发明名称 雷射加工装置
摘要 本发明之雷射加工装置包含有:可放置被加工对象物之载物台;可朝向前述被加工对象物的表面射出雷射光之照射单元;可使雷射光分支成复数光束,并且可于被加工对象物的表面或内部聚光成复数点之光学系统;及可使复数点相对于被加工对象物朝水平方向相对移动之移动单元。
申请公布号 TWI250910 申请公布日期 2006.03.11
申请号 TW094106229 申请日期 2005.03.02
申请人 奥林巴斯股份有限公司 发明人 森田晃正;高桥进
分类号 B23K26/00 主分类号 B23K26/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种雷射加工装置,包含有: 载物台,系可载置被加工对象物者; 照射单元,系可朝前述被加工对象物之表面射出雷 射光者; 光学系统,系可使前述雷射光分支成复数之光束并 且于前述被加工对象物的表面或内部聚光成复数 点者;及 移动单元,系可使前述复数点相对于前述被加工对 象物往水平方向相对移动者。 2.如申请专利范围第1项之雷射加工装置,其中前述 光学系统可使前述雷射光分支成复数之光束,并且 为一聚光光学系统,且该聚光光学系统具有可使前 述复数点沿着与前述被加工对象物表面直交的方 向排列并聚光之双折射性的光轴方向分支元件。 3.如申请专利范围第2项之雷射加工装置,其中前述 聚光光学系统具有双折射性的水平方向分支元件, 且该双折射性的水平方向分支元件可使邻接之前 述复数点的相对水平方向位置错开。 4.如申请专利范围第2项之雷射加工装置,更具有可 观察前述被加工对象物的表面之观察光学系统,且 前述移动单元可使前述复数点相对于前述被加工 对象物朝与前述表面直交的方向相对移动,并于移 动时根据前述观察光学系统所观察的资料来自动 调整前述被加工对象物表面之对焦。 5.如申请专利范围第1项之雷射加工装置,其中前述 雷射光为脉冲雷射光,且前述光学系统具有可使前 述雷射光分支成复数光束之雷射分支元件,及可使 前述复数光束聚光成于前述被加工对象物表面或 内部沿水平方向排列的复数点之聚光光学系统。 6.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,其中前述 雷射分支元件可使前述雷射光于平面上分支扩散, 且前述聚光光学系统可使前述复数点聚光成朝水 平方向排列成直线状。 7.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,其中前述 雷射分支元件可使前述雷射光于互相直交的平面 上分支扩散,且前述聚光光学系统可使前述复数点 聚光成相对于水平面排列成2次元状。 8.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,更具有可 使前述复数点围绕与前述被加工对象物表面直交 的旋转轴旋转之旋转单元。 9.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,其中前述 雷射光系以平行光束状态入射至前述雷射分支元 件,且前述雷射分支元件系使前述雷射光分支成不 同角度的复数光束而作为前述复数光束之角度分 支元件。 10.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,其中前 述角度分支元件系绕射光栅,且其分支面配置于前 述聚光光学系统之瞳孔位置或与瞳孔位置在光学 上共轭之位置上。 11.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,其中前 述角度分支元件系分光棱镜,且其定位面配置于前 述聚光光学系统之瞳孔位置或与瞳孔位置在光学 上共轭之位置上。 12.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,其中前 述角度分支元件系由棱镜所构成者。 13.如申请专利范围第5项之雷射加工装置,其中前 述雷射光系以非平行光束状态入射至前述雷射分 支元件,且前述雷射分支元件系使前述雷射光复数 地分支并相对于光轴平行移动而作为前述复数光 束之平行移动分支元件。 14.如申请专利范围第13项之雷射加工装置,其中前 述平行移动分支元件系具有双折射性之双折射光 学元件。 