TWI594830B - Laser processing equipment (a) - Google Patents

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TWI594830B TW100136039A TW100136039A TWI594830B TW I594830 B TWI594830 B TW I594830B TW 100136039 A TW100136039 A TW 100136039A TW 100136039 A TW100136039 A TW 100136039A TW I594830 B TWI594830 B TW I594830B
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Description

雷射加工裝置(一) 發明領域
本發明係有關於一種將脈衝雷射光線照射至被加工物而施行雷射加工之雷射加工裝置。
發明背景
於半導體元件製造步驟中，會藉由於略呈圓板形狀之半導體晶圓之表面排列成格子狀且被稱作切割道之分割預定線，劃分複數領域，並於該劃分之領域形成IC、LSI等之元件。又，藉由沿著切割道切斷半導體晶圓，分割業已形成元件之領域而製造各個半導體晶片。又，於藍寶石基板之表面積層有光二極體等之受光元件或雷射二極體等之發光元件等的光元件晶圓亦沿著切割道切斷，藉此，分割成各個光二極體、雷射二極體等之光元件，並廣泛地利用在電子機器中。
前述沿著切割道分割半導體晶圓或光元件晶圓等晶圓之方法係揭示有以下方法，即：藉由沿著業已形成於晶圓之切割道照射脈衝雷射光線，形成雷射加工溝或於內部形成變質層，並沿著該雷射加工溝或變質層截斷。依此，於晶圓等之被加工物施行雷射加工之雷射加工裝置係具備：工作夾台，係保持被加工物者；及脈衝雷射光線照射機構，係將脈衝雷射光線照射至業已保持於該工作夾台之被加工物者。該脈衝雷射光線照射機構係由以下所構成，即：脈 衝雷射振盪器，係振盪產生脈衝雷射光線者；聚光器，係將該脈衝雷射振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線聚光，並照射至業已保持於工作夾台之被加工物者；及光傳送機構，係將脈衝雷射振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線導向聚光器者。
前述將自脈衝雷射振盪器振盪產生之脈衝雷射光線導向聚光器之光傳送機構一般係由光學系統所構成，且該光學系統係由透鏡及反射鏡所構成。然而，由透鏡及反射鏡所構成的光學系統依設置場所而有設計上之自由度少之問題。為了解決此種問題，揭示有使用光纖之光傳送機構(例如參照專利文獻1)。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本專利公開公報特開平5-277775號公報
發明概要
前述作為光傳送機構之光纖係藉由玻璃來形成，為了使其具有柔軟性，形成為直徑為25μm之細度。然而，由於自脈衝雷射振盪器振盪產生之脈衝雷射光線之直徑為2mm至3mm，因此，必須藉由聚光透鏡將自脈衝雷射振盪器振盪產生之脈衝雷射光線聚光，並定位在光纖之端面之中心。依此，將自脈衝雷射振盪器振盪產生之脈衝雷射光線聚光，且峰值功率密度高之脈衝雷射光線係定位在光纖之 端面之中心，故，光纖之端面會因照射之脈衝雷射光線而有早期劣化之問題。
本發明係有鑑於前述事實而完成，其主要技術課題在提供一種雷射加工裝置，且該雷射加工裝置係具有光傳送機構，而該光傳送機構可將自脈衝雷射光線振盪器振盪產生之脈衝雷射光線傳送至聚光器，且不會對光纖造成損傷。
