激光加工装置以及激光加工方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及能够获得所希望的激光束轮廓的激光加工装置以及激光加工方法。
【背景技术】
[0002]在玻璃、硅或者蓝宝石等形成图案时、或在金属、树脂等的接合中使用激光的情况下，存在如下激光加工装置，例如以YAG激光振荡器或光纤激光振荡器等为激光光源，通过例如衍射光栅等的衍射光学元件对从激光光源射出的激光进行调制，将所希望的激光束轮廓照射到试样来进行加工。
[0003]作为现有的具备将激光束的轮廓分割以及形成为所希望的形状的单元的激光加工装置，存在在旋转盘上设置了衍射光学元件的激光加工装置(例如，参照专利文献I)。图8A以及图SB是表示专利文献I所记载的现有的激光加工装置的图。
[0004]在图8A中，现有的激光加工装置由激光光源101、光量可变部102、可变光圈103、具有旋转盘D的光调制装置104、分色镜105以及物镜106等构成。激光光源101由通过反复而输出脉冲状的激光的具备Q开关的YAG激光器等构成。在图SB中，在旋转盘D上，设置有例如4个衍射光学元件108a、108b、108c、108d。
[0005]从激光光源101射出的激光La透过光量可变部102和可变光圈103，通过旋转盘D上的衍射光学元件108a、108b、108c、108d进行调制而成为规定衍射图案的激光Lb碰到分色镜105被向下方反射而成为激光Lb，入射到物镜106。物镜106对激光Lb进行聚光，并使该聚光激光Lc照射到被加工物107。另外，被加工物107载置于在光轴方向(Z轴)以及光轴直角面内(Χ、Υ、Θ方向)能进行移动控制的载物台108上。
[0006]通过使从激光光源101射出并经过光量调整以及波形成形的激光Lb，透过在旋转盘D的表面上设置的多个透过型衍射光学元件108a、108b、108c、108d中的所希望的元件，从而能够通过衍射而对被加工物107照射具有所希望的激光束轮廓的激光Lc，能够分别形成所希望的加工图案。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:JP特开2000-280085号公报
【发明内容】
[0010]但是，对于专利文献I所示的现有的激光加工装置以及使用了该装置的加工方法而言，如图SB所示，由于在I个衍射光学元件中设置有I个精细衍射图案，因此在变更激光轮廓时，需要从设置在盘D上的多个衍射光学元件108a、108b、108c、108d中选择使激光La透过的衍射光学元件，并设计以及制作与每个所需的激光轮廓对应的衍射光学元件，预先将其设置在盘D上。因此，会需要巨大的成本以及时间，存在削减激光轮廓的变更所需要的成本这样的课题。
[0011]本发明用于解决现有的课题，其目的在于提供一种激光加工装置以及激光加工方法，通过必要的最小限度的衍射光学元件来获得适于加工的所希望的轮廓。
[0012]为了达成上述目的，本发明构成如下。
[0013]根据本发明的I个方式，提供一种激光加工装置，其具备:
[0014]激光振荡器；
[0015]衍射光学元件，其以从所述激光振荡器射出的激光透过的材质，无间隙地形成至少2种精细衍射图案，并能够形成所述激光的轮廓；
[0016]移动单元，其能够使所述激光与所述衍射光学元件中的任意一方移动，来变更所述激光与所述衍射光学元件之间的相对位置；
[0017]控制单元，其对所述移动单元的动作进行控制；
[0018]扫描单元，其对透过了所述衍射光学元件的所述激光进行扫描；以及
[0019]透镜单元，其使由所述扫描单元扫描的所述激光聚光于被加工物的激光照射面。
[0020]根据本发明的另一方式，提供一种激光加工装置，其具备:
[0021]激光振荡器；
[0022]反射型衍射光学元件，其以从所述激光振荡器射出的激光进行反射的材质，无间隙地形成至少2种精细衍射图案，并能够形成所述激光的轮廓；
