TWI795424B - 雷射加工裝置 - Google Patents

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Abstract

一種雷射加工裝置，係具備有：支承部；雷射光源；反射型空間光調變器；聚光光學系統；成像光學系統；鏡；不經由聚光光學系統且與雷射光不同軸的方式，對加工對象物照射第1距離測量用雷射光，再接收其反射光，藉此取得雷射光射入面的位移資料之第1感測器；及經由聚光光學系統且與雷射光同軸的方式，對加工對象物照射第2距離測量用雷射光，再接收其反射光，藉此取得雷射光射入面的位移資料之第2感測器。從鏡到聚光光學系統之雷射光的光路係設定成沿著第1方向。從反射型空間光調變器經由成像光學系統而到達鏡之雷射光的光路係設定成沿著與第1方向垂直之第2方向。第1感測器係在與第1方向及第2方向垂直之第3方向上，配置於聚光光學系統的其中一方側。

Description

雷射加工裝置
本發明係關於雷射加工裝置。
在專利文獻1，記載有一雷射加工裝置，其具備有：保持工件之保持機構；及對保持於保持機構的工件照射雷射光之雷射光照設機構。在此雷射加工裝置，配置於從雷射振盪器到聚光鏡之雷射光的光路上的各構件是配置於1個框體內。框體係固定於立設在雷射加工裝置的基台之壁部。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5456510公報
[發明所欲解決之課題]
前述的雷射加工裝置會有具備感測器，該感測器是對加工對象物照射對象物用雷射光，再接收該距離測量用雷射光的反射光，藉此取得加工對象物的雷射光射入面之位移資料的情況。在這樣的情況，期望因應各種要求，能夠精度良好地獲得位移資料。又，即使在這樣的情況，亦能夠抑制裝置的大型化一事極為重要。
本發明的目的係在於提供既可抑制裝置的大型化，又可因應各種要求，精度良好地獲得加工對象物的雷射光射入面之位移資料的雷射加工裝置。 [用以解決課題之手段]
本發明的一態樣之雷射加工裝置，其特徵為具備有：支承加工對象物的支承部；射出雷射光的雷射光源；將雷射光一邊進行調變一邊進行反射的反射型空間光調變器；對加工對象物，將雷射光聚光之聚光光學系統；構成反射型空間光調變器的反射面與聚光光學系統的入瞳面處於成像關係的雙邊遠心光學系統之成像光學系統；將通過了成像光學系統的雷射光朝聚光光學系統反射之鏡；不經由聚光光學系統且與雷射光不同軸的方式，對加工對象物照射第1距離測量用雷射光，再接收該第1距離測量用雷射光的反射光，藉此取得加工對象物的雷射光射入面的位移資料之第1感測器；及經由聚光光學系統且與雷射光同軸的方式，對加工對象物照射第2距離測量用雷射光，再接收第2距離測量用雷射光的反射光，藉此取得雷射光射入面的位移資料之第2感測器，從鏡到聚光光學系統之雷射光的光路係設定成沿著第1方向，從反射型空間光調變器經由成像光學系統而到達鏡之雷射光的光路係設定成沿著與第1方向垂直之第2方向，第1感測器係在與第1方向及第2方向垂直之第3方向上，配置於聚光光學系統的其中一方側。
此雷射加工裝置，係具備將不經由聚光光學系統且與雷射光不同軸，照射第1距離測量用雷射光之第1感測器和經由聚光光學系統且與雷射光同軸，照射第2距離測量用雷射光之第2感測器雙方作為取得加工對象物的雷射光射入面(以下僅稱為[雷射光射入面])之位移資料的感測器。由於該等第1感測器及第2感測器分別具有不同的優點，故，可藉由適宜利用取得各自的優點處，可因應各種的要求，精度良好地取得位移資料。又，第1感測器係對配置有從反射型空間光調變器到聚光光學系統之雷射光的光路之平面，配置於其中一方側。亦即，對配置於從反射型空間光調變器到聚光光學系統之雷射光的光路之各構件，可效率良好地配置第1感測器。因此，若依據本發明的一態樣之雷射加工裝置的話，既可抑制裝置的大型化，又可因應可種要求，精度良好地獲得加工對象物的雷射光射入面之位移資料。
本發明的一態樣之雷射加工裝置，亦可為具備有至少支承反射型空間光調變器、聚光光學系統、成像光學系統、鏡及第1感測器之框體；及使框體沿著第1方向移動之移動機構，聚光光學系統及第1感測器係安裝於第2方向上之框體的一方的端部側，移動機構係安裝於第3方向上之框體的一方的側面。若依據此結構，既可抑制裝置的大型化，又可使反射型空間光調變器、聚光光學系統、成像光學系統、鏡及第1感測器作為一體而移動。
本發明的一態樣之雷射加工裝置，亦可為具備有複數個第1感測器，複數個第1感測器中的其中一個係在第3方向上配置於聚光光學系統的一方側，複數個第1感測器中的另一個係在第3方向上配置於聚光光學系統的另一方側。若依據此結構，對配置於從反射型空間光調變器到聚光光學系統之雷射光的光路之各構件，可效率良好地配置複數個第1感測器。
本發明的一態樣之雷射加工裝置，亦可為具備有：射出雷射光之雷射光源；將雷射光進行調變之空間光調變器；對加工對象物，將雷射光予以聚光之聚光光學系統；不經由聚光光學系統且與雷射光不同軸的方式，將第1距離測量用雷射光照射於加工對象物，再接收該第1距離測量用雷射光的反射光，藉此取得加工對象物的雷射光射入面的位移資料之第1感測器；及經由聚光光學系統且與雷射光同軸的方式，將第2距離測量用雷射光照射於加工對象物，再接收該第2距離測量用雷射光的反射光，藉此取得雷射光射入面的位移資料之第2感測器。
若依據此雷射加工裝置的話，由於該等第1感測器及第2感測器分別具有不同的優點，故，可藉由適宜利用取得各自的優點處，可因應各種的要求，精度良好地取得位移資料。
本發明的一態樣之雷射加工裝置，亦可為具備有使聚光光學系統沿著光軸移動之驅動機構、及控制驅動機構的驅動之控制部，控制部係依據以第1感測器所取得的位移資料及以第2感測器所取得的位移資料中的至少一個，驅動驅動機構，使得聚光光學系統追隨雷射光射入面。若依據此結構，例如，可利用以第1感測器所取得的位移資料及以第2感測器所取得的位移資料中的至少一個，使聚光光學系統移動，能讓雷射光射入面與雷射光的聚光點之距離維持成一定。 [發明效果]
若依據本發明的一態樣的話，能夠提供既可抑制裝置的大型化，又可因應可種要求，精度良好地獲得加工對象物的雷射光射入面之位移資料的雷射加工裝置。
以下，參照圖面等，詳細地說明關於實施形態。再者，在各圖中，會有對相同或相當的部分賦予相同的符號，並省略重複之說明之情況。
在實施形態之雷射加工裝置(後述)，藉由將雷射光聚光於加工對象物，沿著切斷預定線，在加工對象物形成改質區域。因此，首先，參照圖1至圖6說明關於改質區域的形成。
如圖1所示，雷射加工裝置100係具備有：將雷射光L進行脈衝振盪之雷射光源101；配置成將雷射光L的光軸(光路)之方向改變90°之分光鏡103；及用來將雷射光L聚光之聚光用鏡105。又，雷射加工裝置100係具備有：用來支承照射有以聚光用鏡105聚光的雷射光L的加工對象物1之支承台107；用來使支承台107移動之載置台111；控制雷射光源101，用來調節雷射光L的輸出、脈衝寬度、脈衝波形等之雷射光源控制部102；及控制載置台111的移動之載置台控制部115。
在雷射加工裝置100，自雷射光源101所射出的雷射光L係藉由分光鏡103，將其光軸的方向改變90°，藉由聚光用鏡105聚光至載置於支承台107上之加工對象物1的內部。與此同時，將載置台111移動，使加工對象物1對雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。藉此，沿著切斷預定線5之改質區域形成於加工對象物1。再者，在此，為了讓雷射光L相對地移動而使載置台111移動，但亦可使聚光用鏡105移動，或亦可使該等雙方移動。
作為加工對象物1，使用包含以半導體材料所形成的半導體基板、以壓電材料所形成的壓電基板等之板狀構件(例如，基板、晶圓等)。如圖2所示，在加工對象物1，設定有用來切斷加工對象物1之切斷預定線5。切斷預定線5係呈直線狀延伸之假想線。當在加工對象物1的內部形成改質區域之情況，如圖3所示，在使聚光點(聚光位置)P對齊加工對象物1的內部之狀態下，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即，沿著圖2的箭號A方向)相對地移動。藉此，如圖4、圖5及圖6所示，改質區域7沿著切斷預定線5形成於加工對象物1，沿著切斷預定線5所形成的改質區域7成為切斷起點區域8。
聚光點P係指雷射光L聚光之部位。切斷預定線5係不限於直線狀，可為曲線狀，亦可將該等線狀組合之三維狀，亦可為座標指定者。切斷預定線5係不限於假想線，亦可為實際上描繪於加工對象物1的表面3之線。改質區域7有連續形成之情況，易有斷續地形成之情況。對象物改質區域7可為列狀、亦可為點狀，亦即，改質區域7至少形成於加工對象物1的內部即可。又，會有以改質區域7作為起點形成龜裂之情況，龜裂及改質區域7可露出於加工對象物1的外表面(表面3、背面或外周面)。形成改質區域7時的雷射光射入面不限於加工對象物1的表面3，亦可為加工對象物1的背面。
順便一提，當在加工對象物1的內部形成改質區域7的情況，雷射光L係透過加工對象物1，並且在位於加工對象物1的內部之聚光點P附近被吸收。藉此，在加工對象物1形成改質區域7(亦即，內部吸收型雷射加工)。在此情況，在加工對象物1的表面3，雷射光L幾乎未被吸收，因此，不會有加工對象物1的表面3熔融之情況。另外，當在加工對象物1的表面3形成改質區域7之情況，雷射光L係在位於表面3之聚光點P附近被吸收，從表面3熔融而去除，形成孔、溝等的除去部(表面吸收型雷射加工)。
