TW202213476A - 雷射加工裝置及雷射加工方法 - Google Patents

Abstract

雷射加工裝置構成為執行：第1處理，依據規定的計算式生成第1分歧圖案，使所生成的第1分歧圖案顯示於反射型空間光調變器；第2處理，控制光源單元以射出雷射光；第3處理，以檢測利用第1分歧圖案的分歧後的各雷射光的反射光的方式控制檢測部；第4處理，導出分歧後的各雷射光的輸出實測值，並生成使輸出實測值接近輸出目標值的分歧圖案即第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數；和第5處理，根據平衡參數對計算式進行修正，依據修正後的計算式，生成第2分歧圖案並設定並顯示於反射型空間光調變器以用於加工程序。

Description

雷射加工裝置及雷射加工方法

本發明係關於雷射加工裝置和雷射加工方法。

在日本專利第6620976號公報中，記載有一種包括雷射光源、空間光調變器、和與空間光調變器不同的聚光修正單元的雷射加工裝置。這樣的雷射加工裝置藉由雷射光的照射在對象物(晶片)的內部形成改質區域，由此進行對象物的分割和剝離等。在專利文獻1所記載的技術中，藉由雷射光的照射而在對象物的內部形成改質區域，並且對來自聚光點的反射光的一部分進行攝像，依據攝像結果來檢測聚光點的位置偏差量，調整空間光調變器中的調變圖案以使得位置偏差變小。

在如上所述的雷射加工裝置中，有時在空間光調變器設定分歧圖案，並根據該分歧圖案而使雷射光分歧，以同時形成複數個改質區域。分歧圖案例如因應分歧後的各雷射光的輸出目標值來設定。在此，例如在使用空間光調變器對雷射進行分歧的情況下，由於空間光調變器自身的光學特性及透鏡中的各分歧光的透過區域互不相同等光學特性、或者光學元件的個體差異等的影響，引起分歧後的各雷射光的輸出不成為上述的輸出目標值(設計值)的現象。這樣的現象難以完全避免。分歧後的各雷射光的輸出不會成為期望的值，由此從改質區域延伸的龜裂量不會成為期望的龜裂量，有可能產生對象物的未分割、未剝離(加工品質惡化)。因此，本發明的課題係在於提供一種能夠藉由將分歧光的輸出調整為期望的值來提高加工品質的雷射加工裝置和雷射加工方法。

本發明的一態樣的雷射加工裝置是藉由向對象物照射雷射光而在對象物形成改質區域的雷射加工裝置，包括：射出雷射光的光源；對從光源射出的雷射光進行調變的空間光調變器；檢測對象物的雷射光的反射光的檢測部；和控制部，控制部構成為執行：第1處理，依據規定的計算演算法，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出目標值相應的第1分歧圖案，將所生成的第1分歧圖案設定並顯示於空間光調變器；第2處理，控制光源以使得在空間光調變器顯示有第1分歧圖案的狀態下射出雷射光；第3處理，控制檢測部以檢測利用第1分歧圖案的分歧後的各雷射光的反射光；第4處理，依據檢測部的檢測結果導出分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成修正計算演算法且作為使輸出實測值接近輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數；和第5處理，根據修正參數修正計算演算法，依據修正後的計算演算法，生成第2分歧圖案，將所生成的第2分歧圖案設定並顯示於空間光調變器以用於加工程序。

在本發明的一態樣的雷射加工裝置中，在因應分歧後的各雷射光的輸出目標值生成的第1分歧圖案顯示於空間光調變器的狀態下射出雷射光，檢測來自對象物的反射光，依據檢測結果導出各雷射光的輸出實測值。於是，在本雷射加工裝置中，生成使輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數，藉由由該修正參數修正後的計算演算法生成第2分歧圖案，使該第2分歧圖案顯示於空間光調變器以用於加工程序。根據這樣的結構，生成用於生成使依據實際檢測出的反射光而高精度地推定的輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的修正參數。於是，在加工程序時，利用該修正參數對計算演算法進行修正，生成能夠使分歧光的輸出比第1分歧參數更接近輸出目標值的第2分歧圖案，由此能夠將分歧光的輸出適當地調整為期望的值。如上所述，根據本發明的一態樣的雷射加工裝置，能夠將分歧光的輸出調整為期望的值，提高加工品質。

控制部亦可在第1處理中，生成分歧後的各雷射光的輸出目標值的組合互不相同的多種第1分歧圖案，在第4處理中，生成多種第1分歧圖案所包含的至少2個第1分歧圖案所涉及的共同的修正參數。如此，藉由對於輸出目標值的條件互不相同的複數個第1分歧圖案生成共同的修正參數，能夠使用相同的修正參數分別生成特有的第2分歧圖案，與對於每個第1分歧圖案生成修正參數的情況相比，能夠使修正參數的生成處理和管理容易化。

控制部亦可在第4處理中，對於多種第1分歧圖案，進行與分歧參數的近似度相應的分組，以各組為單位生成共同的修正參數。例如，在對於所有的第1分歧圖案生成共同的1個修正參數的情況下，在包含分歧參數彼此大不相同的第1分歧圖案等的情況下，藉由利用所生成的共同的修正參數來修正計算演算法，也無法充分提高所有的第2分歧圖案的精度(使分歧光的輸出接近輸出目標值的精度)。關於這一點，藉由以分歧參數近似的組為單位生成共同的修正參數，即，在分歧參數不近似的組間生成其他修正參數，能夠確保第2分歧圖案的精度(使分歧光的輸出接近輸出目標值的精度)。

控制部亦可在第4處理中，進行與作為分歧參數的輸出目標值的近似度相應的分組。由此，以輸出目標值近似的組為單位生成共同的修正參數，所以能夠確保第2分歧圖案的精度(使分歧光的輸出接近輸出目標值的精度)。

控制部亦可在第5處理中，取得顯示加工程序中的分歧參數的資訊，根據與該分歧參數對應的組的修正參數來修正計算演算法。由此，能夠顯示由藉由適合於加工程序中的分歧參數的修正參數修正後的計算演算法生成的第2分歧圖案來進行加工程序，能夠提高加工品質。

控制部亦可在第1處理中，生成使雷射光分歧到作為對象物的厚度方向的垂直方向上的不同位置的第1分歧圖案。在實際的加工時，存在雷射向垂直方向上的不同位置分歧(縱分歧)的情況，藉由生成與該縱分歧相關的第1分歧圖案，能夠生成能夠使縱分歧的情況下的分歧光的輸出適當地接近輸出目標值的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數。

本發明的一態樣的雷射加工方法是藉由對對象物照射雷射光而在對象物形成改質區域的雷射加工方法，包括：第1製程，依據規定的計算演算法，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出目標值相應的第1分歧圖案，將所生成的第1分歧圖案設定並顯示於空間光調變器；第2製程，向顯示有第1分歧圖案的空間光調變器射出雷射光，將根據第1分歧圖案分歧為複數個雷射光照射於對象物；第3製程，檢測分歧後的各雷射光的來自對象物的反射光；第4製程，依據反射光的檢測結果，導出分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成修正計算演算法且作為使輸出實測值接近上述輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數；和第5製程，根據修正參數對計算演算法進行修正，依據修正後的計算演算法，生成第2分歧圖案，將所生成的第2分歧圖案設定並顯示於空間光調變器以用於加工程序。

本發明的另一態樣的雷射加工方法包括：第1製程，依據規定的計算演算法，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出目標值對應的第1分歧圖案，將所生成的第1分歧圖案設定並顯示於空間光調變器；第2製程，向顯示有第1分歧圖案的空間光調變器射出雷射光，利用功率計測量由第1分歧圖案分歧為複數個雷射光，由此導出分歧後的各雷射光的輸出實測值；和第3製程，生成並輸出修正計算演算法且作為使輸出實測值接近輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數。

在本發明的另一態樣的雷射加工方法中，在因應分歧後的各雷射光的輸出目標值設定的第1分歧圖案被設定於空間光調變器的狀態下射出雷射光，利用功率計測量由第1分歧圖案分歧為複數個雷射光，依據測量結果導出分歧後的各雷射光的輸出實測值。於是，在本雷射加工方法中，生成並輸出使輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數。根據這樣的結構，生成用於生成使由功率計實際測量出的輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的修正參數。如此，藉由以使實際測量出的輸出接近目標值的方式生成修正參數，在加工程序時計算演算法被該修正參數修正，生成能夠使分歧光的輸出比第1分歧參數更接近輸出目標值的第2分歧圖案，由此能夠將分歧光的輸出適當地調整為期望的值。如上所述，根據本發明的一態樣的雷射加工方法，能夠將分歧光的輸出調整為期望的值，提高加工品質。

