TWI586467B - Laser alignment of the laser beam and the use of laser optical axis alignment method of laser processing device - Google Patents

Description

雷射的光軸對準方法及使用雷射的光軸對準方法之雷射加工裝置

本發明是關於調整對工件(workpiece)進行的加工所利用的雷射光的光軸的對準(optical-axis alignment)之雷射的光軸對準方法及使用雷射的光軸對準方法之雷射加工裝置。

由雷射振盪器(laser oscillator)輸出的雷射光會因雷射振盪器內及/或配備於光程(optical path)上的光學構件的溫度變化而使所設定的光軸經時地變化，或者由於裝置的老化(aging)而有光軸偏移的傾向。因此，對該光軸的偏移進行校準(alignment)的方法被提出及實施。

例如將由雷射源(laser source)輸出的雷射光分岔成加工束與監視束(monitor beam)，更進一步將監視束分岔，藉由配備於被分岔的監視束的光程上之由4分割的光電二極體(photodiode)構成的位置檢測感測器各自接收兩監視束。由各光電二極體中的受光面積求入射位置的中心的偏移量，依照該偏移量調整配備於光程上的射束角度補 正部的兩個鏡子的角度，並且使該鏡子旋轉並進行傾斜補正(參照專利文獻1)。

[專利文獻1]日本國特開平2005-118815號公報

但是，在習知的方法中有如下的問題。藉由4分割光電二極體檢測的監視束為了求距其中心位置的偏移量，需將具有規定的直徑的監視束照射到4分割的二維平面上。而且，被以規定的面積接收的監視束會因光軸的偏移而偏向。因此，因在兩監視束包含有水平方向與垂直方向的成分，故為了僅抽出一方的偏移方向的成分的運算處理煩雜，產生承受運算負荷之問題。

而且，為了補正光軸的偏移，不僅反射鏡的角度補正，也需使反射鏡旋轉而進行傾斜補正，也產生裝置構成及控制處理變的複雜之問題。

本發明是鑒於這種情況所進行的創作，其主要的目的為提供一種雷射的光軸對準方法及使用雷射的光軸對準方法之雷射加工裝置，能以單純的運算處理求由雷射振盪器輸出的雷射光的光軸的偏移，並且能以短時間有效地進行光軸的對準。

本發明為了達成這種目的，採取如下的構成。

也就是說，本發明為一種雷射的光軸對準方法，調整由雷射振盪器輸出的雷射光的光軸，其特徵包含：藉由第一反射構件將前述由雷射振盪器輸出的雷射光 反射於與該雷射光的行進方向交叉的第一方向之第一反射過程；藉由第二反射構件將藉由前述第一反射構件反射的雷射光反射於與該雷射光的行進方向交叉的第二方向之第二反射過程；藉由第一光學構件將藉由前述第二反射構件反射的雷射光分岔成焦點方向(focal direction)的雷射光與不同的方向的測定光之第一分岔過程；藉由第二光學構件將前述測定光分岔之第二分岔過程；檢測藉由第三光學構件使被分岔的一方的測定光對焦於第一位置檢測器的測定平面上的該焦點的位置之第一檢測過程；由前述測定光求光軸之對垂直方向的偏移之第一運算過程；在第二位置檢測器的測定平面上檢測被分岔的他方的測定光之第二檢測過程；除去包含於由於光軸的偏移而偏向，在前述第二檢測過程被檢測出的測定光之應在前述第一檢測過程被檢測的測定光，求水平方向的測定光的光軸的偏移之第二運算過程；依照在前述第一運算過程求出的光軸的偏移，變更第一反射構件及第二反射構件所具備的反射構件的任一方的角度而調整光軸之第一光軸調整過程；以及 在前述第一光軸調整過程調整光軸後，依照在第二運算過程求出的光軸的偏移，使前述第一反射構件及第二反射構件所具備的反射構件之中至少任一個往復移動於雷射光的入射方向或射出方向而調整光軸之第二光軸調整過程。

依照該方法，在第二分岔過程藉由第二光學構件分岔的測定光的一方藉由第三光學構件集光，被對焦於第一位置檢測器的平面上。也就是說，藉由集光並對焦於檢測面，使包含於測定光的水平成分被消除。因此，可藉由求平面上的焦點的位置座標，而容易僅求自基準位置的座標對垂直方向的角度的偏移。

