[发明专利]激光加工装置及激光加工方法

说明书

技术领域

本发明的一个方面涉及激光加工装置及激光加工方法。

背景技术

作为现有的激光加工装置，已知有通过将激光聚光在加工对象物从而沿着切断预定线在加工对象物的内部形成改质区域的激光加工装置(例如参照专利文献1)。在这样的激光加工装置中，谋求通过将从激光光源朝加工对象物照射的激光通过空间光调制器调制从而将该激光聚光于加工对象物的多个位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-51011号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述那样的现有技术中，伴随着近年来的日益的普及扩大，期望提高加工品质。例如，对于以改质区域为起点被切断的加工对象物要求提高切断面的直进性、或能够抑制由加工对象物的劈开性或结晶方位所产生的负面影响(劈开面破裂等)的激光加工。

本发明的一个方面是有鉴于上述实际情况而完成的发明，其课题在于，提供一种可以提高加工品质的激光加工装置及激光加工方法。

解决课题的技术手段

本发明的一个方面所涉及的激光加工装置是通过将超短脉冲光的激光聚光于加工对象物从而在加工对象物形成改质区域的激光加工装置，具备：将激光射出的激光光源、将由激光光源射出的激光聚光于加工对象物的聚光光学系统、及对通过聚光光学系统聚光于加工对象物的激光赋予像差的像差赋予部，在激光的光轴方向上，在将作为由于将激光聚光于加工对象物而在该聚光位置产生的像差的聚光产生像差的范围作为基准像差范围的情况下，像差赋予部以将在光轴方向上比基准像差范围更长的长条范围作为像差的范围来具有，并且光轴方向上的激光的强度分布具有在长条范围连续的强弱的方式对激光赋予第1像差。

本发明的一个方面所涉及的激光加工方法，是通过将超短脉冲光的激光聚光于加工对象物从而在加工对象物形成改质区域的激光加工方法，包含：将激光从激光光源射出，将射出的激光聚光于加工对象物的工序；及对聚光于加工对象物的激光赋予像差的工序；在激光的光轴方向上，在将作为由于将激光聚光于加工对象物而在该聚光位置产生的像差的聚光产生像差的范围作为基准像差范围的情况下，在对激光赋予像差的工序中，以将在光轴方向上比基准像差范围更长的长条范围作为像差的范围来具有，并且光轴方向上的激光的强度分布具有在长条范围连续的强弱的方式对激光赋予第1像差。

在这样的激光加工装置及激光加工方法中，通过将比基准像差范围更长的长条范围作为像差的范围来具有，并且光轴方向上的强度分布具有在长条范围连续的强弱的超短脉冲光的激光，加工对象物被激光加工。由此，可以在加工对象物中，将超短脉冲光的激光的聚光部分沿激光的光轴方向有效地伸长化，在该激光的光轴方向上形成长条形状(以下，称为“纵长”)的改质区域。其结果，例如，可提高切断面的直进性、或抑制由加工对象物的劈开性或结晶方位所产生的负面影响，可以提高加工品质。

在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，像差赋予部也可以以在沿着光轴方向接近排列的多个位置形成激光的聚光点的方式，对激光赋予第1像差。在本发明的一个方面所涉及的激光加工方法，在对激光赋予像差的工序中，也可以以在沿着光轴方向接近排列的多个位置形成激光的聚光点的方式，对激光赋予第1像差。在此情况下，可以将聚光点作为在光轴方向上接近排列的多点，作为纵长的改质区域，可形成切除线状的改质区域。因此，可以容易地沿着改质区域将加工对象物切断。另外，因为如上所述以多点聚光，因而与由1个纵长聚光点聚光的情况相比，可以少的能量实施激光加工。

在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，像差赋予部也可以将由实现轴棱锥透镜(axicon lens)的作用的相位调制所产生的像差作为第1像差来赋予。在本发明的一个方面所涉及的激光加工方法，在对激光赋予像差的工序中，也可以将由实现轴棱锥透镜的作用的相位调制所产生的像差作为第1像差来赋予。这样，通过加上由实现轴棱锥透镜的作用的相位调制所产生的像差，对于聚光于加工对象物的激光，可以获得将像差的范围朝长条范围伸长且具有在该长条范围连续的强弱的强度分布。

在本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中，像差赋予部也可以将规定的球面像差作为第1像差赋予给激光。在本发明的一个方面所涉及的激光加工方法中，在对激光赋予像差的工序中，也可以将规定的球面像差作为第1像差来赋予。这样，通过加上规定的球面像差，对于聚光于加工对象物的激光，可以获得将像差的范围朝长条范围伸长且具有在该长条范围连续的强弱的强度分布。