TWI590903B - Laser processing equipment - Google Patents

Description

雷射加工裝置 發明領域

本發明係有關於一種雷射加工裝置，且該雷射加工裝置係具備用以將振盪自雷射振盪器之雷射光線特別是作成平行光的平行度調整機能。

發明背景

於半導體元件製造步驟中，藉由於略呈圓板形狀的半導體晶圓之表面排列成格子狀被稱作切割道的分割預定線，劃分複數領域，並於該劃分之領域形成IC、LSI等之元件。又，藉由將半導體晶圓沿著切割道切斷，分割業已形成元件之領域而製造各個半導體晶片。又，於藍寶石基板之表面積層有光二極體等之受光元件或雷射二極體等之發光元件等的光元件晶圓亦藉由沿著切割道切斷，分割成各個光二極體、雷射二極體等之光元件，並廣泛地利用在電子機器中。

作為前述沿著切割道分割半導體晶圓或光元件晶圓等晶圓之方法，實用化者係以下方法，即：藉由沿著業已形成於晶圓之切割道照射脈衝雷射光線，形成雷射加工溝或於內部形成變質層，並沿著該雷射加工溝或變質層截斷。依此於晶圓等之被加工物施行雷射加工之雷射加工裝置係具備：夾頭台，係保持被加工物者；及雷射光線照射機構，係將雷射光線照射至業已保持於該夾頭台之被加 工物者。該雷射光線照射機構係由以下所構成，即：雷射振盪器，係振盪雷射光線者；及聚光器，係將該雷射振盪器所振盪的雷射光線聚光，並照射至業已保持於夾頭台之被加工物者(例如參照專利文獻1)。

前述用以實施雷射加工之雷射加工裝置係具備：夾頭台，係保持被加工物者；及雷射光線照射機構，係將雷射光線照射至業已保持於該夾頭台之被加工物者。該雷射光線照射機構係具備：雷射振盪器，係振盪雷射光線者；及聚光透鏡，係將振盪自該雷射振盪器之雷射光線聚光者。於此種雷射光線照射機構中，入射至聚光透鏡之雷射光線宜為具有預定之光束直徑之平行光束，然而，由於振盪自雷射振盪器之雷射光線具有發散角，因此，於雷射振盪器與聚光透鏡間，配設有用以將振盪自雷射振盪器之雷射光線作成平行的光束調整機構。

先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本專利公開公報特開2006-51517號公報

發明概要

又，利用前述光束調整機構之調整係操作者使光學系統露出，且於到達聚光器之光路將檢測雷射光線之光束直徑的檢測器定位在二處而進行檢測，並調整光束調整 機構，使所檢測的2個光束直徑構成相同直徑，因此，會有作業性差之問題。另，被導向聚光透鏡之雷射光線未必只是平行光，有時會調整成以例如0.1度之角度縮徑而使用。此種調整亦為操作者使光學系統露出，且於到達聚光器之光路將檢測雷射光線之光束直徑的檢測器定位在二處而進行檢測，並調整光束調整機構，使所檢測的2個光束直徑構成預定關係。

本發明係有鑑於前述事實而完成，並提供以下雷射加工裝置，即：具備可輕易地調整振盪自雷射振盪器之雷射光線之平行度等的調整機能者。

為了解決前述主要技術課題，若藉由本發明，則可提供一種雷射加工裝置，且該雷射加工裝置係具備：夾頭台，係保持被加工物者；雷射光束照射機構，係具有雷射振盪器，以及將藉由該雷射振盪器所發送的雷射光線聚光之聚光器，並將脈衝雷射光線照射至業已保持於該夾頭台之被加工物者；光束直徑調整機構，係配設於該雷射光線振盪器與該聚光器間，並調整振盪自該雷射光線振盪器之雷射光線之光束直徑者；光路變換鏡，係將業已通過該光束直徑調整機構之雷射光線朝該聚光器變換光路者；鏡定位機構，係將該光路變換鏡定位在作用位置與非作用位置，且前述作用位置係將業已通過該光束直徑調整機構之雷射光線導向該聚光器，前述非作用位置係使業已通過該光束直徑調整機構之雷射光線直行而導向檢測光路者；減 光機構，係配設於該檢測光路，並將業已導向該檢測光路之雷射光線減光者；拍攝機構，係檢測業已藉由該減光機構減光的雷射光線之光束直徑者；光路長度變更機構，係將拍攝機構沿著該檢測光路移動，藉此，變更光路長度者；及控制機構，係控制該拍攝機構與該光束直徑調整機構及該光路長度變更機構者；該控制機構係將該光路長度變更機構作動而將該拍攝機構定位在光路長度不同的二處，且於該二處將該拍攝機構作動而檢測雷射光線之光束直徑，並根據所檢測的該2個光束直徑，控制該光束直徑調整機構，使該2個光束直徑構成預定關係。

