KR101681337B1 - 레이저 가공장치 - Google Patents

레이저 가공장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101681337B1
KR101681337B1 KR1020117011292A KR20117011292A KR101681337B1 KR 101681337 B1 KR101681337 B1 KR 101681337B1 KR 1020117011292 A KR1020117011292 A KR 1020117011292A KR 20117011292 A KR20117011292 A KR 20117011292A KR 101681337 B1 KR101681337 B1 KR 101681337B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser light
laser
light
optical system
reflective spatial
Prior art date
Application number
KR1020117011292A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110099091A (ko
Inventor
마코토 나카노
다카시 이노우에
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20110099091A publication Critical patent/KR20110099091A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101681337B1 publication Critical patent/KR101681337B1/ko

Links

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
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • 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
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser 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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • 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
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser 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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • B23K26/048—Automatically focusing the laser beam by controlling the distance between laser head and workpiece
    • 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
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • 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
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/0222—Scoring using a focussed radiation beam, e.g. laser
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/061—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-optical organic material
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차를 억제할 수 있는 레이저 가공장치를 제공한다. 레이저 가공장치(200)는 레이저광(L)을 출사하는 레이저광원(202)와, 레이저광원(202)에서 출사된 레이저광(L)을 변조하는 반사형 공간 광변조기(203)를 구비하고, 레이저광(L)의 광로에서 레이저광원(202)과 반사형 공간 광변조기(203)와의 사이에는 레이저광(L)을 반사하는 제1 미러(205a, 205b)가 배치되어 있으며, 제1 미러(205a, 205b)는 레이저광(L)의 반사방향을 조정 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 레이저 가공장치(200)에서는 미러(205a, 205b)의 각각에서 레이저광(L)의 반사방향을 조정함으로써, 반사형 공간 광변조기(203)에 입사하는 레이저광(L)의 위치 및 입사각도를 원하는 대로 조정할 수 있다. 따라서, 반사형 공간 광변조기(203)에 레이저광(L)을 정밀도 좋게 입사시킬 수 있다.

Description

레이저 가공장치 {LASER MACHINING DEVICE}
본 발명은 가공대상물에 개질(改質)영역을 형성하기 위한 레이저 가공장치에 관한 것이다.
종래의 레이저 가공장치로서는 가공대상물의 내부에 집광점(集光点)을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 가공대상물에 개질영역을 형성하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조). 이와 같은 레이저 가공장치에서는 레이저광원에서 출사된 레이저광을 반사형 공간 광변조기(光變調器)로 변조하는 것이 도모되고 있다.
[특허문헌 1] 국제공개 제2005/106564호 팜플렛 [특허문헌 2] 일본국 특개2006-68762호 공보
여기서, 상술한 바와 같은 레이저 가공장치에서는, 예를 들면 레이저광원이나 반사형 공간 광변조기의 개체편차 등에 의해서, 반사형 공간 광변조기에 레이저광을 정밀도 좋게 입사시키지 못하고, 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차(收差)가 증대해 버릴 우려가 있다.
그래서, 본 발명은 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차를 억제할 수 있는 레이저 가공장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 레이저 가공장치는, 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 가공대상물에 개질영역을 형성하는 레이저 가공장치로서, 레이저광을 출사하는 레이저광원과, 레이저광원에서 출사된 레이저광을 변조하는 반사형 공간 광변조기를 구비하고, 레이저광의 광로(光路)에서 레이저광원과 반사형 공간 광변조기와의 사이에는 레이저광을 반사하는 적어도 2개의 제1 미러가 배치되어 있으며, 제1 미러는 레이저광의 반사방향을 조정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 레이저 가공장치에서는 적어도 2개의 제1 미러의 각각에서 레이저광의 반사방향을 조정함으로써, 반사형 공간 광변조기에 입사하는 레이저광의 위치 및 입사각도를 원하는 대로 조정할 수 있다. 따라서, 반사형 공간 광변조기에 레이저광을 정밀도 좋게 입사시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 반사형 공간 광변조기를 바람직하게 기능시켜, 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관한 레이저 가공장치는, 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 가공대상물에 개질영역을 형성하는 레이저 가공장치로서, 레이저광을 출사하는 레이저광원과, 레이저광원에서 출사된 레이저광을 변조하는 반사형 공간 광변조기와, 반사형 공간 광변조기에서 변조된 레이저광의 파면(波面) 형상을 조정하는 조정광학계를 구비하고, 레이저광의 광로에서 반사형 공간 광변조기와 조정광학계와의 사이에는 레이저광을 반사하는 적어도 2개의 제2 미러가 배치되어 있으며, 제2 미러는 레이저광의 반사방향을 조정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 레이저 가공장치에서는 적어도 2개의 제2 미러의 각각에서 레이저광의 반사방향을 조정함으로써, 조정광학계에 입사하는 레이저광의 위치 및 입사각도를 원하는 대로 조정할 수 있다. 따라서, 조정광학계에 레이저광을 정밀도 좋게 입사시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 조정광학계를 바람직하게 기능시켜, 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관한 레이저 가공장치는, 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 가공대상물에 개질영역을 형성하는 레이저 가공장치로서, 레이저광을 출사하는 레이저광원과, 레이저광원에서 출사된 레이저광을 변조하는 반사형 공간 광변조기와, 반사형 공간 광변조기에서 변조된 레이저광의 파면 형상을 조정하는 조정광학계와, 조정광학계에서 조정된 레이저광을 가공대상물의 내부에 집광하는 집광 광학계를 구비하고, 레이저광의 광로에서 조정광학계와 집광 광학계와의 사이에는 레이저광을 투과하는 다이크로익 미러(dichroic mirror)가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 다이크로익 미러에 발산(發散) 또는 집광하는 레이저광이 입사하면, 다이크로익 미러를 투과한 레이저광에 비점수차(非点收差)가 발생하는 경우가 있다. 이 점, 본 발명의 레이저 가공장치에서는, 조정광학계에서 레이저광이 평행광이 되도록 조정함으로써, 다이크로익 미러에 평행광을 입사시킬 수 있으며, 따라서, 다이크로익 미러를 투과한 레이저광에 비점수차가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
이 때, 측정용 레이저광을 가공대상물에 조사하고, 측정용 레이저광의 가공대상물에서의 반사광을 수광함으로써, 가공대상물의 소정 위치에 집광점을 맞추는 집광점 위치제어수단을 더 구비하며, 다이크로익 미러는 레이저광을 투과함과 아울러, 측정용 레이저광 및 측정용 레이저광의 반사광을 반사하는 경우가 있다.
또, 본 발명에 관한 레이저 가공장치는, 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 가공대상물에 개질영역을 형성하는 레이저 가공장치로서, 레이저광을 출사하는 레이저광원과, 레이저광원에서 출사된 레이저광을 변조하는 반사형 공간 광변조기와, 반사형 공간 광변조기에서 변조된 레이저광의 파면 형상을 조정하는 조정광학계와, 조정광학계에서 조정된 레이저광을 가공대상물의 내부에 집광하는 집광 광학계와, 측정용 레이저광을 가공대상물에 조사하고, 측정용 레이저광의 가공대상물에서의 반사광을 수광함으로써, 가공대상물의 소정 위치에 집광점을 맞추는 집광점 위치제어수단을 구비하며, 레이저광의 광로에서 레이저광원과 반사형 공간 광변조기와의 사이에는 레이저광을 반사하는 적어도 2개의 제1 미러가 배치되고, 반사형 공간 광변조기와 조정광학계와의 사이에는 레이저광을 반사하는 적어도 2개의 제2 미러가 배치되며, 조정광학계와 집광 광학계와의 사이에는 레이저광을 투과함과 아울러 측정용 레이저광 및 측정용 레이저광의 반사광을 반사하는 다이크로익 미러가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 레이저 가공장치에서는, 반사형 공간 광변조기 및 조정광학계에 레이저광을 정밀도 좋게 입사시키는 것이 가능하게 되기 때문에, 반사형 공간 광변조기 및 조정광학계를 바람직하게 기능시켜, 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차를 한층 억제하는 것이 가능하게 된다. 이에 더하여, 다이크로익 미러를 투과한 레이저광에 비점수차가 발생하는 것을 억제하는 것도 가능하게 된다.
또, 조정광학계는 제1 렌즈와 제2 렌즈와의 사이에서 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 초점이 서로 일치하도록 구성된 광학계인 것이 바람직하다. 이와 같은 조정광학계로서는, 예를 들면 4f 광학계를 들 수 있다.