而且，在第二分岔過程被分岔的他方的測定光在第二光學構件的表面反射並在第二位置檢測器的平面上被以規定的直徑檢測。當在光程上產生光軸的偏移時，因該測定光偏向，故在藉由第二位置檢測器檢測之具有規定的直徑的測定光包含有應藉由第一位置檢測器檢測之對垂直成分的角度的偏移的測定光。

若藉由第二位置檢測器檢測出的結果減藉由第一檢測器檢測出的結果，則可僅檢測不包含對垂直方向的角度造成的偏移量之水平方向的偏移量。

在第一運算過程中，僅求出光軸的角度偏移量，在第二運算過程中，僅求出光軸的水平方向的偏移量。因此，可藉由依照該兩偏移量，調整第一反射構件或第二反射構件的任一方的角度，實施光軸偏移的角度補正。

而且，不含角度偏移的垂直方向及水平方向的2軸的偏移量(所謂的移位偏移量)可藉由使第一反射構件及第二反射構件往復移動於雷射光的入射方向或射出方向而進行補正。

因此，無須如習知方法般，需對光軸的角度偏移與位置偏移的兩方調整互相關聯的兩處的反射構件的角度之複雜的運算。

而且，依照該方法，因對水平方向的偏移量使反射構件水平地往復移動而進行調整，故無須考慮由第二位置檢測器到第一反射構件的距離，及/或由第二位置檢測器到第二反射構件的距離而計算各偏移量。因此，對水平方向的偏移量，即使光學佈局(optical layout)變化也能適用相同的運算。

此外，在上述方法中，以比率算出伴隨在第一運算過程及第二運算過程求出的光軸偏移的調整的雷射光的補正距離，與補正後的雷射光到達規定位置的光學距離(optical path length)，以該算出結果的倒數為補正係數而求出，利用該補正係數較佳。

依照該方法，可將求出的補正係數利用於下次的光軸補正，可提高光軸的調整的精度。

而且，在上述方法中，使反射構件往復移動於與重力的作用方向交叉的水平方向較佳。

依照該方法，在反射構件移動於重力的作用方向的構成中，因產生反射構件微小地往復移動於該重力方向的追 逐現象(hunting phenomenon)，故與光學構件的溫度變化等造成的經時的變化的光軸偏移不同，發生射束散焦。但是，可藉由使反射構件往復移動於與重力的作用方向交叉的水平方向，迴避該追逐現象。因此，可精度更佳地進行光軸偏移的調整。

而且，本發明為了達成這種目的，採取如下的構成。

也就是說，一種雷射加工裝置，將雷射光照射到工件並進行加工，其特徵包含：輸出前述雷射光之雷射振盪器；具備使其反射於與前述雷射光的行進方向交叉的第一方向之第一反射構件，使該第一反射構件往復移動於雷射光的入射方向或射出方向之第一驅動機構；具備使其反射於與藉由前述第一反射構件反射的雷射光的行進方向交叉的第二方向之第二反射構件，使該第二反射構件往復移動於雷射光的入射方向或射出方向之第二驅動機構；變更前述第一反射構件或第二反射構件的一方的角度之第三驅動機構；將藉由前述第二反射構件反射的雷射光分岔成朝工件的雷射光與不同的方向的測定光之第一光學構件；將前述測定光分岔之第二光學構件；將被分岔的一方的測定光聚集之第三光學構件；在測定平面上檢測藉由前述第三光學構件集光並對焦的測定光的位置之第一位置檢測器； 在測定平面上檢測被分岔的他方的測定光的位置之第二位置檢測器；由藉由前述第一位置檢測器檢測出的測定光的檢測位置求由於光軸偏移造成之對加工面的法線方向的角度偏移，並且除去包含於由於該光軸的偏移而偏向，藉由第二位置檢測器檢測出的測定光之應藉由第一位置檢測器檢測之對加工面的法線方向的角度偏移成分的測定光，求水平方向的測定光的光軸的偏移之運算處理部；依照藉由前述運算處理部求出的角度的偏移，使第三驅動機構動作並變更第一光學構件或第二光學構件的角度而調整光軸，並且依照水平方向的測定光的水平方向的偏移，使前述第一驅動機構及第二驅動機構之中至少任一個往復移動於雷射光的入射方向或射出方向而調整光軸之控制部；以及將前述工件對焦之第四光學構件。

