JP2016002569A - Laser machining device - Google Patents

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知輝 芳野
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尚樹 村澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a modified layer of a good quality, while suppressing the generation of damage or ablation.SOLUTION: A beam splitter 421 divides an incident laser beam into a first laser beam 493 in a first direction, and a second laser beam 492 in a second direction. A circulation circuit 424 is equipped with mirrors 441a-441d, and the second laser beam 492 divided by the beam splitter 421 is circulated and made incident to the beam splitter 421 again. A laser beam 491 radiated by a laser emitting portion 141 is incident to the beam splitter 421, and the first laser beam 493 divided by the beam splitter 421 is incident to a condenser 143.

Description

本発明は、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光を被加工物の内部に集光して被加工物を加工するレーザー加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a workpiece by condensing a laser beam having a wavelength that is transmissive to the workpiece within the workpiece.

半導体ウェーハなどの板状の被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光を被加工物の内部に集光することによりストリートに沿って改質層を連続的に形成し、改質層の形成により強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより被加工物を分割する技術がある(特許文献1及び2参照)。また、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光を被加工物の表面または裏面に集光してアブレーション加工することによりストリートに沿って溝を形成し、溝に沿って外力を加えることにより被加工物を分割する技術もある(特許文献3参照)。   A modified layer is continuously formed along the street by condensing a laser beam having a wavelength that is transmissive to a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer inside the workpiece. There is a technique of dividing an object to be processed by applying an external force along a street whose strength has been reduced by forming (see Patent Documents 1 and 2). In addition, a laser beam having a wavelength that is absorptive with respect to the workpiece is condensed on the front or back surface of the workpiece and ablated to form a groove along the street, and an external force is applied along the groove. There is also a technique for dividing the workpiece by this (see Patent Document 3).

特許3408805号Japanese Patent No. 3408805 特開2008−170366号公報JP 2008-170366 A 特開2014−082241号公報JP 2014082421 A

しかし、所定深さの改質層や溝を形成するには、1回のレーザー光の照射では不十分であり、同じストリートに沿って集光点の深さを変えながら何度もレーザー光を照射する必要があるため、加工効率の点で問題がある。例えば、アブレーション加工により溝を形成する場合においては、1回目のレーザー光の照射で形成された溝の底に対し、デフォーカスして集光点を変更した上で、さらにレーザー光を照射する必要がある。   However, to form a modified layer or groove with a predetermined depth, it is not sufficient to irradiate with a single laser beam. The laser beam can be applied many times while changing the depth of the focal point along the same street. Since it is necessary to irradiate, there is a problem in terms of processing efficiency. For example, when a groove is formed by ablation, it is necessary to defocus the bottom of the groove formed by the first laser light irradiation, change the focal point, and then irradiate the laser light. There is.

また、被加工物の内部に改質層を形成する場合において、レーザー光を被加工物の裏面側から入射させると、レーザー加工に使用したレーザー光が集光点を抜けて、被加工物の表面に形成されたデバイスにダメージを与える場合がある。また、意に反して裏面がアブレーションにより気化する場合がある。レーザー光のパルス幅を短くして出力を小さくすれば、このようなダメージやアブレーションの問題の発生を回避することができるが、加工効率が低下するとともに、良質な改質層を形成することができないという問題が生じる。一方、パルス幅を短くする代わりに出力を大きくすれば、加工効率が向上し、良質な改質層を形成することができるが、裏面にアブレーションが発生しやすくなる。   In addition, when a modified layer is formed inside the workpiece, if the laser beam is incident from the back side of the workpiece, the laser beam used for laser processing passes through the condensing point, and the workpiece The device formed on the surface may be damaged. Moreover, the back surface may be vaporized due to ablation. If the pulse width of the laser beam is shortened to reduce the output, the occurrence of such damage and ablation problems can be avoided, but the processing efficiency is lowered and a good quality modified layer can be formed. The problem of not being able to occur. On the other hand, if the output is increased instead of shortening the pulse width, the processing efficiency can be improved and a high-quality modified layer can be formed, but ablation tends to occur on the back surface.

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、加工効率を低下させずに良質な改質層を形成することを目的とする。   The present invention has been considered in view of such problems, and an object thereof is to form a high-quality modified layer without reducing the processing efficiency.

本発明に係るレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された該被加工物に対してレーザー光を放射するレーザー発射部と、該レーザー発射部によって放射された該レーザー光を、複数のバーストレーザー光に変換するバースト生成手段と、該バースト生成手段によって生成された該複数のバーストレーザー光を、該被加工物の内部に集光させて該被加工物を加工する集光器と、を備えたレーザー加工装置であって、該バースト生成手段は、該レーザー発射部から放射されたレーザー光を、第1の方向へ向かう第1のレーザー光と、第2の方向へ向かう第2のレーザー光とに分割するビームスプリッタと、反射面を有するミラーを備え、該反射面で反射させ該第2のレーザー光を循環させて、該ビームスプリッタに再び入射させる循環回路と、を備え、該レーザー発射部によって放射された該レーザー光が該ビームスプリッタに入射し、該ビームスプリッタによって分割された該第1のレーザー光が該集光器に入射する。   A laser processing apparatus according to the present invention includes a holding unit that holds a workpiece, a laser emitting unit that emits laser light to the workpiece held by the holding unit, and a laser emitting unit that emits the laser beam. Burst generating means for converting the laser light into a plurality of burst laser lights, and the plurality of burst laser lights generated by the burst generating means are condensed inside the workpiece to be processed. A laser processing apparatus, wherein the burst generation means converts the laser light emitted from the laser emitting section into a first laser light directed in a first direction, A beam splitter that divides the laser beam into a second laser beam directed in the direction of 2 and a mirror having a reflecting surface, and reflects the beam on the reflecting surface and circulates the second laser beam, thereby splitting the beam splitter. A recirculation circuit that re-enters the laser beam, the laser beam emitted by the laser emitting unit is incident on the beam splitter, and the first laser beam split by the beam splitter is incident on the condenser To do.

前記ビームスプリッタは、入射した前記レーザー光を偏光面によって分割する偏光ビームスプリッタであり、前記循環回路は、該ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光の偏光面を回転させる1/2波長板を備え、該1/2波長板によって該偏光面を回転させた該第2のレーザー光が該ビームスプリッタに再び入射する構成とすることが好ましい。この場合においては、前記レーザー発射部によって放射された前記レーザー光の偏光面を回転させる第2の1/2波長板を備え、該第2の1/2波長板によって該偏光面を回転させた該レーザー光が前記ビームスプリッタに入射する構成とすることが好ましい。   The beam splitter is a polarization beam splitter that divides the incident laser beam by a polarization plane, and the circulation circuit rotates the polarization plane of the second laser beam divided by the beam splitter. It is preferable that the second laser beam, which includes a plate and whose polarization plane is rotated by the half-wave plate, is incident on the beam splitter again. In this case, a second half-wave plate for rotating the polarization plane of the laser light emitted by the laser emitting unit is provided, and the polarization plane is rotated by the second half-wave plate. It is preferable that the laser light is incident on the beam splitter.

前記循環回路は、前記ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光を集光させる凸レンズを備え、前記バースト生成手段によって生成された前記バーストレーザー光が該循環回路を循環した回数が多くなるほど、該バーストレーザー光を前記集光器が集光する集光点が該集光器に近くなるように構成することが好ましい。   The circulation circuit includes a convex lens that condenses the second laser light divided by the beam splitter, and the more the number of times the burst laser light generated by the burst generation unit circulates through the circulation circuit, It is preferable that the burst laser beam is configured so that a condensing point where the concentrator condenses the laser beam is close to the concentrator.