또, 반사형 공간 광변조기는 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차가 소정 수차 이하가 되도록 레이저광을 변조하는 것이 바람직하다. 이 경우, 레이저광의 집광위치에서의 레이저광의 에너지 밀도를 높여, 절단의 기점으로서의 기능이 높은(예를 들면, 분열을 발생시키기 쉬운) 개질영역을 형성할 수 있다.
또, 레이저광의 광로에서 미러 가운데 최하류 측에 위치하는 미러와 반사형 공간 광변조기와의 사이에는 빔 익스팬더(expander) 또는 빔 호모지나이저(homogenizer)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 빔 익스팬더 또는 빔 호모지나이저의 광학적 중심(렌즈의 광학적 중심)에 레이저광을 정밀도 좋게 입사시킬 수 있어, 레이저광의 빔 지름을 확대하는 빔 익스팬더의 기능 또는 레이저광의 강도분포를 균일화하는 빔 호모지나이저의 기능을 충분히 발휘시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차를 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 개질영역의 형성에 이용되는 레이저 가공장치의 개략 구성도이다.
도 2는 개질영역의 형성의 대상이 되는 가공대상물의 평면도이다.
도 3은 도 2의 가공대상물의 III-III선에 따른 단면도이다.
도 4는 레이저 가공 후의 가공대상물의 평면도이다.
도 5는 도 4의 가공대상물의 V-V선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 가공대상물의 VI-VI선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 8은 도 7의 레이저 가공장치의 반사형 공간 광변조기의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다. 또, 「상」「하」「좌」「우」라는 것은 도면에 나타내는 상태에 근거하고 있으며 편의적인 것이다.
본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에서는, 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써 가공대상물에 개질영역을 형성한다. 그래서, 우선, 본 실시형태의 레이저 가공장치에 의한 개질영역의 형성에 대해서, 도 1 ~ 도 6을 참조하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공장치(100)는 레이저광(L)을 펄스 발진하는 레이저광원(101)과, 레이저광(L)의 광축(광로)의 방향을 90° 변경하도록 배치된 다이크로익 미러(103)와, 레이저광(L)을 집광하기 위한 집광용 렌즈(집광 광학계)(105)를 구비하고 있다. 또, 레이저 가공장치(100)는 집광용 렌즈(105)에서 집광된 레이저광(L)이 조사되는 가공대상물(1)을 지지하기 위한 지지대(107)와, 지지대(107)를 X, Y, Z축 방향으로 이동시키기 위한 스테이지(111)와, 레이저광(L)의 출력이나 펄스폭 등을 조절하기 위해서 레이저광원(101)을 제어하는 레이저광원 제어부(102)와, 스테이지(111)의 이동을 제어하는 스테이지 제어부(115)를 구비하고 있다.
이 레이저 가공장치(100)에서는 레이저광원(101)으로부터 출사된 레이저광(L)은 다이크로익 미러(103)에 의해서 그 광축의 방향이 90° 변경되고, 지지대(107)상에 놓인 가공대상물(1)의 내부에 집광용 렌즈(105)에 의해서 집광된다. 이것과 함께, 스테이지(111)가 이동하게 되어, 가공대상물(1)이 레이저광(L)에 대해서 절단예정라인(5)을 따라서 상대이동하게 된다. 이것에 의해, 절단예정라인(5)을 따른 개질영역이 가공대상물(1)에 형성되게 된다.
가공대상물(1)은 반도체재료나 압전재료 등이 이용되며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가공대상물(1)에는 가공대상물(1)을 절단하기 위한 절단예정라인(5)이 설정되어 있다. 절단예정라인(5)은 직선 모양으로 연장한 가상선이다. 가공대상물(1)의 내부에 개질영역을 형성하는 경우, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가공대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞춘 상태에서 레이저광(L)을 절단예정라인(5)을 따라서(즉, 도 2의 화살표 A방향으로) 상대적으로 이동시킨다. 이것에 의해, 도 4 ~ 도 6에 나타내는 바와 같이, 개질영역(7)이 절단예정라인(5)을 따라서 가공대상물(1)의 내부에 형성되며, 절단예정라인(5)을 따라서 형성된 개질영역(7)이 절단기점영역(8)이 된다.
또한, 집광점(P)은 레이저광(L)이 집광하는 개소이다. 또, 절단예정라인(5)은 직선 모양에 한정하지 않고 곡선 모양이라도 되고, 가상선에 한정하지 않고 가공대상물(1)의 표면(3)에 실제로 그은 선이라도 된다. 또, 개질영역(7)은 연속적으로 형성되는 경우도 있고, 단속적으로 형성되는 경우도 있다. 또, 개질영역(7)은 열(列) 모양이라도 되고 점 모양이라도 되며, 요점은, 개질영역(7)은 적어도 가공대상물(1)의 내부에 형성되어 있으면 된다. 또, 개질영역(7)을 기점으로 균열이 형성되는 경우가 있고, 균열 및 개질영역(7)은 가공대상물(1)의 외표면(표면, 이면 혹은 외주면)으로 노출하고 있어도 된다.
덧붙여서, 여기에서는 레이저광(L)이 가공대상물(1)을 투과함과 아울러 가공대상물(1)의 내부의 집광점 근방에서 특히 흡수되며, 이것에 의해, 가공대상물(1)에 개질영역(7)이 형성된다(즉, 내부흡수형 레이저가공). 따라서, 가공대상물(1)의 표면(3)에서는 레이저광(L)이 대부분 흡수되지 않기 때문에, 가공대상물(1)의 표면(3)이 용융하지 않는다. 일반적으로, 표면(3)으로부터 용융되어 제거되어 구멍이나 홈 등의 제거부가 형성되는(표면흡수형 레이저가공) 경우, 가공영역은 표면(3) 측으로부터 서서히 이면 측으로 진행한다.
그런데, 본 실시형태에 관한 레이저 가공장치에서 형성되는 개질영역은 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 외의 물리적 특성이 주위와는 다른 상태가 된 영역을 말한다. 개질영역으로서는, 예를 들면, 용융처리영역, 크랙영역, 절연파괴영역, 굴절률 변화영역 등이 있고, 이들이 혼재한 영역도 있다. 또한, 개질영역으로서는 가공대상물의 재료에서 개질영역의 밀도가 비개질영역의 밀도와 비교해 변화한 영역이나, 격자(格子) 결함이 형성된 영역이 있다(이들을 모아 고밀전이(高密轉移)영역이라고도 함).
또, 용융처리영역이나 굴절률 변화영역, 개질영역의 밀도가 비개질영역의 밀도와 비교하여 변화한 영역, 격자 결함이 형성된 영역은, 그들 영역의 내부나 개질영역과 비개질영역과의 계면에 균열(갈라짐, 마이크로 크랙)을 더 내포하고 있는 경우가 있다. 내포되는 균열은 개질영역의 전면(全面)에 걸친 경우나 일부분만이나 복수 부분에 형성되는 경우가 있다. 가공대상물(1)로서는, 예를 들면 실리콘, 유리, LiTaO3 또는 사파이어(Al2O3)를 포함하거나, 또는 이들로 이루어진 것을 들 수 있다.
[제1 실시형태]
다음으로, 제1 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 대해서 설명한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공장치(200)는 스테이지(111)상의 가공대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞추어 레이저광(L)을 조사함으로써, 가공대상물(1)의 절단예정라인(5)을 따라서 절단의 기점이 되는 개질영역(7)을 형성한다. 이 레이저 가공장치(200)는 레이저광원(202), 반사형 공간 광변조기(203), 4f 광학계(241) 및 집광 광학계(204)를 케이스(231) 내에 구비하고 있다.
레이저광원(202)은 레이저광(L)을 출사하는 것으로, 예를 들면 파이버 레이저가 이용되고 있다. 여기서의 레이저광원(202)은 수평방향(X방향)으로 레이저광을 출사하도록(이른바, 가로로 놓인 상태에서) 케이스(231)의 천판(天板)(236)에 나사 등으로 고정되어 있다.
반사형 공간 광변조기(203)는 레이저광원(202)으로부터 출사된 레이저광(L)을 변조하는 것으로, 예를 들면 반사형 액정(LCOS : Liquid Crystal on Silicon)의 공간 광변조기(SLM : Spatial Light Modulator)가 이용되고 있다. 이 반사형 공간 광변조기(203)는 수평방향으로 입사하는 레이저광(L)을 수평방향에 대해 기울기 위쪽으로 반사하면서, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)(즉, 집광위치에서의 레이저광(L))의 수차가 소정 수차 이하가 되도록 변조한다. 환언하면, 수평방향으로 입사하는 레이저광(L)을 수평방향에 대해 위쪽으로 경사지는 방향을 향해서 반사함과 아울러, 가공대상물(1)의 내부에서 레이저광(L)의 파면이 소정 파면이 되도록 변조한다.
