JP2002107120A - Position detector for surface and rear, and apparatus and method for marking - Google Patents
Position detector for surface and rear, and apparatus and method for markingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の表面及び
背面の位置を検出する装置、及びそれを用いて対象物の
内部にマーキングする装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an apparatus for detecting the positions of the front and back surfaces of an object, and an apparatus for marking the inside of the object using the apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平11−156568号公報に、レ
ーザビームをマーキング対象物の内部に集光させてクラ
ックを発生させることにより、内部にマーキングを行う
方法が開示されている。この方法では、fθレンズによ
り、レーザビームがマーキング対象物の内部に集光され
る。fθレンズが用いられるため、レーザビームの光軸
を振っても、マーキング対象物の表面から集光点までの
深さを一定に維持することができる。これにより、マー
キング対象物の内部の所望の深さの位置にマークを形成
することができる。また、特開平11−156568号
公報には、マーキング対象物の屈折率を考慮して、集光
点の深さ精度を高める方法が開示されている。2. Description of the Related Art Japanese Patent Laying-Open No. 11-156568 discloses a method for marking inside a laser beam by condensing a laser beam inside the object to be marked to generate cracks. In this method, the laser beam is focused inside the marking target object by the fθ lens. Since the fθ lens is used, the depth from the surface of the marking object to the focal point can be kept constant even if the optical axis of the laser beam is changed. Thus, a mark can be formed at a desired depth inside the marking object. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-156568 discloses a method for improving the accuracy of the depth of a converging point in consideration of the refractive index of an object to be marked.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】マーキング対象物の表
面から集光点までの深さを厳密に調節しても、マーキン
グ対象物の背面(レーザビームを入射する側の面とは反
対側の面)が損傷を受ける場合がある。レーザビームの
集光点がマーキング対象物の内部に位置するにも関わら
ず、背面でクラックが発生するのは、クラックを発生さ
せるために必要となる1パルスあたりのエネルギ密度
(しきい値)が、マーキング対象物の背面において低い
ためと考えられる。背面においてしきい値が低くなる理
由として、背面に吸着された微粒子による影響、レーザ
ビームで加熱された保持台に接触することによる熱の影
響、背面でのレーザビームの反射等が考えられる。Even if the depth from the surface of the marking object to the focal point is strictly adjusted, the back surface of the marking object (the surface opposite to the laser beam incident surface) ) May be damaged. Despite the fact that the focal point of the laser beam is located inside the object to be marked, cracks occur on the back because the energy density (threshold) per pulse required to generate cracks is high. It is considered that the height is low on the back surface of the marking target. Possible reasons for the lower threshold value on the rear surface include the effect of fine particles adsorbed on the rear surface, the effect of heat due to contact with the holding table heated by the laser beam, and the reflection of the laser beam on the rear surface.
【0004】本発明の目的は、マーキング対象物の背面
に損傷が生じにくいマーキング装置及びマーキング方法
を提供することである。[0004] It is an object of the present invention to provide a marking device and a marking method in which the rear surface of a marking object is hardly damaged.
【0005】本発明の他の目的は、上述のマーキング装
置に適用可能な表面と背面との位置検出装置を提供する
ことである。It is another object of the present invention to provide a front and back position detecting device applicable to the above-described marking device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、表面及び背面を有する対象物を保持する保持台と、
前記保持台に保持された対象物に、その表面側から光線
束を、該表面に対して斜めに入射させる光源と、前記光
源から出射された光線束が、前記保持台に保持された対
象物の表面で反射した第1の反射光、及び該対象物の表
面で屈折し、該対象物の背面で反射し、さらに該対象物
の表面で再度屈折した第2の反射光が入射する受光面を
有し、該受光面上における該第1及び第2の反射光のビ
ームスポットの位置を検出する受光装置とを有する表面
背面位置検出装置が提供される。According to one aspect of the present invention, a holding table for holding an object having a front surface and a back surface;
A light source that causes a light beam to be obliquely incident on the surface of the object held on the holding table from its surface side, and a light beam emitted from the light source is an object held on the holding table. A light-receiving surface on which a first reflected light reflected on the surface of the object and a second reflected light refracted on the surface of the object, reflected on the back surface of the object, and re-reflected on the surface of the object again And a light receiving device for detecting the positions of the beam spots of the first and second reflected lights on the light receiving surface.