在上述另一態樣的雷射加工方法中，亦可在第2製程中，實施一邊利用遮光板遮擋分歧後的各雷射光的一部分一邊利用功率計進行輸出測量的遮光時輸出測量處理，在該遮光時輸出測量處理中，一邊變更被遮光板遮擋的雷射光的範圍一邊利用功率計進行輸出測量。如此，藉由一邊變更被遮光板遮光的雷射光的範圍，一邊分別利用功率計進行輸出測量，能夠適當地導出分歧後的各雷射光的輸出。

根據本發明，藉由將分歧光的輸出調整為期望的值，能夠提高加工品質。

以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細的說明。另外，在各圖中，對相同或相當的部分賦予相同的圖號，並省略重複的說明。

首先，對雷射加工裝置的基本結構進行說明。

[雷射加工裝置的基本結構] 如圖1所示，雷射加工裝置1包括複數個移動機構5、6、支承部7、一對雷射加工頭10A、10B、光源單元8和控制部9。另外，以下對雷射加工頭為一對的例子進行說明，但雷射加工頭亦可僅為1個。以下，將第1方向稱為X方向，將與第1方向垂直的第2方向稱為Y方向，將與第1方向和第2方向垂直的第3方向稱為Z方向。在本實施方式中，X方向和Y方向為水平方向，Z方向為垂直方向。

移動機構5具有固定部51、移動部53和安裝部55。固定部51安裝於裝置框架1a。移動部53安裝於在固定部51設置的軌道，能夠沿著Y方向移動。安裝部55安裝於在移動部53設置的軌道，能夠沿著X方向移動。

移動機構6具有固定部61、一對移動部63、64和一對安裝部65、66。固定部61安裝於裝置框架1a。一對移動部63、64分別安裝於在固定部61設置的軌道，能夠分別獨立地沿著Y方向移動。安裝部65安裝於在移動部63設置的軌道，能夠沿著Z方向移動。安裝部66安裝於在移動部64設置的軌道，能夠沿著Z方向移動。即，相對於裝置框架1a，一對安裝部65、66分別能夠沿著Y方向和Z方向移動。

支承部7安裝於在移動機構5的安裝部55設置的旋轉軸，能夠以與Z方向平行的軸線為中心線旋轉。即，支承部7能夠分別沿著X方向和Y方向移動，能夠以與Z方向平行的軸線為中心線旋轉。支承部7支承對象物100。對象物100例如為晶片。

如圖1和圖2所示，雷射加工頭10A安裝於移動機構6的安裝部65。雷射加工頭10A以在Z方向上與支承部7相對的狀態，對被支承部7支承的對象物100照射雷射光L1。雷射加工頭10B安裝於移動機構6的安裝部66。雷射加工頭10B以在Z方向上與支承部7相對的狀態，對被支承部7支承的對象物100照射雷射光L2。

光源單元8具有一對光源81、82。光源81輸出雷射光L1。雷射光L1從光源81的射出部81a射出，藉由光纖2向雷射加工頭10A導光。光源82輸出雷射光L2。雷射光L2從光源82的射出部82a射出，藉由另一光纖2向雷射加工頭10B導光。

控制部9控制雷射加工裝置1的各部(支承部7、複數個移動機構5、6、一對雷射加工頭10A、10B和光源單元8等)。控制部9構成為包括處理器、記憶體、儲存器和通信設備等的電腦裝置。在控制部9中，讀入到記憶體等的軟體(程式)由處理器執行，記憶體和儲存器中的資料的讀出和寫入、以及依據通信設備的通信由處理器控制。由此，控制部9實現各種功能。

對由如以上所構成的雷射加工裝置1進行的加工的一個例子進行說明。該加工的一個例子是為了將作為晶片的對象物100切斷為複數個晶片而沿著設定為格子狀的複數條線在對象物100的內部形成改質區域的例子。另外，雷射加工裝置1亦可進行將對象物100的一部分剝離的剝離加工。

首先，移動機構5使支承部7分別沿著X方向和Y方向移動，以使得支承對象物100的支承部7在Z方向上與一對雷射加工頭10A、10B相對。接著，移動機構5使支承部7以與Z方向平行的軸線為中心線旋轉，以使得在對象物100中沿一個方向延伸的複數條線沿著X方向。

接著，移動機構6使雷射加工頭10A沿著Y方向移動，以使得雷射光L1的聚光點(聚光區域的一部分)位於在一個方向上延伸的一條線上。另一方面，移動機構6使雷射加工頭10B沿著Y方向移動，以使得雷射光L2的聚光點位於在一個方向上延伸的其他線上。接著，移動機構6使雷射加工頭10A沿著Z方向移動，以使得雷射光L1的聚光點位於對象物100的內部。另一方面，移動機構6使雷射加工頭10B沿著Z方向移動，以使得雷射光L2的聚光點位於對象物100的內部。

接著，光源81輸出雷射光L1，雷射加工頭10A向對象物100照射雷射光L1，並且光源82輸出雷射光L2，雷射加工頭10B向對象物100照射雷射光L2。與此同時，移動機構5使支承部7沿著X方向移動，以使得雷射光L1的聚光點沿著在一個方向上延伸的一條線相對地移動且雷射光L2的聚光點沿著在一個方向上延伸的另一條線相對地移動。如此，雷射加工裝置1沿著在對象物100中沿一個方向延伸的複數條線的各條線，在對象物100的內部形成改質區域。

接著，移動機構5使支承部7以與Z方向平行的軸線為中心線旋轉，以使得在對象物100中向與一個方向正交的另一個方向延伸的複數條線沿著X方向。

接著，移動機構6使雷射加工頭10A沿著Y方向移動，以使得雷射光L1的聚光點位於在另一方向上延伸的一條線上。另一方面，移動機構6使雷射加工頭10B沿著Y方向移動，以使得雷射光L2的聚光點位於在另一方向上延伸的另一線上。接著，移動機構6使雷射加工頭10A沿著Z方向移動，以使得雷射光L1的聚光點位於對象物100的內部。另一方面，移動機構6使雷射加工頭10B沿著Z方向移動，以使得雷射光L2的聚光點位於對象物100的內部。

接著，光源81輸出雷射光L1，雷射加工頭10A向對象物100照射雷射光L1，並且光源82輸出雷射光L2，雷射加工頭10B向對象物100照射雷射光L2。與此同時，移動機構5使支承部7沿著X方向移動，以使得雷射光L1的聚光點沿著在另一方向上延伸的一條線相對地移動且雷射光L2的聚光點沿著在另一方向上延伸的另一條線相對地移動。如此，雷射加工裝置1沿著在對象物100中在與一個方向正交的另一個方向上延伸的複數條線的各條線，在對象物100的內部形成改質區域。

另外，在上述加工的一個例子中，光源81例如藉由脈衝振盪方式輸出相對於對象物100具有透過性的雷射光L1，光源82例如藉由脈衝振盪方式輸出相對於對象物100具有透過性的雷射光L2。當這樣的雷射聚光於對象物100的內部時，在與雷射光的聚光點對應的部分雷射特別被吸收，在對象物100的內部形成改質區域。改質區域是密度、折射率、機械強度、其他物理特性與周圍的非改質區域不同的區域。作為改質區域，例如有熔融處理區域、裂紋區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等。

如果藉由脈衝振盪方式輸出的雷射光照射於對象物100，並使雷射光的聚光點沿著設定於對象物100的線相對地移動，則複數個改質光點形成為沿著線排列成1列。1個改質光點藉由1脈衝的雷射光的照射而形成。1列的改質區域是排列成1列的複數個改質光點的集合。相鄰的改質光點根據雷射光的聚光點相對於對象物100的相對移動速度和雷射光的重複頻率，有時彼此相連，有時彼此分離。所設定的線的形狀並不限定於格子狀，亦可是環狀、直線狀、曲線狀和將它們的至少任一個組合而成的形狀。

[雷射加工頭的結構] 如圖3和圖4所示，雷射加工頭10A包括框體11、射入部12、調整部13和聚光部14。

框體11具有第1壁部21和第2壁部22、第3壁部23和第4壁部24、以及第5壁部25和第6壁部26。第1壁部21和第2壁部22在X方向上互相相對。第3壁部23和第4壁部24在Y方向上互相相對。第5壁部25和第6壁部26在Z方向上互相相對。

