der konfiguriert ist, um die S-polarisierte Komponente des Laserlichts L, das durch die Polarisationsplatte 342 reflektiert wird, zu absorbieren.
  • Ferner kann ein anderes Polarisationselement als die Polarisationsplatte 342 in der Polarisationsplatteneinheit 340 vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein würfelförmiges Polarisationselement anstelle der Polarisationsplatte 342 und der Korrekturplatte für den optischen Pfad 343 verwendet werden. Das würfelförmige Polarisationselement ist ein Element mit einer rechteckigen Parallelepipedform, und ist ein Element, in dem Seitenflächen, die in dem Element einander gegenüberliegen, jeweils eine Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche sind, und indem eine Schicht zwischen den Seitenflächen vorgesehen ist, die die Funktion einer Polarisationsplatte erfüllt.
  • Die Achse, um die sich die A/2-Wellenplatte 332 dreht, und die Achse, um die sich die Polarisationsplatte 342 dreht, müssen nicht miteinander übereinstimmen.
  • Die Laserausgabeeinheit 300 umfasst die Spiegel 362 und 363, die konfiguriert ist, um die optische Achse des Laserlichts L, das aus der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird, einzustellen; jedoch muss die Laserausgabeeinheit 300 nur wenigstens einen Spiegel umfassen, der konfiguriert ist, um die optische Achse des Laserlichts L einzustellen, das aus der Laserausgabeeinheit 300 emittiert wird.
  • Das optische Abbildungssystem, das das telezentrische optische Doppelsystem bildet, in dem die Reflexionsfläche 410a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und die Eintrittspupillenebene 430a der Sammellinseneinheit 430 in einer Abbildungsbeziehung zueinander stehen, ist nicht auf das Linsenpaar 422 und 423 beschränkt, und kann ein erstes Linsensystem (beispielsweise zwei Linsen, drei oder mehr Linsen oder dergleichen) auf der Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 410 und ein zweites Linsensystem (beispielsweise zwei Linsen, drei oder vier Linsen oder dergleichen) auf der Seite der Sammellinseneinheit 430 oder dergleichen umfassen.
  • In der Laserkonvergenzeinheit 400 ist der dichroitische Spiegel 403 ein Spiegel, der konfiguriert ist, um das Laserlicht L, das das Linsenpaar 422 und 423 durchlaufen hat, in Richtung der Sammellinseneinheit 430 zu reflektieren; jedoch kann der Spiegel ein Totalreflexionsspiegel sein.
  • Die Sammellinseneinheit 430 und das Paar von Abstandsmesssensoren 450 sind an dem Ende 401d des Gehäuses 401 in der Y-Achsenrichtung befestigt; jedoch müssen die Sammellinseneinheit 430 und das Paar von Abstandsmesssensoren 450 lediglich an einer Seite befestigt sein, die sich näher am Ende 401d von der Mittelposition des Gehäuses 401 in der Y-Achsenrichtung befindet. Der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 ist an dem Ende 401c des Gehäuses 401 in der Y-Achsenrichtung befestigt; jedoch muss der reflektierende räumliche Lichtmodulator 410 nur an einer Seite befestigt sein, sich näher am Ende 401c von der Mittelposition des Gehäuses 401 in der Y-Achsenrichtung befindet. Zudem können die Abstandsmesssensoren 450 auch nur auf einer Seite der Sammellinseneinheit 430 in der X-Achsenrichtung angeordnet sein.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist auf keine Vorrichtung beschränkt, die konfiguriert ist, um eine modifiziertes Gebiet innerhalb des zu bearbeitenden Objekts 1 zu bilden, und kann eine Vorrichtung sein, die konfiguriert ist, um eine andere Laserbearbeitung, wie Ablation, durchzuführen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1: zu bearbeitendes Objekt, 200: Laserbearbeitungsvorrichtung, 210: Vorrichtungsrahmen, 220: erster Bewegungsmechanismus, 230: Auflagetisch (Trägereinheit), 240: zweiter Bewegungsmechanismus, 300: Laserausgabeeinheit (Laserausgabevorrichtung), 301: Montagebasis, 310: Laseroszillator (Laserlichtquelle), 320: Blende, 330: λ/2-Wellenplatteneinheit (Ausgangseinstelleinheit, Polarisationsrichtungseinstelleinheit), 331: Halter (erster Halter), 332: λ/2-Wellenplatte, 340: Polarisationsplatteneinheit (Ausgangsjustiereinheit, Polarisationsrichtungseinstelleinheit), 341: Halter (zweiter Halter), 342: Polarisationsplatte (Polarisationselement), 343: Korrekturplatte für