JP2017131944A - Laser machining device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser machining device capable of acquiring displacement data of a laser light incident surface of an object to be machined, while suppressing an increase in size of the device.SOLUTION: A laser machining device comprises: a support base; a laser oscillator; a reflective spatial light modulator 410; an optical lens unit 430; a pair of lenses 422, 423 constituting both-side telecentric optical system; a dichroic mirror 403; and one range sensor 450 of a pair. A light path of the laser beam L from the mirror 403 to the beam condensing lens unit 430 is set to be directed to a first direction. A light path of the laser beam L from the spatial light modulator 410 to the mirror 403 is set to be directed to a second direction perpendicular to the first direction. The one range sensor 450 is arranged at one side of the optical lens unit 430 in a third direction which is perpendicular to the first and second directions.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本発明は、レーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus.

特許文献１には、ワークを保持する保持機構と、保持機構に保持されたワークにレーザ光を照射するレーザ照射機構と、を備えるレーザ加工装置が記載されている。このレーザ加工装置のレーザ照射機構においては、レーザ発振器から集光レンズに至るレーザ光の光路上に配置された各構成が１つの筐体内に配置されており、その筐体が、レーザ加工装置の基台に立設された壁部に固定されている。   Patent Document 1 describes a laser processing apparatus that includes a holding mechanism that holds a workpiece and a laser irradiation mechanism that irradiates a laser beam onto the workpiece held by the holding mechanism. In the laser irradiation mechanism of this laser processing apparatus, each component disposed on the optical path of the laser light from the laser oscillator to the condenser lens is disposed in one casing, and the casing is the same as that of the laser processing apparatus. It is fixed to the wall that stands on the base.

特許第５４５６５１０号公報Japanese Patent No. 5456510

上述したようなレーザ加工装置においては、加工対象物に対してレーザ光を集光する集光光学系とは別軸に設けられたセンサを用いて、加工対象物のレーザ光入射面の変位データを取得する場合がある。その一方で、そのような場合にも、装置の大型化を抑制することは極めて重要である。   In the laser processing apparatus as described above, the displacement data of the laser light incident surface of the processing object is obtained using a sensor provided on a different axis from the condensing optical system for condensing the laser light on the processing object. May get. On the other hand, even in such a case, it is extremely important to suppress the enlargement of the apparatus.

本発明は、装置の大型化を抑制しつつ、加工対象物のレーザ光入射面の変位データを取得することができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the laser processing apparatus which can acquire the displacement data of the laser beam incident surface of a process target object, suppressing the enlargement of an apparatus.

本発明のレーザ加工装置は、加工対象物を支持する支持部と、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を変調しつつ反射する反射型空間光変調器と、加工対象物に対してレーザ光を集光する集光光学系と、反射型空間光変調器の反射面と集光光学系の入射瞳面とが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する結像光学系と、結像光学系を通過したレーザ光を集光光学系に向けて反射するミラーと、加工対象物のレーザ光入射面の変位データを取得する第１センサと、を備え、ミラーから集光光学系に至るレーザ光の光路は、第１方向に沿うように設定されており、反射型空間光変調器から結像光学系を介してミラーに至るレーザ光の光路は、第１方向に垂直な第２方向に沿うように設定されており、第１センサは、第１方向及び第２方向に垂直な第３方向において集光光学系の一方の側に配置されている。   A laser processing apparatus according to the present invention includes a support unit that supports a workpiece, a laser light source that emits laser light, a reflective spatial light modulator that reflects and modulates laser light, and a laser for the workpiece. A condensing optical system for condensing light, and an imaging optical system constituting a double-sided telecentric optical system in which the reflection surface of the reflective spatial light modulator and the entrance pupil surface of the condensing optical system are in an imaging relationship. A mirror that reflects the laser light that has passed through the image optical system toward the condensing optical system, and a first sensor that obtains displacement data of the laser light incident surface of the workpiece, from the mirror to the condensing optical system The optical path of the laser beam to reach is set along the first direction, and the optical path of the laser beam from the reflective spatial light modulator to the mirror through the imaging optical system is a second perpendicular to the first direction. The first sensor is set to extend in the first direction. It is arranged on one side of the condensing optical system in a third direction perpendicular to the second direction.

このレーザ加工装置では、集光光学系に対して第１センサが相対的に先行するように、加工対象物に対してレーザ光をスキャンすることで、加工対象物の任意の箇所でのレーザ光入射面の変位データを、当該箇所にレーザ光が照射される前に取得することができる。これにより、例えば、加工対象物のレーザ光入射面とレーザ光の集光点との距離が一定に維持されるように、加工対象物に対してレーザ光をスキャンすることができる。更に、第１センサが、反射型空間光変調器から集光光学系に至るレーザ光の光路が配置される平面に対して一方の側に配置されている。つまり、反射型空間光変調器から集光光学系に至るレーザ光の光路上に配置された各構成に対して、第１センサが効率良く配置されている。よって、このレーザ加工装置によれば、装置の大型化を抑制しつつ、加工対象物のレーザ光入射面の変位データを取得することができる。   In this laser processing apparatus, the laser beam is scanned at an arbitrary position of the processing target object by scanning the processing target object so that the first sensor is relatively ahead of the condensing optical system. The incident surface displacement data can be acquired before the portion is irradiated with the laser beam. Thereby, for example, the laser beam can be scanned with respect to the workpiece so that the distance between the laser beam incident surface of the workpiece and the condensing point of the laser beam is maintained constant. Further, the first sensor is arranged on one side with respect to the plane on which the optical path of the laser light from the reflective spatial light modulator to the condensing optical system is arranged. In other words, the first sensor is efficiently arranged for each component arranged on the optical path of the laser light from the reflective spatial light modulator to the condensing optical system. Therefore, according to this laser processing apparatus, displacement data of the laser light incident surface of the processing object can be acquired while suppressing an increase in size of the apparatus.

本発明のレーザ加工装置では、ミラーは、ダイクロイックミラーであってもよい。これにより、ダイクロイックミラーを透過したレーザ光の一部を様々な用途に利用することができる。   In the laser processing apparatus of the present invention, the mirror may be a dichroic mirror. Thereby, a part of laser beam which permeate | transmitted the dichroic mirror can be utilized for various uses.

本発明のレーザ加工装置では、ミラーは、レーザ光をＳ偏光として反射してもよい。これにより、第３方向に沿って加工対象物に対してレーザ光をスキャンすることで、レーザ光のスキャン方向とレーザ光の偏光方向とを互いに一致させることができる。   In the laser processing apparatus of the present invention, the mirror may reflect the laser light as S-polarized light. Thereby, the scanning direction of a laser beam and the polarization direction of a laser beam can mutually be made to correspond by scanning a laser beam with respect to a workpiece along a 3rd direction.

本発明のレーザ加工装置は、少なくとも反射型空間光変調器、集光光学系、結像光学系、ミラー及び第１センサを支持する筐体と、第１方向に沿って筐体を移動させる移動機構と、を更に備え、集光光学系及び第１センサは、第２方向における筐体の一方の端部側に取り付けられており、移動機構は、第３方向における筐体の一方の側面に取り付けられていてもよい。これにより、装置の大型化を抑制しつつ、反射型空間光変調器、集光光学系、結像光学系、ミラー及び第１センサを一体として移動させることができる。   The laser processing apparatus of the present invention includes a housing that supports at least a reflective spatial light modulator, a condensing optical system, an imaging optical system, a mirror, and a first sensor, and a movement that moves the housing along a first direction. A condensing optical system and the first sensor are attached to one end side of the housing in the second direction, and the moving mechanism is disposed on one side surface of the housing in the third direction. It may be attached. Thereby, it is possible to move the reflective spatial light modulator, the condensing optical system, the imaging optical system, the mirror, and the first sensor as one unit while suppressing an increase in the size of the apparatus.

本発明のレーザ加工装置は、第１方向に沿って集光光学系を移動させる駆動機構を更に備え、集光光学系は、駆動機構を介して、第２方向における筐体の一方の端部側に取り付けられていてもよい。これにより、例えば、加工対象物のレーザ光入射面とレーザ光の集光点との距離が一定に維持されるように、集光光学系を移動させることができる。   The laser processing apparatus of the present invention further includes a drive mechanism for moving the condensing optical system along the first direction, and the condensing optical system is connected to the one end of the housing in the second direction via the drive mechanism. It may be attached to the side. Thereby, for example, the condensing optical system can be moved so that the distance between the laser light incident surface of the workpiece and the condensing point of the laser light is maintained constant.

本発明のレーザ加工装置では、反射型空間光変調器は、第２方向における筐体の他方の端部側に取り付けられていてもよい。これにより、筐体に対して各構成を効率良く配置することができる。   In the laser processing apparatus of the present invention, the reflective spatial light modulator may be attached to the other end side of the housing in the second direction. Thereby, each structure can be efficiently arrange | positioned with respect to a housing | casing.

本発明のレーザ加工装置は、加工対象物のレーザ光入射面の変位データを取得する第２センサを更に備え、第２センサは、第３方向において集光光学系の他方の側に配置されていてもよい。これにより、集光光学系に対して第１センサが相対的に先行するように、加工対象物に対してレーザ光をスキャンする際には、第１センサを用いてレーザ光入射面の変位データを取得することができる。一方、集光光学系に対して第２センサが相対的に先行するように、加工対象物に対してレーザ光をスキャンする際には、第２センサを用いてレーザ光入射面の変位データを取得することができる。更に、第１センサが、反射型空間光変調器から集光光学系に至るレーザ光の光路が配置される平面に対して一方の側に配置されており、第２センサが、反射型空間光変調器から集光光学系に至るレーザ光の光路が配置される平面に対して他方の側に配置されている。これにより、反射型空間光変調器から集光光学系に至るレーザ光の光路上に配置された各構成に対して、第１センサ及び第２センサを効率良く配置することができる。   The laser processing apparatus of the present invention further includes a second sensor that acquires displacement data of the laser light incident surface of the workpiece, and the second sensor is disposed on the other side of the condensing optical system in the third direction. May be. Thereby, when scanning a laser beam with respect to an object to be processed so that the first sensor is relatively advanced with respect to the condensing optical system, the displacement data of the laser beam incident surface using the first sensor. Can be obtained. On the other hand, when the laser beam is scanned with respect to the workpiece so that the second sensor is relatively ahead of the condensing optical system, the displacement data of the laser beam incident surface is obtained using the second sensor. Can be acquired. Furthermore, the first sensor is arranged on one side with respect to the plane on which the optical path of the laser light from the reflective spatial light modulator to the condensing optical system is arranged, and the second sensor is reflected in the reflective spatial light. It arrange | positions at the other side with respect to the plane where the optical path of the laser beam from a modulator to a condensing optical system is arrange | positioned. Thereby, a 1st sensor and a 2nd sensor can be efficiently arrange | positioned with respect to each structure arrange | positioned on the optical path of the laser beam from a reflection type spatial light modulator to a condensing optical system.

本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、加工対象物のレーザ光入射面の変位データを取得することができるレーザ加工装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the laser processing apparatus which can acquire the displacement data of the laser beam incident surface of a process target object, suppressing the enlargement of an apparatus.

改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the laser processing apparatus used for formation of a modification area | region. 改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing target object used as the object of formation of a modification field. 図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of the workpiece of FIG. レーザ加工後の加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing target after laser processing. 図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VV line of the workpiece of FIG. 図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line of the processing target object of FIG. 実施形態に係るレーザ加工装置の斜視図である。It is a perspective view of the laser processing apparatus concerning an embodiment. 図７のレーザ加工装置の支持台に取り付けられる加工対象物の斜視図である。It is a perspective view of the processing target attached to the support stand of the laser processing apparatus of FIG. 図７のＺＸ平面に沿ってのレーザ出力部の断面図である。It is sectional drawing of the laser output part along the ZX plane of FIG. 図７のレーザ加工装置におけるレーザ出力部及びレーザ集光部の一部の斜視図である。It is a perspective view of a part of laser output part and laser condensing part in the laser processing apparatus of FIG. 図７のＸＹ平面に沿ってのレーザ集光部の断面図である。It is sectional drawing of the laser condensing part along XY plane of FIG. 図１１のXII−XII線に沿ってのレーザ集光部の断面図である。It is sectional drawing of the laser condensing part along the XII-XII line | wire of FIG. 図１２のXIII−XIII線に沿ってのレーザ集光部の断面図である。It is sectional drawing of the laser condensing part along the XIII-XIII line | wire of FIG. 図９のレーザ出力部におけるλ／２波長板ユニット及び偏光板ユニットの光学的配置関係を示す図である。It is a figure which shows the optical arrangement | positioning relationship of (lambda) / 2 wavelength plate unit and polarizing plate unit in the laser output part of FIG. （ａ）は図９のレーザ出力部のλ／２波長板ユニットにおける偏光方向を示す図であり、（ｂ）は図９のレーザ出力部の偏光板ユニットにおける偏光方向を示す図である。(A) is a figure which shows the polarization direction in (lambda) / 2 wavelength plate unit of the laser output part of FIG. 9, (b) is a figure which shows the polarization direction in the polarizing plate unit of the laser output part of FIG. 図１１のレーザ集光部における反射型空間光変調器、４ｆレンズユニット及び集光レンズユニットの光学的配置関係を示す図である。It is a figure which shows the optical arrangement | positioning relationship of the reflection type spatial light modulator in the laser condensing part of FIG. 11, a 4f lens unit, and a condensing lens unit. 図１６の４ｆレンズユニットの移動による共役点の移動を示す図である。It is a figure which shows the movement of the conjugate point by the movement of 4f lens unit of FIG. 一体化されたλ／２波長板ユニット及び偏光板ユニットの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an integrated λ / 2 wavelength plate unit and polarizing plate unit. 図１８のＺＸ平面に沿ってのλ／２波長板ユニット及び偏光板ユニットの断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of the λ / 2 wavelength plate unit and the polarizing plate unit along the ZX plane of FIG. 18.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施形態に係るレーザ加工装置（後述）では、加工対象物にレーザ光を集光することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する。そこで、まず、改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。   In the laser processing apparatus (described later) according to the embodiment, the modified region is formed in the processing object along the planned cutting line by condensing the laser beam on the processing object. First, the formation of the modified region will be described with reference to FIGS.

図１に示されるように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅、パルス波形等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の移動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。   As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that oscillates a laser beam L, a dichroic mirror 103 that is arranged to change the direction of the optical axis (optical path) of the laser beam L by 90 °, and And a condensing lens 105 for condensing the laser light L. Further, the laser processing apparatus 100 includes a support base 107 for supporting the workpiece 1 irradiated with the laser light L condensed by the condensing lens 105, and a stage 111 for moving the support base 107. , A laser light source control unit 102 for controlling the laser light source 101 to adjust the output, pulse width, pulse waveform, and the like of the laser light L, and a stage control unit 115 for controlling the movement of the stage 111.

レーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成される。なお、ここでは、レーザ光Ｌを相対的に移動させるためにステージ１１１を移動させたが、集光用レンズ１０５を移動させてもよいし、或いはこれらの両方を移動させてもよい。   In the laser processing apparatus 100, the laser light L emitted from the laser light source 101 is changed in the direction of its optical axis by 90 ° by the dichroic mirror 103, and is placed inside the processing object 1 placed on the support base 107. The light is condensed by the condensing lens 105. At the same time, the stage 111 is moved, and the workpiece 1 is moved relative to the laser beam L along the planned cutting line 5. Thereby, a modified region along the planned cutting line 5 is formed on the workpiece 1. Here, the stage 111 is moved in order to move the laser light L relatively, but the condensing lens 105 may be moved, or both of them may be moved.

加工対象物１としては、半導体材料で形成された半導体基板や圧電材料で形成された圧電基板等を含む板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示されるように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示されるように、加工対象物１の内部に集光点（集光位置）Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４、図５及び図６に示されるように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。   As the processing object 1, a plate-like member (for example, a substrate, a wafer, or the like) including a semiconductor substrate formed of a semiconductor material, a piezoelectric substrate formed of a piezoelectric material, or the like is used. As shown in FIG. 2, a scheduled cutting line 5 for cutting the workpiece 1 is set in the workpiece 1. The planned cutting line 5 is a virtual line extending linearly. When the modified region is formed inside the workpiece 1, the laser beam L is cut in a state where the condensing point (condensing position) P is aligned with the inside of the workpiece 1 as shown in FIG. 3. It moves relatively along the planned line 5 (that is, in the direction of arrow A in FIG. 2). Thereby, as shown in FIGS. 4, 5, and 6, the modified region 7 is formed on the workpiece 1 along the planned cutting line 5, and the modified region formed along the planned cutting line 5. 7 becomes the cutting start region 8.

集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、これらが組み合わされた３次元状であってもよいし、座標指定されたものであってもよい。切断予定ライン５は、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面３、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。改質領域７を形成する際のレーザ光入射面は、加工対象物１の表面３に限定されるものではなく、加工対象物１の裏面であってもよい。   The condensing point P is a part where the laser light L is condensed. The planned cutting line 5 is not limited to a straight line, but may be a curved line, a three-dimensional shape in which these lines are combined, or a coordinate designated. The planned cutting line 5 is not limited to a virtual line but may be a line actually drawn on the surface 3 of the workpiece 1. The modified region 7 may be formed continuously or intermittently. The modified region 7 may be in the form of a line or a dot. In short, the modified region 7 only needs to be formed at least inside the workpiece 1. In addition, a crack may be formed starting from the modified region 7, and the crack and the modified region 7 may be exposed on the outer surface (front surface 3, back surface, or outer peripheral surface) of the workpiece 1. . The laser light incident surface when forming the modified region 7 is not limited to the front surface 3 of the workpiece 1 and may be the back surface of the workpiece 1.

ちなみに、加工対象物１の内部に改質領域７を形成する場合には、レーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に、加工対象物１の内部に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収される。これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。この場合、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一方、加工対象物１の表面３に改質領域７を形成する場合には、レーザ光Ｌは、表面３に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収され、表面３から溶融され除去されて、穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）。   Incidentally, when the modified region 7 is formed inside the workpiece 1, the laser light L passes through the workpiece 1 and is near the condensing point P located inside the workpiece 1. Especially absorbed. Thereby, the modified region 7 is formed in the workpiece 1 (that is, internal absorption laser processing). In this case, since the laser beam L is hardly absorbed by the surface 3 of the workpiece 1, the surface 3 of the workpiece 1 is not melted. On the other hand, when the modified region 7 is formed on the surface 3 of the workpiece 1, the laser light L is absorbed particularly near the condensing point P located on the surface 3 and melted and removed from the surface 3. Then, removal portions such as holes and grooves are formed (surface absorption laser processing).

改質領域７は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域７としては、例えば、溶融処理領域（一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくとも何れか一つを意味する）、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域７としては、加工対象物１の材料において改質領域７の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある。加工対象物１の材料が単結晶シリコンである場合、改質領域７は、高転位密度領域ともいえる。   The modified region 7 is a region where the density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings. Examples of the modified region 7 include a melt treatment region (meaning at least one of a region once solidified after melting, a region in a molten state, and a region in a state of being resolidified from melting), a crack region, and the like. In addition, there are a dielectric breakdown region, a refractive index change region, etc., and there is a region where these are mixed. Further, the modified region 7 includes a region where the density of the modified region 7 in the material of the workpiece 1 is changed compared to the density of the non-modified region, and a region where lattice defects are formed. When the material of the workpiece 1 is single crystal silicon, the modified region 7 can be said to be a high dislocation density region.