改質區域7係密度、折射率、機械性強度、其他的物理特性等形成為與周圍不同之狀態的區域。作為改質區域7，例如，存在有熔融處理區域(意指熔融後再固化之區域、熔融狀態中的區域及熔融後再固化的狀態中的區域中之其中一者)、龜裂區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，易有該等區域混合存在之區域。且，作為改質區域7，存在有在加工對象物1的材料，改質區域7的密度較非改質區域的密度改變之區域，形成有晶格缺陷之區域等。在加工對象物1的材料為單結晶矽之情況，改質區域7亦可稱為高位錯密度區域。
熔融處理區域、折射率變化區域、改質區域7的密度較非改質區域的密度改變之區域、及形成有晶格缺陷的區域，會有在該等區域的內部、改質區域7與非改質區域的界面內含有龜裂(裂痕、微龜裂)之情況。內含的龜裂會有形成於改質區域7的全面範圍、僅一部分的範圍、複數部分等之情況。加工對象物1係包含由具有結晶構造的結晶材料所構成之基板。例如，加工對象物1係包含有以氮化鎵(GaN)、矽(Si)、碳化矽(SiC)、LiTaO3 、及藍寶石(Al2 O3 )中的至少一個所形成之基板。換言之，加工對象物1係例如，包含氮化鎵基板、矽基板、SiC基板、LiTaO3 基板、或藍寶石基板。結晶材料，可為異向性結晶及等向性結晶的任一結晶。又，加工對象物1可含有由具有非結晶構造(非晶質構造)的非結晶材料所構成之基板，例如，含有玻璃基板。
在實施形態，藉由沿著切斷預定線5形成複數個改質點(加工痕)，能夠形成改質區域7。在此情況，藉由複數個改質點聚集，形成改質區域7。改質點係指脈衝雷射光之1脈衝的射擊(亦即，1脈衝的雷射照射：雷射射擊)所形成的改質部分。作為改質點，可舉出例如龜裂點、熔融處理點、或折射率變化點、或該等點中的至少1個混合存在者等。關於改質點，考量要求的切斷精度、要求的切斷面的平坦性、加工對象物1的厚度、種類、結晶方位等，可適宜控制其大小、所要產生的龜裂之長度等。又，在實施形態，藉由沿著切斷預定線5能夠以改質點形成作為改質區域7。 [實施形態之雷射加工裝置]
其次，說明關於實施形態之雷射加工裝置。在以下的說明，將在水平面內相互地正交的方向設為X軸方向及Y軸方向，將垂直方向設為Z軸方向。 [雷射加工裝置之全體結構]
如圖7所示，雷射加工裝置200係具備有：裝置框架210；第1移動機構220；支承台(支承部)230；及第2移動機構(移動機構)240。且，雷射加工裝置200係具備有：雷射輸出部300；雷射聚光部400；及控制部500。
第1移動機構220係安裝於裝置框架210。第1移動機構220係具有：第1軌道單元221；第2軌道單元222；及可動基座223。第1軌道單元221係安裝於裝置框架210。在第1軌道單元221，設有沿著Y軸方向延伸存在之一對軌道221a、221b。第2軌道單元222係安裝於第1軌道單元221的一對軌道221a、221b，使得可沿著Y軸方向移動。在第2軌道單元222，設有沿著X軸方向延伸存在之一對軌道222a、222b。可動基座223係安裝於第2軌道單元222的一對軌道222a、222b，使得可沿著X軸方向移動。可動基座223係以與Z軸方向平行的軸為作為中心線可進行旋轉。
支承台230係安裝於可動基座223。支承台230係用來支承加工對象物1。加工對象物1係例如，在由矽等的半導體材料所構成的基板之表面側，複數個功能元件(發光二極體等的受光元件、雷射二極體等的發光元件、或作為回路形成之回路元件等)形成為矩陣狀者。當加工對象物1被支承台230支承時，如圖8所示，在掛設於環狀的框架11之薄膜12上，黏貼例如加工對象物1的表面1a(複數個功能元件側之面)。支承台230係利用以夾具保持框架11、並且藉由真空夾台吸附薄膜12，來支承加工對象物1。在支承台230上，於加工對象物1，相互平行的複數個切斷預定線5a及相互平行的複數個切斷預定線5b以通過相鄰的功能元件之間的方式設定成格子狀。
如圖7所示，支承台230係藉由在第1移動機構220使第2軌道單元222作動，沿著Y軸方向進行移動。又，支承台230係藉由在第1移動機構220使可動基座223作動，沿著X軸方向進行移動。且，支承台230係藉由在第1移動機構220使可動基座223作動，以與Z軸方向平行的軸線作為中心線進行旋轉。如此，支承台230係以沿著X軸方向及Y軸方向可移動且以與Z軸方向平行的軸線作為中心線可進行旋轉的方式，安裝於裝置框架210。
雷射輸出部300係安裝於裝置框架210。雷射聚光部400係經由第2移動機構240安裝於裝置框架210。雷射聚光部400係藉由第2移動機構240作動，沿著Z軸方向進行移動。如此，雷射聚光部400係以對雷射輸出部300可沿著Z軸方向移動的方式，安裝於裝置框架210。
控制部500係藉由CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等所構成。控制部500係控制雷射加工裝置200的各部之動作。
作為一例，在雷射加工裝置200，如下述的方式沿著切斷預定線5a、5b(參照圖8)在加工對象物1的內部形成改質區域。
首先，以加工對象物1的背面1b(參照圖8)成為雷射光射入面的方式，將加工對象物1支承於支承台230，讓加工對象物1的各切斷預定線5a和與X軸方向平行的方向對齊。接著，藉由第2移動機構240移動雷射聚光部400，使得在加工對象物1的內部，雷射光L的聚光點位於加工對象物1的自雷射光射入面分離預定距離之位置。然後，一邊使加工對象物1的雷射光射入面與雷射光L的聚光點之距離維持一定，一邊沿著各切斷預定線5a使雷射光L的聚光點相對地移動。藉此，沿著各切斷預定線5a，在加工對象物1的內部形成改質區域。雷射光射入面不限於背面1b，亦可為表面1a。
若沿著各切斷預定線5a形成改質區域之動作結束的話，藉由第1移動機構220使支承台230旋轉，將加工對象物1之各切斷預定線5b和與X軸方向平行的方向對齊。接著，藉由第2移動機構240移動雷射聚光部400，使得在加工對象物1的內部，雷射光L的聚光點位於加工對象物1的自雷射光射入面分離預定距離之位置。然後，一邊使加工對象物1的雷射光射入面與雷射光L的聚光點之距離維持一定，一邊沿著各切斷預定線5b使雷射光L的聚光點相對地移動。藉此，沿著各切斷預定線5b，在加工對象物1的內部形成改質區域。
如此，在雷射加工裝置200，與X軸方向平行的方向設為加工方向(雷射光L的掃描方向)。再者，沿著各切斷預定線5a之雷射光L的聚光點之相對移動、及沿著各切斷預定線5b之雷射光L的聚光點之相對移動，係藉由以第1移動機構220使支承台230沿著X軸方向移動來實施。又，各切斷預定線5a間之雷射光L的聚光點之相對移動、及各切斷預定線5b之雷射光L的聚光點之相對移動，係藉由以第1移動機構220使支承台230沿著Y軸方向移動來實施。
如圖9所示，雷射輸出部300係具有安裝基座301、覆蓋件302及複數個鏡303、304。且，雷射輸出部300係具有：雷射振盪器(雷射光源)310；擋門320；λ/2波長板單元(輸出調整部、偏振光方向調整部)330；偏振光板單元(輸出調整部、偏振光方向調整部)340；擴束器(雷射光平行化部)350；及鏡單元360。
安裝基座301係用來支承複數個鏡303、304、雷射振盪器310、擋門320、λ/2波長板單元330、偏振光板單元340、擴束器350及鏡單元360。複數個鏡303、304、雷射振盪器310、擋門320、λ/2波長板單元330、偏振光板單元340、擴束器350及鏡單元360係安裝於安裝基座301的主面301a。安裝基座301係為板狀的構件，對裝置框架210(參照圖7)可進行裝卸。雷射輸出部300係經由安裝基座301安裝於裝置框架210。亦即，雷射輸出部300係對裝置框架210可進行裝卸。
覆蓋件302係在安裝基座301的主面301a，覆蓋複數個鏡303、304、雷射振盪器310、擋門320、λ/2波長板單元330、偏振光板單元340、擴束器350及鏡單元360。覆蓋件302係對安裝基座301可進行裝卸。
雷射振盪器310係使直線偏振光之雷射光L沿著X軸方向脈衝振盪。從雷射振盪器310射出的雷射光L之波長係含於500～550nm、1000～1150nm或1300～1400nm中的其中一個波長帶。500~550nm的波長帶之雷射光L係適用於對例如由藍寶石所構成之基板的內部吸收型雷射加工。1000~1150nm及1300～1400nm的波長帶之各雷射光L係適用於對例如由矽所構成之基板的內部吸收型雷射加工。由雷射振盪器310所射出的雷射光L之偏振光方向係為例如，與Y軸方向平行之方向。自雷射振盪器310所射出的雷射光L係被鏡303反射，沿著Y軸方向射入到擋門320。
在雷射振盪器310，以下述的方式切換雷射光L的輸出之ON/OFF。在雷射振盪器310是以固體雷射器所構成之情況，利用切換設在共振器內的Q開關(AOM(音響光學調變器)、EOM(電氣光學調變器)等)之ON/OFF，高速地切換雷射光L之輸出的ON/OFF。在雷射振盪器310是以光纖雷射器所構成之情況，利用切換晶種雷射、構成放大器(激發用)雷射之半導體雷射器的輸出之ON/OFF，高速地切換雷射光L之輸出的ON/OFF。在雷射振盪器310是使用外部調變元件之情況，利用切換設在共振器外的外部調變元件(AOM、EOM等)之ON/OFF，高速地切換雷射光L之輸出的ON/OFF。
擋門320係藉由機械式的機構，將雷射光L的光路開閉。來自於雷射輸出部300的雷射光L的出力之ON/OFF的切換，係如前述般，雷射藉由在雷射振盪器310之雷射光L的出力之ON/OFF的切換來實施，但藉由設置擋門320，例如，可防止雷射光L從雷射輸出部300不經意射出。通過擋門320之雷射光L，係藉由鏡304反射，沿著X軸方向依次射入到λ/2波長板單元330及偏振光板單元340。
