專利名稱：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光加工裝置，用于對(duì)工件比如半導(dǎo)體晶片進(jìn)行激光加工，并且更具體地涉及能夠調(diào)整激光束的聚光點(diǎn)形狀的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)過(guò)程中，多個(gè)區(qū)域被稱作“切割道”的分割線截面，這些分割線以網(wǎng)格狀布置在基本為盤狀的半導(dǎo)體晶片的前表面上，并且比如IC或LSI的器件形成在每個(gè)截面區(qū)域內(nèi)。通過(guò)沿切割道切割該半導(dǎo)體晶片將其分成其內(nèi)形成有該器件的區(qū)域來(lái)制造各個(gè)半導(dǎo)體芯片。具有層壓在藍(lán)寶石基底前表面上的光接收元件比如光電二極管或發(fā)光元件比如激光二極管的光學(xué)器件晶片也被沿切割道切割，以分成在電子裝置中廣泛使用的各個(gè)光學(xué)器件如光電二極管或激光二極管。
作為沿切割道劃分晶片比如上述半導(dǎo)體晶片或光學(xué)器件晶片的方法，JP-A 2004-9139公開了一種方法，其中通過(guò)使用脈沖激光束沿形成在晶片上的切割道形成槽，并且晶片沿這些槽分開。
根據(jù)對(duì)工件照射的激光束的輸出、波長(zhǎng)、重復(fù)頻率、聚光點(diǎn)形狀等可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整加工條件。然而，難以將聚光點(diǎn)形狀適當(dāng)?shù)馗淖兂蓤A形或長(zhǎng)軸與短軸在長(zhǎng)度上彼此不同的橢圓形，出現(xiàn)了加工條件的調(diào)整受限的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種激光加工裝置，其能夠易于將激光束的聚光點(diǎn)形狀改變成圓形或長(zhǎng)軸與短軸在長(zhǎng)度上彼此不同的橢圓形。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種激光加工裝置，其包括用于夾持工件的卡盤臺(tái)，用于對(duì)夾持在卡盤臺(tái)上的工件照射激光束的激光束照射裝置、以及用于使卡盤臺(tái)和激光束照射裝置相對(duì)于彼此移動(dòng)的加工進(jìn)給裝置，其中，激光束照射裝置包括用于振蕩激光束的激光束振蕩裝置和用于會(huì)聚由激光束振蕩裝置振蕩的激光束的聚光器；以及該聚光器包括與夾持在卡盤臺(tái)上的工件相對(duì)的聚光透鏡、沿激光束照射方向布置在聚光透鏡的上游側(cè)的圓柱形透鏡、以及用于調(diào)節(jié)聚光透鏡和圓柱形透鏡之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
上述圓柱形透鏡是凸透鏡并布置為沿加工進(jìn)給方向會(huì)聚激光束。
上述圓柱形透鏡是凹透鏡并布置為沿加工進(jìn)給方向發(fā)散激光束。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種激光加工裝置，其包括用于夾持工件的卡盤臺(tái)，用于對(duì)夾持在卡盤臺(tái)上的工件照射激光束的激光束照射裝置、以及用于使卡盤臺(tái)和激光束照射裝置相對(duì)于彼此移動(dòng)的加工進(jìn)給裝置，其中，激光束照射裝置包括用于振蕩激光束的激光束振蕩裝置和用于會(huì)聚由激光束振蕩裝置振蕩的激光束的聚光器；以及該聚光器包括與夾持在卡盤臺(tái)上的工件相對(duì)的聚光透鏡、沿激光束照射方向布置在聚光透鏡的上游側(cè)的第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡、以及用于調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
上述第一圓柱形透鏡布置在聚光器側(cè)，上述第二圓柱形透鏡沿激光束照射方向布置在第一圓柱形透鏡的上游側(cè)，并且上述間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)移動(dòng)第二圓柱形透鏡以調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡之間的間隙。
第一圓柱形透鏡是凸透鏡，而第二圓柱形透鏡是凹透鏡。
第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡布置為沿加工進(jìn)給方向會(huì)聚或發(fā)散激光束。
由于根據(jù)本發(fā)明的激光加工裝置包括用于調(diào)節(jié)聚光透鏡和圓柱形透鏡之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)聚光透鏡和圓柱形透鏡之間的間隙，可形成具有圓形截面的聚光點(diǎn)或具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)，并且可適當(dāng)?shù)馗淖兙哂袡E圓形截面的聚光點(diǎn)的長(zhǎng)軸與短軸的比例。因此，可適當(dāng)?shù)剡x擇適于激光加工的聚光點(diǎn)形狀。
由于本發(fā)明的激光加工裝置包括用于調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡之間的間隙，可形成具有圓形截面的聚光點(diǎn)或具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)，并且可適當(dāng)?shù)馗淖兙哂袡E圓形截面的聚光點(diǎn)的長(zhǎng)軸與短軸的比例。因此，可適當(dāng)?shù)剡x擇適于激光加工的聚光點(diǎn)形狀。
圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的激光加工裝置的透視圖；圖2是設(shè)置在圖1所示的激光加工裝置中的激光束照射裝置的構(gòu)成框圖；圖3是包括第一實(shí)施例的聚光器的加工頭的說(shuō)明圖，該聚光器構(gòu)成圖2所示的激光束照射裝置；圖4是沿圖3所示的加工頭的透視圖；圖5是構(gòu)成圖3所示的加工頭的聚光器的圓柱形透鏡單元的透視圖；圖6是圖5所示的圓柱形透鏡單元的組成部件的分解透視圖；