在雷射加工頭10A中，第1壁部21位於移動機構6的固定部61的相反側，第2壁部22位於固定部61側。第3壁部23位於移動機構6的安裝部65側，第4壁部24位於安裝部65的相反側且雷射加工頭10B側(參照圖2)。第5壁部25位於與支承部7相反側，第6壁部26位於支承部7側。

框體11構成為在第3壁部23配置於移動機構6的安裝部65側的狀態下將框體11安裝於安裝部65。具體而言，如下所述。安裝部65具有底板65a和安裝板65b。底板65a安裝於在移動部63設置的軌道(參照圖2)。安裝板65b豎立設置於底板65a的雷射加工頭10B側的端部(參照圖2)。在第3壁部23與安裝板65b接觸的狀態下，螺栓28經由底座27與安裝板65b螺合，由此框體11安裝於安裝部65。底座27分別設置於第1壁部21和第2壁部22。框體11能夠相對於安裝部65裝卸。

射入部12安裝於第5壁部25。射入部12使雷射光L1射入到框體11內。射入部12在X方向上偏向到第2壁部22側(一個壁部側)，在Y方向上偏向到第4壁部24側。

射入部12構成為光纖2的連接端部2a能夠進行連接。在光纖2的連接端部2a設置有對從光纖的射出端射出的雷射光L1進行准直的准直透鏡，未設置抑制返回光的隔離器。該隔離器設置在比連接端部2a靠光源81側的光纖的中途。由此，實現連接端部2a的小型化，進而實現射入部12的小型化。此外，亦可在光纖2的連接端部2a設置隔離器。

調整部13配置在框體11內。調整部13調整從射入部12射入的雷射光L1。調整部13所具有的各結構安裝於在框體11內設置的光學基座29。光學基座29以將框體11內的區域分隔為第3壁部23側的區域和第4壁部24側的區域的方式安裝於框體11。光學基座29與框體11成為一體。調整部13所具有的各結構在第4壁部24側安裝於光學基座29。關於調整部13所具有的各結構的詳細情況在後面敘述。

聚光部14配置於第6壁部26。具體而言，聚光部14以插通於形成於第6壁部26的孔26a的狀態(參照圖5)配置於第6壁部26。聚光部14使由調整部13調整後的雷射光L1一邊聚光一邊向框體11外射出。聚光部14在X方向上偏向到第2壁部22側(一個壁部側)，在Y方向上偏向到第4壁部24側。

如圖5所示，調整部13具有衰減器31、擴束器32和鏡33。射入部12、以及調整部13的衰減器31、擴束器32和鏡33配置在沿著Z方向延伸的直線(第1直線)A1上。衰減器31和擴束器32在直線A1上配置於射入部12與鏡33之間。衰減器31調整從射入部12射入的雷射光L1的輸出。擴束器32將由衰減器31調整了輸出的雷射光L1的直徑放大。鏡33反射由擴束器32擴大了直徑的雷射光L1。

調整部13還具有反射型空間光調變器34和成像光學系統35。調整部13的反射型空間光調變器34和成像光學系統35、以及聚光部14配置在沿著Z方向延伸的直線(第2直線)A2上。反射型空間光調變器34例如是反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)的空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator)。反射型空間光調變器34對由鏡33反射的雷射光L1進行調變。反射型空間光調變器34根據所顯示的調變圖案，對雷射光L1進行調變。在反射型空間光調變器34設定並顯示有至少用於將雷射光L1分歧為複數個分歧圖案。由此，射入到反射型空間光調變器34的雷射光L1在反射型空間光調變器34中被分歧為複數個雷射(參照圖6，細節在後面敘述)。成像光學系統35構成反射型空間光調變器34的反射面34a與聚光部14的射入瞳面14a處於成像關係的兩側遠心光學系統。成像光學系統35由3個以上的透鏡構成。

直線A1和直線A2位於與Y方向垂直的平面上。直線A1相對於直線A2位於第2壁部22側(一個壁部側)。在雷射加工頭10A中，雷射光L1從射入部12射入到框體11內並在直線A1上行進，在被鏡33和反射型空間光調變器34依次反射後，在直線A2上行進並從聚光部14射出到框體11外。另外，衰減器31和擴束器32的排列順序亦可相反。另外，衰減器31亦可配置在鏡33與反射型空間光調變器34之間。另外，調整部13亦可具有其他光學構件(例如，配置於擴束器32之前的轉向鏡等)。

雷射加工頭10A還包括分色鏡15、測定部16、檢測部17、驅動部18和電路部19。

分色鏡15在直線A2上配置於成像光學系統35與聚光部14之間。即，分色鏡15在框體11內配置於調整部13與聚光部14之間。分色鏡15在第4壁部24側安裝於光學基座29。分色鏡15使雷射光L1透過。從抑制像散的觀點出發，分色鏡15例如優選立方體型、或者以具有扭轉的關係的方式配置的2片板型。

測定部16在框體11內相對於調整部13配置於第1壁部21側(與一方的壁部側相反側)。測定部16在第4壁部24側安裝於光學基座29。測定部16輸出用於測量對象物100的表面(例如，雷射光L1射入的一側的表面)與聚光部14的距離的測量光L10，經由聚光部14，檢測在對象物100的表面反射的測量光L10。即，從測定部16輸出的測量光L10經由聚光部14照射到對象物100的表面，被對象物100的表面反射的測量光L10經由聚光部14被測定部16檢測。

更具體而言，從測定部16輸出的測量光L10在第4壁部24側被安裝於光學基座29的分束器20和分色鏡15依次反射，並從聚光部14向框體11外射出。被對象物100的表面反射的測量光L10從聚光部14射入到框體11內，被分色鏡15和分束器20依次反射，射入到測定部16，被測定部16檢測出。

檢測部17在框體11內相對於調整部13配置於第1壁部21側(與一方的壁部側相反側)。檢測部17在第4壁部24側安裝於光學基座29。檢測部17輸出用於觀察對象物100的表面(例如，雷射光L1射入的一側的表面)的觀察光L20，經由聚光部14檢測被對象物100的表面反射的觀察光L20。即，從檢測部17輸出的觀察光L20經由聚光部14照射到對象物100的表面，被對象物100的表面反射的觀察光L20經由聚光部14被檢測部17檢測出。檢測部17例如是對被反射的觀察光L20進行檢測(攝像)的相機。

更具體而言，從檢測部17輸出的觀察光L20透過分束器20而被分色鏡15反射，並從聚光部14向框體11外射出。被對象物100的表面反射的觀察光L20從聚光部14射入到框體11內並被分色鏡15反射，透過分束器20而射入到檢測部17，被檢測部17檢測出。此外，雷射光L1、測量光L10和觀察光L20各自的波長互不相同(至少各自的中心波長互相錯開)。

另外，檢測部17對被對象物100的表面反射的雷射光L1的一部分進行檢測(細節容後敘述)。在對象物100的表面反射的雷射光L1的一部分是指在對象物100的表面反射的雷射光L1中之在分色鏡15向檢測部17方向僅反射少量的雷射光L1。

驅動部18在第4壁部24側安裝於光學基座29。驅動部18例如藉由壓電元件的驅動力，使配置於第6壁部26的聚光部14沿著Z方向移動。

電路部19在框體11內相對於光學基座29配置於第3壁部23側。即，電路部19在框體11內相對於調整部13、測定部16和檢測部17配置於第3壁部23側。電路部19例如是複數個電路基板。電路部19對從測定部16輸出的信號和輸入到反射型空間光調變器34的信號進行處理。電路部19依據從測定部16輸出的信號來控制驅動部18。作為一個例子，電路部19依據從測定部16輸出的信號，以將對象物100的表面與聚光部14的距離維持為固定的方式(即，以將對象物100的表面與雷射光L1的聚光點的距離維持為固定的方式)控制驅動部18。此外，在框體11設置有連接器(省略圖示)，該連接器連接有用於將電路部19與控制部9(參照圖1)等電連接的配線。

雷射加工頭10B與雷射加工頭10A同樣地包括框體11、射入部12、調整部13、聚光部14、分色鏡15、測定部16、檢測部17、驅動部18和電路部19。但是，如圖2所示，雷射加工頭10B的各結構配置為，關於藉由一對安裝部65、66間的中點且與Y方向垂直的假想平面，與雷射加工頭10A的各結構具有面對稱的關係。