여기서의 「소정 수차 이하」란, 예를 들면, 집광위치에서 발생하는 레이저광(L)의 수차를 공간 광변조기(203)를 이용하지 않고 집광하는 경우와 비교하여 작게 하는 것을 의미하고 있다. 이상적으로는, 레이저광(L)의 집광위치에서 발생하는 레이저광(L)의 수차가 대략 제로가 되는 것을 의미하고 있다.
도 8은 도 7의 레이저 가공장치의 반사형 공간 광변조기의 분해 사시도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 반사형 공간 광변조기(203)는 실리콘 기판(213)과, 실리콘 기판(213)상에 마련된 금속 전극층(214)과, 금속 전극층(214)상에 마련된 미러층(215)과, 미러층(215)상에 마련된 액정층(216)과, 액정층(216)상에 마련된 투명 전극층(217)과, 투명 전극층(217)상에 마련된 유리판(218)을 구비하고 있다.
금속 전극층(214) 및 투명 전극층(217)은 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 전극부(214a, 217a)를 가지고 있고, 금속 전극층(214)의 각 전극부(214a)와 투명 전극층(217)의 각 전극부(217a)는 반사형 공간 광변조기(203)의 적층 방향에서 서로 대향하고 있다.
이 반사형 공간 광변조기(203)에서는, 레이저광(L)은 외부로부터 유리판(218) 및 투명 전극층(217)을 차례차례 투과하여 액정층(216)에 입사하고, 미러층(215)에 의해서 반사되어, 액정층(216)으로부터 투명 전극층(217) 및 유리판(218)을 차례차례 투과하여 외부로 출사된다. 이 때, 서로 대향하는 1쌍의 전극부(214a, 217a)마다 전압이 인가되고, 그 전압에 따라서, 액정층(216)에서 서로 대향하는 1쌍의 전극부(214a, 217a)에 끼워진 부분의 굴절률이 변화하고 있다. 이것에 의해, 레이저광(L)을 구성하는 복수의 광선의 각각에서 각 광선의 진행방향과 직교하는 소정 방향의 성분의 위상에 차이가 생겨, 레이저광(L)이 정형(整形)(위상변조)되게 된다.
도 7로 돌아와, 4f 광학계(241)는 반사형 공간 광변조기(203)에 의해서 변조된 레이저광(L)의 파면 형상을 조정하는 것이다. 이 4f 광학계(241)는 제1 렌즈(241a) 및 제2 렌즈(241b)를 가지고 있다.
렌즈(241a, 241b)로서는 반사형 공간 광변조기(203)와 제1 렌즈(241a)와의 거리가 제1 렌즈(241a)의 초점거리 f1이 되고, 집광 광학계(204)와 렌즈(241b)와의 거리가 렌즈(241b)의 초점거리 f2가 되며, 제1 렌즈(241a)와 제2 렌즈(241b)와의 거리가 f1+f2가 되고, 또한 제1 렌즈(241a)와 제2 렌즈(241b)가 양측 텔레센트릭(telecentric) 광학계가 되도록 반사형 공간 광변조기(203)와 집광 광학계(204)와의 사이에 배치되어 있다.
이 4f 광학계(241)에서는 반사형 공간 광변조기(203)에서 위상변조되어, 소정 빔 지름 또한 집광되는 레이저광(L)의 수차가 소정 수차 이하가 되는 파면의 레이저광(L)을 집광 광학계(204)로 집광시킬 수 있다. 초점거리 f1과 초점거리 f2의 비는 n : 1(n는 실수)이며, 집광 광학계(204)에 입사하는 레이저광(L)의 빔 지름, 파면은 반사형 공간 광변조기(203)에서 반사되는 빔 지름 및 파면의 각각 1/n배, n 배가 된다. 또, 4f 광학계(241)에서는 반사형 공간 광변조기(203)에서 변조(보정)된 레이저광(L)이 공간 전파에 의해서 파면 형상이 변화해 수차가 증대하는 것을 억제할 수 있다. 여기서의 4f 광학계(241)에서는 집광 광학계(204)에 입사하는 레이저광(L)이 평행광이 되도록 레이저광(L)이 조정된다.
집광 광학계(204)는 4f 광학계(241)에 의해서 변조된 레이저광(L)을 가공대상물(1)의 내부에 집광하는 것이다. 이 집광 광학계(204)는 복수의 렌즈를 포함하여 구성되어 있고, 압전소자 등을 포함하여 구성된 구동유니트(232)를 통하여 케이스(231)의 저판(233)에 설치되어 있다.
또한, 케이스(231)의 외형은 그 변형이 저감되는 단순 형상으로 되어 있고, 여기에서는 대략 직방체 형상을 나타내고 있다. 또, 케이스(231)에서 양(兩) 측판(234), 저판(233), 천판(236) 및 배판(背板)(배면 측의 벽판)의 두께는 두껍게 형성되어 있음과 아울러, 이 두께에 비해, 케이스(231)에서 천판(236)보다도 상부의 상부덮개(235) 및 전판(前板)(전면 측의 벽판)의 두께는 얇게 형성되어 있다.
또, 레이저 가공장치(200)는 표면관찰 유니트(211) 및 AF(AutoFocus) 유니트(집광점 위치제어수단)(212)를 케이스(231) 내에 구비하고 있다. 표면관찰 유니트(211)는 가공대상물(1)의 표면(3)을 관찰하기 위한 것이다. 이 표면관찰 유니트(211)는 가시광(VL1)을 출사하는 관찰용 광원(211a)과, 가공대상물(1)의 표면(3)에서 반사된 가시광(VL1)의 반사광(VL2)을 수광하여 검출하는 검출기(211b)와, 레이저광(L)을 투과하고 또한 가시광(VL1) 및 반사광(VL2)을 반사하는 다이크로익 미러(210)를 적어도 가지고 있다. 다이크로익 미러(210)는 레이저광(L)의 광로에서 4f 광학계(241)와 집광 광학계(204)와의 사이에 배치됨과 아울러, 가시광(VL1) 및 반사광(VL2)의 방향을 90° 변경하도록 배치되어 있다.
이 표면관찰 유니트(211)에서는 관찰용 광원(211a)으로부터 출사된 가시광(VL1)은 미러(208) 및 다이크로익 미러(209, 210)에서 차례차례 반사되어, 집광 광학계(204)에서 집광된다. 또, 가공대상물(1)의 표면(3)에서 반사된 반사광(VL2)은 집광 광학계(204)에서 집광되어 다이크로익 미러(210)에서 반사되며, 다이크로익 미러(209)를 투과한다.
AF 유니트(212)는, 예를 들면 가공대상물(1)의 표면(3)에 기복(起伏)이 존재하는 경우에도 표면(3)으로부터 소정 거리의 위치에 레이저광(L)의 집광점(P)을 정밀도 좋게 맞추기 위한 것이다. 이 AF 유니트(212)는, 구체적으로는, AF용 레이저광(LB1)을 가공대상물(1)에 출사하고, 가공대상물(1)의 표면(3)에서 반사된 AF용 레이저광(LB1)의 반사광(LB2)를 수광해 검출함으로써, 절단예정라인(5)을 따른 표면(3)의 변위데이터를 취득한다. 그리고, 개질영역(7)을 형성할 때에, 취득한 변위데이터에 근거하여 구동유니트(232)를 구동시킴으로써, 가공대상물(1)의 표면(3)의 기복에 따르도록 집광 광학계(204)를 그 광축방향으로 왕복 이동시키고, 집광 광학계(204)와 가공대상물(1)과의 거리를 미세조정한다.
이 AF 유니트(212)는 레이저광(L)을 투과하고 또한 AF용 레이저광(LB1) 및 반사광(LB2)를 반사하는 AF용 다이크로익 미러(238)를 적어도 가지고 있다. AF용 다이크로익 미러(238)는 레이저광(L)의 광로에서 4f 광학계(241)와 집광 광학계(204)와의 사이에서 다이크로익 미러(210)의 하류 측에 배치됨과 아울러, AF용 레이저광(LB1) 및 반사광(LB2)의 방향을 90° 변경하도록 배치되어 있다. 이 AF용 다이크로익 미러(238)는 레이저광(L)의 광로에서 가장 하류 측에 배치된 투과광학소자로 되어 있다. 즉, AF 유니트(212)는 반사광(LB2)이 다른 다이크로익 미러 등의 다른 투과광학소자를 투과하지 않도록 구성되어 있다.