den optischen Pfad (Korrekturelement für den optischen Pfad), 350: Strahlaufweiter (Laserlichtkollimationseinheit), 360: Spiegeleinheit, 362: Spiegel (erster Spiegel), 363: Spiegel (zweiter Spiegel), 400: Laserkonvergenzeinheit, 401: Gehäuse, 401a: Lichteintrittseinheit, 401c: Ende, 401d: Ende, 401e: Seitenfläche, 402: Spiegel, 403: dichroitischer Spiegel (Spiegel), 410: reflektierender räumlicher Lichtmodulator, 410a: Reflexionsfläche, 421: Halter, 422: Linse (erstes Linsensystem, Abbildungsoptik), 423: Linse (zweites Linsensystem, Abbildungsoptik), 430: Sammellinseneinheit (konvergierende Optik), 440: Antriebsmechanismus, 450 : Abstandsmesssensor (erster Sensor, zweiter Sensor), XL: Achse, L: Laserlicht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 5456510 [0003]
    • JP 3878758 [0117]

Claims (40)

  1. Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Vorrichtungsrahmen; eine Trägereinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen befestigt und konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu halten; eine Laserausgabeeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen angebracht ist; und eine Laserkonvergenzeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen angebracht ist, so dass sie mit Bezug auf die Laserausgabeeinheit bewegbar ist, wobei die Laserausgabeeinheit eine Laserlichtquelle umfasst, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren, und die Laserkonvergenzeinheit umfasst: einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; und ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung zueinander stehen.
  2. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Emissionsrichtung des Laserlichts von der Laserausgabeeinheit mit einer Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit zusammenfällt.
  3. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Laserausgabeeinheit ferner eine Laserlichtkollimationseinheit aufweist, die konfiguriert ist, um das Laserlicht zu kollimieren.
  4. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Laserkonvergenzeinheit ferner ein Gehäuse umfasst, in dem ein optischer Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem optischen Konvergenzsystem eingestellt ist, und das Gehäuse mit einer Lichteintrittseinheit versehen ist, die so konfiguriert ist, dass das von der Laserausgabeeinheit emittierte Laserlicht in das Gehäuse eintritt.
  5. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Laserkonvergenzeinheit ferner einen Spiegel umfasst, der in dem Gehäuse so angeordnet ist, dass er der Lichteintrittseinheit in der Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit zugewandt ist, und der Spiegel das Laserlicht, das von der Lichteintrittseinheit in das Gehäuse eingetreten ist, in Richtung des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators reflektiert.
  6. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Trägereinheit an dem Vorrichtungsrahmen so angebracht ist, dass sie entlang einer Ebene senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Laserkonvergenzeinheit bewegbar ist.
  7. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Trägereinheit über einen ersten Bewegungsmechanismus an dem Vorrichtungsrahmen befestigt ist, und die Laserkonvergenzeinheit über einen zweiten Bewegungsmechanismus an dem Vorrichtungsrahmen befestigt ist.
  8. Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Vorrichtungsrahmen; eine Trägereinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen befestigt und konfiguriert ist, um ein zu bearbeitendes Objekt zu halten; eine Laserausgabeeinheit, die mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen abnehmbar ist; und eine Laserkonvergenzeinheit, die an dem Vorrichtungsrahmen befestigt ist, wobei die Laserausgabeeinheit umfasst: eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; und eine Ausgabeeinstelleinheit, die konfiguriert ist, um eine Ausgabe des Laserlichts einzustellen, und die Laserkonvergenzeinheit umfasst: einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während das Laserlicht moduliert wird; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; und ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des konvergierenden optischen Systems in einer Abbildungsbeziehung zueinander stehen.