依照該構成，藉由第二光學構件分岔的測定光的一方藉由第三光學構件集光，被對焦於第一位置檢測器的平面上。因此，運算處理部可藉由求平面上的焦點的位置座標，消除水平方向的偏移量，僅求自基準位置對加工面的法線方向的光軸的角度偏移量。

而且，他方的測定光在第二光學構件的表面反射並在第二位置檢測器的二維平面上被以規定的直徑檢測。當在光程上產生光軸的偏移時，因該測定光偏向，故在藉由第二位置檢測器檢測之具有規定的直徑的測定光包含有應藉 由第一位置檢測器檢測之對加工面的法線方向的光軸的角度偏移的測定光。

但是，因可由藉由第一位置檢測器檢測出的測定光求對加工面的法線方向的光軸的角度偏移量，故若為補正藉由第一位置檢測器檢測出的角度偏移量後的話，則在藉由第二位置檢測器檢測出的測定光不存在垂直方向的光軸偏移，僅成為水平方向的偏移。因此，僅求自基準位置光軸之對水平方向的偏移。

因藉由運算處理部求出的兩偏移量被明確地分離成垂直方向與水平方向的偏移量，故垂直方向的偏移，亦即光軸的角度偏移可使光軸的角度變化而進行補正，水平方向的偏移，亦即光軸的平行的偏移可使光軸平行移動而進行補正。因此，無須如習知裝置般，使用兩處的反射構件的角度的組合而平行地挪移光軸的平行的偏移之複雜的運算處置，能以簡單的運算進行光軸對準，同時精度佳地對工件進行加工。

此外，在該構成中，運算處理部以比率算出伴隨求出的光軸偏移的調整的雷射光的補正距離，與補正後的雷射光到達加工面的光學距離，以該算出結果的倒數為補正係數而求出，包含記憶前述補正係數之記憶部，前述控制部藉由該補正係數補正光軸的偏移較佳。

依照該構成，可將記憶於記憶部的補正係數利用於下次的光軸補正，可提高光軸的調整的精度。

而且，在該構成中，第一驅動機構及第二驅動機構使第一反射構件及第二反射構件往復移動於與重力的作用方向交叉的水平方向較佳。

依照該構成，在反射構件移動於重力的作用方向的構成中，因產生反射構件微小地往復移動於該重力方向的追逐現象，故與光學構件的溫度變化等造成的經時的變化的光軸偏移不同，發生射束散焦。但是，可藉由使第一及第二反射構件往復移動於與重力的作用方向交叉的水平方向，迴避該追逐現象。因此，可精度更佳地進行光軸偏移的調整。