AF용 다이크로익 미러(238)에서 AF용 레이저광(LB1)이 입사하는 방향 및 방면은 상기의 다이크로익 미러(210)에서 가시광(VL1)이 입사하는 방향 및 방면과 동일하게 되어 있다. 즉, 다이크로익 미러(210, 218)는 그 미러면이 레이저광(L)의 광축에 대해 같은 방향으로 같은 각도로 경사지도록 마련되어 있다. 이것에 의해, 표면관찰 유니트(211) 및 AF 유니트(212)는 케이스(231) 내에서 같은 측(도면에서 우측)에 배치되게 된다.
또, 레이저 가공장치(200)는 레이저 가공장치(200)의 전체를 제어하기 위한 것으로서, 레이저광원(202)과 반사형 공간 광변조기(203)와 스테이지(111)와 케이스(231)와 AF 유니트(212)에 접속되며, 이들을 제어하는 제어부(250)를 구비하고 있다. 이 제어부(250)는, 구체적으로는, 이하의 제어를 실행한다.
즉, 제어부(250)는 레이저광원(202)을 제어하고, 레이저광원(202)으로부터 출사되는 레이저광(L)의 출력이나 펄스폭 등을 조절한다. 또, 제어부(250)는 개질영역(7)을 형성할 때, 레이저광(L)의 집광점(P)이 가공대상물(1)의 표면(3)으로부터 소정 거리에 위치하고 또한 레이저광(L)의 집광점(P)이 절단예정라인(5)을 따라서 상대적으로 이동하도록 케이스(231) 및 스테이지(111)의 적어도 한쪽을 제어한다.
또, 제어부(250)는 레이저광(L)의 광학 특성이 소정의 광학 특성이 되도록 반사형 공간 광변조기(203)를 제어한다. 예를 들면, 개질영역(7)을 형성할 때, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차가 소정 수차 이하가 되도록, 서로 대향하는 1쌍의 전극부(214a, 217a)마다 소정 전압을 인가하여 반사형 공간 광변조기(203)를 제어한다. 보다 구체적으로는, 제어부(250)는 반사형 공간 광변조기(203)에 입사한 레이저광(L)의 빔 패턴(빔 파면)을 정형(整形)(변조)시키기 위한 파면정형(수차보정) 패턴정보를 반사형 공간 광변조기(203)에 입력한다. 그리고, 입력된 패턴정보에 근거한 신호에 의해서 한 쌍의 전극부(214a, 217a)마다 대응하는 액정층(216)의 굴절률을 변화시켜, 반사형 공간 광변조기(203)로부터 출사(반사)되는 레이저광(L)의 빔 패턴(빔 파면)을 정형(변조)한다.
또한, 제어부(250)는 도시하는 바와 같이 케이스(231) 밖에 배치되어도 되고, 케이스(231) 내에 설치되어도 된다. 또, 제어부(250)에서는 반사형 공간 광변조기(203)에 입력하는 패턴정보를 순서대로 입력하도록 해도 되고, 미리 기억된 패턴정보를 선택하여 입력하도록 해도 된다.
여기서, 본 실시형태의 레이저 가공장치는 레이저광(L)의 광로에서 레이저광원(202)과 반사형 공간 광변조기(203)와의 사이에 배치된 한 쌍의 제1 미러(205a, 205b)와, 반사형 공간 광변조기(203)와 4f 광학계(241)와의 사이에 배치된 한 쌍의 제2 미러(206a, 206b)를 구비하고 있다.
제1 미러(205a, 205b)는 레이저광원(202)에서 출사된 레이저광(L)을, 반사형 공간 광변조기(203)를 향해서 반사한다. 이들 제1 미러(205a, 205b)는 레이저광(L)의 방향을 90° 변경하도록 각각 배치되어 있다. 구체적으로는, 상류 측의 제1 미러(205a)는 수평방향 우측에서 입사하는 레이저광(L)을 아래쪽으로 반사하고, 하류 측의 제1 미러(205b)는 위쪽으로부터 입사하는 레이저광(L)을 수평방향 우측으로 반사한다.
제2 미러(206a, 206b)는 반사형 공간 광변조기(203)에서 반사된 레이저광(L)을, 4f 광학계(241)를 향해서 반사한다. 구체적으로는, 상류 측의 제2 미러(206a)는 수평방향에 대해 기울기 아래쪽으로부터 입사하는 레이저광(L)을 위쪽으로 반사하고, 하류 측의 제2 미러(206b)는 아래쪽으로부터 입사하는 레이저광(L)을 수평방향 좌측으로 반사한다.
또, 미러(205a, 205b, 206a, 206b)는, 소정 방향(여기에서는, Y축 방향)으로 연재하는 축을 가지고 있고, 이 축방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 이것에 의해, 미러(205a, 205b, 206a, 206b)는 그 반사방향(반사각도)이 조정 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 제1 미러(205a, 205b)에서는 이들 반사방향이 적절히 조정되어, 반사형 공간 광변조기(203)에 대해서 소정 입사각도로 확실히 레이저광(L)이 입사되도록 레이저광(L)의 위치 및 입사각도가 조정되고 있다. 또, 제2 미러(206a, 206b)에 대해서는 이들 반사방향이 적절히 조정되어, 4f 광학계(241)에 대해서 소정 입사각도로 확실히 레이저광(L)이 입사되도록 레이저광(L)의 위치 및 입사각도가 조정되고 있다.
또한, 이들 미러(205a, 205b, 206a, 206b)에서는 압전소자 등의 전기적 수단에 의해서 반사방향이 조정되도록 구성해도 되고, 나사 등의 기계적 수단에 의해서 반사방향이 조정되도록 구성해도 된다.
또, 레이저광(L)의 광로에서 하류 측의 제1 미러(205b)와 반사형 공간 광변조기(203)와의 사이에는 빔 익스팬더(223)가 배치되어 있다. 빔 익스팬더(223)는 레이저광(L)의 빔 지름을 확대하기 위한 것이며, 오목렌즈(213a) 및 평볼록렌즈(213b)를 가지고 있다. 평볼록렌즈(213b)는 렌즈(213a, 213b)간의 거리를 가변으로 해야 하며, 착탈 가능하게 됨과 아울러 레이저광(L)의 광로상의 복수 위치에 설치 가능하게 되어 있다. 따라서, 평볼록렌즈(213b)를 소망하는 위치에 설치함으로써, 레이저광(L)의 빔 지름을 소망으로 확대할 수 있다.
또한, 빔 익스팬더(223)를 통과한 레이저광(L)의 수차를 억제하기 위해, 오목렌즈(213a) 및 평볼록렌즈(213b)의 각각의 초점거리는, 예를 들면 이하에 나타내는 바와 같이 크게 설정되어 있다.
오목렌즈(213a)의 초점거리 : 평볼록렌즈(213b)의 초점거리
= -10 : +20
= -20 : +40
= -30 : +60
또, 레이저광(L)의 광로에서 제1 미러(205a, 205b)간에는 어테뉴에이터(attenuator)(207)가 배치되어 있다. 어테뉴에이터(207)는 레이저광(L)의 광강도의 조정을 행하기 위한 것이다. 이 어테뉴에이터(207)는 직선편광을 얻기 위한 편광판(207a)과, 편광방향을 변경시키기 위한 λ/2 파장판(207b)을 포함하여 구성되어 있다.
또, 레이저광(L)의 광로에서 제2 미러(206a, 206b)간에는 편광방향을 변경시키기 위한 λ/2 파장판(228)이 배치되어 있다. 이 λ/2 파장판(228)에 의해, 가공진행방향(절단예정라인(5)을 따르는 방향)으로 레이저광(L)의 편광방향을 대응시키는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이 구성된 레이저 가공장치(100)를 이용하여 가공대상물(1)을 절단하는 경우, 우선, 가공대상물(1)의 이면에, 예를 들면 익스탠드 테이프를 부착하여 당해 가공대상물(1)을 스테이지(111)상에 놓는다. 이어서, 가공대상물(1)의 표면(3)으로부터 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광(L)을 조사하여, 절단예정라인(5)을 따라서 개질영역(7)을 가공대상물(1)의 내부에 형성한다. 그리고, 익스탠드 테이프를 확장시킨다. 이것에 의해, 개질영역(7)을 절단의 기점으로 하여 가공대상물(1)이 절단예정라인(5)을 따라서 정밀도 좋게 절단되어, 복수의 반도체칩이 서로 이간하게 된다.