前述2個光束直徑之預定關係被設定為相同。

利用本發明之雷射加工裝置係具備：光束直徑調整機構，係配設於脈衝雷射振盪器與聚光器間者；光路變換鏡，係將業已通過光束直徑調整機構之雷射光線朝聚光器變換光路者；鏡定位機構，係將光路變換鏡定位在作用位置與非作用位置，且前述作用位置係將業已通過光束直徑調整機構之雷射光線導向聚光器，前述非作用位置係使業已通過光束直徑調整機構之雷射光線直行而導向檢測光路者；減光機構，係配設於檢測光路，並將業已導向檢測光路之雷射光線減光者；拍攝機構，係檢測業已藉由減光機構減光的雷射光線之光束直徑者；光路長度變更機構，係將拍攝機構沿著檢測光路移動，藉此，變更光路長度者；及控制機構，係控制拍攝機構與光束直徑調整機構及光路 長度變更機構者；控制機構係將光路長度變更機構作動而將拍攝機構定位在光路長度不同的二處，且於該二處將拍攝機構作動而檢測雷射光線之光束直徑，並根據所檢測的2個光束直徑，控制光束直徑調整機構，使2個光束直徑構成預定關係，因此，無需利用操作者將振盪自脈衝雷射光線振盪機構之脈衝雷射光線修正為平行光之作業，且可提升作業性。

1‧‧‧雷射加工裝置

2‧‧‧靜止基台

3‧‧‧夾頭台機構

4‧‧‧雷射光線照射單元支持機構

5‧‧‧雷射光線照射單元

6‧‧‧雷射光線照射機構

8‧‧‧控制機構

31，41，322，423‧‧‧導軌

32‧‧‧第1滑塊

33‧‧‧第2滑塊

34‧‧‧圓筒構件

35‧‧‧外罩台

36‧‧‧夾頭台

37‧‧‧加工進給機構

38‧‧‧第1分度進給機構

42‧‧‧可動支持基台

43‧‧‧第2分度進給機構

51‧‧‧單元架

53‧‧‧聚光點位置調整機構

60‧‧‧對準機構

61‧‧‧套管

62‧‧‧脈衝雷射光線振盪機構

63‧‧‧聚光器

64‧‧‧光束直徑調整機構

65‧‧‧光路變換鏡

66‧‧‧鏡定位機構

67‧‧‧檢測光路

68‧‧‧減光機構

69‧‧‧拍攝機構

70‧‧‧光路長度變更機構

71，644‧‧‧移動基台

72，643，662a‧‧‧支持基台

73，645，662‧‧‧移動機構

81‧‧‧中央處理裝置(CPU)

82‧‧‧唯讀記憶體(ROM)

83‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)