例如，雷射加工頭10A的殼體(第1殼體)11以第4壁部24相對於第3壁部23位於雷射加工頭10B側且第6壁部26相對於第5壁部25位於支承部7側的方式安裝於安裝部65。與此相對，雷射加工頭10B的殼體(第2殼體)11以第4壁部24相對於第3壁部23位於雷射加工頭10A側且第6壁部26相對於第5壁部25位於支承部7側的方式安裝於安裝部66。

雷射加工頭10B的框體11構成為在第3壁部23配置於安裝部66側的狀態下將框體11安裝於安裝部66。具體而言，如下所述。安裝部66具有底板66a和安裝板66b。底板66a安裝於在移動部63設置的軌道。安裝板66b豎立設置於底板66a的雷射加工頭10A側的端部。雷射加工頭10B的框體11在第3壁部23與安裝板66b接觸的狀態下安裝於安裝部66。雷射加工頭10B的框體11能夠相對於安裝部66裝卸。

[雷射光的分歧] 以下，參照圖6~圖8，對以對象物100的切斷和剝離等為目的而進行的雷射光的分歧進行說明。如上所述，雷射光L1根據在反射型空間光調變器34中設定並顯示的分歧圖案而分歧。

圖6是說明將雷射光L1分歧為4個的情況下的複數個改質光點SA的圖。在圖6所示的例子中，使雷射光L1分歧以使得在對象物100形成沿著相對於與加工進行方向C1正交的正交方向傾斜的傾斜方向C2排列成一列的複數個(4個)改質光點SA。雷射光L1的分歧藉由在反射型空間光調變器34(參照圖5)中設定並顯示的分歧圖案(調變圖案)來實現。

在圖示的例子中，雷射光L1被分歧為4束，形成4個改質光點SA。關於分歧後的4個改質光點SA中的相鄰的一對改質光點SA，加工進行方向C1上的間隔為分歧間距BPx，加工進行方向C1的正交方向上的間隔為分歧間距BPy。關於藉由連續的2脈衝的雷射光L1的照射而形成的一對改質光點SA，加工進行方向C1上的間隔為脈衝間距PP。加工進行方向C1與傾斜方向C2之間的角度為分歧角度α。

圖7是用於實現圖6所示這樣的雷射光L1的分歧的GUI111的設定畫面。GUI111作為接收來自用戶的輸入的輸入部發揮功能。圖7所示的GUI111的設定畫面包括：選擇加工條件的加工條件選擇按鈕211；輸入或選擇雷射光L1的分歧數的分歧數欄212；輸入作為在沿著1條加工用線的雷射加工之後至下一條加工用線為止的移動的距離的索引的索引欄213；進行分歧數和索引的輸入或顯示的影像圖214；輸入Z方向上的改質光點SA的位置的加工Z高度欄215；輸入加工速度的加工速度欄216；和選擇加工條件的切換方法的條件切換方法按鈕217。

在加工條件選擇按鈕211中，能夠從複數個選項中選擇具體的加工條件。根據索引欄213，在分歧數為1的情況下，使雷射加工頭10A自動地在索引方向上移動該輸入值的量。在使分歧數大於1的情況下，使雷射加工頭10A在索引方向上自動移動依據以下的計算式的索引量。 索引=(分歧數)×索引輸入值

影像圖214包括索引輸入值的顯示部214a和輸入各改質光點SA的輸出的輸出輸入欄214b。

圖8是顯示GUI111的設定畫面的管理者模式的例子的圖。圖8所示的設定畫面包括：選擇雷射光L1的分歧方向的分歧方向選擇按鈕221；輸入或選擇雷射光L1的分歧數的分歧數欄222；輸入分歧間距BPx的分歧間距輸入欄223；輸入分歧間距BPx的列數的分歧間距列數輸入欄224；輸入分歧間距BPy的分歧間距輸入欄225；輸入索引的索引欄226；依據分歧數的光軸影像圖227；選擇雷射光L1的掃描方向是一方向(去路)還是另一方向(歸路)的往復路徑選擇按鈕228；和自動調整各種數值的平衡的平衡調整開始按鈕229。

[分歧圖案修正處理] 在本實施方式的雷射加工裝置1中，在進行在對象物100形成改質區域的加工處理(加工程序)的前階段，依據規定的計算式(計算演算法)，生成與分歧後的各雷射光的輸出比(輸出目標值)相應的第1分歧圖案，在該第1分歧圖案顯示於反射型空間光調變器34的狀態下向對象物100射出雷射光，檢測利用第1分歧圖案的分歧後的各雷射光的反射光，依據檢測結果導出分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成使該輸出實測值接近於期望的輸出比(輸出目標值)的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數(修正參數)。於是，在加工處理時，在本雷射加工裝置1中，藉由上述平衡參數修正計算式，依據修正後的計算式生成第2分歧圖案，該第2分歧圖案被設定並顯示於反射型空間光調變器34以用於加工處理。

如此，在本實施方式的雷射加工裝置1中，依據規定的計算式生成的第1分歧圖案不是直接用於加工處理時，而是在加工處理前，導出使用了第1分歧圖案的情況下的分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成使期望的輸出比與輸出實測值的誤差減小的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數，在加工處理時，利用該平衡參數來修正計算式，使用依據修正後的計算式生成的第2分歧圖案。由此，能夠將分歧光的輸出適當地調整為期望的值(輸出比)，提高加工品質。

修正前的上述誤差(期望的輸出比與輸出實測值的誤差)例如是由於空間光調變器自身的光學特性、透鏡中的各分歧光的透過區域互不相同等光學特性、或者光學元件的個體差異等的影響而產生的。

圖9是顯示2點分歧時的各輸出比率的實測值相對於設計值(理想的輸出比)的誤差的表。在圖9的左圖中顯示了不實施依據平衡參數的修正而使用了上述的第1分歧圖案的情況下的誤差。如圖9的左圖所示，在未實施依據平衡參數的修正的情況下，例如，在2點分歧的輸出比的設計值為20:80的情況下，實測值為9:91(誤差11%)，在設計值為30:70的情況下，實測值為21:79(誤差9%)，在設計值為40:60的情況下，實測值為35:65(誤差5%)，在設計值為50:50的情況下，實測值為51:49(誤差1%)，在設計值為60:40的情況下，實測值為65:35(誤差5%)，特別是在分歧的2點的輸出的差異大的情況下，誤差變大。

雷射加工裝置1根據圖9的左圖所示的誤差的資訊，生成使輸出實測值接近設計值(理想的輸出比)的平衡參數。該平衡參數對生成分歧圖案的計算式進行修正，能夠依據修正後的計算式生成第2分歧圖案(使輸出實測值接近設計值的分歧圖案)。在圖9的右圖中顯示了使用實施依據平衡參數的修正而生成的第2分歧圖案的情況下的誤差。在圖9的右圖所示的例子中，藉由應用平衡參數、即使用藉由平衡參數修正計算式生成的第2分歧參數，各輸出比率中的誤差變小，最大誤差變小到3%。另外，圖9顯示了第1分歧圖案被設為無縱分歧的條件、並且在應用了第2分歧圖案的加工處理中也被設為無縱分歧的條件的情況下的誤差。

生成並應用平衡參數的情況下的效果不限於2點分歧，其他分歧數也相同。圖10是顯示3點分歧時的各輸出比率中的實測值相對於設計值的誤差的表。圖11是顯示4點分歧時的各輸出比率中的實測值相對於設計值的誤差的表。如圖10的左圖所示，在未實施依據平衡參數的修正的情況下，3點分歧時的各輸出比的最大誤差為8%，但如圖10的右圖所示，藉由應用平衡參數，3點分歧時的各輸出比的最大誤差減小至3%。另外，如圖11的左圖所示，在未實施依據平衡參數的修正的情況下，4點分歧時的各輸出比的最大誤差為9%，但如圖11的右圖所示，藉由應用平衡參數，4點分歧時的各輸出比的最大誤差減小至3%。

雷射加工裝置1亦可生成進行使雷射光分歧到作為對象物100的厚度方向的Z方向(垂直方向)上的不同位置的縱分歧的第1分歧圖案。圖12是說明縱分歧的方式的圖。圖12(a)顯示無縱分歧的3點分歧時的各雷射光，圖12(b)顯示有縱分歧的3點分歧時的各雷射光。在圖12(a)和圖12(b)中，橫軸為加工進行方向，縱軸為Z方向(垂直方向)。如圖12(a)所示，在無縱分歧的狀態下，向Z方向上的相同高度照射分歧後的各雷射光。另一方面，如圖12(b)所示，在有縱分歧的狀態下，在Z方向上向互不相同的高度照射分歧後的各雷射光。此外，圖12(a)中的“縱分歧VD0”意味著無縱分歧，圖12(b)中的“縱分歧VD16”意味著有縱分歧且Z方向上的分歧間距為16μ。