溶融処理領域、屈折率変化領域、改質領域７の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、及び、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域７と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック）を内包している場合がある。内包される亀裂は、改質領域７の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１は、結晶構造を有する結晶材料からなる基板を含む。例えば加工対象物１は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＬｉＴａＯ３、及び、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）の少なくとも何れかで形成された基板を含む。換言すると、加工対象物１は、例えば、窒化ガリウム基板、シリコン基板、ＳｉＣ基板、ＬｉＴａＯ３基板、又はサファイア基板を含む。結晶材料は、異方性結晶及び等方性結晶の何れであってもよい。また、加工対象物１は、非結晶構造（非晶質構造）を有する非結晶材料からなる基板を含んでいてもよく、例えばガラス基板を含んでいてもよい。 The area where the density of the melt processing area, the refractive index changing area, the density of the modified area 7 is changed as compared with the density of the non-modified area, and the area where lattice defects are formed are further included in the interior of these areas or the modified areas. In some cases, cracks (cracks, microcracks) are included in the interface between the region 7 and the non-modified region. The included crack may be formed over the entire surface of the modified region 7, or may be formed in only a part or a plurality of parts. The workpiece 1 includes a substrate made of a crystal material having a crystal structure. For example, the workpiece 1 includes a substrate formed of at least one of gallium nitride (GaN), silicon (Si), silicon carbide (SiC), LiTaO 3 , and sapphire (Al 2 O 3 ). In other words, the workpiece 1 includes, for example, a gallium nitride substrate, a silicon substrate, a SiC substrate, a LiTaO 3 substrate, or a sapphire substrate. The crystal material may be either an anisotropic crystal or an isotropic crystal. Moreover, the workpiece 1 may include a substrate made of an amorphous material having an amorphous structure (amorphous structure), for example, a glass substrate.

実施形態では、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することにより、改質領域７を形成することができる。この場合、複数の改質スポットが集まることによって改質領域７となる。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分である。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物１の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することができる。また、実施形態では、切断予定ライン５に沿って、改質スポットを改質領域７として形成することができる。
［実施形態に係るレーザ加工装置］ In the embodiment, the modified region 7 can be formed by forming a plurality of modified spots (processing marks) along the planned cutting line 5. In this case, the modified region 7 is formed by collecting a plurality of modified spots. The modified spot is a modified portion formed by one pulse shot of pulsed laser light (that is, one pulse of laser irradiation: laser shot). Examples of the modified spot include a crack spot, a melting treatment spot, a refractive index change spot, or a mixture of at least one of these. For the modified spot, the size and length of cracks to be generated are appropriately determined in consideration of the required cutting accuracy, required flatness of the cut surface, thickness, type, crystal orientation, etc. of the workpiece 1. Can be controlled. In the embodiment, the modified spot can be formed as the modified region 7 along the planned cutting line 5.
[Laser Processing Apparatus According to Embodiment]

次に、実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。以下の説明では、水平面内において互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。
［レーザ加工装置の全体構成］ Next, the laser processing apparatus according to the embodiment will be described. In the following description, directions orthogonal to each other in the horizontal plane are defined as an X-axis direction and a Y-axis direction, and a vertical direction is defined as a Z-axis direction.
[Overall configuration of laser processing equipment]

図７に示されるように、レーザ加工装置２００は、装置フレーム２１０と、第１移動機構２２０と、支持台（支持部）２３０と、第２移動機構２４０と、を備えている。更に、レーザ加工装置２００は、レーザ出力部（レーザ出力装置）３００と、レーザ集光部４００と、制御部５００と、を備えている。   As shown in FIG. 7, the laser processing apparatus 200 includes an apparatus frame 210, a first moving mechanism 220, a support base (supporting unit) 230, and a second moving mechanism 240. Further, the laser processing apparatus 200 includes a laser output unit (laser output apparatus) 300, a laser condensing unit 400, and a control unit 500.

第１移動機構２２０は、装置フレーム２１０に取り付けられている。第１移動機構２２０は、第１レールユニット２２１と、第２レールユニット２２２と、可動ベース２２３と、を有している。第１レールユニット２２１は、装置フレーム２１０に取り付けられている。第１レールユニット２２１には、Ｙ軸方向に沿って延在する一対のレール２２１ａ，２２１ｂが設けられている。第２レールユニット２２２は、Ｙ軸方向に沿って移動可能となるように、第１レールユニット２２１の一対のレール２２１ａ，２２１ｂに取り付けられている。第２レールユニット２２２には、Ｘ軸方向に沿って延在する一対のレール２２２ａ，２２２ｂが設けられている。可動ベース２２３は、Ｘ軸方向に沿って移動可能となるように、第２レールユニット２２２の一対のレール２２２ａ，２２２ｂに取り付けられている。可動ベース２２３は、Ｚ軸方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。   The first moving mechanism 220 is attached to the device frame 210. The first moving mechanism 220 includes a first rail unit 221, a second rail unit 222, and a movable base 223. The first rail unit 221 is attached to the device frame 210. The first rail unit 221 is provided with a pair of rails 221a and 221b extending along the Y-axis direction. The second rail unit 222 is attached to the pair of rails 221a and 221b of the first rail unit 221 so as to be movable along the Y-axis direction. The second rail unit 222 is provided with a pair of rails 222a and 222b extending along the X-axis direction. The movable base 223 is attached to the pair of rails 222a and 222b of the second rail unit 222 so as to be movable along the X-axis direction. The movable base 223 can rotate around an axis parallel to the Z-axis direction as a center line.

支持台２３０は、可動ベース２２３に取り付けられている。支持台２３０は、加工対象物１を支持する。加工対象物１は、例えば、シリコン等の半導体材料からなる基板の表面側に複数の機能素子（フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、又は回路として形成された回路素子等）がマトリックス状に形成されたものである。加工対象物１が支持台２３０に支持される際には、図８に示されるように、環状のフレーム１１に張られたフィルム１２上に、例えば加工対象物１の表面１ａ（複数の機能素子側の面）が貼付される。支持台２３０は、クランプによってフレーム１１を保持すると共に真空チャックテーブルによってフィルム１２を吸着することで、加工対象物１を支持する。支持台２３０上において、加工対象物１には、互いに平行な複数の切断予定ライン５ａ、及び互いに平行な複数の切断予定ライン５ｂが、隣り合う機能素子の間を通るように格子状に設定される。   The support base 230 is attached to the movable base 223. The support base 230 supports the workpiece 1. The workpiece 1 includes, for example, a plurality of functional elements (a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, or a circuit element formed as a circuit) on the surface side of a substrate made of a semiconductor material such as silicon. It is formed in a matrix. When the workpiece 1 is supported on the support base 230, for example, the surface 1a (a plurality of functional elements) of the workpiece 1 is formed on the film 12 stretched on the annular frame 11 as shown in FIG. Side surface) is affixed. The support base 230 supports the workpiece 1 by holding the frame 11 with a clamp and adsorbing the film 12 with a vacuum chuck table. On the support base 230, a plurality of cutting lines 5 a parallel to each other and a plurality of cutting lines 5 b parallel to each other are set on the workpiece 1 in a lattice shape so as to pass between adjacent functional elements. The

図７に示されるように、支持台２３０は、第１移動機構２２０において第２レールユニット２２２が動作することで、Ｙ軸方向に沿って移動させられる。また、支持台２３０は、第１移動機構２２０において可動ベース２２３が動作することで、Ｘ軸方向に沿って移動させられる。更に、支持台２３０は、第１移動機構２２０において可動ベース２２３が動作することで、Ｚ軸方向に平行な軸線を中心線として回転させられる。このように、支持台２３０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動可能となり且つＺ軸方向に平行な軸線を中心線として回転可能となるように、装置フレーム２１０に取り付けられている。   As shown in FIG. 7, the support base 230 is moved along the Y-axis direction by the operation of the second rail unit 222 in the first moving mechanism 220. Further, the support base 230 is moved along the X-axis direction when the movable base 223 operates in the first moving mechanism 220. Further, the support base 230 is rotated about the axis parallel to the Z-axis direction as the center line by the movement of the movable base 223 in the first moving mechanism 220. As described above, the support base 230 is attached to the apparatus frame 210 so as to be movable along the X-axis direction and the Y-axis direction and to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction.

レーザ出力部３００は、装置フレーム２１０に取り付けられている。レーザ集光部４００は、第２移動機構２４０を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。レーザ集光部４００は、第２移動機構２４０が動作することで、Ｚ軸方向に沿って移動させられる。このように、レーザ集光部４００は、レーザ出力部３００に対してＺ軸方向に沿って移動可能となるように、装置フレーム２１０に取り付けられている。   The laser output unit 300 is attached to the apparatus frame 210. The laser condensing unit 400 is attached to the apparatus frame 210 via the second moving mechanism 240. The laser condensing unit 400 is moved along the Z-axis direction by the operation of the second moving mechanism 240. As described above, the laser condensing unit 400 is attached to the apparatus frame 210 so as to be movable along the Z-axis direction with respect to the laser output unit 300.

制御部５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成されている。制御部５００は、レーザ加工装置２００の各部の動作を制御する。   The control unit 500 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The control unit 500 controls the operation of each unit of the laser processing apparatus 200.

一例として、レーザ加工装置２００では、次のように、各切断予定ライン５ａ，５ｂ（図８参照）に沿って加工対象物１の内部に改質領域が形成される。   As an example, in the laser processing apparatus 200, a modified region is formed inside the processing target 1 along each scheduled cutting line 5a, 5b (see FIG. 8) as follows.

まず、加工対象物１の裏面１ｂ（図８参照）がレーザ光入射面となるように、加工対象物１が支持台２３０に支持され、加工対象物１の各切断予定ライン５ａがＸ軸方向に平行な方向に合わされる。続いて、加工対象物１の内部において加工対象物１のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Ｌの集光点が位置するように、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００が移動させられる。続いて、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されつつ、各切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各切断予定ライン５ａに沿って加工対象物１の内部に改質領域が形成される。   First, the processing object 1 is supported on the support base 230 so that the back surface 1b (see FIG. 8) of the processing object 1 becomes a laser light incident surface, and each scheduled cutting line 5a of the processing object 1 is in the X-axis direction. In a direction parallel to Subsequently, the laser condensing unit is moved by the second moving mechanism 240 so that the condensing point of the laser light L is located at a position separated from the laser light incident surface of the processing object 1 by a predetermined distance inside the processing object 1. 400 is moved. Subsequently, the focusing point of the laser beam L relatively moves along each scheduled cutting line 5a while the distance between the laser beam incident surface of the workpiece 1 and the focusing point of the laser beam L is maintained constant. Be made. As a result, a modified region is formed in the workpiece 1 along each planned cutting line 5a.

各切断予定ライン５ａに沿っての改質領域の形成が終了すると、第１移動機構２２０によって支持台２３０が回転させられ、加工対象物１の各切断予定ライン５ｂがＸ軸方向に平行な方向に合わされる。続いて、加工対象物１の内部において加工対象物１のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Ｌの集光点が位置するように、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００が移動させられる。続いて、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されつつ、各切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各切断予定ライン５ｂに沿って加工対象物１の内部に改質領域が形成される。   When the formation of the modified region along each scheduled cutting line 5a is completed, the support base 230 is rotated by the first moving mechanism 220, and each scheduled cutting line 5b of the workpiece 1 is parallel to the X-axis direction. To suit. Subsequently, the laser condensing unit is moved by the second moving mechanism 240 so that the condensing point of the laser light L is located at a position separated from the laser light incident surface of the processing object 1 by a predetermined distance inside the processing object 1. 400 is moved. Subsequently, the focusing point of the laser beam L relatively moves along each scheduled cutting line 5b while the distance between the laser beam incident surface of the workpiece 1 and the focusing point of the laser beam L is maintained constant. Be made. As a result, a modified region is formed in the workpiece 1 along each planned cutting line 5b.

このように、レーザ加工装置２００では、Ｘ軸方向に平行な方向が加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）とされている。なお、各切断予定ライン５ａに沿ったレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動、及び各切断予定ライン５ｂに沿ったレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動は、第１移動機構２２０によって支持台２３０がＸ軸方向に沿って移動させられることで、実施される。また、各切断予定ライン５ａ間におけるレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動、及び各切断予定ライン５ｂ間におけるレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動は、第１移動機構２２０によって支持台２３０がＹ軸方向に沿って移動させられることで、実施される。   Thus, in the laser processing apparatus 200, the direction parallel to the X-axis direction is the processing direction (scanning direction of the laser light L). The relative movement of the condensing point of the laser beam L along each planned cutting line 5a and the relative movement of the condensing point of the laser beam L along each planned cutting line 5b are the first moving mechanism. This is implemented by moving the support base 230 along the X-axis direction by 220. Further, the relative movement of the condensing point of the laser beam L between each scheduled cutting line 5a and the relative movement of the condensing point of the laser beam L between each scheduled cutting line 5b are performed by the first moving mechanism 220. This is implemented by moving the support base 230 along the Y-axis direction.

図９に示されるように、レーザ出力部３００は、取付ベース３０１と、カバー３０２と、複数のミラー３０３，３０４と、を有している。更に、レーザ出力部３００は、レーザ発振器（レーザ光源）３１０と、シャッタ３２０と、λ／２波長板ユニット（出力調整部、偏光方向調整部）３３０と、偏光板ユニット（出力調整部、偏光方向調整部）３４０と、ビームエキスパンダ（レーザ光平行化部）３５０と、ミラーユニット３６０と、を有している。   As shown in FIG. 9, the laser output unit 300 includes a mounting base 301, a cover 302, and a plurality of mirrors 303 and 304. Further, the laser output unit 300 includes a laser oscillator (laser light source) 310, a shutter 320, a λ / 2 wavelength plate unit (output adjustment unit, polarization direction adjustment unit) 330, and a polarizing plate unit (output adjustment unit, polarization direction). An adjustment unit) 340, a beam expander (laser beam collimation unit) 350, and a mirror unit 360.

取付ベース３０１は、複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器３１０、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０を支持している。複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器３１０、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０は、取付ベース３０１の主面３０１ａに取り付けられている。取付ベース３０１は、板状の部材であり、装置フレーム２１０（図７参照）に対して着脱可能である。レーザ出力部３００は、取付ベース３０１を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。つまり、レーザ出力部３００は、装置フレーム２１０に対して着脱可能である。   The mounting base 301 supports a plurality of mirrors 303, 304, a laser oscillator 310, a shutter 320, a λ / 2 wavelength plate unit 330, a polarizing plate unit 340, a beam expander 350, and a mirror unit 360. The plurality of mirrors 303 and 304, the laser oscillator 310, the shutter 320, the λ / 2 wavelength plate unit 330, the polarizing plate unit 340, the beam expander 350 and the mirror unit 360 are attached to the main surface 301 a of the attachment base 301. The mounting base 301 is a plate-like member and can be attached to and detached from the apparatus frame 210 (see FIG. 7). The laser output unit 300 is attached to the apparatus frame 210 via the attachment base 301. That is, the laser output unit 300 can be attached to and detached from the apparatus frame 210.

カバー３０２は、取付ベース３０１の主面３０１ａ上において、複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器３１０、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０を覆っている。カバー３０２は、取付ベース３０１に対して着脱可能である。   The cover 302 includes a plurality of mirrors 303 and 304, a laser oscillator 310, a shutter 320, a λ / 2 wavelength plate unit 330, a polarizing plate unit 340, a beam expander 350, and a mirror unit 360 on the main surface 301a of the mounting base 301. Covering. The cover 302 can be attached to and detached from the mounting base 301.

レーザ発振器３１０は、直線偏光のレーザ光ＬをＸ軸方向に沿ってパルス発振する。レーザ発振器３１０から出射されるレーザ光Ｌの波長は、５００〜５５０ｎｍ、１０００〜１１５０ｎｍ又は１３００〜１４００ｎｍのいずれかの波長帯に含まれる。５００〜５５０ｎｍの波長帯のレーザ光Ｌは、例えばサファイアからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。１０００〜１１５０ｎｍ及び１３００〜１４００ｎｍの各波長帯のレーザ光Ｌは、例えばシリコンからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。レーザ発振器３１０から出射されるレーザ光Ｌの偏光方向は、例えば、Ｙ軸方向に平行な方向である。レーザ発振器３１０から出射されたレーザ光Ｌは、ミラー３０３によって反射され、Ｙ軸方向に沿ってシャッタ３２０に入射する。   The laser oscillator 310 oscillates a pulse of the linearly polarized laser beam L along the X-axis direction. The wavelength of the laser beam L emitted from the laser oscillator 310 is included in any of the wavelength bands of 500 to 550 nm, 1000 to 1150 nm, or 1300 to 1400 nm. Laser light L having a wavelength band of 500 to 550 nm is suitable for internal absorption laser processing for a substrate made of sapphire, for example. The laser light L in each wavelength band of 1000 to 1150 nm and 1300 to 1400 nm is suitable for internal absorption laser processing for a substrate made of silicon, for example. The polarization direction of the laser light L emitted from the laser oscillator 310 is, for example, a direction parallel to the Y-axis direction. The laser beam L emitted from the laser oscillator 310 is reflected by the mirror 303 and enters the shutter 320 along the Y-axis direction.

レーザ発振器３１０では、次のように、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。レーザ発振器３１０が固体レーザで構成されている場合、共振器内に設けられたＱスイッチ（ＡＯＭ（音響光学変調器）、ＥＯＭ（電気光学変調器）等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。レーザ発振器３１０がファイバレーザで構成されている場合、シードレーザ、アンプ（励起用）レーザを構成する半導体レーザの出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。レーザ発振器３１０が外部変調素子を用いている場合、共振器外に設けられた外部変調素子（ＡＯＭ、ＥＯＭ等）のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。   In the laser oscillator 310, ON / OFF of the output of the laser beam L is switched as follows. When the laser oscillator 310 is configured by a solid-state laser, ON / OFF of a Q switch (AOM (acousto-optic modulator), EOM (electro-optic modulator), etc.) provided in the resonator is switched, ON / OFF of the output of the laser beam L is switched at high speed. When the laser oscillator 310 is composed of a fiber laser, the output of the laser light L can be turned on and off at high speed by switching the output of the semiconductor laser constituting the seed laser and the amplifier (excitation) laser. Can be switched to. When the laser oscillator 310 uses an external modulation element, ON / OFF of the output of the laser beam L can be performed at a high speed by switching ON / OFF of the external modulation element (AOM, EOM, etc.) provided outside the resonator. Can be switched to.