前記循環回路は、前記ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光を発散させる凹レンズを備え、前記バースト生成手段によって生成された前記バーストレーザー光が該循環回路を循環した回数が多くなるほど、該バーストレーザー光を前記集光器が集光する集光点が該集光器から遠くなるように構成することが好ましい。   The circulation circuit includes a concave lens that diverges the second laser light divided by the beam splitter, and the more the number of times the burst laser light generated by the burst generation unit circulates through the circulation circuit, the more It is preferable that the condensing point where the concentrator collects the burst laser light is far from the concentrator.

前記循環回路には、前記ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光のビーム径を拡大させるビームエキスパンダを備え、前記バースト生成手段によって生成された前記バーストレーザー光が該循環回路を循環した回数が多くなるほど、該バーストレーザー光の該ビーム径が大きくなるように構成することが好ましい。   The circulation circuit includes a beam expander that expands a beam diameter of the second laser light divided by the beam splitter, and the burst laser light generated by the burst generation unit circulates through the circulation circuit. It is preferable that the beam diameter of the burst laser light be increased as the number of times increases.

前記バースト生成手段は、前記循環回路の光路長を調整する光路長調整手段を備え、前記複数のバーストレーザー光の時間間隔が変更可能であることが好ましい。   Preferably, the burst generation means includes optical path length adjustment means for adjusting the optical path length of the circulation circuit, and the time intervals of the plurality of burst laser lights can be changed.

本発明に係るレーザー加工装置によれば、レーザー光を複数のバーストレーザー光に変換して被加工物に照射するので、加工効率を低下させずに良質な改質層やアブレーション溝を形成することができる。また、ビームスプリッタによって分割した第2のレーザー光を循環回路で循環させることより時間遅延を生じさせ、ビームスプリッタに再び入射させることにより、複数のバーストレーザー光を生成するため、バーストレーザー光のエネルギーは、徐々に減少していく。これにより、被加工物にダメージが与えられるのを防止することができる。   According to the laser processing apparatus according to the present invention, the laser beam is converted into a plurality of burst laser beams and irradiated onto the workpiece, so that a high-quality modified layer or ablation groove can be formed without reducing the processing efficiency. Can do. In addition, the second laser beam split by the beam splitter is caused to circulate in the circulation circuit, thereby causing a time delay and re-entering the beam splitter to generate a plurality of burst laser beams. Gradually decreases. Thereby, it can prevent that a workpiece is damaged.

ビームスプリッタが偏光ビームスプリッタであれば、ビームスプリッタに入射するレーザー光の偏光面の方向によって分割比率を変えることができるので、1/2波長板で偏光面を回転させる角度を変えることにより、バーストレーザー光のエネルギーの減少率を調整することができ、加工に最も適したバーストレーザー光を生成することができる。また、レーザー発射部が放射したレーザー光の偏光面を第2の1/2波長板で回転させる角度を変えることにより、最初のバーストレーザー光のエネルギー比率を調整することができるので、加工に最も適したバーストレーザー光を生成することができる。   If the beam splitter is a polarizing beam splitter, the split ratio can be changed depending on the direction of the polarization plane of the laser light incident on the beam splitter, so the burst can be changed by changing the angle of rotation of the polarization plane with a half-wave plate. The reduction rate of the energy of the laser beam can be adjusted, and a burst laser beam most suitable for processing can be generated. In addition, the energy ratio of the first burst laser light can be adjusted by changing the angle at which the polarization plane of the laser light emitted from the laser emitting part is rotated by the second half-wave plate. Suitable burst laser light can be generated.

バーストレーザー光の集光点が被加工物の厚さ方向に移動する構成とすれば、被加工物の厚さ方向に長い改質層やアブレーション溝を形成することができるとともに、改質層形成時におけるアブレーションの発生を防止することができる。   If the converging point of the burst laser beam moves in the thickness direction of the workpiece, it is possible to form a modified layer or ablation groove that is long in the thickness direction of the workpiece and to form a modified layer. Generation of ablation at the time can be prevented.

ビームスプリッタによって分割された第2のレーザー光を集光させる凸レンズを備え、バーストレーザー光の集光点が集光器に近づいていく構成とすれば、例えば、集光器から遠い側にダメージを受けやすいデバイスが形成された被加工物の表面を配置することにより、集光点がデバイスから遠ざかっていくので、デバイスにダメージが与えられるのを防止することができる。したがって、改質層の形成に好適である。   If a convex lens that condenses the second laser beam divided by the beam splitter is provided and the condensing point of the burst laser light approaches the concentrator, for example, damage to the far side from the concentrator is possible. By disposing the surface of the workpiece on which the easily received device is formed, the condensing point moves away from the device, so that the device can be prevented from being damaged. Therefore, it is suitable for forming a modified layer.

ビームスプリッタによって分割された第2のレーザー光を集光させる凹レンズを備え、バーストレーザー光の集光点が集光器から遠ざかっていく構成とすれば、例えば、集光器に遠い側にダメージを受けやすいデバイスが形成された被加工物の表面を配置することにより、集光点がデバイスに近づくほど、バーストレーザー光のエネルギーが小さくなるので、デバイスにダメージが与えられるのを防止することができる。また、被加工物の入射面に溝を形成するアブレーション加工において、1度のレーザー光の照射では足りない深さの溝を形成するのに好適である。   If a concave lens that condenses the second laser beam divided by the beam splitter is provided, and the condensing point of the burst laser beam moves away from the concentrator, for example, damage to the far side of the concentrator will occur. By arranging the surface of the workpiece on which the device that is easy to receive is placed, the energy of the burst laser light becomes smaller as the focal point gets closer to the device, so that the device can be prevented from being damaged. . Further, in the ablation processing in which a groove is formed on the incident surface of the workpiece, it is suitable for forming a groove having a depth that is not sufficient by one laser light irradiation.

循環回路を循環する回数が増えるほどバーストレーザー光のビーム径が大きくなっていく構成とすれば、バーストレーザー光のエネルギーが小さくなっていっても、集光点を小さくできるので、集光点におけるエネルギー密度を維持することができ、深さ方向に伸びる良質な改質層を形成することができる。   If the configuration is such that the beam diameter of the burst laser beam increases as the number of cycles in the circulation circuit increases, the focal point can be reduced even if the energy of the burst laser beam is reduced. The energy density can be maintained, and a high-quality modified layer extending in the depth direction can be formed.

循環回路の光路長を調整可能な構成とすれば、バーストレーザー光の時間間隔を調整できるので、加工に最も適したバーストレーザー光を生成することができる。   If the configuration is such that the optical path length of the circulation circuit can be adjusted, the time interval of the burst laser light can be adjusted, so that the burst laser light most suitable for processing can be generated.

レーザー加工装置を示す斜視図。The perspective view which shows a laser processing apparatus. レーザー照射手段を示す構成図。The block diagram which shows a laser irradiation means. バーストレーザー光の出力を示すグラフ。The graph which shows the output of a burst laser beam. 別のレーザー照射手段を示す構成図。The block diagram which shows another laser irradiation means. 更に別のレーザー照射手段を示す構成図。The block diagram which shows another laser irradiation means.