λ/2波長板單元330及偏振光板單元340係作為調整雷射光L的輸出(光強度)之輸出調整部發揮功能。又，λ/2波長板單元330及偏振光板單元340係作為調整雷射光L的偏振光方向之偏振光方向調整部發揮功能。關於該等構件的詳細內容後敘述，依次通過λ/2波長板單元330及偏振光板單元340之雷射光L係沿著X軸方向射入到擴束器350。
擴束器350可調整雷射光L的徑並且將雷射光L平行化。通過擴束器350之雷射光L係沿著X軸方向射入到鏡單元360。
鏡單元360係具有支承基座361及複數個鏡362、363。支承基座361係用來支承複數個鏡362、363。支承基座361係以可沿著X軸方向及Y軸方向進行位置調整的方式安裝於安裝基座301。鏡(第1鏡)362係將通過擴束器350之雷射光L朝Y軸方向反射。鏡362係以其反射面可繞著例如，與Z軸平行的軸線周圍進行角度調整的方式安裝於支承基座361。鏡(第2鏡)363係將被鏡362所反射的雷射光L朝Z軸方向反射。鏡363係以其反射面可繞著例如，與X軸平行的軸線周圍進行角度調整、且沿著Y軸方向可進行位置調整的方式安裝於支承基座361。被鏡363所反射的雷射光L係通過形成於支承基座361之開口361a，沿著Z軸方向射入到雷射聚光部400(參照圖7)。亦即，藉由雷射輸出部300之雷射光L的射出方向係與雷射聚光部400的移動方向一致。如前述般，各鏡362、363係具有用來調整反射面的角度之機構。在鏡單元360，藉由實施支承基座361對安裝基座301之位置調整，鏡363對支承基座361之位置調整，及各鏡362、363之反射面的角度調整，可將自雷射輸出部300所射出的雷射光L之光軸的位置及角度對雷射聚光部400進行對齊。亦即，複數個鏡362、363係用來調整自雷射輸出部300射出的雷射光L之光軸的結構。
如圖10所示，雷射聚光部400係具有框體401。框體401係呈以Y軸方向作為長度方向之長方體狀的形狀。在框體401的其中一方的側面401e，安裝有第2移動機構240(參照圖11及圖13)。在框體401，以與鏡單元360的開口361a在Z軸方向上相對向的方式，設有圓筒狀之光射入部401a。光射入部401a係使自雷射輸出部300所射出的雷射光L射入到框體401內。鏡單元360與光射入部401a係相互分離有當藉由第2移動機構240使雷射聚光部400沿著Z軸方向移動時相互不會接觸之距離。
如圖11及圖12所示，雷射聚光部400係具有鏡402及分光鏡403。且，雷射聚光部400係具有：反射型空間光調變器(空間光調變器)410、4f透鏡單元420、聚光鏡單元(聚光光學系統)430、驅動機構440及一對不同軸距離測量感測器(第1感測器)450。
鏡402係以與光射入部401a在Z軸方向上相對向的方式，安裝在框體401的底面401b。鏡402係將經由光射入部401a射入到框體401內的雷射光L朝與XY平面平行的方向反射。在鏡402，藉由雷射輸出部300的擴束器350平行化之雷射光L沿著Z軸方向射入。亦即，在鏡402，雷射光L作為平行光沿著Z軸方向射入。因此，即使藉由第2移動機構240使雷射聚光部400沿著Z軸方向移動，沿著Z軸方向射入到鏡402之雷射光L的狀態也維持一定。藉由鏡402反射的雷射光L係射入到反射型空間光調變器410。
反射型空間光調變器410係在反射面410a面臨框體401內的狀態，安裝於Y軸方向上之框體401的端部401c。反射型空間光調變器410係例如反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)的空間光変調器(SLM：Spatial Light Modulator)，一邊將雷射光L進行調變，一邊將雷射光L朝Y軸方向反射。藉由反射型空間光調變器410調變並且反射之雷射光L係沿著Y軸方向射入到4f透鏡單元420。在此，在與XY平面平行的平面內，射入到反射型空間光調變器410的雷射光L之光軸與自反射型空間光調變器410射出的雷射光L之光軸所形成的角度α係設成為銳角(例如，10～60°)。亦即，雷射光L係在反射型空間光調變器410沿著XY平面呈銳角反射。這是為了抑制雷射光L的射入角度及反射角度而抑制繞射效率降低，使反射型空間光調變器410的性能充分地發揮。再者，在反射型空間光調變器410，例如，由於使用了液晶之光調變層的厚度為極薄之數μm～數十μm左右，故，反射面410a實質上可視為與光調變層的光射入射出面相同。
4f透鏡單元420係具有：基座421、反射型空間光調變器410側的透鏡(成像光學系統)422、聚光鏡單元430側的透鏡(成像光學系統)423及狹縫構件424。基座421係用來保持一對透鏡422、423及狹縫構件424。基座421係將沿著雷射光L的光軸之方向上的一對透鏡422、423及狹縫構件424之相互的位置關係維持成一定。一對透鏡422、423係構成反射型空間光調變器410的反射面410a與聚光鏡單元430的入瞳面430a處於成像關係之雙邊遠心光學系統。藉此，在反射型空間光調變器410的反射面410a上之雷射光L的像(在反射型空間光調變器410被調變之雷射光L的像)轉像(成像)於聚光鏡單元430之入瞳面430a。在狹縫構件424形成有狹縫424a。狹縫424a係位於透鏡422與透鏡423之間亦即透鏡422的焦點面附近。藉由反射型空間光調變器410調變並且反射之雷射光L中之不要的部分係被狹縫構件424遮斷。通過4f透鏡單元420之雷射光L係沿著Y軸方向射入到分光鏡403。
分光鏡403係將雷射光L的大部分(例如，95～99.5%朝Z軸方向反射，使雷射光L的一部分(例如，0.5～5%)沿著Y軸方向透過。雷射光L的大部分係在分光鏡403沿著ZX平面呈直角反射。藉由分光鏡403反射之雷射光L係沿著Z軸方向射入到聚光鏡單元430。
聚光鏡單元430係經由驅動機構440安裝於Y軸方向上之框體401的端部401d(端部401c的相反側之端部)。聚光鏡單元430係具有基座431和複數個透鏡432。基座431係用來保持複數個透鏡432。複數個透鏡432係使雷射光L聚光於支承於支承台230的加工對象物1(參照圖7)。驅動機構440係藉由壓電元件的驅動力，使聚光鏡單元430沿著Z軸方向移動。
一對不同軸距離測量感測器450係以在X軸方向上位於聚光鏡單元430的兩側之方式安裝於框體401的端部401d。各不同軸距離測量感測器450係對支承於支承台230的加工對象物1(參照圖7)之雷射光射入面射出第1距離測量用雷射光，再檢測被該雷射光射入面所反射之距離測量用的光，藉此取得加工對象物1的雷射光射入面之位移資料。再者，在不同軸距離測量感測器450，能夠使用三角距離測量方式、雷射共焦點方式、白色共焦點方式、光譜干擾方式、散光方式等的感測器。
且，雷射聚光部400係具有光束分離器461、一對透鏡462、463及雷射光L的強度分佈監視用照相機464。光束分離器461係將透過了分光鏡403之雷射光L分成反射成分與透過成分。藉由光束分離器461反射之雷射光L係沿著Z軸方向，依次射入到一對透鏡462、463及照相機464。一對透鏡462、463係構成聚光鏡單元430的入瞳面430a與照相機464之攝像面處於成像關係之雙邊遠心光學系統。藉此，在聚光鏡單元430的入瞳面430a上之雷射光L的像轉像(成像)於照相機464之攝像面。如前述般，在聚光鏡單元430之入瞳面430a上之雷射光L的像係為在反射型空間光調變器410被調變之雷射光L的像。因此，在雷射加工裝置200，藉由監視以照相機464所獲得之攝像結果，能夠掌握反射型空間光調變器410之動作狀態。
且，雷射聚光部400係具有光束分離器471、透鏡472及雷射光L的光軸位置監視用照相機473。光束分離器471係將透過了光束分離器461之雷射光L分成反射成分與透過成分。藉由光束分離器471反射之雷射光L係沿著Z軸方向，依次射入到透鏡472及照相機473。透鏡472係將射入的雷射光L聚光於照相機473的攝像面上。在雷射加工裝置200，一邊監視藉由照相機464及照相機473各自的攝像結果，一邊在鏡單元360實施支承基座361對安裝基座301之位置調整、鏡363對支承基座361之位置調整及各鏡362、363的反射面之角度調整(參照圖9、圖10)，能夠修正射入到聚光鏡單元430之雷射光L的光軸的偏移(雷射光對聚光鏡單元430之強度分佈的位置偏移及雷射光L對聚光鏡單元430之光軸的角度偏移)。
複數個光束分離器461、471係配置於從框體401的端部401d沿著Y軸方向延伸存在之筒體404內。一對透鏡462、463係配置於沿著Z軸方向立設在筒體404上之筒體405內，照相機464係配置於筒體405的端部。透鏡472係配置於沿著Z軸方向立設在筒體404上之筒體406內，照相機473係配置於筒體406的端部。筒體405與筒體406係在Y軸方向上相互地並列設置。再者，透過了光束分離器471之雷射光L，可被設在筒體404的端部之阻尼器等吸收，或亦可利用在適宜的用途。
如圖12及圖13所示，雷射聚光部400係具有：可見光源481、複數個透鏡482、網線483、鏡484、半反射鏡485、光束分離器486、透鏡487及觀察用照相機488、及同軸距離測量感測器(第2感測器)460。可見光源481係沿著Z軸方向射出可見光V。複數個透鏡482係將自可見光源481射出的可見光V平行化。網線483係對可見光V賦予刻度線。鏡484係將藉由複數個透鏡482予以平行化的可見光V朝X軸方向反射。半反射鏡485係將被鏡484所反射的可見光V分成反射成分與透過成分。被半反射鏡485所反射之可見光V係沿著Z軸方向依次透過光束分離器486及分光鏡403，經由聚光鏡單元430，照射至支承於支承台230之加工對象物1(參照圖7)。