シャッタ３２０は、機械式の機構によってレーザ光Ｌの光路を開閉する。レーザ出力部３００からのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、上述したように、レーザ発振器３１０でのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって実施されるが、シャッタ３２０が設けられていることで、例えばレーザ出力部３００からレーザ光Ｌが不意に出射されることが防止される。シャッタ３２０を通過したレーザ光Ｌは、ミラー３０４によって反射され、Ｘ軸方向に沿ってλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０に順次入射する。   The shutter 320 opens and closes the optical path of the laser light L by a mechanical mechanism. As described above, ON / OFF switching of the output of the laser light L from the laser output unit 300 is performed by ON / OFF switching of the output of the laser light L in the laser oscillator 310, but a shutter 320 is provided. For example, the laser output L is prevented from being unexpectedly emitted from the laser output unit 300. The laser light L that has passed through the shutter 320 is reflected by the mirror 304 and sequentially enters the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 along the X-axis direction.

λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの出力（光強度）を調整する出力調整部として機能する。また、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部として機能する。これらの詳細については後述する。λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を順次通過したレーザ光Ｌは、Ｘ軸方向に沿ってビームエキスパンダ３５０に入射する。   The λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 function as an output adjusting unit that adjusts the output (light intensity) of the laser light L. Further, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 function as a polarization direction adjusting unit that adjusts the polarization direction of the laser light L. Details of these will be described later. The laser light L that has sequentially passed through the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 enters the beam expander 350 along the X-axis direction.

ビームエキスパンダ３５０は、レーザ光Ｌの径を調整しつつ、レーザ光Ｌを平行化する。ビームエキスパンダ３５０を通過したレーザ光Ｌは、Ｘ軸方向に沿ってミラーユニット３６０に入射する。   The beam expander 350 collimates the laser light L while adjusting the diameter of the laser light L. The laser light L that has passed through the beam expander 350 enters the mirror unit 360 along the X-axis direction.

ミラーユニット３６０は、支持ベース３６１と、複数のミラー３６２，３６３と、を有している。支持ベース３６１は、複数のミラー３６２，３６３を支持している。支持ベース３６１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って位置調整可能となるように、取付ベース３０１に取り付けられている。ミラー（第１ミラー）３６２は、ビームエキスパンダ３５０を通過したレーザ光ＬをＹ軸方向に反射する。ミラー３６２は、その反射面が例えばＺ軸に平行な軸線回りに角度調整可能となるように、支持ベース３６１に取り付けられている。ミラー（第２ミラー）３６３は、ミラー３６２によって反射されたレーザ光ＬをＺ軸方向に反射する。ミラー３６３は、その反射面が例えばＸ軸に平行な軸線回りに角度調整可能となり且つＹ軸方向に沿って位置調整可能となるように、支持ベース３６１に取り付けられている。ミラー３６３によって反射されたレーザ光Ｌは、支持ベース３６１に形成された開口３６１ａを通過し、Ｚ軸方向に沿ってレーザ集光部４００（図７参照）に入射する。つまり、レーザ出力部３００によるレーザ光Ｌの出射方向は、レーザ集光部４００の移動方向に一致している。上述したように、各ミラー３６２，３６３は、反射面の角度を調整するための機構を有している。ミラーユニット３６０では、取付ベース３０１に対する支持ベース３６１の位置調整、支持ベース３６１に対するミラー３６３の位置調整、及び各ミラー３６２，３６３の反射面の角度調整が実施されることで、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸の位置及び角度がレーザ集光部４００に対して合わされる。つまり、複数のミラー３６２，３６３は、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するための構成である。   The mirror unit 360 includes a support base 361 and a plurality of mirrors 362 and 363. The support base 361 supports a plurality of mirrors 362 and 363. The support base 361 is attached to the attachment base 301 so that the position can be adjusted along the X-axis direction and the Y-axis direction. The mirror (first mirror) 362 reflects the laser light L that has passed through the beam expander 350 in the Y-axis direction. The mirror 362 is attached to the support base 361 so that the reflection surface thereof can be adjusted in angle around an axis parallel to the Z axis, for example. The mirror (second mirror) 363 reflects the laser light L reflected by the mirror 362 in the Z-axis direction. The mirror 363 is attached to the support base 361 so that the reflection surface thereof can be angle-adjusted around an axis parallel to the X-axis, for example, and the position can be adjusted along the Y-axis direction. The laser light L reflected by the mirror 363 passes through an opening 361a formed in the support base 361 and enters the laser condensing unit 400 (see FIG. 7) along the Z-axis direction. That is, the emission direction of the laser light L from the laser output unit 300 is coincident with the moving direction of the laser condensing unit 400. As described above, each of the mirrors 362 and 363 has a mechanism for adjusting the angle of the reflecting surface. In the mirror unit 360, the position adjustment of the support base 361 relative to the mounting base 301, the position adjustment of the mirror 363 relative to the support base 361, and the angle adjustment of the reflection surfaces of the mirrors 362 and 363 are performed. The position and angle of the optical axis of the emitted laser light L are matched with the laser condensing unit 400. That is, the plurality of mirrors 362 and 363 are configured to adjust the optical axis of the laser light L emitted from the laser output unit 300.

図１０に示されるように、レーザ集光部４００は、筐体４０１を有している。筐体４０１は、Ｙ軸方向を長手方向とする直方体状の形状を呈している。筐体４０１の一方の側面４０１ｅには、第２移動機構２４０が取り付けられている（図１１及び図１３参照）。筐体４０１には、ミラーユニット３６０の開口３６１ａとＺ軸方向において対向するように、円筒状の光入射部４０１ａが設けられている。光入射部４０１ａは、レーザ出力部３００から出射されたレーザ光Ｌを筐体４０１内に入射させる。ミラーユニット３６０と光入射部４０１ａとは、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００がＺ軸方向に沿って移動させられた際に互いに接触することがない距離だけ、互いに離間している。   As shown in FIG. 10, the laser condensing unit 400 has a housing 401. The casing 401 has a rectangular parallelepiped shape whose longitudinal direction is the Y-axis direction. A second moving mechanism 240 is attached to one side surface 401e of the housing 401 (see FIGS. 11 and 13). The casing 401 is provided with a cylindrical light incident portion 401a so as to face the opening 361a of the mirror unit 360 in the Z-axis direction. The light incident part 401 a causes the laser light L emitted from the laser output part 300 to enter the housing 401. The mirror unit 360 and the light incident part 401a are separated from each other by a distance that does not contact each other when the laser condensing part 400 is moved along the Z-axis direction by the second moving mechanism 240.

図１１及び図１２に示されるように、レーザ集光部４００は、ミラー４０２と、ダイクロイックミラー４０３と、を有している。更に、レーザ集光部４００は、反射型空間光変調器４１０と、４ｆレンズユニット４２０と、集光レンズユニット（集光光学系）４３０と、駆動機構４４０と、一対の測距センサ（第１センサ及び第２センサ）４５０と、を有している。   As shown in FIGS. 11 and 12, the laser condensing unit 400 includes a mirror 402 and a dichroic mirror 403. Further, the laser condensing unit 400 includes a reflective spatial light modulator 410, a 4f lens unit 420, a condensing lens unit (condensing optical system) 430, a drive mechanism 440, and a pair of distance measuring sensors (first Sensor and second sensor) 450.

ミラー４０２は、光入射部４０１ａとＺ軸方向において対向するように、筐体４０１の底面４０１ｂに取り付けられている。ミラー４０２は、光入射部４０１ａを介して筐体４０１内に入射したレーザ光ＬをＸＹ平面に平行な方向に反射する。ミラー４０２には、レーザ出力部３００のビームエキスパンダ３５０によって平行化されたレーザ光ＬがＺ軸方向に沿って入射する。つまり、ミラー４０２には、レーザ光Ｌが平行光としてＺ軸方向に沿って入射する。そのため、第２移動機構２４０によってレーザ集光部４００がＺ軸方向に沿って移動させられても、Ｚ軸方向に沿ってミラー４０２に入射するレーザ光Ｌの状態は一定に維持される。ミラー４０２によって反射されたレーザ光Ｌは、反射型空間光変調器４１０に入射する。   The mirror 402 is attached to the bottom surface 401b of the housing 401 so as to face the light incident portion 401a in the Z-axis direction. The mirror 402 reflects the laser light L incident in the housing 401 via the light incident portion 401a in a direction parallel to the XY plane. Laser light L collimated by the beam expander 350 of the laser output unit 300 enters the mirror 402 along the Z-axis direction. That is, the laser beam L enters the mirror 402 as parallel light along the Z-axis direction. Therefore, even if the laser focusing unit 400 is moved along the Z-axis direction by the second moving mechanism 240, the state of the laser light L incident on the mirror 402 along the Z-axis direction is maintained constant. The laser beam L reflected by the mirror 402 is incident on the reflective spatial light modulator 410.

反射型空間光変調器４１０は、反射面４１０ａが筐体４０１内に臨んだ状態で、Ｙ軸方向における筐体４０１の端部４０１ｃに取り付けられている。反射型空間光変調器４１０は、例えば反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）であり、レーザ光Ｌを変調しつつ、レーザ光ＬをＹ軸方向に反射する。反射型空間光変調器４１０によって変調されると共に反射されたレーザ光Ｌは、Ｙ軸方向に沿って４ｆレンズユニット４２０に入射する。ここで、ＸＹ平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、反射型空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とがなす角度αは、鋭角（例えば、１０〜６０°）とされている。つまり、レーザ光Ｌは、反射型空間光変調器４１０においてＸＹ平面に沿って鋭角に反射される。これは、レーザ光Ｌの入射角及び反射角を抑えて回折効率の低下を抑制し、反射型空間光変調器４１０の性能を十分に発揮させるためである。なお、反射型空間光変調器４１０では、例えば、液晶が用いられた光変調層の厚さが数μｍ〜数十μｍ程度と極めて薄いため、反射面４１０ａは、光変調層の光入出射面と実質的に同じと捉えることができる。   The reflective spatial light modulator 410 is attached to the end 401c of the housing 401 in the Y-axis direction with the reflective surface 410a facing the housing 401. The reflective spatial light modulator 410 is, for example, a liquid crystal on silicon (LCOS) spatial light modulator (SLM), which modulates the laser light L and converts the laser light L to the Y axis. Reflect in the direction. The laser beam L modulated and reflected by the reflective spatial light modulator 410 is incident on the 4f lens unit 420 along the Y-axis direction. Here, in the plane parallel to the XY plane, the optical axis of the laser light L incident on the reflective spatial light modulator 410 and the optical axis of the laser light L emitted from the reflective spatial light modulator 410 are formed. The angle α is an acute angle (for example, 10 to 60 °). That is, the laser light L is reflected at an acute angle along the XY plane by the reflective spatial light modulator 410. This is because the incident angle and the reflection angle of the laser light L are suppressed to suppress the decrease in diffraction efficiency, and the performance of the reflective spatial light modulator 410 is sufficiently exhibited. In the reflective spatial light modulator 410, for example, the thickness of the light modulation layer in which liquid crystal is used is extremely thin, about several μm to several tens of μm. Therefore, the reflection surface 410a is a light incident / exit surface of the light modulation layer. Can be regarded as substantially the same.

４ｆレンズユニット４２０は、ホルダ４２１と、反射型空間光変調器４１０側のレンズ（第１レンズ系、結像光学系）４２２と、集光レンズユニット４３０側のレンズ（第２レンズ系、結像光学系）４２３と、スリット部材４２４と、を有している。ホルダ４２１は、一対のレンズ４２２，４２３及びスリット部材４２４を保持している。ホルダ４２１は、レーザ光Ｌの光軸に沿った方向における一対のレンズ４２２，４２３及びスリット部材４２４の互いの位置関係を一定に維持している。一対のレンズ４２２，４２３は、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。これにより、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの像（反射型空間光変調器４１０において変調されたレーザ光Ｌの像）が、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに転像（結像）される。スリット部材４２４には、スリット４２４ａが形成されている。スリット４２４ａは、レンズ４２２とレンズ４２３との間であって、レンズ４２２の焦点面付近に位置している。反射型空間光変調器４１０によって変調されると共に反射されたレーザ光Ｌのうち不要な部分は、スリット部材４２４によって遮断される。４ｆレンズユニット４２０を通過したレーザ光Ｌは、Ｙ軸方向に沿ってダイクロイックミラー４０３に入射する。   The 4f lens unit 420 includes a holder 421, a lens (first lens system, imaging optical system) 422 on the reflective spatial light modulator 410 side, and a lens (second lens system, imaging) on the condenser lens unit 430 side. Optical system) 423 and a slit member 424. The holder 421 holds a pair of lenses 422 and 423 and a slit member 424. The holder 421 maintains a constant positional relationship between the pair of lenses 422 and 423 and the slit member 424 in the direction along the optical axis of the laser light L. The pair of lenses 422 and 423 constitute a double-sided telecentric optical system in which the reflecting surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 and the entrance pupil surface 430a of the condenser lens unit 430 are in an imaging relationship. As a result, the image of the laser light L (the image of the laser light L modulated by the reflective spatial light modulator 410) on the reflective surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 is converted into the entrance pupil plane of the condenser lens unit 430. The image is transferred (imaged) to 430a. A slit 424 a is formed in the slit member 424. The slit 424 a is located between the lens 422 and the lens 423 and in the vicinity of the focal plane of the lens 422. An unnecessary portion of the laser light L modulated and reflected by the reflective spatial light modulator 410 is blocked by the slit member 424. The laser light L that has passed through the 4f lens unit 420 enters the dichroic mirror 403 along the Y-axis direction.

ダイクロイックミラー４０３は、レーザ光Ｌの大部分（例えば、９５〜９９．５％）をＺ軸方向に反射し、レーザ光Ｌの一部（例えば、０．５〜５％）をＹ軸方向に沿って透過させる。レーザ光Ｌの大部分は、ダイクロイックミラー４０３においてＺＸ平面に沿って直角に反射される。ダイクロイックミラー４０３によって反射されたレーザ光Ｌは、Ｚ軸方向に沿って集光レンズユニット４３０に入射する。   The dichroic mirror 403 reflects most of the laser light L (for example, 95 to 99.5%) in the Z-axis direction, and partially (for example, 0.5 to 5%) of the laser light L in the Y-axis direction. Permeate along. Most of the laser light L is reflected by the dichroic mirror 403 at a right angle along the ZX plane. The laser beam L reflected by the dichroic mirror 403 enters the condenser lens unit 430 along the Z-axis direction.

集光レンズユニット４３０は、Ｙ軸方向における筐体４０１の端部４０１ｄ（端部４０１ｃの反対側の端部）に、駆動機構４４０を介して取り付けられている。集光レンズユニット４３０は、ホルダ４３１と、複数のレンズ４３２と、を有している。ホルダ４３１は、複数のレンズ４３２を保持している。複数のレンズ４３２は、支持台２３０に支持された加工対象物１（図７参照）に対してレーザ光Ｌを集光する。駆動機構４４０は、圧電素子の駆動力によって、集光レンズユニット４３０をＺ軸方向に沿って移動させる。   The condensing lens unit 430 is attached to the end 401d of the housing 401 in the Y-axis direction (the end opposite to the end 401c) via the drive mechanism 440. The condenser lens unit 430 includes a holder 431 and a plurality of lenses 432. The holder 431 holds a plurality of lenses 432. The plurality of lenses 432 focuses the laser light L on the workpiece 1 (see FIG. 7) supported by the support base 230. The drive mechanism 440 moves the condenser lens unit 430 along the Z-axis direction by the driving force of the piezoelectric element.

一対の測距センサ４５０は、Ｘ軸方向において集光レンズユニット４３０の両側に位置するように、筐体４０１の端部４０１ｄに取り付けられている。各測距センサ４５０は、支持台２３０に支持された加工対象物１（図７参照）のレーザ光入射面に対して測距用の光（例えば、レーザ光）を出射し、当該レーザ光入射面によって反射された測距用の光を検出することで、加工対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する。なお、測距センサ４５０には、三角測距方式、レーザ共焦点方式、白色共焦点方式、分光干渉方式、非点収差方式等のセンサを利用することができる。   The pair of distance measuring sensors 450 are attached to the end portion 401d of the housing 401 so as to be positioned on both sides of the condenser lens unit 430 in the X-axis direction. Each distance measuring sensor 450 emits distance measuring light (for example, laser light) to the laser light incident surface of the workpiece 1 (see FIG. 7) supported by the support base 230, and the laser light is incident thereon. By detecting the distance measuring light reflected by the surface, the displacement data of the laser light incident surface of the workpiece 1 is acquired. As the distance measuring sensor 450, a sensor such as a triangular distance measuring method, a laser confocal method, a white confocal method, a spectral interference method, an astigmatism method, or the like can be used.

レーザ加工装置２００では、上述したように、Ｘ軸方向に平行な方向が加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）とされている。そのため、各切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる際に、一対の測距センサ４５０のうち集光レンズユニット４３０に対して相対的に先行する測距センサ４５０が、各切断予定ライン５ａ，５ｂに沿った加工対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する。そして、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されるように、駆動機構４４０が、測距センサ４５０によって取得された変位データに基づいて集光レンズユニット４３０をＺ軸方向に沿って移動させる。   In the laser processing apparatus 200, as described above, the direction parallel to the X-axis direction is the processing direction (scanning direction of the laser light L). Therefore, when the condensing point of the laser beam L is moved relatively along each of the scheduled cutting lines 5 a and 5 b, the pair of distance measuring sensors 450 precedes the condensing lens unit 430. The distance measuring sensor 450 acquires displacement data of the laser light incident surface of the workpiece 1 along the respective scheduled cutting lines 5a and 5b. Then, the drive mechanism 440 collects based on the displacement data acquired by the distance measuring sensor 450 so that the distance between the laser light incident surface of the workpiece 1 and the condensing point of the laser light L is maintained constant. The optical lens unit 430 is moved along the Z-axis direction.

レーザ集光部４００は、ビームスプリッタ４６１と、一対のレンズ４６２，４６３と、レーザ光Ｌの強度分布モニタ用のカメラ４６４と、を有している。ビームスプリッタ４６１は、ダイクロイックミラー４０３を透過したレーザ光Ｌを反射成分と透過成分とに分ける。ビームスプリッタ４６１によって反射されたレーザ光Ｌは、Ｚ軸方向に沿って一対のレンズ４６２，４６３及びカメラ４６４に順次入射する。一対のレンズ４６２，４６３は、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとカメラ４６４の撮像面とが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。これにより、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａでのレーザ光Ｌの像が、カメラ４６４の撮像面に転像（結像）される。上述したように、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａでのレーザ光Ｌの像は、反射型空間光変調器４１０において変調されたレーザ光Ｌの像である。したがって、レーザ加工装置２００では、カメラ４６４による撮像結果を監視することで、反射型空間光変調器４１０の動作状態を把握することができる。   The laser condensing unit 400 includes a beam splitter 461, a pair of lenses 462 and 463, and a camera 464 for monitoring the intensity distribution of the laser light L. The beam splitter 461 divides the laser light L transmitted through the dichroic mirror 403 into a reflection component and a transmission component. The laser light L reflected by the beam splitter 461 sequentially enters the pair of lenses 462 and 463 and the camera 464 along the Z-axis direction. The pair of lenses 462 and 463 constitute a bilateral telecentric optical system in which the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 and the imaging plane of the camera 464 are in an imaging relationship. As a result, the image of the laser beam L on the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 is transferred (imaged) to the imaging plane of the camera 464. As described above, the image of the laser beam L on the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 is an image of the laser beam L modulated by the reflective spatial light modulator 410. Therefore, the laser processing apparatus 200 can grasp the operation state of the reflective spatial light modulator 410 by monitoring the imaging result of the camera 464.

