观察光学系统及激光加工设备技术方案

良好地对对象物的定位用标记和浓淡图案的两者进行观察。从照明装置(117)的光源发出的照明光，透过聚光透镜(118)，被半透半反镜(120)反射，透过分色镜(115)，在物镜(116)的光瞳中成像后，通过物镜(116)照射到太阳能电池板(102)。从太阳能电池板(102)反射的反射光，透过物镜(116)、分色镜(115)、半透半反镜(120)，利用成像透镜(121)成像。在将照明光的波长设为λ、将太阳能电池板(102)的对准标记的线宽设为w的情况下，遮光体(119)将入射到物镜(116)的大致小于2λ/w的数值孔径范围内的照明光遮断。本发明专利技术例如适用于激光加工设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及观察光学系统及激光加工设备，特别涉及能够良好地观察对象物的定位用的标记和浓淡图案的观察光学系统及激光加工设备。
技术介绍
以往，使用明视场光学系统，作为在观察设置于基板等对象物的定位用的对准标记时使用的观察光学系统。但是，如果是以往的明视场光学系统，有时来自对象物的反射光中包含的对准标记的信号光与其他的噪声光相比小，只能以较低的对比度观察对准标记。因此，有时使用能够以高对比度观察对准标记的暗视场光学系统(例如，參照专利文献I)。专利文献I :日本特开平8-306609号公报但是，如果是以往的暗视场光学系统，例如，光滑的平面等不产生对象物的散射光的区域(以下，称为非散射区域)成为漆黑，而无法观察该区域的浓淡图案。因此，为了观察非散射区域的浓淡图案，必须将所使用的光学系统从暗视场光学系统切换为明视场光学系统。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而完成的，能够良好地观察对象物的对准标记和浓淡图案的两者。本专利技术的第I方面的观察光学系统，是用于观察对象物的定位用标记的观察光学系统，包括物镜；使从光源发出的照明光在所述物镜的光瞳内成像的聚光透镜；使来自通过所述物镜被照射了所述照明光的所述对象物的反射光、即透过所述物镜后的反射光成像的成像透镜；在所述聚光透镜和所述物镜之间且所述物镜和所述成像透镜之间，将所述照明光和所述反射光的光路进行分支的分支単元；在将所述照明光的波长设为λ、将所述定位用标记的最窄部分的宽度设为w的情况下，设置在所述聚光透镜和所述分支単元之间的、将入射到所述物镜的大致小于2 λ/w的数值孔径范围内的所述照明光遮断的遮光单元，和设置在所述分支単元和所述物镜之间的、将入射到所述物镜的大致小于2 λ/w的数值孔径范围内的所述反射光遮断的遮光单元中的至少一方。在本专利技术的第I方面的观察光学系统中，使照明光在物镜的光瞳中成像，通过物镜照射到对象物，从对象物反射的反射光透过物镜，利用成像透镜成像。另外，入射到物镜的大致小于2 λ /w的数值孔径范围内的照明光或反射光被遮断。从而，能够良好地观察对象物的定位用标记和浓淡图案两者。另外，提高了对象物的定位精度，并且缩短了定位时间。该光源例如由LED构成。该分支单元例如由半透半反镜构成。该遮光单元例如由利用金属板形成的遮光体，或，在玻璃板上成膜有遮光膜而得到的遮光体构成。该遮光単元可以构成为具有与所述照明光的截面大致相同形状的遮光区域。由此，能够消除照射到对象物的照明光的斑点。该照明光可以是单色光。由此，可以更清晰地观察定位用标记。本专利技术的第2方面的激光加工设备，具有用于观察对象物的定位用标记的观察光学系统和用于对所述对象物照射加工用激光的加工光学系统，所述观察光学系统，包括发出照明光的光源；物镜；使所述照明光在所述物镜的光瞳中成像的聚光透镜；使来自通过所述物镜被照射了所述照明光的所述对象物的反射光、即透过所述物镜后的反射光成像的成像透镜；在所述聚光透镜和所述物镜之间且所述物镜和所述成像透镜之间，将所述照明光和所述反射光的光路进行分支的分支单元；在将所述照明光的波长设为λ、将所述定位用标记的最窄部分的宽度设为w的情况下，设置在所述聚光透镜和所述分支单元之间的、将入射到所述物镜的大致小于2 λ/w的数值孔径范围内的所述照明光遮断的遮光单元，和设置在所述分支单元和所述物镜之间的、将入射到所述物镜的大致小于2 λ /w的数值孔径范围内的所述反射光遮断的遮光单元中的至少一方。从而，能够良好地观察对象物的定位用标记和浓淡图案的两者。另外，提高了对象物的定位精度并且缩短了定位时间。其结果,提高了激光加工的加工精度并且缩短了加工时间。该光源例如由LED构成。该分支单元例如由半透半反镜构成。该遮光单元例如由利用金属板形成的遮光体或在玻璃板成膜遮光膜而得到的遮光体构成。该激光能够通过所述物镜照射到所述对象物。