依照本發明的光軸對準方法及使用光軸對準方法之雷射加工裝置，可減輕求光軸的偏移的運算負荷，並且可依照藉由該運算求出的光軸的偏移量以簡單的構成進行光軸的對準。

1‧‧‧雷射振盪器

2‧‧‧第一光程變更用鏡子

3‧‧‧第一光軸調整部

3A‧‧‧第一鏡子

3B‧‧‧第一驅動機構

4‧‧‧擴束器

5‧‧‧衰減器

6‧‧‧第二光程變更用鏡子

7‧‧‧第二光軸調整部

7A‧‧‧第二鏡子

7B‧‧‧第二驅動機構

7C、7D‧‧‧致動器

8‧‧‧射束取樣器

9‧‧‧電流掃描器

10‧‧‧f θ透鏡

12‧‧‧分束器

13‧‧‧集光透鏡

14、15‧‧‧二維半導體位置檢測器

16‧‧‧Z掃描器

17‧‧‧物鏡

20‧‧‧控制部

21‧‧‧記憶部

22‧‧‧運算處理部

A‧‧‧加工光

B、B1、B1’、B1”、B2‧‧‧測定光

P1‧‧‧焦點位置

W‧‧‧工件

θ 1‧‧‧雷射光的光軸

θ 2‧‧‧旋轉軸

圖1是說明發明方法的原理之圖。

圖2是二維半導體位置檢測器周圍之放大視圖。

圖3是檢測測定光的光軸的偏移之模式圖。

圖4是說明求水平方向的光軸的偏移量的方法之圖。

圖5(a)是補正水平方向的角度偏移之動作說明圖，(b)是補正垂直方向的角度偏移之動作說明圖。

圖6(a)是水平方向的光軸對準之動作說明圖，(b)是垂直方向的光軸對準之動作說明圖

圖7是顯示雷射加工裝置的全體構成之斜視圖。

圖8是顯示雷射加工裝置的構成之方塊圖。

圖9是顯示變形例裝置的全體構成之斜視圖。

以下參照圖面說明本發明的一實施例。

<光軸對準方法>

圖1是說明本發明的雷射的光軸對準方法的原理之圖，圖2是二維半導體位置檢測器周圍之放大視圖。

如圖1及圖2所示，在由雷射振盪器1到工件W之間配備有擴束器(beam expander)4、第一鏡子3A、第二鏡子7A、射束取樣器(beam sampler)8及集光透鏡17。而且，在藉由射束取樣器8分岔的他方的雷射光B(以下稱為[測定光B])的光程上配備有分束器(beam splitter)12、集光透鏡13及二維半導體位置檢測器14。此處，設由分束器12朝二維半導體位置檢測器14去的雷射光為測定光B1。再者，在藉由分束器12分岔的他方的測定光B2的光程上配備有二維半導體位置檢測器15。

此外，第一鏡子3A相當於本發明的第一反射構件，第二鏡子7A相當於第二反射構件，射束取樣器8相當於申請專利範圍的第一光學構件，分束器12相當於第二光學構件。在本實施例中，射束取樣器8及分束器12不是被限定 於該光學構件，若為可將雷射光分岔成規定比率的光量之光學構件的話即可。

而且，集光透鏡13相當於申請專利範圍的第三光學構件，二維半導體位置檢測器14相當於第一位置檢測器，二維半導體位置檢測器15相當於第二位置檢測器。

此外，第二鏡子7A可繞雷射光的光軸θ 1調整角度，並且可繞旋轉軸θ 2調整角度而被配備。而且，以入射到第一鏡子3A與第二鏡子7A的雷射光對工件W的加工面，一方成為垂直入射，他方成為水平入射的配置而構成。θ 2的角度調整機構在第一鏡子3A具備也可以。

在上述構成中，如下所示實施光軸對準。由雷射振盪器1輸出的雷射光藉由擴束器4平行校正(collimate)成平行光。該雷射光藉由第一鏡子3A及第二鏡子7A反射到與雷射光交叉的方向，到達射束取樣器8。

射束取樣器8將雷射光分岔成預定的比率的光量的加工光A與測定光B。因以加工光A為主體，故被設定為測定光B其光量比加工光A小。

藉由射束取樣器8分岔的測定光B藉由分束器12更進一步被分岔成兩道測定光B1、B2。也就是說被分岔成：藉由分束器12分岔於正交方向的垂直成分的測定光B1；直進透過該分束器12之對加工面的法線方向的角度的偏移成分與水平成分結合的測定光B2。利用該被分岔的測定光B1及測定光B2，檢測垂直方向的光軸的偏移量與水平方向的光軸的偏移量。以下，針對各個檢測量的求出的方法進 行詳述。

<垂直方向的光軸偏移的檢測>

藉由集光透鏡13集光的測定光B1當光軸不產生偏移時，如圖3的實線所示，測定光B1的光軸通過集光透鏡13的中心而垂直入射，被對焦於二維半導體位置檢測器14的中心P0。當光軸的偏移產生時，圖中的以一點鏈線表示的測定光B1’雖然垂直入射到集光透鏡13，但有雷射光的光軸由集光透鏡13的中心位置水平偏移的情形。而且，有圖中的以虛線表示的測定光B1”由斜方向入射到集光透鏡13之角度偏移的情形。

當測定光B1’的入射水平偏移時，雖然測定光B1’入射到集光透鏡13的位置水平偏移，但因垂直入射到該集光透鏡13，故在二維半導體位置檢測器14的平面上的測定光B1’的焦點位置(focal position)被對焦於與無光軸偏移的正常的情形的焦點位置P0相同的位置。