更に、レーザ集光部４００は、ビームスプリッタ４７１と、レンズ４７２と、レーザ光Ｌの光軸位置モニタ用のカメラ４７３と、を有している。ビームスプリッタ４７１は、ビームスプリッタ４６１を透過したレーザ光Ｌを反射成分と透過成分とに分ける。ビームスプリッタ４７１によって反射されたレーザ光Ｌは、Ｚ軸方向に沿ってレンズ４７２及びカメラ４７３に順次入射する。レンズ４７２は、入射したレーザ光Ｌをカメラ４７３の撮像面上に集光する。レーザ加工装置２００では、カメラ４６４及びカメラ４７３のそれぞれによる撮像結果を監視しつつ、ミラーユニット３６０において、取付ベース３０１に対する支持ベース３６１の位置調整、支持ベース３６１に対するミラー３６３の位置調整、及び各ミラー３６２，３６３の反射面の角度調整を実施することで（図９及び図１０参照）、集光レンズユニット４３０に入射するレーザ光Ｌの光軸のずれ（集光レンズユニット４３０に対するレーザ光の強度分布の位置ずれ、及び集光レンズユニット４３０に対するレーザ光Ｌの光軸の角度ずれ）を補正することができる。   Further, the laser condensing unit 400 includes a beam splitter 471, a lens 472, and a camera 473 for monitoring the optical axis position of the laser light L. The beam splitter 471 divides the laser light L transmitted through the beam splitter 461 into a reflection component and a transmission component. The laser light L reflected by the beam splitter 471 sequentially enters the lens 472 and the camera 473 along the Z-axis direction. The lens 472 collects the incident laser light L on the imaging surface of the camera 473. In the laser processing apparatus 200, while monitoring the imaging results of the cameras 464 and 473, in the mirror unit 360, the position adjustment of the support base 361 relative to the mounting base 301, the position adjustment of the mirror 363 relative to the support base 361, and each mirror By adjusting the angle of the reflecting surfaces 362 and 363 (see FIGS. 9 and 10), the optical axis shift of the laser light L incident on the condenser lens unit 430 (the intensity of the laser light with respect to the condenser lens unit 430). The positional deviation of the distribution and the angular deviation of the optical axis of the laser light L with respect to the condenser lens unit 430 can be corrected.

複数のビームスプリッタ４６１，４７１は、筐体４０１の端部４０１ｄからＹ軸方向に沿って延在する筒体４０４内に配置されている。一対のレンズ４６２，４６３は、Ｚ軸方向に沿って筒体４０４上に立設された筒体４０５内に配置されており、カメラ４６４は、筒体４０５の端部に配置されている。レンズ４７２は、Ｚ軸方向に沿って筒体４０４上に立設された筒体４０６内に配置されており、カメラ４７３は、筒体４０６の端部に配置されている。筒体４０５と筒体４０６とは、Ｙ軸方向において互いに並設されている。なお、ビームスプリッタ４７１を透過したレーザ光Ｌは、筒体４０４の端部に設けられたダンパ等に吸収されるようにしてもよいし、或いは、適宜の用途で利用されるようにしてもよい。   The plurality of beam splitters 461 and 471 are disposed in a cylindrical body 404 that extends from the end 401 d of the housing 401 along the Y-axis direction. The pair of lenses 462 and 463 are arranged in a cylinder 405 erected on the cylinder 404 along the Z-axis direction, and the camera 464 is arranged at an end of the cylinder 405. The lens 472 is disposed in a cylindrical body 406 erected on the cylindrical body 404 along the Z-axis direction, and the camera 473 is disposed at the end of the cylindrical body 406. The cylinder body 405 and the cylinder body 406 are arranged in parallel with each other in the Y-axis direction. The laser light L that has passed through the beam splitter 471 may be absorbed by a damper or the like provided at the end of the cylindrical body 404, or may be used for an appropriate application. .

図１２及び図１３に示されるように、レーザ集光部４００は、可視光源４８１と、複数のレンズ４８２と、レチクル４８３と、ミラー４８４と、ハーフミラー４８５と、ビームスプリッタ４８６と、レンズ４８７と、観察カメラ４８８と、を有している。可視光源４８１は、Ｚ軸方向に沿って可視光Ｖを出射する。複数のレンズ４８２は、可視光源４８１から出射された可視光Ｖを平行化する。レチクル４８３は、可視光Ｖに目盛り線を付与する。ミラー４８４は、複数のレンズ４８２によって平行化された可視光ＶをＸ軸方向に反射する。ハーフミラー４８５は、ミラー４８４によって反射された可視光Ｖを反射成分と透過成分とに分ける。ハーフミラー４８５によって反射された可視光Ｖは、Ｚ軸方向に沿ってビームスプリッタ４８６及びダイクロイックミラー４０３を順次透過し、集光レンズユニット４３０を介して、支持台２３０に支持された加工対象物１（図７参照）に照射される。   As shown in FIGS. 12 and 13, the laser condensing unit 400 includes a visible light source 481, a plurality of lenses 482, a reticle 483, a mirror 484, a half mirror 485, a beam splitter 486, and a lens 487. And an observation camera 488. The visible light source 481 emits visible light V along the Z-axis direction. The plurality of lenses 482 collimate the visible light V emitted from the visible light source 481. The reticle 483 gives a scale line to the visible light V. The mirror 484 reflects the visible light V collimated by the plurality of lenses 482 in the X-axis direction. The half mirror 485 divides the visible light V reflected by the mirror 484 into a reflection component and a transmission component. The visible light V reflected by the half mirror 485 sequentially passes through the beam splitter 486 and the dichroic mirror 403 along the Z-axis direction, and is processed object 1 supported by the support base 230 via the condenser lens unit 430. (See FIG. 7).

加工対象物１に照射された可視光Ｖは、加工対象物１のレーザ光入射面によって反射され、集光レンズユニット４３０を介してダイクロイックミラー４０３に入射し、Ｚ軸方向に沿ってダイクロイックミラー４０３を透過する。ビームスプリッタ４８６は、ダイクロイックミラー４０３を透過した可視光Ｖを反射成分と透過成分とに分ける。ビームスプリッタ４８６を透過した可視光Ｖは、ハーフミラー４８５を透過し、Ｚ軸方向に沿ってレンズ４８７及び観察カメラ４８８に順次入射する。レンズ４８７は、入射した可視光Ｖを観察カメラ４８８の撮像面上に集光する。レーザ加工装置２００では、観察カメラ４８８による撮像結果を観察することで、加工対象物１の状態を把握することができる。   The visible light V irradiated to the workpiece 1 is reflected by the laser light incident surface of the workpiece 1, enters the dichroic mirror 403 through the condenser lens unit 430, and reaches the dichroic mirror 403 along the Z-axis direction. Transparent. The beam splitter 486 divides the visible light V transmitted through the dichroic mirror 403 into a reflection component and a transmission component. The visible light V that has passed through the beam splitter 486 passes through the half mirror 485, and sequentially enters the lens 487 and the observation camera 488 along the Z-axis direction. The lens 487 collects the incident visible light V on the imaging surface of the observation camera 488. In the laser processing apparatus 200, the state of the processing target object 1 can be grasped by observing the imaging result of the observation camera 488.

ミラー４８４、ハーフミラー４８５及びビームスプリッタ４８６は、筐体４０１の端部４０１ｄ上に取り付けられたホルダ４０７内に配置されている。複数のレンズ４８２及びレチクル４８３は、Ｚ軸方向に沿ってホルダ４０７上に立設された筒体４０８内に配置されており、可視光源４８１は、筒体４０８の端部に配置されている。レンズ４８７は、Ｚ軸方向に沿ってホルダ４０７上に立設された筒体４０９内に配置されており、観察カメラ４８８は、筒体４０９の端部に配置されている。筒体４０８と筒体４０９とは、Ｘ軸方向において互いに並設されている。なお、Ｘ軸方向に沿ってハーフミラー４８５を透過した可視光Ｖ、及びビームスプリッタ４８６によってＸ軸方向に反射された可視光Ｖは、それぞれ、ホルダ４０７の壁部に設けられたダンパ等に吸収されるようにしてもよいし、或いは、適宜の用途で利用されるようにしてもよい。   The mirror 484, the half mirror 485, and the beam splitter 486 are disposed in a holder 407 attached on the end 401 d of the housing 401. The plurality of lenses 482 and the reticle 483 are arranged in a cylinder 408 erected on the holder 407 along the Z-axis direction, and the visible light source 481 is arranged at the end of the cylinder 408. The lens 487 is disposed in a cylindrical body 409 erected on the holder 407 along the Z-axis direction, and the observation camera 488 is disposed at the end of the cylindrical body 409. The cylinder body 408 and the cylinder body 409 are arranged side by side in the X-axis direction. The visible light V transmitted through the half mirror 485 along the X-axis direction and the visible light V reflected in the X-axis direction by the beam splitter 486 are absorbed by a damper or the like provided on the wall portion of the holder 407, respectively. Or may be used for an appropriate application.

レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００の交換が想定されている。これは、加工対象物１の仕様、加工条件等に応じて、加工に適したレーザ光Ｌの波長が異なるからである。そのため、出射するレーザ光Ｌの波長が互いに異なる複数のレーザ出力部３００が用意される。ここでは、出射するレーザ光Ｌの波長が５００〜５５０ｎｍの波長帯に含まれるレーザ出力部３００、出射するレーザ光Ｌの波長が１０００〜１１５０ｎｍの波長帯に含まれるレーザ出力部３００、及び出射するレーザ光Ｌの波長が１３００〜１４００ｎｍの波長帯に含まれるレーザ出力部３００が用意される。   In the laser processing apparatus 200, replacement of the laser output unit 300 is assumed. This is because the wavelength of the laser beam L suitable for processing varies depending on the specification, processing conditions, and the like of the processing object 1. Therefore, a plurality of laser output units 300 having different wavelengths of the emitted laser light L are prepared. Here, the laser output unit 300 included in the wavelength band of the emitted laser light L in the wavelength band of 500 to 550 nm, the laser output unit 300 included in the wavelength band of the wavelength of the emitted laser light L in the range of 1000 to 1150 nm, and emitted. A laser output unit 300 is prepared in which the wavelength of the laser light L is included in a wavelength band of 1300 to 1400 nm.

一方、レーザ加工装置２００では、レーザ集光部４００の交換が想定されていない。これは、レーザ集光部４００がマルチ波長に対応している（互いに連続しない複数の波長帯に対応している）からである。具体的には、ミラー４０２、反射型空間光変調器４１０、４ｆレンズユニット４２０の一対のレンズ４２２，４２３、ダイクロイックミラー４０３、及び集光レンズユニット４３０のレンズ４３２等がマルチ波長に対応している。ここでは、レーザ集光部４００は、５００〜５５０ｎｍ、１０００〜１１５０ｎｍ及び１３００〜１４００ｎｍの波長帯に対応している。これは、レーザ集光部４００の各構成に所定の誘電体多層膜をコーティングすること等、所望の光学性能が満足されるようにレーザ集光部４００の各構成が設計されることで実現される。なお、レーザ出力部３００において、λ／２波長板ユニット３３０はλ／２波長板を有しており、偏光板ユニット３４０は偏光板を有している。λ／２波長板及び偏光板は、波長依存性が高い光学素子である。そのため、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、波長帯ごとに異なる構成としてレーザ出力部３００に設けられている。
［レーザ加工装置におけるレーザ光の光路及び偏光方向］ On the other hand, in the laser processing apparatus 200, replacement of the laser condensing unit 400 is not assumed. This is because the laser condensing unit 400 supports multiple wavelengths (corresponding to a plurality of wavelength bands that are not continuous with each other). Specifically, the mirror 402, the reflective spatial light modulator 410, the pair of lenses 422 and 423 of the 4f lens unit 420, the dichroic mirror 403, the lens 432 of the condenser lens unit 430, and the like correspond to multiple wavelengths. . Here, the laser condensing unit 400 corresponds to wavelength bands of 500 to 550 nm, 1000 to 1150 nm, and 1300 to 1400 nm. This is realized by designing each configuration of the laser focusing section 400 so that desired optical performance is satisfied, such as coating each configuration of the laser focusing section 400 with a predetermined dielectric multilayer film. The In the laser output unit 300, the λ / 2 wavelength plate unit 330 has a λ / 2 wavelength plate, and the polarizing plate unit 340 has a polarizing plate. The λ / 2 wavelength plate and the polarizing plate are optical elements having high wavelength dependency. Therefore, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 are provided in the laser output unit 300 as different configurations for each wavelength band.
[Optical path and polarization direction of laser light in laser processing equipment]

レーザ加工装置２００では、支持台２３０に支持された加工対象物１に対して集光されるレーザ光Ｌの偏光方向は、図１１に示されるように、Ｘ軸方向に平行な方向であり、加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）に一致している。ここで、反射型空間光変調器４１０では、レーザ光ＬがＰ偏光として反射される。これは、反射型空間光変調器４１０の光変調層に液晶が用いられている場合において、反射型空間光変調器４１０に対して入出射するレーザ光Ｌの光軸を含む平面に平行な面内で液晶分子が傾斜するように、当該液晶が配向されているときには、偏波面の回転が抑制された状態でレーザ光Ｌに位相変調が施されるからである（例えば、特許第３８７８７５８号公報参照）。一方、ダイクロイックミラー４０３では、レーザ光ＬがＳ偏光として反射される。これは、レーザ光ＬをＰ偏光として反射させるよりも、レーザ光ＬをＳ偏光として反射させたほうが、ダイクロイックミラー４０３をマルチ波長に対応させるための誘電体多層膜のコーティング数が減少する等、ダイクロイックミラー４０３の設計が容易となるからである。   In the laser processing apparatus 200, the polarization direction of the laser light L focused on the workpiece 1 supported by the support base 230 is a direction parallel to the X-axis direction as shown in FIG. It corresponds to the processing direction (scanning direction of the laser beam L). Here, in the reflective spatial light modulator 410, the laser light L is reflected as P-polarized light. This is because the surface parallel to the plane including the optical axis of the laser beam L entering and exiting the reflective spatial light modulator 410 when liquid crystal is used in the light modulation layer of the reflective spatial light modulator 410. This is because when the liquid crystal is oriented so that the liquid crystal molecules are tilted, the phase modulation is applied to the laser light L with the rotation of the polarization plane being suppressed (for example, Japanese Patent No. 3878758). reference). On the other hand, the dichroic mirror 403 reflects the laser light L as S-polarized light. This is because when the laser beam L is reflected as S-polarized light rather than the laser beam L as P-polarized light, the number of coatings of the dielectric multilayer film for making the dichroic mirror 403 compatible with multiple wavelengths decreases. This is because the design of the dichroic mirror 403 is facilitated.

したがって、レーザ集光部４００では、ミラー４０２から反射型空間光変調器４１０及び４ｆレンズユニット４２０を介してダイクロイックミラー４０３に至る光路が、ＸＹ平面に沿うように設定されており、ダイクロイックミラー４０３から集光レンズユニット４３０に至る光路が、Ｚ軸方向に沿うように設定されている。   Therefore, in the laser condensing unit 400, the optical path from the mirror 402 to the dichroic mirror 403 via the reflective spatial light modulator 410 and the 4f lens unit 420 is set along the XY plane. The optical path reaching the condenser lens unit 430 is set along the Z-axis direction.

図９に示されるように、レーザ出力部３００では、レーザ光Ｌの光路がＸ軸方向又はＹ軸方向（主面３０１ａに平行な平面）に沿うように設定されている。具体的には、レーザ発振器３１０からミラー３０３に至る光路、並びに、ミラー３０４からλ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０及びビームエキスパンダ３５０を介してミラーユニット３６０に至る光路が、Ｘ軸方向に沿うように設定されており、ミラー３０３からシャッタ３２０を介してミラー３０４に至る光路、及び、ミラーユニット３６０においてミラー３６２からミラー３６３に至る光路が、Ｙ軸方向に沿うように設定されている。   As shown in FIG. 9, in the laser output unit 300, the optical path of the laser light L is set along the X-axis direction or the Y-axis direction (a plane parallel to the main surface 301a). Specifically, the optical path from the laser oscillator 310 to the mirror 303 and the optical path from the mirror 304 to the mirror unit 360 via the λ / 2 wavelength plate unit 330, the polarizing plate unit 340, and the beam expander 350 are the X axis. The optical path from the mirror 303 to the mirror 304 via the shutter 320 and the optical path from the mirror 362 to the mirror 363 in the mirror unit 360 are set to be along the Y-axis direction. Yes.

ここで、Ｚ軸方向に沿ってレーザ出力部３００からレーザ集光部４００に進行したレーザ光Ｌは、図１１に示されるように、ミラー４０２によってＸＹ平面に平行な方向に反射され、反射型空間光変調器４１０に入射する。このとき、ＸＹ平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、反射型空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とは、鋭角である角度αをなしている。一方、上述したように、レーザ出力部３００では、レーザ光Ｌの光路がＸ軸方向又はＹ軸方向に沿うように設定されている。   Here, the laser light L traveling from the laser output unit 300 to the laser condensing unit 400 along the Z-axis direction is reflected in a direction parallel to the XY plane by the mirror 402 as shown in FIG. The light enters the spatial light modulator 410. At this time, in a plane parallel to the XY plane, the optical axis of the laser light L incident on the reflective spatial light modulator 410 and the optical axis of the laser light L emitted from the reflective spatial light modulator 410 are: The angle α is an acute angle. On the other hand, as described above, in the laser output unit 300, the optical path of the laser light L is set along the X-axis direction or the Y-axis direction.

したがって、レーザ出力部３００において、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を、レーザ光Ｌの出力を調整する出力調整部としてだけでなく、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部としても機能させる必要がある。
［λ／２波長板ユニット及び偏光板ユニット］ Therefore, in the laser output unit 300, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 are not only used as an output adjustment unit that adjusts the output of the laser light L, but also the polarization direction adjustment that adjusts the polarization direction of the laser light L. It is necessary to function as a part.
[Λ / 2 wavelength plate unit and polarizing plate unit]

図１４に示されるように、λ／２波長板ユニット３３０は、ホルダ（第１ホルダ）３３１と、λ／２波長板３３２と、を有している。ホルダ３３１は、Ｘ軸方向に平行な軸線（第１軸線）ＸＬを中心線としてλ／２波長板３３２が回転可能となるように、λ／２波長板３３２を保持している。λ／２波長板３３２は、その光学軸（例えば、fast軸）に対して偏光方向が角度θだけ傾いてレーザ光Ｌが入射した場合に、軸線ＸＬを中心線として偏光方向を角度２θだけ回転させてレーザ光Ｌを出射する（図１５の（ａ）参照）。   As shown in FIG. 14, the λ / 2 wavelength plate unit 330 includes a holder (first holder) 331 and a λ / 2 wavelength plate 332. The holder 331 holds the λ / 2 wavelength plate 332 so that the λ / 2 wavelength plate 332 can be rotated about an axis (first axis) XL parallel to the X-axis direction as a center line. The λ / 2 wavelength plate 332 rotates the polarization direction by an angle 2θ with the axis XL as a center line when the laser beam L is incident with the polarization direction inclined by an angle θ with respect to its optical axis (for example, fast axis). The laser beam L is emitted (see FIG. 15A).