為了解決前述主要技術課題，若藉由本發明，則可提供一種雷射加工裝置，且該雷射加工裝置包含有：工作夾台，係保持被加工物者；及脈衝雷射光線照射機構，係將脈衝雷射光線照射至業已保持於該工作夾台之被加工物者；又，該脈衝雷射光線照射機構係具備：脈衝雷射光線振盪器，係振盪產生雷射光線者；聚光器，係將該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線聚光，並照射至業已保持於工作夾台之被加工物者；及光傳送機構，係將該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線導向聚光器者；又，該光傳送機構係具備：波長領域擴張機構，係將該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線之波長領域擴張者；脈衝時間寬度擴張機構，係將業已藉由該波長領域擴張機構擴張波長領域之脈衝雷射光線之脈衝時間寬度擴張者；聚光透鏡，係將業已藉由該脈衝時間寬度擴張機構擴張脈衝時間寬度之脈衝雷射光線聚光者；光纖，係使業已藉由該聚光透鏡聚光之脈衝雷射光線入光並傳送者；修正透鏡，係將業已藉由該光纖傳送之脈衝雷射 光線修正為平行光者；及脈衝時間寬度壓縮機構，係將業已藉由該修正透鏡修正為平行光之脈衝雷射光線壓縮成原本的脈衝時間寬度，並傳送至該聚光器者。
前述波長領域擴張機構係由以下所構成，即：桿型光子晶體光纖；聚光透鏡，係配設於該桿型光子晶體光纖之入光側，並將脈衝雷射振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線聚光者；及修正透鏡，係配設於該桿型光子晶體光纖之出光側，並將自該桿型光子晶體光纖出光之脈衝雷射光線修正為平行光者。
又，前述脈衝時間寬度擴張機構包含有：第1分束器，係透射業已藉由前述波長領域擴張機構擴張波長領域之脈衝雷射光線者；第1片1/4波長板，係將業已透過該第1分束器之脈衝雷射光線變換成圓偏光之脈衝雷射光線者；及脈衝時間寬度擴張元件，係將業已藉由該第1片1/4波長板變換之圓偏光之脈衝雷射光線遍及波長領域而擴張脈衝時間寬度並反射者；又，將藉由該脈衝時間寬度擴張元件反射並逆轉旋轉方向之圓偏光之脈衝雷射光線，藉由該第1片1/4波長板將偏光面旋轉90度而作成2次直線偏光後，透過該第1分束器導向該聚光透鏡，而前述脈衝時間寬度壓縮機構包含有：第2分束器，係透射業已藉由前述修正透鏡修正為平行光之脈衝雷射光線者；第2片1/4波長板，係將業已透過該第2分束器之脈衝雷射光線變換成圓偏光之脈衝雷射光線者；及脈衝時間寬度壓縮元件，係將業已藉由該第2片1/4波長板變換之圓偏光之脈衝雷射光線遍及波長領域 而壓縮脈衝時間寬度並反射者；又，將藉由該脈衝時間寬度壓縮元件反射並逆轉旋轉方向之圓偏光之脈衝雷射光線，藉由該第2片1/4波長板將偏光面旋轉90度，並將2次直線偏光之脈衝雷射光線回復成該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線後，透過該第2分束器導向前述聚光器。
於依據本發明之雷射加工裝置中，會藉由脈衝時間寬度擴張機構，將脈衝雷射振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線之脈衝時間寬度擴張，並於減低峰值功率密度後導入至光纖，且藉由脈衝時間寬度壓縮機構，將自光纖出光之脈衝雷射光線之脈衝時間寬度回復成原本的脈衝時間寬度，並於將峰值功率密度回復成原本的狀態後導向聚光器，因此，可於被加工物施行所期望之加工，且不會對光纖造成損傷。
圖式簡單說明
第1圖係依據本發明所構成的雷射加工裝置之立體圖。
第2圖係簡略地顯示裝備於第1圖所示之雷射加工裝置的脈衝雷射光線照射機構之構造方塊圖。
用以實施發明之形態
以下，參照附圖，詳細地說明依據本發明所構成的雷射加工裝置之較佳實施形態。
第1圖係顯示依據本發明所構成的雷射加工裝置之立 體圖。第1圖所示之雷射加工裝置係具備：靜止基台2；工作夾台機構3，係於該靜止基台2上配設成可朝箭頭記號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動，並保持被加工物者；雷射光線照射單元支持機構4，係於靜止基台2上配設成可朝與加工進給方向(X軸方向)呈直交之箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動者；及雷射光線照射單元5，係於該雷射光線單元支持機構4上配設成可朝相對於後述工作夾台之保持面呈垂直之箭頭記號Z所示之聚光點位置調整方向(Z軸方向)移動者。