圖7是夾持圓柱形透鏡的透鏡夾持單元的截面圖，其構(gòu)成圖5所示的圓柱形透鏡單元；圖8是用于調(diào)節(jié)聚光透鏡和圓柱形透鏡單元之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的透視圖，其設(shè)置在圖1所示的激光加工裝置中；圖9是圖8所示的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)有圓柱形透鏡單元的透視圖圖10(a)、10(b)和10(c)分別是示出了其中聚光點(diǎn)具有由聚光透鏡和為凸透鏡的圓柱形透鏡形成的圓形截面的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖11(a)、11(b)和11(c)分別是示出了其中聚光點(diǎn)具有由聚光透鏡和為凸透鏡的圓柱形透鏡形成的橢圓形截面的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖12(a)、12(b)和11(c)分別是示出了其中聚光點(diǎn)具有由聚光透鏡和為凹透鏡的圓柱形透鏡形成的橢圓形截面的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖13(a)和13(b)是示出了由圖1所示的激光加工裝置進(jìn)行的槽形成步驟的說(shuō)明圖；圖14是第二實(shí)施例的包括聚光器的加工頭的說(shuō)明圖；圖15是構(gòu)成圖14所示的加工頭的聚光器的第一圓柱形透鏡單元的透視圖；圖16是構(gòu)成圖14所示的加工頭的聚光器的第二圓柱形透鏡單元的透視圖；圖17是間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)有第一圓柱形透鏡單元和第二圓柱形透鏡單元的透視圖；圖18(a)、18(b)和18(c)分別是示出了其中聚光點(diǎn)具有由聚光透鏡、第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡形成的圓形截面的狀態(tài)的說(shuō)明圖；
圖19(a)、19(b)和19(c)分別是示出了其中聚光點(diǎn)具有由聚光透鏡、第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡形成的橢圓形截面的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的激光加工裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的激光加工裝置的透視圖。圖1所示的激光加工裝置包括靜止底座2、用于夾持工件的卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3、激光束照射單元支撐機(jī)構(gòu)4、以及激光束照射單元5，卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3安裝在靜止底座2上的方式使其可沿箭頭X所示的加工進(jìn)給方向移動(dòng)，激光束照射單元支撐機(jī)構(gòu)4安裝在靜止底座2上的方式使其可沿與箭頭X所示的加工進(jìn)給方向垂直的箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向移動(dòng)，激光束照射單元5安裝在激光束照射單元支撐機(jī)構(gòu)4上的方式使其可沿箭頭Z所示的方向移動(dòng)。
上述卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3包括一對(duì)導(dǎo)軌31和31、第一滑塊32、第二滑塊33、蓋臺(tái)35以及作為工件夾持裝置的卡盤臺(tái)36，該對(duì)導(dǎo)軌31和31安裝在靜止底座2上并沿箭頭X所示的加工進(jìn)給方向彼此平行布置，第一滑塊32安裝在導(dǎo)軌31和31上的方式使其可沿箭頭X所示的加工進(jìn)給方向移動(dòng)，第二滑塊33安裝在第一滑塊32上的方式使其可沿箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向移動(dòng)，蓋臺(tái)35由圓柱形構(gòu)件34支撐在第二滑塊33上?？ūP臺(tái)36包括由多孔材料構(gòu)成的吸盤361，并且工件比如盤狀半導(dǎo)體晶片通過(guò)未示出的抽吸裝置夾持在吸盤361上。如上構(gòu)造的卡盤臺(tái)36通過(guò)安裝在圓柱形構(gòu)件34內(nèi)的脈沖電機(jī)(未示出)旋轉(zhuǎn)。
上述第一滑塊32在底面上具有一對(duì)待導(dǎo)向的槽321和321用于裝配到上述該對(duì)導(dǎo)軌31和31，并在頂面上具有一對(duì)沿箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向彼此平行的導(dǎo)軌322和322。通過(guò)將待導(dǎo)向的槽321和321分別裝配到上述該對(duì)導(dǎo)軌31和31，如上構(gòu)造的第一滑塊32可在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向上沿該對(duì)導(dǎo)軌31和31移動(dòng)。圖示實(shí)施例中的卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3包括加工進(jìn)給裝置37，用于在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向上沿該對(duì)導(dǎo)軌31和31移動(dòng)第一滑塊32。加工進(jìn)給裝置37包括布置在上述導(dǎo)軌對(duì)31和31之間并與其平行的外螺紋桿371和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿371的驅(qū)動(dòng)源比如脈沖電機(jī)372。外螺紋桿371在其一端可旋轉(zhuǎn)地支撐到固定在上述靜止底座2上的支承塊373，而在另一端傳動(dòng)連接到上述脈沖電機(jī)372的輸出軸。外螺紋桿371旋入螺紋通孔內(nèi)，該通孔形成在伸出第一滑塊32的中央部分底面的內(nèi)螺紋塊(未示出)。所以，通過(guò)利用脈沖電機(jī)372在正方向或反方向上驅(qū)動(dòng)外螺紋桿371，第一滑塊32在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向上沿導(dǎo)軌31和31移動(dòng)。
上述第二滑塊33在底面上具有一對(duì)待導(dǎo)向的槽331和331用于裝配到上述該對(duì)導(dǎo)軌322和322，導(dǎo)軌322和322形成在上述第一滑塊32的頂面上并且被構(gòu)造為通過(guò)分別將導(dǎo)向槽331和331裝配到上述該對(duì)待導(dǎo)向的導(dǎo)軌322和322在箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向上移動(dòng)。圖示實(shí)施例中的卡盤臺(tái)機(jī)構(gòu)3包括第一分度進(jìn)給裝置38，用于沿形成在第一滑塊32上的導(dǎo)軌對(duì)322和322在箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向上移動(dòng)第二滑塊33。第一分度進(jìn)給裝置38包括布置在上述導(dǎo)軌對(duì)322和322之間并與其平行的外螺紋桿381和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿381的驅(qū)動(dòng)源比如脈沖電機(jī)382。外螺紋桿381在其一端可旋轉(zhuǎn)地支撐到固定在上述第一滑塊32頂面上的支承塊383，而在另一端傳動(dòng)連接到上述脈沖電機(jī)382的輸出軸。外螺紋桿381旋入螺紋通孔內(nèi)，該通孔形成在伸出第二滑塊33的中央部分底面的內(nèi)螺紋塊(未示出)。所以，通過(guò)利用脈沖電機(jī)382在正方向或反方向上驅(qū)動(dòng)外螺紋桿381，第二滑塊33在箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向上沿導(dǎo)軌322和322移動(dòng)。