【0007】1本の光線束が、対象物の表面で2本のビ
ームに分割され、この2本のビームが観測される。この
ため、1つの光源を設置するのみで表面及び背面の位置
を検出ことができる。[0007] One ray bundle is split into two beams on the surface of the object, and these two beams are observed. For this reason, the position of the front surface and the back surface can be detected only by installing one light source.
【0008】本発明の他の観点によると、表面と背面と
を有するマーキング対象物を保持する保持台と、レーザ
ビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出
射したレーザビームを、前記保持台に保持されたマーキ
ング対象物の表面側から入射させて該マーキング対象物
の内部に集光させ、該マーキング対象物内における集光
位置の深さを変えることができる集光光学系と、前記保
持台に保持されたマーキング対象物に、その表面側から
測定用光線束を、該表面に対して斜めに入射させる測定
用光源と、前記測定用光線束が前記保持台に保持された
対象物の表面で反射した第1の反射光、及び該対象物の
表面で屈折し、該対象物の背面で反射し、さらに該対象
物の表面で再度屈折した第2の反射光が入射する受光面
を有し、該受光面上における該第1及び第2の反射光の
ビームスポットの位置を検出する受光装置と、前記受光
装置で検出された第1及び第2の反射光のビームスポッ
トの位置に基づいて、前記集光光学系により集光される
レーザビームの集光位置の深さを制御する制御装置とを
有するマーキング装置が提供される。According to another aspect of the present invention, a holder for holding a marking object having a front surface and a back surface, a laser light source for emitting a laser beam, and a laser beam emitted from the laser light source, A light-collecting optical system that allows the light to enter from the surface side of the marking object held by the laser beam and condense the light inside the marking object, and change the depth of the light-converging position in the marking object; On the marking object held on the table, the measurement light beam from the surface side thereof, a measurement light source for obliquely entering the surface, and the measurement light beam of the object held on the holding table. The first reflected light reflected on the surface, and the light receiving surface on which the second reflected light refracted on the surface of the object, reflected on the back surface of the object, and further refracted on the surface of the object is further incident. Having the light receiving surface A light receiving device for detecting the positions of the first and second reflected light beam spots, and the condensing optics based on the first and second reflected light beam spot positions detected by the light receiving device. A control device for controlling the depth of the focusing position of the laser beam focused by the system.
【0009】第1及び第2の反射光のビームスポットの
位置から、マーキング対象物の表面と背面との位置を決
定することができる。決定された表面及び背面の位置に
基づいてレーザビームの集光位置の深さを制御するた
め、より精密な深さ制御が可能になる。From the positions of the beam spots of the first and second reflected lights, the positions of the front surface and the back surface of the marking object can be determined. Since the depth of the focused position of the laser beam is controlled based on the determined positions of the front surface and the back surface, more precise depth control is possible.
【0010】本発明の他の観点によると、表面と背面と
を有するマーキング対象物に、その表面側から測定用光
線束を斜めに入射させる工程と、前記測定用光線束が前
記保持台に保持された対象物の表面で反射した第1の反
射光、及び該対象物の表面で屈折し、該対象物の背面で
反射し、さらに該対象物の表面で再度屈折した第2の反
射光を受光面で受光し、該受光面上における該第1及び
第2の反射光のビームスポットの位置から、前記マーキ
ング対象物の表面及び背面の位置を求める工程と、求め
られた表面及び背面の位置に基づいて、前記マーキング
対象物の表面からある深さの位置にレーザビームを集光
させてマーキングを行う工程とを有するマーキング方法
が提供される。According to another aspect of the present invention, a step of obliquely inputting a measuring light beam from a front surface side to a marking object having a front surface and a back surface, and holding the measuring light beam on the holding table. The first reflected light reflected on the surface of the subject, and the second reflected light refracted on the surface of the subject, reflected on the back of the subject, and further refracted on the surface of the subject. Receiving the light on a light receiving surface, and determining the positions of the front and back surfaces of the marking object from the positions of the beam spots of the first and second reflected lights on the light receiving surface; A step of converging a laser beam at a position at a certain depth from the surface of the marking target to perform the marking based on the above method.
