JP2016097432A - レーザー加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
上記第1の逆行手段は角度調整可能なミラーで構成され、第2の逆行手段は角度調整加工なミラーで構成される。
また、上記第1の逆行手段を構成する第1の周波数設定器は、第1のレゾナントスキャナーに供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際にレゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線を第1のレゾナントスキャナーが第3の経路と第4の経路とに振り分け、上記第2の逆行手段を構成する第2の周波数設定器は、第2のレゾナントスキャナーに供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際にレゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線を第2のレゾナントスキャナーが第5の経路と第6の経路とに振り分ける。
また、上記第1の逆行手段を構成する第1の周波数設定器は、第1の光弾性変調素子に供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際にレゾナントスキャナーによって第1の経路に振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調し、上記第2の逆行手段を構成する第2の周波数設定器は、第2の光弾性変調素子に供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際に該レゾナントスキャナーによって第2の経路に振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調する。
レーザー光線照射手段5は、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振器51と、該パルスレーザー光線発振器51のレーザー光線発振方向下流側に順次配設された1/2波長板52と、偏光ビームスプリッター53と、1/4波長板54と、レゾナントスキャナー55と、該レゾナントスキャナー55に振り分け周波数を設定する周波数設定器550を具備している。パルスレーザー光線発振器51は、図示の実施形態においては例えばシリコンウエーハからなる被加工物に対して吸収性を有す波長(例えば355nm)で繰り返し周波数(H)が40kHzのパルスレーザー光線LBを発振する。このパルスレーザー光線発振器51は、制御手段500によって制御される。
レーザー光線発振器51から発振された繰り返し周波数(H)が40kHzのパルスレーザー光線LBは、1/2波長板52によってP偏光が偏光ビームスプリッター53を通過するように調整される。偏光ビームスプリッター53を通過したP偏光のパルスレーザー光線は1/4波長板54によって円偏光に変換され、レゾナントスキャナー55に導かれる。レゾナントスキャナー55に導かれたパルスレーザー光線は、第1の経路56aと第2の経路56bとに振り分けられる。周波数設定器550がレゾナントスキャナー55に供給する電力の周波数を(H/2)Hz、即ち20kHzに設定することで、第1の経路56aに振り分けられるパルスレーザー光線と第2の経路56bに振り分けられるパルスレーザー光線はそれぞれ20kHzとなる。
図3に示す集光器580aは、上記偏光ビームスプリッター53によってレーザー光線照射経路58に導かれたパルスレーザー光線を方向変換する方向変換ミラー582と、該方向変換ミラー582によって方向変換されたパルスレーザー光線をX軸方向に偏向する偏向手段としてのガルバノスキャナー583と、該ガルバノスキャナー583によって偏向されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル36に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ581とからなっている。なお、ガルバノスキャナー583は、制御手段500によって制御される。このように構成された集光器580aは、ガルバノスキャナー583を実線で示す位置から破線で示す位置まで変位させることにより、方向変換ミラー582によって方向変換されたパルスレーザー光線を実線で示す位置から破線で示す位置までX軸方向に偏向して集光レンズ581に導く。従って、ガルバノスキャナー583の実線で示す位置から破線で示す位置までの変位速度をチャックテーブル36の図3において左方への移動速度と同期させることにより、チャックテーブル36の図3において左方へ加工送りした状態で図2に示す実施形態において1点鎖線および2点鎖線で示す照射位置に連続してパルスレーザー光線を照射することができる。
図4に示す第1の逆行手段6aは、レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線を第3の経路61aと第4の経路62aとに振り分ける第1のレゾナントスキャナー63aと、該第1のレゾナントスキャナー63aに振り分け周波数を設定する第1の周波数設定器630aと、第3の経路61aに配設され第1のレゾナントスキャナー63aによって振り分けられたパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第1のミラー64aと、第4の経路62aに配設され第1のレゾナントスキャナー63aによって振り分けられたパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第2のミラー65aを具備している。なお、第1のレゾナントスキャナー63aは、第1の周波数設定器630aによって設定される振り分け周波数に基づいて上記レゾナントスキャナー55によって振り分けられたパルスレーザー光線を第3の経路61aと第4の経路62aとに振り分ける。図示の実施形態においては、上記パルスレーザー光線発振器51が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数(H)が40kHzとした場合、上記レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線の繰り返し周波数は20kHzとなっているので、第1の周波数設定器630aが第1のレゾナントスキャナー63aに供給する電力の周波数を(H/4)Hz、即ち10kHzに設定されており、最大振幅と最少振幅の際に上記レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線を第1のレゾナントスキャナー63aが第3の経路61aと第4の経路62aとに振り分ける。なお、第1の周波数設定器630aは、上記制御手段500によって制御される。