上述激光束照射單元支撐機(jī)構(gòu)4包括一對(duì)導(dǎo)軌41和41以及活動(dòng)支撐底座42，該對(duì)導(dǎo)軌41和41安裝在靜止底座2上并沿箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向彼此平行布置，活動(dòng)支撐底座42安裝在該對(duì)導(dǎo)軌41和41上的方式使其可沿箭頭Y所示的方向移動(dòng)。該活動(dòng)支撐底座42由活動(dòng)安裝在導(dǎo)軌41和41上的活動(dòng)支撐部421以及安裝在活動(dòng)支撐部421上的安裝部422構(gòu)成。安裝部422在其一個(gè)側(cè)面設(shè)有沿箭頭Z所示的方向彼此平行延伸的一對(duì)導(dǎo)軌423和423。圖示實(shí)施例中的激光束照射單元支撐機(jī)構(gòu)4包括第二分度進(jìn)給裝置43，用于在由箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向上沿該對(duì)導(dǎo)軌41和41移動(dòng)該活動(dòng)支撐底座42。第二分度進(jìn)給裝置43包括布置在上述導(dǎo)軌對(duì)41和41之間并與其平行的外螺紋桿431和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿431的驅(qū)動(dòng)源比如脈沖電機(jī)432。外螺紋桿431在其一端可旋轉(zhuǎn)地支撐到固定在上述靜止底座2上的支承塊(未示出)，而在另一端傳動(dòng)連接到上述脈沖電機(jī)432的輸出軸。外螺紋桿431旋入螺紋通孔內(nèi)，該通孔形成在伸出構(gòu)成活動(dòng)支撐底座42的活動(dòng)支撐部421的中央部分底面的內(nèi)螺紋塊(未示出)。所以，通過(guò)利用脈沖電機(jī)432在正方向或反方向上驅(qū)動(dòng)外螺紋桿431，活動(dòng)支撐底座42在箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向上沿導(dǎo)軌41和41移動(dòng)。
圖示實(shí)施例中的激光束照射單元5包括單元夾持器51以及安裝到該單元夾持器51的激光束照射裝置52。該單元夾持器51具有一對(duì)待導(dǎo)向的槽511和511，該槽511和511待可滑動(dòng)地裝配到上述安裝部422上的該對(duì)導(dǎo)軌423和423，該單元夾持器51被支撐的方式使其可通過(guò)分別將待導(dǎo)向的槽511和511裝配到上述導(dǎo)軌423和423而在箭頭Z所示的方向上移動(dòng)。
圖示實(shí)施例中的激光束照射單元5包括移動(dòng)裝置53，用于在箭頭Z所示的方向上沿該對(duì)導(dǎo)軌423和423移動(dòng)單元夾持器51。移動(dòng)裝置53包括布置在上述導(dǎo)軌對(duì)423和423之間的外螺紋桿(未示出)和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿的驅(qū)動(dòng)源比如脈沖電機(jī)532。通過(guò)利用脈沖電機(jī)532在正方向或反方向上驅(qū)動(dòng)外螺紋桿(未示出)，單元夾持器51和激光束照射裝置52在箭頭Z所示的方向上沿導(dǎo)軌423和423移動(dòng)。在圖示的實(shí)施例中，激光束照射裝置52通過(guò)在正方向上驅(qū)動(dòng)脈沖電機(jī)532向上移動(dòng)，通過(guò)在反方向上驅(qū)動(dòng)脈沖電機(jī)532向下移動(dòng)。
圖示的激光束照射裝置52具有圓柱形殼體521，該殼體固定到上述單元夾持器51并基本平行地延伸。激光束照射裝置52包括脈沖激光束振蕩裝置522和如圖2所示安裝在殼體521內(nèi)的傳送光學(xué)系統(tǒng)523以及安裝在殼體521端部的加工頭6，該加工頭6用于對(duì)夾持在上述卡盤臺(tái)36上的工件照射由脈沖激光束振蕩裝置522振蕩的脈沖激光束。上述脈沖激光束振蕩裝置522包括由YAG激光振蕩器或YV04激光振蕩器組成的脈沖激光束振蕩器522a以及連接到脈沖激光束振蕩器522a的重復(fù)頻率設(shè)置裝置522b。傳送光學(xué)系統(tǒng)523具有適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件比如分束器等。
上述加工頭6包括如圖3所示的變向鏡61和聚光器7。變向鏡61將從上述脈沖激光束振蕩裝置522振蕩出的并通過(guò)傳送光學(xué)系統(tǒng)523照射的脈沖激光束的方向朝聚光器7變向。圖示第一實(shí)施例中的聚光器7包括聚光透鏡8、圓柱形透鏡單元9以及間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，聚光透鏡8與夾持在上述卡盤臺(tái)36上的工件相對(duì)，圓柱形透鏡單元9沿激光束照射方向布置在聚光透鏡8的上游側(cè)，即位于聚光透鏡8和變向鏡61之間，間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)聚光透鏡8和圓柱形透鏡單元9之間的間隙，下面將詳細(xì)描述。上述變向鏡61、圓柱形透鏡單元9以及下面描述的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在加工頭殼體60內(nèi)，該殼體60安裝在如圖4所示的上述殼體521的端部。上述聚光透鏡8安裝在連接至加工頭殼體60底部的透鏡殼體80內(nèi)。在圖示的實(shí)施例中，聚光透鏡8的焦距被設(shè)置成40mm。
隨后將參考圖5-7給出上述圓柱形透鏡單元9的描述。圖5是圓柱形透鏡單元9的透視圖，圖6是圖5所示的圓柱形透鏡單元9的分解透視圖。
圖5和圖6所示的圓柱形透鏡單元9包括圓柱形透鏡91、用于夾持圓柱形透鏡的透鏡夾持件92、用于夾持透鏡夾持件92的第一框架93以及用于夾持第一框架93的第二框架94。