前述工作夾台機構3係具備：一對導軌31、導軌31，係沿著箭頭記號X所示之加工進給方向平行地配設於靜止基台2上者；第1滑塊32，係於該導軌31、導軌31上配設成可朝箭頭記號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動者；第2滑塊33，係於該第1滑塊32上配設成可朝箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動者；外罩台35，係藉由圓筒構件34支持於該第2滑塊33上者；及工作夾台36，係作為被加工物保持機構者。該工作夾台36係具備由多孔性材料所形成之吸附夾頭361，且藉由未圖示之吸引機構，將構成被加工物之例如呈圓板狀之半導體晶圓，保持於作為被加工物保持面之吸附夾頭361上。依此所構成的工作夾台36係藉由配設於圓筒構件34內之未圖示之脈衝馬達來旋轉。另，於工作夾台36上配設有用以固定後述環狀框架之夾具362。
前述第1滑塊32係於其下面設置一對與前述一對導軌31、導軌31嵌合之被導引溝321、被導引溝321，同時於其 上面設置一對沿著箭頭記號Y所示之分度進給方向平行地形成之導軌322、導軌322。依此所構成的第1滑塊32係藉由使被導引溝321、被導引溝321嵌合於一對導軌31、導軌31，構成為可沿著一對導軌31、導軌31朝箭頭記號X所示之加工進給方向移動。於圖示之實施形態中的工作夾台機構3係具備加工進給機構37，且該加工進給機構37係用以使第1滑塊32沿著一對導軌31、導軌31朝箭頭記號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動，並由滾珠螺桿機構所構成。加工進給機構37包含有：外螺紋桿371，係平行地配設於前述一對導軌31與導軌31間者；及脈衝馬達372等驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿371者。外螺紋桿371係其一端支持於業已固定在前述靜止基台2之軸承座373，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達372之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿371係與形成於未圖示之內螺紋塊之貫通內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊係設置成朝第1滑塊32之中央部下面突出。故，藉由利用脈衝馬達372將外螺紋桿371正轉及逆轉驅動，使第1滑塊32沿著導軌31、導軌31朝箭頭記號X所示之加工進給方向(X軸方向)移動。
前述第2滑塊33係於其下面設置一對與設置於前述第1滑塊32上面之一對導軌322、導軌322嵌合的被導引溝331、被導引溝331，且藉由將該被導引溝331、被導引溝331嵌合於一對導軌322、導軌322，構成為可朝箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動。於圖示之實施形態中的工作夾台機構3係具備第1分度進給機構38，且該第1分度進給機構 38係用以使第2滑塊33沿著一對設置於第1滑塊32之導軌322、導軌322朝箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動，並由滾珠螺桿機構所構成。第1分度進給機構38包含有：外螺紋桿381，係平行地配設於前述一對導軌322與導軌322間者；及脈衝馬達382等驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿381者。外螺紋桿381係其一端支持於業已固定在前述第1滑塊32上面之軸承座383，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達382之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿381係與形成於未圖示之內螺紋塊之貫通內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊係設置成朝第2滑塊33之中央部下面突出。故，藉由利用脈衝馬達382將外螺紋桿381正轉及逆轉驅動，使第2滑塊33沿著導軌322、導軌322朝箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動。