偏光板ユニット３４０は、ホルダ（第２ホルダ）３４１と、偏光板（偏光部材）３４２と、光路補正板（光路補正部材）３４３と、を有している。ホルダ３４１は、軸線（第２軸線）ＸＬを中心線として偏光板３４２及び光路補正板３４３が一体で回転可能となるように、偏光板３４２及び光路補正板３４３を保持している。偏光板３４２の光入射面及び光出射面は、所定角度（例えば、ブリュスター角度）だけ傾いている。偏光板３４２は、レーザ光Ｌが入射した場合に、偏光板３４２の偏光軸に一致するレーザ光ＬのＰ偏光成分を透過させ、レーザ光ＬのＳ偏光成分を反射又は吸収する（図１５の（ｂ）参照）。光路補正板３４３の光入射面及び光出射面は、偏光板３４２の光入射面及び光出射面とは逆側に傾いている。光路補正板３４３は、偏光板３４２を透過することで軸線ＸＬ上から外れたレーザ光Ｌの光軸を軸線ＸＬ上に戻す。   The polarizing plate unit 340 includes a holder (second holder) 341, a polarizing plate (polarizing member) 342, and an optical path correction plate (optical path correcting member) 343. The holder 341 holds the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343 so that the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343 can rotate together with the axis line (second axis) XL as a center line. The light incident surface and light output surface of the polarizing plate 342 are inclined by a predetermined angle (for example, Brewster angle). When the laser light L is incident, the polarizing plate 342 transmits the P-polarized component of the laser light L that matches the polarization axis of the polarizing plate 342, and reflects or absorbs the S-polarized component of the laser light L (FIG. 15). (See (b)). The light incident surface and the light emitting surface of the optical path correction plate 343 are inclined to the opposite side to the light incident surface and the light emitting surface of the polarizing plate 342. The optical path correction plate 343 returns the optical axis of the laser beam L off the axis XL by passing through the polarizing plate 342 to the axis XL.

上述したように、レーザ集光部４００では、ＸＹ平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、反射型空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とが、鋭角である角度αをなしている（図１１参照）。一方、レーザ出力部３００では、レーザ光Ｌの光路がＸ軸方向又はＹ軸方向に沿うように設定されている（図９参照）。   As described above, the laser condensing unit 400 emits the optical axis of the laser light L incident on the reflective spatial light modulator 410 and the reflective spatial light modulator 410 in a plane parallel to the XY plane. The optical axis of the laser beam L forms an acute angle α (see FIG. 11). On the other hand, in the laser output unit 300, the optical path of the laser light L is set along the X-axis direction or the Y-axis direction (see FIG. 9).

そこで、偏光板ユニット３４０では、軸線ＸＬを中心線として偏光板３４２及び光路補正板３４３が一体で回転させられ、図１５の（ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に平行な方向に対して偏光板３４２の偏光軸が角度αだけ傾けられる。これにより、偏光板ユニット３４０から出射されるレーザ光Ｌの偏光方向が、Ｙ軸方向に平行な方向に対して角度αだけ傾く。その結果、反射型空間光変調器４１０においてレーザ光ＬがＰ偏光として反射されると共に、ダイクロイックミラー４０３においてレーザ光ＬがＳ偏光として反射され、支持台２３０に支持された加工対象物１に対して集光されるレーザ光Ｌの偏光方向がＸ軸方向に平行な方向となる。   Therefore, in the polarizing plate unit 340, the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343 are rotated together with the axis XL as the center line, and as shown in FIG. 15B, the direction parallel to the Y-axis direction is obtained. Thus, the polarization axis of the polarizing plate 342 is inclined by the angle α. Thereby, the polarization direction of the laser light L emitted from the polarizing plate unit 340 is inclined by an angle α with respect to the direction parallel to the Y-axis direction. As a result, the laser beam L is reflected as P-polarized light by the reflective spatial light modulator 410, and the laser beam L is reflected as S-polarized light by the dichroic mirror 403, and is applied to the workpiece 1 supported by the support base 230. The polarization direction of the laser beam L condensed in this way is parallel to the X-axis direction.

また、図１５の（ｂ）に示されるように、偏光板ユニット３４０に入射するレーザ光Ｌの偏光方向が調整され、偏光板ユニット３４０から出射されるレーザ光Ｌの光強度が調整される。偏光板ユニット３４０に入射するレーザ光Ｌの偏光方向の調整は、λ／２波長板ユニット３３０において軸線ＸＬを中心線としてλ／２波長板３３２が回転させられ、図１５の（ａ）に示されるように、λ／２波長板３３２に入射するレーザ光Ｌの偏光方向（例えば、Ｙ軸方向に平行な方向）に対するλ／２波長板３３２の光学軸の角度が調整されることで、実施される。   Further, as shown in FIG. 15B, the polarization direction of the laser light L incident on the polarizing plate unit 340 is adjusted, and the light intensity of the laser light L emitted from the polarizing plate unit 340 is adjusted. Adjustment of the polarization direction of the laser light L incident on the polarizing plate unit 340 is performed by rotating the λ / 2 wavelength plate 332 around the axis XL in the λ / 2 wavelength plate unit 330 as shown in FIG. As shown, the angle of the optical axis of the λ / 2 wavelength plate 332 with respect to the polarization direction of the laser light L incident on the λ / 2 wavelength plate 332 (for example, the direction parallel to the Y-axis direction) is adjusted. Is done.

以上のように、レーザ出力部３００において、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの出力を調整する出力調整部（上述した例では、出力減衰部）としてだけでなく、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部としても機能している。
［４ｆレンズユニット］ As described above, in the laser output unit 300, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 are not only used as an output adjustment unit (in the above-described example, an output attenuation unit) that adjusts the output of the laser light L. , And also functions as a polarization direction adjusting unit that adjusts the polarization direction of the laser light L.
[4f lens unit]

上述したように、４ｆレンズユニット４２０の一対のレンズ４２２，４２３は、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。具体的には、図１６に示されるように、反射型空間光変調器４１０側のレンズ４２２と反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａとの間の光路の距離がレンズ４２２の第１焦点距離ｆ１となり、集光レンズユニット４３０側のレンズ４２３と集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとの間の光路の距離がレンズ４２３の第２焦点距離ｆ２となり、レンズ４２２とレンズ４２３との間の光路の距離が第１焦点距離ｆ１と第２焦点距離ｆ２との和（すなわち、ｆ１＋ｆ２）となっている。反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至る光路のうち一対のレンズ４２２，４２３間の光路は、一直線である。   As described above, the pair of lenses 422 and 423 of the 4f lens unit 420 includes both-side telecentric optics in which the reflecting surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 and the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 are in an imaging relationship. The system is configured. Specifically, as shown in FIG. 16, the distance of the optical path between the lens 422 on the reflective spatial light modulator 410 side and the reflective surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 is the first focal point of the lens 422. The distance f1 is the optical path distance between the lens 423 on the condenser lens unit 430 side and the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430, which is the second focal length f2 of the lens 423, and between the lens 422 and the lens 423. Is the sum of the first focal length f1 and the second focal length f2 (ie, f1 + f2). Of the optical path from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430, the optical path between the pair of lenses 422 and 423 is a straight line.

レーザ加工装置２００では、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径を大きくする観点から、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍが、０．５＜Ｍ＜１（縮小系）を満たしている。反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径が大きいほど、高精細な位相パターンでレーザ光Ｌが変調される。反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が長くなるのを抑制するという観点では、０．６≦Ｍ≦０．９５であることがより好ましい。ここで、（両側テレセントリック光学系の倍率Ｍ）＝（集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａでの像の大きさ）／（反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでの物体の大きさ）である。レーザ加工装置２００の場合、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍ、レンズ４２２の第１焦点距離ｆ１及びレンズ４２３の第２焦点距離ｆ２が、Ｍ＝ｆ２／ｆ１を満たしている。   In the laser processing apparatus 200, from the viewpoint of increasing the effective diameter of the laser light L on the reflecting surface 410a of the reflective spatial light modulator 410, the magnification M of the both-side telecentric optical system is 0.5 <M <1 (reducing system). ) Is satisfied. As the effective diameter of the laser beam L on the reflecting surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 is larger, the laser beam L is modulated with a finer phase pattern. From the standpoint of suppressing an increase in the optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430, it is more preferable that 0.6 ≦ M ≦ 0.95. Here, (magnification M of both-side telecentric optical system) = (size of image on entrance pupil plane 430a of condenser lens unit 430) / (size of object on reflection plane 410a of reflective spatial light modulator 410) ). In the case of the laser processing apparatus 200, the magnification M of the both-side telecentric optical system, the first focal length f1 of the lens 422, and the second focal length f2 of the lens 423 satisfy M = f2 / f1.

なお、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径を小さくする観点から、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍが、１＜Ｍ＜２（拡大系）を満たしていてもよい。反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径が小さいほど、ビームエキスパンダ３５０（図９参照）の倍率が小さくて済み、ＸＹ平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、反射型空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とがなす角度α（図１１参照）が小さくなる。反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が長くなるのを抑制するという観点では、１．０５≦Ｍ≦１．７であることがより好ましい。   From the viewpoint of reducing the effective diameter of the laser light L on the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410, even if the magnification M of the double-sided telecentric optical system satisfies 1 <M <2 (enlargement system). Good. The smaller the effective diameter of the laser light L at the reflection surface 410a of the reflection type spatial light modulator 410, the smaller the magnification of the beam expander 350 (see FIG. 9), and the reflection type in the plane parallel to the XY plane. The angle α (see FIG. 11) formed by the optical axis of the laser light L incident on the spatial light modulator 410 and the optical axis of the laser light L emitted from the reflective spatial light modulator 410 becomes small. From the standpoint of suppressing an increase in the optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430, it is more preferable that 1.05 ≦ M ≦ 1.7.

４ｆレンズユニット４２０では、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍが１ではないため、図１７に示されるように、一対のレンズ４２２，４２３が光軸に沿って移動すると、集光レンズユニット４３０側の共役点が移動する。具体的には、倍率Ｍ＜１（縮小系）の場合、一対のレンズ４２２，４２３が光軸に沿って集光レンズユニット４３０側に移動すると、集光レンズユニット４３０側の共役点が反射型空間光変調器４１０の反対側に移動する。一方、倍率Ｍ＞１（拡大系）の場合、一対のレンズ４２２，４２３が光軸に沿って反射型空間光変調器４１０側に移動すると、集光レンズユニット４３０側の共役点が反射型空間光変調器４１０の反対側に移動する。これにより、例えば集光レンズユニット４３０の取付位置にずれが生じた場合に、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに集光レンズユニット４３０側の共役点が位置合わせされる。４ｆレンズユニット４２０では、図１１に示されるように、Ｙ軸方向に延在する複数の長穴４２１ａがホルダ４２１の底壁に形成されており、各長穴４２１ａを介したボルト止めによって、ホルダ４２１が筐体４０１の底面４０１ｂに固定されている。これにより、光軸に沿った方向における一対のレンズ４２２，４２３の位置調整は、筐体４０１の底面４０１ｂに対するホルダ４２１の固定位置がＹ軸方向に沿って調整されることで、実施される。
［作用及び効果］ In the 4f lens unit 420, since the magnification M of the double-sided telecentric optical system is not 1, as shown in FIG. 17, when the pair of lenses 422 and 423 move along the optical axis, the conjugate on the condenser lens unit 430 side is used. The point moves. Specifically, when the magnification M <1 (reduction system), when the pair of lenses 422 and 423 move along the optical axis toward the condenser lens unit 430, the conjugate point on the condenser lens unit 430 side becomes a reflection type. Move to the opposite side of the spatial light modulator 410. On the other hand, when the magnification M> 1 (enlargement system), when the pair of lenses 422 and 423 move to the reflective spatial light modulator 410 side along the optical axis, the conjugate point on the condenser lens unit 430 side becomes the reflective space. Move to the opposite side of the light modulator 410. Thereby, for example, when a deviation occurs in the mounting position of the condenser lens unit 430, the conjugate point on the condenser lens unit 430 side is aligned with the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430. In the 4f lens unit 420, as shown in FIG. 11, a plurality of long holes 421a extending in the Y-axis direction are formed in the bottom wall of the holder 421, and the holders are fastened by bolting through the long holes 421a. 421 is fixed to the bottom surface 401 b of the housing 401. Thereby, the position adjustment of the pair of lenses 422 and 423 in the direction along the optical axis is performed by adjusting the fixing position of the holder 421 with respect to the bottom surface 401b of the housing 401 along the Y-axis direction.
[Action and effect]

レーザ加工装置２００は、加工対象物１を支持する支持台２３０と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器３１０と、レーザ光Ｌを変調しつつ反射する反射型空間光変調器４１０と、加工対象物１に対してレーザ光Ｌを集光する集光レンズユニット４３０と、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する一対のレンズ４２２，４２３と、一対のレンズ４２２，４２３を通過したレーザ光Ｌを集光レンズユニット４３０に向けて反射するダイクロイックミラー４０３と、加工対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する一方の測距センサ４５０と、を備える。ダイクロイックミラー４０３から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿うように設定されている。反射型空間光変調器４１０から一対のレンズ４２２，４２３を介してダイクロイックミラー４０３に至るレーザ光Ｌの光路は、第１方向に垂直な第２方向（Ｙ軸方向）に沿うように設定されている。一方の測距センサ４５０は、第１方向及び第２方向に垂直な第３方向（Ｘ軸方向）において集光レンズユニット４３０の一方の側に配置されている。   The laser processing apparatus 200 includes a support base 230 that supports the workpiece 1, a laser oscillator 310 that emits laser light L, a reflective spatial light modulator 410 that reflects and modulates the laser light L, and a workpiece. 1, a condensing lens unit 430 that condenses the laser light L with respect to 1, a double-sided telecentric optical in which the reflecting surface 410 a of the reflective spatial light modulator 410 and the entrance pupil plane 430 a of the condensing lens unit 430 are in an imaging relationship. A pair of lenses 422 and 423 constituting the system, a dichroic mirror 403 that reflects the laser light L that has passed through the pair of lenses 422 and 423 toward the condenser lens unit 430, and a laser light incident surface of the workpiece 1. One distance measuring sensor 450 for acquiring displacement data. The optical path of the laser light L from the dichroic mirror 403 to the condenser lens unit 430 is set along the first direction (Z-axis direction). The optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the dichroic mirror 403 through the pair of lenses 422 and 423 is set along the second direction (Y-axis direction) perpendicular to the first direction. Yes. One distance measuring sensor 450 is disposed on one side of the condenser lens unit 430 in a third direction (X-axis direction) perpendicular to the first direction and the second direction.

レーザ加工装置２００では、集光レンズユニット４３０に対して一方の測距センサ４５０が相対的に先行するように、加工対象物１に対してレーザ光Ｌをスキャンすることで、加工対象物１の任意の箇所でのレーザ光入射面の変位データを、当該箇所にレーザ光Ｌが照射される前に取得することができる。これにより、例えば、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されるように、加工対象物１に対してレーザ光Ｌをスキャンすることができる。更に、一方の測距センサ４５０が、反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が配置される平面（ＹＺ平面に平行な平面）に対して一方の側に配置されている。つまり、反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路上に配置された各構成に対して、一方の測距センサ４５０が効率良く配置されている。よって、レーザ加工装置２００によれば、装置の大型化を抑制しつつ、加工対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得することができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser beam L is scanned with respect to the processing object 1 so that one distance measuring sensor 450 is relatively ahead of the condenser lens unit 430. Displacement data of the laser light incident surface at an arbitrary position can be acquired before the laser light L is irradiated to the position. Thereby, for example, the laser beam L can be scanned with respect to the workpiece 1 so that the distance between the laser beam incident surface of the workpiece 1 and the condensing point of the laser beam L is maintained constant. . Further, one distance measuring sensor 450 is on one side with respect to a plane (a plane parallel to the YZ plane) on which the optical path of the laser beam L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430 is disposed. Has been placed. That is, one distance measuring sensor 450 is efficiently arranged for each component arranged on the optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430. Therefore, according to the laser processing apparatus 200, displacement data of the laser light incident surface of the workpiece 1 can be acquired while suppressing an increase in size of the apparatus.

レーザ加工装置２００では、一対のレンズ４２２，４２３を通過したレーザ光Ｌを集光レンズユニット４３０に向けて反射するミラーが、ダイクロイックミラー４０３である。これにより、ダイクロイックミラー４０３を透過したレーザ光Ｌの一部を様々な用途に利用することができる。   In the laser processing apparatus 200, the mirror that reflects the laser light L that has passed through the pair of lenses 422 and 423 toward the condenser lens unit 430 is the dichroic mirror 403. Thereby, a part of the laser beam L transmitted through the dichroic mirror 403 can be used for various purposes.

レーザ加工装置２００では、ダイクロイックミラー４０３が、レーザ光ＬをＳ偏光として反射する。これにより、第３方向（Ｘ軸方向）に沿って加工対象物１に対してレーザ光Ｌをスキャンすることで、レーザ光Ｌのスキャン方向とレーザ光Ｌの偏光方向とを互いに一致させることができる。例えば、切断予定ラインに沿って加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合には、レーザ光Ｌのスキャン方向とレーザ光Ｌの偏光方向とを互いに一致させることで、改質領域を効率良く形成することができる。   In the laser processing apparatus 200, the dichroic mirror 403 reflects the laser light L as S-polarized light. Thereby, the scanning direction of the laser beam L and the polarization direction of the laser beam L can be made to coincide with each other by scanning the processing target 1 with the laser beam L along the third direction (X-axis direction). it can. For example, in the case where a modified region is formed inside the workpiece 1 along the planned cutting line, the modified region is formed by matching the scanning direction of the laser beam L and the polarization direction of the laser beam L to each other. It can be formed efficiently.

レーザ加工装置２００は、少なくとも反射型空間光変調器４１０、集光レンズユニット４３０、一対のレンズ４２２，４２３、ダイクロイックミラー４０３及び一方の測距センサ４５０を支持する筐体４０１と、第１方向（Ｚ軸方向）に沿って筐体４０１を移動させる第２移動機構２４０と、を更に備える。集光レンズユニット４３０及び一方の測距センサ４５０は、第２方向（Ｙ軸方向）における筐体４０１の端部４０１ｄに取り付けられている。第２移動機構２４０は、第３方向（Ｘ軸方向）における筐体４０１の一方の側面４０１ｅに取り付けられている。これにより、装置の大型化を抑制しつつ、反射型空間光変調器４１０、集光レンズユニット４３０、一対のレンズ４２２，４２３、ダイクロイックミラー４０３及び一方の測距センサ４５０を一体として移動させることができる。   The laser processing apparatus 200 includes at least a reflective spatial light modulator 410, a condenser lens unit 430, a pair of lenses 422 and 423, a dichroic mirror 403, and one distance measuring sensor 450, and a first direction ( And a second moving mechanism 240 that moves the housing 401 along the Z-axis direction). The condenser lens unit 430 and one distance measuring sensor 450 are attached to the end 401d of the housing 401 in the second direction (Y-axis direction). The second moving mechanism 240 is attached to one side surface 401e of the housing 401 in the third direction (X-axis direction). Accordingly, the reflective spatial light modulator 410, the condensing lens unit 430, the pair of lenses 422 and 423, the dichroic mirror 403, and the one distance measuring sensor 450 can be moved together while suppressing an increase in the size of the apparatus. it can.