圖13是顯示將無縱分歧地取得的平衡參數應用於有縱分歧(VD16)的加工的情況下之3點分歧時的各輸出比率中的實測值相對於設計值的誤差的表。在圖13的左圖中，顯示了使用了無縱分歧的第1分歧圖案的情況下的誤差。在圖13的右圖中，顯示了使用實施依據圖13的左圖所示這樣的無縱分歧的情況下的誤差的資訊而生成的平衡參數的修正生成的第2分歧參數，實施了有縱分歧(VD16)的加工的情況下的誤差。如上所述，在使用了第1分歧圖案的處理和應用了第2分歧圖案的加工處理都無縱分歧的情況下，在3點分歧時，如圖10的右圖所示，能夠將最大誤差降低到3%。另一方面，在藉由無縱分歧的第1分歧圖案生成平衡參數，並使用實施依據該平衡參數的修正而生成的第2分歧圖案來實施有縱分歧(VD16)的加工的情況下，如圖13的右圖所示，最大誤差成為4%。如此，當平衡參數生成和加工的縱分歧的條件互不相同時，可認為即使應用平衡參數也無法充分減小實測值相對於設計值的誤差。

圖14是顯示將在有縱分歧(VD16)時取得的平衡參數應用於有縱分歧(VD16)的加工的情況下之3點分歧時的各輸出比率中的實測值相對於設計值的誤差的表。使用了第1分歧圖案的處理和應用了第2分歧圖案的加工處理均被設為有縱分歧(VD16)，由此如圖14的右圖所示，能夠將最大誤差降低至3%。如此，藉由使平衡參數生成和加工的縱分歧的條件共同化，能夠充分減小實測值相對於設計值的誤差。

圖15是顯示縱分歧量與最大誤差的關係的表。圖15中的“縱分歧量”顯示加工處理中的縱分歧量。圖15中的“最大誤差”顯示應用了依據VD16的第1分歧圖案生成的平衡參數並實施了“縱分歧量”所示的縱分歧的加工的情況下之某個輸出比的最大誤差。如圖16所示，在應用依據VD16的第1分歧圖案生成的平衡參數的情況下，在實施了VD16的分歧加工的情況下，最大誤差成為最小(0.8%)。另外，如圖16所示，在應用依據VD16的第1分歧圖案生成的平衡參數來實施VD2的分歧加工的情況下，最大誤差也比較小，為1.4%。如此，即使平衡參數生成和加工的縱分歧的條件不一致，在實施有縱分歧的加工的情況下，藉由使用在有縱分歧的條件下生成的平衡參數，也能夠減小誤差。

雷射加工裝置1亦可生成分歧後的各雷射光的輸出比(輸出目標值)的組合互不相同的多種第1分歧圖案，並生成該多種第1分歧圖案所涉及的共同的平衡參數。在此，例如，如果以使實測值相對於圖16的左圖所示的區域A(由實線的四邊形包圍的區域)內的設計值的誤差變小(例如最小化)的方式生成了與各輸出比相關的共同的平衡參數，則如圖16的左圖所示，雖然區域A中的誤差變小為1%以下，但與區域A不同的區域B(由單點劃線的四邊形包圍的區域)和區域C(由虛線的四邊形包圍的區域)中的誤差變大為3%~6%。如此，在以減小某個區域的誤差的方式生成的平衡參數中，無法充分減小遠離該區域的區域的誤差。

因此，雷射加工裝置1亦可進行與作為分歧參數的輸出比(輸出目標值)的近似度相應的分組，以組為單位生成共同的平衡參數。即，雷射加工裝置1亦可以輸出比近似的組(區域)為單位生成共同的平衡參數。在圖16的右圖中，顯示了按各區域A、B、C分別生成1個共同的平衡參數的情況下的3點分歧中的誤差。如圖16的右圖所示，如果對於每個區域A、B、C生成共同的平衡參數，則在全部的輸出比中，能夠將設計值與實測值的誤差減小為1%左右。如此，藉由根據加工時使用的輸出比來切換平衡參數，能夠減小實測值相對於設計值的誤差。

以下，對實現上述的分歧圖案修正處理的控制部9的功能進行詳細說明。

控制部9構成為執行如下處理：第1處理，依據規定的計算式(計算演算法)，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出比(輸出目標值)相應的第1分歧圖案，將所生成的第1分歧圖案設定並顯示於反射型空間光調變器34；第2處理，控制光源單元8以使得在反射型空間光調變器34顯示有第1分歧圖案的狀態下射出雷射光；第3處理，控制檢測部17以檢測利用第1分歧圖案的分歧後的各雷射光的反射光；第4處理，依據檢測部17的檢測結果導出分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成用於修正計算式的修正參數亦即作為使輸出實測值接近期望的輸出比(輸出目標值)的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數(修正參數)；和第5處理，藉由平衡參數修正計算式，依據修正後的計算式生成第2分歧圖案，將所生成的第2分歧圖案設定並顯示於反射型空間光調變器34以用於加工程序。

在第1處理中，控制部9依據在GUI111的設定畫面(參照圖7和圖8)中接收到的資訊來決定輸出比，並將與所決定的輸出比對應的第1分歧圖案設定於反射型空間光調變器34。控制部9依據預先存儲的計算式(計算演算法)，生成與輸出比對應的第1分歧圖案。控制部9亦可生成分歧後的各雷射光的輸出比的組合互不相同的多種第1分歧圖案。另外，控制部9亦可生成進行使雷射光分歧到作為對象物100的厚度方向的Z方向(垂直方向)上的不同位置的縱分歧的第1分歧圖案。

在第2處理中，控制部9在反射型空間光調變器34顯示有第1分歧圖案的狀態下，例如控制光源單元8以使得以在對象物100未形成改質區域的輸出(改質閾值以下)照射雷射光。此外，亦可對與在分歧圖案修正處理後進行雷射加工的對象物100不同的對象物(修正處理用的對象物)照射分歧後的雷射光。

在第3處理中，控制部9控制檢測部17，以使得至少在分歧後的各雷射光照射到對象物100的期間，能夠對分歧後的各雷射在對象物100上的反射光進行檢測(攝像)。控制部9從檢測部17取得由檢測部17攝像的圖像。

在第4處理中，控制部9例如依據由檢測部17取得的攝像資料中的與分歧後的各雷射對應的各點的亮度，推定(導出)各雷射光的輸出實測值。控制部9生成使輸出實測值接近期望的輸出比的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數，作為修正計算式的修正參數。控制部9在生成了複數個種類的第1分歧圖案的情況下，生成該複數個種類的第1分歧圖案所包含的至少2個第1分歧圖案所涉及的共同的修正參數。控制部9可以生成與所有的第1分歧圖案相關的共同的修正參數，亦可對多種第1分歧圖案進行與分歧參數的近似度相應的分組，以各組為單位生成共同的平衡參數。分歧參數例如是分歧數、輸出比(輸出目標值)、縱分歧量、單獨像差修正量等。在圖16所示的例子中，控制部9進行與作為分歧參數的輸出比的近似度相應的分組，以區域A、區域B、區域C各自的組為單位生成平衡參數。

在第5處理中，控制部9執行利用平衡參數修正計算式並依據修正後的計算式生成第2分歧圖案的處理、和在加工程序時將第2分歧圖案設定並顯示於反射型空間光調變器34的處理。控制部9亦可取得顯示加工程序中的分歧參數的資訊，根據與該分歧參數對應的組的平衡參數來修正計算式。圖17和圖18是說明與分歧參數對應的平衡參數的運用的圖。控制部9例如亦可根據在GUI111的設定畫面(參照圖7和圖8)中接收到的資訊，取得顯示分歧數的資訊作為顯示加工程序中的分歧參數的資訊，如圖17所示，確定與分歧數對應的平衡參數，根據確定出的平衡參數來修正計算式。在圖17中顯示了在分歧數為2的情況下將2點分歧用平衡參數反映到計算式中，在分歧數為3的情況下將3點分歧用平衡參數反映到計算式中，在分歧數為4的情況下將4點分歧用平衡參數反映到計算式中。

