JP2023028200A - パルス幅計測治具 - Google Patents
パルス幅計測治具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023028200A JP2023028200A JP2021133760A JP2021133760A JP2023028200A JP 2023028200 A JP2023028200 A JP 2023028200A JP 2021133760 A JP2021133760 A JP 2021133760A JP 2021133760 A JP2021133760 A JP 2021133760A JP 2023028200 A JP2023028200 A JP 2023028200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- mirror
- pulse width
- beam splitter
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 60
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/705—Beam measuring device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J11/00—Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J2001/4238—Pulsed light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J2001/4446—Type of detector
- G01J2001/446—Photodiode
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
【課題】レーザー加工装置のパルス幅計測治具を提供する。【解決手段】パルスレーザービームを受け入れる入光部12と、ビームスプリッター13と、第一のレーザービームLB1をビームスプリッター13に向けて反射する第一のミラー15Aと、第二の経路L2に分岐された第二のレーザービームLB2をビームスプリッター13に向けて反射する第二のミラー15Bと、第一、二の1/4波長板14A、14Bと、第一、二のミラー15A、15Bのいずれかを光軸方向に移動して光路長を可変する光路長変更手段16と、ビームスプリッター13で合流した第一のレーザービームの戻り光LB1’及びLB2’の合成レーザービームLB3の通過を許容する非線形結晶体17を通過した合成レーザービームLB4の光強度を計測するホトデテクター18と、を含み、入光部12からホトデテクター18までの光学部品が、同一平面11a上に配設されている。【選択図】図3
Description
本発明は、パルスレーザービームのパルス幅を計測する複数の光学部品から構成されるパルス幅計測治具に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハは、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
レーザー加工装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハにパルスレーザービームを照射するレーザー照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー照射手段とを相対的にX軸方向Y軸方向に移動する移動手段とを含み、該レーザー照射手段は、パルスレーザービームを発振する発振器と、該発振器が発振したパルスレーザービームを該チャックテーブルに保持されたウエーハに集光する集光器と、該発振器と該集光器との間に配設される光学系と、を備えている(例えば特許文献1を参照)。
上記したレーザー加工装置においては、レーザー加工による加工品質を維持すべく、定期的、又は任意のタイミングで、レーザー照射手段の光学系のメンテナンスが行われ、該メンテナンスの中で、発振器によって発振されるパルスレーザービームのパルス幅を計測し、該パルス幅が、所望のパルス幅であるか否かの検査が行われている。