當測定光B1”斜向偏移時，由斜方向入射到集光透鏡13的測定光B1”在維持入射角度下被集光。因此，在二維半導體位置檢測器14的平面上的焦點沿著X-Y平面上的一軸(Y軸)上顯現(例如圖中P1)。換言之，因藉由集光並對焦，水平方向的光軸的偏移被消除，故可僅檢測自基準位置對加工面的法線方向的角度偏移的量。可藉由求以不產生光軸偏移的情形的焦點位置為基準，由該基準位置的座標到測定光B1”的焦點位置P1的座標的距離，求出垂直方向的光軸的偏移量。此外，當包含後述的水平方向的偏 移時，焦點顯現於被合成在X-Y平面上的位置。

<檢測光軸之對水平方向的偏移>

測定光B2以被水平校正的射束直徑(beam diameter)被投影到二維半導體位置檢測器15。

但是，因藉由測定光B1求對加工面的法線方向的角度的偏移，故若先補正垂直成分的話，則可僅求剩下的水平成分。例如在調整第一鏡子3A或第二鏡子7A的角度並補正藉由二維半導體位置檢測器14檢測出的偏移量後，如圖4所示，若求被投影到二維半導體位置檢測器15的X-Y平面上的測定光B2的光軸座標的話即可。或者，即使是摻混有垂直成分與水平成分的二維半導體位置檢測器15的光軸座標減二維半導體位置檢測器14的運算結果的偏移量的方法，也能求水平成分的偏移量。

<光軸對準>

首先，進行光軸的角度偏移的對準。也就是說，藉由二維半導體位置檢測器14中的測定光B1的受光座標與基準座標求出對加工面的法線方向的角度的偏移量。根據該偏移量，與由二維半導體位置檢測器14到第二鏡子7A的距離，算出偏移角。依照該偏移角補正第二鏡子7A的角度。例如如圖5(a)所示，繞縱軸θ 1使第二鏡子7A旋轉並調整水平方向的反射角度。或者如圖5(b)所示，繞橫軸θ 2使第二鏡子7A旋轉並調整垂直方向的反射角度。

因在第二鏡子7A的角度的調整完了後，藉由二維半導體位置檢測器15檢測的偏移量僅為水平成分的偏移量，故 使第一鏡子3A與第二鏡子7A移動並補正該偏移量。此時，不產生角度偏移的光軸的偏移量(所謂的移位偏移量)與第一鏡子3A及第二鏡子7A的移動量和二維半導體位置檢測器15與第一鏡子3A及第二鏡子7A的距離無關成為等距離。

因此，當一求出偏移量，就依照該偏移量校準例如水平方向的光軸的偏移時，如圖6(a)所示，使第一鏡子3A往復移動於雷射光的射出方向。一使第一鏡子3A往復移動，雷射光之到達該第一鏡子3A的距離就變化。也就是說，在第一鏡子3A上的反射位置變化。反射位置已變化的雷射光到達第二鏡子7A的水平軸上的各個不同的位置。取代使上述的第一鏡子3A移動於射出方向，使其移動於入射方向也可以。也就是說，可僅藉由使第一鏡子3A往復移動於雷射光的入射方向或射出方向而補正水平方向的偏移。

當校準垂直方向的光軸的偏移時，如圖6(b)所示，依照偏移量使第二鏡子7A往復移動於雷射光的射出方向。一使第二鏡子7A往復移動，雷射光的到達距離就在垂直方向變化。也就是說，反射位置沿著垂直軸上下變化。取代使上述的第二鏡子7A移動於射出方向，使其移動於入射方向也可以。因此，可僅藉由使第二鏡子7A往復移動於雷射光的入射方向或射出方向而補正垂直方向的偏移。