図1に示すレーザー加工装置10は、半導体ウェーハなどの板状の被加工物20を保持する保持手段11と、保持手段11を移動させる2つの送り手段12,13と、保持手段11に保持された被加工物Wに対してレーザー光を照射するレーザー照射手段14とを備えている。   A laser processing apparatus 10 shown in FIG. 1 is held by a holding unit 11 that holds a plate-shaped workpiece 20 such as a semiconductor wafer, two feeding units 12 and 13 that move the holding unit 11, and a holding unit 11. And laser irradiation means 14 for irradiating the workpiece W with laser light.

被加工物20の表面20aには複数のデバイスが形成されている。被加工物20は、例えば、デバイスを保護するための保護テープ21が表面20aに貼着され、保護テープTが貼着された側を下(−Z側)にして、裏面20bが露出した状態で保持手段11の保持面に載置される。保持手段11は、載置された被加工物を吸引保持する。   A plurality of devices are formed on the surface 20 a of the workpiece 20. In the workpiece 20, for example, a state in which a protective tape 21 for protecting a device is attached to the front surface 20a, a side on which the protective tape T is attached is down (−Z side), and a back surface 20b is exposed. Is placed on the holding surface of the holding means 11. The holding means 11 sucks and holds the placed workpiece.

送り手段12は、±X方向に平行なねじ軸122をモータ121が回転させることにより、ねじ軸122に係合した移動部123がガイド124に案内されて±X方向に移動する構成となっている。保持手段11は、移動部123に固定されていて、移動部123の移動に伴って、±X方向に移動する。   The feed unit 12 is configured such that when the motor 121 rotates the screw shaft 122 parallel to the ± X direction, the moving portion 123 engaged with the screw shaft 122 is guided by the guide 124 and moved in the ± X direction. Yes. The holding means 11 is fixed to the moving unit 123 and moves in the ± X direction as the moving unit 123 moves.

送り手段13は、±Y方向に平行なねじ軸132をモータ131が回転させることにより、ねじ軸132に係合した移動部133がガイド134に案内されて±Y方向に移動する構成となっている。送り手段12は、移動部133に固定されていて、移動部133の移動に伴って±Y方向に移動し、これに伴って、保持手段11も±Y方向に移動する。   The feeding means 13 is configured such that when the motor 131 rotates the screw shaft 132 parallel to the ± Y direction, the moving portion 133 engaged with the screw shaft 132 is guided by the guide 134 and moves in the ± Y direction. Yes. The feeding unit 12 is fixed to the moving unit 133, and moves in the ± Y direction as the moving unit 133 moves, and accordingly, the holding unit 11 also moves in the ± Y direction.

図2に示すように、レーザー照射手段14は、レーザー光491を放射するレーザー発射部141と、レーザー発射部141によって放射されたレーザー光491を複数のバーストレーザー光493に変換するバースト生成手段142と、バースト生成手段142によって生成された複数のバーストレーザー光493を被加工物20の内部に集光させる集光器143とを備える。なお、図2においては、図1に示した保護テープ21の図示を省略している。   As shown in FIG. 2, the laser irradiation unit 14 includes a laser emitting unit 141 that emits a laser beam 491, and a burst generation unit 142 that converts the laser beam 491 emitted by the laser emitting unit 141 into a plurality of burst laser beams 493. And a condenser 143 for condensing a plurality of burst laser beams 493 generated by the burst generation means 142 inside the workpiece 20. In FIG. 2, illustration of the protective tape 21 shown in FIG. 1 is omitted.

レーザー発射部141から放射されるレーザー光491は、直線偏光した平行光であり、バースト生成手段142によって生成されるバーストレーザー光493と同じパルス幅(例えば1ns〜10ns)を有する。   Laser light 491 emitted from the laser emitting unit 141 is linearly polarized parallel light, and has the same pulse width (for example, 1 ns to 10 ns) as the burst laser light 493 generated by the burst generation unit 142.

バースト生成手段142は、入射したレーザー光を2つのレーザー光492,493に分割するビームスプリッタ421と、ビームスプリッタ421によって分割されたレーザー光492を循環させてビームスプリッタ421に再び入射させる循環回路424とを備え、分割したレーザー光を循環回路424で遅延させることにより、複数のバーストレーザー光493を生成する。
また、集光器143は、例えば凸レンズを備え、バーストレーザー光493を集光点481に集光させる。
The burst generation unit 142 divides the incident laser beam into two laser beams 492 and 493, and a circulation circuit 424 that circulates the laser beam 492 divided by the beam splitter 421 and re-enters the beam splitter 421. And a plurality of burst laser beams 493 are generated by delaying the divided laser beams by the circulation circuit 424.
The condenser 143 includes a convex lens, for example, and condenses the burst laser light 493 at the condensing point 481.

ビームスプリッタ421は、例えば偏光ビームスプリッタであり、入射したレーザー光を偏光面によって2つに分岐させる。すなわち、ビームスプリッタ421は、入射レーザー光のうち、s偏光成分を反射し、p偏光成分を透過する。したがって、ビームスプリッタ421によるレーザー光の分割割合は、ビームスプリッタ421に入射するレーザー光の偏光面の向きによって定まる。例えば、偏光面と入射面とがなす角が45度である場合、ビームスプリッタ421は、入射したレーザー光を1:1に分割する。偏光面と入射面とがなす角が大きくなるほど、反射されるレーザー光の割合が高くなり、逆に、偏光面と入射面とがなす角が小さくなるほど、透過するレーザー光の割合が高くなる。   The beam splitter 421 is, for example, a polarization beam splitter, and branches incident laser light into two by the polarization plane. That is, the beam splitter 421 reflects the s-polarized component of the incident laser light and transmits the p-polarized component. Therefore, the division ratio of the laser light by the beam splitter 421 is determined by the direction of the polarization plane of the laser light incident on the beam splitter 421. For example, when the angle formed by the polarization plane and the incident plane is 45 degrees, the beam splitter 421 divides the incident laser light into 1: 1. The larger the angle formed between the polarization plane and the incident plane, the higher the ratio of reflected laser light. Conversely, the smaller the angle formed between the polarization plane and the incident plane, the higher the ratio of transmitted laser light.

レーザー発射部141から放射されたレーザー光491は、ビームスプリッタ421の反射面に対して45度の角度を有する方向からビームスプリッタ421に入射し、ビームスプリッタ421を透過してレーザー光491と同じ第1の方向へ進む第1のレーザー光493と、ビームスプリッタ421で反射してレーザー光491の進行方向に対して90度の角度をなす第2の方向へ進む第2のレーザー光492とに分割される。レーザー光491が直線偏光であり、ビームスプリッタ421が偏光ビームスプリッタであるため、偏光面と入射面とがなす角度を変えれば、レーザー光491の分割割合を変えることができる。   Laser light 491 emitted from the laser emitting unit 141 enters the beam splitter 421 from a direction having an angle of 45 degrees with respect to the reflection surface of the beam splitter 421, passes through the beam splitter 421, and is the same as the laser light 491. The first laser beam 493 traveling in the first direction and the second laser beam 492 traveling in the second direction reflected by the beam splitter 421 and making an angle of 90 degrees with respect to the traveling direction of the laser beam 491 are split. Is done. Since the laser beam 491 is linearly polarized light and the beam splitter 421 is a polarizing beam splitter, the division ratio of the laser beam 491 can be changed by changing the angle formed by the polarization plane and the incident plane.