しかし、従来におけるパルス幅の計測に使用されているパルス幅計測装置は、装置が大掛かりであり、メンテナンスが行われるレーザー加工装置の近傍に該パルス幅計測装置を位置付け、レーザー加工装置のレーザー照射手段から照射されるパルスレーザービームを別途の分岐手段を使用して分岐し、レーザー加工装置に隣接して配置された該パルス幅計測装置に導いてパルス幅を計測するものであり、計測するまでに、該装置の設置や調整が面倒で、煩に堪えないという問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、レーザー加工装置の外にパルスレーザービームを分岐させることなく、パルス幅の計測を効率よく実施することができるパルス幅計測治具を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、パルスレーザービームのパルス幅を計測する複数の光学部品から構成されるパルス幅計測治具であって、パルスレーザービームを受け入れる入光部と、該入光部から入光されたパルスレーザービームを第一の経路と第二の経路に分岐するビームスプリッターと、該第一の経路に分岐された第一のレーザービームを該ビームスプリッターに向けて反射する第一のミラーと、該第二の経路に分岐された第二のレーザービームを該ビームスプリッターに向けて反射する第二のミラーと、該ビームスプリッターと該第一のミラーとの間に配設される第一の1/4波長板と、該ビームスプリッターと該第二のミラーとの間に配設される第二の1/4波長板と、該第一のミラー又は第二のミラーのいずれかを光軸方向に移動して光路長を可変する光路長変更手段と、該第一のミラー及び該第二のミラーによって反射され該ビームスプリッターで合流した該第一のレーザービームの戻り光及び第二のレーザービームの戻り光の合成レーザービームの通過を許容する非線形結晶体と、該非線形結晶体を通過した合成レーザービームの光強度を計測するホトデテクターと、を含み、該入光部から該ホトデテクターまでの光学部品が、同一平面上に配設されているパルス幅計測治具が提供される。
本発明のパルス幅計測治具は、パルスレーザービームのパルス幅を計測する複数の光学部品から構成されるパルス幅計測治具であって、パルスレーザービームを受け入れる入光部と、該入光部から入光されたパルスレーザービームを第一の経路と第二の経路に分岐するビームスプリッターと、該第一の経路に分岐された第一のレーザービームを該ビームスプリッターに向けて反射する第一のミラーと、該第二の経路に分岐された第二のレーザービームを該ビームスプリッターに向けて反射する第二のミラーと、該ビームスプリッターと該第一のミラーとの間に配設される第一の1/4波長板と、該ビームスプリッターと該第二のミラーとの間に配設される第二の1/4波長板と、該第一のミラー又は第二のミラーのいずれかを光軸方向に移動して光路長を可変する光路長変更手段と、該第一のミラー及び該第二のミラーによって反射され該ビームスプリッターで合流した該第一のレーザービームの戻り光及び第二のレーザービームの戻り光の合成レーザービームの通過を許容する非線形結晶体と、該非線形結晶体を通過した合成レーザービームの光強度を計測するホトデテクターと、を含み、該入光部から該ホトデテクターまでの光学部品が、同一平面上に配設されていることから、平面的でレーザー加工装置のチャックテーブルに載置して、パルス幅を計測することが可能になり、レーザー照射手段を構成する光学系からレーザー光線を分岐してパルス幅を計測しなければならず、煩に堪えないという問題が解消する。
以下、本発明に基づいて構成されるパルス幅計測治具に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1には、本実施形態のパルス幅計測治具10と、該パルス幅計測治具10を使用してパルスレーザービームのパルス幅が計測されるレーザー加工装置1の全体斜視図が示されている。
レーザー加工装置1は、基台2上に配置され、板状の被加工物を保持する保持手段3と、板状の被加工物に対してパルスレーザービームを照射するレーザー照射手段6と、保持手段3に保持された被加工物を撮像するカメラ7aを備えたアライメント手段7と、レーザー照射手段6と保持手段3とを相対的に加工送りすると共にアライメント手段7と保持手段3とを相対的に移動させる移動手段4と、基台2上において移動手段4の奥側に立設される垂直壁部5a及び垂直壁部5aの上端部から水平方向に延びる水平壁部5bからなる枠体5とを備えている。
保持手段3は、図1に示すように、X軸方向において移動自在に基台2に搭載された矩形状のX軸方向可動板31と、X軸方向と直交するY軸方向において移動自在にX軸方向可動板31に搭載された矩形状のY軸方向可動板32と、Y軸方向可動板32の上面に固定された円筒状の支柱33と、支柱33の上端に固定された矩形状のカバー板34とを含む。カバー板34にはカバー板34上に形成された長穴を通って上方に延びるチャックテーブル35が配設されている。チャックテーブル35は、支柱33内に収容された図示しない回転駆動手段により回転可能に構成される。チャックテーブル35には、通気性を有する多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック35aが配設されている。吸着チャック35aは、支柱33を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。