圓柱形透鏡91是如圖7所示具有半圓形截面的凸透鏡。在圖示的實(shí)施例中，該圓柱形透鏡91的焦距被設(shè)置成40mm。在圖示的實(shí)施例中，用于夾持圓柱形透鏡91的透鏡夾持件92是圓形的并由合成樹脂制成。該圓柱形透鏡91埋入由合成樹脂制成的透鏡夾持件92內(nèi)的方式使其頂面和底面露出。如圖6所示，伸出件921形成在透鏡夾持件92的外周面的一個(gè)位置處。
如圖6所示，上述第一框架93是邊長(zhǎng)為E的正方形，并且在第一框架93的頂面內(nèi)形成有用于容納上述透鏡夾持件92的圓形空穴931以及用于容納形成在透鏡夾持件92上的伸出件921的工作腔室932。孔931b形成在圓形空穴931底壁931a的中心部分內(nèi)。此外，作為彈簧座的凹部932b形成在截?cái)喙ぷ髑皇?32的壁932a內(nèi)。螺紋孔932c在凹部932b的軸線上形成在第一框架93內(nèi)。如圖5所示，透鏡夾持件92裝配在如上構(gòu)造的第一框架93的圓形空穴931內(nèi)，并且伸出件921存放在工作腔室932內(nèi)。所以，裝配進(jìn)第一框架93的圓形空穴931內(nèi)的透鏡夾持件92可在伸出件921在工作腔室932內(nèi)移動(dòng)的最大范圍內(nèi)沿圓形空穴931的內(nèi)周部轉(zhuǎn)動(dòng)。壓縮卷簧95插在上述凹部932b和伸出件921之間。第一調(diào)節(jié)螺桿96旋入上述螺紋孔932c內(nèi)，并且第一調(diào)節(jié)螺桿96的端部與伸出件921接觸。所以，當(dāng)通過(guò)沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使第一調(diào)節(jié)螺桿96向前移動(dòng)時(shí)，透鏡夾持件92抵抗壓縮卷簧95的彈力沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)通過(guò)沿另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使第一調(diào)節(jié)螺桿96向后移動(dòng)時(shí)，透鏡夾持件92利用壓縮卷簧95的彈力沿另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，形成在透鏡夾持件92上的伸出件921、第一調(diào)節(jié)螺桿96和壓縮卷簧95用作轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，用于沿圓形空穴931的內(nèi)周部轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡夾持件92。
如圖6所示，上述第二框架94是矩形的，并且用于容納第一框架93的矩形空穴941形成在第二框架94的頂面內(nèi)。該矩形空穴941具有與上述方形第一框架93的邊長(zhǎng)E對(duì)應(yīng)的寬度A以及大于第一框架93的邊長(zhǎng)E的長(zhǎng)度B。矩形空穴941由底壁942a和側(cè)壁942b、942c、942d和942e截?cái)??？?42f形成在底壁942a的中心部分內(nèi)。作為彈簧座的凹部942g形成在截?cái)嗑匦慰昭?41的側(cè)壁942d的內(nèi)表面內(nèi)。螺紋孔942h形成在與具有凹部942g的側(cè)壁942d相對(duì)的側(cè)壁942e內(nèi)。用于容納上述第一調(diào)節(jié)螺桿96的延長(zhǎng)孔942j形成在第二框架94的側(cè)壁842b內(nèi)。如圖5所示，上述第一框架93裝配在如上構(gòu)造的第二框架94的矩形空穴941內(nèi)。壓縮卷簧97插入形成在上述側(cè)壁942d的內(nèi)表面內(nèi)的凹部942g和第一框架93的側(cè)壁之間。第二調(diào)節(jié)螺桿98旋入形成在側(cè)壁942e內(nèi)的螺紋孔942h內(nèi)，并且第二調(diào)節(jié)螺桿98的端部與第一框架93的側(cè)壁接觸。所以，當(dāng)通過(guò)沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使第二調(diào)節(jié)螺桿98向前移動(dòng)時(shí)，第一框架93抵抗壓縮卷簧97的彈力沿一個(gè)方向移動(dòng)，并且當(dāng)通過(guò)沿另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使第二調(diào)節(jié)螺桿98向后移動(dòng)時(shí)，第一框架93利用壓縮卷簧97的彈力沿另一個(gè)方向移動(dòng)。因此，第二調(diào)節(jié)螺桿98和壓縮卷簧97用作移動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，用于在垂直于圓柱形透鏡91的會(huì)聚方向的方向上相對(duì)于第二框架94移動(dòng)第一框架93。
如上構(gòu)造的圓柱形透鏡單元9設(shè)置在如圖8所示的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10內(nèi)。下面將描述間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10。
圖8所示的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10包括支撐基底11、安裝在支撐基底11下端的聚光透鏡支撐板12、以及布置成可沿支撐基底11的前表面在垂直方向上移動(dòng)的支撐臺(tái)13。
導(dǎo)向槽111沿垂直方向形成在支撐基底11前表面的中心部分內(nèi)。第一調(diào)節(jié)板112固定到支撐基底11側(cè)壁的中間部分。聚光透鏡支撐板12以直角伸出支撐基底11的前表面。孔121形成在該聚光透鏡支撐板12的中心部分內(nèi)。透鏡殼體80安裝在如上構(gòu)造的聚光透鏡支撐板12的底面上的方式使得聚光透鏡8位于與孔121對(duì)應(yīng)的位置。
上述支撐臺(tái)13包括支撐部14和安裝在支撐部14下端的臺(tái)部15。支撐部14在背面具有待導(dǎo)向的導(dǎo)軌141，待被裝配到形成在上述支撐基底11內(nèi)的導(dǎo)向槽111內(nèi)。通過(guò)將該導(dǎo)向的導(dǎo)軌141裝配到導(dǎo)向槽111，支撐臺(tái)13被支撐到支撐基底11的方式使其可在垂直方向上沿導(dǎo)向槽111移動(dòng)。位于第一調(diào)節(jié)板112上方的第二調(diào)節(jié)板142固定到支撐部14的上端。上述臺(tái)部15以直角伸出支撐部14的前表面。孔151形成在臺(tái)部15的中心部分內(nèi)。均以直角從支撐基底11的前表面延伸的定位導(dǎo)軌152和153形成在臺(tái)部15的兩側(cè)端。將定位導(dǎo)軌152和153之間的間隙設(shè)置成與構(gòu)成上述圓柱形透鏡單元9的第二框架94的寬度相對(duì)應(yīng)的尺寸。