ビームスプリッタ421で分割された第2のレーザー光492は、循環回路424を循環し、ビームスプリッタ421に再び入射する。ビームスプリッタ421に再入射するレーザー光495は、進行方向がレーザー光492と同じであり、レーザー光492とは正反対の側からビームスプリッタ421に入射して、2つのレーザー光492,493に分割される。レーザー光491とは逆に、第1のレーザー光493は、ビームスプリッタ421で反射されたレーザー光(すなわちs偏光成分)であり、第2のレーザー光492は、ビームスプリッタ421を透過したレーザー光(すなわちp偏光成分)である。   The second laser light 492 divided by the beam splitter 421 circulates in the circulation circuit 424 and enters the beam splitter 421 again. The laser beam 495 that re-enters the beam splitter 421 has the same traveling direction as the laser beam 492, enters the beam splitter 421 from the opposite side of the laser beam 492, and is split into two laser beams 492 and 493. The Contrary to the laser light 491, the first laser light 493 is laser light reflected by the beam splitter 421 (that is, the s-polarized component), and the second laser light 492 is laser light transmitted through the beam splitter 421. (That is, the p-polarized component).

循環回路424は、ビームスプリッタ421で分割された第2のレーザー光492を循環させてビームスプリッタ421に再び入射させる4つのミラー441a〜441dと、ミラー441a〜441dがレーザー光492を循環させる光路上に配設された1/2波長板442及び凸レンズ443とを備える。4つのミラー441a〜441dは、それぞれが、レーザー光を反射させる反射面を有している。   The circulation circuit 424 circulates the second laser beam 492 divided by the beam splitter 421 and re-enters the beam splitter 421, and an optical path through which the mirrors 441a to 441d circulate the laser beam 492. Are provided with a half-wave plate 442 and a convex lens 443. Each of the four mirrors 441a to 441d has a reflecting surface that reflects the laser light.

1/2波長板442は、入射したレーザー光の偏光面を回転させる。1/2波長板442がレーザー光の偏光面を回転させる角度は、1/2波長板442の遅相軸と偏光面とがなす角度によって定まる。1/2波長板442は、遅相軸の向きを調整できるように配置されている。遅相軸の向きを変えると、ビームスプリッタ421に再入射するレーザー光495の偏光面の向きが変わるので、ビームスプリッタ421におけるレーザー光495の分割割合を変えることができる。例えば、ビームスプリッタ421におけるレーザー光491の分割割合を1:1、レーザー光495の分割割合も同じく1:1であるとする。   The half-wave plate 442 rotates the polarization plane of the incident laser light. The angle at which the half-wave plate 442 rotates the polarization plane of the laser light is determined by the angle between the slow axis of the half-wave plate 442 and the polarization plane. The half-wave plate 442 is arranged so that the direction of the slow axis can be adjusted. When the direction of the slow axis is changed, the direction of the polarization plane of the laser beam 495 that reenters the beam splitter 421 is changed, so that the division ratio of the laser beam 495 in the beam splitter 421 can be changed. For example, it is assumed that the division ratio of the laser beam 491 in the beam splitter 421 is 1: 1 and the division ratio of the laser beam 495 is also 1: 1.

凸レンズ443は、入射したレーザー光を集光させる。凸レンズ443の焦点距離は、循環回路424の光路長Lよりも長く、例えば光路長Lの数十倍〜数百倍程度である。すなわち、凸レンズ443は、開口数(NA)が非常に小さく、倍率が非常に低いレンズである。   The convex lens 443 collects the incident laser light. The focal length of the convex lens 443 is longer than the optical path length L of the circulation circuit 424, and is, for example, about several tens to several hundred times the optical path length L. That is, the convex lens 443 is a lens having a very small numerical aperture (NA) and a very low magnification.

図1に示したレーザー加工装置10において、保持手段11に保持された被加工物20の内部にレーザー光を集光して改質層を形成する場合、レーザー照射手段14は、保持手段11に保持された被加工物20の裏面20b側に向けて、上方(+Z側)から、被加工物を透過する波長(被加工物がシリコンで形成されている場合、例えば1064nm)でパルス幅が非常に短い(例えば1ns〜10ns)バーストレーザー光を照射し、被加工物の内部に集光させる。   In the laser processing apparatus 10 shown in FIG. 1, when the modified layer is formed by condensing the laser light inside the workpiece 20 held by the holding means 11, the laser irradiation means 14 is placed on the holding means 11. From the upper side (+ Z side) toward the back surface 20b of the workpiece 20 held, the pulse width is extremely high at a wavelength that passes through the workpiece (for example, 1064 nm when the workpiece is formed of silicon). Are irradiated with a short (for example, 1 ns to 10 ns) burst laser light to be condensed inside the workpiece.

図3に示すように、レーザー発射部141がレーザー光491aを放射すると、そのうちの半分は、ビームスプリッタ421を透過して最初のバーストレーザー光493aとなる。   As shown in FIG. 3, when the laser emitting unit 141 emits the laser light 491a, half of the light is transmitted through the beam splitter 421 and becomes the first burst laser light 493a.

レーザー光491aのうち残りの半分は、ビームスプリッタ421で反射してレーザー光492(図2参照)となり、循環回路424を一周して、ビームスプリッタ421に再び入射する。そのうちの半分は、ビームスプリッタ421で反射して二番目のバーストレーザー光493bとなる。循環回路424の光路長をLとすると、循環回路424を一周するには、循環回路424の光路長Lを光速cで割った時間L/cだけかかるので、最初のバーストレーザー光493aと二番目のバーストレーザー光493bとの時間差482は、L/cとなる。   The other half of the laser light 491a is reflected by the beam splitter 421 to become laser light 492 (see FIG. 2), goes around the circulation circuit 424, and enters the beam splitter 421 again. Half of them are reflected by the beam splitter 421 to become the second burst laser beam 493b. Assuming that the optical path length of the circulation circuit 424 is L, it takes only the time L / c obtained by dividing the optical path length L of the circulation circuit 424 by the speed of light c to go around the circulation circuit 424. Therefore, the first burst laser beam 493a and the second The time difference 482 from the burst laser beam 493b is L / c.

ビームスプリッタ421に再入射したレーザー光のうち残りの半分は、ビームスプリッタ421を透過してレーザー光492となり、循環回路424を更に一周して、ビームスプリッタ421に再び入射する。そのうちの半分は、ビームスプリッタ421で反射して三番目のレーザー光493cとなり、残りの半分は、ビームスプリッタ421を透過してレーザー光492となる。これを繰り返すことにより、複数のバーストレーザー光493が生成される。バーストレーザー光493は、所定の時間差482で繰り返し放射され、その出力は、等比級数的に減衰していく。   The remaining half of the laser light re-entered on the beam splitter 421 passes through the beam splitter 421 to become laser light 492, makes a further round of the circulation circuit 424, and enters the beam splitter 421 again. Half of the light is reflected by the beam splitter 421 to become the third laser light 493c, and the other half is transmitted through the beam splitter 421 to become the laser light 492. By repeating this, a plurality of burst laser beams 493 are generated. The burst laser beam 493 is repeatedly emitted at a predetermined time difference 482, and the output thereof is attenuated in a geometric series.

減衰により出力がほぼ0になると、レーザー発射部141は、新たなレーザー光491aを放射する。そして、上記と同様に、ビームスプリッタ421でバーストレーザー光493a,493b,493c,・・・を生成して被加工物20の内部に集光し、改質層を形成する。バーストレーザー光1つ当たりのエネルギーは小さいので、アブレーションや抜け光によるダメージの発生を抑えることができる。また、バーストレーザー光1つ当たりのエネルギーが小さくても、繰り返し照射される複数のバーストレーザー光を合わせた全体としてのエネルギーが大きくなるので、被加工物の内部に良質な改質層を形成することができ、加工効率も低下しない。   When the output becomes almost zero due to attenuation, the laser emitting unit 141 emits a new laser beam 491a. In the same manner as described above, burst laser beams 493a, 493b, 493c,... Are generated by the beam splitter 421 and condensed inside the workpiece 20 to form a modified layer. Since the energy per burst laser beam is small, the occurrence of damage due to ablation or light leakage can be suppressed. Moreover, even if the energy per burst laser beam is small, the total energy of a plurality of burst laser beams repeatedly irradiated increases, so that a high-quality modified layer is formed inside the workpiece. And the processing efficiency is not lowered.