移動手段4は、X軸送り手段42と、Y軸送り手段44と、を含む。X軸送り手段42は、モータ42aの回転運動を、ボールねじ42bを介して直線運動に変換してX軸方向可動板31に伝達し、基台2上にX軸方向に沿って配設された一対の案内レール2a、2aに沿ってX軸方向可動板31をX軸方向において進退させる。Y軸送り手段44は、モータ44aの回転運動を、ボールねじ44bを介して直線運動に変換し、Y軸方向可動板32に伝達し、X軸方向可動板31上においてY軸方向に沿って配設された一対の案内レール36、36に沿ってY軸方向可動板32をY軸方向において進退させる。
枠体5の水平壁部5bの内部には、レーザー照射手段6を構成する光学系(図示は省略)が収容される。水平壁部5bの先端部下面側には、レーザー照射手段6の一部を構成する集光器6aが配設される。アライメント手段7のカメラ7aは、集光器6aに対して図中矢印Xで示すX軸方向で隣接する位置に配設されている。カメラ7aは、可視光線により撮像する通常の撮像素子(CCD)と、被加工物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕える光学系と、該光学系が捕えた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等を含む。
レーザー加工装置1には、図示を省略する制御手段が配設されている。該制御手段は、コンピュータによって構成され、上記の移動手段4、レーザー照射手段6、アライメント手段7に加え、レーザー加工装置1の上面に配設される表示手段8が接続され、各作動部を制御すると共に、表示手段8に加工条件を表示したり、アライメント手段7のカメラ7aによって撮像した画像を表示したりすることができる。
上記したレーザー加工装置1のレーザー照射手段6は、図示を省略する光学系を備え、該光学系には、所定のパルス幅のパルスレーザービームを発振する発振器が配設されており、定期的、又は任意に実施されるメンテナンス時に、該発振器から発振されるパルスレーザービームのパルス幅を計測し、所望のパルス幅になっているか否かが判定される。
図2には、図1に示したパルス幅計測治具10を拡大した斜視図が示されている。パルス幅計測治具10は、下面が平坦に形成された板状の円形基板11を備え、該円形基板11の平面11a上に、上方から照射されるパルスレーザービームを受け入れる入光部12と、該平面11aの中央に配設され入光部12から入光されたパルスレーザービームを多層膜コートによって形成された反射面13aによって第一の経路L1と第二の経路L2とに分岐するビームスプリッター13と、第一の経路L1に分岐された第一のレーザービームをビームスプリッター13に向けて反射する第一のミラー15Aと、第二の経路L2に分岐された第二のレーザービームをビームスプリッター13に向けて反射する第二のミラー15Bと、ビームスプリッター13と第一のミラー15Aとの間に配設される第一の1/4波長板14Aと、ビームスプリッター13と第二のミラー15Bとの間に配設される第二の1/4波長板14Bと、第一のミラー15Aを光軸方向に移動して光路長を可変する光路長変更手段16と、第一のミラー15A及び該第二のミラー15Bによって反射されビームスプリッター13で合流した第一のレーザービームの戻り光及び該第二のレーザービームの戻り光の合成レーザービームの通過を許容する非線形結晶体17と、非線形結晶体17を通過した後の合成レーザービームの光強度を計測するホトデテクター18と、を少なくとも含む光学部品が配設されている。なお、本実施形態の第一の経路L1は、ビームスプリッター13の反射面13aを起端とし、第一のミラー15Aで反射されて、該ビームスプリッター13の反射面13aに至る経路であり、第二の経路L2は、ビームスプリッター13の反射面13aを起端とし、第二のミラー15Bで反射されて、該ビームスプリッター13の反射面13aに至る経路である。
入光部12は、傾斜角が45度の反射面12aを備えており、平面11aに対して垂直上方から照射されるパルスレーザービームを水平方向に反射し、円形基板11の平面11aの中央に配設されたビームスプリッター13に向けてその光路を変換する。
該光路長変更手段16は、ステップモータ161と、ステップモータ161の出力軸に連結された雄ねじ162と、該雄ねじ162が螺合される雌ねじ孔を備えたナット部163とを備えている。ナット部163は、第一のミラー15Aと一体で形成されており、該ステップモータ161を作動して雄ねじ162を回転させることにより、第一のミラー15Aを矢印Rで示す方向、すなわち第一の経路L1の光軸方向に移動させる。
上記のステップモータ161及びホトデテクター18は、制御手段100に接続されている。該制御手段100は、ホトデテクター18によって検出される光強度を電気信号として記憶すると共に、ステップモータ161を制御することが可能であり、制御装置100から発信される該ステップモータ161への作動信号によって、第一のミラー15Aを、第一の経路L1を通るパルスレーザービームの光軸方向に沿って精密に進退させることができる。該制御手段100は、必ずしもパルス幅計測治具10に配設されている必要はなく、ステップモータ161とホトデテクター18とを、上記したレーザー加工装置1に備えられている制御手段(図示は省略する)に電気的に接続して、レーザー加工装置1の制御手段をパルス幅計測治具10によってパルス幅を計測するのに利用することができる。