  9. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Laserausgabeeinheit ferner eine Montagebasis umfasst, die konfiguriert ist, um die Laserlichtquelle und die Ausgabeeinstelleinheit zu halten und die mit Bezug auf den Vorrichtungsrahmen abnehmbar ist, und die Laserausgabeeinheit über die Montagebasis am Vorrichtungsrahmen befestigt ist.
  10. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Laserausgabeeinheit ferner einen Spiegel aufweist, der konfiguriert ist, um eine optische Achse des von der Laserausgabeeinheit emittierten Laserlichts einzustellen.
  11. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Ausgabeeinstelleinheit eine Polarisationsrichtung des Laserlichts einstellt.
  12. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Ausgabeeinstelleinheit eine A/2-Wellenplatte und eine Polarisationsplatte umfasst.
  13. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Laserausgabeeinheit ferner eine Laserlichtkollimationseinheit aufweist, die konfiguriert ist, um das Laserlicht zu kollimieren, während ein Durchmesser des Laserlichts eingestellt wird.
  14. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei der reflektierende räumliche Lichtmodulator, das optische Konvergenzsystem und das optische Abbildungssystem an Wellenlängenbänder von 500 nm bis 550 nm, von 1000 nm bis zu 500 nm 1150 nm und von 1300 nm bis 1400 nm angepasst sind.
  15. Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Trägereinheit, die konfiguriert ist, um ein zu verarbeitendes Objekt zu halten; eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; und ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des optischen Konvergenzsystems in einer Abbildungsbeziehung stehen, wobei in einem optischen Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator zu dem optischen Konvergenzsystem, zumindest ein optischer Pfad des Laserlichts, das durch das optische Abbildungssystem hindurchtritt, eine gerade Linie ist, und eine Vergrößerung M des telezentrischen optischen Doppelsystems die Beziehung 0,5<M<1 oder 1<M<2 erfüllt.
  16. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das optische Abbildungssystem ein erstes Linsensystem auf der Seite des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und ein zweites Linsensystem auf der Seite des optischen Konvergenzsystems umfasst, und die Vergrößerung M, eine erste Brennweite f1 des ersten Linsensystems und eine zweite Brennweite f2 des zweiten Linsensystems die Beziehung M=f2/f1 erfüllen.
  17. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Vergrößerung M die Beziehung 0,6 ≤ M ≤ 0,95 erfüllt.
  18. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Vergrößerung M die Beziehung 1,05 ≤ M ≤ 1,7 erfüllt.
  19. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei das erste Linsensystem und das zweite Linsensystem von einem Halter gehalten werden, der Halter eine konstante gegenseitige Positionsbeziehung zwischen dem ersten Linsensystem und dem zweiten Linsensystem in einer Richtung entlang der optischen Achse des Laserlichts aufrechthält, und die Positionseinstellung des ersten Linsensystems und des zweiten Linsensystems in der Richtung entlang der optischen Achse des Laserlichts durch Positionseinstellung des Halters durchgeführt wird.
  20. Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Trägereinheit, die konfiguriert ist, um ein zu verarbeitendes Objekt zu halten; eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während das Laserlicht moduliert wird; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des konvergierenden optischen Systems in einer Abbildungsbeziehung stehen; und einen Spiegel, der konfiguriert ist, um das Laserlicht, das durch das optische Abbildungssystem gelaufen ist, in Richtung des optischen Konvergenzsystems zu reflektieren, wobei der reflektierende räumliche Lichtmodulator das Laserlicht in einem spitzen Winkel entlang einer vorbestimmten Ebene reflektiert, ein optischer Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem Spiegel entlang der Ebene eingestellt wird, und ein optischer Pfad des Laserlichts von dem Spiegel zu dem optischen Konvergenzsystem entlang einer Richtung, die die Ebene schneidet, eingestellt wird.