여기서, 레이저광원(202)으로부터 출사된 레이저광(L)은 케이스(231) 내에서 수평방향으로 진행한 후, 제1 미러(205a)에 의해서 아래쪽으로 반사되어, 어테뉴에이터(207)에 의해서 광강도가 조정된다. 그 후, 제1 미러(205b)에 의해서 수평방향으로 반사되고, 빔 익스팬더(223)에 의해서 빔 지름이 확대되어 반사형 공간 광변조기(203)에 입사한다.
반사형 공간 광변조기(203)에 입사한 레이저광(L)은 당해 반사형 공간 광변조기(203)로 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차가 소정 수차 이하가 되도록 변조(보정)되어, 수평방향에 대해 기울기 위쪽으로 출사된다. 그 후, 제2 미러(206a)에 의해서 위쪽으로 반사된 후, λ/2 파장판(228)에 의해서 편광방향이 변경되고, 제2 미러(206b)에 의해서 수평방향으로 반사되어 4f 광학계(241)에 입사한다.
4f 광학계(241)에 입사한 레이저광(L)은 집광 광학계(204)에 입사하는 레이저광(L)이 평행광이 되도록 파면 형상이 조정된다. 구체적으로는, 이러한 레이저광(L)은 제1 렌즈(241a)를 투과해 수속(收束)되고, 미러(219)에 의해서 아래쪽으로 반사된다. 그리고, 공초점(共焦点)(O)을 거쳐 발산함과 아울러, 제1 미러(205b) 및 반사형 공간 광변조기(203)간의 광로를 교차한 후, 제2 렌즈(241b)를 투과하여, 평행광이 되도록 다시 수속된다.
그 후, 레이저광(L)은 다이크로익 미러(210, 218)를 차례차례 투과하여 집광 광학계(204)에 입사하고, 스테이지(111)상에 놓인 가공대상물(1)의 내부에 집광 광학계(204)에 의해서 집광된다.
이상, 본 실시형태의 레이저 가공장치(200)에서는 레이저광원(202)과 반사형 공간 광변조기(203)와의 사이에 레이저광(L)의 반사방향을 가변시키는 제1 미러(205a, 205b)가 배치되어 있다. 그리고, 이들 제1 미러(205a, 205b)에서는 그 레이저광(L)의 반사방향이 적절히 조정되고, 반사형 공간 광변조기(203)에 대해서 소정 입사각도로 확실히 레이저광(L)이 입사되도록 레이저광(L)의 위치 및 입사각도가 조정되고 있다. 따라서, 반사형 공간 광변조기(203)에 레이저광(L)을 정밀도 좋게 입사시켜 반사형 공간 광변조기(203)를 바람직하게 기능시킬 수 있으며, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 억제(저감)하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 레이저광(L)의 집광위치에서 발생하는 레이저광(L)의 수차가 소정 수차 이하(이상적으로는 대략 제로)로 되어 있다. 따라서, 집광위치에서의 레이저광(L)의 에너지 밀도를 높일 수 있고, 절단의 기점으로서의 기능이 높은 (예를 들면, 균열을 발생시키기 쉬운) 개질영역(7)을 형성하는 것이 가능하게 된다. 즉, 가공대상물(1)의 내부에서 소영역에 선택적으로 레이저광(L)을 집광함으로써 주위와의 온도차를 크게 할 수 있기 때문에, 이러한 소영역 부근에서 큰 응력을 발생시킬 수 있고, 따라서, 절단에 기여하는 균열을 크게 하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 레이저광(L)의 광로에서 제1 미러(205b)와 반사형 공간 광변조기(203)와의 사이에 빔 익스팬더(223)가 배치되어 있기 때문에, 빔 익스팬더(223)에 대해서, 보정한 레이저광(L)을 입사시킬 수 있다. 따라서, 레이저광(L)의 빔 지름을 확대한다고 하는 빔 익스팬더(223)의 기능을 충분히 발휘시키는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태의 레이저 가공장치(200)에서는, 상술한 바와 같이, 반사형 공간 광변조기(203)와 4f 광학계(241)와의 사이에 레이저광(L)의 반사방향을 가변시키는 제2 미러(206a, 206b)가 배치되어 있다. 그리고, 이들 제2 미러(206a, 206b)에서는 그 레이저광(L)의 반사방향이 적절히 조정되며, 4f 광학계(241)에 대해서 소정 입사각도로 확실히 레이저광(L)이 입사되도록 레이저광(L)의 위치 및 입사각도가 조정되고 있다. 따라서, 4f 광학계(241)에 레이저광(L)을 정밀도 좋게 입사시켜 4f 광학계(241)를 바람직하게 기능시킬 수 있어, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 억제하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 다이크로익 미러(210, 218)에서는, 특히 미러면과 레이저광(L)의 광축이 수직으로 교차하지 않는 경우, 투과하는 레이저광(L)이 발산 또는 집광하고 있으면, 그 레이저광(L)에 비점수차가 발생하는(파면이 일그러지는) 경우가 있다. 이 점, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 레이저광(L)의 광로에서 4f 광학계(241)와 집광 광학계(204)와의 사이에 다이크로익 미러(210, 218)가 배치되어 있기 때문에, 다이크로익 미러(210, 218)에는 4f 광학계(241)에서 평행광이 되도록 조정된 레이저광(L)이 입사된다. 이 때문에, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)에 비점수차가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 레이저광(L)의 광로에서 빔 익스팬더(223)의 상류 측에 어테뉴에이터(207)가 배치되어 있기 때문에, 어테뉴에이터(207)에서는 레이저광(L)의 빔 지름이 소경이 된다. 따라서, 어테뉴에이터(207)에서의 편광판(207a) 및 λ/2 파장판(207b) 등의 광학소자를 소형화하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 레이저광원(202)이 가로로 놓인 상태에서 케이스(231)에 설치되어 있기 때문에, 레이저광원(202)을 용이하게 바꿔 놓을 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, AF용 레이저광(LB1) 및 반사광(LB2)이 다이크로익 미러 등의 다른 투과광학소자를 투과하지 않도록 AF 유니트(212)가 구성되어 있다. 따라서, AF 유니트(212)에서는 반사광(LB2)를 정밀도 좋게 검출할 수 있어, 집광 광학계(204)와 가공대상물(1)과의 거리를 높은 정밀도로 미세조정하는 것이 가능하게 된다.
그런데, 제2 미러(206a, 206b)에 의해서 4f 광학계(241)에 레이저광(L)을 정밀도 좋게 입사시킨다고 하는 상기 효과를 발휘하기 위해서는, 제1 렌즈(241a)를 제2 미러(206b)의 하류 측에 배치하는 것이 요구된다. 이 점, 본 실시형태에서는 반사형 공간 광변조기(203)이 수평방향에 대해 기울기 위쪽으로 레이저광(L)을 반사하기 때문에, 제1 렌즈(241a)와 반사형 공간 광변조기(203)와의 거리를 초점거리 f1로 하면서, 제1 렌즈(241a)를 제2 미러(206b)의 하류 측에 배치하는 것이 용이하게 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 레이저광(L)의 광로가 X-Z평면상(일평면상)에 있고, Y방향(지면 수직방향)으로 진행하지 않기 때문에, 미러(205a, 205b, 206a, 206b)를 용이하게 조정할 수 있다. 즉, 예를 들면 미러(205a, 205b, 206a, 206b)에서의 반사방향의 조정할 때는 Y축 중심으로 회전방향만을 조정하면 되게 된다.
또, 본 실시형태에서는 반사형 공간 광변조기(203), 표면관찰 유니트(211) 및 AF 유니트(212)가 케이스(231) 내에서 수평방향의 한쪽(도면에서 우측)에 설치되어 있다. 따라서, 이들에 접속되는 배선을 컴팩트하게 정리하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 경우, 케이스(231) 내에서 수평방향의 다른 쪽(도면에서 좌측)에 스페이스(S)를 형성할 수 있기 때문에, 예를 들면, 가공대상물(1)의 내부를 관찰하기 위한 내부광원을 이 스페이스(S)에 장착하는 것도 가능하게 된다.
또한, 위상변조를 행하기 위해서 제어부(250)로부터 반사형 공간 광변조기(203)에 입력되는 패턴정보에 의해서, 가공대상물(1)에 집광하는 레이저광(L)의 입사각(이하, 「NA」라고 함)이 변화하는 경우가 있다. 이 변화량은 작기는 하지만, 정밀한 개질영역(7)을 형성하는 경우에는 문제가 되는 경우가 있다. 예를 들면, 소정 NA에 비해 NA가 작아지면, 절단의 기점으로서의 기능이 높은 개질영역(7)을 형성하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 양호한 개질영역(7)이 형성되기 위한 소정 범위 내에 NA가 유지되도록 제어부(250)에서 레이저광(L)의 위상변조를 제어하고 있다.