[0023]移动单元，其能够使所述激光与所述反射型衍射光学元件中的任意一方移动，来变更所述激光与所述反射型衍射光学元件之间的相对位置；
[0024]控制单元，其对所述移动单元的动作进行控制；
[0025]偏光镜，其在所述激光振荡器与所述反射型衍射光学元件之间配置为与光轴成45°角，提取来自所述激光振荡器的所述激光的直线偏振光分量作为直线偏振光；
[0026]1/4波长板，其配置于所述偏光镜与所述反射型衍射光学元件之间，使从所述偏光镜入射的直线偏振光变为圆偏振光，另一方面使从所述反射型衍射光学元件入射的圆偏振光变为直线偏振光；
[0027]扫描单元，其对来自所述1/4波长板的所述直线偏振光被所述偏光镜进行了反射的所述直线偏振光的激光进行扫描；以及
[0028]透镜单元，其使由所述扫描单元扫描的所述激光聚光于被加工物的激光照射面。
[0029]根据本发明的又一方式，提供一种激光加工方法，其具备:
[0030]在控制单元的控制下通过移动单元使从激光振荡器射出的激光与衍射光学元件中的任意一方移动，来变更所述激光与所述衍射光学元件之间的相对位置，所述激光在所述衍射光学元件中跨越无间隙地设置于所述衍射光学元件的至少2个以上的精细衍射图案区域地进行照射，所述激光透过所述衍射光学元件的工序；
[0031]使用扫描单元对透过了所述衍射光学元件的所述激光进行扫描的工序；以及
[0032]通过透镜单元使由所述扫描单元扫描的所述激光聚光于被加工物的激光照射面的工序。
[0033]根据本发明的另一方式，提供一种激光加工方法，其具备:
[0034]从激光振荡器射出，由配置为与光轴成45°角的偏光镜提取来自所述激光振荡器的所述激光的直线偏振光分量，由配置在所述偏光镜与所述反射型衍射光学元件之间的1/4波长板，将从所述偏光镜入射的激光的直线偏振光变更为圆偏振光，在控制单元的控制下通过移动单元使被变更为所述圆偏振光的激光与反射型衍射光学元件中的任意一方移动，来变更所述激光与所述反射型衍射光学元件之间的相对位置，所述激光在所述反射型衍射光学元件中跨越无间隙地设置于所述反射型衍射光学元件的至少2个以上的精细衍射图案区域地进行照射，由所述反射型衍射光学元件使所述激光进行反射的工序；
[0035]将由所述反射型衍射光学元件进行了反射的所述激光，由所述1/4波长板使从所述反射型衍射光学元件入射的激光的圆偏振光变更为直线偏振光，使用扫描单元对由所述偏光镜进行了反射的所述激光进行扫描的工序；以及
[0036]通过透镜单元使由所述扫描单元扫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，根据本发明的所述方式所涉及的激光加工装置以及激光加工方法，能够削减所需要的衍射光学元件的数量，并通过激光衍射光学元件间的相对位置来调整光束轮廓强度，因此能够低价获得适于激光加工的所希望的轮廓。
【附图说明】
[0038]图1是本发明的第I实施方式中的激光加工装置的示意图。
[0039]图2是表示本发明的第I实施方式中的衍射光学元件的图。
[0040]图3A是表示在本发明的第I实施方式中的衍射光学元件照射激光的区域以及在聚光点附近得到的激光的轮廓例的说明图。
[0041]图3B是表示在本发明的第I实施方式中的衍射光学元件照射激光的区域以及在聚光点附近得到的激光的轮廓例的说明图。
[0042]图3C是表示在本发明的第I实施方式中的衍射光学元件照射激光的区域以及在聚光点附近得到的激光的轮廓例的说明图。
[0043]图3D是表示在本发明的第I实施方式中的衍射光学元件照射激光的区域以及在聚光点附近得到的激光的轮廓例的说明图。
[0044]图4A是表示本发明的第I实施方式中的激光加工方法的图。
[0045]图4B是表示本发明的第I实施方式中的激光加工方法的图。
[0046]图4