照射至加工對象物1之可見光V係藉由加工對象物1的雷射光射入面反射，再經由聚光鏡單元430射入到分光鏡403，沿著Z軸方向透過分光鏡403。光束分離器486係將透過了分光鏡403之可見光V分成反射成分與透過成分。又，光束分離器486係將後述的第2距離測量用雷射光L2及其反射光L2R進行反射。透過了光束分離器486之可見光V係透過半反射鏡485，沿著Z軸方向依次射入到透鏡487及觀察照相機488。透鏡487係將射入的可見光V聚光於觀察照相機488的攝像面上。在雷射加工裝置200，藉由觀察以觀察照相機488所獲得之攝像結果，能夠掌握加工對象物1的狀態。
鏡484、半反射鏡485及光束分離器486係配置於安裝在框體401的端部401d上之基座407內。複數個透鏡482及網線483係配置於沿著Z軸方向立設在基座407上之筒體408內，可見光源481係配置於筒體408的端部。透鏡487係配置於沿著Z軸方向立設在基座407上之筒體409內，觀察照相機488係配置於筒體409的端部。筒體408與筒體409係在X軸方向上相互地並列設置。再者，沿著X軸方向透過了半反射鏡485之可見光V及藉由光束分離器486朝X軸方向反射之可見光V，可分別被設在基座407的壁部之阻尼器等吸收，或亦可利用在適宜的用途。
同軸距離測量感測器460係安裝於基座407的側面。同軸距離測量感測器460係對支承於支承台230的加工對象物1(參照圖7)之雷射光射入面射出第2距離測量用雷射光L2，再檢測被該雷射光射入面所反射之第2距離測量用雷射光L2的反射光L2R，藉此取得加工對象物1的雷射光射入面之位移資料。從同軸距離測量感測器460所射出的第2距離測量用雷射光L2，係被光束分離器486反射，透過分光鏡403而導光至聚光鏡單元430，在聚光鏡單元430的焦點附近，以雷射光射入面加以反射。該反射光L2R以與第2距離測量用雷射光L2相反的路徑，返回至同軸距離測量感測器460。同軸距離測量感測器460係利用因雷射光射入面對聚光鏡單元430之位置使反射光L2R的狀態改變，取得加工對象物1之位移資料。例如，作為同軸距離測量感測器460，可利用散光方式等的感測器。
在雷射加工裝置200，想定要進行雷射輸出部300之更換。這是因為因應加工對象物1的規格、加工條件等，適合於進行加工之雷射光L的波長不同。因此，準備射出的雷射光L之波長相互不同複數個雷射輸出部300。在此，準備射出的雷射光L之波長含於500~550nm的波長帶之雷射輸出部300、射出的雷射光L之波長含於1000~1150nm的波長帶之雷射輸出部300及射出的雷射光L之波長含於1300~1400nm的波長帶之雷射輸出部300。
另外，在雷射加工裝置200，未想定要進行雷射聚光部400之更換。這是因為雷射聚光部400與複數個波長對應(與相互不連續之多波長帶對應)。具體而言，鏡402、反射型空間光調變器410、4f透鏡單元420的一對透鏡422、423、分光鏡403及聚光鏡單元430之透鏡432等與多波長相對應。在此，雷射聚光部400係與500～550nm、1000～1150nm及1300～1400nm之波長帶相對應。這是可藉由在雷射聚光部400的各結構塗佈預定的介電質多層膜等設計雷射聚光部400的各結構用以達到期望的光學性能來實現。再者，在雷射輸出部300，λ/2波長板單元330係具有λ/2波長板，偏振光板單元340係具有偏振光板。λ/2波長板及偏振光板為波長相依性高之光學元件。因此，λ/2波長板單元330及偏振光板單元340係作為每個波長帶不同之結構，設在雷射輸出部300。 [雷射加工裝置之雷射光的光路及偏振光方向]
在雷射加工裝置200，對支承於支承台230的加工對象物1聚光之雷射光L的偏振光方向係如圖11所示，為與X軸方向平行的方向，與加工方向(雷射光L的掃瞄方向)一致。在此，在反射型空間光調變器410，雷射光L係作為P偏振光被反射。這是因為在將液晶使用於反射型空間光調變器410的光調變層之情況，當將該液晶進行定向，使得液晶分子在與包含對反射型空間光調變器410射入射出的雷射光L之光軸的平面平行的面內傾斜時，在抑制了偏振面的旋轉之狀態下，對雷射光L實相位調變(例如，參照日本專利第3878758號公報)。另外，在分光鏡403，雷射光L作為S偏振光被反射。這是因為比起將雷射光L作為P偏振光反射，將雷射光L作為S偏振光反射，能夠使得用來使分光鏡403與多波長對應之介電質多層膜的鍍層數減少等，讓分光鏡403的設計變得容易。
因此，在雷射聚光部400，從鏡402經由反射型空間光調變器410及4f透鏡單元420到分光鏡403之光路係設定成沿著XY平面，從分光鏡403到達聚光鏡單元430之光路係設定成沿著Z軸方向。
如圖9所示，在雷射輸出部300，雷射光L的光路係設定成沿著X軸方向或Y軸方向(與主面301a平行的平面)。具體而言，從雷射振盪器310到鏡303之光路及從鏡304經由λ/2波長板單元330、偏振光板單元340及擴束器350到鏡單元360之光路係設定成沿著X軸方向，從鏡303經由擋門320到鏡304之光路及在鏡單元360上從鏡362到鏡363之光路係設定成沿著Y軸方向。
在此，沿著Z軸方向從雷射輸出部300朝雷射聚光部400行進之雷射光L係如圖11所示，藉由鏡402朝與XY平面平行的方向反射，射入到反射型空間光調變器410。此時，在與XY平面平行的平面內，射入到反射型空間光調變器410的雷射光L之光軸與自反射型空間光調變器410射出的雷射光L之光軸係形成銳角之角度α。另外，如前述般，在雷射輸出部300，雷射光L的光路係設定成沿著X軸方向或Y軸方向。
因此，在雷射輸出部300，使λ/2波長板單元330及偏振光板單元340不僅作為用來調整雷射光L的輸出之輸出調整部發揮功能，亦需要作為用來調整雷射光L的偏振光方向之偏振光方向調整部發揮功能。 [λ/2波長板單元及偏振光板單元]
如圖14所示，λ/2波長板單元330係具有基座(第1基座)331、和λ/2波長板332。基座331係保持λ/2波長板332，使得λ/2波長板332能以與X軸方向平行的軸線(第1軸線)XL為中心線進行旋轉。λ/2波長板332係在偏振光方向對其光學軸(例如，fast軸)傾斜角度θ，雷射光L射入之情況，以軸線XL作為中心線，使偏振光方向旋轉角度2θ後，使雷射光L射出(參照圖15(a))。
偏振光板單元340係具有基座(第2基座)341、偏振光板(偏振光構件)342、及光路修正板(光路修正構件)343。基座341係保持偏振光板342及光路修正板343，使得偏振光板342及光路修正板343能以軸線(第2軸線)XL作為中心線而一體地進行旋轉。偏振光板342的光射入面及光射出面係傾斜預定角度(例如，布魯斯特角)。偏振光板342係在雷射光L已經射入的情況，使與偏振光板342的偏振光軸一致的雷射光L之P偏振光成分透過，將雷射光L的S偏振光成分予以反射或吸收(參照圖15(b))。光路修正板343的光射入面及光射出面係朝與偏振光板342的光射入面及光射出面相反側傾斜。光路修正板343係使因透過偏振光板342造成從軸線XL上偏離的雷射光L之光軸回到軸線XL上。
如前述般，在雷射聚光部400，在與XY平面平行的平面內，射入到反射型空間光調變器410的雷射光L之光軸與自反射型空間光調變器410射出的雷射光L之光軸係形成銳角之角度α(參照圖11)。另外，在雷射輸出部300，雷射光L的光路係設定成沿著X軸方向或Y軸方向(參照圖9)。
因此，在偏振光板單元340，讓偏振光板342及光路修正板343以軸線XL作為中心線而一體地旋轉，如圖15(b)所示，偏振光板342的偏振光軸對與Y軸方向平行的方向傾斜有角度α。藉此，從偏振光板單元340所射出的雷射光L之偏振光方向係對與Y軸方向平行的方向傾斜角度α。其結果，在反射型空間光調變器410，雷射光L作為P偏振光而被反射，並且，在分光鏡403，雷射光L作為S偏振光而被反射，對支承於支承台230之加工對象物1聚光之雷射光L的偏振光方向成為與X軸方向平行的方向。
又，如圖15(b)所示，射入到偏振光板單元340之雷射光L的偏振光方向被調整，自偏振光板單元340射出的雷射光L之光強度亦被調整。射入到偏振光板單元340的雷射光L之偏振光方向的調整，係藉由以下的方式實施，亦即，以調整在λ/2波長板單元330，以軸線XL作為中心線而使λ/2波長板332旋轉，如圖15(a)所示，λ/2波長板332對射入到λ/2波長板332之雷射光L的偏振光方向(例如，與Y軸方向平行的方向)之光學軸的角度的方式實施。
如以上所述，在雷射輸出部300，使λ/2波長板單元330及偏振光板單元340不僅作為用來調整雷射光L的輸出之輸出調整部(在前述的例子為輸出衰減部)發揮功能，亦可作為用來調整雷射光L的偏振光方向之偏振光方向調整部發揮功能。 [4f透鏡單元]
如前述般，4f透鏡單元420的一對透鏡422、423係構成反射型空間光調變器410的反射面410a與聚光鏡單元430的入瞳面430a處於成像關係之雙邊遠心光學系統。具體而言，如圖16所示，反射型空間光調變器410側之透鏡422與反射型空間光調變器410的反射面410a之間的光路之距離是形成為透鏡422之第1焦點距離f1，聚光鏡單元430側的透鏡423與聚光鏡單元430的入瞳面430a之間的光路之距離係形成為透鏡423之第2焦點距離f2，透鏡422與透鏡423之間的光路之距離為第1焦點距離f1與第2焦點距離f2之和(亦即，f1+f2)。從反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之光路中的一對透鏡422、423間的光路為一直線。