如上述，可透過藉由集光透鏡13聚集藉由分束器12分岔的測定光B1，藉由二維半導體位置檢測器14檢測焦點位置，消除水平方向的光軸的偏移而僅檢測垂直方向的 光軸的偏移。而且，針對藉由二維半導體位置檢測器15檢測出的測定光B2，因藉由他方的二維半導體位置檢測器14求對加工面的法線方向的角度的偏移，故可忽略對加工面的法線方向的角度的偏移而求水平方向的偏移量。因此，無須如利用習知的由4分割的光電二極體構成的位置檢測器的情形，以甚至考慮了對加工面的法線方向的角度的偏移的複雜的算術運算式(arithmetic expression)求光軸的偏移量。

而且，若求對加工面的法線方向的角度的偏移量的話，則換算為了校準該偏移量的第一鏡子3A及第二鏡子7A的調整角度的話也可以。若求水平方向的偏移量的話，則套用使第一鏡子3A及第二鏡子7A往復移動的距離的話也可以。因此，能以簡單的運算處理及構成精度佳地進行光軸對準。

<雷射加工裝置>

針對利用上述雷射光的光軸對準方法之雷射加工裝置進行說明。圖7是顯示雷射加工裝置的全體構成之斜視圖。在本實施例裝置中，針對包含於上述方法的說明的同一構成要素，限於適宜附加同一符號。

雷射加工裝置在由雷射振盪器1到工件W之間具備：第一光程變更用鏡子2、第一光軸調整部3、擴束器4、衰減器(attenuator)5、第二光程變更用鏡子6、第二光軸調整部7、射束取樣器8、電流掃描器(galvano scanner)9及f θ透鏡10。在藉由射束取樣器8分岔的測定光B1的光 程上配備有光量調整用的濾光器(filter)11、分束器12、集光透鏡13及二維半導體位置檢測器14。再者，在藉由分束器12分岔的測定光B2的光程上配備有二維半導體位置檢測器15。以下針對各構成進行說明。

第一及第二光程變更用鏡子2、6是為了將雷射光的光程變更為任意的方向及距離之構件。因此，可將反射面調整成規定的任意的角度。

第一光軸調整部3是由如下的構件構成：配備於沿著導軌(guide rail)移動的可動台上之第一鏡子3A；如圖中的箭頭3S所示，移動可動台以使該第一鏡子3A水平往復移動於雷射光的射出方向之壓電元件(piezoelectric element)及/或脈衝馬達(pulse motor)等的當作致動器(actuator)發揮功能之第一驅動機構3B。第一鏡子3A被以傾斜姿勢配備，以便使朝垂直下方的雷射光反射到圖中的右方向。此外，第一驅動機構3B相當於申請專利範圍的第一驅動機構。

擴束器4將雷射光平行校正成平行光。

衰減器5例如為可變衰減器(variable attenuator)且可將雷射光衰減調整成任意的光量。

第二光軸調整部7是由如下的構件構成：配備於沿著導軌移動的可動台上之第二鏡子7A；如圖中的箭頭7S所示，移動可動台以使該第二鏡子7A水平往復移動於雷射光的射出方向之壓電元件及/或脈衝馬達等的當作致動器發揮功能之第二驅動機構7B。而且具備：繞圖中的縱軸θ 1 使第二鏡子7A旋轉之利用超音波等的致動器7C，及繞橫軸θ 2使第二鏡子7A旋轉之利用超音波等的致動器7D。也就是說，致動器7C、7D可將雷射光的反射角度變更成垂直及水平方向。此外，第二驅動機構7B相當於申請專利範圍的第二驅動機構，致動器7C、7D相當於申請專利範圍的第三驅動機構。

射束取樣器8將雷射光分岔成加工光A與測定光B。被設定為分岔的測定光B其光量比加工光A小。

電流掃描器9在加工面上的規定範圍掃描雷射光。藉由f θ透鏡10調整在該掃描過程中變化的焦點距離，並且調整因電流鏡(galvano-mirror)的角度變更所產生之在加工面上的雷射光的移動距離。

分束器12被設定，以使雷射光成垂直成分的測定光B1與水平成分的測定光B2的2等分。此外，分岔的光量的比例可藉由特性不同的分束器12適時地變更。

集光透鏡13將聚集的測定光B1對焦於二維半導體位置檢測器14的二維平面上。

二維半導體位置檢測器14檢測被對焦於X-Y的二維平面上的雷射光，將該檢測信號傳送到圖8所示的控制部20。

二維半導體位置檢測器15檢測被以規定的直徑投影到X-Y的二維平面上的雷射光，將該檢測信號傳送到控制部20。

控制部20如圖8所示具備記憶部21及運算處理部22。記憶部21預先記憶有：在無光軸的偏移的情形下藉由 二維半導體位置檢測器14、15檢測的基準位置座標，及/或雷射光的功率準位(power level)等的各種初始設定條件。