【0011】求められた表面及び背面の位置に基づいて
レーザビームの集光位置の深さを制御するため、より精
密な深さ制御が可能になる。Since the depth of the focused position of the laser beam is controlled based on the determined positions of the front surface and the back surface, more precise depth control becomes possible.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1に、本発明の実施例によるマ
ーキング装置の概略図を示す。レーザ光源11が、パル
スレーザビームを出射する。レーザ光源11として、例
えばモードロックしたTi:サファイアレーザ発振器を
用いることができる。Ti:サファイアレーザ発振器
は、例えばパルス幅130fs、波長800nm、平均
出力1W、パルスの繰り返し周波数1kHzのパルスレ
ーザビームを出射する。レーザ光源11として、その他
にYAGレーザ発振器、YLFレーザ発振器を用いるこ
ともできる。または、これらのレーザ発振器と非線形光
学媒質とを組み合わせて、高調波レーザを生成する各種
レーザ光源を用いることもできる。FIG. 1 is a schematic diagram of a marking device according to an embodiment of the present invention. The laser light source 11 emits a pulse laser beam. As the laser light source 11, for example, a mode-locked Ti: sapphire laser oscillator can be used. The Ti: sapphire laser oscillator emits a pulse laser beam having, for example, a pulse width of 130 fs, a wavelength of 800 nm, an average output of 1 W, and a pulse repetition frequency of 1 kHz. Alternatively, a YAG laser oscillator or a YLF laser oscillator can be used as the laser light source 11. Alternatively, various laser light sources that generate a harmonic laser can be used by combining these laser oscillators and a nonlinear optical medium.
【0013】保持台15の上に、マーキング対象物1、
例えばガラス基板が保持されている。マーキング対象物
1は、その表面を上方に向け、背面を保持台15に接触
させるように保持されている。保持台15に保持された
マーキング対象物1の表面に平行な面をXY面とし、表
面の法線方向をZ軸とするXYZ直交座標系を考える。On the holding table 15, the objects to be marked 1,
For example, a glass substrate is held. The marking target 1 is held so that its front surface is directed upward and its back surface is in contact with the holding base 15. Consider an XYZ orthogonal coordinate system in which a plane parallel to the surface of the marking target 1 held by the holding base 15 is an XY plane, and a normal direction of the surface is a Z axis.
【0014】レーザ光源11から出射されたレーザビー
ムが、ビーム整形器12に入射する。ビーム整形器12
は、レーザビームのビーム断面内のパワー密度分布を所
望の分布に近づけるとともに、断面形状を整形する。A laser beam emitted from a laser light source 11 enters a beam shaper 12. Beam shaper 12
Makes the power density distribution in the beam cross section of the laser beam close to a desired distribution and shapes the cross section.
【0015】整形されたレーザビームが、ガルバノスキ
ャナ13に入射する。ガルバノスキャナ13は、一対の
ガルバノミラー13x及び13yを含んで構成される。
ガルバノ制御系19が、ガルバノミラー13x及び13
yの揺動運動を制御する。ガルバノミラー13x及び1
3yで反射したレーザビームが、fθレンズ14に入射
する。fθレンズ14は、レーザビームを、マーキング
対象物1の内部に集光する。ガルバノスキャナ13は、
レーザビームの光軸を振ることにより、マーキング対象
物1の内部の集光点を、XY面に平行な方向に移動させ
ることができる。レンズ駆動装置18が、保持台15か
らのfθレンズ14の高さを調節する。The shaped laser beam enters the galvano scanner 13. The galvano scanner 13 includes a pair of galvanometer mirrors 13x and 13y.