84‧‧‧計數器

85‧‧‧輸入介面

86‧‧‧輸出介面

321，331，511‧‧‧被導引溝

361‧‧‧吸附夾頭

362‧‧‧夾具

371，381，431，645a，662b， 731‧‧‧外螺紋桿

372，382，432，532，645b， 662c，732‧‧‧脈衝馬達

373，383，645c，662d，733‧‧‧軸承座 421‧‧‧移動支持部

422‧‧‧裝設部

621‧‧‧脈衝雷射光線振盪器

622‧‧‧反覆頻率設定機構

631‧‧‧物鏡聚光透鏡

641‧‧‧第1透鏡

642‧‧‧第2透鏡

645d，662e，734‧‧‧內螺紋塊

661‧‧‧鏡支持構件

681‧‧‧減光器

682‧‧‧ND濾光鏡

A‧‧‧第1檢測位置

B‧‧‧第2檢測位置

DA‧‧‧第1檢測信號

DB‧‧‧第2檢測信號

W‧‧‧被加工物

X，Y，Z‧‧‧箭頭記號

圖1係依據本發明所構成的雷射加工裝置之立體圖。

圖2係簡略地顯示裝備於圖1所示之雷射加工裝置的雷射光線照射機構之構造方塊圖。

圖3係裝備於圖1所示之雷射加工裝置的控制機構之方塊圖。

用以實施發明之形態

以下，參照附圖，更詳細地說明依據本發明所構成的雷射加工裝置之較佳實施形態。

圖1係顯示依據本發明所構成的雷射加工裝置之立體圖。圖1所示之雷射加工裝置1係具備：靜止基台2；夾頭台機構3，係於該靜止基台2配設成可朝箭頭記號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動，並保持被加工物者；雷射光線照射單元支持機構4，係於靜止基台2配設成可朝與前述X軸方向呈直交之箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動者；及雷射光線照射單元5，係於該雷射光線照射單元 支持機構4配設成可朝箭頭記號Z所示之聚光點位置調整方向(Z軸方向)移動者。

前述夾頭台機構3係具備：一對導軌31、導軌31，係沿著X軸方向平行地配設於靜止基台2上者；第1滑塊32，係於該導軌31、導軌31上配設成可朝X軸方向移動者；第2滑塊33，係於該第1滑塊32上配設成可朝箭頭記號Y所示之分度進給方向移動者；外罩台35，係藉由圓筒構件34支持於該第2滑塊33上者；及夾頭台36，係作為被加工物保持機構者。該夾頭台36係具備由多孔性材料所形成的吸附夾頭361，並構成為藉由未圖示之吸引機構，將屬於被加工物的例如圓盤狀之半導體晶圓，保持於吸附夾頭361之上面(保持面)。依此所構成的夾頭台36係藉由配設於圓筒構件34內未圖示之脈衝馬達來旋轉。另，於夾頭台36配設有用以固定後述環狀框架之夾具362。

前述第1滑塊32係於其下面設置一對與前述一對導軌31、導軌31嵌合的被導引溝321、被導引溝321，同時於其上面設置一對沿著Y軸方向平行地形成的導軌322、導軌322。依此所構成的第1滑塊32係藉由使被導引溝321、被導引溝321嵌合於一對導軌31、導軌31，構成為可沿著一對導軌31、導軌31朝X軸方向移動。圖示之實施形態中的夾頭台機構3係具備加工進給機構37，且該加工進給機構37係用以使第1滑塊32沿著一對導軌31、導軌31朝X軸方向移動。加工進給機構37包含有：外螺紋桿371，係平行地配設於前述一對導軌31與導軌31間者；及脈衝馬達372等之驅動源， 係用以旋轉驅動該外螺紋桿371者。外螺紋桿371係其一端支持於業已固定在前述靜止基台2之軸承座373，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達372之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿371係與業已形成於未圖示之內螺紋塊的貫通內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊係設置成於第1滑塊32之中央部下面突出。故，藉由利用脈衝馬達372將外螺紋桿371正轉及逆轉驅動，第1滑塊32可沿著導軌31、導軌31朝X軸方向移動。

前述第2滑塊33係於其下面設置一對與設置於前述第1滑塊32之上面的一對導軌322、導軌322嵌合的被導引溝331、被導引溝331，且藉由將該被導引溝331、被導引溝331嵌合於一對導軌322、導軌322，構成為可朝箭頭記號Y所示之分度進給方向移動。圖示之實施形態中的夾頭台機構3係具備第1分度進給機構38，且該第1分度進給機構38係用以使第2滑塊33沿著一對設置於第1滑塊32之導軌322、導軌322朝Y軸方向移動。第1分度進給機構38包含有：外螺紋桿381，係平行地配設於前述一對導軌322與導軌322間者；及脈衝馬達382等之驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿381者。外螺紋桿381係其一端支持於業已固定在前述第1滑塊32之上面之軸承座383，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達382之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿381係與業已形成於未圖示之內螺紋塊的貫通內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊係設置成於第2滑塊33之中央部下面突出。故，藉由利用脈衝馬達382將外螺紋桿381正轉及逆轉驅動，第2 滑塊33可沿著導軌322、導軌322朝Y軸方向移動。