控制部9例如亦可依據在GUI111的設定畫面(參照圖7和圖8)中接收到的資訊，取得顯示輸出比的資訊作為顯示加工程序中的分歧參數的資訊，確定與輸出比對應的平衡參數，根據確定出的平衡參數來修正計算式。例如，假設生成圖16所示這樣的、與輸出比對應的3個區域(區域A、區域B、區域C)的每一個的平衡參數。在該情況下，如圖18所示，控制部9例如在設為區域A所包含的輸出比的情況下，使區域A的平衡參數(圖18所示的平衡參數列表A)反映於計算式，在設為區域B所包含的輸出比的情況下，使區域B的平衡參數(圖18所示的平衡參數列表B)反映於計算式。

接著，參照圖19和圖20對應用了平衡參數的分歧圖案的生成處理進行說明。圖19和圖20是說明應用了平衡參數的分歧圖案的生成處理的流程圖。在圖19中，顯示了運用1個平衡參數的例子，在圖20中，顯示了切換運用複數個平衡參數的例子。

如圖19所示，首先，依據在GUI111的設定畫面中接收到的資訊(設計值)，導出第1分歧圖案，在反射型空間光調變器34中設定/顯示該第1分歧圖案(步驟S1：第1製程)。

接著，向顯示有第1分歧圖案的反射型空間光調變器34射出雷射光L1，向對象物100照射根據第1分歧圖案分歧為複數個雷射而開始雷射光照射(步驟S2：第2製程)。

接著，由檢測部17對來自對象物100的分歧光的反射光進行檢測(攝像)(步驟S3：第3製程)。

接著，依據攝像資料(反射光的檢測結果)，導出分歧後的各雷射光的輸出實測值，根據輸出實測值與期望的輸出比(輸出目標值、設計值)的誤差，生成平衡參數(步驟S4：第4製程)。

最後，藉由平衡參數修正計算式，依據修正後的計算式生成第2分歧圖案，將所生成的第2分歧圖案設定/顯示於反射型空間光調變器34以用於加工程序(步驟S5：第5製程)。

接著，參照圖20，對切換運用複數個平衡參數的例子進行說明。如圖20所示，步驟S11~S14的處理與圖19的步驟S1~步驟S4的處理相同。但是，在步驟S14中，對多種第1分歧圖案進行與分歧參數的近似度相應的分組，以各組為單位分別生成平衡參數。

然後，取得顯示加工程序中的分歧參數的資訊(加工條件)，依據加工條件(例如輸出比)來切換平衡參數(步驟S15)。即，從複數個平衡參數中選擇符合加工條件的平衡參數。

最後，根據選擇出的平衡參數來修正計算式，依據修正後的計算式生成第2分歧圖案，將所生成的第2分歧圖案設定/顯示於反射型空間光調變器34以用於加工程序。

接著，對本實施方式的雷射加工裝置1的作用效果進行說明。

本實施方式的雷射加工裝置1是藉由向對象物100照射雷射光而在對象物100形成改質區域的雷射加工裝置，其包括：射出雷射光的光源單元8；對從光源單元8射出的雷射光進行調變的反射型空間光調變器34；檢測對象物100的雷射光的反射光的檢測部17；和控制部9，控制部9構成為，執行：第1處理，依據規定的計算式，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出目標值對應的第1分歧圖案，並將所生成的第1分歧圖案設定並顯示於反射型空間光調變器34；第2處理，控制光源單元8以使得在反射型空間光調變器34顯示有第1分歧圖案的狀態下射出雷射光；第3處理，控制檢測部17以檢測利用第1分歧圖案的分歧後的各雷射光的反射光；第4處理，依據檢測部17的檢測結果導出分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成對計算式進行修正的修正參數、即作為使輸出實測值接近輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數；和第5處理，根據平衡參數對計算式進行修正，依據修正後的計算式，生成第2分歧圖案，將所生成的第2分歧圖案設定並顯示於反射型空間光調變器34以用於加工程序。

在本實施方式的雷射加工裝置1中，在因應分歧後的各雷射光的輸出目標值生成的第1分歧圖案顯示於反射型空間光調變器34的狀態下射出雷射光，檢測來自對象物100的反射光，依據檢測結果導出各雷射光的輸出實測值。於是，在本雷射加工裝置1中，生成使輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數，藉由由該平衡參數修正後的計算式生成第2分歧圖案，將該第2分歧圖案顯示於反射型空間光調變器34以用於加工程序。根據這樣的結構，生成用於生成使依據實際檢測出的反射光而高精度地推定的輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的平衡參數。於是，在加工程序時，計算式被該平衡參數修正，生成能夠使分歧光的輸出比第1分歧參數更接近輸出目標值的第2分歧圖案，由此能夠將分歧光的輸出適當地調整為期望的值。如上所述，根據本實施方式的雷射加工裝置1，能夠將分歧光的輸出調整為期望的值，提高加工品質。

控制部9也可在第1處理中，生成分歧後的各雷射光的輸出目標值的組合互不相同的多種第1分歧圖案，在第4處理中，生成多種第1分歧圖案所包含的至少2個第1分歧圖案所涉及的共同的平衡參數。如此，藉由對於輸出目標值的條件互不相同的複數個第1分歧圖案生成共同的平衡參數，能夠使用相同的平衡參數分別生成特有的第2分歧圖案，與對於每個第1分歧圖案生成平衡參數的情況相比，能夠使平衡參數的生成處理和管理容易化。

控制部9亦可在第4處理中，對於多種第1分歧圖案，進行與平衡參數的近似度相應的分組，以各組為單位生成共同的平衡參數。例如，在對於所有的第1分歧圖案生成共同的1個平衡參數的情況下，在包含分歧參數彼此大不相同的第1分歧圖案等的情況下，藉由利用所生成的共同的平衡參數來修正計算式，也無法充分地提高所有的第2分歧圖案的精度(使分歧光的輸出接近輸出目標值的精度)。關於這一點，以分歧參數近似的組為單位生成共同的平衡參數，即，在分歧參數不近似的組間生成其他的平衡參數，由此能夠確保第2分歧圖案的精度(使分歧光的輸出接近輸出目標值的精度)。

控制部9亦可在第4處理中進行與作為分歧參數的輸出目標值的近似度相應的分組。由此，以輸出目標值近似的組為單位生成共同的平衡參數，所以能夠確保第2分歧圖案的精度(使分歧光的輸出接近輸出目標值的精度)。

控制部9亦可在第5處理中取得顯示加工程序中的分歧參數的資訊，根據與該分歧參數對應的組的平衡參數來修正計算式。由此，能夠顯示藉由由適於加工程序中的分歧參數的平衡參數修正後的計算式生成的第2分歧圖案來進行加工程序，能夠提高加工品質。

控制部9亦可在第1處理中生成使雷射光分歧到作為對象物100的厚度方向的垂直方向上的不同位置的第1分歧圖案。在實際的加工時，存在雷射向垂直方向上的不同位置分歧(縱分歧)的情況，藉由生成與該縱分歧相關的第1分歧圖案，能夠生成能夠使縱分歧的情況下的分歧光的輸出適當地接近輸出目標值的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數。

以上，對實施方式進行了說明，但本發明並不限定於上述實施方式。例如，關於平衡參數(修正參數)的生成，作為測量分歧後的各雷射光的輸出的方法，說明了藉由檢測部檢測來自對象物的反射光的方法，但並不限定於此。具體而言，平衡參數的生成所涉及的分歧後的各雷射光的輸出亦可用功率計測量。以下，參照圖21和圖22對利用了功率計的方式進行說明。

圖21是變形例的雷射加工裝置500的概略結構圖。如圖21所示，雷射加工裝置500在框體431內設置有雷射光源402、反射型空間光調變器403、4f光學系統441、遮光板420和聚光光學系統404。雷射加工裝置500是藉由將雷射光L聚光於對象物而在對象物形成改質區域的裝置。在此，例如，設想在雷射加工裝置500的製造時或調整時生成平衡參數的場景，作為加工物件的對象物未設置於工作臺(未圖示)。於是，用於測量雷射強度的功率計700設置於聚光光學系統404的下方(例如載置於工作臺(未圖示)上)，依據功率計700的雷射光的輸出測量結果來生成平衡參數(細節在後面敘述)。

雷射光源402利用螺釘等固定於框體431的頂板436，以使得在水平方向上射出雷射光L。反射型空間光調變器403對從雷射光源402射出的雷射光L進行調變，對從水平方向射入的雷射光L進行調變，並且相對於水平方向向斜上方反射。