The galvanometer control system 19 includes the galvanometer mirrors 13x and 13x.
Controls the oscillating movement of y. Galvanometer mirrors 13x and 1
The laser beam reflected at 3y enters the fθ lens 14. lens 14 focuses the laser beam inside the marking target 1. The galvano scanner 13
By shaking the optical axis of the laser beam, the focal point inside the marking target 1 can be moved in a direction parallel to the XY plane. The lens driving device 18 adjusts the height of the fθ lens 14 from the holding table 15.
【0016】制御装置30が、レーザ光源11から出射
するパルスレーザビームのパルスの繰り返しと、ガルバ
ノスキャナ13によるレーザビームの光軸走査とを同期
させる。The control unit 30 synchronizes the repetition of the pulse of the pulse laser beam emitted from the laser light source 11 with the scanning of the optical axis of the laser beam by the galvano scanner 13.
【0017】観測用レーザ光源16が、マーキング対象
物1の表面に、斜めに観測用レーザビームを入射させ
る。観測用レーザ光源16は、例えばHeNeレーザ発
振器等で構成される。受光装置17が、観測用レーザ光
源16から出射されたレーザビームの反射光を受光面で
受光する。受光装置17は、例えばCCDカメラ等で構
成され、受光面上のビームスポットの位置を検出するこ
とができる。An observation laser light source 16 makes an observation laser beam obliquely incident on the surface of the marking object 1. The observation laser light source 16 is composed of, for example, a HeNe laser oscillator or the like. The light receiving device 17 receives the reflected light of the laser beam emitted from the observation laser light source 16 on the light receiving surface. The light receiving device 17 is composed of, for example, a CCD camera or the like, and can detect the position of a beam spot on the light receiving surface.
【0018】図2を参照して、受光装置17の受光面上
のビームスポットの位置から、マーキング対象物1の表
面及び背面の位置を求める方法について説明する。Referring to FIG. 2, a description will be given of a method for determining the positions of the front surface and the back surface of the marking target 1 from the position of the beam spot on the light receiving surface of the light receiving device 17.
【0019】図2は、マーキング対象物1の表面への観
測用レーザビームの入射面内におけるレーザビームの伝
搬の様子を示す。マーキング対象物1の表面1F及び背
面1Rに平行な基準平面20が定義されている。観測用
レーザビームが、基準平面20で反射したと仮定したと
きの、受光面上におけるビームスポットの位置を基準点
Oとする。観測用レーザ光源16、基準平面20、及び
受光装置17の位置が固定されると、受光面上に基準点
Oを決定することができる。FIG. 2 shows the state of propagation of the laser beam within the plane of incidence of the observation laser beam on the surface of the marking target 1. A reference plane 20 parallel to the front surface 1F and the back surface 1R of the marking target 1 is defined. The position of the beam spot on the light receiving surface when the observation laser beam is assumed to be reflected by the reference plane 20 is defined as a reference point O. When the positions of the observation laser light source 16, the reference plane 20, and the light receiving device 17 are fixed, the reference point O can be determined on the light receiving surface.
【0020】基準平面20と表面1Fとの間隔をg1、
基準平面20と背面1Rとの間隔をg2とする。表面1
Fへの観測用レーザビームの入射角をθ1とし、屈折角
をθ2とする。表面1Fで反射した観測用レーザビーム
の受光面上のビームスポットの位置をAとする。表面1
Fで屈折し、背面1Rで反射し、さらに表面1Fで再度
屈折した観測用レーザビームの受光面上のビームスポッ
トの位置をBとする。基準点と点Aとの距離をd1と
し、点AとBとの距離をd2とする。The distance between the reference plane 20 and the surface 1F is g 1 ,
The distance between the reference plane 20 and the rear 1R and g 2. Surface 1
The incident angle of the observation laser beam to F is θ 1 and the refraction angle is θ 2 . Let A be the position of the beam spot on the light receiving surface of the observation laser beam reflected by the surface 1F. Surface 1
The position of the beam spot on the light receiving surface of the observation laser beam refracted at F, reflected at the back surface 1R, and further refracted at the surface 1F is denoted by B. The distance between the reference point and the point A and d 1, the distance between the points A and B and d 2.