上記した図1、2に加え、図3を参照しながら、レーザー加工装置1に上記のパルス幅計測治具10を適用した場合の作用効果について説明する。
パルス幅計測治具10の円形基板11は、上記したレーザー加工装置1のチャックテーブル35によって吸引保持される寸法に設定され、例えば、吸着チャック35aに対応する大きさ、又はそれよりも大きい寸法に設定される。
パルス幅を計測するに際しては、まず、パルス幅計測治具10をチャックテーブル35の吸着チャック35a上に載置し、図示を省略する吸引手段を作動して吸着チャック35aに負圧を生成し吸引保持する。次いで、上記の移動手段4を作動して、チャックテーブル35と共にパルス幅計測治具10を移動して、アライメント手段7のカメラ7aの直下に位置付ける。次いで、カメラ7aによってパルス幅計測治具10を撮像し、円形基板11の平面11a上に配設された入光部12の反射面12aの中心位置を検出する。
上記したように、アライメント手段7によって入光部12の反射面12aの中心位置を検出したならば、移動手段4を作動して、入光部12の反射面12aの中心位置をレーザー照射手段6の集光器6aの直下に位置付ける。次いで、レーザー照射手段6を作動して、集光器6aからパルスレーザービームLB0を照射する。パルスレーザービームLB0は、例えば波長が355nmであり、平均出力は、上記の光学部品がレーザー加工されない程度の低出力に設定される。
図3に示すように、集光器6aから照射されるパルスレーザービームLB0は、入光部12の反射面12aで反射してビームスプリッター13に入光する。ビームスプリッター13は、内部に形成された反射面13aよって、入光部12から入光したパルスレーザービームLB0のP偏光を第一のレーザービームLB1として上記の第一の経路L1側に透過し、該パルスレーザービームLB0のS偏光を第二のレーザービームLB2として上記の第二の経路L2側に反射して分岐する。
ビームスプリッター13の反射面13aを通過したP偏光の第一のレーザービームLB1は、ビームスプリッター13と第一のミラー15Aとの間に配設された第一の1/4波長板14Aを透過する際に円偏光に変換され、第一のミラー15Aにて反射する。第一のレーザービームLB1は、第一のミラー15Aにて反射する際に、円偏光の回転方向が逆方向に変換されて、第一の1/4波長板14Aを透過する際には、S偏光に変換されて第一のレーザービームLB1の戻り光LB1’としてビームスプリッター13に入光し、反射面13aにて反射して、ホトデテクター18側に導かれ、非線形結晶体17に入光する。
他方、ビームスプリッター13の反射面13aで反射したS偏光の第二のレーザービームLB2は、ビームスプリッター13と第二のミラー15Bとの間に配設された第二の1/4波長板14Bを透過する際に円偏光に変換され、第二のミラー15Bにて反射する。第二のミラー15Bにて反射する際に、円偏光の回転方向が逆方向に変換されて、第二の1/4波長板14Bを透過する際には、P偏光に変換されて第二のレーザービームLB2の戻り光LB2’としてビームスプリッター13に入光し、反射面13aを透過して、ホトデテクター18側に導かれ、非線形結晶体17に入光する。
非線形結晶体17に入光するパルスレーザービームは、上記したように、第一のレーザービームの戻り光LB1’と、第二のレーザービームの戻り光LB2’とがビームスプリッター13において合流した後の合成レーザービームLB3であり、該合成レーザービームLB3は、P偏光のパルスレーザービームとS偏光のパルスレーザービームの合成レーザービームである。ここで、本実施形態の非線形結晶体17は、該合成レーザービームLB3を構成するP偏光のパルスレーザービームと、S偏光のパルスレーザービームの波形の重なり率に応じて、非線形結晶体17を透過する透過率比が変化して合成レーザービームLB4の光強度が変化するという性質を備えている。
そこで、本実施形態の制御手段100は、上記した光路長変更手段16のステップモータ161を作動して、第一のミラー15Aを光軸方向に移動させることにより、ビームスプリッター13から分岐されて第一のミラー15Aで反射して該ビームスプリッター13に戻る第一の経路L1の光路長を変化させると共に、ホトデテクター18によって光強度の変化を検出する。なお、第一の経路L1の光路長の変化量は、第一のミラー15Aの光軸方向の移動距離の2倍に対応する。
図3の下方には、第一の経路L1の光路長を変化させるに伴い、ホトデテクター18によって検出された光強度に基づきプロットされた非線形結晶体17を透過する透過率比の変化がグラフで示されている。該グラフは、縦軸が該透過率比であり、横軸は、第一の経路L1の光路長の変化量に対応し、該光路長の変化量を光の速度で除算して得られる時間(ピコ秒(ps))である。さらに、各プロット点に基づいて作成した近似曲線Sも示している。