在雷射加工裝置200，從增大在反射型空間光調變器410的反射面410a上之雷射光L的有效直徑的觀點來看，雙邊遠心光學系統之倍率M符合0.5＜M＜1(縮小系統)。在反射型空間光調變器410的反射面410a上之雷射光L的有效直徑越大，則越能以高精細的相位圖案，將雷射光L進行調變。在從抑制自反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路變長的觀點來看，亦可設成為0.6≦M≦0.95。在此，(雙邊遠心光學系統的倍率M)=(聚光鏡單元430的入瞳面430a上之圖像的尺寸)/(在反射型空間光調變器410的反射面410a上之物體的尺寸)。在雷射加工裝置200之情況，雙邊遠心光學系統的倍率M、透鏡422的第1焦點距離f1及透鏡423的第2焦點距離f2係符合M=f2/f1。
再者，從縮小在反射型空間光調變器410的反射面410a上之雷射光L的有效直徑的觀點來看，雙邊遠心光學系統的倍率M亦可符合1＜M＜2(擴大系統)。在反射型空間光調變器410的反射面410a上之雷射光L的有效直徑越小，則擴束器350(參照圖9)的倍率小即可，在與XY平面平行的平面內，射入到反射型空間光調變器410的雷射光L之光軸與反射型空間光調變器410射出的雷射光L之光軸所形成的角度α(參照圖11)變得越小。在從抑制自反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路變長的觀點來看，亦可設成為1.05≦M≦1.7。
在4f透鏡單元420，由於雙邊遠心光學系統之倍率M並非為1，故，如圖17所示，若一對透鏡422、423沿著光軸移動的話，聚光鏡單元430側之共軛點會移動。具體而言，倍率M＜1(縮小系統)之情況，一對透鏡422、423沿著光軸朝聚光鏡單元430側移動的話，聚光鏡單元430側之共軛點會朝反射型空間光調變器410之相反側移動。另外，在倍率M＞1(放大系統)之情況，一對透鏡422、423沿著光軸朝反射型空間光調變器410側移動的話，聚光鏡單元430側之共軛點會朝反射型空間光調變器410之相反側移動。藉此，例如，在聚光鏡單元430之安裝位置產生偏移的情況，聚光鏡單元430側的共軛點被對位於聚光鏡單元430之入瞳面430a。在4f透鏡單元420，如圖11所示，朝Y軸方向延伸存在之複數個長孔421a形成於基座421的底壁，藉由經由各長孔421a的螺栓固定，可將基座421固定於框體401的底面401b。藉此，沿著光軸之方向的一對透鏡422、423的位置調整係藉由沿著Y軸方向調整基座421對框體401的底面401a之固定位置來實施。 [不同軸距離測量感測器及同軸距離測量感測器]
如圖18所示，不同軸距離測量感測器450係不經由聚光鏡單元430且與雷射光L不同軸的方式，將第1距離測量用雷射光L1照射於加工對象物1，再接收該第1距離測量用雷射光L1之反射光L1R，藉此取得雷射光射入面的位移資料。不同軸距離測量感測器450係設有一對(複數個)。又，一對不同軸距離測量感測器450，在X方向上，分別配置於聚光鏡單元430的一方側及另一方側。同軸距離測量感測器460係經由聚光鏡單元430且與雷射光L同軸的方式，將第2距離測量用雷射光L2照射於加工對象物，再接收該第2距離測量用雷射光L2之反射光L2R，藉此取得雷射光射入面的位移資料。將所取得之位移資料傳送至控制部500。
位移資料係為關於位移之訊號，例如誤差訊號。作為一例，誤差訊號係將變化的光束形狀予以分割而進行檢測之檢測結果，藉由下述式子的運算所產生。 　　誤差訊號=[(IA +IC )-(IB +ID )]/[(IA +IB +IC +ID )] 　　其中， 　　IA ：依據受光面被分成4份中的第1受光面的光量所輸出之訊號值、 　　IB ：依據受光面被分成4份中的第2受光面的光量所輸出之訊號值、 　　IC ：依據受光面被分成4份中的第3受光面的光量所輸出之訊號值、 　　ID ：依據受光面被分成4份中的第4受光面的光量所輸出之訊號值。
在雷射加工裝置200，如前述般，與X軸方向平行的方向設為加工方向(雷射光L的掃描方向)。因此，當沿著各切斷預定線5使雷射光L的聚光點相對地移動時，藉由一對不同軸距離測量感測器450中之對聚光鏡單元430相對地先移動之不同軸距離測量感測器450，會取得沿著切斷預定線5之加工對象物1的雷射光射入面之位移資料。
不同軸距離測量感測器450係具有下述的優點。設計上的限制(波長、偏振光等)少。如上述般，由於能夠取得對聚光鏡單元430，相對地先進行的雷射光射入面之位移資料，故，可預先掌握雷射光射入面的形狀(加工對象物1的形狀)。距離測量點與控制點不同，能夠在聚光鏡單元430之前先取得位移資料。即使存在有加工對象物1的邊緣、加工對象物1上之急速的位移，在追隨動作上也不會產生阻礙(在控制上花費較多時間或產生振動等)。
另外，同軸距離測量感測器46係具有下述的優點。能夠消除噪聲(振動、熱膨脹等)的影響。能夠消除位置偏移的影響。由於距離測量點與控制點相同，故，即使在支承台230產生振動、應變等之情況，藉由考量該等情況之反饋控制，能夠將聚光鏡單元430與雷射光射入面之間的距離保持一定，能夠控制因控制結果所產生之錯誤。
控制部500，係依據一邊沿著切斷預定線5使雷射光L掃描一邊以不同軸距離測量感測器450加以取得之位移資料、及以同軸距離測量感測器460所取得之位移資料中的至少一個資料，驅動驅動機構440，使聚光鏡單元430追隨雷射光射入面。藉此，依據該位移資料，使聚光鏡單元430沿著Z軸方向移動，能夠將加工對象物1的雷射光射入面與雷射光L的聚光點之距離維持成一定。
例如，控制部500，係一邊沿著切斷預定線5掃描雷射光L，一邊從同軸距離測量感測器460取得作為位移資料之誤差訊號，執行反饋控制，使所取得的誤差訊號維持目標值，再藉由驅動機構440，使聚光鏡單元430以追隨雷射光射入面的方式朝Z方向作動。
或者，例如控制部500，係一邊沿著切斷預定線5掃描雷射光L，一邊從先進行的不同軸距離測量感測器450取得作為位移資料之誤差訊號，執行先讀取控制(前饋控制)，使所取得的誤差訊號維持目標值，再藉由驅動機構440，使聚光鏡單元430以追隨雷射光射入面的方式朝Z方向作動。
或者，例如，控制部500，係一邊沿著切斷預定線5掃描雷射光L，一邊執行反饋控制，使得依據來自於同軸距離測量感測器460的誤差訊號和來自於不同軸距離測量感測器450的誤差訊號雙方之訊號維持目標值，再藉由驅動機構440，使聚光鏡單元430以追隨雷射光射入面的方式朝Z方向作動。
又或者，亦可為控制部500，係依據以不同軸距離測量感測器450所取得的位移資料及以同軸距離測量感測器460所取得的位移資料中的至少一個資料，執行下述的控制。例如，使用以先進行的不同軸距離測量感測器450所取得的位移資料，一邊追隨雷射光射入面，一邊使用以同軸距離測量感測器460所取得的位移資料，確認在聚光鏡單元430的位置之該追隨。又，亦可使用以先進行的不同軸距離測量感測器450所取得的位移資料，一邊追隨雷射光射入面，一邊使用以同軸距離測量感測器460所取得的位移資料，檢測出第1軌道單元221、第2軌道單元222及可動基座223(參照圖7)中的至少一個的隆起。又，亦可藉由先進行的不同軸距離測量感測器450取得加工對象物1的邊緣之高度位置，再依據所取得的該高度位置，修正當聚光鏡單元430的光軸進入到邊緣時(同軸距離測量感測器460的光軸進入到邊緣時)的高度位置。又，亦可使用以先進行的不同軸距離測量感測器450所取得的位移資料，一邊追隨雷射光射入面，一邊使用以同軸距離測量感測器460所取得的位移資料，將該追隨的誤差進行反饋修正(前饋控制+反饋控制)。又，亦可為了在對特殊的晶圓之加工中擴大選擇項，從不同軸距離測量感測器450及同軸距離測量感測器460中，依據加工對象物1的種類等，選擇最適當的距離測量感測器。 [作用及效果]
如上述，雷射加工裝置200係作為取得雷射光射入面的位移資料之感測器，具備有有不經由聚光鏡單元430且與雷射光L不同軸的方式照射第1距離測量用雷射光L1之不同軸距離測量感測器450、和經由聚光鏡單元430且與雷射光L同軸的方式照射第2距離測量用雷射光L2之同軸距離測量感測器460雙方。由於不同軸距離測量感測器450及同軸距離測量感測器460分別具有不同的優點，故，可藉由適宜利用取得各自的優點處，可因應各種的要求，精度良好地取得位移資料。能夠達到更穩定的高精度之追隨動作。且，其中一方的不同軸距離測量感測器450係對配置有從反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路之平面(與YZ平面平行的平面)，配置於其中一方側。亦即，對配置於從反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路上的各結構，可效率良好地配置一方的不同軸距離測量感測器450。
因此，若依據本發明的雷射加工裝置200的話，既可抑制裝置的大型化，又可因應可種要求，精度良好地獲得加工對象物1的雷射光射入面之位移資料。在雷射加工裝置200，能夠同時搭載不同軸距離測量感測器450及同軸距離測量感測器460，藉由同時利用不同軸距離測量感測器450及同軸距離測量感測器460，能夠達到以單一個感測器無法達到的新功能。亦可進行將兩者的優點組合之控制。