レーザ加工装置２００は、第１方向（Ｚ軸方向）に沿って集光レンズユニット４３０を移動させる駆動機構４４０を更に備える。集光レンズユニット４３０は、駆動機構４４０を介して、第２方向（Ｙ軸方向）における筐体４０１の端部４０１ｄに取り付けられている。これにより、例えば、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されるように、集光レンズユニット４３０を移動させることができる。   The laser processing apparatus 200 further includes a drive mechanism 440 that moves the condenser lens unit 430 along the first direction (Z-axis direction). The condenser lens unit 430 is attached to the end portion 401d of the housing 401 in the second direction (Y-axis direction) via the drive mechanism 440. Thereby, for example, the condensing lens unit 430 can be moved so that the distance between the laser light incident surface of the workpiece 1 and the condensing point of the laser light L is maintained constant.

レーザ加工装置２００では、反射型空間光変調器４１０が、第２方向（Ｙ軸方向）における筐体４０１の端部４０１ｃに取り付けられている。これにより、筐体４０１に対して各構成を効率良く配置することができる。   In the laser processing apparatus 200, the reflective spatial light modulator 410 is attached to the end 401c of the housing 401 in the second direction (Y-axis direction). Thereby, each component can be efficiently arranged with respect to the housing 401.

レーザ加工装置２００は、加工対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する他方の測距センサ４５０を更に備える。他方の測距センサ４５０は、第３方向（Ｘ軸方向）において集光レンズユニット４３０の他方の側に配置されている。これにより、集光レンズユニット４３０に対して一方の測距センサ４５０が相対的に先行するように、加工対象物１に対してレーザ光Ｌをスキャンする際には、一方の測距センサ４５０を用いてレーザ光入射面の変位データを取得することができる。一方、集光レンズユニット４３０に対して他方の測距センサ４５０が相対的に先行するように、加工対象物１に対してレーザ光Ｌをスキャンする際には、他方の測距センサ４５０を用いてレーザ光入射面の変位データを取得することができる。更に、一方の測距センサ４５０が、反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が配置される平面（ＹＺ平面に平行な平面）に対して一方の側に配置されており、他方の測距センサ４５０が、当該平面に対して他方の側に配置されている。これにより、反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路上に配置された各構成に対して、一対の測距センサ４５０を効率良く配置することができる。   The laser processing apparatus 200 further includes the other distance measuring sensor 450 that acquires displacement data of the laser light incident surface of the workpiece 1. The other distance measuring sensor 450 is disposed on the other side of the condenser lens unit 430 in the third direction (X-axis direction). Thereby, when scanning the laser beam L with respect to the processing target 1 so that one ranging sensor 450 precedes the condensing lens unit 430, the one ranging sensor 450 is changed. The displacement data of the laser light incident surface can be acquired by using this. On the other hand, when the laser beam L is scanned with respect to the workpiece 1 so that the other distance measuring sensor 450 precedes the condenser lens unit 430, the other distance measuring sensor 450 is used. Thus, displacement data of the laser light incident surface can be acquired. Further, one distance measuring sensor 450 is on one side with respect to a plane (a plane parallel to the YZ plane) on which the optical path of the laser beam L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430 is disposed. The other distance measuring sensor 450 is arranged on the other side with respect to the plane. Thus, the pair of distance measuring sensors 450 can be efficiently arranged for each component arranged on the optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430.

また、レーザ加工装置２００は、装置フレーム２１０と、装置フレーム２１０に取り付けられ、加工対象物１を支持する支持台２３０と、装置フレーム２１０に取り付けられたレーザ出力部３００と、レーザ出力部３００に対して移動可能となるように装置フレーム２１０に取り付けられたレーザ集光部４００と、を備える。レーザ出力部３００は、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器３１０を有する。レーザ集光部４００は、レーザ光Ｌを変調しつつ反射する反射型空間光変調器４１０と、加工対象物１に対してレーザ光Ｌを集光する集光レンズユニット４３０と、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する一対のレンズ４２２，４２３と、を有する。   In addition, the laser processing apparatus 200 includes an apparatus frame 210, a support base 230 that is attached to the apparatus frame 210 and supports the workpiece 1, a laser output unit 300 that is attached to the apparatus frame 210, and a laser output unit 300. And a laser condensing unit 400 attached to the apparatus frame 210 so as to be movable. The laser output unit 300 includes a laser oscillator 310 that emits laser light L. The laser condensing unit 400 includes a reflective spatial light modulator 410 that modulates and reflects the laser light L, a condensing lens unit 430 that condenses the laser light L onto the workpiece 1, and a reflective spatial light. The reflecting surface 410a of the modulator 410 and the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 have a pair of lenses 422 and 423 constituting a double-sided telecentric optical system.

レーザ加工装置２００では、反射型空間光変調器４１０、集光レンズユニット４３０及び一対のレンズ４２２，４２３を有するレーザ集光部４００が、レーザ発振器３１０を有するレーザ出力部３００に対して移動可能である。したがって、例えば、レーザ発振器３１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路上に配置された各構成の全体を移動させる場合に比べ、移動対象となるレーザ集光部４００を軽量化することができ、レーザ集光部４００を移動させるための第２移動機構２４０を小型化することができる。しかも、反射型空間光変調器４１０、集光レンズユニット４３０及び一対のレンズ４２２，４２３は一体として移動させられ、互いの位置関係が維持されるため、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの像を集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに精度良く転像することができる。よって、レーザ加工装置２００によれば、装置の大型化を抑制しつつ、集光レンズユニット４３０側の構成を加工対象物１に対して移動させることができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser condensing unit 400 including the reflective spatial light modulator 410, the condensing lens unit 430, and the pair of lenses 422 and 423 is movable with respect to the laser output unit 300 including the laser oscillator 310. is there. Therefore, for example, the laser condensing unit 400 to be moved can be reduced in weight compared to the case where the entire components arranged on the optical path of the laser light L from the laser oscillator 310 to the condensing lens unit 430 are moved. The second moving mechanism 240 for moving the laser condensing unit 400 can be reduced in size. In addition, the reflective spatial light modulator 410, the condensing lens unit 430, and the pair of lenses 422 and 423 are moved together and the mutual positional relationship is maintained, so that the reflective surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 is maintained. The image of the laser beam L can be transferred to the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 with high accuracy. Therefore, according to the laser processing apparatus 200, it is possible to move the configuration on the condenser lens unit 430 side with respect to the processing object 1 while suppressing an increase in size of the apparatus.

レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００からのレーザ光Ｌの出射方向（Ｚ軸方向）が、レーザ集光部４００の移動方向（Ｚ軸方向）に一致している。これにより、レーザ出力部３００に対してレーザ集光部４００が移動しても、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの位置が変化するのを抑制することができる。   In the laser processing apparatus 200, the emission direction (Z-axis direction) of the laser light L from the laser output unit 300 coincides with the moving direction (Z-axis direction) of the laser condensing unit 400. Thereby, even if the laser condensing part 400 moves with respect to the laser output part 300, it can suppress that the position of the laser beam L which injects into the laser condensing part 400 changes.

レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００が、レーザ光Ｌを平行化するビームエキスパンダ３５０を更に有する。これにより、レーザ出力部３００に対してレーザ集光部４００が移動しても、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの径が変化するのを抑制することができる。なお、ビームエキスパンダ３５０によってレーザ光Ｌが完全な平行光とされず、例えばレーザ光Ｌの広がり角が多少あったとしても、反射型空間光変調器４１０においてレーザ光Ｌを平行化することができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser output unit 300 further includes a beam expander 350 that collimates the laser light L. Thereby, even if the laser condensing part 400 moves with respect to the laser output part 300, it can suppress that the diameter of the laser beam L which injects into the laser condensing part 400 changes. Note that the laser beam L is not made into completely parallel light by the beam expander 350. For example, even if there is a slight spread angle of the laser beam L, the laser beam L can be collimated by the reflective spatial light modulator 410. it can.

レーザ加工装置２００では、レーザ集光部４００が、反射型空間光変調器４１０から一対のレンズ４２２，４２３を介して集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が内部に設定された筐体４０１を更に有し、筐体４０１に、レーザ出力部３００から出射されたレーザ光Ｌを筐体４０１内に入射させる光入射部４０１ａが設けられている。これにより、反射型空間光変調器４１０から一対のレンズ４２２，４２３を介して集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路の状態を一定に維持しつつ、レーザ出力部３００に対してレーザ集光部４００を移動させることができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser condensing unit 400 includes a housing in which an optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condensing lens unit 430 through the pair of lenses 422 and 423 is set inside. 401 is further provided. The housing 401 is provided with a light incident portion 401 a that allows the laser light L emitted from the laser output portion 300 to enter the housing 401. As a result, the laser output unit 300 receives a laser beam while maintaining the optical path state of the laser beam L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430 through the pair of lenses 422 and 423. The light unit 400 can be moved.

レーザ加工装置２００では、レーザ集光部４００が、レーザ集光部４００の移動方向（Ｚ軸方向）において光入射部４０１ａと対向するように筐体４０１内に配置されたミラー４０２を更に有し、ミラー４０２が、光入射部４０１ａから筐体４０１内に入射したレーザ光Ｌを反射型空間光変調器４１０に向けて反射する。これにより、レーザ出力部３００からレーザ集光部４００に入射したレーザ光Ｌを反射型空間光変調器４１０に所望の角度で入射させることができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser condensing unit 400 further includes a mirror 402 disposed in the housing 401 so as to face the light incident unit 401a in the moving direction (Z-axis direction) of the laser condensing unit 400. The mirror 402 reflects the laser light L incident from the light incident portion 401 a into the housing 401 toward the reflective spatial light modulator 410. Thereby, the laser beam L incident on the laser condensing unit 400 from the laser output unit 300 can be incident on the reflective spatial light modulator 410 at a desired angle.

レーザ加工装置２００では、支持台２３０が、レーザ集光部４００の移動方向（Ｚ軸方向）に垂直な平面（ＸＹ平面）に沿って移動可能となるように装置フレーム２１０に取り付けられている。これにより、加工対象物１に対して所望の位置にレーザ光Ｌの集光点を位置させることに加え、レーザ集光部４００の移動方向に垂直な平面に平行な方向において、加工対象物１に対してレーザ光Ｌをスキャンすることができる。   In the laser processing apparatus 200, the support base 230 is attached to the apparatus frame 210 so as to be movable along a plane (XY plane) perpendicular to the moving direction (Z-axis direction) of the laser condensing unit 400. Thereby, in addition to positioning the condensing point of the laser beam L at a desired position with respect to the processing target object 1, the processing target object 1 in a direction parallel to the plane perpendicular to the moving direction of the laser focusing unit 400. Can be scanned with the laser beam L.

レーザ加工装置２００では、支持台２３０が、第１移動機構２２０を介して装置フレーム２１０に取り付けられており、レーザ集光部４００が、第２移動機構２４０を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。これにより、支持台２３０及びレーザ集光部４００のそれぞれの移動を確実に実施することができる。   In the laser processing apparatus 200, the support base 230 is attached to the apparatus frame 210 via the first moving mechanism 220, and the laser focusing unit 400 is attached to the apparatus frame 210 via the second moving mechanism 240. Yes. Thereby, each movement of the support stand 230 and the laser condensing part 400 can be implemented reliably.

また、レーザ加工装置２００は、装置フレーム２１０と、装置フレーム２１０に取り付けられ、加工対象物１を支持する支持台２３０と、装置フレーム２１０に対して着脱可能であるレーザ出力部３００と、装置フレーム２１０に取り付けられたレーザ集光部４００と、を備える。レーザ出力部３００は、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器３１０と、レーザ光Ｌの出力を調整するλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０と、を有する。レーザ集光部４００は、レーザ光Ｌを変調しつつ反射する反射型空間光変調器４１０と、加工対象物１に対してレーザ光Ｌを集光する集光レンズユニット４３０と、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する一対のレンズ４２２，４２３と、を有する。   The laser processing apparatus 200 includes an apparatus frame 210, a support base 230 that is attached to the apparatus frame 210 and supports the workpiece 1, a laser output unit 300 that can be attached to and detached from the apparatus frame 210, and an apparatus frame And laser condensing unit 400 attached to 210. The laser output unit 300 includes a laser oscillator 310 that emits laser light L, and a λ / 2 wavelength plate unit 330 and a polarizing plate unit 340 that adjust the output of the laser light L. The laser condensing unit 400 includes a reflective spatial light modulator 410 that modulates and reflects the laser light L, a condensing lens unit 430 that condenses the laser light L onto the workpiece 1, and a reflective spatial light. The reflecting surface 410a of the modulator 410 and the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 have a pair of lenses 422 and 423 constituting a double-sided telecentric optical system.

レーザ加工装置２００では、反射型空間光変調器４１０、集光レンズユニット４３０及び一対のレンズ４２２，４２３を有するレーザ集光部４００とは別体で、レーザ発振器３１０並びにλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を有するレーザ出力部３００が装置フレーム２１０に対して着脱可能である。したがって、加工対象物１の仕様、加工条件等に応じて、加工に適したレーザ光Ｌの波長が異なる場合には、所望の波長を有するレーザ光Ｌを出射するレーザ発振器３１０、並びに波長依存性を有するλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を纏めて交換することができる。よって、レーザ加工装置２００によれば、レーザ光Ｌの波長が互いに異なる複数のレーザ発振器３１０を用いることができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser oscillator 310 and the λ / 2 wavelength plate unit 330 are separated from the laser condensing unit 400 having the reflective spatial light modulator 410, the condensing lens unit 430, and the pair of lenses 422 and 423. The laser output unit 300 having the polarizing plate unit 340 is detachable from the apparatus frame 210. Therefore, when the wavelength of the laser beam L suitable for processing differs according to the specifications, processing conditions, etc. of the processing object 1, the laser oscillator 310 that emits the laser beam L having a desired wavelength, and wavelength dependency The λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 having the above can be exchanged together. Therefore, according to the laser processing apparatus 200, a plurality of laser oscillators 310 having different wavelengths of the laser light L can be used.

レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００が、レーザ発振器３１０並びにλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を支持し且つ装置フレーム２１０に対して着脱可能である取付ベース３０１を更に有し、レーザ出力部３００が、取付ベース３０１を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。これにより、装置フレーム２１０に対してレーザ出力部３００を容易に着脱することができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser output unit 300 further includes a mounting base 301 that supports the laser oscillator 310, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 and is detachable from the apparatus frame 210. The laser output unit 300 is attached to the apparatus frame 210 via the attachment base 301. Thereby, the laser output unit 300 can be easily attached to and detached from the apparatus frame 210.

レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００が、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するためのミラー３６２，３６３を更に有する。これにより、例えば装置フレーム２１０にレーザ出力部３００を取り付けた際に、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの光軸の位置及び角度を調整することができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser output unit 300 further includes mirrors 362 and 363 for adjusting the optical axis of the laser light L emitted from the laser output unit 300. Thereby, for example, when the laser output unit 300 is attached to the apparatus frame 210, the position and angle of the optical axis of the laser light L incident on the laser condensing unit 400 can be adjusted.

レーザ加工装置２００では、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０が、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する。これにより、例えば装置フレーム２１０にレーザ出力部３００を取り付けた際に、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの偏光方向、延いてはレーザ集光部４００から出射されるレーザ光Ｌの偏光方向を調整することができる。   In the laser processing apparatus 200, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 adjust the polarization direction of the laser light L. Thereby, for example, when the laser output unit 300 is attached to the apparatus frame 210, the polarization direction of the laser light L incident on the laser condensing unit 400, and hence the polarization of the laser light L emitted from the laser condensing unit 400. The direction can be adjusted.

レーザ加工装置２００では、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０が、λ／２波長板３３２及び偏光板３４２を含んでいる。これにより、波長依存性を有するλ／２波長板３３２及び偏光板３４２を、レーザ発振器３１０と纏めて交換することができる。   In the laser processing apparatus 200, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 include a λ / 2 wavelength plate 332 and a polarizing plate 342. As a result, the wavelength-dependent λ / 2 wave plate 332 and the polarizing plate 342 can be exchanged together with the laser oscillator 310.

レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００が、レーザ光Ｌの径を調整しつつレーザ光Ｌを平行化するビームエキスパンダ３５０を更に有する。これにより、例えばレーザ出力部３００に対してレーザ集光部４００が移動する場合にも、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの状態を一定に維持することができる。   In the laser processing apparatus 200, the laser output unit 300 further includes a beam expander 350 that collimates the laser light L while adjusting the diameter of the laser light L. Thereby, for example, even when the laser condensing unit 400 moves relative to the laser output unit 300, the state of the laser light L incident on the laser condensing unit 400 can be maintained constant.

レーザ加工装置２００では、反射型空間光変調器４１０、集光レンズユニット４３０及び一対のレンズ４２２，４２３が、５００〜５５０ｎｍ、１０００〜１１５０ｎｍ及び１３００〜１４００ｎｍの波長帯に対応している。これにより、各波長帯のレーザ光Ｌを出射するレーザ出力部３００をレーザ加工装置２００に取り付けることができる。なお、５００〜５５０ｎｍの波長帯のレーザ光Ｌは、例えばサファイアからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。１０００〜１１５０ｎｍ及び１３００〜１４００ｎｍの各波長帯のレーザ光Ｌは、例えばシリコンからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。   In the laser processing apparatus 200, the reflective spatial light modulator 410, the condensing lens unit 430, and the pair of lenses 422 and 423 correspond to wavelength bands of 500 to 550 nm, 1000 to 1150 nm, and 1300 to 1400 nm. Thereby, the laser output part 300 which radiate | emits the laser beam L of each wavelength band can be attached to the laser processing apparatus 200. FIG. The laser light L having a wavelength band of 500 to 550 nm is suitable for internal absorption laser processing for a substrate made of sapphire, for example. The laser light L in each wavelength band of 1000 to 1150 nm and 1300 to 1400 nm is suitable for internal absorption laser processing for a substrate made of silicon, for example.