【0021】間隔g1は、The interval g 1 is
【0022】[0022]
【数1】 g1=d1/(2tanθ1) ・・・(1) と表される。また、マーキング対象物1の屈折率をnと
すると、G 1 = d 1 / (2 tan θ 1 ) (1) Also, assuming that the refractive index of the marking object 1 is n,
【0023】[0023]
【数2】sinθ1/sinθ2=n ・・・(2) が成立する。間隔g2は、## EQU2 ## The following holds: sin θ 1 / sin θ 2 = n (2) The interval g 2 is
【0024】[0024]
【数3】 g2=g1+d2/(2tanθ2) ・・・(3) と表される。式(1)〜(3)より、θ1、d1及びd2
が決定されれば、間隔g1及びg2を求めることができ
る。すなわち、基準平面20に対する表面1F及び背面
1Rの相対位置を決定することができる。G 2 = g 1 + d 2 / ( 2 tan θ 2 ) (3) From equations (1) to (3), θ 1 , d 1 and d 2
Is determined, the intervals g 1 and g 2 can be obtained. That is, the relative positions of the front surface 1F and the back surface 1R with respect to the reference plane 20 can be determined.
【0025】図2で説明した方法では、表面1Fで、1
本のレーザビームを部分反射させることによって2本の
ビームに分割し、この2本のビームが観測される。この
ため、観測用レーザ光源16を1台準備するのみで、表
面1F及び背面1Rの位置を検出することが可能であ
る。In the method described with reference to FIG.
The laser beam is divided into two beams by partially reflecting the laser beam, and the two beams are observed. For this reason, it is possible to detect the positions of the front surface 1F and the back surface 1R only by preparing one observation laser light source 16.
【0026】なお、点AとBとが離れすぎるような場
合、例えば入射角θ1が大きい場合あるいはマーキング
対象物1が厚い場合には、受光装置17とマーキング対
象物1との間に集光レンズ等を配置し、2本のレーザビ
ームの光軸が徐々に近づけてもよい。この場合には、間
隔g1及びg2を計算する際に集光レンズの倍率を考慮す
る必要がある。When the points A and B are too far apart, for example, when the incident angle θ 1 is large or when the marking target 1 is thick, the light is condensed between the light receiving device 17 and the marking target 1. A lens or the like may be arranged so that the optical axes of the two laser beams gradually approach each other. In this case, it is necessary to consider the magnification of the condenser lens when calculating the intervals g 1 and g 2 .
【0027】図1に戻って説明を続ける。受光装置17
から、ビームスポット位置情報、例えば図2に示した距
離d1及びd2が制御装置30に送信される。制御装置3
0は、図2に示した基準平面20に対するマーキング対
象物1の表面1F及び背面1Rの相対位置を求める。こ
れにより、レーザビームを集光すべき厚さ方向の位置
(Z座標)が決定される。ここで、集光すべき位置と
は、ビーム径が最小になる位置を意味する。Returning to FIG. 1, the description will be continued. Light receiving device 17
, Beam spot position information, for example, the distances d 1 and d 2 shown in FIG. Control device 3
0 calculates the relative positions of the front surface 1F and the back surface 1R of the marking target 1 with respect to the reference plane 20 shown in FIG. Thus, the position (Z coordinate) in the thickness direction where the laser beam is to be focused is determined. Here, the position to be focused means a position where the beam diameter becomes minimum.
【0028】求められた位置にレーザビームが集光され
るように、レンズ駆動装置18が、fθレンズ14の高
さを調節する。マーキング対象物1の屈折率がnのと
き、マーキング対象物1の表面1Fから集光位置までの
深さは、屈折率を1とした場合の深さのn倍になる。従
って、fθレンズ14の高さを調節する際には、マーキ
ング対象物1の屈折率を考慮することが好ましい。The lens driving device 18 adjusts the height of the fθ lens 14 so that the laser beam is focused on the determined position. When the refractive index of the marking target 1 is n, the depth from the surface 1F of the marking target 1 to the light condensing position is n times the depth when the refractive index is set to 1. Therefore, when adjusting the height of the fθ lens 14, it is preferable to consider the refractive index of the marking object 1.