雷射加工裝置200至少還具備有：框體401，其用來支承反射型空間光調變器410、聚光鏡單元430、一對透鏡422、423、分光鏡403及一方的不同軸距離測量感測器450；及第2移動機構240，其沿著第1方向(Z軸方向)，使框體401移動。聚光鏡單元430及一方的不同軸距離測量感測器450係安裝於第2方向(Y軸方向)上之框體401的端部401d。第2移動機構240係安裝於第3方向(X軸方向)上之框體401的一方的側面401e。藉此，既可抑制裝置的大型化，亦可使反射型空間光調變器410、聚光鏡單元430、一對透鏡422、423、分光鏡403及一方的不同軸距離測量感測器450作為一體而移動。
雷射加工裝置200係具備有複數個不同軸距離測量感測器450，一方的不同軸距離測量感測器450係在X方向上配置於聚光鏡單元430的一方側，另一方的不同軸距離測量感測器450係在X方向上配置於聚光鏡單元430的另一方側。若依據此結構，對配置於從反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路之各構件，可效率良好地配置複數個不同軸距離測量感測器450。
雷射加工裝置200係具備有：使聚光鏡單元430沿著光軸移動之驅動機構440；及控制驅動機構440的驅動之控制部500。控制部500，係依據以不同軸距離測量感測器450所取得的位移資料及以同軸距離測量感測器460所取得之位移資料中的至少一個資料，驅動驅動機構440，使聚光鏡單元430追隨雷射光射入面。若依據此結構，例如，可利用以不同軸距離測量感測器450及同軸距離測量感測器460中的至少一個之位移資料，使聚光鏡單元430移動，能讓雷射光射入面與雷射光L的聚光點之距離維持成一定。
再者，雷射加工裝置200可進一步達到以下的作用效果。
在雷射加工裝置200，使通過了一對透鏡422、423之雷射光L朝向聚光鏡單元430反射之鏡為分光鏡403。藉此，可將透過分光鏡403之雷射光L的一部分利用於各種用途。
在雷射加工裝置200，分光鏡403將雷射光L作為S偏振光加以反射。藉此，藉由沿著第3方向(X軸方向)對加工對象物1掃描雷射光L，能夠使雷射光L的掃描方向與雷射光L的偏振光方向相互地一致。例如，在沿著切斷預定線將改質區域形成於加工對象物1的內部之情況，藉由使雷射光L的掃描方向與雷射光L的偏振光方向相互地一致，能夠效率良好地形成改質區域。
在雷射加工裝置200，聚光鏡單元430係經由驅動機構440安裝於第2方向(Y軸方向)上之框體401的端部401d。藉此，例如，可使聚光鏡單元430移動成加工對象物1的雷射光射入面與雷射光L的聚光點之距離維持成一定。
在雷射加工裝置200，反射型空間光調變器410係安裝於第2方向(Y軸方向)上之框體401的端部401c。藉此，對框體401，可效率良好地配置各構件。
雷射加工裝置200係具備有：裝置框架210；安裝於裝置框架210，用來支承加工對象物1之支承台230；安裝於裝置框架210之雷射輸出部300；及以對雷射輸出部300可移動的方式，安裝於裝置框架210之雷射聚光部400。雷射輸出部300係具有用來射出雷射光L之雷射振盪器310。雷射聚光部400，係具有：將雷射光L一邊調變一邊加以反射之反射型空間光調變器410；對加工對象物1，將雷射光L進行聚光之聚光鏡單元430；及構成使反射型空間光調變器410的反射面410a與聚光鏡單元430的入瞳面430a處於成像關係之雙邊遠心光學系統的一對透鏡422、423。
在雷射加工裝置200，具有反射型空間光調變器410、聚光鏡單元430及一對透徑422、423之雷射聚光部400，係可對具有雷射振盪器310之雷射輸出部300移動。因此，例如，比起使配置於從雷射振盪器310到聚光鏡單元430之雷射光L的光路上之各構件全體移動的情況，可使成為移動對象之雷射聚光部400輕量化，亦可將用來使雷射聚光部400移動之第2移動機構240小型化。並且，由於反射型空間光調變器410、聚光鏡單元430及一對透鏡422、423係一體地移動，維持相互的位置關係，故，可將在反射型空間光調變器410的反射面410a之雷射光L的像精度良好地轉像至聚光鏡單元430之入瞳面430a。因此，若依據雷射加工裝置200的話，既可抑制裝置大型化，又可使聚光鏡單元430側的構件對加工對象物1移動。
在雷射加工裝置200，來自於雷射輸出部300之雷射光L的射出方向(Z軸方向)係與雷射聚光部400的移動方向(Z軸方向)一致。藉此，即使雷射聚光部400對雷射輸出部300移動，亦可抑制射入到雷射聚光部400之雷射光L的位置產生變化。
在雷射加工裝置200，雷射輸出部300還具有將雷射光L平行化之擴束器350。藉此，即使雷射聚光部400對雷射輸出部300移動，亦可抑制射入到雷射聚光部400之雷射光L的徑產生變化。再者，即使藉由擴束器350，未能將雷射光L作成完全的平行光，例如，雷射光L存在有稍許的擴開角，在反射型空間光調變器410，也能將雷射光L平行化。
在雷射加工裝置200，雷射聚光部400還具有在內部設定有從反射型空間光調變器410經由一對透鏡422、423而到達聚光鏡單元430之雷射光L的光路之框體401，在框體401，設有已使從雷射輸出部300射出的雷射光L射入到框體401內之光射入部401a。藉此，既可將從反射型空間光調變器410經由一對透鏡422、423而到達聚光鏡單元430之雷射光L的光路的狀態維持成一定，又可使雷射聚光部400對雷射輸出部300移動。
在雷射加工裝置200，雷射聚光部400還具有鏡402，其以在雷射聚光部400的移動方向(Z軸方向)與光射入部401a相對向的方式配置於框體401內，鏡402係將從光射入部401a射入到框體401內之雷射光L朝反射型空間光調變器410進行反射。藉此，能夠將從雷射輸出部300射入到雷射聚光部400之雷射光L以期望的角度射入到反射型空間光調變器410。
在雷射加工裝置200，支承台230係以可沿著與雷射聚光部400的移動方向(Z軸方向)垂直的平面(XY平面)移動的方式，安裝於裝置框架210。藉此，不僅對加工對象物1，可使雷射光L的聚光點位於期望的位置，又可在與垂直於雷射聚光部400的移動方向的平面呈平行之方向，對加工對象物1掃描雷射光L。
在雷射加工裝置200，支承台230係經由第1移動機構220安裝於裝置框架210，雷射聚光部400係經由第2移動機構240安裝於裝置框架210。藉此，可確實地實施支承台230及雷射聚光部400各自的移動。
又，雷射加工裝置200係具備有：裝置框架210；安裝於裝置框架210，用來支承加工對象物1之支承台230；對裝置框架210可進行裝卸之雷射輸出部300；及安裝於裝置框架210之雷射聚光部400。雷射輸出部300係具有射出雷射光L之雷射振盪器310；和調整雷射光L的輸出之λ/2波長板單元330及偏振光板單元340。雷射聚光部400，係具有：將雷射光L一邊調變一邊加以反射之反射型空間光調變器410；對加工對象物1，將雷射光L進行聚光之聚光鏡單元430；及構成使反射型空間光調變器410的反射面410a與聚光鏡單元430的入瞳面430a處於成像關係之雙邊遠心光學系統的一對透鏡422、423。
在雷射加工裝置200，與具有反射型空間光調變器410、聚光鏡單元430及一對透徑422、423之雷射聚光部400不同體，具有雷射振盪器310、λ/2波長板單元330以及偏振光板單元340的雷射輸出部300可對裝置框架210進行裝卸。因此，在因應加工對象物1的規格、加工條件等，使得適合加工之雷射光L的波長不同之情況，能夠將射出具有期望的波長之雷射光L的雷射振盪器310、及具有波長相依性的λ/2波長板單元330以及偏振光板單元340總括更換。因此，若依據雷射加工裝置200的話，能夠採用雷射光L的波長相互地不同之複數個雷射振盪器310。
在雷射加工裝置200，雷射輸出部300還具有安裝基座301，其用來支承雷射振盪器310以及λ/2波長板單元330和偏振光板單元340，並且對裝置框架210可進行裝卸，雷射輸出部300是經由該安裝基座301而安裝於裝置框架210。藉此，對裝置框架210，容易將雷射輸出部300進行裝卸。
在雷射加工裝置200，雷射輸出部300還具有用來調整從雷射輸出部300射出的雷射光L之光軸的鏡362、363。藉此，例如，當將雷射輸出部300安裝於裝置框架210時，能夠調整射入到雷射聚光部400之雷射光L的光軸之位置及角度。
在雷射加工裝置200，λ/2波長板單元330及偏振光板單元340係用來調整雷射光L的的偏振光方向。藉此，例如，當將雷射輸出部300安裝於裝置框架210時，能夠調整射入到雷射聚光部400之雷射光L的偏振光方向，進而可調整從雷射聚光部400射出的雷射光L之偏振光方向。
在雷射加工裝置200，λ/2波長板單元330及偏振光板單元340係包含有λ/2波長板332及偏振光板342。藉此，可將具有波長相依性之λ/2波長板332及偏振光板342與雷射振盪器310一同總括更換。
在雷射加工裝置200，雷射輸出部300還具有既可調整雷射光L的徑又可將雷射光L平行化之擴束器350。藉此，例如，在使雷射聚光部400對雷射輸出部300移動之情況，亦可將射入到雷射聚光部400之雷射光L的狀態維持成一定。
在雷射加工裝置200，反射型空間光調變器410、聚光鏡單元430及一對透鏡422、423，係對應於500~550nm、1000~1150nm及1300~1400nm的波長帶。藉此，可將用來射出各波長帶的雷射光L之雷射輸出部300安裝於雷射加工裝置200。再者，500~550nm的波長帶之雷射光L係適用於對例如由藍寶石所構成之基板的內部吸收型雷射加工。1000~1150nm及1300～1400nm的波長帶之各雷射光L係適用於對例如由矽所構成之基板的內部吸收型雷射加工。