また、レーザ加工装置２００は、加工対象物１を支持する支持台２３０と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器３１０と、レーザ光Ｌを変調しつつ反射する反射型空間光変調器４１０と、加工対象物１に対してレーザ光Ｌを集光する集光レンズユニット４３０と、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する一対のレンズ４２２，４２３と、を備える。反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路のうち、少なくとも一対のレンズ４２２，４２３を通過する（すなわち、反射型空間光変調器４１０側のレンズ４２２から集光レンズユニット４３０側のレンズ４２３に至る）レーザ光Ｌの光路は、一直線である。両側テレセントリック光学系の倍率Ｍは、０．５＜Ｍ＜１又は１＜Ｍ＜２を満たす。なお、レーザ加工装置２００では、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍ、レンズ４２２の第１焦点距離ｆ１及びレンズ４２３の第２焦点距離ｆ２が、Ｍ＝ｆ２／ｆ１を満たす。   The laser processing apparatus 200 also includes a support base 230 that supports the workpiece 1, a laser oscillator 310 that emits laser light L, a reflective spatial light modulator 410 that reflects and modulates the laser light L, and a processing The condensing lens unit 430 that condenses the laser light L onto the object 1, both sides where the reflecting surface 410 a of the reflective spatial light modulator 410 and the entrance pupil plane 430 a of the condensing lens unit 430 are in an imaging relationship. And a pair of lenses 422 and 423 constituting a telecentric optical system. Among the optical paths of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430, the laser light L passes through at least a pair of lenses 422 and 423 (that is, condensed from the lens 422 on the reflective spatial light modulator 410 side). The optical path of the laser light L (which reaches the lens 423 on the lens unit 430 side) is a straight line. The magnification M of the bilateral telecentric optical system satisfies 0.5 <M <1 or 1 <M <2. In the laser processing apparatus 200, the magnification M of the both-side telecentric optical system, the first focal length f1 of the lens 422, and the second focal length f2 of the lens 423 satisfy M = f2 / f1.

レーザ加工装置２００では、両側テレセントリック光学系の倍率Ｍが１ではない。これにより、一対のレンズ４２２，４２３が光軸に沿って移動すると、集光レンズユニット４３０側の共役点が移動する。具体的には、倍率Ｍ＜１（縮小系）の場合、一対のレンズ４２２，４２３が光軸に沿って集光レンズユニット４３０側に移動すると、集光レンズユニット４３０側の共役点が反射型空間光変調器４１０の反対側に移動する。一方、倍率Ｍ＞１（拡大系）の場合、一対のレンズ４２２，４２３が光軸に沿って反射型空間光変調器４１０側に移動すると、集光レンズユニット４３０側の共役点が反射型空間光変調器４１０の反対側に移動する。したがって、例えば集光レンズユニット４３０の取付位置にずれが生じた場合に、集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに集光レンズユニット４３０側の共役点を位置合わせすることができる。しかも、少なくとも反射型空間光変調器４１０側のレンズ４２２から集光レンズユニット４３０側のレンズ４２３に至るレーザ光Ｌの光路が一直線であるため、一対のレンズ４２２，レンズ４２３を光軸に沿って容易に移動させることができる。よって、レーザ加工装置２００によれば、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの像を集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに容易に且つ精度良く転像することができる。   In the laser processing apparatus 200, the magnification M of the double telecentric optical system is not 1. Thus, when the pair of lenses 422 and 423 move along the optical axis, the conjugate point on the condenser lens unit 430 side moves. Specifically, when the magnification M <1 (reduction system), when the pair of lenses 422 and 423 move along the optical axis toward the condenser lens unit 430, the conjugate point on the condenser lens unit 430 side becomes a reflection type. Move to the opposite side of the spatial light modulator 410. On the other hand, when the magnification M> 1 (enlargement system), when the pair of lenses 422 and 423 move to the reflective spatial light modulator 410 side along the optical axis, the conjugate point on the condenser lens unit 430 side becomes the reflective space. Move to the opposite side of the light modulator 410. Therefore, for example, when a deviation occurs in the mounting position of the condenser lens unit 430, the conjugate point on the condenser lens unit 430 side can be aligned with the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430. In addition, since the optical path of the laser beam L from the lens 422 on the reflective spatial light modulator 410 side to the lens 423 on the condenser lens unit 430 side is a straight line, the pair of lenses 422 and 423 are moved along the optical axis. It can be moved easily. Therefore, according to the laser processing apparatus 200, the image of the laser light L on the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 can be easily and accurately transferred to the entrance pupil surface 430a of the condenser lens unit 430. it can.

なお、０．５＜Ｍ＜１とすることで、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径を大きくすることができ、高精細な位相パターンでレーザ光Ｌを変調することができる。一方、１＜Ｍ＜２とすることで、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの有効径を小さくすることができ、反射型空間光変調器４１０に入射するレーザ光Ｌの光軸と、反射型空間光変調器４１０から出射されるレーザ光Ｌの光軸とがなす角度αを小さくすることができる。反射型空間光変調器４１０に対するレーザ光Ｌの入射角及び反射角を抑えることは、回折効率の低下を抑制して反射型空間光変調器４１０の性能を十分に発揮させる上で重要である。   Note that by setting 0.5 <M <1, the effective diameter of the laser light L on the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 can be increased, and the laser light L can be emitted with a high-definition phase pattern. Can be modulated. On the other hand, by setting 1 <M <2, the effective diameter of the laser light L on the reflective surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 can be reduced, and the laser light incident on the reflective spatial light modulator 410 can be reduced. The angle α formed by the optical axis of L and the optical axis of the laser light L emitted from the reflective spatial light modulator 410 can be reduced. Suppressing the incident angle and the reflection angle of the laser light L with respect to the reflective spatial light modulator 410 is important for suppressing the decrease in diffraction efficiency and fully exhibiting the performance of the reflective spatial light modulator 410.

レーザ加工装置２００では、倍率Ｍが、０．６≦Ｍ≦０．９５を満たしてもよい。これにより、上述した０．５＜Ｍ＜１とした場合に奏される効果を維持しつつ、反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が長くなるのをより確実に抑制することができる。   In the laser processing apparatus 200, the magnification M may satisfy 0.6 ≦ M ≦ 0.95. As a result, the optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430 is lengthened while maintaining the effect exhibited when 0.5 <M <1. It can suppress more reliably.

レーザ加工装置２００では、倍率Ｍが、１．０５≦Ｍ≦１．７を満たしてもよい。これにより、上述した１＜Ｍ＜２とした場合に奏される効果を維持しつつ、反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が長くなるのをより確実に抑制することができる。   In the laser processing apparatus 200, the magnification M may satisfy 1.05 ≦ M ≦ 1.7. Thus, the optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430 is more reliably increased while maintaining the effect exhibited when 1 <M <2 described above. Can be suppressed.

レーザ加工装置２００では、一対のレンズ４２２，４２３が、ホルダ４２１に保持されており、ホルダ４２１が、レーザ光Ｌの光軸に沿った方向における一対のレンズ４２２，４２３の互いの位置関係を一定に維持しており、レーザ光Ｌの光軸に沿った方向（Ｙ軸方向）における一対のレンズ４２２，４２３の位置調整が、ホルダ４２１の位置調整によって実施される。これにより、一対のレンズ４２２，４２３の互いの位置関係を一定に維持しつつ、一対のレンズ４２２，４２３の位置調整（延いては共役点の位置調整）を容易に且つ確実に実施することができる。   In the laser processing apparatus 200, the pair of lenses 422 and 423 are held by the holder 421, and the holder 421 keeps the positional relationship between the pair of lenses 422 and 423 in the direction along the optical axis of the laser light L constant. The position adjustment of the pair of lenses 422 and 423 in the direction along the optical axis of the laser beam L (Y-axis direction) is performed by adjusting the position of the holder 421. Accordingly, the positional adjustment of the pair of lenses 422 and 423 (and thus the position adjustment of the conjugate point) can be easily and reliably performed while maintaining the positional relationship between the pair of lenses 422 and 423 constant. it can.

また、レーザ加工装置２００は、加工対象物１を支持する支持台２３０と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器３１０と、レーザ光Ｌを変調しつつ反射する反射型空間光変調器４１０と、加工対象物１に対してレーザ光Ｌを集光する集光レンズユニット４３０と、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する一対のレンズ４２２，４２３と、一対のレンズ４２２，４２３を通過したレーザ光Ｌを集光レンズユニット４３０に向けて反射するダイクロイックミラー４０３と、を備える。反射型空間光変調器４１０は、レーザ光Ｌを所定の平面（反射型空間光変調器４１０に対して入出射するレーザ光Ｌの光路を含む平面、ＸＹ平面に平行な平面）に沿って鋭角に反射する。反射型空間光変調器４１０から一対のレンズ４２２，４２３を介してダイクロイックミラー４０３に至るレーザ光Ｌの光路は、当該平面に沿うように設定されている。ダイクロイックミラー４０３から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路は、当該平面と交差する方向（Ｚ軸方向）に沿うように設定されている。   The laser processing apparatus 200 also includes a support base 230 that supports the workpiece 1, a laser oscillator 310 that emits laser light L, a reflective spatial light modulator 410 that reflects and modulates the laser light L, and a processing The condensing lens unit 430 that condenses the laser light L onto the object 1, both sides where the reflecting surface 410 a of the reflective spatial light modulator 410 and the entrance pupil plane 430 a of the condensing lens unit 430 are in an imaging relationship. A pair of lenses 422 and 423 constituting a telecentric optical system, and a dichroic mirror 403 that reflects the laser light L that has passed through the pair of lenses 422 and 423 toward the condenser lens unit 430 are provided. The reflective spatial light modulator 410 has an acute angle along a predetermined plane (a plane including the optical path of the laser light L entering and exiting the reflective spatial light modulator 410, a plane parallel to the XY plane). Reflect on. The optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the dichroic mirror 403 through the pair of lenses 422 and 423 is set along the plane. The optical path of the laser light L from the dichroic mirror 403 to the condenser lens unit 430 is set along a direction (Z-axis direction) intersecting the plane.

レーザ加工装置２００では、反射型空間光変調器４１０から一対のレンズ４２２，４２３を介してダイクロイックミラー４０３に至るレーザ光Ｌの光路が、所定の平面に沿うように設定されており、ダイクロイックミラー４０３から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が、当該平面と交差する方向に沿うように設定されている。これにより、例えば、反射型空間光変調器４１０にレーザ光ＬをＰ偏光として反射させ且つミラーにレーザ光ＬをＳ偏光として反射させることができる。これは、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの像を集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに精度良く転像する上で重要である。更に、反射型空間光変調器４１０がレーザ光Ｌを鋭角に反射する。反射型空間光変調器４１０に対するレーザ光Ｌの入射角及び反射角を抑えることは、回折効率の低下を抑制して反射型空間光変調器４１０の性能を十分に発揮させる上で重要である。以上により、レーザ加工装置２００によれば、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの像を集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに精度良く転像することができる。   In the laser processing apparatus 200, the optical path of the laser light L from the reflective spatial light modulator 410 to the dichroic mirror 403 via the pair of lenses 422 and 423 is set along a predetermined plane, and the dichroic mirror 403 is set. The optical path of the laser light L from the light to the condensing lens unit 430 is set along the direction intersecting the plane. Thereby, for example, the laser beam L can be reflected as P-polarized light by the reflective spatial light modulator 410 and the laser beam L can be reflected as S-polarized light by the mirror. This is important for accurately transferring the image of the laser light L on the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 to the entrance pupil surface 430a of the condenser lens unit 430. Further, the reflective spatial light modulator 410 reflects the laser light L at an acute angle. Suppressing the incident angle and the reflection angle of the laser light L with respect to the reflective spatial light modulator 410 is important for suppressing the decrease in diffraction efficiency and fully exhibiting the performance of the reflective spatial light modulator 410. As described above, according to the laser processing apparatus 200, the image of the laser light L on the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 can be accurately transferred to the entrance pupil surface 430a of the condenser lens unit 430.

レーザ加工装置２００では、ダイクロイックミラー４０３から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路が、上述した平面（ＸＹ平面に平行な平面）と直交する方向に沿うように設定されており、ダイクロイックミラー４０３が、レーザ光Ｌを直角に反射する。これにより、反射型空間光変調器４１０から集光レンズユニット４３０に至るレーザ光Ｌの光路を直角に取り回すことができる。   In the laser processing apparatus 200, the optical path of the laser light L from the dichroic mirror 403 to the condenser lens unit 430 is set so as to be along a direction orthogonal to the above-described plane (a plane parallel to the XY plane). 403 reflects the laser beam L at a right angle. Thereby, the optical path of the laser beam L from the reflective spatial light modulator 410 to the condenser lens unit 430 can be routed at a right angle.

レーザ加工装置２００では、一対のレンズ４２２，４２３を通過したレーザ光Ｌを集光レンズユニット４３０に向けて反射するミラーが、ダイクロイックミラー４０３である。これにより、ダイクロイックミラー４０３を透過したレーザ光Ｌの一部を様々な用途に利用することができる。   In the laser processing apparatus 200, the mirror that reflects the laser light L that has passed through the pair of lenses 422 and 423 toward the condenser lens unit 430 is the dichroic mirror 403. Thereby, a part of the laser beam L transmitted through the dichroic mirror 403 can be used for various purposes.

レーザ加工装置２００では、反射型空間光変調器４１０が、レーザ光ＬをＰ偏光として反射し、ダイクロイックミラー４０３が、レーザ光ＬをＳ偏光として反射する。これにより、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａでのレーザ光Ｌの像を集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａに精度良く転像することができる。   In the laser processing apparatus 200, the reflective spatial light modulator 410 reflects the laser light L as P-polarized light, and the dichroic mirror 403 reflects the laser light L as S-polarized light. As a result, the image of the laser light L on the reflection surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 can be accurately transferred to the entrance pupil surface 430a of the condenser lens unit 430.

レーザ加工装置２００は、レーザ発振器３１０から反射型空間光変調器４１０に至るレーザ光Ｌの光路上に配置され、レーザ光Ｌの偏光方向を調整するλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を更に備える。これにより、反射型空間光変調器４１０がレーザ光Ｌを鋭角に反射することに備えてレーザ光Ｌの偏光方向を調整することができるので、レーザ発振器３１０から反射型空間光変調器４１０に至るレーザ光Ｌの光路を直角に取り回すことができる。   The laser processing apparatus 200 is disposed on the optical path of the laser light L from the laser oscillator 310 to the reflective spatial light modulator 410 and adjusts the polarization direction of the laser light L, and a λ / 2 wavelength plate unit 330 and a polarizing plate unit 340. Is further provided. Thereby, since the reflective spatial light modulator 410 can adjust the polarization direction of the laser light L in preparation for reflecting the laser light L at an acute angle, the laser light from the laser oscillator 310 to the reflective spatial light modulator 410 is reached. The optical path of the laser beam L can be routed at a right angle.

また、レーザ出力部３００は、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器３１０と、レーザ発振器３１０から出射されたレーザ光Ｌの出力を調整するλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０と、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を通過したレーザ光Ｌを外部に出射するミラーユニット３６０と、レーザ発振器３１０、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０並びにミラーユニット３６０が配置された主面３０１ａを有する取付ベース３０１と、を備える。レーザ発振器３１０からλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を介してミラーユニット３６０に至るレーザ光Ｌの光路は、主面３０１ａに平行な平面に沿うように設定されている。ミラーユニット３６０は、レーザ光Ｌの光軸を調整するためのミラー３６２，３６３を有し、当該平面と交差する方向（Ｚ軸方向）に沿ってレーザ光Ｌを外部に出射する。   The laser output unit 300 includes a laser oscillator 310 that emits laser light L, a λ / 2 wavelength plate unit 330 and a polarizing plate unit 340 that adjust the output of the laser light L emitted from the laser oscillator 310, and λ / A mirror unit 360 that emits laser light L that has passed through the two-wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340, a laser oscillator 310, a λ / 2 wavelength plate unit 330, a polarizing plate unit 340, and a mirror unit 360 are arranged. A mounting base 301 having a main surface 301a. The optical path of the laser light L from the laser oscillator 310 to the mirror unit 360 via the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 is set along a plane parallel to the main surface 301a. The mirror unit 360 includes mirrors 362 and 363 for adjusting the optical axis of the laser light L, and emits the laser light L to the outside along a direction intersecting the plane (Z-axis direction).

レーザ出力部３００では、レーザ発振器３１０、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０並びにミラーユニット３６０が取付ベース３０１の主面３０１ａに配置されている。これにより、レーザ加工装置２００の装置フレーム２１０に対して取付ベース３０１を着脱することで、レーザ加工装置２００に対してレーザ出力部３００を容易に着脱することができる。また、レーザ発振器３１０からλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を介してミラーユニット３６０に至るレーザ光Ｌの光路が、取付ベース３０１の主面３０１ａに平行な平面に沿うように設定されており、ミラーユニット３６０が、当該平面と交差する方向に沿ってレーザ光Ｌを外部に出射する。これにより、例えばレーザ光Ｌの出射方向が鉛直方向に沿っている場合、レーザ出力部３００が低背化されるので、レーザ加工装置２００に対してレーザ出力部３００を容易に着脱することができる。更に、ミラーユニット３６０が、レーザ光Ｌの光軸を調整するためのミラー３６２，３６３を有している。これにより、レーザ加工装置２００の装置フレーム２１０にレーザ出力部３００を取り付けた際に、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの光軸の位置及び角度を調整することができる。以上により、レーザ出力部３００は、レーザ加工装置２００に対して容易に着脱することができる。   In the laser output unit 300, a laser oscillator 310, a λ / 2 wavelength plate unit 330, a polarizing plate unit 340, and a mirror unit 360 are disposed on the main surface 301 a of the mounting base 301. Accordingly, the laser output unit 300 can be easily attached to and detached from the laser processing apparatus 200 by attaching and detaching the attachment base 301 to the apparatus frame 210 of the laser processing apparatus 200. The optical path of the laser light L from the laser oscillator 310 to the mirror unit 360 via the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 is set along a plane parallel to the main surface 301 a of the mounting base 301. The mirror unit 360 emits the laser light L to the outside along the direction intersecting the plane. Thereby, for example, when the emission direction of the laser beam L is along the vertical direction, the laser output unit 300 is lowered, so that the laser output unit 300 can be easily attached to and detached from the laser processing apparatus 200. . Further, the mirror unit 360 includes mirrors 362 and 363 for adjusting the optical axis of the laser light L. Thereby, when the laser output part 300 is attached to the apparatus frame 210 of the laser processing apparatus 200, the position and angle of the optical axis of the laser light L incident on the laser condensing part 400 can be adjusted. As described above, the laser output unit 300 can be easily attached to and detached from the laser processing apparatus 200.

レーザ出力部３００では、ミラーユニット３６０が、主面３０１ａに平行な平面と直交する方向に沿ってレーザ光Ｌを外部に出射する。これにより、ミラーユニット３６０におけるレーザ光Ｌの光軸の調整を容易化することができる。   In the laser output unit 300, the mirror unit 360 emits the laser light L to the outside along a direction orthogonal to a plane parallel to the main surface 301a. Thereby, adjustment of the optical axis of the laser beam L in the mirror unit 360 can be facilitated.

レーザ出力部３００では、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０が、レーザ発振器３１０から出射されたレーザ光Ｌの偏光方向を調整する。これにより、レーザ加工装置２００の装置フレーム２１０にレーザ出力部３００を取り付けた際に、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの偏光方向、延いてはレーザ集光部４００から出射されるレーザ光Ｌの偏光方向を調整することができる。   In the laser output unit 300, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 adjust the polarization direction of the laser light L emitted from the laser oscillator 310. Thereby, when the laser output unit 300 is attached to the apparatus frame 210 of the laser processing apparatus 200, the polarization direction of the laser light L incident on the laser condensing unit 400, and thus the laser emitted from the laser condensing unit 400. The polarization direction of the light L can be adjusted.