上記レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線は、第1の逆行手段6aを構成する第1のレゾナントスキャナー63aによって第3の経路61aと第4の経路62aとに振り分けられる。第3の経路61aに振り分けられたパルスレーザー光線は角度調整可能な第1のミラー64aに導かれ、第4の経路62aに振り分けられたパルスレーザー光線は角度調整可能な第2のミラー65aに導かれる。角度調整可能な第1のミラー64aに導かれたパルスレーザー光線は、1点鎖線で示すように角度調整可能な第1のミラー64aによってパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射せしめられ経路を逆行する。また、角度調整可能な第2のミラー65aに導かれたパルスレーザー光線は、2点鎖線で示すようにレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射せしめられ経路を逆行する。なお、角度調整可能な第1のミラー64aおよび角度調整可能な第2のミラー65aによってレーザー光線の光軸に対して傾斜する角度および方向は、ミラー角度コントローラ66によって調整することができる。
図5に示す第1の逆行手段7aは、上記レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調する第1の光弾性変調素子71aと、該第1の光弾性変調素子71aによる変調周波数を設定する第1の周波数設定器710aと、第1の光弾性変調素子71aによって変調されたP偏光とS偏光を分岐する第1の偏光ビームスプリッター72aと、該第1の偏光ビームスプリッター72aによって分岐されたP偏光のレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第1のミラー73aと、第1の偏光ビームスプリッター72aによって分岐されたS偏光のレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第2のミラー74aを具備している。なお、第1の光弾性変調素子71aは、第1の周波数設定器710aによって設定される変調周波数に基づいて上記レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調する。図示の実施形態においては、上記パルスレーザー光線発振器51が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数(H)が40kHzとした場合、上記レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線の繰り返し周波数は20kHzとなっているので、第1の周波数設定器710aが第1の光弾性変調素子71aに供給する電力の周波数を(H/4)Hz、即ち10kHzに設定されており、最大振幅と最少振幅の際に上記レゾナントスキャナー55によって第1の経路56aに振り分けられたパルスレーザー光線を第1の光弾性変調素子71aがP偏光とS偏光とに交互に変調する。なお、第1の周波数設定器710aは、上記制御手段500によって制御される。
第1の逆行手段7aを構成する第1の光弾性変調素子71aによって変調されたP偏光とS偏光は、第1の偏光ビームスプリッター72aによって分岐され、P偏光が角度調整可能な第1のミラー73aに導かれ、S偏光が角度調整可能な第2のミラー74aに導かれる。第1のミラー73aに導かれたP偏光は、1点鎖線で示すように第1のミラー73aによってパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射せしめられ経路を逆行する。また、第2のミラー74aに導かれたS偏光は、2点鎖線で示すようにパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射せしめられ経路を逆行する。なお、角度調整可能な第1のミラー73aおよび第2のミラー74aによってレーザー光線の光軸に対して傾斜する角度および方向は、ミラー角度コントローラ75によって調整することができる。
3:チャックテーブル機構
36:チャックテーブル
37:X軸方向移動手段
38:Y軸方向移動手段
4:レーザー光線照射ユニット
5:レーザー光線照射手段
51:パルスレーザー光線発振器
52:1/2波長板
53:偏光ビームスプリッター
54:1/4波長板
55:光弾性変調素子
550:周波数設定器
56:補偏光ビームスプリッター
57a:第1の逆行手段
571a:角度調整可能なミラー
57b:第2の逆行手段
571b:角度調整可能なミラー
572:ミラー角度コントローラ
580:集光器
581:集光レンズ
582:方向変換ミラー
583:ガルバノスキャナー
73a:第1のレゾナントスキャナー
73b:第2のレゾナントスキャナー
500:制御手段
Claims (7)
