激光加工装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种激光加工装置及加工方法，涉及晶圆加工技术领域。激光加工装置包括：激光加工装置包括移动机构和测量机构，测量机构安装在移动机构的活动端，移动机构用于带动测量机构在第一方向上运动；测量机构包括激光器和激光位移传感器，且激光器的发射方向与激光位移传感器的检测方向均沿第一方向设置。将待加工的工件放置在第一方向上，通过移动机构带动测量机构运动到某一位置，可以利用激光位移传感器检测出其距离工件表面的距离，因为激光位移传感器和激光器均固定在移动机构上，二者的焦点在第一方向上的偏差是已知的，通过该偏差和激光位移传感器的位置可以计算得出激光器焦点的位置，方便后续对工件的处理。

Laser processing equipment and processing method

【技术实现步骤摘要】
激光加工装置及加工方法
本专利技术涉及晶圆加工
，尤其是涉及一种激光加工装置及加工方法。
技术介绍
激光加工技术主要包括激光切割、钻孔、加工、焊接等方面。激光切割技术主要通过聚焦镜将激光束聚焦在材料表面使材料发生物理和化学变化，最终将加工材料分离。激光光束的焦点位置处的能量最高，因此，在利用激光对工件进行加工时，需要找到激光光束的焦点位置。现有技术中，可以将工件放置在聚焦镜下方，然后上下移动聚焦镜，并在水平面上，利用激光在工件表面上划线，划出的线段的粗细度是逐渐变化的，先增大再减小，或者先减小再增大，此时，记录下变化中粗细度最小时，聚焦镜的位置，这个位置就是激光焦点落在工件表面时聚焦镜的位置，根据此位置信息，进行后续的加工。上述方法比较麻烦，需要反复的划线尝试，一方面效率低，另一方面，也造成了工件不必要的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光加工装置及加工方法，以缓解了现有的激光加工过程中，激光器的焦点位置确认困难的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供的一种激光加工装置，所述激光加工装置包括：所述激光加工装置包括移动机构和测量机构，所述测量机构安装在所述移动机构的活动端，所述移动机构用于带动所述测量机构在第一方向上运动；所述测量机构包括激光器和激光位移传感器，且所述激光器的发射方向与所述激光位移传感器的检测方向均沿第一方向设置。进一步的，所述移动机构包括移动件和驱动电机，所述激光器和激光位移传感器固定在所述移动件上，所述驱动电机用于驱动所述移动件在第一方向运动。进一步的，所述激光器包括本体、聚焦镜和微调机构，所述微调机构连接在所述聚焦镜和本体之间，所述微调机构用于在第一方向上移动所述聚焦镜，以改变激光器焦点的位置。进一步的，所述激光加工装置包括二维移动平台，所述二维移动平台用于放置工件，所述二维移动平台能够带动所述工件在第二方向和第三方向运动上运动，所述第一方向、第二方向和第三方向彼此垂直。进一步的，所述二维移动平台连接有旋转电机，所述旋转电机用于带动所述二维移动平台在垂直于第一方向的平面上旋转。进一步的，所述测量机构包括图像采集装置，所述图像采集装置安装在所述移动件上，所述图像采集装置用于采集工件的图像。进一步的，所述激光加工装置包括控制器，所述控制器分别与所述二维移动平台和图像采集装置连接，所述控制器用于控制所述二维移动平台将所述图像采集装置采集的区域移动到激光器下方。进一步的，所述图像采集装置上设置有补光灯。进一步的，所述二维移动平台的支撑面上设置有光源。第二方面，本专利技术实施例提供的一种利用上述的激光加工装置处理工件的加工方法，所述激光加工方法包括如下步骤：在第一方向上移动测量机构，以使激光位移传感器到工件的距离等于激光位移传感器量程范围的中间值；根据测量机构的位置，以及激光位移传感器和激光器的在第一方向上的位置偏差得到激光器的焦点在第一方向上的位置。本专利技术实施例提供的一种激光加工装置包括：所述激光加工装置包括移动机构和测量机构，所述测量机构安装在所述移动机构的活动端，所述移动机构用于带动所述测量机构在第一方向上运动；所述测量机构包括激光器和激光位移传感器，且所述激光器的发射方向与所述激光位移传感器的检测方向均沿第一方向设置。具体原理如下：将待加工的工件放置在第一方向上，通过移动机构带动测量机构运动到某一位置，可以利用激光位移传感器检测出其距离工件表面的距离，因为激光位移传感器和激光器均固定在移动机构上，二者的焦点在第一方向上的偏差是已知的，通过该偏差和激光位移传感器的位置可以计算得出激光器焦点的位置，方便后续对工件的处理。本专利技术实施例提供的一种利用上述的激光加工装置处理工件的加工方法，所述激光加工方法包括如下步骤：在第一方向上移动测量机构，以使激光位移传感器到工件的距离等于激光位移传感器量程范围的中间值；根据测量机构的位置，以及激光位移传感器和激光器的在第一方向上的位置偏差得到激光器的焦点在第一方向上的位置。