由此，能够将观察光学系统和加工光学系统的物镜共同化，从而能够减少零件件数。根据本专利技术的第I方面或第2方面，能够良好地观察成为要进行观察的对象的对象物的定位用标记和浓淡图案的两者。附图说明图I是表示应用了本专利技术的激光加工设备的一实施方式的框图。图2是表示遮光体的第I例的图。图3是表示遮光体的第2例的图。图4是表示遮光体的第3例的图。图5是表示遮光体的第4例的图。图6是表示对准标记的例的图。图7是用于说明能够对对准标记进行观察的条件的图。图8是表示物镜的OTF特性的例的曲线图。图9是表示物镜的除去中央区域后的OTF特性的例的曲线图。图10是用于说明激光加工设备的作用效果的图。图11是用于说明激光加工设备的作用效果的图。图12是用于说明激光加工设备的作用效果的图。图13是用于说明激光加工设备的作用效果的图。图14是用于说明激光加工设备的作用效果的图。图15是表示照明光的截面的例的图。图16是表示透过聚光透镜后的照明光的截面的例的图。图17是表示透过具有圆形的遮光区域的遮光体后的照明光的截面的例的图。图18是表示透过具有矩形的遮光区域的遮光体后的照明光的截面的例的图。图19是表示遮光体的第5例的图。图20是表示遮光体的第6例的图。具体实施例方式下面对用于实施本专利技术的方式(以下称为实施方式)进行说明。此外，按以下的顺序进行说明。 I.实施方式2.变形例〈I.实施方式〉[激光加工设备的构成例]图I是表不应用了本专利技术的激光加工设备101的光学系统的ー实施方式的图。激光加工设备101是进行基板等加工对象物的激光加工的设备。此外，以下，作为加工对象物的一例，例举太阳能电池板102进行说明。激光加工设备101的光学系统构包括激光振荡器111、光束扩展器112、狭缝113、成像透镜114、分色镜115、物镜116、照明装置117、聚光透镜118、遮光体119、半透半反镜120、成像透镜121及CCD(Charge Coupled Device)摄像机122。其中，由激光振荡器111、光束扩展器112、狭缝113、成像透镜114、分色镜115及物镜116构成用于对太阳能电池板102照射加工用激光的加工光学系统。另外，由物镜116、照明装置117、聚光透镜118、遮光体119、半透半反镜120、成像透镜121及CXD摄像机122构成用于观察太阳能电池板102的观察光学系统。首先对加工光学系统的作用进行说明。从激光振荡器111射出的激光，由光束扩展器112扩展了光束直径，并且被准直，并通过狭缝113，由此，光束直径被限制为规定的大小。通过狭缝113后的激光，被成像透镜114准直，并被分色镜115向物镜116的方向反射，由物镜116聚光到太阳能电池板102的加工面。另外，利用振镜反射镜等扫描単元(未图示)，在太阳能电池板102的加工面上扫描激光。而且，利用该激光对太阳能电池板102的加工面进行加工。下面对观察光学系统的作用进行说明。照明装置117例如包括由规定波长(例如O. 6 μ m)的单色LED(Light EmittingDiode，发光二极管)形成的圆形的光源。此外，可以考虑使本专利技术的光源为面光源。而且，从照明装置117的光源射出的截面为圆形的照明光，被聚光透镜118聚光，由半透半反镜120向物镜116的方向反射，并在物镜116的光瞳成像。在物镜116的光瞳中成像后的照明光，由物镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 JP 2010-2051461.一种观察光学系统，用于观察对象物的定位用标记，其特征在于， 包括 物镜； 使从光源发出的照明光在所述物镜的光瞳内成像的聚光透镜； 使来自通过所述物镜被照射了所述照明光的所述对象物的反射光、即透过所述物镜后的反射光成像的成像透镜； 在所述聚光透镜和所述物镜之间且所述物镜和所述成像透镜之间，将所述照明光和所述反射光的光路进行分支的分支单元； 在将所述照明光的波长设为λ、将所述定位用标记的最窄部分的宽度设为W的情况下，设置在所述聚光透镜和所述分支单元之间的、将入射到所述物镜的大致小于2 λ /w的数值孔径范围内的所述照明光遮断的遮光单元，和设置在所述分支单元和所述物镜之间的、将入射到所述物镜的大致小于2 λ /w的数值孔径范围内的所述反射光遮断的遮光单元中的至少一方。2.根据权利要求I所述的观察光学系统，其特征在于， 所述遮光单元具有与所述照明光的截面大致相同形状的遮光区域。3.根据权利要求I所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：长野强，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：
国别省市：