調(diào)節(jié)螺釘裝置16裝配在上述第二調(diào)節(jié)板142內(nèi)。該調(diào)節(jié)螺釘裝置16包括安裝在第二調(diào)節(jié)板142上的支撐缸體161、安裝在支撐缸體161內(nèi)的計(jì)量桿162、以及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤163，計(jì)量桿162的安裝方式使其可在垂直方向上移動(dòng)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤163用于在垂直方向上移動(dòng)計(jì)量桿162，并被構(gòu)造成與測(cè)微計(jì)具有相同的結(jié)構(gòu)。在如此構(gòu)造的調(diào)節(jié)螺釘裝置16中，計(jì)量桿162的端部(下端)與第一調(diào)節(jié)板112的頂面接觸，以限制構(gòu)成支撐臺(tái)13的支撐部14在垂直方向上的位置。所以，通過(guò)沿一個(gè)方向或另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤163而在垂直方向上移動(dòng)計(jì)量桿162，支撐部14在垂直方向上的位置，即安裝在支撐部14下端的臺(tái)部15和聚光透鏡支撐板12之間的間隙可被改變。在這一點(diǎn)上，基于形成在支撐缸體161上的標(biāo)尺和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤163來(lái)調(diào)節(jié)計(jì)量桿162的運(yùn)動(dòng)，以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)支撐板13的臺(tái)部15和聚光透鏡支撐板12之間的間隙。
如圖9所示，上述圓柱形透鏡單元9位于如上構(gòu)造的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10的支撐臺(tái)13的臺(tái)部15上。即，圓柱形透鏡單元9的第二框架94位于構(gòu)成支撐臺(tái)13的臺(tái)部15的定位導(dǎo)軌152和153之間。在支撐板13的臺(tái)部15上位于預(yù)定位置的圓柱形透鏡單元9通過(guò)未示出的固定裝置固定在支撐板13的臺(tái)部15上。位于支撐板13的臺(tái)部15上的圓柱形透鏡單元9的圓柱形透鏡91的會(huì)聚方向被設(shè)置成圖9中箭頭X所示的加工進(jìn)給方向。
回到圖1，用于檢測(cè)待由上述激光束照射裝置52加工的區(qū)域的圖像拾取裝置17安裝在構(gòu)成上述激光束照射裝置52的殼體521的前端部。圖像拾取裝置17包括圖像拾取器件(CCD)并給未示出的控制裝置供給圖像信號(hào)。
圖示實(shí)施例中的激光加工裝置被如上構(gòu)造，下面將介紹其功能。
將參考圖10(a)至10(c)以及圖11(a)至11(c)描述通過(guò)上述激光束照射裝置52照射的激光束的聚光點(diǎn)形狀。
下面將首先描述圓柱形透鏡91和聚光透鏡8之間的間隙(d1)被設(shè)置成40mm的情況，該間隙與圖10(a)和10(b)示出的圓柱形透鏡91的焦距(f2)相同。在該情況下，激光束L在Y方向上不僅通過(guò)圓柱形透鏡91還通過(guò)聚光透鏡8會(huì)聚。即，如圖10(a)所示，穿過(guò)圓柱形透鏡91的激光束L聚焦在聚光透鏡8下面40mm的聚光點(diǎn)P1處，其為聚光透鏡8的焦距(f1)。
同時(shí)，激光束L在X方向上通過(guò)圓柱形透鏡91會(huì)聚。即，由于圓柱形透鏡91的焦距(f2)被設(shè)置成40mm，激光束L在X方向上通過(guò)圓柱形透鏡91會(huì)聚的聚光點(diǎn)P2存在于聚光透鏡8的中心部分，如圖10(b)所示。聚焦在聚光透鏡8中心部分的激光束L朝向聚光透鏡8的底面擴(kuò)大，并從聚光透鏡8的底面再次聚焦在上述聚光點(diǎn)P1處。當(dāng)圓柱形透鏡91和聚光透鏡8之間的間隙(d1)與圓柱形透鏡91的焦距(f2)相同時(shí)，進(jìn)入圓柱形透鏡91具有圓形截面的激光束L通過(guò)圓柱形透鏡91在X方向上會(huì)聚，并且通過(guò)聚光透鏡8在Y方向上會(huì)聚，由此具有如圖10(c)的放大視圖所示的圓形截面的聚光點(diǎn)S1形成在聚光點(diǎn)P1處。所以，當(dāng)將工件放在聚光點(diǎn)P1的位置處時(shí)，可通過(guò)具有圓形截面的聚光點(diǎn)S1加工工件。
隨后給出圓柱形透鏡91和聚光透鏡8之間的間隙(d1)被設(shè)置成20mm的情況的描述，該間隙是圖11(a)和11(b)示出的圓柱形透鏡91的焦距(f2)的一半。同樣在該情況下，激光束L在Y方向上不僅通過(guò)圓柱形透鏡91還通過(guò)聚光透鏡8會(huì)聚。即，如圖11(a)所示，穿過(guò)圓柱形透鏡91的激光束L聚焦在聚光透鏡8下面40mm的聚光點(diǎn)P1處，其為聚光透鏡8的焦距(f1)。
同時(shí)，由于圓柱形透鏡91的焦距(f2)被設(shè)置成40mm，如圖11(b)所示在X方向上通過(guò)圓柱形透鏡91會(huì)聚的激光束L在其被聚焦之前進(jìn)入聚光透鏡8，進(jìn)一步被聚光透鏡8會(huì)聚而聚焦在聚光點(diǎn)P3，然后沿X方向擴(kuò)大直至其到達(dá)工件。結(jié)果，在聚光點(diǎn)P1的位置，形成具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2，如圖11(c)的放大圖所示。具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1沿箭頭X所示的方向形成?？赏ㄟ^(guò)改變聚光透鏡8和圓柱形透鏡91之間的間隙(d1)來(lái)調(diào)節(jié)具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1與短軸D2的比例。所以，當(dāng)將工件放在聚光點(diǎn)P1的位置處時(shí)，可通過(guò)具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2加工工件。
隨后將參考附圖12(a)至12(c)描述構(gòu)成上述圓柱形透鏡單元9的圓柱形透鏡91是凹透鏡的情況。在該情況下，是凹透鏡的圓柱形透鏡91的焦距(f2)被設(shè)置成-40mm，并且圓柱形透鏡91和聚光透鏡8之間的間隙(d1)被設(shè)置成20mm。
同樣在該情況下，激光束L在Y方向上不僅通過(guò)圓柱形透鏡91還通過(guò)聚光透鏡8會(huì)聚。即，如圖12(a)所示，穿過(guò)圓柱形透鏡91的激光束L聚焦在聚光透鏡8下面40mm的聚光點(diǎn)(P1)處，其為聚光透鏡8的焦距(f1)。