【0029】上記実施例では、基準平面20に対するマ
ーキング対象物1の表面1F及び背面1Rの相対位置を
検出し、その相対位置に基づいてレーザビームの集光位
置が制御される。このため、マーキング対象物1の厚さ
のばらつきに起因する集光位置の深さのずれを防止する
ことができる。In the above embodiment, the relative positions of the front surface 1F and the rear surface 1R of the marking object 1 with respect to the reference plane 20 are detected, and the focusing position of the laser beam is controlled based on the relative positions. For this reason, it is possible to prevent a shift in the depth of the light condensing position due to a variation in the thickness of the marking target 1.
【0030】次に、集光位置の好ましい深さについて説
明する。マーキング用のレーザビームとして、品質の優
れているTEM00モードのレーザビームを想定する。ガ
ウス強度分布を持つレーザビームを集光したときのスポ
ット径dは、Next, a preferred depth of the light condensing position will be described. As the laser beam for marking, assume laser beam of TEM 00 mode is superior in quality. The spot diameter d when condensing a laser beam having a Gaussian intensity distribution is
【0031】[0031]
【数4】d=λf/(πD) ・・・(4) となる。ここで、λは波長、fはレンズの焦点距離、D
はレンズへ入射するビームのビーム径である。マーキン
グ対象物1の屈折率をn、表面1Fから集光位置までの
深さをsFとすると、表面1F上におけるビームスポッ
ト径dFは、D = λf / (πD) (4) Where λ is the wavelength, f is the focal length of the lens, D
Is the beam diameter of the beam incident on the lens. Assuming that the refractive index of the marking target 1 is n and the depth from the surface 1F to the focusing position is s F , the beam spot diameter d F on the surface 1F is
【0032】[0032]
【数5】dF=nsF/(fD) ・・・(5) となる。ここでは、集光位置におけるビームスポットが
無限小であると仮定した。同様に、背面1Rから集光位
置までの深さをsRとすると、背面1R上におけるビー
ムスポット径dRは、[Number 5] becomes a d F = ns F / (fD ) ··· (5). Here, it is assumed that the beam spot at the focusing position is infinitesimal. Similarly, assuming that the depth from the back surface 1R to the condensing position is s R , the beam spot diameter d R on the back surface 1R is
【0033】[0033]
【数6】dR=nsR/(fD) ・・・(6) となる。D R = ns R / (fD) (6)
【0034】マーキング対象物1の表面1F及び背面1
Rにクラックが発生するのを防止するために、表面1F
及び背面1Rにおけるレーザビームのエネルギ密度を、
クラックが発生するしきい値よりも小さくする必要があ
る。本願発明者の行った種々の実験によると、背面1R
におけるしきい値が、表面1Fにおけるしきい値の約2
/3であることがわかった。すなわち、表面1Fよりも
背面1Rにおいてクラックが発生しやすい。Surface 1F and back 1 of marking object 1
In order to prevent the occurrence of cracks in R,
And the energy density of the laser beam on the back 1R,
It must be smaller than the threshold at which cracks occur. According to various experiments performed by the inventor of the present application, the rear 1R
Is about 2 of the threshold value on the surface 1F.
/ 3. That is, cracks are more likely to occur on the back surface 1R than on the front surface 1F.