4f光學系統441調整由反射型空間光調變器403調變後的雷射光L的波陣面形狀，具有第1透鏡441a和第2透鏡441b。第1透鏡441a和第2透鏡441b以如下方式配置在反射型空間光調變器403與聚光光學系統404之間的光路上：反射型空間光調變器403與第1透鏡441a之間的光路的距離成為第1透鏡441a的第1焦距，聚光光學系統404與第2透鏡441b之間的光路的距離成為第2透鏡441b的第2焦距，第1透鏡441a與第2透鏡441b之間的光路的距離成為第1焦距與第2焦距之和，第1透鏡441a和第2透鏡441b成為兩側遠心光學系統。根據該4f光學系統441，能夠抑制由反射型空間光調變器403調變後的雷射光L因空間傳播而波陣面形狀變化、像差增大。

遮光板420是具有使下述的第1加工光和第2加工光藉由的開口420a的光圈構件。遮光板420設置在第1透鏡441a與第2透鏡441b之間的傅立葉面(即，包含共焦點O的面)上。如後面所述，一邊變更由遮光板420遮光的雷射光L的範圍，一邊利用功率計700實施分歧光的輸出測量。另外，遮光板420切割雷射光L的位置亦可不一定是聚光點最縮小的位置，只要是傅立葉面的附近即可。

聚光光學系統404將由雷射光源402射出並由反射型空間光調變器403調變後的雷射光L聚光於功率計700。該聚光光學系統404構成為包含複數個透鏡，經由構成為包含壓電元件等的驅動單元432而設置於框體431的底板433。

在如以上所構成的雷射加工裝置500中，從雷射光源402射出的雷射光L在框體431內在水平方向行進後，被反射鏡405a向下方反射，利用衰減器407調整光強度。然後，由反射鏡405b在水平方向上反射，利用光束均質器460使雷射光L的強度分佈均勻化而射入到反射型空間光調變器403。

射入到反射型空間光調變器403的雷射光L透過作為顯示於液晶層的調變圖案的分歧圖案，由此根據該調變圖案而被調變(分歧)。這樣的調變圖案(分歧圖案)是控制部450因應分歧後的各雷射光的輸出目標值生成的。分歧後的各雷射之後被反射鏡406a向上方反射，被λ/2波長板428變更偏振方向，被反射鏡406b向水平方向反射而射入到4f光學系統441。

4f調整波陣面形狀，以使得射入到光學系統441的雷射光L以平行光射入到聚光光學系統404。具體而言，分歧後的各雷射光L透過第1透鏡441a而收束，被反射鏡419向下方反射，經過共焦點O而發散，並且透過第2透鏡441b而再次收束成平行光。然後，雷射光L依次透過分色鏡410、438而射入到聚光光學系統404，由聚光光學系統404聚光於功率計700。

另外，雷射加工裝置500亦可在框體431內設置用於觀察相對於對象物的雷射射入面的表面觀察單元411和用於對聚光光學系統404與對象物的距離進行微調整的AF(Auto Focus：自動對焦)單元412。表面觀察單元411具有觀察用光源411a和檢測器411b。

且，雷射加工裝置500包括由CPU、ROM、RAM等構成的控制部450作為用於控制該雷射加工裝置500的構件。該控制部450控制雷射光源402，調節從雷射光源402射出的雷射光L的輸出、脈衝寬度等。另外，控制部450控制框體431、工作臺(未圖示)的位置和驅動單元432的驅動。

另外，控制部450對反射型空間光調變器403中的各圖元電極施加規定電壓，使液晶層顯示規定的調變圖案(分歧圖案)，由此，使雷射光L在反射型空間光調變器403中被期望地調變(分歧)。在此，顯示於液晶層的調變圖案被預先生成並存儲於控制部450。該調變圖案包含用於修正在雷射加工裝置500中產生的個體差異(例如，在反射型空間光調變器403的液晶層中產生的失真)的個體差異修正圖案、用於修正球面像差的球面像差修正圖案等。

在如以上所構成的雷射加工裝置500中實施的雷射加工方法包括：第1製程，依據規定的計算演算法，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出目標值對應的第1分歧圖案，將所生成的第1分歧圖案設定並顯示於反射型空間光調變器403；第2製程，向顯示有第1分歧圖案的反射型空間光調變器403射出雷射光，利用功率計700測量由第1分歧圖案分歧為複數個雷射光，由此導出分歧後的各雷射光的輸出實測值；和第3製程，生成並輸出對計算演算法進行修正的修正參數、即作為使輸出實測值接近輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數。在第2製程中，實施一邊利用遮光板420遮擋分歧後的各雷射光的一部分一邊利用功率計700進行輸出測量的遮光時輸出測量處理，在該遮光時輸出測量處理中，一邊變更被遮光板420遮擋的雷射光的範圍一邊利用功率計700進行輸出測量。

圖22是說明利用功率計700的分歧後的各雷射光的輸出導出的圖。圖22(a)顯示從反射型空間光調變器403到達功率計700的分歧光。圖22(b)顯示設置於傅立葉面(即，包含共焦點O的面)的遮光板420的位置。

如圖22(a)所示，透過了顯示於反射型空間光調變器403的液晶層的第1分歧圖案的雷射被第1分歧圖案分歧為複數個(在此為3個)。分歧後的各雷射經由第1透鏡441a到達傅立葉面(包含共焦點O的面)。在傅立葉面上設置有遮光板420。然後，經過共焦點O而發散的雷射透過第2透鏡441b，被聚光光學系統404聚光於功率計700，利用功率計700進行輸出測量(遮光時輸出測量處理)。

在此，在遮光時輸出測量處理中，使設置於傅立葉面的遮光板420的位置連續地變化。例如，如圖22(b)所示，在遮光時輸出測量處理的最初的步驟(STEP1)中，在對分歧後的各雷射(-1次、0次、1次)均不遮光的位置配置遮光板420。在該情況下，在功率計700中，測量包含全部的雷射(-1次、0次、1次)的輸出的輸出資料P1。在下一步驟(STEP2)中，在僅對分歧後的各雷射(-1次、0次、1次)中的1次雷射進行遮光的位置配置遮光板420。在該情況下，在功率計700中，測量包含2個雷射(-1次、0次)的輸出的輸出資料P2。在最後的步驟(STEP3)中，在分歧後的各雷射(-1次、0次、1次)中的0次和1次的雷射被遮光的位置配置遮光板420。在該情況下，在功率計700中，測量包含1個雷射(-1次)的輸出的輸出資料P3。

如此，一邊用遮光板420遮擋雷射光的一部分一邊進行依據功率計700的測量，由此全部的雷射(-1次、0次、1次)中的-1次的雷射光的輸出比率為P3/P1，0次的雷射光的輸出比率為(P2-P3)/P1，+1次的雷射光的輸出比率為(P1-P2)/P1，所以能夠導出分歧後的各雷射光的輸出實測值。另外，遮光板420的配置變更可以手動進行，亦可藉由控制部450的控制自動進行。

根據這樣的雷射加工方法，在因應分歧後的各雷射光的輸出目標值設定的第1分歧圖案被設定於反射型空間光調變器403的狀態下射出雷射光，利用功率計700測量由第1分歧圖案分歧為複數個雷射光，依據測量結果導出分歧後的各雷射光的輸出實測值。於是，在本雷射加工方法中，生成並輸出使輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的生成所涉及的平衡參數。根據這樣的結構，生成用於生成使由功率計700實際測量出的輸出實測值接近輸出目標值的第2分歧圖案的平衡參數。如此，藉由生成平衡參數以使得實際測量出的輸出接近目標值，在加工程序時利用該平衡參數對計算演算法進行修正，生成能夠使分歧光的輸出比第1分歧參數更接近輸出目標值的第2分歧圖案，由此能夠將分歧光的輸出適當地調整為期望的值。如上所述，根據本雷射加工方法，能夠將分歧光的輸出調整為期望的值，提高加工品質。

另外，在第2製程中，實施一邊利用遮光板420遮擋分歧後的各雷射光的一部分一邊利用功率計700進行輸出測量的遮光時輸出測量處理，在該遮光時輸出測量處理中，一邊變更被遮光板420遮擋的雷射光的範圍，一邊利用功率計700進行輸出測量。如此，藉由一邊變更由遮光板420遮光的雷射光的範圍，一邊分別利用功率計700進行輸出測量，能夠適當地導出分歧後的各雷射光的輸出。