前述雷射光線照射單元支持機構4係具備：一對導軌41、導軌41，係沿著箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)平行地配設於靜止基台2上者；及可動支持基台42，係於該導軌41、導軌41上配設成可朝箭頭記號Y所示之方向移動者。該可動支持基台42係由以下所構成，即：移動支持部421，係於導軌41、導軌41上配設成可移動者；及裝設部422，係安裝於該移動支持部421者。裝設部422係於一側面平行地設置一對朝箭頭記號Z所示之聚光點位置調整方向(Z軸方向)延伸之導軌423、導軌423。於圖示之實施形態中的雷射光線照射單元支持機構4係具備第2分度進給機構43，且該第2分度進給機構43係用以使可動支持基台42沿著 一對導軌41、導軌41朝箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動，並由滾珠螺桿機構所構成。第2分度進給機構43包含有：外螺紋桿431，係平行地配設於前述一對導軌41、導軌41間者；及脈衝馬達432等驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿431者。外螺紋桿431係其一端支持於業已固定在前述靜止基台2之未圖示之軸承座，且可自由旋轉，其另一端則與前述脈衝馬達432之輸出軸傳動連結。另，外螺紋桿431係與形成於未圖示之內螺紋塊之內螺紋孔螺合，且前述內螺紋塊係設置成朝構成可動支持基台42之移動支持部421之中央部下面突出。故，藉由利用脈衝馬達432將外螺紋桿431正轉及逆轉驅動，使可動支持基台42沿著導軌41、導軌41朝箭頭記號Y所示之分度進給方向(Y軸方向)移動。
於圖示之實施形態中的雷射光線照射單元5係具備：單元架51；及脈衝雷射光線照射機構6，係安裝於該單元架51者。單元架51係設置有一對被導引溝511、被導引溝511，且前述一對被導引溝511、被導引溝511係可滑動地嵌合於一對設置在前述裝設部422之導軌423、導軌423，並藉由將該被導引溝511、被導引溝511嵌合於前述導軌423、導軌423，支持為可朝箭頭記號Z所示之聚光點位置調整方向(Z軸方向)移動。
於圖示之實施形態中的雷射光線照射單元5係具備聚光點位置調整機構53，且該聚光點位置調整機構53係用以使單元架51沿著一對導軌423、導軌423朝構成與前述工作夾台36之被加工物保持面呈垂直之方向的箭頭記號Z所示 之聚光點位置調整方向(Z軸方向)移動。與前述加工進給機構37或第1分度進給機構38及第2分度進給機構43相同，聚光點位置調整機構53係由滾珠螺桿機構所構成。該聚光點位置調整機構53包含有：外螺紋桿(未圖示)，係配設於一對導軌423、導軌423間者；及脈衝馬達532等驅動源，係用以旋轉驅動該外螺紋桿者；又，藉由利用脈衝馬達532將未圖示之外螺紋桿正轉及逆轉驅動，使單元架51及脈衝雷射光線照射機構6沿著導軌423、導軌423朝箭頭記號Z所示之聚光點位置調整方向(Z軸方向)移動。另，於圖示之實施形態中，藉由將脈衝馬達532正轉驅動，使脈衝雷射光線照射機構6朝上方移動，且藉由將脈衝馬達532逆轉驅動，使脈衝雷射光線照射機構6朝下方移動。
前述脈衝雷射光線照射機構6係具備固定在單元架51且實質上呈水平地伸出之圓筒形狀之外殼60。於該圓筒形狀之外殼60之前端部配設有拍攝機構7，且該拍攝機構7係檢測應藉由前述脈衝雷射光線照射機構6進行雷射加工之加工領域。該拍攝機構7係藉由拍攝元件(紅外線CCD)等所構成，並將所拍攝之影像信號傳送至未圖示之控制機構。
如第2圖所示，於圖示之實施形態中的脈衝雷射光線照射機構6係具備：脈衝雷射光線振盪器61，係配設於前述外殼60內，並振盪產生直線偏光之脈衝雷射光線LB者；聚光器62，係配設於外殼60之前端，並將藉由脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的脈衝雷射光線聚光而照射至業已保持於前述工作夾台36之被加工物W者；及光傳送機構63，係 將藉由脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的脈衝雷射光線傳送至聚光器62者。