運算處理部22讀出藉由二維半導體位置檢測器14、15的各個檢測出而記憶於記憶部21的該信號，求基準位置座標與測定座標的距離，將該距離換算成第一鏡子3A及第二鏡子7A的水平移動距離。

控制部20依照藉由運算處理部22算出的距離，分別適時使第一驅動機構3B及第二驅動機構7B移動並進行光軸的對準。若該對準完了，則開始工件W的加工處理。此外，在工件W的加工處理中同時進行實施該對準也可以。

上述實施例裝置因在內部具備：為了實現上述的光軸對準方法之第一光軸調整部3、第二光軸調整部7、射束取樣器8、分束器12、集光透鏡13、二維半導體位置檢測器14及二維半導體位置檢測器15，故運算處理部22根據該兩二維半導體位置檢測器14、15的檢測結果，僅求運算負荷少的光軸之對加工面的法線方向的角度的偏移與水平方向的光軸的偏移的話也可以。

而且，關於水平方向的光軸偏移，若使第一鏡子3A及第二鏡子7A移動相當於透過該運算求出的距離的量於水平方向即可。因此，能以運算負荷少且簡單的構成實現光軸對準，同時可高精度地將工件加工。

而且，因上述實施例裝置為使第一鏡子3A及第二鏡子7A往復移動於與重力的作用方向正交的水平方向之構 成，故可迴避在移動於重力的作用方向的形態產生的追逐現象造成的散焦。

本發明不限於上述的實施例的構成，也能如下變形而實施。

(1)、在上述實施例中雖然為，在上述實施例裝置中為了將雷射光掃描於工件W上而利用電流掃描器9及f θ透鏡10之構成，但不是被限定於該構成。例如取代f θ透鏡10，如圖9所示，在射束取樣器8與電流掃描器9之間具備調整焦點距離之Z掃描器16與對焦的物鏡17之構成也可以。依照該構成，即使在加工處理過程中到工件W上的距離變化，也能將焦點保持在工件的規定位置。

而且，在上述實施例裝置及該變形例裝置中，使承載保持工件W的保持台水平及升降也可以。

(2)、在上述實施例中雖然調整第二鏡子7A的角度而補正了角度偏移，但不被限定於該形態。例如調整第一鏡子3A的角度也可以，且配設角度調整用的個別的鏡子之構成也可以。

(3)、在上述實施例中，在補正後藉由二維半導體位置檢測器15再檢測雷射光的受光座標，算出雷射光移動到想以先前的補正對應的座標的距離，與實際上雷射光移動的距離的比率，以該比率的倒數為係數，將該係數記憶於記憶部21也可以。也就是說，於在下次的雷射光的射出時乘以該係數的狀態下，實施藉由二維半導體位置檢測器15再檢測出的座標的再補正。

依照該構成，可提高雷射光的光軸偏移的補正精度。

在上述實施例中，雖然顯示了各自藉由第一驅動機構3B及第二驅動機構7B使第一鏡子3A及第二鏡子7A移動於雷射光的射出方向之形態，但使任一方或雙方移動於雷射的入射方向之形態也可以。

1‧‧‧雷射振盪器

3A‧‧‧第一鏡子

4‧‧‧擴束器

7A‧‧‧第二鏡子

8‧‧‧射束取樣器

12‧‧‧分束器

13‧‧‧集光透鏡

14、15‧‧‧二維半導體位置檢測器

17‧‧‧物鏡

A‧‧‧加工光

B、B1、B2‧‧‧測定光

W‧‧‧工件

θ 1‧‧‧雷射光的光軸

θ 2‧‧‧旋轉軸

Claims (6)