集光点481における改質層の形成に寄与しなかったバーストレーザー光493は、集光点481を抜けて、被加工物20の表面に形成されたデバイスに到達する。しかし、バーストレーザー光1つ当たりのエネルギーは小さいので、裏面20bにアブレーションを発生させることはなく、単独でデバイスにダメージを与えることもない。複数のバーストレーザー光を繰り返し照射することにより、エネルギーが蓄積されてデバイスがダメージを受けやすくなるが、繰り返し照射される複数のバーストレーザー光が徐々に減衰していくので、バーストレーザー光のエネルギーが小さくなり、デバイスがダメージを受けるのを防ぐことができる。   The burst laser beam 493 that has not contributed to the formation of the modified layer at the condensing point 481 passes through the condensing point 481 and reaches the device formed on the surface of the workpiece 20. However, since the energy per one burst laser beam is small, no ablation occurs on the back surface 20b, and the device alone is not damaged. By repeatedly irradiating multiple burst laser beams, energy is accumulated and the device is easily damaged. However, the multiple burst laser beams irradiated repeatedly are gradually attenuated, so the energy of the burst laser beam is reduced. It can be smaller and prevent the device from being damaged.

最初のバーストレーザー光493aの強度と、二番目以降のバーストレーザー光の合計強度との比率は、レーザー光491の分割割合によって定まる。レーザー光491の偏光面と入射面とがなす角度を小さくして透過光の割合を大きくすれば、最初のバーストレーザー光493aが強くなる。逆に、レーザー光491の偏光面と入射面とがなす角度を大きくして反射光の割合を大きくすれば、最初のバーストレーザー光493aが弱くなる。レーザー光491の偏光面と入射面とがなす角度を最大の90度にすれば、最初のバーストレーザー光493aの強度は0になる。   The ratio between the intensity of the first burst laser beam 493a and the total intensity of the second and subsequent burst laser beams is determined by the division ratio of the laser beam 491. If the angle between the plane of polarization of the laser light 491 and the incident surface is reduced to increase the ratio of transmitted light, the first burst laser light 493a becomes stronger. Conversely, if the angle between the polarization plane and the incident plane of the laser beam 491 is increased to increase the ratio of the reflected light, the first burst laser beam 493a becomes weaker. If the angle between the plane of polarization of the laser beam 491 and the incident surface is 90 degrees, the intensity of the first burst laser beam 493a becomes zero.

二番目以降のバーストレーザー光の強度と、その次のバーストレーザー光の強度との比率(減衰率)は、レーザー光495の分割割合によって定まる。レーザー光491の偏光面と入射面とがなす角度を小さくして透過光の割合を大きくすれば、減衰率が小さくなる。逆に、レーザー光491の偏光面と入射面とがなす角度を大きくして反射光の割合を大きくすれば、減衰率が大きくなる。   The ratio (attenuation rate) between the intensity of the second and subsequent burst laser lights and the intensity of the next burst laser light is determined by the division ratio of the laser light 495. If the angle between the plane of polarization of the laser light 491 and the incident surface is reduced to increase the ratio of transmitted light, the attenuation factor is reduced. Conversely, if the angle formed by the plane of polarization of the laser beam 491 and the incident surface is increased to increase the ratio of reflected light, the attenuation rate increases.

このように、複数のバーストレーザー光の強度比率を比較的自由に変えることができるので、複数のバーストレーザー光の強度パターンを、アブレーションやダメージの発生を抑えつつ良質の改質層を形成するのに最適なパターンにすることができる。   In this way, the intensity ratio of multiple burst laser beams can be changed relatively freely, so the quality pattern of multiple burst laser beams can be formed while suppressing the generation of ablation and damage. The pattern can be optimized.

次に、凸レンズ443の効果について説明する。
レーザー発射部141が放射するレーザー光491は平行光であるため、レーザー光491から分割された最初のバーストレーザー光493aも平行光であり、したがって、集光器143がレーザー光493aを集光する集光点481(図2参照)は、集光器143の焦点である。
Next, the effect of the convex lens 443 will be described.
Since the laser light 491 emitted from the laser emitting unit 141 is parallel light, the first burst laser light 493a divided from the laser light 491 is also parallel light, and thus the condenser 143 collects the laser light 493a. A condensing point 481 (see FIG. 2) is a focal point of the condenser 143.

一方、レーザー光491から分割されたレーザー光492も平行光であるが、循環回路424を一周してきたレーザー光495は、焦点距離が非常に長い凸レンズ443を通過することにより、ほとんど平行光であるが、わずかに集光する傾向のある光になっている。そこから分割された二番目のバーストレーザー光493を集光器143が集光する集光点481は、集光器143の焦点よりもわずかに集光器143に近くなる。レーザー光495から分割されたレーザー光492が循環回路424を更に一周してくると、凸レンズ443をもう一度通過するので、集光傾向が強まる。したがって、集光点481は更に集光器143に近くなる。   On the other hand, the laser light 492 split from the laser light 491 is also parallel light, but the laser light 495 that has made a round of the circulation circuit 424 passes through the convex lens 443 having a very long focal length, and is almost parallel light. However, the light tends to be slightly collected. The condensing point 481 where the concentrator 143 condenses the second burst laser beam 493 divided from there is slightly closer to the concentrator 143 than the focal point of the concentrator 143. When the laser beam 492 divided from the laser beam 495 further goes around the circulation circuit 424, the laser beam 492 passes through the convex lens 443 once again, so that the tendency to condense becomes stronger. Therefore, the condensing point 481 is further closer to the condenser 143.

このように、レーザー光が循環回路を一周するたびに凸レンズ443を通過して集光傾向が強まるので、バーストレーザー光493の集光点は、少しずつ集光器143に近づいていく。集光点481が少しずつ移動するので、被加工物の厚さ方向に長い改質層を形成することができ、被加工物を容易に分割できるようにすることができる。また、複数のバーストレーザー光493の集光点が移動せず同じ位置に集光する場合と比べて、裏面20bにおけるアブレーションの発生を抑えることができる。   In this way, every time the laser light goes around the circulation circuit, it passes through the convex lens 443 and the condensing tendency becomes stronger, so that the condensing point of the burst laser light 493 gradually approaches the condenser 143. Since the condensing point 481 moves little by little, a long modified layer in the thickness direction of the workpiece can be formed, and the workpiece can be easily divided. Moreover, compared with the case where the condensing points of the plurality of burst laser beams 493 do not move and are condensed at the same position, the occurrence of ablation on the back surface 20b can be suppressed.