其中，移动机构移动测量机构，使激光位移传感器到工件的距离等于激光位移传感器量程范围的中间值，因为，激光位移传感器具有量程范围，大于或者小于该范围时，激光位移传感器将无法测量出其距离工件表面的距离，所以，在初始时，将激光位移传感器的位置调整至其到工件的距离等于激光位移传感器量程范围的中间值处，可以适配后续处理的多种厚度的工件。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的激光加工装置的示意图。图标：100—移动件；200—聚焦镜；300—驱动电机；400—压电定位器；500—激光位移传感器；600—图像采集装置；700—支撑面；800—二维移动平台。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种激光加工装置包括：所述激光加工装置包括移动机构和测量机构，所述测量机构安装在所述移动机构的活动端，所述移动机构用于带动所述测量机构在第一方向上运动；所述测量机构包括激光器和激光位移传感器500，且所述激光器的发射方向与所述激光位移传感器的检测方向均沿第一方向设置。具体原理如下：将待加工的工件放置在第一方向上，通过移动机构带动测量机构运动到某一位置，可以利用激光位移传感器500检测出其距离工件表面的距离，因为激光位移传感器和激光器均固定在移动机构上，二者的焦点在第一方向上的偏差是已知的，通过该偏差和激光位移传感器500的位置可以计算得出激光器焦点的位置，方便后续对工件的处理。激光器和激光位移传感器500在第一方向上相对固定，则二者在第一方向上的偏差值是完全可以确定的，且二者的焦距确定，那么二者的焦距的偏差也就确定了。本实施例中，选取的位置为激光位移传感器500量程范围的中间值正好落在工件表面，此时，可以得到激光位移传感器500的位置信息，而激光位移传感器500与激光器在竖向上的位置偏差是已知的，那么此时，激光器的焦点在第一方向上的坐标也就可以转化得到了。所述移动机构包括移动件100和驱动电机300，所述激光器和激光位移传感器500固定在所述移动件100上所述驱动电机300用于驱动所述移动件100在第一方向运动。移动件100可以为板状结构，激光器和激光位移传感器500均连接在移动件100上，驱动电机300和移动件100之间可以通过齿轮齿条连接，从而使驱动电机300可以带动移动件100在第一方向上运动，本实施中，第一方向为竖直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置包括：所述激光加工装置包括移动机构和测量机构，所述测量机构安装在所述移动机构的活动端，所述移动机构用于带动所述测量机构在第一方向上运动；/n所述测量机构包括激光器和激光位移传感器(500)，且所述激光器的发射方向与所述激光位移传感器的检测方向均沿第一方向设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置包括：所述激光加工装置包括移动机构和测量机构，所述测量机构安装在所述移动机构的活动端，所述移动机构用于带动所述测量机构在第一方向上运动；
所述测量机构包括激光器和激光位移传感器(500)，且所述激光器的发射方向与所述激光位移传感器的检测方向均沿第一方向设置。


2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述移动机构包括移动件(100)和驱动电机(300)，所述激光器和激光位移传感器(500)固定在所述移动件(100)上，所述驱动电机(300)用于驱动所述移动件(100)在第一方向运动。


3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光器包括本体、聚焦镜(200)和微调机构，所述微调机构连接在所述聚焦镜(200)和本体之间，所述微调机构用于在第一方向上移动所述聚焦镜(200)，以改变激光器焦点的位置。


4.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置包括二维移动平台(800)，所述二维移动平台(800)用于放置工件，所述二维移动平台(800)能够带动所述工件在第二方向和第三方向运动上运动，所述第一方向、第二方向和第三方向彼此垂直。


5.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述二维移动平台(800)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑佳晶，魏祥英，宋婉贞，高爱梅，李星辰，吕荣华，
申请(专利权)人：北京半导体专用设备研究所中国电子科技集团公司第四十五研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11