前述脈衝雷射光線振盪器61係由YAG雷射振盪器或YVO4雷射振盪器所構成。另，於圖示之實施形態中自脈衝雷射光線振盪器61振盪產生之脈衝雷射光線LB係依下述來設定。
波長：1030nm
脈衝時間寬度：10ps
反覆頻率：200kHz
輸出：3W
直徑：3.5mm
於圖示之實施形態中，前述聚光器62係由以下所構成，即：方向變換鏡621，係將自光傳送機構63出光之脈衝雷射光線於第2圖中朝下方變換方向者；及聚光透鏡622，係將業已藉由該方向變換鏡621變換方向之脈衝雷射光線聚光，並照射至業已保持於工作夾台36之被加工物W者。
其次，說明前述光傳送機構63。
於第2圖所示之實施形態中的光傳送機構63係藉由以下所構成，即：波長領域擴張機構64，係將脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的脈衝雷射光線LB之波長領域擴張者；脈衝時間寬度擴張機構65，係將業已藉由該波長領域擴張機構64擴張波長領域之脈衝雷射光線之脈衝時間寬度擴張者；聚光透鏡66，係將業已藉由該脈衝時間寬度擴張機構65擴張脈衝時間寬度之脈衝雷射光線聚光者；光纖 67，係使業已藉由該聚光透鏡66聚光之脈衝雷射光線入光並傳送者；修正透鏡68，係將業已藉由該光纖67傳送之脈衝雷射光線修正為平行光者；及脈衝時間寬度壓縮機構69，係將業已藉由該修正透鏡68修正為平行光之脈衝雷射光線壓縮成原本的脈衝時間寬度，並傳送至聚光器62者。
前述波長領域擴張機構64係由以下所構成，即：桿型光子晶體光纖641；聚光透鏡642，係配設於該桿型光子晶體光纖641之入光側，並將脈衝雷射振盪器61所振盪產生的脈衝雷射光線聚光者；及修正透鏡643，係配設於桿型光子晶體光纖641之出光側，並將自桿型光子晶體光纖641出光之脈衝雷射光線修正為平行光者。於圖示之實施形態中，桿型光子晶體光纖641係設定為直徑為100μm。故，將脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡642只要將脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的脈衝雷射光線聚光至100μm即可，因此，脈衝雷射光線之功率密度不會變得極高。又，藉由使脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的直線偏光之脈衝雷射光線通過桿型光子晶體光纖641，可擴張波長領域。
前述脈衝時間寬度擴張機構65係具備：第1分束器651，係透射業已藉由波長領域擴張機構64擴張波長領域之脈衝雷射光線者；第1片1/4波長板652，係將業已透過該第1分束器651之直線偏光之脈衝雷射光線變換成圓偏光之脈衝雷射光線者；及脈衝時間寬度擴張元件653，係將業已藉由該第1片1/4波長板652變換之圓偏光之脈衝雷射光線遍 及波長領域擴張脈衝時間寬度並反射，且被稱作體積全像布拉格光柵(Volume Bragg Grating)之延遲光之分散而擴張脈衝時間寬度者。於圖示之實施形態中，脈衝時間寬度擴張元件653係構成為自短波長領域依序地反射至長波長領域。舉例言之，波長設定為1030nm之脈衝雷射光線係藉由前述波長領域擴張機構64，將波長領域擴張為例如1020nm至1040nm，故，藉由遍及波長領域將脈衝雷射光線反射，可擴張脈衝時間寬度。於圖示之實施形態中，自脈衝雷射光線振盪器61振盪產生之脈衝雷射光線之脈衝時間寬度係自10ps擴張為200ps。依此作成而將藉由脈衝時間寬度擴張元件653反射並逆轉旋轉方向之圓偏光之脈衝雷射光線再度地導入至第1片1/4波長板652，並作成偏光面旋轉90度之2次直線偏光之脈衝雷射光線(脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的脈衝雷射光線之偏光面旋轉90度之直線偏光)後，透過第1分束器651及方向變換鏡650導向聚光透鏡66。