  21. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei der optische Pfad des Laserlichts von dem Spiegel zu dem optischen Konvergenzsystem entlang einer Richtung orthogonal zu der Ebene eingestellt wird, und der Spiegel das Laserlicht im rechten Winkel reflektiert.
  22. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei der Spiegel ein dichroitischer Spiegel ist.
  23. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei der reflektierende räumliche Lichtmodulator das Laserlicht als P-polarisiertes Licht reflektiert, und der Spiegel das Laserlicht als S-polarisiertes Licht reflektiert.
  24. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, ferner umfassend eine Polarisationsrichtungseinstelleinheit, die in einem optischen Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle zu dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator angeordnet und konfiguriert ist, um eine Polarisationsrichtung des Laserlichts einzustellen.
  25. Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Trägereinheit, die konfiguriert ist, um ein zu verarbeitendes Objekt zu halten; eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, der konfiguriert ist, um das Laserlicht zu reflektieren, während er das Laserlicht moduliert; ein optisches Konvergenzsystem, das konfiguriert ist, um das Laserlicht an dem zu bearbeitenden Objekt zu konvergieren; ein optisches Abbildungssystem, das ein telezentrisches optisches Doppelsystem bildet, in dem eine Reflexionsfläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators und eine Eintrittspupillenebene des konvergierenden optischen Systems in einer Abbildungsbeziehung stehen; einen Spiegel, der so konfiguriert ist, dass er das Laserlicht, das durch das optische Abbildungssystem gelaufen ist, zu dem optischen Konvergenzsystem hin reflektiert; und einen ersten Sensor zum Erfassen von Verschiebungsdaten einer Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts, wobei ein optischer Pfad des Laserlichts von dem Spiegel zu dem konvergierenden optischen Konvergenzsystem entlang einer ersten Richtung eingestellt wird, ein optischer Pfad des Laserlichts von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator über das optische Abbildungssystem zu dem Spiegel entlang einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung eingestellt wird, und der erste Sensor auf einer Seite des optischen Konvergenzsystem in einer dritten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung angeordnet ist.
  26. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 25, wobei der Spiegel ein dichroitischer Spiegel ist.
  27. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, wobei der Spiegel das Laserlicht als S-polarisiertes Licht reflektiert.
  28. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, ferner umfassend: ein Gehäuse, das konfiguriert ist, um zumindest den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator, das optische Konvergenzsystem, das optische Abbildungssystem, den Spiegel und den ersten Sensor zu halten; und einen Bewegungsmechanismus, der konfiguriert ist, um das Gehäuse entlang der ersten Richtung zu bewegen, wobei das optischen Konvergenzsystem und der erste Sensor an einer Stirnseite des Gehäuses in der zweiten Richtung angebracht sind, und der Bewegungsmechanismus an einer Seitenfläche des Gehäuses in der dritten Richtung angebracht ist.
  29. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 28, ferner umfassend: einen Antriebsmechanismus, der konfiguriert ist, um das optischen Konvergenzsystem entlang der ersten Richtung zu bewegen, wobei das optischen Konvergenzsystem an der einen Stirnseite des Gehäuses in der zweiten Richtung über den Antriebsmechanismus angebracht ist.
  30. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei der reflektierende räumliche Lichtmodulator an einer anderen Stirnseite des Gehäuses in der zweiten Richtung angebracht ist.
  31. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, ferner umfassend: ein zweiter Sensor, der konfiguriert ist, um Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche des zu bearbeitenden Objekts zu erfassen, wobei der zweite Sensor auf einer anderen Seite des optischen Konvergenzsystems in der dritten Richtung angeordnet ist.