【0035】レーザビームの断面内のエネルギ密度は、
ビームスポット径の自乗に反比例する。従って、表面1
F及び背面1Rのいずれにおいてもクラック発生のしき
い値を超えず、かつ集光位置においてクラックが発生す
るしきい値を超えるためには、The energy density in the cross section of the laser beam is
It is inversely proportional to the square of the beam spot diameter. Therefore, surface 1
In order not to exceed the threshold value of crack generation at both the F and the rear surface 1R and to exceed the threshold value at which the crack occurs at the condensing position,
【0036】[0036]
【数7】dF/dR=(2/3)1/2 ・・・(7) とすることが好ましい。式(5)〜(7)から、It is preferable that d F / d R = (2/3) 1/2 (7). From equations (5) to (7),
【0037】[0037]
【数8】sF/sR=(2/3)1/2 ・・・(7) とすればよいことがわかる。S F / s R = (2/3) 1/2 (7)
【0038】図2に示したように、基準平面20に対す
る表面1F及び背面1Rの相対位置が測定されるため、
深さsF及びsRが式(7)を満たすように、fθレンズ
14の高さを調節することができる。As shown in FIG. 2, since the relative positions of the front surface 1F and the back surface 1R with respect to the reference plane 20 are measured,
The height of the fθ lens 14 can be adjusted so that the depths s F and s R satisfy Expression (7).
【0039】上記実施例では、マーキング対象物の内部
にクラックを発生させることによりマーキングを行う場
合を説明したが、クラックを発生させることなく、集光
位置の屈折率を変化させることによりマーキングを行う
ことも可能である。この場合にも、マーキング対象物1
の表面1F及び背面1Rの位置を測定し、その位置に基
づいて集光位置の深さを制御することにより、表面1F
及び背面1Rに損傷を与えることなくマーキングを行う
ことが可能になる。In the above embodiment, the case where the marking is performed by generating a crack inside the object to be marked has been described. However, the marking is performed by changing the refractive index of the condensing position without generating the crack. It is also possible. Also in this case, the marking target 1
By measuring the positions of the front surface 1F and the back surface 1R, and controlling the depth of the condensing position based on the positions, the surface 1F
Marking can be performed without damaging the rear surface 1R.
【0040】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
1本の測定用光線束を照射することにより、対象物の表
面と背面との双方の位置を検出することができる。検出
された表面と背面の位置に基づいて、レーザビームの集
光位置の深さを調節することにより、対象物の厚さのば
らつき等による位置ずれを防止することができる。As described above, according to the present invention,
By irradiating one measurement light beam, it is possible to detect the positions of both the front surface and the back surface of the object. By adjusting the depth of the condensing position of the laser beam based on the detected positions of the front surface and the back surface, it is possible to prevent a displacement due to a variation in the thickness of the target object or the like.
【図1】本発明の実施例によるレーザマーキング装置の
概略を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a laser marking device according to an embodiment of the present invention.
【図2】表面及び背面の位置を検出方法を説明するため
の図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method of detecting the positions of a front surface and a back surface.
1 マーキング対象物 11 レーザ光源 12 ビーム整形器 13 ガルバノスキャナ 14 fθレンズ 15 保持台 16 観測用レーザ光源 17 受光装置 18 レンズ駆動装置 19 ガルバノ制御装置 20 基準平面 30 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Marking target 11 Laser light source 12 Beam shaper 13 Galvano scanner 14 fθ lens 15 Holder 16 Observation laser light source 17 Light receiving device 18 Lens driving device 19 Galvano control device 20 Reference plane 30 Control device
Claims (3)
保持台と、 前記保持台に保持された対象物に、その表面側から光線
束を、該表面に対して斜めに入射させる光源と、 前記光源から出射された光線束が、前記保持台に保持さ
れた対象物の表面で反射した第1の反射光、及び該対象
物の表面で屈折し、該対象物の背面で反射し、さらに該
対象物の表面で再度屈折した第2の反射光が入射する受
光面を有し、該受光面上における該第1及び第2の反射
光のビームスポットの位置を検出する受光装置とを有す
る表面背面位置検出装置。1. A holding table for holding an object having a front surface and a back surface, and a light source for causing a light beam to be obliquely incident on the object held by the holding table from the front surface side, A light beam emitted from the light source is first reflected light reflected on the surface of the object held by the holding table, and refracted on the surface of the object, reflected on the back surface of the object, A light-receiving surface on which the second reflected light refracted on the surface of the object is incident, and a light-receiving device for detecting a position of a beam spot of the first and second reflected lights on the light-receiving surface; Front and back position detection device.