業已導向聚光透鏡66之2次直線偏光之脈衝雷射光線係藉由聚光透鏡66聚光，並於光纖67之一端入光。於圖示之實施形態中，該光纖67係設定為直徑為25μm。故，脈衝雷射光線係藉由聚光透鏡66聚光至直徑構成25μm以下，然而，如前所述，由於脈衝時間寬度會擴張，因此，峰值功率密度會減低，故，不會對光纖67造成損傷。
如前述般於光纖67之一端入光之2次直線偏光之脈衝雷射光線係自另一端出光。自光纖67之另一端出光之2次直線偏光之脈衝雷射光線係藉由修正透鏡68修正為平行光， 並導向脈衝時間寬度壓縮機構69。
脈衝時間寬度壓縮機構69包含有：第2分束器691，係透射業已藉由修正透鏡68修正為平行光之2次直線偏光之脈衝雷射光線者；第2片1/4波長板692，係將業已透過該第2分束器691之2次直線偏光之脈衝雷射光線變換成圓偏光之脈衝雷射光線者；及脈衝時間寬度壓縮元件693，係將業已藉由該第2片1/4波長板692變換之圓偏光之脈衝雷射光線遍及波長領域壓縮脈衝時間寬度並反射，且被稱作體積全像布拉格光柵之壓縮脈衝時間寬度者。於圖示之實施形態中，脈衝時間寬度壓縮元件693係構成為前述脈衝時間寬度擴張機構65之脈衝時間寬度擴張元件653之反射順序變成相反，即，於圖示之實施形態中，自長波長之1040nm領域依序地反射至短波長之1020nm領域。故，業已藉由前述脈衝時間寬度擴張機構65之脈衝時間寬度擴張元件653擴張脈衝時間寬度之脈衝雷射光線係藉由脈衝時間寬度壓縮元件693遍及波長領域反射，藉此，回復成原本的脈衝時間寬度(於圖示之實施形態中為10ps)。依此作成而將藉由脈衝時間寬度壓縮元件693反射並逆轉旋轉方向之圓偏光之脈衝雷射光線再度地導入至第2片1/4波長板692，並將偏光面旋轉90度而使2次直線偏光之脈衝雷射光線回復成脈衝雷射光線振盪器61所振盪產生的最初之直線偏光之脈衝雷射光線後，透過第2分束器691導向聚光器62。依此，業已藉由前述脈衝時間寬度擴張機構65之脈衝時間寬度擴張元件653擴張脈衝時間寬度之脈衝雷射光線係藉由脈衝時間寬 度壓縮元件693回復成原本的脈衝時間寬度，且峰值功率密度係回復成原本的狀態，因此，可於被加工物施行所期望之加工。
2‧‧‧靜止基台
3‧‧‧工作夾台機構
4‧‧‧雷射光線照射單元支持機構
5‧‧‧雷射光線照射單元
6‧‧‧脈衝雷射光線照射機構
7‧‧‧拍攝機構
31，41，322，423‧‧‧導軌
32‧‧‧第1滑塊
33‧‧‧第2滑塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧外罩台
36‧‧‧工作夾台
37‧‧‧加工進給機構
38‧‧‧第1分度進給機構
41‧‧‧導軌
42‧‧‧可動支持基台
43‧‧‧第2分度進給機構
51‧‧‧單元架
53‧‧‧聚光點位置調整機構
60‧‧‧外殼
61‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
62‧‧‧聚光器
63‧‧‧光傳送機構
64‧‧‧波長領域擴張機構
65‧‧‧脈衝時間寬度擴張機構
66‧‧‧聚光透鏡
67‧‧‧光纖
68‧‧‧修正透鏡
69‧‧‧脈衝時間寬度壓縮機構
321，331，511‧‧‧被導引溝
361‧‧‧吸附夾頭
362‧‧‧夾具
371，381，431‧‧‧外螺紋桿
372，382，432，532‧‧‧脈衝馬達
373，383‧‧‧軸承座
421‧‧‧移動支持部
422‧‧‧裝設部
621，650‧‧‧方向變換鏡
622，642‧‧‧聚光透鏡
641‧‧‧桿型光子晶體光纖
643‧‧‧修正透鏡
651‧‧‧第1分束器
652‧‧‧第1片1/4波長板
653‧‧‧脈衝時間寬度擴張元件
691‧‧‧第2分束器
692‧‧‧第2片1/4波長板
693‧‧‧脈衝時間寬度壓縮元件
LB‧‧‧脈衝雷射光線
W‧‧‧被加工物
X，Y，Z‧‧‧箭頭記號
第1圖係依據本發明所構成的雷射加工裝置之立體圖。
第2圖係簡略地顯示裝備於第1圖所示之雷射加工裝置的脈衝雷射光線照射機構之構造方塊圖。
6‧‧‧脈衝雷射光線照射機構
36‧‧‧工作夾台
61‧‧‧脈衝雷射光線振盪器
62‧‧‧聚光器
63‧‧‧光傳送機構
64‧‧‧波長領域擴張機構
65‧‧‧脈衝時間寬度擴張機構
66‧‧‧聚光透鏡
67‧‧‧光纖
