激光加工裝置以及激光加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及能夠獲得所希望的激光束輪廓的激光加工裝置以及激光加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在玻璃、硅或者藍(lán)寶石等形成圖案時(shí)、或在金屬、樹脂等的接合中使用激光的情況下，存在如下激光加工裝置，例如以YAG激光振蕩器或光纖激光振蕩器等為激光光源，通過(guò)例如衍射光柵等的衍射光學(xué)元件對(duì)從激光光源射出的激光進(jìn)行調(diào)制，將所希望的激光束輪廓照射到試樣來(lái)進(jìn)行加工。
[0003]作為現(xiàn)有的具備將激光束的輪廓分割以及形成為所希望的形狀的單元的激光加工裝置，存在在旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置了衍射光學(xué)元件的激光加工裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。圖8A以及圖SB是表示專利文獻(xiàn)I所記載的現(xiàn)有的激光加工裝置的圖。
[0004]在圖8A中，現(xiàn)有的激光加工裝置由激光光源101、光量可變部102、可變光圈103、具有旋轉(zhuǎn)盤D的光調(diào)制裝置104、分色鏡105以及物鏡106等構(gòu)成。激光光源101由通過(guò)反復(fù)而輸出脈沖狀的激光的具備Q開關(guān)的YAG激光器等構(gòu)成。在圖SB中，在旋轉(zhuǎn)盤D上，設(shè)置有例如4個(gè)衍射光學(xué)元件108a、108b、108c、108d。
[0005]從激光光源101射出的激光La透過(guò)光量可變部102和可變光圈103，通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤D上的衍射光學(xué)元件108a、108b、108c、108d進(jìn)行調(diào)制而成為規(guī)定衍射圖案的激光Lb碰到分色鏡105被向下方反射而成為激光Lb，入射到物鏡106。物鏡106對(duì)激光Lb進(jìn)行聚光，并使該聚光激光Lc照射到被加工物107。另外，被加工物107載置于在光軸方向(Z軸)以及光軸直角面內(nèi)(Χ、Υ、Θ方向)能進(jìn)行移動(dòng)控制的載物臺(tái)108上。
[0006]通過(guò)使從激光光源101射出并經(jīng)過(guò)光量調(diào)整以及波形成形的激光Lb，透過(guò)在旋轉(zhuǎn)盤D的表面上設(shè)置的多個(gè)透過(guò)型衍射光學(xué)元件108a、108b、108c、108d中的所希望的元件，從而能夠通過(guò)衍射而對(duì)被加工物107照射具有所希望的激光束輪廓的激光Lc，能夠分別形成所希望的加工圖案。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:JP特開2000-280085號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]但是，對(duì)于專利文獻(xiàn)I所示的現(xiàn)有的激光加工裝置以及使用了該裝置的加工方法而言，如圖SB所示，由于在I個(gè)衍射光學(xué)元件中設(shè)置有I個(gè)精細(xì)衍射圖案，因此在變更激光輪廓時(shí)，需要從設(shè)置在盤D上的多個(gè)衍射光學(xué)元件108a、108b、108c、108d中選擇使激光La透過(guò)的衍射光學(xué)元件，并設(shè)計(jì)以及制作與每個(gè)所需的激光輪廓對(duì)應(yīng)的衍射光學(xué)元件，預(yù)先將其設(shè)置在盤D上。因此，會(huì)需要巨大的成本以及時(shí)間，存在削減激光輪廓的變更所需要的成本這樣的課題。
[0011]本發(fā)明用于解決現(xiàn)有的課題，其目的在于提供一種激光加工裝置以及激光加工方法，通過(guò)必要的最小限度的衍射光學(xué)元件來(lái)獲得適于加工的所希望的輪廓。
[0012]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明構(gòu)成如下。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的I個(gè)方式，提供一種激光加工裝置，其具備:
[0014]激光振蕩器；
[0015]衍射光學(xué)元件，其以從所述激光振蕩器射出的激光透過(guò)的材質(zhì)，無(wú)間隙地形成至少2種精細(xì)衍射圖案，并能夠形成所述激光的輪廓；
[0016]移動(dòng)單元，其能夠使所述激光與所述衍射光學(xué)元件中的任意一方移動(dòng)，來(lái)變更所述激光與所述衍射光學(xué)元件之間的相對(duì)位置；
[0017]控制單元，其對(duì)所述移動(dòng)單元的動(dòng)作進(jìn)行控制；
[0018]掃描單元，其對(duì)透過(guò)了所述衍射光學(xué)元件的所述激光進(jìn)行掃描；以及
[0019]透鏡單元，其使由所述掃描單元掃描的所述激光聚光于被加工物的激光照射面。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種激光加工裝置，其具備:
[0021]激光振蕩器；
[0022]反射型衍射光學(xué)元件，其以從所述激光振蕩器射出的激光進(jìn)行反射的材質(zhì)，無(wú)間隙地形成至少2種精細(xì)衍射圖案，并能夠形成所述激光的輪廓；