前述雷射光線照射單元支持機構4係具備：一對導軌41、導軌41，係沿著箭頭記號Y所示之分度進給方向平行地配設於靜止基台2上者；及可動支持基台42，係於該導軌41、導軌41上配設成可朝Y軸方向移動者。該可動支持基台42係由以下所構成，即：移動支持部421，係於導軌41、導軌41上配設成可移動者；及裝設部422，係安裝於該移動支持部421者。裝設部422係於其中一側面平行地設置一對朝Z軸方向延伸之導軌423、導軌423。圖示之實施形態中的雷射光線照射單元支持機構4係具備第2分度進給機構43，且該第2分度進給機構43係用以使可動支持基台42沿著一對導軌41、導軌41朝Y軸方向移動。第2分度進給機構43包含有：外螺紋桿431，係平行地配設於前述一對導軌41、導軌41間者；及脈衝馬達432等之驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿431者。外螺紋桿431係其一端支持於業已固定在前述靜止基台2之未圖示之軸承座，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達432之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿431係與業已形成於未圖示之內螺紋塊的內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊係設置成於構成可動支持基台42的移動支持部421之中央部下面突出。故，藉由利用脈衝馬達432將外螺紋桿431正轉及逆轉驅動，可動支持基台42可沿著導軌41、導軌41朝Y軸方向移動。

雷射光線照射單元5係具備：單元架51；及雷射光線照射機構6，係安裝於該單元架51者。單元架51設置有 一對被導引溝511、被導引溝511，且前述一對被導引溝511、被導引溝511係可滑動地嵌合於一對設置在前述裝設部422之導軌423、導軌423，並藉由將該被導引溝511、被導引溝511嵌合於前述導軌423、導軌423，支持為可朝Z軸方向移動。

雷射光線照射單元5係具備聚光點位置調整機構53，且該聚光點位置調整機構53係用以使單元架51沿著一對導軌423、導軌423朝Z軸方向移動。聚光點位置調整機構53包含有：外螺紋桿(未圖示)，係配設於一對導軌423、導軌423間者；及脈衝馬達532等之驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿者；藉由利用脈衝馬達532將未圖示之外螺紋桿正轉及逆轉驅動，可使單元架51及雷射光線照射機構6沿著導軌423、導軌423朝Z軸方向移動。另，於圖示之實施形態中，構成為藉由將脈衝馬達532正轉驅動，使雷射光線照射機構6朝上方移動，並藉由將脈衝馬達532逆轉驅動，使雷射光線照射機構6朝下方移動。

雷射光線照射機構6包含有配置成實質上呈水平的圓筒形狀之套管61。又，如圖2所示，雷射光線照射機構6係具備：脈衝雷射光線振盪機構62，係配設於套管61內者；及聚光器63，係具備將藉由該雷射光線振盪機構62所振盪的雷射光線聚光之物鏡聚光透鏡631，並配設於套管61者。脈衝雷射光線振盪機構62係由以下所構成，即：脈衝雷射光線振盪器621，係由YAG雷射振盪器或YVO4雷射振盪器所構成者；及反覆頻率設定機構622，係附設於該脈衝 雷射光線振盪器621者。於圖示之實施形態中，依此所構成的脈衝雷射光線振盪機構62係振盪直徑為3mm之脈衝雷射光線。前述聚光器63係將藉由雷射光線振盪機構62所振盪的雷射光線聚光，並照射至業已保持於前述夾頭台36之被加工物W。

參照圖2繼續說明，圖示之實施形態中的雷射光線照射機構6係具備：光束直徑調整機構64，係配設於脈衝雷射光線振盪機構62與聚光器63間，並調整振盪自脈衝雷射光線振盪機構62之雷射光線之光束直徑者；光路變換鏡65，係將業已通過該光束直徑調整機構64之雷射光線朝聚光器63變換光路者；及鏡定位機構66，係將該光路變換鏡65定位在圖2中以實線所示之作用位置及以2點鏈線所示之非作用位置者。

於圖示之實施形態中，光束直徑調整機構64係具備：第1透鏡641，係由焦點距離為(f1=-50mm)之凹透鏡所構成者；及第2透鏡642，係配設成與該第1透鏡641隔著間隔(L=100mm)，並由焦點距離為(f2=+100mm)之凸透鏡所構成者。該第1透鏡641係配設於朝光軸方向(圖2中為左右方向)延伸之支持基台643上，第2透鏡642係裝設於移動基台644，且該移動基台644係於支持基台643上配設成可朝光軸方向移動。圖示之實施形態中的光束直徑調整機構64係具備移動機構645，且該移動機構645係使業已裝設第2透鏡642之移動基台644朝光軸方向(圖2中為左右方向)移動。移動機構645包含有：外螺紋桿645a，係沿著支持基台643配 設於光軸方向者；及脈衝馬達645b等之驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿645a者。外螺紋桿645a係其一端支持於業已固定在前述支持基台643之軸承座645c，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達645b之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿645a係與業已形成於內螺紋塊645d的貫通內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊645d係安裝於移動基台644。故，藉由利用脈衝馬達645b將外螺紋桿645a正轉及逆轉驅動，業已裝設第2透鏡642之移動基台644係沿著支持基台643移動。另，業已裝設第2透鏡642之移動基台644之移動量係設定為施加於脈衝馬達645b之驅動脈衝平均一脈衝為例如1μm。依此所構成的移動機構645之脈衝馬達645b係藉由後述控制機構來控制。

前述光路變換鏡65係將藉由前述脈衝雷射光線振盪機構62所振盪且業已通過光束直徑調整機構64之雷射光線，於圖2中朝下方變換方向而導向聚光器63。將光路變換鏡65定位在圖2中以實線所示之作用位置及以2點鏈線所示之非作用位置的鏡定位機構66係由以下所構成，即：鏡支持構件661，係支持光路變換鏡65者；及移動機構662，係使該鏡支持構件661於圖2中朝上下方向移動者。移動機構662包含有：支持基台662a，係朝上下方向延伸者；外螺紋桿662b，係沿著該支持基台662a配設於上下方向者；及脈衝馬達662c等之驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿662b者。外螺紋桿662b係其一端支持於業已固定在前述支持基台662a之軸承座662d，且可自由旋轉，其另一端則與 前述脈衝馬達662c之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿662b係與業已形成於內螺紋塊662e的貫通內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊662e係安裝於鏡支持構件661。故，藉由利用脈衝馬達662c將外螺紋桿662b正轉及逆轉驅動，支持光路變換鏡65之鏡支持構件661係沿著支持基台662a朝上下方向移動。若藉由依此所構成的移動機構662，將支持光路變換鏡65之鏡支持構件661定位在圖2中以實線所示之作用位置，則將藉由前述脈衝雷射光線振盪機構62所振盪且業已通過光束直徑調整機構64之雷射光線導向聚光器63。若藉由移動機構662，將支持光路變換鏡65之鏡支持構件661定位在圖2中以2點鏈線所示之非作用位置，則使藉由前述脈衝雷射光線振盪機構62所振盪且業已通過光束直徑調整機構64之雷射光線直行而導向檢測光路67。

參照圖2繼續說明，雷射光線照射機構6係具備：減光機構68，係配設於前述檢測光路67，並將業已導向該檢測光路67之雷射光線減光者；拍攝機構69，係檢測業已藉由該減光機構68減光的雷射光線之光束直徑者；及光路長度變更機構70，係將該拍攝機構69沿著檢測光路67移動，藉此，變更光路長度者。於圖示之實施形態中，減光機構68係由減光器681及ND濾光鏡682所構成。於圖示之實施形態中，前述拍攝機構69係藉由拍攝元件(CCD)所構成，並將所拍攝的影像信號傳送至後述控制機構。前述光路長度變更機構70係具備：移動基台71，係配設由前述減光器681及ND濾光鏡682所構成的減光機構68及拍攝機構69 者；支持基台72，係將該移動基台71支持為可沿著檢測光路67移動者；及移動機構73，係使移動基台71沿著支持基台72移動者；移動機構73包含有：外螺紋桿731，係沿著支持基台72而配設者；及脈衝馬達732等之驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿731者。外螺紋桿731係其一端支持於業已固定在前述支持基台72之軸承座733，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達732之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿731係與業已形成於內螺紋塊734的貫通內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊734係安裝於移動基台71。故，藉由利用脈衝馬達732將外螺紋桿731正轉及逆轉驅動，配設有減光機構68及拍攝機構69的移動基台71可沿著支持基台72移動。依此所構成的移動機構73之脈衝馬達732係藉由後述控制機構來控制。

回到圖1繼續說明，於構成前述雷射光線照射機構6的套管61配設有對準機構60，且該對準機構60係檢測應藉由雷射光線照射機構6進行雷射加工之加工領域。該對準機構60係藉由拍攝元件(CCD)等所構成，並將所拍攝的影像信號傳送至後述控制機構。

圖示之實施形態中的雷射加工裝置係具備圖3所示之控制機構8。圖3所示之控制機構8係藉由電腦所構成，並具備：中央處理裝置(CPU)81，係依據控制程式進行運算處理者；唯讀記憶體(ROM)82，係收納控制程式等者；隨機存取記憶體(RAM)83，係收納運算結果等並可讀寫者；計數器84；及輸入介面85與輸出介面86。於控制機構8之輸 入介面85輸入來自前述對準機構60、拍攝機構69等之檢測信號。又，自控制機構8之輸出介面86將控制信號輸出至構成前述加工進給機構37的脈衝馬達372、構成第1分度進給機構38的脈衝馬達382、構成第2分度進給機構43的脈衝馬達432、構成聚光點位置調整機構53的脈衝馬達532、雷射光線照射機構6之脈衝雷射光線振盪機構62、構成光束直徑調整機構64之移動機構645的脈衝馬達645b、構成鏡定位機構66之移動機構662的脈衝馬達662c、構成光路長度變更機構70之移動機構73的脈衝馬達732等。

圖示之實施形態中的雷射加工裝置係依前述所構成，以下說明其作用。藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線(直徑為3mm)若為平行光，則在光束直徑調整機構64之第1透鏡641及第2透鏡642如前述般配設時，會構成直徑為6mm之平行光。然而，雖然藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線大略為平行光，但是卻有稍微擴徑或縮徑之傾向。故，當藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線並非平行光時，必須修正為平行光。以下，主要參照圖2，說明檢測藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線是否為平行光，同時在並非平行光時修正為平行光之方法。

首先，控制機構8係將構成鏡定位機構66之移動機構662的脈衝馬達662c作動，並將支持光路變換鏡65之鏡支持構件661定位在圖2中以2點鏈線所示之非作用位置。又，控制機構8係將構成光路長度變更機構70之移動機構73 的脈衝馬達732作動，並將拍攝機構69定位在圖2中以箭頭記號A所示之第1檢測位置。若業已依此將光路變換鏡65定位在非作用位置，同時將拍攝機構69定位在第1檢測位置A，則控制機構8係將脈衝雷射光線振盪機構62作動而使脈衝雷射光線振盪。其結果，藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線係通過光束直徑調整機構64而導向檢測光路67，並利用由減光器681及ND濾光鏡682所構成的減光機構68減光而抵達拍攝機構69。拍攝機構69係拍攝業已到達的光，並將拍攝信號傳送至控制機構8。控制機構8係將傳送自拍攝機構69之拍攝信號作成第1檢測信號DA而暫時收納於隨機存取記憶體(RAM)83。其次，控制機構8係將構成光路長度變更機構70之移動機構73的脈衝馬達72作動，並將拍攝機構69定位在圖2中以箭頭記號B所示之第2檢測位置。又，控制機構8係將輸出自拍攝業已如前述般抵達拍攝機構69的光之拍攝機構69的拍攝信號作成第2檢測信號DB而暫時收納於隨機存取記憶體(RAM)83。

若業已如前述般將第1檢測信號DA與第2檢測信號DB暫時收納於隨機存取記憶體(RAM)83，則控制機構8係根據第1檢測信號DA求取光束直徑φ A，同時根據第2檢測信號DB求取光束直徑φ B(光束直徑檢測步驟)。又，控制機構8係核對前述光束直徑φ A與光束直徑φ B是否為相同或所設定的預定關係(通過光束直徑調整機構64而導向檢測光路67的脈衝雷射光線以例如0.1度之角度縮徑的預定關係)。當光束直徑φ A與光束直徑φ B為相同或所設定的預 定關係時，控制機構8係判斷為藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線屬於平行光或所設定的預定關係，並停止脈衝雷射光線振盪機構62之作動，同時將構成鏡定位機構66之移動機構662的脈衝馬達662c作動，並將支持光路變換鏡65之鏡支持構件661定位在圖2中以實線所示之作用位置。

當前述光束直徑φ A與光束直徑φ B並非相同或所設定的預定關係時，控制機構8係核對光束直徑φ A是否大於光束直徑φ B。當光束直徑φ A大於光束直徑φ B時，藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線會擴徑，因此，控制機構8係對光束直徑調整機構64實施縮徑步驟。該縮徑步驟會先將構成光束直徑調整機構64之移動機構645的脈衝馬達645b作動，並將業已裝設第2透鏡642之移動基台644朝接近第1透鏡641之方向(圖2中為左方)移動例如1mm。若業已依此將第2透鏡642朝接近第1透鏡641之方向移動，則控制機構8係將構成光路長度變更機構70之移動機構73的脈衝馬達732作動，並將拍攝機構69分別定位在第1檢測位置A及第2檢測位置B而實施前述光束直徑檢測步驟。又，控制機構8係核對藉由實施此次光束直徑檢測步驟所求取的前述光束直徑φ A與光束直徑φ B是否為相同或所設定的預定關係，當光束直徑φ A與光束直徑φ B為相同或所設定的預定關係時，判斷為藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線業已修正為平行光或所設定的預定關係，並停止脈衝雷射光線振盪機構62之作動，同時 將構成鏡定位機構66之移動機構662的脈衝馬達662c作動，並將支持光路變換鏡65之鏡支持構件661定位在圖2中以實線所示之作用位置。

當藉由實施此次光束直徑檢測步驟所求取的前述光束直徑φ A與光束直徑φ B並非相同或所設定的預定關係時，控制機構8係將構成光束直徑調整機構64之移動機構645的脈衝馬達645b作動，並將業已裝設第2透鏡642之移動基台644朝接近第1透鏡641之方向(圖2中為左方)移動例如100μm。又，控制機構8係實施前述光束直徑檢測步驟。依此作成而交互地實施前述縮徑步驟與光束直徑檢測步驟，並實施至光束直徑φ A與光束直徑φ B構成相同或所設定的預定關係。另，於前述縮徑步驟中，將業已裝設第2透鏡642之移動基台644朝接近第1透鏡641之方向(圖2中為左方)移動的距離係第3次例如為10μm，第4次例如為1μm而逐漸地縮短。

另一方面，當光束直徑φ B大於光束直徑φ A時，藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線會縮徑，因此，控制機構8係對光束直徑調整機構64實施擴徑步驟。該擴徑步驟會先將構成光束直徑調整機構64之移動機構645的脈衝馬達645b作動，並將業已裝設第2透鏡642之移動基台644朝離開第1透鏡641之方向(圖2中為右方)移動例如1mm。若業已依此將第2透鏡642朝離開第1透鏡641之方向移動，則控制機構8係將構成光路長度變更機構70之移動機構73的脈衝馬達732作動，並將拍攝機構69分別定位 在第1檢測位置A及第2檢測位置B而實施前述光束直徑檢測步驟。又，控制機構8係核對藉由實施此次光束直徑檢測步驟所求取的前述光束直徑φ A與光束直徑φ B是否為相同或所設定的預定關係，當光束直徑φ A與光束直徑φ B為相同或所設定的預定關係時，判斷為藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線業已修正為平行光或所設定的預定關係，並停止脈衝雷射光線振盪機構62之作動，同時將構成鏡定位機構66之移動機構662的脈衝馬達662c作動，並將支持光路變換鏡65之鏡支持構件661定位在圖2中以實線所示之作用位置。

當藉由實施此次光束直徑檢測步驟所求取的前述光束直徑φ A與光束直徑φ B並非相同或所設定的預定關係時，控制機構8係將構成光束直徑調整機構64之移動機構645的脈衝馬達645b作動，並將業已裝設第2透鏡642之移動基台644朝離開第1透鏡641之方向(圖2中為右方)移動例如100μm。又，控制機構8係實施前述光束直徑檢測步驟。依此作成而交互地實施前述擴徑步驟與光束直徑檢測步驟，並實施至光束直徑φ A與光束直徑φ B構成相同或所設定的預定關係。另，於前述擴徑步驟中，將業已裝設第2透鏡642之移動基台644朝離開第1透鏡641之方向(圖2中為右方)移動的距離係第3次例如為10μm，第4次例如為1μm而逐漸地縮短。

如前述，於光束直徑檢測步驟中，當於第1檢測位置A與第2檢測位置B所拍攝的脈衝雷射光線之光束直徑 φ A與光束直徑φ B並非相同或所設定的預定關係時，交互地實施前述縮徑步驟或擴徑步驟與光束直徑檢測步驟，並實施至光束直徑φ A與光束直徑φ B構成相同或所設定的預定關係，藉此，可將藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線修正為平行光或所設定的預定關係。若業已依此作成而將藉由脈衝雷射光線振盪機構62所振盪的脈衝雷射光線修正為平行光或所設定的預定關係，則將光路變換鏡65定位在圖2中以實線所示之作用位置，藉此，可藉由聚光器63，將業已修正為平行光或所設定的預定關係之脈衝雷射光線聚光而實施雷射加工。

如前述，圖示之實施形態中的雷射加工裝置係具備：光束直徑調整機構64，係配設於脈衝雷射光線振盪機構62與聚光器63間者；光路變換鏡65，係將業已通過光束直徑調整機構64之雷射光線朝聚光器63變換光路者；鏡定位機構66，係將光路變換鏡65定位在作用位置與非作用位置，且前述作用位置係將業已通過光束直徑調整機構64之雷射光線導向聚光器63，前述非作用位置係使業已通過光束直徑調整機構64之雷射光線直行而導向檢測光路67者；減光機構68，係配設於檢測光路67，並將業已導向檢測光路之雷射光線減光者；拍攝機構69，係檢測業已藉由減光機構68減光的雷射光線之光束直徑者；光路長度變更機構70，係將拍攝機構69沿著檢測光路67移動，藉此，變更光路長度者；及控制機構8，係控制拍攝機構69與光束直徑調整機構64及光路長度變更機構70者；控制機構8係將光路長 度變更機構70作動而將拍攝機構69定位在光路長度不同的二處，且於該二處將拍攝機構69作動而檢測雷射光線之光束直徑，並根據所檢測的2個光束直徑，控制光束直徑調整機構64，使2個光束直徑構成相同或所設定的預定關係，因此，無需利用操作者將振盪自脈衝雷射光線振盪機構62之脈衝雷射光線修正為平行光或所設定的預定關係之作業，且可提升作業性。

6‧‧‧雷射光線照射機構

36‧‧‧夾頭台

62‧‧‧脈衝雷射光線振盪機構

63‧‧‧聚光器

64‧‧‧光束直徑調整機構

65‧‧‧光路變換鏡

66‧‧‧鏡定位機構

67‧‧‧檢測光路

68‧‧‧減光機構

69‧‧‧拍攝機構

70‧‧‧光路長度變更機構

71，644‧‧‧移動基台

72，643，662a‧‧‧支持基台

73，645，662‧‧‧移動機構

621‧‧‧脈衝雷射光線振盪器

622‧‧‧反覆頻率設定機構

631‧‧‧物鏡聚光透鏡

641‧‧‧第1透鏡

642‧‧‧第2透鏡

645a，662b，731‧‧‧外螺紋桿

645b，662c，732‧‧‧脈衝馬達

645c，662d，733‧‧‧軸承座

645d，662e，734‧‧‧內螺紋塊

661‧‧‧鏡支持構件

681‧‧‧減光器

682‧‧‧ND濾光鏡

A‧‧‧第1檢測位置

B‧‧‧第2檢測位置

W‧‧‧被加工物

Claims (2)

1. 一種雷射加工裝置，係具備：夾頭台，係保持被加工物者；雷射光束照射機構，係具有雷射振盪器、以及將藉由該雷射振盪器所發送的雷射光線聚光之聚光器，並將脈衝雷射光線照射至業已保持於該夾頭台之被加工物者；光束直徑調整機構，係配設於該雷射振盪器與該聚光器間，並調整振盪自該雷射振盪器之雷射光線之光束直徑者；光路變換鏡，係將業已通過該光束直徑調整機構之雷射光線朝該聚光器變換光路者；鏡定位機構，係將該光路變換鏡定位在作用位置與非作用位置，且前述作用位置係將業已通過該光束直徑調整機構之雷射光線導向該聚光器，前述非作用位置係使業已通過該光束直徑調整機構之雷射光線直行而導向檢測光路者；減光機構，係配設於該檢測光路，並將業已導向該檢測光路之雷射光線減光者；拍攝機構，係檢測業已藉由該減光機構減光的雷射光線之光束直徑者；光路長度變更機構，係將該拍攝機構沿著該檢測光路移動，藉此變更光路長度者；及控制機構，係控制該拍攝機構與該光束直徑調整機構及該光路長度變更機構者； 該控制機構係將該光路長度變更機構作動而將該拍攝機構定位在光路長度不同的二處，且於該二處將該拍攝機構作動而檢測雷射光線之光束直徑，並根據所檢測的該2個光束直徑，控制該光束直徑調整機構，使該2個光束直徑構成預定關係。
2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工裝置，其中該2個光束直徑之預定關係被設定為相同。