1,500:雷射加工裝置 1a:裝置框架 2:光纖 2a:連接端部 5,6:移動機構 7:支承部 8:光源單元 9:控制部 10A,10B:雷射加工頭 11:框體 12:射入部 13:調整部 14:聚光部 15:分色鏡 16:測定部 17:檢測部 18:驅動 19:電路部 20:分束器 21:第1壁部 22:第2壁部 23:第3壁部 24:第4壁部 25:第5壁部 26:第6壁部 26a:孔 27:底座 28:螺栓 29:光學基座 31:衰減器 32:擴束器 33:鏡 34:反射型空間光調變器 35:成像光學系統 51:固定部 53:移動部 55:安裝部 61:固定部 63,64:移動部 65,66:安裝部 65a,66a:底板 65b,66b:安裝板 81,82:光源 81a,82a:射出部 100:對象物 111:GUI 211:加工條件選擇按鈕 212:分歧數欄 213:索引欄 214:影像圖 214a:顯示部 214b:輸出輸入欄 215:加工Z高度欄 216:加工速度欄 217:條件切換方法按鈕 221:分歧方向選擇按鈕 222:分歧數欄 223:分歧間距輸入欄 224:分歧間距列數輸入欄 225:分歧間距輸入欄 226:索引欄 227:光軸影像圖 228:往復路徑選擇按鈕 229:平衡調整開始按鈕 402:雷射光源 403:反射型空間光調變器 404:聚光光學系統 405a,405b:鏡 406a,406b:鏡 407:衰減器 410,438:分色鏡 411:表面觀察單元 411a:觀察用光源 411b:檢測器 412:AF(Auto Focus)單元 419:鏡 420:遮光板 420a:開口 431:框體 433:底板 436:頂板 441:4f光學系統 441a:第1透鏡 441b:第2透鏡 450:控制部 460:光束均質器 700:功率計 A,B,C:區域 A1,A2:直線 BPx,BPy:分歧間距 C1:加工進行方向 C2:傾斜方向 L1,L2:雷射光 L10:測定光 L20:觀察光 PP:脈衝間距 SA:改質光點 α:分歧角度

[圖1]是實施形態的雷射加工裝置的立體圖。 [圖2]是圖1所示的雷射加工裝置的一部分的正面圖。 [圖3]是圖1所示的雷射加工裝置的雷射加工頭的正面圖。 [圖4]是圖3所示的雷射加工頭的側視圖。 [圖5]是圖3所示的雷射加工頭的光學系統的結構圖。 [圖6]是用於說明複數個改質光點的俯視圖。 [圖7]是顯示GUI的設定畫面的一個例子的圖。 [圖8]是顯示GUI的設定畫面的管理者模式的例子的圖。 [圖9]是顯示2點分歧時的各輸出比率中的實測值相對於設計值的誤差的表。 [圖10]是顯示3點分歧時的各輸出比率中的實測值相對於設計值的誤差的表。 [圖11]是顯示4點分歧時的各輸出比率中的實測值相對於設計值的誤差的表。 [圖12]是說明縱分歧的方式的圖。 [圖13]是顯示將無縱分歧地取得的平衡參數應用於有縱分歧(VD16)的加工的情況下之各輸出比率下的實測值相對於設計值的誤差的表。 [圖14]是顯示在有縱分歧(VD16)時取得的平衡參數應用於有縱分歧(VD16)的加工的情況下，各輸出比率下之實測值相對於設計值的誤差的表。 [圖15]是顯示縱分歧量與最大誤差的關係的表。 [圖16]是顯示對每個區域應用平衡參數的情況下之各輸出比率下的實測值相對於設計值的誤差的表。 [圖17]是說明與分歧參數對應的平衡參數的運用的圖。 [圖18]是說明與分歧參數相應的平衡參數的運用的圖。 [圖19]是說明應用了平衡參數的分歧圖案的生成處理的流程圖。 [圖20]是說明應用了平衡參數的分歧圖案的生成處理的流程圖。 [圖21]是變形例的雷射加工裝置的概略結構圖。 [圖22]是說明利用了功率計的分歧後的各雷射光的輸出導出的圖。

1:雷射加工裝置

1a:裝置框架

2:光纖

5,6:移動機構

7:支承部

8:光源單元

9:控制部

10A,10B:雷射加工頭

51:固定部

53:移動部

55:安裝部

61:固定部

63,64:移動部

65,66:安裝部

81,82:光源

81a,82a:射出部

100:對象物

Claims (9)

1. 一種雷射加工裝置，是藉由對對象物照射雷射光而在前述對象物形成改質區域的雷射加工裝置，其特徵為具備： 射出前述雷射光的光源； 對從前述光源射出的前述雷射進行調變的空間光調變器； 檢測前述對象物的前述雷射光的反射光的檢測部；和 控制部， 前述控制部係執行： 第1處理，依據規定的計算演算法，生成作為使前述雷射光分歧為複數個分歧圖案的與分歧後的各雷射光的輸出目標值相應的第1分歧圖案，將所生成的前述第1分歧圖案設定並顯示於前述空間光調變器； 第2處理，以在前述第1分歧圖案被顯示於前述空間光調變器的狀態下射出前述雷射光的方式控制前述光源； 第3處理，以檢測利用前述第1分歧圖案的分歧後的各雷射光的前述反射光的方式，控制前述檢測部； 第4處理，依據前述檢測部的檢測結果導出前述分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成修正前述計算演算法且作為使前述輸出實測值接近前述輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數；及 第5處理，藉由前述修正參數修正前述計算演算法，依據修正後的前述計算演算法，生成前述第2分歧圖案，將所生成的前述第2分歧圖案設定並顯示於前述空間光調變器以用於加工程序。
2. 如請求項1的雷射加工裝置，其中， 前述控制部， 在前述第1處理中，生成前述分歧後的各雷射光的輸出目標值的組合互不相同的多種前述第1分歧圖案， 在前述第4處理中，生成前述多種第1分歧圖案所包含的至少2個前述第1分歧圖案所涉及的共同的前述修正參數。
3. 如請求項2的雷射加工裝置，其中， 前述控制部在前述第4處理中，對於前述多種第1分歧圖案，進行與分歧參數的近似度相應的分組，以各組為單位生成共同的前述修正參數。
4. 如請求項3的雷射加工裝置，其中， 前述控制部在前述第4處理中，進行與作為前述分歧參數的前述輸出目標值的近似度相應的前述分組。
5. 如請求項3或4的雷射加工裝置，其中， 前述控制部在前述第5處理中，取得顯示前述加工程序中的分歧參數的資訊，根據與該分歧參數對應的組的前述修正參數來修正前述計算演算法。
6. 如請求項1至5中任一項的雷射加工裝置，其中， 前述控制部在前述第1處理中，生成使前述雷射光分歧到作為前述對象物的厚度方向的垂直方向上的不同的位置的前述第1分歧圖案。
7. 一種雷射加工方法，係藉由對對象物照射雷射光而在前述對象物形成改質區域的雷射加工方法，其特徵為包含： 第1製程，依據規定的計算演算法，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出目標值相應的第1分歧圖案，將所生成的前述第1分歧圖案設定並顯示於空間光調變器； 第2製程，向顯示有前述第1分歧圖案的前述空間光調變器射出雷射光，將根據前述第1分歧圖案分歧為複數個雷射光照射於前述對象物； 第3製程，檢測分歧後的各雷射光的來自前述對象物的反射光； 第4製程，依據前述反射光的檢測結果，導出前述分歧後的各雷射光的輸出實測值，生成修正前述計算演算法且作為使前述輸出實測值接近前述輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數；及 第5製程，根據前述修正參數對前述計算演算法進行修正，依據修正後的前述計算演算法，生成前述第2分歧圖案，將所生成的前述第2分歧圖案設定並顯示於前述空間光調變器以用於加工程序。
8. 一種雷射加工方法，其特徵為包含： 第1製程，依據規定的計算演算法，生成作為使雷射光分歧為複數個分歧圖案亦即與分歧後的各雷射光的輸出目標值對應的第1分歧圖案，將所生成的前述第1分歧圖案設定並顯示於空間光調變器； 第2製程，向顯示有前述第1分歧圖案的前述空間光調變器射出雷射光，利用功率計測量由前述第1分歧圖案分歧為複數個雷射光，由此導出分歧後的各雷射光的輸出實測值；和 第3製程，生成並輸出修正前述計算演算法且作為使前述輸出實測值接近前述輸出目標值的分歧圖案的第2分歧圖案的生成所涉及的修正參數。
9. 如請求項8的雷射加工方法，其中， 在前述第2製程中，實施一邊利用遮光板遮擋前述分歧後的各雷射光的一部分一邊利用前述功率計進行輸出測量的遮光時輸出測量處理，在該遮光時輸出測量處理中，一邊變更被前述遮光板遮擋的雷射光的範圍一邊利用前述功率計進行輸出測量。

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