[0023]移動(dòng)單元，其能夠使所述激光與所述反射型衍射光學(xué)元件中的任意一方移動(dòng)，來(lái)變更所述激光與所述反射型衍射光學(xué)元件之間的相對(duì)位置；
[0024]控制單元，其對(duì)所述移動(dòng)單元的動(dòng)作進(jìn)行控制；
[0025]偏光鏡，其在所述激光振蕩器與所述反射型衍射光學(xué)元件之間配置為與光軸成45°角，提取來(lái)自所述激光振蕩器的所述激光的直線偏振光分量作為直線偏振光；
[0026]1/4波長(zhǎng)板，其配置于所述偏光鏡與所述反射型衍射光學(xué)元件之間，使從所述偏光鏡入射的直線偏振光變?yōu)閳A偏振光，另一方面使從所述反射型衍射光學(xué)元件入射的圓偏振光變?yōu)橹本€偏振光；
[0027]掃描單元，其對(duì)來(lái)自所述1/4波長(zhǎng)板的所述直線偏振光被所述偏光鏡進(jìn)行了反射的所述直線偏振光的激光進(jìn)行掃描；以及
[0028]透鏡單元，其使由所述掃描單元掃描的所述激光聚光于被加工物的激光照射面。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的又一方式，提供一種激光加工方法，其具備:
[0030]在控制單元的控制下通過(guò)移動(dòng)單元使從激光振蕩器射出的激光與衍射光學(xué)元件中的任意一方移動(dòng)，來(lái)變更所述激光與所述衍射光學(xué)元件之間的相對(duì)位置，所述激光在所述衍射光學(xué)元件中跨越無(wú)間隙地設(shè)置于所述衍射光學(xué)元件的至少2個(gè)以上的精細(xì)衍射圖案區(qū)域地進(jìn)行照射，所述激光透過(guò)所述衍射光學(xué)元件的工序；
[0031]使用掃描單元對(duì)透過(guò)了所述衍射光學(xué)元件的所述激光進(jìn)行掃描的工序；以及
[0032]通過(guò)透鏡單元使由所述掃描單元掃描的所述激光聚光于被加工物的激光照射面的工序。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種激光加工方法，其具備:
[0034]從激光振蕩器射出，由配置為與光軸成45°角的偏光鏡提取來(lái)自所述激光振蕩器的所述激光的直線偏振光分量，由配置在所述偏光鏡與所述反射型衍射光學(xué)元件之間的1/4波長(zhǎng)板，將從所述偏光鏡入射的激光的直線偏振光變更為圓偏振光，在控制單元的控制下通過(guò)移動(dòng)單元使被變更為所述圓偏振光的激光與反射型衍射光學(xué)元件中的任意一方移動(dòng)，來(lái)變更所述激光與所述反射型衍射光學(xué)元件之間的相對(duì)位置，所述激光在所述反射型衍射光學(xué)元件中跨越無(wú)間隙地設(shè)置于所述反射型衍射光學(xué)元件的至少2個(gè)以上的精細(xì)衍射圖案區(qū)域地進(jìn)行照射，由所述反射型衍射光學(xué)元件使所述激光進(jìn)行反射的工序；
[0035]將由所述反射型衍射光學(xué)元件進(jìn)行了反射的所述激光，由所述1/4波長(zhǎng)板使從所述反射型衍射光學(xué)元件入射的激光的圓偏振光變更為直線偏振光，使用掃描單元對(duì)由所述偏光鏡進(jìn)行了反射的所述激光進(jìn)行掃描的工序；以及
[0036]通過(guò)透鏡單元使由所述掃描單元掃描的所述激光聚光于被加工物的激光照射面的工序。
[0037]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的所述方式所涉及的激光加工裝置以及激光加工方法，能夠削減所需要的衍射光學(xué)元件的數(shù)量，并通過(guò)激光衍射光學(xué)元件間的相對(duì)位置來(lái)調(diào)整光束輪廓強(qiáng)度，因此能夠低價(jià)獲得適于激光加工的所希望的輪廓。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的激光加工裝置的示意圖。
[0039]圖2是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的衍射光學(xué)元件的圖。
[0040]圖3A是表示在本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的衍射光學(xué)元件照射激光的區(qū)域以及在聚光點(diǎn)附近得到的激光的輪廓例的說(shuō)明圖。
[0041]圖3B是表示在本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的衍射光學(xué)元件照射激光的區(qū)域以及在聚光點(diǎn)附近得到的激光的輪廓例的說(shuō)明圖。
[0042]圖3C是表示在本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的衍射光學(xué)元件照射激光的區(qū)域以及在聚光點(diǎn)附近得到的激光的輪廓例的說(shuō)明圖。
[0043]圖3D是表示在本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的衍射光學(xué)元件照射激光的區(qū)域以及在聚光點(diǎn)附近得到的激光的輪廓例的說(shuō)明圖。
[0044]圖4A是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的激光加工方法的圖。
[0045]圖4B是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的激光加工方法的圖。
[0046]圖4