また、バーストレーザー光のエネルギーが蓄積されてデバイスがダメージを受けやすくなるほど、集光点が徐々にデバイスから遠ざかるので、集光点を抜けてデバイスに到達するバーストレーザー光が発散し、エネルギー密度が小さくなる。バーストレーザー光のエネルギー自体が小さくなるだけでなく、デバイスに到達するバーストレーザー光のエネルギー密度が薄くなるので、バーストレーザー光がデバイスに与えるエネルギーは更に小さくなり、デバイスがダメージを受けるのを防ぐことができる。   Also, as the energy of the burst laser beam is accumulated and the device is more susceptible to damage, the focal point gradually moves away from the device, so the burst laser beam that reaches the device through the focal point diverges and the energy density increases. Get smaller. Not only does the energy of the burst laser light itself decrease, but the energy density of the burst laser light that reaches the device is reduced, so the energy that the burst laser light gives to the device is further reduced, preventing the device from being damaged. Can do.

図4に示すレーザー照射手段14Aは、レーザー照射手段14の代わりとしてレーザー加工装置10に用いることができるものであり、レーザー照射手段14と比較すると、循環回路424が、凸レンズ443の代わりに、入射したレーザー光を発散させるレンズ443Aを備える点が異なる。   The laser irradiation means 14A shown in FIG. 4 can be used in the laser processing apparatus 10 in place of the laser irradiation means 14, and compared with the laser irradiation means 14, the circulation circuit 424 has an incidence instead of the convex lens 443. The difference is that a lens 443A for diverging the laser beam is provided.

レンズ443Aは、例えば凹レンズであり、凸レンズ443と同様、焦点距離が循環回路424の光路長Lよりも長く、例えば光路長Lの数十倍〜数百倍程度である。すなわち、レンズ443Aは、開口数(NA)が非常に小さく、倍率が非常に低いレンズである。   The lens 443A is, for example, a concave lens, and has a focal length longer than the optical path length L of the circulation circuit 424, for example, about several tens to several hundred times the optical path length L, like the convex lens 443. That is, the lens 443A is a lens having a very small numerical aperture (NA) and a very low magnification.

レーザー発射部141が放射するレーザー光491は平行光であるため、レーザー光491から分割された最初のバーストレーザー光493aも平行光であり、したがって、集光器143がレーザー光493aを集光する集光点481は、集光器143の焦点である。   Since the laser light 491 emitted from the laser emitting unit 141 is parallel light, the first burst laser light 493a divided from the laser light 491 is also parallel light, and thus the condenser 143 collects the laser light 493a. A condensing point 481 is a focal point of the condenser 143.

レーザー光491から分割されたレーザー光492も平行光であるが、循環回路424を一周してきたレーザー光495は、焦点距離が非常に長いレンズ443Aを通過することにより、ほとんど平行光であるが、わずかに発散する傾向のある光になっている。そこから分割された二番目のバーストレーザー光493を集光器143が集光する集光点481は、集光器143の焦点よりもわずかに集光器143から遠くなる。レーザー光495から分割されたレーザー光492が循環回路424を更に一周してくると、レンズ443Aをもう一度通過するので、発散傾向が強まる。したがって、集光点481は更に集光器143から遠くなる。   The laser beam 492 split from the laser beam 491 is also a parallel beam, but the laser beam 495 that has made a round of the circulation circuit 424 is almost a parallel beam by passing through the lens 443A having a very long focal length. The light tends to diverge slightly. A condensing point 481 at which the concentrator 143 condenses the second burst laser light 493 divided therefrom is slightly farther from the concentrator 143 than the focal point of the concentrator 143. When the laser beam 492 split from the laser beam 495 further goes around the circulation circuit 424, the laser beam 492 passes through the lens 443A once again, and the tendency to diverge is increased. Therefore, the condensing point 481 is further away from the condenser 143.

このように、レーザー光が循環回路を一周するたびにレンズ443Aを通過して発散傾向が強まるので、バーストレーザー光493の集光点481は、少しずつ集光器143から遠ざかっていく。集光点481が少しずつ移動するので、被加工物の厚さ方向に長い改質層を形成することができ、被加工物を容易に分割できるようにすることができる。また、複数のバーストレーザー光493の集光点が移動せず同じ位置に集光する場合と比べて裏面20bにおけるアブレーションの発生を抑えることができる。   In this way, every time the laser beam goes around the circulation circuit, the laser beam passes through the lens 443A, and the tendency of divergence becomes stronger. Therefore, the condensing point 481 of the burst laser beam 493 gradually moves away from the condenser 143. Since the condensing point 481 moves little by little, a long modified layer in the thickness direction of the workpiece can be formed, and the workpiece can be easily divided. Moreover, compared with the case where the condensing points of the plurality of burst laser beams 493 do not move and are condensed at the same position, generation of ablation on the back surface 20b can be suppressed.

集光点が徐々にデバイスに近づくので、集光点を抜けてデバイスに到達するバーストレーザー光のエネルギー密度が大きくなるが、バーストレーザー光のエネルギーが小さくなっているので、バーストレーザー光がデバイスに与えるエネルギーは小さくなり、デバイスがダメージを受けるのを防ぐことができる。これにより、デバイスに比較的近い位置まで改質層を形成することができる。
なお、裏面20bなどの入射面をアブレーション加工する際には、最初の照射で形成された溝の底よりも深い位置に集光していくことができ、厚さ方向に深いアブレーション溝を形成することができる。
As the condensing point gradually approaches the device, the energy density of the burst laser light that passes through the condensing point and reaches the device increases, but the energy of the burst laser light decreases, so that the burst laser light enters the device. The amount of energy applied is reduced, and the device can be prevented from being damaged. Thereby, the modified layer can be formed to a position relatively close to the device.
In addition, when the incident surface such as the back surface 20b is ablated, the light can be condensed at a position deeper than the bottom of the groove formed by the first irradiation, and a deep ablation groove is formed in the thickness direction. be able to.

図5に示すレーザー照射手段14Bは、レーザー照射手段14の代わりとしてレーザー加工装置10に用いることができるものであり、レーザー照射手段14と比較すると、レーザー発射部141とバースト生成手段142との間に配設された第2の1/2波長板145を備える点と、バースト生成手段142が、循環回路424の光路長を調整する光路長調整手段425を備える点と、循環回路424が、凸レンズ443の代わりに、入射したレーザー光のビーム径を拡大するビームエキスパンダ444を備える点とが異なる。   The laser irradiation means 14B shown in FIG. 5 can be used in the laser processing apparatus 10 in place of the laser irradiation means 14. Compared with the laser irradiation means 14, the laser irradiation means 14 B is provided between the laser emitting unit 141 and the burst generation means 142. A second half-wave plate 145 disposed on the optical path length, a burst generation unit 142 includes an optical path length adjustment unit 425 that adjusts an optical path length of the circulation circuit 424, and a circulation circuit 424 includes a convex lens. The difference is that a beam expander 444 that expands the beam diameter of the incident laser light is provided instead of 443.

1/2波長板145は、入射したレーザー光の偏光面を回転させる。1/2波長板442は、遅相軸の向きを調整できるように配置されており、遅相軸の向きを変えると、ビームスプリッタ421に入射するレーザー光496の偏光面の向きが変わるので、ビームスプリッタ421におけるレーザー光496の分割割合を変えることができる。これにより、最初のバーストレーザー光の強度を容易に変えることができ、複数のバーストレーザー光の強度パターンを、アブレーションやダメージの発生を抑えつつ良質の改質層を形成するのに最適なパターンにすることができる。   The half-wave plate 145 rotates the polarization plane of the incident laser light. The half-wave plate 442 is arranged so that the direction of the slow axis can be adjusted. When the direction of the slow axis is changed, the direction of the polarization plane of the laser light 496 incident on the beam splitter 421 changes. The division ratio of the laser light 496 in the beam splitter 421 can be changed. As a result, the intensity of the first burst laser beam can be easily changed, and the intensity pattern of multiple burst laser beams can be changed to an optimum pattern for forming a high quality modified layer while suppressing the occurrence of ablation and damage. can do.