を保持する保持台と、 レーザビームを出射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から出射したレーザビームを、前記保持
台に保持されたマーキング対象物の表面側から入射させ
て該マーキング対象物の内部に集光させ、該マーキング
対象物内における集光位置の深さを変えることができる
集光光学系と、 前記保持台に保持されたマーキング対象物に、その表面
側から測定用光線束を、該表面に対して斜めに入射させ
る測定用光源と、 前記測定用光線束が前記保持台に保持された対象物の表
面で反射した第1の反射光、及び該対象物の表面で屈折
し、該対象物の背面で反射し、さらに該対象物の表面で
再度屈折した第2の反射光が入射する受光面を有し、該
受光面上における該第1及び第2の反射光のビームスポ
ットの位置を検出する受光装置と、 前記受光装置で検出された第1及び第2の反射光のビー
ムスポットの位置に基づいて、前記集光光学系により集
光されるレーザビームの集光位置の深さを制御する制御
装置とを有するマーキング装置。2. A holder for holding a marking object having a front surface and a back surface, a laser light source for emitting a laser beam, and a marking object for holding the laser beam emitted from the laser light source on the holding table. A focusing optical system capable of changing the depth of a focusing position in the marking object by allowing light to enter from the surface side of the marking object and condensing the inside of the marking object; and a marking object held by the holding table. An object, a measurement light source that obliquely enters a measurement light beam from the surface side of the object, and a first light source in which the measurement light beam is reflected by the surface of the object held by the holding table. Reflected light, and a light receiving surface on which the second reflected light refracted on the surface of the object, reflected on the back surface of the object, and further refracted on the surface of the object is incident, on the light receiving surface The first and second A light receiving device for detecting the position of the beam spot of the reflected light, and a laser focused by the light collecting optical system based on the positions of the beam spots of the first and second reflected lights detected by the light receiving device. A control device for controlling the depth of the beam focusing position.
に、その表面側から測定用光線束を斜めに入射させる工
程と、 前記測定用光線束が前記保持台に保持された対象物の表
面で反射した第1の反射光、及び該対象物の表面で屈折
し、該対象物の背面で反射し、さらに該対象物の表面で
再度屈折した第2の反射光を受光面で受光し、該受光面
上における該第1及び第2の反射光のビームスポットの
位置から、前記マーキング対象物の表面及び背面の位置
を求める工程と、 求められた表面及び背面の位置に基づいて、前記マーキ
ング対象物の表面からある深さの位置にレーザビームを
集光させてマーキングを行う工程とを有するマーキング
方法。3. A step of obliquely inputting a measurement light beam from a front surface side to a marking object having a front surface and a back surface, and the measurement light beam is held on a surface of the object held by the holding table. The first reflected light reflected, and the second reflected light refracted on the surface of the object, reflected on the back surface of the object, and further refracted on the surface of the object, is received on the light receiving surface, A step of obtaining the positions of the front and back surfaces of the marking object from the positions of the beam spots of the first and second reflected lights on the light receiving surface; and Focusing the laser beam at a position at a certain depth from the surface of the object to perform marking.
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| JP2000302482A JP2002107120A (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Position detector for surface and rear, and apparatus and method for marking |
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| JP2000302482A Withdrawn JP2002107120A (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Position detector for surface and rear, and apparatus and method for marking |
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| JP (1) | JP2002107120A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005193286A (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Laser machining method and laser machining apparatus |
| US8624153B2 (en) | 2004-01-09 | 2014-01-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and device |
| US8993922B2 (en) | 2004-01-09 | 2015-03-31 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and device |
-
2000
- 2000-10-02 JP JP2000302482A patent/JP2002107120A/en not_active Withdrawn
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| KR101167327B1 (en) | 2004-01-09 | 2012-07-19 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | Laser processing method and device |
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| US9352414B2 (en) | 2004-01-09 | 2016-05-31 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and device |
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| US11241757B2 (en) | 2004-01-09 | 2022-02-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and device |
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