グラフ中においてP0で示す点は、ホトデテクター18において検出される光強度が最大となる点であり、合成レーザービームLB3を構成するP偏光のパルスレーザービームと、S偏光のパルスレーザービームの波形が、全く重なり合っていない状態である。この状態で検出される光強度を、合成レーザービームLB3が非線形結晶体17を透過する透過率比の基準(0%)とする。すなわち、光路長変更手段16を作動して、第一の経路L1の光路長を、第二の経路L2よりも予め短くしておく。そして、上記した光路長変更手段16を作動して、第一のミラー15Aを移動させて、光路長を伸ばしていくに従い、合成レーザービームLB3を構成するP偏光のパルスレーザービームの波形と、S偏光のパルスレーザービームの波形とが重なりを開始し、重なり率の増加に伴い、合成レーザービームLB3が非線形結晶体17を通過した後の合成レーザービームLB4の光強度が減少する。
図3の下方に示すグラフ中の近似曲線Sの極小点P1が、合成レーザービームLB3を構成するP偏光のパルスレーザービームと、S偏光のパルスレーザービームとが完全に重なった場合の点、すなわち、第一の経路L1の光路長と第二の経路L2の光路長とが一致した点を示しており、非線形結晶体17を通過した後の合成レーザービームLB4の光強度が最低となる。さらに光路長変更手段16を作動して、第一のミラー15Aを移動して光路長を伸ばすことで、合成レーザービームLB3を構成するP偏光のパルスレーザービームと、S偏光のパルスレーザービームとの重なり率が低下して、合成レーザービームLB4のホトデテクター18によって検出される光強度が増加する。そして、該重なりが終了することで、点P2で示すように、検出される光強度が最大となり、透過率比が上記の点P0と同様の値となる。このようにして導かれた波形(近似曲線S)は、パルスレーザービームLB0のパルス波形と極めて相関が高い波形であり、以下に示す演算手順により、該近似曲線SからパルスレーザービームLB0のパルス幅を算出する。
上記した実施形態において、近似曲線Sの点P0から点P2までの、第一の経路L1の光路長の変化量X1は、例えば、12000μmである。この12000μmを、ピコ秒(ps)当たりの光の速度(300μm/ps)で除算すると40psとなる。また、図3のグラフに示された変化量X1=12000μmに対応する透過率比の分布から、パルス幅Wに対応する第一の経路L1の変化量X2は、近似曲線Sの極小点P1の透過率比Q1の1/2である透過率比Q2となる点P3-P4の光路長の変化量として算出される。本実施形態において検出される変化量X2は3180μmであり、本実施形態において計測されるパルス幅Wは、該変化量X2を上記の光の速度(300μm/ps)で除算して得られた値を基準として特定される。より具体的にいえば、3180μm÷300μm/ps=10.6psを基準値として算出し、パルスレーザービームLB0のパルス波形をガウス波形と仮定した場合のパラメータである21/2(≒1.41)で10.6psを除算し、これにより得られた値(=7.5ps)をパルス幅Wと決定して計測値とし、制御手段100に記憶する。そして、該計測されたパルス幅Wが所望のパルス幅であるか否かが判定されて、該所望のパルス幅でないと判定された場合は、パルスレーザービームを発振する発振器が調整されるか、又は交換される。
なお、上記したパルス幅の計測方法は一例にすぎず、パルス幅の演算方法は他にも種々知られているのであり、本発明のパルス幅計測治具10を使用して実際にパルス幅を決定する演算手法は、上記した実施形態に限定されない。
上記した実施形態によれば、平面的でレーザー加工装置のチャックテーブルに載置して、パルス幅を計測することが可能になり、レーザー照射手段を構成する光学系からレーザー光線を分岐してパルス幅を計測しなければならず、煩に堪えないという問題が解消する。
上記した実施形態では、光路長変更手段16を、第一のミラー15Aを光軸方向に移動させる手段として配設したが、本発明はこれに限定されず、第二のミラー15Bを光軸方向に移動させる手段として配設してもよい。その場合も、図3に基づいて説明したのと同様の計測結果を得ることができる。
1:レーザー加工装置
2:基台
3:保持手段
31:X軸方向可動板
32:Y軸方向可動板
33:支柱
34:カバー板
35:チャックテーブル
35a:吸着チャック
36:案内レール
4:移動手段
42:X軸送り手段
42a:モータ
42b:ボールねじ
44:Y軸送り手段
44a:モータ
44b:ボールねじ
5:枠体
6:レーザー照射手段
6a:集光器
7:アライメント手段
7a:カメラ
8:表示手段
10:パルス幅計測治具
11:円形基板
11a:平面
12:入光部
12a:反射面
13:ビームスプリッター
13a:反射面
14A:第一の1/4波長板
14B:第二の1/4波長板
15A:第一のミラー
15B:第二のミラー
16:光路長変更手段
161:ステップモータ
162:雄ねじ
163:ナット部
17:非線形結晶体