光路長調整手段425は、例えばボールねじ機構を備え、2つのミラー441b,44cを移動させることにより、循環回路424の光路長Lを変更する。光路長Lが長くなれば、複数のバーストレーザー光493の時間間隔が広くなる。逆に、光路長Lが短くなれば、複数のバーストレーザー光493の時間間隔が狭くなる。複数のバーストレーザー光493の時間間隔を比較的自由に変更することができるので、アブレーションやダメージの発生を抑えつつ良質の改質層を形成するのに最適な時間間隔にすることができる。   The optical path length adjusting means 425 includes, for example, a ball screw mechanism, and changes the optical path length L of the circulation circuit 424 by moving the two mirrors 441b and 44c. As the optical path length L increases, the time interval between the plurality of burst laser beams 493 increases. Conversely, when the optical path length L is shortened, the time interval between the plurality of burst laser beams 493 is narrowed. Since the time intervals of the plurality of burst laser beams 493 can be changed relatively freely, it is possible to set the time interval optimal for forming a high-quality modified layer while suppressing generation of ablation and damage.

ビームエキスパンダ444は、レーザー光の平行度は変えずに、光束を広げる。レーザー発射部141が放射するレーザー光491は平行光であるため、バーストレーザー光493は、ビームエキスパンダ444を何回通過したものであっても、平行光のままであり、したがって、集光器143がレーザー光493を集光する集光点481の位置は、集光点481の焦点から変化しないが、ビームエキスパンダ444がビーム径を大きくした分、集光点481の大きさが小さくなっていく。これにより、集光点481におけるエネルギー密度が高くなり、バーストレーザー光のエネルギーが小さくなっていくことによるエネルギー密度の減少を相殺するので、良質の改質層を形成することができる。   The beam expander 444 expands the light flux without changing the parallelism of the laser light. Since the laser light 491 emitted by the laser emitting unit 141 is parallel light, the burst laser light 493 remains parallel light no matter how many times it passes through the beam expander 444. The position of the condensing point 481 where the laser beam 493 condenses the laser beam 493 does not change from the focal point of the condensing point 481, but the size of the condensing point 481 decreases as the beam expander 444 increases the beam diameter. To go. As a result, the energy density at the condensing point 481 is increased, and the decrease in energy density due to the decrease in the energy of the burst laser beam is offset, so that a high-quality modified layer can be formed.

なお、1/2波長板145、光路長調整手段425及びビームエキスパンダ444は、それぞれが独立した効果を奏するものであるから、レーザー照射手段14Bは、第2の1/2波長板145を備えない構成であってもよいし、光路長調整手段425を備えない構成であってもよいし、ビームエキスパンダ444を備えない構成であってもよい。
また、前述したレーザー照射手段14やレーザー照射手段14Aが、第2の1/2波長板145を備える構成であってもよいし、光路長調整手段425を備える構成であってもよいし、ビームエキスパンダ444を備える構成であってもよい。
1/2波長板145を設ける代わりに、例えば、レーザー光491の光軸を中心としてレーザー発射部141とビームスプリッタ421とを相対的に回動可能とする偏光面調整部を設けるなど、他の構成によりビームスプリッタ421に入射するレーザー光の偏光面の向きを調整可能とする構成であってもよい。
凸レンズ443やレンズ443Aを循環回路424に設ける代わりに、ビームスプリッタ421の手前にレンズを設け、レーザー発射部141から放射されたレーザー光を集光させ又は発散させる構成であってもよい。その場合、レーザー光がレンズを通過する回数は、循環回数にかかわらず1回であるが、循環回数が増えると、レンズと集光器143との間の光路長が長くなるので、集光点481が移動する。
ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタに限らず、例えばハーフミラーなど、分割割合が所定の非偏光ビームスプリッタであってもよい。
循環回路424のミラーの数は、4つに限らず、他の数でもよい。なお、ビームスプリッタ421を通過させずに、第2のレーザー光492を反対側からビームスプリッタ421に再入射させるためには、ミラーが3つ以上必要である。また、循環回路424は、ミラーに限らず、例えば光ファイバーなどを用いて構成してもよい。
Since the half-wave plate 145, the optical path length adjusting means 425, and the beam expander 444 have independent effects, the laser irradiation means 14B includes the second half-wave plate 145. A configuration without the optical path length adjusting unit 425 or a configuration without the beam expander 444 may be used.
Further, the laser irradiation means 14 and the laser irradiation means 14A described above may be configured to include the second half-wave plate 145, or may be configured to include the optical path length adjusting means 425, or the beam. The structure provided with the expander 444 may be sufficient.
Instead of providing the half-wave plate 145, for example, a polarization plane adjustment unit that can relatively rotate the laser emitting unit 141 and the beam splitter 421 around the optical axis of the laser light 491 is provided. The configuration may be such that the orientation of the polarization plane of the laser light incident on the beam splitter 421 can be adjusted by the configuration.
Instead of providing the convex lens 443 and the lens 443A in the circulation circuit 424, a lens may be provided in front of the beam splitter 421 to collect or diverge the laser light emitted from the laser emitting unit 141. In this case, the number of times that the laser beam passes through the lens is one regardless of the number of circulations. However, as the number of circulations increases, the optical path length between the lens and the condenser 143 becomes longer. 481 moves.
The beam splitter is not limited to the polarization beam splitter, and may be a non-polarization beam splitter having a predetermined division ratio such as a half mirror.
The number of mirrors in the circulation circuit 424 is not limited to four, and may be other numbers. In order to make the second laser beam 492 reenter the beam splitter 421 from the opposite side without passing through the beam splitter 421, three or more mirrors are necessary. Further, the circulation circuit 424 is not limited to a mirror, and may be configured using, for example, an optical fiber.

10 レーザー加工装置、11 保持手段、
12,13 送り手段、121,131 モータ、122,132 ねじ軸、
123,133 移動部、124,134 ガイド、
14,14A,14B レーザー照射手段、141 レーザー発射部、
142 バースト生成手段、421 ビームスプリッタ、424 循環回路、
425 光路長調整手段、441a〜441d ミラー、
145,442 1/2波長板、
443 凸レンズ、443A レンズ、444 ビームエキスパンダ、
143 集光器、481 集光点、482 時間差、
491〜496,491a,491b,493a〜493c レーザー光、
20 被加工物
10 laser processing apparatus, 11 holding means,
12, 13 Feed means, 121, 131 Motor, 122, 132 Screw shaft,
123, 133 moving part, 124, 134 guide,
14, 14A, 14B Laser irradiation means, 141 laser emitting part,
142 burst generation means, 421 beam splitter, 424 circulation circuit,
425 optical path length adjusting means, 441a to 441d mirror,
145,442 half-wave plate,
443 convex lens, 443A lens, 444 beam expander,
143 concentrator, 481 condensing point, 482 time difference,
491 to 496, 491a, 491b, 493a to 493c laser light,
20 Workpiece

Claims (7)