68‧‧‧修正透鏡
69‧‧‧脈衝時間寬度壓縮機構
621，650‧‧‧方向變換鏡
622，642‧‧‧聚光透鏡
641‧‧‧桿型光子晶體光纖
643‧‧‧修正透鏡
651‧‧‧第1分束器
652‧‧‧第1片1/4波長板
653‧‧‧脈衝時間寬度擴張元件
691‧‧‧第2分束器
692‧‧‧第2片1/4波長板
693‧‧‧脈衝時間寬度壓縮元件
LB‧‧‧脈衝雷射光線
W‧‧‧被加工物

Claims (3)

  1. 一種雷射加工裝置，包含有：工作夾台，係保持被加工物者；及脈衝雷射光線照射機構，係將雷射光線照射至業已保持於該工作夾台之被加工物者；又，該脈衝雷射光線照射機構係具備：脈衝雷射光線振盪器，係振盪產生脈衝雷射光線者；聚光器，係將該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線聚光，並照射至業已保持於工作夾台之被加工物者；及光傳送機構，係將該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線導向聚光器者；又，該光傳送機構係具備：波長領域擴張機構，係將該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線之波長領域擴張者；脈衝時間寬度擴張機構，係將業已藉由該波長領域擴張機構擴張波長領域之脈衝雷射光線之脈衝時間寬度擴張者；聚光透鏡，係將業已藉由該脈衝時間寬度擴張機構擴張脈衝時間寬度之脈衝雷射光線聚光者；光纖，係使業已藉由該聚光透鏡聚光之脈衝雷射光線入光並傳送者；修正透鏡，係將業已藉由該光纖傳送之脈衝雷 射光線修正為平行光者；及脈衝時間寬度壓縮機構，係將業已藉由該修正透鏡修正為平行光之脈衝雷射光線壓縮成原本的脈衝時間寬度，並傳送至該聚光器者，該脈衝時間寬度擴張機構是由體積全像布拉格光柵(Volume Bragg Grating)所構成，該脈衝雷射光線振盪器振盪產生之脈衝雷射光線的時間寬度是以皮秒(ps)為單位，前述波長領域擴張機構將脈衝雷射光線之波長領域擴張後，前述體積全像布拉格光柵將前述脈衝雷射光線從短波長之領域到長波長之領域依序地反射，來擴張前述脈衝雷射光線的脈衝時間寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工裝置，其中該波長領域擴張機構係由以下所構成，即：桿型光子晶體光纖；聚光透鏡，係配設於該桿型光子晶體光纖之入光側，並將脈衝雷射振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線聚光者；及修正透鏡，係配設於該桿型光子晶體光纖之出光側，並將自該桿型光子晶體光纖出光之脈衝雷射光線修正為平行光者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之雷射加工裝置，其中該脈衝時間寬度擴張機構包含有：第1分束器，係透射業已藉由該波長領域擴張機構 擴張波長領域之脈衝雷射光線者；第1片1/4波長板，係將業已透過該第1分束器之脈衝雷射光線變換成圓偏光之脈衝雷射光線者；及脈衝時間寬度擴張元件，係將業已藉由該第1片1/4波長板變換之圓偏光之脈衝雷射光線遍及波長領域而擴張脈衝時間寬度並反射者；又，將藉由該脈衝時間寬度擴張元件反射並逆轉旋轉方向之圓偏光之脈衝雷射光線，藉由該第1片1/4波長板將偏光面旋轉90度而作成2次直線偏光後，透過該第1分束器導向該聚光透鏡，而該脈衝時間寬度壓縮機構包含有：第2分束器，係透射業已藉由該修正透鏡修正為平行光之脈衝雷射光線者；第2片1/4波長板，係將業已透過該第2分束器之脈衝雷射光線變換成圓偏光之脈衝雷射光線者；及脈衝時間寬度壓縮元件，係將業已藉由該第2片1/4波長板變換之圓偏光之脈衝雷射光線遍及波長領域而壓縮脈衝時間寬度並反射者；又，將藉由該脈衝時間寬度壓縮元件反射並逆轉旋轉方向之圓偏光之脈衝雷射光線，藉由該第2片1/4波長板將偏光面旋轉90度，並將2次直線偏光之脈衝雷射光線回復成該脈衝雷射光線振盪器所振盪產生的脈衝雷射光線後，透過該第2分束器導向該聚光器。
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