- 所定の繰り返し周波数でパルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振器と、該パルスレーザー光線発振器のレーザー光線発振方向下流側に配設された偏光ビームスプリッターと、該偏光ビームスプリッターを通過したP偏光のレーザー光線を円偏光に変換する1/4波長板と、該1/4波長板を通過したパルスレーザー光線を第1の経路と第2の経路とに振り分けるレゾナントスキャナーと、該レゾナントスキャナーに振り分け周波数を設定する周波数設定器と、該第1の経路に配設され該レゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる第1の逆行手段と、該第2の経路に配設され該レゾナントスキャナーに振り分けられたレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる第2の逆行手段と、該第1の逆行手段と該第2の逆行手段とによって逆行せしめられたパルスレーザー光線が該1/4波長板を通過することによりS偏光に変換され該偏光ビームスプリッターによって導かれる経路に配設された集光器と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 - 該パルスレーザー光線発振器が発振するパルスレーザー光線の所定の繰り返し周波数を(H)Hzとした場合、該周波数設定器は該レゾナントスキャナーに供給する電力の周波数を(H/2)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際に該パルスレーザー光線発振器が発振するパルスレーザー光線を該レゾナントスキャナーが該第1の経路と該第2の経路とに振り分ける、請求項1記載のレーザー加工装置。
- 該第1の逆行手段は角度調整可能なミラーで構成され、第2の逆行手段は角度調整可能なミラーで構成される、請求項1又は2記載のレーザー加工装置。
- 該第1の逆行手段は、該レゾナントスキャナーによって該第1の経路に振り分けられたパルスレーザー光線を第3の経路と第4の経路とに振り分ける第1のレゾナントスキャナーと、該第1のレゾナントスキャナーに振り分け周波数を設定する第1の周波数設定器と、該第3の経路に配設され該第1のレゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第1のミラーと、該第4の経路に配設され該第1のレゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第2のミラーと、から構成され、
該第2の逆行手段は、該レゾナントスキャナーによって該第2の経路に振り分けられたパルスレーザー光線を第5の経路と第6の経路とに振り分ける第2のレゾナントスキャナーと、該第2のレゾナントスキャナーに振り分け周波数を設定する第2の周波数設定器と、該第5の経路に配設され該第2のレゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第3のミラーと、該第6の経路に配設され該第2のレゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第4のミラーと、から構成されている、請求項1又は2記載のレーザー加工装置。 - 該第1の逆行手段を構成する第1の周波数設定器は、該第1のレゾナントスキャナーに供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際に該レゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線を該第1のレゾナントスキャナーが該第3の経路と該第4の経路とに振り分け、
該第2の逆行手段を構成する第2の周波数設定器は、該第2のレゾナントスキャナーに供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際に該レゾナントスキャナーによって振り分けられたパルスレーザー光線を該第2のレゾナントスキャナーが該第5の経路と該第6の経路とに振り分ける、請求項4記載のレーザー加工装置。 - 該第1の逆行手段は、該レゾナントスキャナーによって該第1の経路に振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調する第1の光弾性変調素子と、該第1の光弾性変調素子による変調周波数を設定する第1の周波数設定器と、該第1の光弾性変調素子によって変調されたP偏光とS偏光を分岐する第1の偏光ビームスプリッターと、該第1の偏光ビームスプリッターによって分岐されたP偏光のレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第1のミラーと、該第1の偏光ビームスプリッターによって分岐されたS偏光のレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第2のミラーと、から構成され、
該第2の逆行手段は、該レゾナントスキャナーによって該第2の経路に振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調する第2の光弾性変調素子と、該第2の光弾性変調素子による変調周波数を設定する第2の周波数設定器と、該第2の光弾性変調素子によって変調されたP偏光とS偏光を分岐する第2の偏光ビームスプリッターと、該第2の偏光ビームスプリッターによって分岐されたP偏光のレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第3のミラーと、該第2の偏光ビームスプリッターによって分岐されたS偏光のレーザー光線の光軸に対して僅かに光軸を傾斜して反射させ経路を逆行させる角度調整可能な第4のミラーと、から構成されている、請求項1又は2記載のレーザー加工装置。 - 該第1の逆行手段を構成する第1の周波数設定器は、該第1の光弾性変調素子に供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際に該レゾナントスキャナーによって該第1の経路に振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調し、
該第2の逆行手段を構成する第2の周波数設定器は、該第2の光弾性変調素子に供給する電力の周波数を(H/4)Hzに設定し、最大振幅と最少振幅の際に該レゾナントスキャナーによって該第2の経路に振り分けられたパルスレーザー光線をP偏光とS偏光とに変調する、請求項6記載のレーザー加工装置。
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