由于是凹透鏡的圓柱形透鏡91的焦距(f2)被設(shè)置成-40mm，在X方向上通過(guò)圓柱形透鏡91發(fā)散的激光束L被聚光透鏡8會(huì)聚，如圖12(b)所示。然而，由于激光束L在X方向上通過(guò)圓柱形透鏡91發(fā)散，在其被聚光透鏡8會(huì)聚之前，其到達(dá)作為聚光透鏡8的焦距(f1)的上述聚光點(diǎn)(P1)。結(jié)果，在作為聚光透鏡8的焦距(f1)的聚光點(diǎn)(P1)的位置，形成具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2，如圖12(c)的放大圖所示。具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1朝向箭頭X所示的方向形成?？赏ㄟ^(guò)改變聚光透鏡8和圓柱形透鏡91之間的間隙(d1)來(lái)調(diào)節(jié)具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1與短軸D2的比例。所以，當(dāng)將工件放在聚光點(diǎn)P1的位置處時(shí)，可通過(guò)具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2加工工件。
隨后將參考圖1和圖12(a)至12(c)描述通過(guò)圖11(a)至11(c)以及圖12(a)至12(c)所示的具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2在工件內(nèi)形成槽的加工方法。
如圖1所示，首先將作為工件的半導(dǎo)體晶片W安置在激光加工裝置的卡盤臺(tái)36上。通過(guò)啟動(dòng)未示出的抽吸裝置使半導(dǎo)體晶片W吸附在卡盤臺(tái)36上。以網(wǎng)格狀在半導(dǎo)體晶片W的前表面上形成切割道，并且在多個(gè)由網(wǎng)格狀切割道截面的區(qū)域內(nèi)形成器件比如IC或LSI。通過(guò)加工進(jìn)給裝置37使吸住半導(dǎo)體晶片W的卡盤臺(tái)36處于圖像拾取裝置17正下方的位置。在卡盤臺(tái)36處于圖像拾取裝置17正下方的位置后，通過(guò)圖像拾取裝置17和未示出的控制裝置進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)工作，以檢測(cè)半導(dǎo)體晶片W的待加工區(qū)域。即，圖像拾取裝置17和未示出的控制裝置進(jìn)行圖像處理如圖案匹配等，以將沿半導(dǎo)體晶片W的預(yù)定方向形成的切割道與用于沿切割道照射激光束的激光束照射裝置52的聚光器7對(duì)準(zhǔn)，由此進(jìn)行激光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)。還在沿垂直于上述預(yù)定方向的方向形成在半導(dǎo)體晶片W上的切割道上進(jìn)行激光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)。
在通過(guò)如上所述檢測(cè)夾持在卡盤臺(tái)36上的半導(dǎo)體晶片W上形成的切割道進(jìn)行激光束照射位置的對(duì)準(zhǔn)之后，如圖13(a)所示，卡盤臺(tái)36移動(dòng)到激光束照射區(qū)域，定位激光束照射裝置52的聚光器7以使預(yù)定切割道的一端(圖13(a)中的左端)進(jìn)入聚光器7正下方的位置。從聚光器7照射的激光束的具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2在圖11(c)和圖12(c)中所示的長(zhǎng)軸D1與切割道對(duì)準(zhǔn)。從聚光器7照射的脈沖激光束的聚光點(diǎn)P1被設(shè)置在靠近半導(dǎo)體晶片W的前表面(頂面)的位置。用于在箭頭Z所示的方向上沿導(dǎo)軌423和423移動(dòng)激光束照射裝置52的移動(dòng)裝置被使用來(lái)將聚光點(diǎn)P1設(shè)置在靠近半導(dǎo)體晶片W的前表面(頂面)的位置?？ūP臺(tái)36，即半導(dǎo)體晶片W然后沿圖13(a)中箭頭X1所示的方向以預(yù)定的加工進(jìn)給速率移動(dòng)，同時(shí)從激光束照射裝置52的聚光器7照射波長(zhǎng)具有用于半導(dǎo)體晶片W的吸收率的脈沖激光束。當(dāng)切割道的另一端(圖13(b)中的右端)到達(dá)聚光器7正下方的位置時(shí)，延緩照射脈沖激光束，并且調(diào)整卡盤臺(tái)36即半導(dǎo)體晶片W的移動(dòng)。結(jié)果，如圖13(b)所示，在半導(dǎo)體晶片W內(nèi)沿切割道形成槽G(槽形成步驟)。
例如，在下列加工條件下進(jìn)行上述槽形成步驟。
激光束光源YV04激光或YAG激光波長(zhǎng)355nm重復(fù)頻率50kHz平均輸出4W聚光點(diǎn)橢圓形，長(zhǎng)軸(D1)是200μm，短軸(D2)是10μm加工進(jìn)給速率150mm/秒為通過(guò)具有如圖10(c)所示圓形截面的聚光點(diǎn)S1在工件比如半導(dǎo)體晶片W內(nèi)形成孔比如導(dǎo)通孔，使夾持在卡盤臺(tái)36上的半導(dǎo)體晶片W的通孔形成位置位于聚光器7正下方。從聚光器7照射的脈沖激光束的聚光點(diǎn)P1被設(shè)置在靠近半導(dǎo)體晶片W的前表面(頂面)的位置。為使聚光點(diǎn)P1與靠近半導(dǎo)體晶片W的前表面(頂面)的位置對(duì)準(zhǔn)，使用移動(dòng)裝置53，用于在箭頭Z所示的方向上沿導(dǎo)軌423和423移動(dòng)激光束照射裝置52。然后，從激光束照射裝置52的聚光器7照射波長(zhǎng)具有用于半導(dǎo)體晶片W的吸收率的預(yù)定數(shù)量脈沖的脈沖激光束，以在半導(dǎo)體晶片W的預(yù)定位置形成孔比如導(dǎo)通孔。
由于在本發(fā)明的第一實(shí)施例中包括聚光器7的激光加工裝置包括用于調(diào)節(jié)聚光透鏡8和圓柱形透鏡單元9之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10，以如上所述調(diào)節(jié)聚光透鏡8和圓柱形透鏡單元9之間的間隙(d1)，可形成具有圓形截面的聚光點(diǎn)S1和具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2，并且可適當(dāng)?shù)馗淖兙哂袡E圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1與短軸D2的比例。所以，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)置適合激光加工的聚光點(diǎn)形狀。
隨后將參考圖14-19描述聚光器7的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，與圖3-7中所示的聚光器7的構(gòu)成部件相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并且省略它們的詳細(xì)描述。