1. 一種雷射的光軸對準方法，調整由雷射振盪器輸出的雷射光的光軸，其特徵包含：藉由第一反射構件將該由雷射振盪器輸出的雷射光反射於與該雷射光的行進方向交叉的第一方向之第一反射過程；藉由第二反射構件將藉由該第一反射構件反射的雷射光反射於與該雷射光的行進方向交叉的第二方向之第二反射過程；藉由第一光學構件將藉由該第二反射構件反射的雷射光分岔成焦點方向的雷射光與不同的方向的測定光之第一分岔過程；藉由第二光學構件將該測定光分岔之第二分岔過程；檢測藉由第三光學構件使被分岔的一方的測定光對焦於第一位置檢測器的測定平面上的該焦點的位置之第一檢測過程；由該測定光求光軸之對垂直方向的偏移之第一運算過程；在第二位置檢測器的測定平面上檢測被分岔的他方的測定光之第二檢測過程；除去包含於由於光軸的偏移而偏向，在該第二檢測過程被檢測出的測定光之應在該第一檢測過程被檢測的測定光，求水平方向的測定光的光軸的偏移之第二運算過程； 依照在該第一運算過程求出的光軸的偏移，變更第一反射構件及第二反射構件所具備的反射構件的任一方的角度而調整光軸之第一光軸調整過程；以及在該第一光軸調整過程調整光軸後，依照在第二運算過程求出的光軸的偏移，使該第一反射構件及第二反射構件所具備的反射構件之中至少任一個往復移動於雷射光的入射方向或射出方向而調整光軸之第二光軸調整過程。
2. 如申請專利範圍第1項之雷射的光軸對準方法，其中以比率算出伴隨在該第一運算過程及第二運算過程求出的光軸偏移的調整的雷射光的補正距離，與補正後的雷射光到達規定位置的光學距離，以該算出結果的倒數為補正係數而求出，利用該補正係數。
3. 如申請專利範圍第1項之雷射的光軸對準方法，其中使該反射構件往復移動於與重力的作用方向交叉的水平方向。
4. 一種雷射加工裝置，將雷射光照射到工件並進行加工，其特徵包含：輸出該雷射光之雷射振盪器；具備使其反射於與該雷射光的行進方向交叉的第一方向之第一反射構件，使該第一反射構件往復移動於雷射光的入射方向或射出方向之第一驅動機構；具備使其反射於與藉由該第一反射構件反射的雷射光的行進方向交叉的第二方向之第二反射構件，使該第二反射構件往復移動於雷射光的入射方向或射出方向之第二驅 動機構；變更該第一反射構件或第二反射構件的一方的角度之第三驅動機構；將藉由該第二反射構件反射的雷射光分岔成朝工件的雷射光與不同的方向的測定光之第一光學構件；將該測定光分岔之第二光學構件；將被分岔的一方的測定光聚集之第三光學構件；在測定平面上檢測藉由該第三光學構件集光並對焦的測定光的位置之第一位置檢測器；在測定平面上檢測被分岔的他方的測定光的位置之第二位置檢測器；由藉由該第一位置檢測器檢測出的測定光的檢測位置求由於光軸偏移造成之對加工面的法線方向的角度偏移，並且除去包含於由於該光軸的偏移而偏向，藉由第二位置檢測器檢測出的測定光之應藉由第一位置檢測器檢測之對加工面的法線方向的角度偏移成分的測定光，求水平方向的測定光的光軸的偏移之運算處理部；依照藉由該運算處理部求出的角度的偏移，使第三驅動機構動作並變更第一光學構件或第二光學構件的角度而調整光軸，並且依照水平方向的測定光的水平方向的偏移，使該第一驅動機構及第二驅動機構之中至少任一個往復移動於雷射光的入射方向或射出方向而調整光軸之控制部；以及將該工件對焦之第四光學構件。
5. 如申請專利範圍第4項之雷射加工裝置，其中該運算處理部以比率算出伴隨求出的光軸偏移的調整的雷射光的補正距離，與補正後的雷射光到達加工面的光學距離，以該算出結果的倒數為補正係數而求出，包含記憶該補正係數之記憶部，該控制部藉由該補正係數補正光軸的偏移。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項之雷射加工裝置，其中該第一驅動機構及第二驅動機構使第一反射構件及第二反射構件往復移動於與重力的作用方向交叉的水平方向。