또, NA가 소정 범위 내에 유지되어 있어도 위상변조에 의해 NA가 변화하면 가공위치(집광점위치)가 변화할 우려가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제어부(250)에 의한 제어에 의해서, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 보정함과 아울러, 소정의 가공위치를 유지하도록 집광 광학계(204)와 가공대상물(1)과의 거리를 조정하고 있다.
덧붙여서, 반사형 공간 광변조기(203)에서는 그 화소 구조에 의해 위상변조량이 제한되는 경우가 있다. 따라서, 본 실시형태의 제어부(250)에서는 수차를 충분히 보정하기 위한 파면을 정확하게 재현하기 위해, 위상변조량이 저감되도록 위상변조량에 따라 집광 광학계(204)와 가공대상물(1)과의 거리를 조정하고 있다.
[제2 실시형태]
다음으로, 제2 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공장치(300)가 상기 제1 실시형태와 다른 점은 빔 익스팬더(223)(도 7 참조)에 대신하여 빔 호모지나이저(301)를 구비한 점이다.
빔 호모지나이저(301)는 레이저광(L)의 강도분포를 균일화하기 위한 것으로, 비구면렌즈(301a, 301b)를 가지고 있다. 이 빔 호모지나이저(301)는 레이저광(L)의 광로에서 제1 미러(205b)와 반사형 공간 광변조기(203)와의 사이에 배치되어 있다.
본 실시형태에서도, 상기 효과와 동일한 효과, 즉, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 억제하는 효과를 나타낸다. 또, 본 실시형태에서는 빔 호모지나이저(301)에 의해서 가우시안 분포를 나타내는 레이저광(L)의 강도분포를 균일화할 수 있어, 개질영역(7)을 정밀도 좋게 형성하는 것이 가능하게 된다.
[제3 실시형태]
다음으로, 제3 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 대해서 설명한다. 도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공장치(400)가 상기 제1 실시형태와 다른 점은 반사형 공간 광변조기(203)(도 7 참조)에 대신하여 반사형 공간 광변조기(403)를 구비한 점이다.
반사형 공간 광변조기(403)는 수평방향으로부터 입사하는 레이저광(L)을 수평방향에 대해 기울기 아래쪽으로 반사한다. 이것에 의해, 반사형 공간 광변조기(203)로부터 출사된 레이저광(L)은 제2 미러(206a)에 의해서 위쪽으로 반사된 후, 반사형 공간 광변조기(203)에 입사하는 레이저광(L)과 교차한다.
또, 반사형 공간 광변조기(403)는 상기 반사형 공간 광변조기(203)에 비해 수평방향 우측의 위치에 배치되어 있다. 즉, 반사형 공간 광변조기(403)는 상기 반사형 공간 광변조기(203)에 대해 레이저광(L)의 입사방향 안쪽으로 어긋나 있다. 이것에 의해, 제1 렌즈(241a)와 반사형 공간 광변조기(403)와의 거리를 초점거리 f1로 하면서, 제1 렌즈(241a)를 제2 미러(206b)의 하류 측에 배치하는 것이 가능하게 된다.
본 실시형태에서도, 상기 효과와 동일한 효과, 즉, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 억제하는 효과를 나타낸다.
또, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 반사형 공간 광변조기(403)가 레이저광(L)을 수평방향에 대해 기울기 아래쪽으로 반사하고, 반사형 공간 광변조기(403)에 입사하는 레이저광(L)과 반사하는 레이저광(L)을 교차시키고 있다. 따라서, 반사형 공간 광변조기(403)에 대한 레이저광(L)의 입사각(반사각)을 작게 할 수 있어, 액정층(216)에서 서로 인접하는 액정화소간의 크로스 토크(cross talk)를 억제할 수 있다. 또한, 여기에서의 입사각(반사각)은 반사형 공간 광변조기(403)에 수직으로 입사하는 경우의 레이저광과의 사이의 각도를 의미한다.
[제4 실시형태]
다음으로, 제4 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 대해서 설명한다. 도 11은 본 발명의 제4 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공장치(500)가 상기 제1 실시형태와 다른 점은, 표면관찰 유니트(211)(도 7 참조)에 대신하여 표면관찰 유니트(511)를 구비한 점이다.
표면관찰 유니트(511)는 케이스(231) 내에서 레이저광(L)을 통하여 AF 유니트(212)와 대칭이 되는 위치에 배치되어 있다. 여기에서는, 케이스(231) 내의 수평방향 좌측에 배치되어 있다. 이 표면관찰 유니트(511)는 상기 표면관찰 유니트(211)와 동일하게 구성되며, 관찰용 광원(511a), 검출기(511b) 및 다이크로익 미러(510)를 적어도 가지고 있다.
다이크로익 미러(510)에서 가시광(VL1)이 입사하는 방향은 상기 AF용 다이크로익 미러(238)에서 AF용 레이저광(LB1)이 입사하는 방향과 동일하게 되어 있다. 한편, 다이크로익 미러(510)에서 가시광(VL1)이 입사하는 방향은 상기 AF용 다이크로익 미러(238)에서 AF용 레이저광(LB1)이 입사하는 방향과 반대로 되어 있다. 즉, 다이크로익 미러(510, 218)는 그 미러면이 레이저광(L)의 광축에 대해 서로 다른 방향으로 같은 각도로 경사지도록 마련되어 있다.
본 실시형태에서도, 상기 효과와 동일한 효과, 즉, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 억제하는 효과를 나타낸다.
그런데, 예를 들면 레이저 가공장치(500)의 제조시에서 4f 광학계(241)의 렌즈(241a, 241b)위치를 조정할 때에는, 통상, 가공대상물(1)로부터의 레이저광(L)의 반사광을 검출하여 행해진다. 이 때, 상술한 바와 같이, 레이저광(L)의 광로에서 미러면을 비스듬하게 하여 배치된 다이크로익 미러를 4f 광학계(241)와 집광 광학계(204)와의 사이에 가지고 있으면, 이 다이크로익 미러를 투과하는 레이저광(L)이 발산 또는 집광하는 경우에는, 레이저광(L) 및 반사광의 파면이 일그러져 버린다(비점수차가 발생한다). 이 때문에, 반사광을 정밀도 좋게 검출하지 못하고, 렌즈(241a, 241b)를 정확한 위치에 배치하는 것이 곤란하게 된다.
이것에 대해, 본 실시형태에서는 레이저광(L)의 광로에서의 4f 광학계(241)와 집광 광학계(204)와의 사이에 레이저광(L)의 광축에 대해 미러면이 서로 다른 방향으로 경사지는 다이크로익 미러(510, 218)가 마련되어 있다. 따라서, 다이크로익 미러(510)에 의한 레이저광(L)의 파면 일그러짐과 AF용 다이크로익 미러(238)에 의한 레이저광(L)의 파면 일그러짐이 서로 상쇄하도록 작용되게 된다. 즉, 다이크로익 미러(510, 218)를 투과하는 레이저광(L)이 발산 또는 집광하는 경우에도 반사광의 파면 일그러짐을 저감할 수 있어, 4f 광학계(241)를 정밀도 좋게 조정하는 것이 가능하게 된다.
[제5 실시형태]
다음으로, 제5 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 대해서 설명한다. 도 12는 본 발명의 제5 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공장치(600)가 상기 제1 실시형태와 다른 점은 보정판(601)을 더 구비한 점이다.
보정판(601)은 집광 광학계(204)에 의해서 집광되는 레이저광(L)의 파면 일그러짐을 저감시키는 것으로, 레이저광(L)의 광로에서 다이크로익 미러(210, 218) 사이에 배치되어 있다.
본 실시형태에서도, 상기 효과와 동일한 효과, 즉, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 억제하는 효과를 나타낸다. 또, 본 실시형태에서는 집광 광학계(204)에서 집광되는 레이저광(L)의 파면 일그러짐이 보정판(601)에 의해서 저감되기 때문에, 상술한 이유로부터, 4f 광학계(241)의 조정시에 레이저광(L)의 반사광에서의 파면 일그러짐을 저감할 수 있어, 4f 광학계(241)를 정밀도 좋게 조정하는 것이 가능하게 된다.