18:ホトデテクター
L1:第一の経路
L2:第二の経路
2:基台
3:保持手段
31:X軸方向可動板
32:Y軸方向可動板
33:支柱
34:カバー板
35:チャックテーブル
35a:吸着チャック
36:案内レール
4:移動手段
42:X軸送り手段
42a:モータ
42b:ボールねじ
44:Y軸送り手段
44a:モータ
44b:ボールねじ
5:枠体
6:レーザー照射手段
6a:集光器
7:アライメント手段
7a:カメラ
8:表示手段
10:パルス幅計測治具
11:円形基板
11a:平面
12:入光部
12a:反射面
13:ビームスプリッター
13a:反射面
14A:第一の1/4波長板
14B:第二の1/4波長板
15A:第一のミラー
15B:第二のミラー
16:光路長変更手段
161:ステップモータ
162:雄ねじ
163:ナット部
17:非線形結晶体
18:ホトデテクター
L1:第一の経路
L2:第二の経路
Claims (1)
- パルスレーザービームのパルス幅を計測する複数の光学部品から構成されるパルス幅計測治具であって、
パルスレーザービームを受け入れる入光部と、該入光部から入光されたパルスレーザービームを第一の経路と第二の経路に分岐するビームスプリッターと、該第一の経路に分岐された第一のレーザービームを該ビームスプリッターに向けて反射する第一のミラーと、該第二の経路に分岐された第二のレーザービームを該ビームスプリッターに向けて反射する第二のミラーと、該ビームスプリッターと該第一のミラーとの間に配設される第一の1/4波長板と、該ビームスプリッターと該第二のミラーとの間に配設される第二の1/4波長板と、該第一のミラー又は第二のミラーのいずれかを光軸方向に移動して光路長を可変する光路長変更手段と、該第一のミラー及び該第二のミラーによって反射され該ビームスプリッターで合流した該第一のレーザービームの戻り光及び第二のレーザービームの戻り光の合成レーザービームの通過を許容する非線形結晶体と、該非線形結晶体を通過した合成レーザービームの光強度を計測するホトデテクターとを含み、
該入光部から該ホトデテクターまでの光学部品が、同一平面上に配設されているパルス幅計測治具。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021133760A JP2023028200A (ja) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | パルス幅計測治具 |
KR1020220096775A KR20230028153A (ko) | 2021-08-19 | 2022-08-03 | 펄스폭 계측 장치 |
US17/817,389 US20230054345A1 (en) | 2021-08-19 | 2022-08-04 | Pulse duration measuring apparatus |
DE102022208350.4A DE102022208350A1 (de) | 2021-08-19 | 2022-08-11 | Pulsdauer-messvorrichtung |
CN202210978832.5A CN115707938A (zh) | 2021-08-19 | 2022-08-16 | 脉冲宽度测量装置 |
TW111130722A TW202308775A (zh) | 2021-08-19 | 2022-08-16 | 脈衝寬度量測裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021133760A JP2023028200A (ja) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | パルス幅計測治具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023028200A true JP2023028200A (ja) | 2023-03-03 |
Family
ID=85132584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021133760A Pending JP2023028200A (ja) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | パルス幅計測治具 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230054345A1 (ja) |
JP (1) | JP2023028200A (ja) |
KR (1) | KR20230028153A (ja) |
CN (1) | CN115707938A (ja) |
DE (1) | DE102022208350A1 (ja) |