第二實(shí)施例中的聚光器7包括沿激光束照射方向位于聚光透鏡8上游側(cè)的第一圓柱形透鏡單元9a和第二圓柱形透鏡單元9b，即，位于聚光透鏡8和變向鏡61之間。第一圓柱形透鏡單元9a具有是凸透鏡的第一圓柱形透鏡91a，第二圓柱形透鏡單元9b具有是凹透鏡的第二圓柱形透鏡91b。
第一圓柱形透鏡單元9a構(gòu)造成使第一圓柱形透鏡91a如圖15所示設(shè)置在第一框架93內(nèi)，處于如圖5和圖6所示夾持在透鏡夾持件92內(nèi)的狀態(tài)，并且進(jìn)一步在其設(shè)置在第一框架93內(nèi)的狀態(tài)下設(shè)置在第二框架94內(nèi)。構(gòu)造第二圓柱形透鏡單元9b以使第二圓柱形透鏡91b如圖16所示設(shè)置在第一框架93內(nèi)，處于如圖5和圖6所示夾持在透鏡夾持件92內(nèi)的狀態(tài)，并且進(jìn)一步在其設(shè)置在第一框架93內(nèi)的狀態(tài)下設(shè)置在第二框架94內(nèi)。
如圖17所示，第一圓柱形透鏡單元9a和第二圓柱形透鏡單元9b設(shè)置在間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10內(nèi)。由于除了聚光透鏡支撐板12的部分不同，間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10在結(jié)構(gòu)上與間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10基本相同，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并且省略它們的詳細(xì)描述。
如圖17所示，從支撐基底11的前表面以直角伸出的定位導(dǎo)軌122和123形成在間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10的聚光透鏡支撐板12的兩側(cè)端。定位導(dǎo)軌122和123之間的間隙被設(shè)置成與構(gòu)成上述第一圓柱形透鏡單元9a的第二框架94的寬度對(duì)應(yīng)的尺寸。
如圖17所示，第一圓柱形透鏡單元9a被安置在如上構(gòu)造的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10的聚光透鏡支撐板12的頂面上。即，第一圓柱形透鏡單元9a的第二框架94安置在聚光透鏡支撐板12的定位導(dǎo)軌122和123之間。在聚光透鏡支撐板12上安置在預(yù)定位置的第一圓柱形透鏡單元9a通過(guò)未示出的適當(dāng)固定裝置固定在聚光透鏡支撐板12上。安置在聚光透鏡支撐板12上的第一圓柱形透鏡單元9a的第一圓柱形透鏡91a的會(huì)聚方向被設(shè)置為圖17中箭頭X所示的加工進(jìn)給方向。
同時(shí)，如圖17所示，第二圓柱形透鏡單元9b被安置在間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10的構(gòu)成支撐臺(tái)13的臺(tái)部15上。即，第二圓柱形透鏡單元9b的第二框架94安置在構(gòu)成支撐臺(tái)13的臺(tái)部15的定位導(dǎo)軌152和153之間。在支撐臺(tái)13的臺(tái)部15上安置在預(yù)定位置的第二圓柱形透鏡單元9b通過(guò)未示出的適當(dāng)固定裝置固定在支撐臺(tái)13的臺(tái)部15上。安置在支撐臺(tái)13的臺(tái)部15上的第二圓柱形透鏡單元9b的第二圓柱形透鏡91b的會(huì)聚方向被設(shè)置為圖17中箭頭X所示的加工進(jìn)給方向。
第二實(shí)施例中的聚光器7被如上構(gòu)造，下面將描述其功能。
下面將參考圖14、圖18(a)-18(c)以及圖19(a)-19(c)描述由上述激光束照射裝置52照射的激光束的聚光點(diǎn)形狀。
當(dāng)如圖14所示，第一圓柱形透鏡單元9a的第一圓柱形透鏡91a的焦距由(f2)表示，第二圓柱形透鏡單元9b的第二圓柱形透鏡91b的焦距由(f3)表示，以及第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b之間的間隙由d表示時(shí)，通過(guò)方程f＝(f2×f3)/(f2+f3-d)獲得包括第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的圓柱形透鏡組的焦距(f)。
首先描述如圖18(a)和18(b)所示通過(guò)將第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b粘結(jié)在一起使它們之間的間隙為零的情況。第一圓柱形透鏡91a的焦距(f2)被設(shè)置為40mm，第二圓柱形透鏡91b的焦距(f3)被設(shè)置為-40mm，并且聚光透鏡8的焦距(f1)被設(shè)置為40mm。在該情況下，不僅通過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b而且通過(guò)聚光透鏡8使激光束L在Y方向上會(huì)聚。即，如圖18(a)所示，穿過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的激光束被聚焦在聚光透鏡8下面40mm的聚光點(diǎn)(P1)處，其為聚光透鏡8的焦距(f1)。
下面將參考圖18(b)描述穿過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的激光束的X方向。由于第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b之間的間隙(d)為零，因?yàn)榉匠蘤＝(f2×f3)/(f2+f3-d)的分母變成(40+(-40)-0)＝(0)，圓柱形透鏡組的焦距(f)變?yōu)榱?。所以，由于圓柱形透鏡組的焦距(f)變?yōu)闊o(wú)限大，穿過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的激光束L平行于X方向。穿過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的激光束L沿X方向在聚光透鏡8下面40mm的聚光點(diǎn)(P1)處聚焦，其為聚光透鏡8的焦距(f1)。當(dāng)?shù)谝粓A柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b之間的間隙為零時(shí)，具有圓形截面的聚光點(diǎn)S1形成在聚光點(diǎn)P1處，其為聚光透鏡8的焦距(f1)，如圖18(c)的放大圖所示。所以，當(dāng)將工件安置在聚光點(diǎn)P1的位置時(shí)，可通過(guò)具有圓形截面的聚光點(diǎn)S1對(duì)其進(jìn)行加工。