又，雷射加工裝置200，係具有：支承加工對象物1之支承台230；將雷射光L射出之雷射振盪器310；將雷射光L一邊調變一邊加以反射之反射型空間光調變器410；對加工對象物1，將雷射光L進行聚光之聚光鏡單元430；及構成使反射型空間光調變器410的反射面410a與聚光鏡單元430的入瞳面430a處於成像關係之雙邊遠心光學系統的一對透鏡422、423。從反射型空間光調變器410到達聚光鏡單元430之雷射光L的光路中，至少通過一對透鏡422、423(亦即，從反射型空間光調變器410側的透鏡422到聚光鏡單元430側的透鏡423)之雷射光L的光路為一直線。雙邊遠心光學系統之倍率M係符合0.5＜M＜1或1＜M＜2。再者，在雷射加工裝置200，雙邊遠心光學系統的倍率M、透鏡422的第1焦點距離f1及透鏡423的第2焦點距離f2係符合M=f2/f1。
在雷射加工裝置200，雙邊遠心光學系統之倍率M並非為1。藉此，若一對透鏡422、423沿著光軸移動的話，聚光鏡單元430側之共軛點也移動。具體而言，倍率M＜1(縮小系統)之情況，一對透鏡422、423沿著光軸朝聚光鏡單元430側移動的話，聚光鏡單元430側之共軛點會朝反射型空間光調變器410之相反側移動。另外，在倍率M＞1(放大系統)之情況，一對透鏡422、423沿著反射型空間光調變器410側移動的話，聚光鏡單元430側之共軛點會朝反射型空間光調變器410之相反側移動。因此，例如，在聚光鏡單元430之安裝位置產生偏移的情況，可使聚光鏡單元430側的共軛點對位於聚光鏡單元430之入瞳面430a。並且，由於至少從反射型空間光調變器410側的透鏡422到達聚光鏡單元430側的透鏡423之雷射光L的光路為一直線，故，能夠容易使一對透鏡422、423沿著光軸移動。因此，若依據雷射加工裝置200的話，能夠將在反射型空間光調變器410的反射面410a之雷射光L的像容易且精度良好地成像於聚光鏡單元430的入瞳面430a。
再者，藉由作成為0.5＜M＜1，能夠將在反射型空間光調變器410的反射面410a上之雷射光L的有效直徑作成較大，能以高精細的相位圖案，將雷射光L進行調變。另外，藉由作成為1＜M＜2，能夠將在反射型空間光調變器410的反射面410a上之雷射光L的有效直徑作成較小，能夠縮小射入到反射型空間光調變器410的雷射光L之光軸與從反射型空間光調變器410射出的雷射光L之光軸所形成的角度α。抑制雷射光L對反射型空間光調變器410的射入角度及反射角度一事，在抑制繞射效率降低，使反射型空間光調變器410的性能充分地發揮上極為重要。
在雷射加工裝置200，亦可為倍率M符合0.6≦M≦0.95。藉此，既可維持0.5＜M＜1的情況所達到的效果，又可更確實地抑制從反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路變長。
在雷射加工裝置200，亦可為倍率M符合1.05≦M≦1.7。藉此，既可維持前述1＜M＜2的情況所達到的效果，又可更確實地抑制從反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路變長。
在雷射加工裝置200，一對透鏡422、423保持於基座421，基座421係將沿著雷射光L的光軸之方向上的一對透鏡422、423之相互的位置關係維持成一定，沿著雷射光L的光軸之方向(Y軸方向)上的一對透鏡422、423之位置調整是藉由基座421的位置調整來實施。藉此，既可將一對透鏡422、423的相互位置關係維持成一定，又能容易且確實地實施一對透鏡422、423的位置調整(進而能容易且確實地實施共軛點的位置調整)。
又，雷射加工裝置200，係具有：支承加工對象物1之支承台230；將雷射光L射出之雷射振盪器310；將雷射光L一邊調變一邊加以反射之反射型空間光調變器410；對加工對象物1，將雷射光L進行聚光之聚光鏡單元430；構成使反射型空間光調變器410的反射面410a與聚光鏡單元430的入瞳面430a處於成像關係之雙邊遠心光學系統的一對透鏡422、423；及將通過了一對透鏡422、423之雷射光L朝聚光鏡單元430反射之分光鏡403。反射型空間光調變器410係將雷射光L沿著預定的平面(包含對反射型空間光調變器410射出、射出雷射光L的光路之平面、與XY平面平行的平面)呈銳角反射。從反射型空間光調變器410經由一對透鏡422、423而到達分光鏡403之雷射光L的光路是設定成沿著該平面。從分光鏡403到聚光鏡單元430之雷射光L的光路是設定成沿著與該平面交叉的方向(Z軸方向)。
在雷射加工裝置200，從反射型空間光調變器410經由一對透鏡422、423而到達分光鏡403之雷射光L的光路是設定成沿著預定的平面，從分光鏡403到聚光鏡單元430之雷射光L的光路是設定成沿著與該平面交叉的方向。藉此，例如，可對反射型空間光調變器410，使雷射光L作為P偏振光進行反射，且可對鏡，使雷射光L作為S偏振光進行反射。這是因為在反射型空間光調變器410的反射面410a之雷射光L的像精度良好地成像於聚光鏡單元430的入瞳面430a上極為重要。且，反射型空間光調變器410將雷射光L呈銳角進行反射。抑制雷射光L對反射型空間光調變器410的射入角度及反射角度一事，在抑制繞射效率降低，使反射型空間光調變器410的性能充分地發揮上極為重要。如以上所述，若依據雷射加工裝置200的話，能夠將在反射型空間光調變器410的反射面410a之雷射光L的像且精度良好地成像於聚光鏡單元430的入瞳面430a。
在雷射加工裝置200，從分光鏡403到聚光鏡單元430之雷射光L的光路是如前述，設定成沿著與前述平面(與XY平面平行的平面)正交的方向，分光鏡403將雷射光L呈直角進行反射。藉此，能夠將從反射型空間光調變器410到聚光鏡單元430之雷射光L的光路操縱成直角。
在雷射加工裝置200，使通過了一對透鏡422、423之雷射光L朝向聚光鏡單元430反射之鏡為分光鏡403。藉此，可將透過分光鏡403之雷射光L的一部分利用於各種用途。
在雷射加工裝置200，反射型空間光調變器410將雷射光L作為P偏振光進行反射，分光鏡403將雷射光L作為S偏振光進行反射。藉此，能夠將在反射型空間光調變器410的反射面410a之雷射光L的像且精度良好地成像於聚光鏡單元430的入瞳面430a。
雷射加工裝置200，還具備有：配置於從雷射振盪器310到反射型空間光調變器410之雷射光L的光路上，調整雷射光L的的偏振光方向之λ/2波長板單元330及偏振光板單元340。藉此，為了使反射型空間光調變器410將雷射光L呈銳角進行反射，而調整雷射光L的偏振光方向，因此，能夠將從雷射振盪器310到反射型空間光調變器410之雷射光L的光路操縱成直角。
又，雷射輸出部300係具備有：用來射出雷射光L之雷射振盪器310；調整自雷射振盪器310所射出的雷射光L之出力的λ/2波長板單元330及偏振光板單元340；將通過了λ/2波長板單元330及偏振光板單元340之雷射光L射出至外部的鏡單元360；及將雷射振盪器310、λ/2波長板單元330及偏振光板單元340和鏡單元360配置於其主面301a之安裝基座301。從雷射振盪器310經由λ/2波長板單元330及偏振光板單元340而到達鏡單元360之雷射光L的光路是設定成沿著與主面301a平行之平面。鏡單元360係具有用來調整雷射光L的光軸之鏡362、363，沿著與該平面交叉的方向(Z軸方向)將雷射光L射出至外部。
在雷射輸出部300，雷射振盪器310、λ/2波長板單元330、偏振光板單元340以及鏡單元360係安裝於安裝基座301的主面301a。藉此，對雷射加工裝置200的裝置框架210裝卸安裝基座301，容易對雷射加工裝置200將雷射輸出部300進行裝卸。又，從雷射振盪器310經由λ/2波長板單元330及偏振光板單元340而到達鏡單元360之雷射光L的光路是設定成沿著與安裝基座301的主面301a平行之平面，鏡單元360沿著與該平面交叉的方向將雷射光L射出至外部。藉此，例如，在雷射光L的射出方向為沿著垂直方向之情況，雷射輸出部300被矮背化，因此，對雷射加工裝置200，容易將雷射輸出部300進行裝卸。且，鏡單元360還具有用來調整雷射光L的光軸之鏡362、363。藉此，當將雷射輸出部300安裝於雷射加工裝置200的裝置框架210時，能夠調整射入到雷射聚光部400之雷射光L的光軸之位置及角度。如以上所述，雷射輸出部300係對雷射加工裝置200容易進行裝卸。
在雷射輸出部300，鏡單元360是沿著與平行於主面301a的平面正交之方向，將雷射光L射出至外部。藉此，可使鏡單元360對雷射光L的光軸調整容易化。
在雷射輸出部300，λ/2波長板單元330及偏振光板單元340係用來調整從雷射振盪器310所射出的雷射光L的的偏振光方向。藉此，當將雷射輸出部300安裝於雷射加工裝置200的裝置框架210時，能夠調整射入到雷射聚光部400之雷射光L的偏振光方向，進而可調整從雷射聚光部400射出的雷射光L之偏振光方向。
在雷射輸出部300，λ/2波長板單元330及偏振光板單元340係具有：供從雷射振盪器310射出的雷射光L沿著軸線XL(與主面301a平行之軸線)射入的λ/2波長板332；以軸線XL為中心線，λ/2波長板332可進行旋轉的方式，保持λ/2波長板332之基座331；供通過了λ/2波長板332之雷射光L沿著軸線XL射入的偏振光板342；及以軸線XL為中心線，偏振光板342可進行旋轉的方式，保持偏振光板342之基座341。藉此，能夠以簡單的結構，調整自雷射振盪器310所射出的雷射光L之輸出及偏振光方向。且，藉由雷射輸出部300具備有這樣的λ/2波長板單元330及偏振光板單元340，能夠採用因應自雷射振盪器310所射出的雷射光L之波長的λ/2波長板332及偏振光板342。
雷射輸出部300還具備有光路修正板343，其係以軸線XL為中心線，可與偏振光板342一體地進行旋轉的方式保持於基座341，將因通過偏振光板342而從軸線XL上偏移的雷射光L之光軸返回到軸線XL上。藉此，能夠修正因通過偏振光板342所引起之雷射光L的光路偏移。
在雷射輸出部300，λ/2波長板332進行旋轉的軸線與偏振光板342進行旋轉的軸線為軸線XL，相互地一致。亦即，λ/2波長板332及偏振光板342是以相同的軸線XL為中心線可進行旋轉。藉此，能夠謀求雷射輸出部300之簡單化及小型化。
在雷射輸出部300，鏡單元360具有支承基座361和鏡362、363，支承基座361以可進行位置調整的方式安裝於安裝基座301，鏡362以可進行角度調整的方式安裝於支承基座361，將通過了λ/2波長板單元330及偏振光板單元340之雷射光L沿著與主面301a平行的方向反射，鏡363以可進行角度調整的方式安裝於支承基座361，將被鏡362所反射的雷射光L沿著與主面301a交叉之方向反射。藉此，當將雷射輸出部300安裝於雷射加工裝置200的裝置框架210時，能夠精度良好地調整射入到雷射聚光部400之雷射光L的光軸之位置及角度。並且，藉由將支承基座361對安裝基座301進行位置調整，能夠將鏡362、363一體且容易地進行位置調整。
雷射輸出部300還具有擴束器350，其係配置於從λ/2波長板單元330及偏振光板單元340到達鏡單元360之雷射光L的光路上，一邊調整雷射光L的徑一邊將雷射光L平行化。藉此，即使在使雷射聚光部400對雷射輸出部300移動之情況，亦可將射入到雷射聚光部400之雷射光L的狀態維持成一定。
雷射輸出部300，還具備有：配置於從雷射振盪器310到λ/2波長板單元330及偏振光板單元340之雷射光L的光路上，用來開閉雷射光L的光路之擋門320。藉此，能夠藉由在雷射振盪器310之雷射光L的輸出之ON/OFF的切換，實施來自於雷射輸出部300之雷射光L的輸出之ON/OFF的切換。並且，藉由擋門320，能夠防止例如雷射光L不經意從雷射輸出部300射出。 [變形例]
以上，說明了關於本發明的實施形態，但，本發明的一態樣係不限於上述實施形態。
亦可在偏振光板單元340，設置偏振光板342以外的偏振光構件。作為一例，亦可採用立方體狀的偏振光構件，取代偏振光板342及光路修正板343。立方體狀偏振光構件係指呈長方體狀的形狀之構件，在該構件中，相互相對向之側面為光射入面及光射出面，且在該等之間設有具備偏振光板的功能之層的構件。
λ/2波長板332進行旋轉的軸線與偏振光板342進行旋轉的軸線亦可不相互一致。在前述實施形態，具備有反射型空間光調變器410，但，空間光調變器係不限於反射型，亦可為透過型空間光調變器。
雷射輸出部300具有用來調整自雷射輸出部300射出的雷射光L的光軸之鏡362、363，但，至少具有1個鏡，其用來調整自雷射輸出部300射出的雷射光L的光軸即可。
構成反射型空間光調變器410的反射面410a與聚光鏡單元430的入瞳面430a處於成像關係的雙邊遠心光學系統之成像光學系統，係不限於一對透鏡422、423，亦可為包含有反射型空間光調變器410側的第1透鏡系統(例如，接合透鏡、3個以上的透鏡等)及聚光鏡單元430側的第2透鏡系統(例如接合透鏡、3個以上的透鏡等)者。
在雷射聚光部400，使通過了一對透鏡422、423之雷射光L朝向聚光鏡單元430反射之鏡為分光鏡403，但，該鏡亦可為全反射鏡。
聚光鏡單元430及一對不同軸距離測量感測器450係安裝於Y軸方向上之框體401的端部401d，但，亦可靠近安裝於Y軸方向上之較框體401的中心位置更靠近端部401d側的位置。反射型空間光調變器410係安裝於Y軸方向上之框體401的端部401c，但，靠近安裝於Y軸方向上之較框體401的中心位置更靠近端部401c側的位置即可。又，不同軸距離測量感測器450，亦可在X軸方向上，僅配置於聚光鏡單元430的單一側。
雷射聚光部400亦可固定於裝置框架210。在該情況，支承台230不僅能沿著X軸方向及Y軸方向可移動，且亦可沿著Z軸方向移動的方式，安裝於裝置框架210。
本發明的一態樣的雷射加工裝置，不限於將改質區域形成於加工對象物1的內部者，亦可實施剝蝕電漿等的其他雷射加工者。
1‧‧‧加工對象物200‧‧‧雷射加工裝置230‧‧‧支承台(支承部)240‧‧‧第2移動機構(移動機構)310‧‧‧雷射振盪器(雷射光源)401‧‧‧框體401c‧‧‧端部401d‧‧‧端部401e‧‧‧側面403‧‧‧分光鏡(鏡)410‧‧‧反射型空間光調變器(空間光調變器)410a‧‧‧反射面421‧‧‧基座422‧‧‧透鏡(成像光學系統)423‧‧‧透鏡(成像光學系統)430‧‧‧聚光鏡單元(聚光光學系統)440‧‧‧驅動機構450‧‧‧不同軸距離測量感測器(第1感測器)460‧‧‧同軸距離測量感測器(第2感測器)500‧‧‧控制部L‧‧‧雷射光L1‧‧‧第1距離測量用雷射光L1R‧‧‧反射光L2‧‧‧第2距離測量用雷射光L2R‧‧‧反射光
圖1係用於形成改質區域之雷射加工裝置的概略構成圖。 　　圖2係成為形成改質區域的對象之加工對象物的平面圖。 　　圖3係沿著圖2的加工對象物的III-III線之斷面圖。 　　圖4係雷射加工後的加工對象物之平面圖。 　　圖5係沿著圖4的加工對象物的V-V線之斷面圖。 　　圖6係沿著圖4的加工對象物的VI-VI線之斷面圖。 　　圖7係實施形態之雷射加工裝置的斜視圖。 　　圖8係安裝於如圖7所示的雷射加工裝置的支承台之加工對象物的斜視圖。 　　圖9係沿著圖7的ZX平面之雷射輸出部之斷面圖。 　　圖10係圖7之雷射加工裝置的雷射輸出部及雷射聚光部的一部分之斜視圖。 　　圖11係沿著圖7的XY平面之雷射聚光部的斷面圖。 　　圖12係沿著圖11的XII-XII線之雷射聚光部的斷面圖。 　　圖13係沿著圖12的XIII-XIII之雷射聚光部之斷面圖。 　　圖14係顯示圖9的雷射輸出部之λ/2波長板單元及偏振光板單元的光學配置置關係之圖。 　　圖15(a)係顯示圖9的雷射輸出部之λ/2波長板單元的偏振光方向之圖。圖15(b)係顯示圖9的雷射輸出部之偏振光板單元的偏振光方向之圖。 　　圖16係顯示圖11的雷射聚光部之反射型空間光調變器、4f透鏡單元及聚光鏡單元的光學配置置關係之圖。 　　圖17係顯示藉由圖16的4f透鏡單元之移動所產生的共軛點之移動的圖。 　　圖18係用來說明圖7的雷射加工裝置之同軸距離測量感測器及不同軸距離測量感測器的示意圖。
1‧‧‧加工對象物
5‧‧‧切斷預定線
200‧‧‧雷射加工裝置
403‧‧‧分光鏡(鏡)
430‧‧‧聚光鏡單元(聚光光學系統)
440‧‧‧驅動機構
450‧‧‧不同軸距離測量感測器(第1感測器)
460‧‧‧同軸距離測量感測器(第2感測器)
486‧‧‧光束分離器
500‧‧‧控制部
L‧‧‧雷射光
L1‧‧‧第1距離測量用雷射光
L1R‧‧‧反射光
L2‧‧‧第2距離測量用雷射光
L2R‧‧‧反射光

Claims (3)

  1. 一種雷射加工裝置，其特徵為具備有：支承部，其係用來支承加工對象物；雷射光源，其係用來輸出雷射光；反射型空間光調變器，其係將前述雷射光一邊進行調變一邊加以反射；聚光光學系統，其係對前述加工對象物，將前述雷射光予以聚光；成像光學系統，其係構成前述反射型空間光調變器的反射面與前述聚光光學系統的入瞳面處於成像關係之雙邊遠心光學系統；鏡，其係將通過了前述成像光學系統的前述雷射光朝前述聚光光學系統反射；第1感測器，其係不經由前述聚光光學系統且與前述雷射光不同軸的方式，對前述加工對象物照射第1距離測量用雷射光，再接收該第1距離測量用雷射光的反射光，藉此取得前述加工對象物的雷射光射入面的位移資料；及第2感測器，其係經由前述聚光光學系統且前述與雷射光同軸的方式，對前述加工對象物照射第2距離測量用雷射光，再接收該第2距離測量用雷射光的反射光，藉此取得雷射光射入面的位移資料，從前述鏡到前述聚光光學系統之前述雷射光的光路係設定成沿著第1方向， 從前述反射型空間光調變器經由前述成像光學系統而到達前述鏡之雷射光的光路係設定成沿著與前述第1方向垂直之第2方向，前述第1感測器係在與前述第1方向及前述第2方向垂直之第3方向上，配置於前述聚光光學系統的其中一方側。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工裝置，其中，還具備有：框體，其至少支承前述反射型空間光調變器、前述聚光光學系統、前述成像光學系統、前記鏡及前述第1感測器；及移動機構，其沿著前述第1方向使前述框體移動，前述聚光光學系統及前述第1感測器係安裝於前述第2方向上之前述框體的其中一方的端部側，前述移動機構係安裝於前述第3方向上之前述框體的其中一方的側面。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之雷射加工裝置，其中，還具備有複數個前述第1感測器，複數個前述第1感測器中的其中一個是在前述第3方向上，配置於前述聚光光學系統的其中一方側，複數個前述第1感測器中的另一個是在前述第3方向上，配置於前述聚光光學系統的另一方側。
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