15.如申请专利范围第13项之雷射加工装置,其中前 述平行移动分支元件系由棱镜所构成者。 图式简单说明: 第1图系显示本发明雷射加工装置之第1实施型态 之构造图。 第2A图系显示使脉冲雷射光分支成复数光束之物 透镜之构造图,且双折射素材透镜之结晶轴系配置 成与光轴直交。 第2B图系显示使脉冲雷射光分支成复数光束之物 透镜之构造图,且双折射素材透镜之结晶轴系配置 成与光轴平行。 第3图系显示2点于晶片内部沿厚度方向排列之聚 光状态图。 第4A图系显示聚光光学系统之构造图,且双折射素 材透镜之结晶轴系配置成与光轴直交。 第4B图系显示聚光光学系统之构造图,且双折射素 材透镜之结晶轴系配置成与光轴平行。 第5A图系显示聚光光学系统之构造图。 第5B图系显示第5A图所示的箭头方向A-A之截面视图 。 第5C图系显示第5A图所示的箭头方向B-B之截面视图 。 第6图系显示利用第5A图所示之聚光光学系统来使4 点于晶片内部聚光成沿厚度方向排列之状态图。 第7图系显示聚光光学系统之构造图。 第8A图系显示第7图所示的箭头方向C-C之截面视图 。 第8B图系显示第7图所示的箭头方向D-D之截面视图 。 第9A图系显示聚光光学系统之构造图,且双折射板 之结晶轴系配置成相对于光轴倾斜45度。 第9B图系显示聚光光学系统之构造图,且双折射板 之结晶轴系配置成相对于光轴倾斜60度。 第10图系显示利用第9A图所示之聚光光学系统来使 2点于晶片内部聚光成沿厚度方向排列之状态图。 第11图系显示聚光光学系统之构造图。 第12A图系显示第11图所示的箭头方向E-E之截面视 图。 第12B图系显示第11图所示的箭头方向F-F之截面视 图。 第13A图系显示聚光光学系统之构造图,且双折射板 之结晶轴系配置成与光轴直交。 第13B图系显示聚光光学系统之构造图,且双折射板 之结晶轴系配置成相对于光轴倾斜45度。 第14A图系显示第13A图所示的箭头方向G-G之截面视 图。 第14B图系显示第13B图所示的箭头方向H-H之截面视 图。 第15图系显示利用第13A图及第13B图所示之聚光光 学系统来使4点于晶片内部聚光之状态图。 第16图显示聚光光学系统之构造图。 第17图系显示本发明雷射加工装置之第2实施型态 之构造图。 第18图系显示雷射加工装置之构造图。 第19图系显示本发明雷射加工装置之第3实施型态 之构造图。 第20图系显示藉由绕射光栅使脉冲雷射光分支成 复数光束,并且藉由聚光透镜使点聚光于晶片内部 之状态图。 第21A图系显示复数点沿晶片的X方向排列地配置绕 射光栅之状态图。 第21B图系显示从第21A图所示之状态,到藉由旋转机 构使绕射光栅围绕Z旋转轴旋转90度后复数点沿Y方 向排列之状态图。 第22图系显示沿复数点的分支方向进行扫描之状 态图。 第23图系显示扫描晶片表面的X方向之轨迹的晶片 上面图。 第24图系显示与复数点的分支方向直交之方向的 扫描进行之状态图。 第25图系显示本发明雷射加工装置之第4实施型态 图,且显示绕射光栅之分支面隔着中继透镜配置在 与聚光透镜的瞳孔位置共轭之位置上的状态。 第26图系显示本发明雷射加工装置之第5实施型态 图,且显示藉由分光棱镜使脉冲雷射光分支成复数 光束之状态。 第27图系分光棱镜之具体设计图。 第28图系显示本发明雷射加工装置之第6实施型态 图,且显示藉由棱镜使脉冲雷射光分支成复数光束 之状态。 第29图系显示本发明雷射加工装置之第7实施型态 图,且显示藉由偏振光分束器使脉冲雷射光分支成 复数光束之状态。 第30图系显示本发明雷射加工装置之第8实施型态 图,且显示藉由双折射性结晶体使脉冲雷射光分支 成复数光束之状态。 第31图系显示双折射性结晶体配置成从聚光位置 移动之状态图。 第32图系显示双折射性结晶体之串联连接状态图 。 第33图系显示在复数点接近之状态下聚光于1处之 状态图。 第34图系显示习知的雷射加工图,且显示藉由双焦 点透镜使2点于半导体基板内部聚光成沿厚度方向 排列之状态图。 第35图系显示习知的雷射加工装置之构造图。 第36图系显示晶片表面的X方向之扫描轨迹图。 第37图系显示晶片进行雷射加工之状态图。
地址 日本
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