被加工物を保持する保持手段と、
該保持手段に保持された該被加工物に対してレーザー光を放射するレーザー発射部と、
該レーザー発射部によって放射された該レーザー光を、複数のバーストレーザー光に変換するバースト生成手段と、
該バースト生成手段によって生成された該複数のバーストレーザー光を、該被加工物の内部に集光させて該被加工物を加工する集光器と、
を備えたレーザー加工装置であって、
該バースト生成手段は、
該レーザー発射部から放射されたレーザー光を、第1の方向へ向かう第1のレーザー光と、第2の方向へ向かう第2のレーザー光とに分割するビームスプリッタと、
反射面を有するミラーを備え、該反射面で反射させ該第2のレーザー光を循環させて、該ビームスプリッタに再び入射させる循環回路と、
を備え、
該レーザー発射部によって放射された該レーザー光が該ビームスプリッタに入射し、該ビームスプリッタによって分割された該第1のレーザー光が該集光器に入射する、レーザー加工装置。
Holding means for holding the workpiece;
A laser emitting unit that emits laser light to the workpiece held by the holding means;
Burst generating means for converting the laser light emitted by the laser emitting unit into a plurality of burst laser lights;
A concentrator for processing the workpiece by condensing the plurality of burst laser beams generated by the burst generating means inside the workpiece;
A laser processing apparatus comprising:
The burst generation means includes:
A beam splitter that divides the laser light emitted from the laser emitting unit into a first laser light traveling in a first direction and a second laser light traveling in a second direction;
A circulation circuit comprising a mirror having a reflection surface, circulating the second laser light reflected by the reflection surface and re-entering the beam splitter;
With
The laser processing apparatus, wherein the laser light emitted by the laser emitting unit is incident on the beam splitter, and the first laser light divided by the beam splitter is incident on the condenser.
前記ビームスプリッタは、入射した前記レーザー光を偏光面によって分割する偏光ビームスプリッタであり、
前記循環回路は、
該ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光の偏光面を回転させる1/2波長板を備え、
該1/2波長板によって該偏光面を回転させた該第2のレーザー光が、該ビームスプリッタに再び入射する、請求項1記載のレーザー加工装置。
The beam splitter is a polarization beam splitter that divides the incident laser light by a polarization plane;
The circulation circuit is
A half-wave plate for rotating the polarization plane of the second laser beam divided by the beam splitter;
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the second laser light whose polarization plane is rotated by the half-wave plate is incident on the beam splitter again.
前記レーザー発射部によって放射された前記レーザー光の偏光面を回転させる第2の1/2波長板を備え、
該第2の1/2波長板によって該偏光面を回転させた該レーザー光が、前記ビームスプリッタに入射する、請求項2記載のレーザー加工装置。
A second half-wave plate that rotates the plane of polarization of the laser light emitted by the laser emitting unit;
3. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the laser light having the polarization plane rotated by the second half-wave plate is incident on the beam splitter.
前記循環回路は、
前記ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光を集光させる凸レンズを備え、
前記バースト生成手段によって生成された前記バーストレーザー光が該循環回路を循環した回数が多くなるほど、該バーストレーザー光を前記集光器が集光する集光点が該集光器に近くなる、請求項1〜3のいずれかに記載のレーザー加工装置。
The circulation circuit is
A convex lens for condensing the second laser beam divided by the beam splitter;
The more the number of times the burst laser light generated by the burst generation means circulates in the circulation circuit, the closer the condensing point at which the light collector collects the burst laser light is closer to the light collector. Item 4. The laser processing apparatus according to any one of Items 1 to 3.
前記循環回路は、
前記ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光を発散させる凹レンズを備え、
前記バースト生成手段によって生成された前記バーストレーザー光が該循環回路を循環した回数が多くなるほど、該バーストレーザー光を前記集光器が集光する集光点が該集光器から遠くなる、請求項1〜3のいずれかに記載のレーザー加工装置。
The circulation circuit is
A concave lens for diverging the second laser beam divided by the beam splitter,
The more the number of times that the burst laser light generated by the burst generation means circulates in the circulation circuit, the farther the condensing point at which the condenser condenses the burst laser light is farther from the condenser. Item 4. The laser processing apparatus according to any one of Items 1 to 3.
前記循環回路には、
前記ビームスプリッタによって分割された前記第2のレーザー光のビーム径を拡大させるビームエキスパンダを備え、
前記バースト生成手段によって生成された前記バーストレーザー光が該循環回路を循環した回数が多くなるほど、該バーストレーザー光の該ビーム径が大きくなる、請求項1〜3のいずれかに記載のレーザー加工装置。
The circulation circuit includes
A beam expander that expands a beam diameter of the second laser beam divided by the beam splitter;
4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the beam diameter of the burst laser beam increases as the number of times the burst laser beam generated by the burst generation unit circulates in the circulation circuit increases. 5. .
前記バースト生成手段は、
前記循環回路の光路長を調整する光路長調整手段を備え、
前記複数のバーストレーザー光の時間間隔が変更可能である、請求項1〜6いずれか記載のレーザー加工装置。
The burst generation means includes
An optical path length adjusting means for adjusting the optical path length of the circulation circuit;
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a time interval between the plurality of burst laser beams is changeable.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018149573A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing device
JP2018149571A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing method and laser processing device
JP2018149572A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing device
JP2018149574A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing device
CN109872961A (en) * 2017-12-04 2019-06-11 三星显示有限公司 Laser crystallization equipment

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0529693A (en) * 1990-09-19 1993-02-05 Hitachi Ltd Multipulse laser generator, method therefor and processing method using multipulse laser
JPH0768396A (en) * 1993-09-02 1995-03-14 Hitachi Constr Mach Co Ltd Laser beam machine
JPH09314371A (en) * 1996-05-27 1997-12-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd Laser beam machine and dam bar machining method
JP2002096187A (en) * 2000-09-18 2002-04-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machine and machining method
JP2004337902A (en) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk Laser beam machining device and laser beam machining method
JP2005138143A (en) * 2003-11-06 2005-06-02 Disco Abrasive Syst Ltd Machining apparatus using laser beam
JP2006167804A (en) * 2004-11-19 2006-06-29 Canon Inc Laser cutting method and laser cutting apparatus
JP2009058776A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Olympus Corp Optical system equipped with focusing optical system, and laser microscope apparatus using same
JP2013193081A (en) * 2012-03-15 2013-09-30 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Laser machining device
JP2014104484A (en) * 2012-11-27 2014-06-09 Disco Abrasive Syst Ltd Laser processing apparatus

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0529693A (en) * 1990-09-19 1993-02-05 Hitachi Ltd Multipulse laser generator, method therefor and processing method using multipulse laser
JPH0768396A (en) * 1993-09-02 1995-03-14 Hitachi Constr Mach Co Ltd Laser beam machine
JPH09314371A (en) * 1996-05-27 1997-12-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd Laser beam machine and dam bar machining method
JP2002096187A (en) * 2000-09-18 2002-04-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machine and machining method
JP2004337902A (en) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk Laser beam machining device and laser beam machining method
JP2005138143A (en) * 2003-11-06 2005-06-02 Disco Abrasive Syst Ltd Machining apparatus using laser beam
JP2006167804A (en) * 2004-11-19 2006-06-29 Canon Inc Laser cutting method and laser cutting apparatus
JP2009058776A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Olympus Corp Optical system equipped with focusing optical system, and laser microscope apparatus using same
JP2013193081A (en) * 2012-03-15 2013-09-30 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Laser machining device
JP2014104484A (en) * 2012-11-27 2014-06-09 Disco Abrasive Syst Ltd Laser processing apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018149573A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing device
JP2018149571A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing method and laser processing device
JP2018149572A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing device
JP2018149574A (en) * 2017-03-13 2018-09-27 株式会社ディスコ Laser processing device
CN109872961A (en) * 2017-12-04 2019-06-11 三星显示有限公司 Laser crystallization equipment

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