[제6 실시형태]
다음으로, 제6 실시형태에 관한 레이저 가공장치에 대해서 설명한다. 도 13은 본 발명의 제6 실시형태에 관한 레이저 가공장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공장치(700)가 상기 제1 실시형태와 다른 점은, 반사형 공간 광변조기(203) 및 다이크로익 미러(210)(도 7 참조)에 대신하여, 반사형 공간 광변조기(703) 및 다이크로익 미러(710)를 구비한 점이다.
반사형 공간 광변조기(703)는 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)에서 수차가 소정 수차 이하가 되고 또한 비점수차가 소정 비점수차 이하가 되도록 레이저광(L)을 변조(보정)한다. 다이크로익 미러(710)는 레이저광(L)의 광로에서 미러(219)와 제2 렌즈(241b)와의 사이에 배치되어 있다.
본 실시형태에서도, 상기 효과와 동일한 효과, 즉, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)의 수차를 억제하는 효과를 나타낸다. 또한, 제2 렌즈(241b)와 집광용 광학계(204)의 집광렌즈와의 사이의 거리를 짧게 할 수 있어, 레이저광(L)의 광로길이 전체를 짧게 하여 레이저 가공장치(700)를 소형화하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에서는 다이크로익 미러(710)가 제2 렌즈(241b)의 상류 측에 배치되어 있기 때문에, 다이크로익 미러(710)에 발산광의 레이저광(L)이 입사되어 레이저광(L)에 비점수차가 발생하지만, 본 실시형태에서는 반사형 공간 광변조기(703)에 의해서, 이 비점수차도 소정비점수차 이하가 되도록 보정되어 변조되기 때문에, 가공대상물(1)의 내부에 집광되는 레이저광(L)에 비점수차가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 표면관찰 유니트(211(511)) 및 AF 유니트(212)를 구비하고, 4f 광학계(241)와 집광 광학계(204)와의 사이에 다이크로익 미러(210(510,710), 218)가 배치되어 있지만, AF 유니트(212)만을 구비하고, 4f 광학계(241)와 집광 광학계(204)와의 사이에 AF용 다이크로익 미러(238)만이 배치되어 있어도 된다.
또, 상기 실시형태는 한 쌍의 제1 미러(205a, 205b)와, 한 쌍의 제2 미러(206a, 206b)를 구비하고 있지만, 제1 및 제2 미러를 각각 적어도 2개 이상 구비하고 있으면 된다. 또, 상기 실시형태에서는, 미러(205a, 205b, 206a, 206b)가 축을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 반사방향(반사각도)이 조정 가능하게 구성되어 있으면 된다.
또, 개질영역(7)을 형성할 때에서의 레이저광 입사면은 가공대상물(1)의 표면(3)에 한정되지 않고, 가공대상물(1)의 이면이라도 된다. 또, 절단예정라인(5)을 따라서 복수열의 개질영역(7)을 형성해도 물론 된다.
또한, 본 발명에서는 레이저광이 반사형 공간 광변조기로부터 집광 광학계에 전파했을 때의 파면 형상의 변화를 계측 등에 의해서 구하고, 그 파면 형상의 변화를 고려한 파면정형(수차정형) 패턴정보를 반사형 공간 광변조기에 입력하는 것이 한층 바람직하다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 의하면, 가공대상물의 내부에 집광되는 레이저광의 수차를 억제하는 것이 가능하게 된다.
1 … 가공대상물, 7 … 개질영역,
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 … 레이저 가공장치,
101, 202 … 레이저광원, 105 … 집광용 렌즈(집광 광학계),
203, 403, 703 … 반사형 공간 광변조기,
204 … 집광 광학계, 205a, 205b … 제1 미러,
206a, 206b … 제2 미러,
210, 238, 510,710 … 다이크로익 미러,
212 … AF 유니트(집광점 위치제어수단),
223 … 빔 익스팬더, 241 … 4f 광학계(조정광학계),
301 … 빔 호모지나이저, L … 레이저광,
P … 집광점.

Claims (8)

  1. 가공대상물의 내부에 집광점을 맞추어 레이저광을 조사함으로써, 상기 가공대상물에 개질영역을 형성하는 레이저 가공장치로서,
    상기 레이저광을 출사하는 레이저광원과,
    상기 레이저광원에서 출사된 상기 레이저광을 변조하는 반사형 공간 광변조기와,
    상기 반사형 공간 광변조기에서 변조된 상기 레이저광의 파면 형상을 조정하는 조정광학계와,
    상기 조정광학계에서 조정된 상기 레이저광을 상기 가공대상물의 내부에 집광하는 집광 광학계와,
    측정용 레이저광을 상기 가공대상물에 조사하고, 상기 측정용 레이저광의 상기 가공대상물에서의 반사광을 수광함으로써, 상기 가공대상물의 소정 위치에 상기 집광점을 맞추는 집광점 위치제어수단을 구비하며,
    상기 레이저광의 광로에서,
    상기 레이저광원과 상기 반사형 공간 광변조기와의 사이에는 상기 레이저광을 반사하는 적어도 2개의 제1 미러가 배치되고,
    상기 반사형 공간 광변조기와 상기 조정광학계와의 사이에는 상기 레이저광을 반사하는 적어도 2개의 제2 미러가 배치되며,
    상기 조정광학계와 상기 집광 광학계와의 사이에는 상기 레이저광을 투과함과 아울러 상기 측정용 레이저광 및 상기 측정용 레이저광의 상기 반사광을 반사하는 다이크로익 미러가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조정광학계는 제1 렌즈와 제2 렌즈를 가지고 있으며, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈의 초점이 서로 일치하도록 구성된 광학계인 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 반사형 공간 광변조기는 상기 가공대상물의 내부에 집광되는 상기 레이저광의 수차(收差)가 소정 수차 이하가 되도록 상기 레이저광을 변조하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 레이저광의 광로에서 상기 제1 미러 가운데 최하류 측에 위치하는 미러와 상기 반사형 공간 광변조기와의 사이에는 빔 익스팬더(expander) 또는 빔 호모지나이저(homogenizer)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 레이저광의 광로에서 상기 제1 미러 가운데 최하류 측에 위치하는 미러와 상기 반사형 공간 광변조기와의 사이에는 빔 익스팬더(expander) 또는 빔 호모지나이저(homogenizer)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020117011292A 2008-11-28 2009-11-20 레이저 가공장치 KR101681337B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008305143A JP5254761B2 (ja) 2008-11-28 2008-11-28 レーザ加工装置
JPJP-P-2008-305143 2008-11-28
PCT/JP2009/069722 WO2010061794A1 (ja) 2008-11-28 2009-11-20 レーザ加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110099091A KR20110099091A (ko) 2011-09-06
KR101681337B1 true KR101681337B1 (ko) 2016-11-30

Family

ID=42225670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117011292A KR101681337B1 (ko) 2008-11-28 2009-11-20 레이저 가공장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9457424B2 (ko)
JP (1) JP5254761B2 (ko)
KR (1) KR101681337B1 (ko)
CN (1) CN102227286B (ko)
TW (1) TWI515066B (ko)
WO (1) WO2010061794A1 (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012037572A (ja) * 2010-08-03 2012-02-23 Hamamatsu Photonics Kk レーザ光整形及び波面制御用光学系
JP5480169B2 (ja) 2011-01-13 2014-04-23 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
CN102642083B (zh) * 2011-02-22 2015-01-07 陈鸿隆 激光加工机构
JP5775811B2 (ja) * 2011-12-26 2015-09-09 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
GB2501117A (en) * 2012-04-13 2013-10-16 Isis Innovation Laser focusing method and apparatus
KR101423497B1 (ko) * 2012-11-22 2014-07-29 한국기계연구원 웨이퍼 다이싱용 레이저 가공장치 및 이를 이용한 웨이퍼 다이싱 방법
KR101421091B1 (ko) * 2013-02-01 2014-07-21 한국기계연구원 극초단파 펄스 레이저를 이용한 미세패턴 가공장치 및 미세패턴 가공방법
DE112014001688B4 (de) * 2013-03-27 2024-06-06 Hamamatsu Photonics K.K. Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren
JP6270820B2 (ja) * 2013-03-27 2018-01-31 国立大学法人九州大学 レーザアニール装置
JP6389638B2 (ja) * 2014-05-12 2018-09-12 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6258787B2 (ja) * 2014-05-29 2018-01-10 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
CN111168066B (zh) 2014-11-14 2023-04-07 株式会社尼康 造形装置及造形方法
JP2016111315A (ja) * 2014-11-27 2016-06-20 株式会社東京精密 レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP2018537389A (ja) * 2015-11-25 2018-12-20 コーニング インコーポレイテッド ガラスウェブを分離する方法
CN108602159B (zh) * 2016-01-28 2020-09-29 浜松光子学株式会社 激光加工装置及激光输出装置
JP6925778B2 (ja) * 2016-01-28 2021-08-25 浜松ホトニクス株式会社 レーザ出力装置及びレーザ加工装置
JP6644580B2 (ja) * 2016-02-24 2020-02-12 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置及びレーザ光照射方法
GB201712639D0 (en) * 2017-08-07 2017-09-20 Univ Oxford Innovation Ltd Method for laser machining inside materials
JP6959073B2 (ja) * 2017-08-30 2021-11-02 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN108132511A (zh) * 2017-12-21 2018-06-08 暨南大学 一种用于钻石激光切割的复合镜头
JP7088761B2 (ja) * 2018-07-05 2022-06-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
CN109750151B (zh) * 2019-02-22 2020-11-03 江苏大学 一种立体式激光冲击强化装置
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
JP7303078B2 (ja) * 2019-09-11 2023-07-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007029959A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Olympus Corp レーザ加工機
JP2008221237A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Olympus Corp レーザ加工装置

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4546231A (en) 1983-11-14 1985-10-08 Group Ii Manufacturing Ltd. Creation of a parting zone in a crystal structure
JP3285214B2 (ja) * 1991-03-22 2002-05-27 株式会社日立製作所 レーザ加工用光学装置
JP3475947B2 (ja) * 1991-05-21 2003-12-10 セイコーエプソン株式会社 光学装置
WO1992021050A1 (en) * 1991-05-21 1992-11-26 Seiko Epson Corporation Optical device and optical machining system using the optical device