  32. Laserausgabevorrichtung, umfassend: eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, um Laserlicht zu emittieren; eine Ausgabeeinstelleinheit, die konfiguriert ist, um eine Ausgabe des von der Laserlichtquelle emittierten Laserlichts einzustellen; eine Spiegeleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Laserlicht, das die Ausgabeeinstelleinheit durchlaufen hat, nach außen emittiert; und eine Montagebasis mit einer Hauptfläche, auf der die Laserlichtquelle, die Ausgabeeinstelleinheit und die Spiegeleinheit angeordnet sind, wobei ein optischer Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle über die Ausgabeeinstelleinheit zu der Spiegeleinheit entlang einer Ebene parallel zu der Hauptfläche eingestellt wird, und die Spiegeleinheit einen Spiegel umfasst, der konfiguriert ist, um eine optische Achse des Laserlichts einzustellen, und das Laserlicht entlang einer Richtung, die die Ebene schneidet, nach außen zu emittieren.
  33. Laserausgabevorrichtung nach Anspruch 32, wobei die Spiegeleinheit das Laserlicht entlang einer Richtung orthogonal zu der Ebene nach außen emittiert.
  34. Laserausgabevorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, wobei die Ausgabeeinstelleinheit eine Polarisationsrichtung des von der Laserlichtquelle emittierten Laserlichts einstellt.
  35. Laserausgabevorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Ausgabeeinstelleinheit umfasst: eine λ/2-Wellenplatte, in die das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht entlang einer ersten Achse parallel zu der Ebene eintritt; einen ersten Halter, der konfiguriert ist, um die λ/2-Wellenplatte derart zu halten, dass die λ/2-Wellenplatte um die erste Achse als ein Mittelpunkt drehbar ist; ein Polarisationselement, in das das die A/2-Wellenplatte durchlaufene Laserlicht entlang einer zweiten Achse parallel zu der Ebene eintritt; und einen zweiten Halter, der konfiguriert ist, um das Polarisationselement derart zu halten, dass das Polarisationselement um die zweite Achse als ein Mittelpunkt drehbar ist.
  36. Laserausgabevorrichtung nach Anspruch 35, die ferner ein Korrekturelement für den optischen Pfad, das von dem zweiten Halter gehalten wird, umfasst, sodass es gemeinsam mit dem Polarisationselement um die zweite Achse als Mittelpunkt drehbar ist, und das konfiguriert ist, die optische Achse des Laserlichts zu der zweiten Achse zurückzuführen, wobei das Laserlicht aufgrund seiner Übertragung durch das Polarisationselement von der zweiten Achse abgewichen ist.
  37. Laserausgabevorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, wobei die erste Achse und die zweite Achse übereinstimmen.
  38. Laserausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 37, wobei die Spiegeleinheit eine Trägerbasis, und einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel, die jeweils den Spiegel bilden, umfasst, die Trägerbasis so an der Montagebasis angebracht ist, dass sie positionsverstellbar ist, der erste Spiegel so an der Trägerbasis befestigt ist, dass er winkeleinstellbar ist und das Laserlicht, das die Ausgabeeinstelleinheit entlang einer Richtung parallel zu der Ebene durchlaufen hat, reflektiert, und der zweite Spiegel so an der Trägerbasis befestigt ist, dass er winkeleinstellbar ist und das Laserlicht reflektiert, das von dem ersten Spiegel entlang der Richtung, die die Ebene schneidet, reflektiert wird.
  39. Laserausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 38, ferner umfassend eine Laserlichtkollimationseinheit, die auf einem optischen Pfad des Laserlichts von der Ausgabeeinstelleinheit zu der Spiegeleinheit angeordnet und konfiguriert ist, um das Laserlicht während der Einstellung eines Durchmessers des Laserlichts zu kollimieren.
  40. Laserausgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 39, ferner umfassend: eine Blende, die in einem optischen Pfad des Laserlichts von der Laserlichtquelle zu der Ausgabeeinstelleinheit angeordnet und konfiguriert ist, um den optischen Pfad des Laserlichts zu öffnen und zu schließen, wobei die Laserlichtquelle eine Funktion zum EIN/AUS-Schalten der Laserlichtausgabe umfasst.
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