レーザ出力部３００では、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０が、レーザ発振器３１０から出射されたレーザ光Ｌが軸線ＸＬ（主面３０１ａに平行な軸線）に沿って入射するλ／２波長板３３２と、軸線ＸＬを中心線としてλ／２波長板３３２が回転可能となるように、λ／２波長板３３２を保持するホルダ３３１と、λ／２波長板３３２を通過したレーザ光Ｌが軸線ＸＬに沿って入射する偏光板３４２と、軸線ＸＬを中心線として偏光板３４２が回転可能となるように、偏光板３４２を保持するホルダ３４１と、を有する。これにより、レーザ発振器３１０から出射されたレーザ光Ｌの出力及び偏光方向を簡易な構成で調整することができる。更に、このようなλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０をレーザ出力部３００が備えることで、レーザ発振器３１０から出射されるレーザ光Ｌの波長に応じたλ／２波長板３３２及び偏光板３４２を用いることができる。   In the laser output unit 300, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 allow the laser light L emitted from the laser oscillator 310 to be incident along the axis XL (axis parallel to the main surface 301a). The wavelength plate 332, the holder 331 that holds the λ / 2 wavelength plate 332, and the laser beam L that has passed through the λ / 2 wavelength plate 332 so that the λ / 2 wavelength plate 332 can rotate about the axis XL. Includes a polarizing plate 342 that is incident along the axis XL, and a holder 341 that holds the polarizing plate 342 so that the polarizing plate 342 can rotate about the axis XL. Thereby, the output and polarization direction of the laser beam L emitted from the laser oscillator 310 can be adjusted with a simple configuration. Furthermore, by providing the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 in the laser output unit 300, the λ / 2 wavelength plate 332 and the polarization corresponding to the wavelength of the laser light L emitted from the laser oscillator 310 are provided. A plate 342 can be used.

レーザ出力部３００は、軸線ＸＬを中心線として偏光板３４２と一体で回転可能となるようにホルダ３４１に保持され、偏光板３４２を透過することで軸線ＸＬ上から外れたレーザ光Ｌの光軸を軸線ＸＬ上に戻す光路補正板３４３を更に備えている。これにより、偏光板３４２を透過することによるレーザ光Ｌの光路のずれを補正することができる。   The laser output unit 300 is held by the holder 341 so as to be rotatable integrally with the polarizing plate 342 about the axis XL, and the optical axis of the laser light L deviated from the axis XL by passing through the polarizing plate 342. Is further provided with an optical path correction plate 343 for returning the light to the axis XL. Thereby, the deviation of the optical path of the laser light L due to transmission through the polarizing plate 342 can be corrected.

レーザ出力部３００では、λ／２波長板３３２が回転する軸線と、偏光板３４２が回転する軸線とが、軸線ＸＬであり、互いに一致している。つまり、λ／２波長板３３２及び偏光板３４２が同一の軸線ＸＬを中心線として回転可能である。これにより、レーザ出力部３００の簡易化及び小型化を図ることができる。   In the laser output unit 300, the axis line around which the λ / 2 wavelength plate 332 rotates and the axis line around which the polarizing plate 342 rotates are the axis line XL and coincide with each other. That is, the λ / 2 wavelength plate 332 and the polarizing plate 342 can rotate about the same axis XL. Thereby, simplification and size reduction of the laser output part 300 can be achieved.

レーザ出力部３００では、ミラーユニット３６０が、支持ベース３６１と、ミラー３６２，３６３と、を有し、支持ベース３６１が、位置調整可能となるように、取付ベース３０１に取り付けられており、ミラー３６２が、角度調整可能となるように支持ベース３６１に取り付けられ、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を通過したレーザ光Ｌを主面３０１ａに平行な方向に沿って反射し、ミラー３６３が、角度調整可能となるように支持ベース３６１に取り付けられ、ミラー３６２によって反射されたレーザ光Ｌを主面３０１ａと交差する方向に沿って反射する。これにより、レーザ加工装置２００の装置フレーム２１０にレーザ出力部３００を取り付けた際に、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの光軸の位置及び角度をより精度良く調整することができる。しかも、支持ベース３６１を取付ベース３０１に対して位置調整することで、ミラー３６２，３６３を一体で容易に位置調整することができる。   In the laser output unit 300, the mirror unit 360 has a support base 361 and mirrors 362 and 363, and the support base 361 is attached to the attachment base 301 so that the position can be adjusted. Is attached to the support base 361 so that the angle can be adjusted, and the laser light L that has passed through the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 is reflected along the direction parallel to the main surface 301a, and the mirror 363 Are attached to the support base 361 so that the angle can be adjusted, and the laser light L reflected by the mirror 362 is reflected along the direction intersecting the main surface 301a. Thereby, when the laser output part 300 is attached to the apparatus frame 210 of the laser processing apparatus 200, the position and angle of the optical axis of the laser light L incident on the laser condensing part 400 can be adjusted with higher accuracy. Moreover, by adjusting the position of the support base 361 with respect to the mounting base 301, the positions of the mirrors 362 and 363 can be easily adjusted integrally.

レーザ出力部３００は、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０からミラーユニット３６０に至るレーザ光Ｌの光路上に配置され、レーザ光Ｌの径を調整しつつレーザ光Ｌを平行化するビームエキスパンダ３５０を更に備える。これにより、レーザ出力部３００に対してレーザ集光部４００が移動する場合にも、レーザ集光部４００に入射するレーザ光Ｌの状態を一定に維持することができる。   The laser output unit 300 is disposed on the optical path of the laser light L from the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 to the mirror unit 360, and parallelizes the laser light L while adjusting the diameter of the laser light L. A beam expander 350 is further provided. Thereby, even when the laser condensing part 400 moves with respect to the laser output part 300, the state of the laser beam L incident on the laser condensing part 400 can be kept constant.

レーザ出力部３００は、レーザ発振器３１０からλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０に至るレーザ光Ｌの光路上に配置され、レーザ光Ｌの光路を開閉するシャッタ３２０を更に備える。これにより、レーザ出力部３００からのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを、レーザ発振器３１０でのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって実施することができる。加えて、シャッタ３２０によって、例えばレーザ出力部３００からレーザ光Ｌが不意に出射されることを防止することができる。
［変形例］ The laser output unit 300 further includes a shutter 320 that is disposed on the optical path of the laser light L from the laser oscillator 310 to the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 and opens and closes the optical path of the laser light L. Thereby, ON / OFF switching of the output of the laser beam L from the laser output unit 300 can be performed by ON / OFF switching of the output of the laser beam L by the laser oscillator 310. In addition, the shutter 320 can prevent the laser light L from being unexpectedly emitted from the laser output unit 300, for example.
[Modification]

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above.

例えば、図１８及び図１９に示されるように、λ／２波長板ユニット３３０と偏光板ユニット３４０とが一体化されていてもよい。この場合、λ／２波長板３３２を保持するホルダ３３１は、軸線ＸＬを中心線として回転可能となるように、フレーム３７０の一方の端面に取り付けられている。偏光板３４２及び光路補正板３４３を保持するホルダ３４１は、軸線ＸＬを中心線として回転可能となるように、フレーム３７０の他方の端面に取り付けられている。フレーム３７０は、取付ベース３０１の主面３０１ａに取り付けられている。なお、ホルダ３４１には、偏光板３４２によって反射されたレーザ光ＬのＳ偏光成分を吸収するダンパ３４４が設けられている。   For example, as shown in FIGS. 18 and 19, the λ / 2 wavelength plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 may be integrated. In this case, the holder 331 that holds the λ / 2 wavelength plate 332 is attached to one end face of the frame 370 so as to be rotatable about the axis XL. The holder 341 that holds the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343 is attached to the other end surface of the frame 370 so as to be rotatable about the axis XL. The frame 370 is attached to the main surface 301 a of the attachment base 301. The holder 341 is provided with a damper 344 that absorbs the S-polarized component of the laser light L reflected by the polarizing plate 342.

また、偏光板ユニット３４０に、偏光板３４２以外の偏光部材が設けられてもよい。一例として、偏光板３４２及び光路補正板３４３に替えて、キューブ状の偏光部材が用いられてもよい。キューブ状の偏光部材とは、直方体状の形状を呈する部材であって、当該部材において互いに対向する側面が光入射面及び光出射面とされ且つその間に偏光板の機能を有する層が設けられた部材である。   In addition, a polarizing member other than the polarizing plate 342 may be provided in the polarizing plate unit 340. As an example, a cube-shaped polarizing member may be used instead of the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343. The cube-shaped polarizing member is a member having a rectangular parallelepiped shape, and the side surfaces of the member facing each other are a light incident surface and a light emitting surface, and a layer having a polarizing plate function is provided therebetween. It is a member.

また、λ／２波長板３３２が回転する軸線と、偏光板３４２が回転する軸線とは、互いに一致していなくてもよい。   Further, the axis of rotation of the λ / 2 wavelength plate 332 and the axis of rotation of the polarizing plate 342 may not coincide with each other.

また、レーザ出力部３００は、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するためのミラー３６２，３６３を有していたが、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するためのミラーを少なくとも１つ有していればよい。   The laser output unit 300 has mirrors 362 and 363 for adjusting the optical axis of the laser light L emitted from the laser output unit 300. It is only necessary to have at least one mirror for adjusting the optical axis.

また、反射型空間光変調器４１０の反射面４１０ａと集光レンズユニット４３０の入射瞳面４３０ａとが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する結像光学系は、一対のレンズ４２２，４２３に限定されず、反射型空間光変調器４１０側の第１レンズ系（例えば、接合レンズ、３つ以上のレンズ等）及び集光レンズユニット４３０側の第２レンズ系（例えば、接合レンズ、３つ以上のレンズ等）を含むもの等であってもよい。   In addition, the imaging optical system constituting the double telecentric optical system in which the reflecting surface 410a of the reflective spatial light modulator 410 and the entrance pupil plane 430a of the condenser lens unit 430 are in an imaging relationship is a pair of lenses 422 and 423. The first lens system (for example, a cemented lens, three or more lenses) on the reflective spatial light modulator 410 side and the second lens system (for example, a cemented lens, 3 on the condenser lens unit 430 side) are not limited thereto. It may include one or more lenses.

また、レーザ集光部４００においては、一対のレンズ４２２，４２３を通過したレーザ光Ｌを集光レンズユニット４３０に向けて反射するミラーが、ダイクロイックミラー４０３であったが、当該ミラーは、全反射ミラーであってもよい。   In the laser condensing unit 400, the mirror that reflects the laser light L that has passed through the pair of lenses 422 and 423 toward the condensing lens unit 430 is the dichroic mirror 403. It may be a mirror.

また、集光レンズユニット４３０及び一対の測距センサ４５０は、Ｙ軸方向における筐体４０１の端部４０１ｄに取り付けられていたが、Ｙ軸方向における筐体４０１の中心位置よりも端部４０１ｄ側に片寄って取り付けられていればよい。反射型空間光変調器４１０は、Ｙ軸方向における筐体４０１の端部４０１ｃに取り付けられていたが、Ｙ軸方向における筐体４０１の中心位置よりも端部４０１ｃ側に片寄って取り付けられていればよい。また、測距センサ４５０は、Ｘ軸方向において集光レンズユニット４３０の片側のみに配置されていてもよい。   Further, although the condenser lens unit 430 and the pair of distance measuring sensors 450 are attached to the end 401d of the housing 401 in the Y-axis direction, they are closer to the end 401d than the center position of the housing 401 in the Y-axis direction. It is sufficient that it is attached to the side. The reflective spatial light modulator 410 is attached to the end portion 401c of the housing 401 in the Y-axis direction, but may be attached to the end portion 401c side rather than the center position of the housing 401 in the Y-axis direction. That's fine. Further, the distance measuring sensor 450 may be disposed only on one side of the condenser lens unit 430 in the X-axis direction.

また、レーザ集光部４００が装置フレーム２１０に固定されていてもよい。その場合、支持台２３０が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿ってだけでなくＺ軸方向に沿っても移動可能となるように、装置フレーム２１０に取り付けられていてもよい。   Further, the laser condensing unit 400 may be fixed to the apparatus frame 210. In that case, the support base 230 may be attached to the apparatus frame 210 so as to be movable not only along the X-axis direction and the Y-axis direction but also along the Z-axis direction.

また、本発明のレーザ加工装置は、加工対象物１の内部に改質領域を形成するものに限定されず、アブレーション等、他のレーザ加工を実施するものであってもよい。   Moreover, the laser processing apparatus of this invention is not limited to what forms a modification | reformation area | region in the inside of the process target object 1, You may implement other laser processings, such as ablation.

１…加工対象物、２００…レーザ加工装置、２１０…装置フレーム、２２０…第１移動機構、２３０…支持台（支持部）、２４０…第２移動機構、３００…レーザ出力部（レーザ出力装置）、３０１…取付ベース、３１０…レーザ発振器（レーザ光源）、３２０…シャッタ、３３０…λ／２波長板ユニット（出力調整部、偏光方向調整部）、３３１…ホルダ（第１ホルダ）、３３２…λ／２波長板、３４０…偏光板ユニット（出力調整部、偏光方向調整部）、３４１…ホルダ（第２ホルダ）、３４２…偏光板（偏光部材）、３４３…光路補正板（光路補正部材）、３５０…ビームエキスパンダ（レーザ光平行化部）、３６０…ミラーユニット、３６２…ミラー（第１ミラー）、３６３…ミラー（第２ミラー）、４００…レーザ集光部、４０１…筐体、４０１ａ…光入射部、４０１ｃ…端部、４０１ｄ…端部、４０１ｅ…側面、４０２…ミラー、４０３…ダイクロイックミラー（ミラー）、４１０…反射型空間光変調器、４１０ａ…反射面、４２１…ホルダ、４２２…レンズ（第１レンズ系、結像光学系）、４２３…レンズ（第２レンズ系、結像光学系）、４３０…集光レンズユニット（集光光学系）、４４０…駆動機構、４５０…測距センサ（第１センサ、第２センサ）、ＸＬ…軸線、Ｌ…レーザ光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing object, 200 ... Laser processing apparatus, 210 ... Apparatus frame, 220 ... 1st moving mechanism, 230 ... Support stand (support part), 240 ... 2nd moving mechanism, 300 ... Laser output part (laser output apparatus) , 301 ... Mounting base, 310 ... Laser oscillator (laser light source), 320 ... Shutter, 330 ... λ / 2 wavelength plate unit (output adjustment unit, polarization direction adjustment unit), 331 ... Holder (first holder), 332 ... λ / 2 wavelength plate, 340 ... Polarizing plate unit (output adjustment unit, polarization direction adjusting unit), 341 ... Holder (second holder), 342 ... Polarizing plate (polarizing member), 343 ... Optical path correction plate (optical path correction member), 350: Beam expander (laser beam collimating unit), 360: Mirror unit, 362 ... Mirror (first mirror), 363 ... Mirror (second mirror), 400 ... Laser condensing unit, 401 ... Enclosure, 401a ... light incident portion, 401c ... end, 401d ... end, 401e ... side, 402 ... mirror, 403 ... dichroic mirror (mirror), 410 ... reflective spatial light modulator, 410a ... reflecting surface, 421 ... Holders, 422 ... Lenses (first lens system, imaging optical system), 423 ... Lenses (second lens system, imaging optical system), 430 ... Condensing lens unit (condensing optical system), 440 ... Drive mechanism , 450: Distance sensors (first sensor, second sensor), XL: axis, L: laser light.

Claims (7)

加工対象物を支持する支持部と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を変調しつつ反射する反射型空間光変調器と、
前記加工対象物に対して前記レーザ光を集光する集光光学系と、
前記反射型空間光変調器の反射面と前記集光光学系の入射瞳面とが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成する結像光学系と、
前記結像光学系を通過した前記レーザ光を前記集光光学系に向けて反射するミラーと、
前記加工対象物のレーザ光入射面の変位データを取得する第１センサと、を備え、
前記ミラーから前記集光光学系に至る前記レーザ光の光路は、第１方向に沿うように設定されており、
前記反射型空間光変調器から前記結像光学系を介して前記ミラーに至る前記レーザ光の光路は、前記第１方向に垂直な第２方向に沿うように設定されており、
前記第１センサは、前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向において前記集光光学系の一方の側に配置されている、レーザ加工装置。 A support for supporting the workpiece;
A laser light source for emitting laser light;
A reflective spatial light modulator that modulates and reflects the laser light;
A condensing optical system for condensing the laser beam on the workpiece;
An imaging optical system constituting a double-sided telecentric optical system in which the reflecting surface of the reflective spatial light modulator and the entrance pupil plane of the condensing optical system are in an imaging relationship;
A mirror that reflects the laser light that has passed through the imaging optical system toward the condensing optical system;
A first sensor that acquires displacement data of a laser light incident surface of the workpiece;
The optical path of the laser beam from the mirror to the condensing optical system is set along the first direction,
The optical path of the laser beam from the reflective spatial light modulator to the mirror via the imaging optical system is set along a second direction perpendicular to the first direction,
The laser processing apparatus, wherein the first sensor is disposed on one side of the condensing optical system in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction. 前記ミラーは、ダイクロイックミラーである、請求項１記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the mirror is a dichroic mirror. 前記ミラーは、前記レーザ光をＳ偏光として反射する、請求項１又は２記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the mirror reflects the laser light as S-polarized light. 少なくとも前記反射型空間光変調器、前記集光光学系、前記結像光学系、前記ミラー及び前記第１センサを支持する筐体と、
前記第１方向に沿って前記筐体を移動させる移動機構と、を更に備え、
前記集光光学系及び前記第１センサは、前記第２方向における前記筐体の一方の端部側に取り付けられており、
前記移動機構は、前記第３方向における前記筐体の一方の側面に取り付けられている、請求項１〜３のいずれか一項記載のレーザ加工装置。 A housing that supports at least the reflective spatial light modulator, the condensing optical system, the imaging optical system, the mirror, and the first sensor;
A moving mechanism for moving the housing along the first direction;
The condensing optical system and the first sensor are attached to one end side of the housing in the second direction,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the moving mechanism is attached to one side surface of the housing in the third direction. 前記第１方向に沿って前記集光光学系を移動させる駆動機構を更に備え、
前記集光光学系は、前記駆動機構を介して、前記第２方向における前記筐体の一方の前記端部側に取り付けられている、請求項４記載のレーザ加工装置。 A drive mechanism for moving the condensing optical system along the first direction;
The laser processing apparatus according to claim 4, wherein the condensing optical system is attached to one end side of the housing in the second direction via the driving mechanism. 前記反射型空間光変調器は、前記第２方向における前記筐体の他方の端部側に取り付けられている、請求項５記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the reflective spatial light modulator is attached to the other end of the housing in the second direction. 前記加工対象物の前記レーザ光入射面の変位データを取得する第２センサを更に備え、
前記第２センサは、前記第３方向において前記集光光学系の他方の側に配置されている、請求項１〜６のいずれか一項記載のレーザ加工装置。 A second sensor for acquiring displacement data of the laser light incident surface of the workpiece;
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the second sensor is disposed on the other side of the condensing optical system in the third direction.
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