JP3285256B2 (ja) 1993-07-12 2002-05-27 三洋機工株式会社 レーザロボットの自動アライメント調整方法及び装置
KR0171947B1 (ko) 1995-12-08 1999-03-20 김주용 반도체소자 제조를 위한 노광 방법 및 그를 이용한 노광장치
JP4251742B2 (ja) * 2000-01-14 2009-04-08 日立ビアメカニクス株式会社 レーザ加工装置
AU2001222241A1 (en) 2000-01-19 2001-07-31 Hamamatsu Photonics K.K. Laser machinning device
JP4659300B2 (ja) 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
GB0121308D0 (en) * 2001-09-03 2001-10-24 Thomas Swan & Company Ltd Optical processing
JP2003071828A (ja) * 2001-09-03 2003-03-12 Japan Science & Technology Corp レーザマイクロ割断装置およびその方法
EP2216128B1 (en) 2002-03-12 2016-01-27 Hamamatsu Photonics K.K. Method of cutting object to be processed
TWI326626B (en) 2002-03-12 2010-07-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method
EP3664131A3 (en) 2002-03-12 2020-08-19 Hamamatsu Photonics K. K. Substrate dividing method
TWI520269B (zh) 2002-12-03 2016-02-01 Hamamatsu Photonics Kk Cutting method of semiconductor substrate
US7489454B2 (en) 2002-12-05 2009-02-10 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing device
JP2004188422A (ja) 2002-12-06 2004-07-08 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
FR2852250B1 (fr) 2003-03-11 2009-07-24 Jean Luc Jouvin Fourreau de protection pour canule, un ensemble d'injection comportant un tel fourreau et aiguille equipee d'un tel fourreau
US8685838B2 (en) 2003-03-12 2014-04-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser beam machining method
EP1649965B1 (en) 2003-07-18 2012-10-24 Hamamatsu Photonics K. K. Method of laser beam machining a machining target
JP4563097B2 (ja) 2003-09-10 2010-10-13 浜松ホトニクス株式会社 半導体基板の切断方法
JP2005086175A (ja) 2003-09-11 2005-03-31 Hamamatsu Photonics Kk 半導体薄膜の製造方法、半導体薄膜、半導体薄膜チップ、電子管、及び光検出素子
US7719017B2 (en) 2004-01-07 2010-05-18 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-emitting device and its manufacturing method
JP4598407B2 (ja) 2004-01-09 2010-12-15 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4601965B2 (ja) 2004-01-09 2010-12-22 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4509578B2 (ja) 2004-01-09 2010-07-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
CN1938827B (zh) 2004-03-30 2010-05-26 浜松光子学株式会社 激光加工方法及半导体芯片
WO2005098916A1 (ja) 2004-03-30 2005-10-20 Hamamatsu Photonics K.K. レーザ加工方法及び半導体チップ
JP4536407B2 (ja) 2004-03-30 2010-09-01 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び加工対象物
JP4686135B2 (ja) * 2004-04-28 2011-05-18 オリンパス株式会社 レーザ加工装置
TWI348408B (en) 2004-04-28 2011-09-11 Olympus Corp Laser processing device
JP4634089B2 (ja) 2004-07-30 2011-02-16 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
CN101434010B (zh) 2004-08-06 2011-04-13 浜松光子学株式会社 激光加工方法及半导体装置
JP2006068762A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Univ Of Tokushima レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP4754801B2 (ja) 2004-10-13 2011-08-24 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4781661B2 (ja) 2004-11-12 2011-09-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4917257B2 (ja) 2004-11-12 2012-04-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4198123B2 (ja) 2005-03-22 2008-12-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4776994B2 (ja) 2005-07-04 2011-09-21 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP4749799B2 (ja) 2005-08-12 2011-08-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4762653B2 (ja) 2005-09-16 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP4237745B2 (ja) 2005-11-18 2009-03-11 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4907965B2 (ja) 2005-11-25 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP4804911B2 (ja) 2005-12-22 2011-11-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP4907984B2 (ja) 2005-12-27 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップ
JP2007227592A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Fujifilm Corp レーザ照射装置及びレーザアニール装置
JP5183892B2 (ja) 2006-07-03 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US7897487B2 (en) 2006-07-03 2011-03-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and chip
US8188404B2 (en) 2006-09-19 2012-05-29 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and laser processing apparatus
JP4954653B2 (ja) 2006-09-19 2012-06-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5101073B2 (ja) 2006-10-02 2012-12-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
JP4964554B2 (ja) 2006-10-03 2012-07-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5132911B2 (ja) 2006-10-03 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
CN101522362B (zh) 2006-10-04 2012-11-14 浜松光子学株式会社 激光加工方法
JP5336054B2 (ja) 2007-07-18 2013-11-06 浜松ホトニクス株式会社 加工情報供給装置を備える加工情報供給システム
JP4402708B2 (ja) 2007-08-03 2010-01-20 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法、レーザ加工装置及びその製造方法
JP5225639B2 (ja) 2007-09-06 2013-07-03 浜松ホトニクス株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
JP5342772B2 (ja) 2007-10-12 2013-11-13 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5449665B2 (ja) 2007-10-30 2014-03-19 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5054496B2 (ja) 2007-11-30 2012-10-24 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5134928B2 (ja) 2007-11-30 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物研削方法
US20090212030A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Optisolar, Inc., A Delaware Corporation Autofocus for Ablation Laser
JP5241525B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007029959A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Olympus Corp レーザ加工機
JP2008221237A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Olympus Corp レーザ加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102227286A (zh) 2011-10-26
JP2010125507A (ja) 2010-06-10
WO2010061794A1 (ja) 2010-06-03
KR20110099091A (ko) 2011-09-06
TWI515066B (zh) 2016-01-01
TW201029782A (en) 2010-08-16
US20110266261A1 (en) 2011-11-03
CN102227286B (zh) 2016-03-16
US9457424B2 (en) 2016-10-04
JP5254761B2 (ja) 2013-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101681337B1 (ko) 레이저 가공장치
TWI394627B (zh) Laser processing method, laser processing apparatus and manufacturing method thereof
KR101757952B1 (ko) 레이저 가공방법
US7991037B2 (en) Multi-beam laser apparatus
KR101839439B1 (ko) 레이저 가공시스템
US10322526B2 (en) Laser processing method
US9821408B2 (en) Laser machining method and laser machining device
TWI647043B (zh) Laser processing device and laser processing method
KR20150110466A (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
WO2018110238A1 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
TW201819083A (zh) 雷射光照射裝置
TW201803673A (zh) 雷射加工裝置
TW201919806A (zh) 雷射加工裝置
WO2013039006A1 (ja) レーザ加工方法
CN112384324B (zh) 激光加工装置
KR20210020451A (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
JP6949472B2 (ja) 対物レンズ駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191030

Year of fee payment: 4