TW (1) | TW202308775A (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5513272B2 (ja) | 2010-06-15 | 2014-06-04 | 株式会社ディスコ | チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置計測装置およびレーザー加工機 |
-
2021
- 2021-08-19 JP JP2021133760A patent/JP2023028200A/ja active Pending
-
2022
- 2022-08-03 KR KR1020220096775A patent/KR20230028153A/ko unknown
- 2022-08-04 US US17/817,389 patent/US20230054345A1/en active Pending
- 2022-08-11 DE DE102022208350.4A patent/DE102022208350A1/de active Pending
- 2022-08-16 CN CN202210978832.5A patent/CN115707938A/zh active Pending
- 2022-08-16 TW TW111130722A patent/TW202308775A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230054345A1 (en) | 2023-02-23 |
CN115707938A (zh) | 2023-02-21 |
DE102022208350A1 (de) | 2023-02-23 |
TW202308775A (zh) | 2023-03-01 |
KR20230028153A (ko) | 2023-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI417509B (zh) | A measuring device and a laser processing machine which are held at the chuck table | |
CN105050764B (zh) | 用于使用两个可旋转的衍射光学元件形成多个激光束组的设备和方法 | |
TWI448809B (zh) | 雷射處理多重元件平板 | |
TW503677B (en) | Laser processing apparatus | |
US9791411B2 (en) | Processing apparatus including a three-dimensional interferometric imager | |
KR102593879B1 (ko) | 높이 검출 장치 및 레이저 가공 장치 | |
CN103506758B (zh) | 激光加工装置 | |
US20090066969A1 (en) | Height position detector for work held on chuck table | |
TW200916249A (en) | Laser beam machining apparatus | |
US11027371B2 (en) | Laser applying mechanism | |
US10183359B2 (en) | Condensing point position detecting method | |
US11938570B2 (en) | Laser processing apparatus | |
US20130115756A1 (en) | Processing method for semiconductor wafer having passivation film on the front side thereof | |
JP5328406B2 (ja) | レーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法 | |
JP2023028200A (ja) | パルス幅計測治具 | |
JP2021089383A (ja) | レーザービーム調整機構およびレーザー加工装置 | |
CN108568601B (zh) | 激光加工方法和激光加工装置 | |
TW202241623A (zh) | 雷射加工裝置的調整方法以及雷射加工裝置 | |
KR20120131096A (ko) | 레이저 가공 장치 | |
JP6917727B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
JP7355629B2 (ja) | レーザー加工装置の調整方法 | |
JP7475211B2 (ja) | レーザー加工装置の検査方法 | |
KR20160058059A (ko) | 레이저 발진 기구 | |
JP2020163466A (ja) | アフォーカル光学系、レーザ加工装置及び亀裂検出装置 | |
JP2018182111A (ja) | 被加工物の加工方法 |