隨后將描述如圖19(a)和19(b)所示第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b之間的間隙(d)被設(shè)置為20mm以及第二圓柱形透鏡91b和聚光透鏡8之間的間隙(d1)也被設(shè)置為20mm的情況。同樣在該情況下，不僅通過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b而且通過(guò)聚光透鏡8使激光束L在Y方向上會(huì)聚。即，如圖19(a)所示，穿過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的激光束被聚焦在聚光透鏡8下面40mm的聚光點(diǎn)(P1)處，其為聚光透鏡8的焦距(f1)。
下面將參考圖19(b)描述穿過(guò)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的激光束的X方向。在該情況下，通過(guò)方程f＝(f2×f3)/(f2+f3-d)＝(40×(-40)/(40+(-40)-20)＝80獲得包括第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的圓柱形透鏡組的焦距(f)。所以，在X方向上通過(guò)包括第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b的圓柱形透鏡組會(huì)聚的激光束L在其被聚焦之前進(jìn)入聚光透鏡8，進(jìn)一步被聚光透鏡8會(huì)聚而聚焦在聚光點(diǎn)P3，然后沿箭頭X所示的方向擴(kuò)大直至其到達(dá)工件。結(jié)果，在聚光點(diǎn)P1的位置，形成具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2，如圖19(c)的放大圖所示。具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1沿箭頭X所示的方向形成。可通過(guò)改變第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b之間的間隙(d)來(lái)調(diào)節(jié)具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1與短軸D2的比例。所以，當(dāng)將工件放在聚光點(diǎn)P1的位置處時(shí)，可通過(guò)具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2加工工件。
由于在本發(fā)明的第二實(shí)施例中包括聚光器7的激光加工裝置包括用于調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10，以如上所述調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡91a和第二圓柱形透鏡91b之間的間隙(d)，可形成具有圓形截面的聚光點(diǎn)S1和具有橢圓形截面的聚光點(diǎn)S2，并且可適當(dāng)?shù)馗淖兙哂袡E圓形截面的聚光點(diǎn)S2的長(zhǎng)軸D1與短軸D2的比例。所以，可適當(dāng)?shù)剡x擇適合激光加工的聚光點(diǎn)形狀。
權(quán)利要求
1.一種激光加工裝置，其包括用于夾持工件的卡盤臺(tái)；用于對(duì)夾持在卡盤臺(tái)上的工件照射激光束的激光束照射裝置；以及用于使卡盤臺(tái)和激光束照射裝置相對(duì)于彼此移動(dòng)的加工進(jìn)給裝置，其中，激光束照射裝置包括用于振蕩激光束的激光束振蕩裝置和用于會(huì)聚由激光束振蕩裝置振蕩的激光束的聚光器；以及該聚光器包括與夾持在卡盤臺(tái)上的工件相對(duì)的聚光透鏡；沿激光束照射方向布置在聚光透鏡的上游側(cè)的圓柱形透鏡；以及用于調(diào)節(jié)聚光透鏡和圓柱形透鏡之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其中，圓柱形透鏡是凸透鏡并布置為沿加工進(jìn)給方向會(huì)聚激光束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其中，圓柱形透鏡是凹透鏡并布置為沿加工進(jìn)給方向發(fā)散激光束。
4.一種激光加工裝置，其包括用于夾持工件的卡盤臺(tái)；用于對(duì)夾持在卡盤臺(tái)上的工件照射激光束的激光束照射裝置；以及用于使卡盤臺(tái)和激光束照射裝置相對(duì)于彼此移動(dòng)的進(jìn)給裝置，其中，激光束照射裝置包括用于振蕩激光束的激光束振蕩裝置和用于會(huì)聚由激光束振蕩裝置振蕩的激光束的聚光器；以及該聚光器包括與夾持在卡盤臺(tái)上的工件相對(duì)的聚光透鏡；沿激光束照射方向布置在聚光透鏡的上游側(cè)的第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡；以及用于調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光加工裝置，其中，第一圓柱形透鏡布置在聚光器側(cè)，第二圓柱形透鏡沿激光束照射方向布置在第一圓柱形透鏡的上游側(cè)，并且間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)移動(dòng)第二圓柱形透鏡以調(diào)節(jié)第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡之間的間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的激光加工裝置，其中，第一圓柱形透鏡是凸透鏡，而第二圓柱形透鏡是凹透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的激光加工裝置，其中，第一圓柱形透鏡和第二圓柱形透鏡布置為沿加工進(jìn)給方向會(huì)聚或發(fā)散激光束。
全文摘要
一種激光加工裝置，其包括用于夾持工件的卡盤臺(tái)；用于對(duì)夾持在卡盤臺(tái)上的工件照射激光束的激光束照射裝置；以及用于使卡盤臺(tái)和激光束照射裝置相對(duì)于彼此移動(dòng)的加工進(jìn)給裝置。其中，激光束照射裝置包括用于振蕩激光束的激光束振蕩裝置和用于會(huì)聚由激光束振蕩裝置振蕩的激光束的聚光器。該聚光器包括與夾持在卡盤臺(tái)上的工件相對(duì)的聚光透鏡；沿激光束照射方向布置在聚光透鏡的上游側(cè)的圓柱形透鏡；以及用于調(diào)節(jié)聚光透鏡和圓柱形透鏡之間的間隙的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B23K26/08GK101049653SQ20071009163
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者大庭龍吾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪斯科