CN117500768A - 复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法 - Google Patents

Abstract

复合部件具有：多个第1纤维，它们在第1方向上延伸；多个第2纤维，它们在与第1方向不同的第2方向上延伸；以及基体材料，其被填充在多个第1纤维与多个第2纤维之间，在沿着第1方向的至少1个第1孔列和沿着第2方向的至少1个第2孔列分别设置有多个孔。

Description

复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法

技术领域

本公开涉及复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法。

背景技术

近年来，在半导体曝光装置中，随着半导体集成电路的微细化和高集成化，要求分辨率的提高。因此，从曝光用光源发射的光的短波长化得以发展。例如，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长大约为248.0nm的激光的KrF准分子激光装置、以及输出波长大约为193.4nm的激光的ArF准分子激光装置。

KrF准分子激光装置和ArF准分子激光装置的自然振荡光的谱线宽度较宽，大约为350pm～400pm。因此，在利用使KrF和ArF激光这种紫外线透过的材料构成投影透镜时，有时产生色差。其结果，分辨率可能降低。因此，需要将从气体激光装置输出的激光的谱线宽度窄带化到能够无视色差的程度。因此，在气体激光装置的激光谐振器内，为了使谱线宽度窄带化，有时具有包含窄带化元件(标准具、光栅等)的窄带化模块(Line Narrowing Module：LNM)。下面，将谱线宽度被窄带化的气体激光装置称为窄带化气体激光装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-202689号公报

发明内容

本公开的一个方式的复合部件也可以具有：多个第1纤维，它们在第1方向上延伸；多个第2纤维，它们在与第1方向不同的第2方向上延伸；以及基体材料，其被填充在多个第1纤维与多个第2纤维之间，在沿着第1方向的至少1个第1孔列和沿着第2方向的至少1个第2孔列分别设置有多个孔。

本公开的一个方式的激光加工方法也可以具有如下的照射步骤：对被加工物照射激光，而在沿着第1方向的至少1个第1孔列和沿着第2方向的至少1个第2孔列分别设置多个孔，该被加工物具有在第1方向上延伸的多个第1纤维、在与第1方向不同的第2方向上延伸的多个第2纤维、以及被填充在多个第1纤维与多个第2纤维之间的基体材料。

本公开的一个方式的复合部件的制造方法通过针对被加工物的激光加工来制造复合部件，其中，被加工物具有在第1方向上延伸的多个第1纤维、在与第1方向不同的第2方向上延伸的多个第2纤维、以及被填充在多个第1纤维与多个第2纤维之间的基体材料，该复合部件的制造方法具有如下的加工工序：对被加工物进行激光加工，而在沿着第1方向的至少1个第1孔列和沿着第2方向的至少1个第2孔列分别设置多个孔。

附图说明

下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。

图1是比较例的复合部件的主视图。

图2是示出比较例的加工系统的整体的概略结构例的示意图。

图3是示出比较例的复合部件的制造方法的流程图的一例的流程图。

图4是示出比较例的激光加工方法的控制流程图的一例的图。

图5是实施方式1的复合部件的主视图。

图6是实施方式2的复合部件的立体图。

图7是实施方式2的载台的侧视图。

具体实施方式

1.概要

2.比较例的复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法的说明

2.1比较例的复合部件的结构

2.2比较例的制造复合部件的激光加工系统的结构

2.3 动作

2.4 课题

3.实施方式1的复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法的说明

3.1实施方式1的复合部件的结构

3.2实施方式1的制造复合部件的激光加工系统的结构

3.3动作

3.4作用/效果

4.实施方式2的复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法的说明

4.1实施方式2的复合部件的结构

4.2实施方式2的制造复合部件的激光加工系统的结构

4.3动作

4.4作用/效果

下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。

以下说明的实施方式示出本公开的几个例子，不限定本公开的内容。此外，各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。另外，对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。

1.概要

本公开的实施方式涉及复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法，该复合部件设置有多个通过激光加工去除被加工物的一部分而形成的孔。

2.比较例的复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法的说明

2.1比较例的复合部件的结构

对比较例的复合部件进行说明。另外，本公开的比较例是申请人认识到仅申请人知道的方式，不是申请人自己承认的公知例。

图1是比较例的复合部件的主视图。在图1中，图示了复合部件10的正面的一部分。此外，在图1中，为了容易观察，关于相同的结构要素，仅对一部分标注了参照标号，省略一部分参照标号。

复合部件10例如为板状。复合部件10具有多个第1纤维21a、多个第2纤维21b和基体材料25。作为复合部件10，例如举出陶瓷基复合材料(CMC：Ceramic MatrixComposites)。该情况下，第1纤维21a和第2纤维21b分别例如举出碳化硅纤维、碳纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维和氮化硼纤维中的任意纤维。另外，第1纤维21a和第2纤维21b分别可以是由其他适当的陶瓷构成的纤维。此外，作为基体材料25，例如举出碳化硅。

由多个第1纤维21a和多个第2纤维21b构成的纤维束在沿着复合部件10的主面的第1方向和第2方向上排列。具体而言，多个第1纤维21a在第1方向上延伸，多个第2纤维21b在与第1方向不同的第2方向上延伸。第1方向与第2方向大致正交。

多个第1纤维21a和多个第2纤维21b呈正方格子状排列。即，彼此相邻的第1纤维21a平行地排列，彼此相邻的第2纤维21b平行地排列。另外，彼此相邻的第1纤维21a也可以大致平行地排列。该情况下，彼此相邻的第1纤维21a可以在平行±10°以内、优选为平行±3°以内的范围内排列。此外，关于彼此相邻的第2纤维21b，与第1纤维21a同样，也可以大致平行地排列。

多个第1纤维21a被编入多个第2纤维21b。该编入例如举出平织，在平织中，由多个第1纤维21a和多个第2纤维21b构成的纤维束从第1方向和第2方向这2个方向交叉地编入。在纤维束中浸渍有基体材料25，基体材料25被填充在多个第1纤维21a与多个第2纤维21b之间。

在如上所述第1纤维21a和第2纤维21b彼此编入而成的复合部件10中设置有多个孔30。孔30被设置于激光在被加工物40中的照射位置。被加工物40是通过激光的照射而进行激光加工的对象物，并且是未设置多个孔30的部件。与此相对，复合部件10是设置有多个孔30的被加工物40。在本例的复合部件10中，设孔30是贯通孔来进行说明。在复合部件10中的、设置有孔30的区域中，第1纤维21a和第2纤维21b被切断和去除，基体材料25被去除。

在图1中，示出各个孔30的截面形状为圆形状、且各个截面为相同直径的例子。该直径比第1纤维21a和第2纤维21b各自的粗细、彼此相邻的第1纤维21a的间隔和彼此相邻的第2纤维21b的间隔都大。另外，各个孔30的截面形状和直径没有特别限定。

在正面观察复合部件10的情况下，孔30各自的中心被设置于成为正方形的各顶点的位置，因此，多个孔30与多个第1纤维21a和多个第2纤维21b同样地呈正方格子状排列。但是，孔30的排列方向与多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向不同，相对于多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向例如逆时针倾斜大致45°。在具体说明孔30的排列时，孔30在沿着X方向的多个第1孔列中的每一个第1孔列和沿着与X方向正交的Y方向的多个第2孔列中的每一个第2孔列中设置有多个。X方向相对于第1方向逆时针倾斜大致45°，Y方向相对于第2方向逆时针倾斜大致45°。

多个孔30如上所述呈正方格子状排列，因此，在穿过被设置于各个上述第1孔列的孔30的中心的线中，彼此相邻的线平行地排列。另外，彼此相邻的线中的一个线也可以与另一个线大致平行地排列。该情况下，彼此相邻的线可以在平行±10°以内、优选为平行±3°以内的范围内排列。此外，在穿过被设置于各个上述第2孔列的孔30的中心的线中，彼此相邻的线也平行地排列。另外，与上述第1孔列中彼此相邻的线同样，彼此相邻的线中的一个线也可以与另一个线大致平行地排列。

2.2比较例的制造复合部件的激光加工系统的结构

接着，对比较例的制造复合部件10的激光加工系统50进行说明。

图2是示出比较例的激光加工系统的整体的概略结构例的示意图。激光加工系统50包含气体激光装置100、激光加工装置300和将气体激光装置100与激光加工装置300连接的光路管500作为主要结构。

气体激光装置100例如是使用包含氩(Ar)、氟(F₂)和氖(Ne)的混合气体的ArF准分子激光装置。该气体激光装置100输出中心波长大约为193.4nm的激光。另外，气体激光装置100也可以是ArF准分子激光装置以外的气体激光装置，例如也可以是使用包含氪(Kr)、F₂和Ne的混合气体的KrF准分子激光装置。该情况下，气体激光装置100出射中心波长大约为248.0nm的激光。包含作为激光介质的Ar、F₂和Ne的混合气体、包含作为激光介质的Kr、F₂和Ne的混合气体有时被称为激光气体。另外，在ArF准分子激光装置和KrF准分子激光装置分别所使用的混合气体中，也可以代替Ne而使用氦(He)。

气体激光装置100包含壳体110、以及被配置于壳体110的内部空间的激光振荡器130、监视器模块150、光闸170和激光处理器190作为主要结构。

激光振荡器130包含激光腔131、充电器141、脉冲功率模块143、后镜145和输出耦合镜147。在图2中，示出从与激光的行进方向大致垂直的方向观察的情况下的激光腔131的内部结构。

激光腔131包含通过上述激光气体中的激光介质的激励而产生光的内部空间。激光气体从未图示的激光气体供给源经由未图示的配管被供给到激光腔131的内部空间。通过激光介质的激励而产生的上述光向后述的窗口139a、139b行进。

一对电极133a、133b彼此对置地被配置于激光腔131的内部空间。电极133a、133b的长度方向沿着通过被施加在电极133a与电极133b之间的高电压而产生的光的行进方向。电极133a、133b是用于通过辉光放电来激励激光介质的放电电极。在本例中，电极133a为阴极，电极133b为阳极。

电极133a被电绝缘部135支承。电绝缘部135堵住被形成于激光腔131的开口。在电绝缘部135嵌入有导电部，导电部将从脉冲功率模块143供给的高电压施加给电极133a。电极133b被复位板137支承。复位板137利用未图示的布线与激光腔131的内表面连接。

充电器141是以规定的电压对脉冲功率模块143中的未图示的充电电容器进行充电的直流电源装置。脉冲功率模块143包含由激光处理器190控制的开关143a。在开关143a从断开变成接通后，脉冲功率模块143利用被充电器141保持的电能生成脉冲状的高电压，将该高电压施加在电极133a与电极133b之间。

在对电极133a与电极133b之间施加高电压后，在电极133a与电极133b之间产生放电。通过该放电的能量，激光腔131内的激光介质被激励。在被激励的激光介质向基态跃迁时发射激光。

在激光腔131设置有窗口139a、139b。窗口139a位于激光腔131中的激光的行进方向上的一端侧，窗口139b位于激光腔131中的激光的行进方向上的另一端侧。窗口139a、139b夹着电极133a与电极133b之间的空间。如后所述进行振荡的激光经由窗口139a、139b向激光腔131的外部出射。如上所述通过脉冲功率模块143对电极133a与电极133b之间施加脉冲状的高电压，因此，该激光是脉冲激光。

后镜145被配置于与激光腔131的一端侧连接的壳体145a的内部空间，使从窗口139a出射的激光反射而返回到激光腔131的内部空间。输出耦合镜147被配置于与激光腔131的另一端侧连接的光路管147a的内部空间，使从窗口139b出射的激光的一部分透过，使另外一部分反射而返回到激光腔131的内部空间。这样，利用后镜145和输出耦合镜147构成法布里-珀罗型的激光谐振器，激光腔131被配置于激光谐振器的光路上。

监视器模块150被配置于从输出耦合镜147出射的激光的光路上。监视器模块150包含壳体151、以及被配置于壳体151的内部空间的分束器153和光传感器155。在壳体151形成有开口，壳体151的内部空间经由该开口与光路管147a的内部空间连通。

分束器153使从输出耦合镜147出射的激光以高透射率朝向光闸170透过，并且使激光的一部分朝向光传感器155的受光面反射。光传感器155计测入射到受光面的激光的能量E。光传感器155与激光处理器190电连接，将表示计测出的能量E的信号输出到激光处理器190。

本公开的激光处理器190是包含存储有控制程序的存储装置190a和执行控制程序的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)190b的处理装置。激光处理器190是为了执行本公开中包含的各种处理而特别地构成或被编程的。激光处理器190对气体激光装置100整体进行控制。此外，激光处理器190在与激光加工装置300的激光加工处理器310之间收发各种信号。

光闸170被配置于与监视器模块150的壳体151连接的光路管171的内部空间中的、透过分束器153后的激光的光路上。在壳体151的与连接有光路管147a的一侧相反的一侧连接有光路管171，光路管171的内部空间经由被形成于壳体151的开口与壳体151的内部空间连通。此外，光路管171经由被形成于壳体110的开口与光路管500连通。

光闸170与激光处理器190电连接。激光处理器190关闭光闸170，直到从监视器模块150接收的能量E与从激光加工处理器310接收的目标能量Et之差ΔE处于容许范围内为止。此外，激光处理器190在从激光加工处理器310接收表示发光触发Tr的信号后，打开光闸170。当光闸170打开后，来自分束器153的激光通过光闸170和光路管500向激光加工装置300行进。发光触发Tr由激光的规定的重复频率f和规定的脉冲数P来规定，是激光加工处理器310使激光振荡器130进行激光振荡的时机信号，是外部触发。激光的重复频率f例如为1kHz以上且10kHz以下。

在光路管171和光路管147a的内部空间、壳体151和壳体145a的内部空间填充有吹扫气体。吹扫气体包含高纯度氮等非活性气体。吹扫气体从未图示的吹扫气体供给源通过未图示的配管被供给到上述内部空间。

激光加工装置300包含激光加工处理器310、光学系统330、工作台351、壳体355和框架357作为主要结构。光学系统330和工作台351被配置于壳体355的内部空间。壳体355被固定于框架357。在壳体355连接有光路管500，壳体355的内部空间经由被形成于壳体355的开口与光路管500的内部空间连通。

激光加工处理器310是包含存储有控制程序的存储装置310a和执行控制程序的CPU310b的处理装置。激光加工处理器310是为了执行本公开中包含的各种处理而特别地构成或被编程的。激光加工处理器310对激光加工装置300整体进行控制。在存储装置310a中存储有参数，该参数包含设置1个孔30所需要的激光的脉冲数、被设置于被加工物40的各个孔30的加工的顺序和各个孔30的位置数据。脉冲数根据被加工物40的材质、孔30的形状、孔30的深度和激光的强度而预先被设定。

光学系统330包含高反射镜331a、331b、331c、衰减器333、掩模335和转印光学系统337。在光学系统330的各结构中，分别被固定于未图示的保持架，在壳体355内被配置于规定的位置。

高反射镜331a、331b、331c使激光以高反射率反射。高反射镜331a使从气体激光装置100入射的激光朝向衰减器333反射。高反射镜331b使来自衰减器333的激光朝向高反射镜331c反射。高反射镜331c使激光朝向转印光学系统337反射。

衰减器333被配置于高反射镜331a与高反射镜331b之间的光路上。衰减器333包含部分反射镜333c、333d。部分反射镜333c、333d单独地被固定于未图示的旋转台。各个旋转台与激光加工处理器310电连接，按照激光加工处理器310的控制信号而绕轴旋转。旋转台各自的轴与旋转台中的固定有部分反射镜333c、333d的固定面垂直。通过各个旋转台的旋转，部分反射镜333c、333d也旋转。部分反射镜333c、333d是部分反射镜333c、333d的透射率根据向部分反射镜333c、333d入射的激光的入射角而变化的光学元件。部分反射镜333c、333d的旋转角通过各个旋转台的旋转来调整，以使激光的入射角彼此一致，并且部分反射镜333c、333d的透射率成为期望的透射率。由此，来自高反射镜331a的激光被减光到期望的能量而通过衰减器333。

掩模335被配置于高反射镜331b与高反射镜331c之间。掩模335例如是板状部件，该板状部件形成有供激光的一部分透过的圆形的透过孔，并且对激光的另外一部分进行遮挡。透过孔的形状没有限定。掩模335具有能够对透过孔的大小进行变更的未图示的可变机构，能够根据被形成于被加工物40的孔30的大小来调节透过孔的大小。激光透过透过孔，由此形成与孔30对应的转印图案。转印图案被转印到被加工物40，由此，与透过孔的形状对应的孔30被形成于被加工物40。

转印光学系统337使激光会聚于被加工物40，以使转印图案在从被加工物40的表面侧起位于规定的深度的成像位置处成像。转印光学系统337通过多枚透镜的组合来构成。转印光学系统337是使尺寸比掩模335的透过孔的尺寸小的圆形的转印图案在成像位置处成像的缩小光学系统。转印光学系统337的倍率例如为1/10～1/5。利用组合透镜的例子示出转印光学系统337，但是，在使1个小圆形的转印图案在转印光学系统337的光轴附近成像的情况下，也可以利用单透镜构成转印光学系统337。

工作台351包含载台353。载台353支承被加工物40。载台353的主面与照射被加工物40的激光的光轴大致正交。工作台351被配置于壳体355的底面，通过来自激光加工处理器310的控制信号，能够使载台353在载台353的宽度方向、长度方向和厚度方向上移动，通过移动来调整载台353的位置。因此，工作台351经由载台353使被加工物40移动，对被加工物40的位置进行调整，以使从光学系统330出射的激光照射被加工物40。

在壳体355的内部空间中，在激光加工系统50的工作中，非活性气体始终流动。该非活性气体例如是氮(N₂)。在壳体355设置有将非活性气体吸入到壳体355的未图示的吸入端口和从壳体355向外部排出非活性气体的未图示的排出端口。在吸入端口和排出端口连接有未图示的吸气管、排出管。在吸入端口连接有供给非活性气体的未图示的非活性气体供给源。从吸入端口供给的非活性气体还向与壳体355连通的光路管500流动。通过壳体355抑制杂质混入配置有被加工物40的壳体355的内部空间。

2.3动作

图3是示出比较例中的复合部件10的制造方法的流程图的一例的图。复合部件10的制造方法具有准备工序SP1和加工工序SP2作为主要工序。在准备工序SP1中，被加工物40被支承于工作台351的载台353。在加工工序SP2中，对被加工物40进行激光加工，通过激光加工来制造复合部件10。

接着，对比较例的加工工序SP2中的激光加工系统50的动作进行说明。图4是示出比较例的加工工序SP2中的激光加工方法的控制流程图的一例的图。激光加工方法包含步骤SP11、步骤SP12和步骤SP13。

首先，对图4所示的开始的状态进行说明。开始的状态是气体激光装置100出射激光之前的状态，在该状态下，从未图示的吹扫气体供给源向光路管147a、171、500的内部空间、壳体145a、151的内部空间填充吹扫气体。此外，从未图示的激光气体供给源向激光腔131的内部空间供给激光气体。此外，在激光加工装置300中，非活性气体在壳体355的内部空间中流动。

此外，在开始的状态下，在激光加工装置300中，激光加工处理器310读入存储装置310a中存储的参数。激光加工处理器310读入参数后，根据最初要加工的孔30的位置数据，经由工作台351使载台353移动，以使激光照射到设置该孔30的位置。照射位置是上述转印图案成像的成像位置。由此，载台353向被设定的初始照射位置移动。当载台353移动后，控制流程进入步骤SP11。另外，上述开始的状态下的动作也可以在准备工序SP1中进行。

(步骤SP11)

在本步骤中，首先，激光加工处理器310对气体激光装置100进行控制，以使照射到被加工物40的激光成为激光加工所需要的期望的注量Fm。在该气体激光装置100的控制中，激光加工处理器310读出激光加工处理器310中存储的目标能量Et。目标能量Et是激光加工时所需要的能量的目标值。接着，激光加工处理器310将表示读出的目标能量Et的信号发送到气体激光装置100的激光处理器190。激光处理器190接收表示目标能量Et的信号后，将目标能量Et设定为激光加工时所需要的能量Em。目标能量Et也可以被存储于激光处理器190的存储装置190a。

但是，注量Fm是被激光照射的被加工物40的表面中的激光的能量密度。在光学系统330中，在掩模335中被遮蔽的激光的损失大，为了得到期望的注量Fm，以该光损失为前提来确定能量Em。

激光处理器190关闭光闸170，使充电器141进行动作，以使激光的能量成为能量Em。此外，激光处理器190通过未图示的内部触发来接通脉冲功率模块143的开关143a。由此，脉冲功率模块143利用被充电器141保持的电能对电极133a与电极133b之间施加脉冲状的高电压。通过该高电压，在电极133a与电极133b之间产生放电，电极133a与电极133b之间的激光气体中包含的激光介质成为激励状态，在激光介质返回基态时发射光。被发射的光在后镜145与输出耦合镜147之间谐振，每当通过激光腔131的内部空间中的放电空间时被放大，产生激光振荡。然后，激光的一部分透过输出耦合镜147，向分束器153行进。

向分束器153行进的激光中的一部分被分束器153反射，并被光传感器155接收。光传感器155对接收到的激光的能量E进行计测。光传感器155将表示计测出的能量E的信号输出到激光处理器190。激光处理器190对充电器141的充电电压进行反馈控制，以使能量E与目标能量Et之差ΔE处于容许范围内。激光处理器190在差ΔE处于容许范围内之后，将通知激光的发光触发Tr的接收准备已完成的接收准备完成信号发送到激光加工处理器310。

激光加工处理器310接收到接收准备完成信号后，对衰减器333的透射率Tm进行控制，以使照射到被加工物40的激光成为激光加工所需要的注量Fm。

如上所述，在能量E和透射率Tm被控制后，激光加工处理器310将发光触发Tr发送到激光处理器190。其结果，与发光触发Tr的接收同步地，激光处理器190打开光闸170，通过光闸170后的激光入射到激光加工装置300。该激光例如是中心波长为193.4nm的脉冲激光。

入射到激光加工装置300的激光经由高反射镜331a、衰减器333、高反射镜331b、掩模335、高反射镜331c向转印光学系统337行进。通过透过转印光学系统337后的激光，转印图案在上述成像位置处成像。

激光按照由激光加工所需要的重复频率f和脉冲数P规定的发光触发Tr来照射被加工物40。当持续照射激光时，在被加工物40的表面附近产生烧蚀，产生缺陷。由此，在被加工物40设置孔30。这样，本步骤是通过对被加工物40照射激光来设置孔30的照射步骤。

在本步骤中，激光加工处理器310使气体激光装置100驱动，以从参数表读入的脉冲数从气体激光装置100朝向被载台353支承的被加工物40照射激光。通过该照射，在被加工物40中的照射位置设置1个孔30。在设置1个孔30后，激光加工处理器310经由激光处理器190关闭光闸170，使朝向激光加工装置300的激光的行进停止。当激光的行进停止后，激光加工处理器310使控制流程进入步骤SP12。

(步骤SP12)

在本步骤中，激光加工处理器310从存储装置310a中存储的参数表读入在步骤SP11中设置的孔30的加工顺位的下一个加工顺位的孔30的位置数据。在已经设置了加工顺位为最后的孔30的情况下，不存在要读入的位置数据，因此，设置了全部孔30。该情况下，激光加工处理器310使控制流程结束。在存在要读入的位置数据的情况下，未设置全部孔30，残留有还未设置的孔30。该情况下，激光加工处理器310使控制流程进入步骤SP13。

(步骤SP13)

本步骤是经由工作台351使载台353移动的移动步骤。在本步骤中，激光加工处理器310经由工作台351使载台353在主面的面内方向上移动，以使激光照射到在步骤SP12中读入的位置数据的孔30被设置的位置。即，激光加工处理器310如上所述使载台353向在步骤SP11中设置的孔30的加工顺位的下一个加工顺位的孔30被设置的位置移动。当载台353移动后，激光加工处理器310使控制流程返回步骤SP11。

在本例中，如上所述，在设置1个孔30后，朝向被加工物40的激光的照射停止。接着，通过上述面内方向上的载台353的移动，激光在被加工物40中的照射位置偏移。在载台353移动后，当激光再次照射被加工物40时，在偏移后的照射位置设置孔30。当在被加工物40设置全部孔30后，复合部件10完成。

只要在被加工物40设置全部孔30即可，激光加工方法没有特别限定。例如，也可以通过激光的一次照射大致同时地设置全部孔30。或者，也可以交替地进行一部分孔30用的步骤SP11的照射的一部分和另外一部分孔30用的步骤SP11的照射的一部分，直到设置各个孔30为止。

2.4课题

在比较例的复合部件10中，孔30的排列方向与多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向不同。该情况下，第1纤维21a和第2纤维21b的大部分被孔30切断，复合部件10的强度有时降低。

因此，在以下的实施方式中，例示了能够抑制强度的降低的复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法。

3.实施方式1的复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法的说明

3.1实施方式1的复合部件的结构

对实施方式1的复合部件进行说明。另外，对与上述说明的结构相同的结构标注相同的标号，除了特别说明的情况以外，省略重复的说明。在本实施方式的复合部件中，设孔与比较例同样为贯通孔来进行说明。此外，设作为贯通孔的孔的深度方向沿着与被加工物的主面垂直的方向、即被加工物的厚度方向来进行说明。

图5是本实施方式的复合部件的主视图。在图5中，图示了复合部件10的正面的一部分。此外，在图5中，为了容易观察，关于相同的结构要素，仅对一部分标注了参照标号，省略一部分参照标号。

在本实施方式的复合部件10中，相对于多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向的孔30的排列方向与比较例不同。具体而言，本实施方式的孔30的排列方向与多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向相同。即，本实施方式的孔30的排列的第1孔列沿着第1方向，该排列的第2孔列沿着第2方向。

与比较例同样，本实施方式的各个孔30的中心位置呈正方格子状排列，设置有多个第1孔列和多个第2孔列，在各个第1孔列和各个第2孔列中设置有多个孔30。此外，被设置于第1孔列的孔30分别兼作为被设置于第2孔列的孔30。

在第1方向上彼此相邻的孔30各自的中心的间隔与在第2方向上彼此相邻的孔30各自的中心的间隔相同。此外，在第1方向上彼此相邻的孔30各自的中心的间隔比在相对于第1方向倾斜的方向上彼此相邻的孔30各自的中心的间隔小。此外，在第1方向上彼此相邻的孔30各自的中心的间隔在多个孔30中的彼此相邻的孔30各自的中心的间隔中最小。

在图5中，示出各个第1孔列中的孔30的数量相同、各个第2孔列中的孔30的数量相同、且第1孔列中的孔30的数量与第2孔列中的孔30的数量相同的例子。另外，各个第1孔列中的孔30的数量也可以不同，各个第2孔列中的孔30的数量也可以不同，第1孔列中的孔30的数量也可以比第2孔列中的孔30的数量多，第1孔列中的孔30的数量也可以比第2孔列中的孔30的数量少。

各个孔30彼此分开地配置，彼此相邻的孔30之间的区域是设置有第1纤维21a、第2纤维21b和基体材料25的区域。在各个第1孔列中，在第1方向上彼此相邻的孔30之间在第1方向上延伸的第1纤维21a是被该彼此相邻的孔30切断的纤维。此外，在各个第2孔列中，在第2方向上彼此相邻的孔30之间在第2方向上延伸的第2纤维21b是被该彼此相邻的孔30切断的纤维。与此相对，在彼此相邻的第1孔列各自之间在第1方向上延伸的第1纤维21a是未被第1孔列中的孔30切断的纤维。因此，被配置于彼此相邻的第1孔列中的一列的孔30以未被孔30切断且在第1方向上延伸的第1纤维21a为基准，设置于与被配置于彼此相邻的第1孔列中的另一列的孔30相反的一侧。此外，在彼此相邻的第2孔列各自之间在第2方向上延伸的第2纤维21b是未被第2孔列中的孔30切断的纤维。因此，被配置于彼此相邻的第2孔列中的一列的孔30以未被孔30切断且在第2方向上延伸的第2纤维21b为基准，设置于与被配置于彼此相邻的第2孔列中的另一列的孔30相反的一侧。

示出未被孔30切断且在第1方向上延伸的第1纤维21a的数量在彼此相邻的第1孔列各自之间为1个的例子，但是，也可以是2个以上。示出彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量相同的例子，但是，也可以不同。此外，示出未被孔30切断且在第2方向上延伸的第2纤维21b的数量在彼此相邻的第2孔列各自之间为1个的例子，但是，也可以是2个以上。示出在彼此相邻的第2孔列各自之间第2纤维21b的数量相同的例子，但是，也可以不同。此外，示出被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量与被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量相同的例子。另外，被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量也可以比被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量多，被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量也可以比被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量少。

多个孔30与比较例同样地呈正方格子状排列，因此，在穿过被设置于沿着第1方向的各个第1孔列的孔30的中心的线中，彼此相邻的线平行地排列。另外，与比较例同样，彼此相邻的线中的一个线也可以与另一个线大致平行地排列。此外，在穿过被设置于沿着第2方向的各个第2孔列的孔30的中心的线中，彼此相邻的线也平行地排列。另外，与比较例同样，彼此相邻的线中的一个线也可以与另一个线大致平行地排列。

本实施方式的复合部件10被用作要求轻量、高强度和耐热性的航空、宇宙、汽车、发电等领域中的发动机的部件。具体而言，复合部件10例如被用作护罩、燃烧衬套、燃料喷嘴、旋流器、压缩机叶片和涡轮叶片中的至少1个的至少一部分。此外，作为贯通孔的孔30在复合部件10的背面与未图示的管连通，该管与未图示的冷却源连通。冷却源经由管将冷却用的流体送入孔30。该流体从孔30向复合部件10的表面流动，对复合部件10的表面进行冷却。

3.2实施方式1的制造复合部件的激光加工系统的结构

本实施方式的激光加工系统50的结构与比较例的激光加工系统50的结构相同，因此省略说明。

3.3动作

本实施方式的复合部件10的制造方法与比较例的复合部件10的制造方法相同。此外，除了本实施方式的孔30的排列与比较例的孔30的排列不同以外，本实施方式的激光加工方法与比较例的激光加工方法相同。在本实施方式的激光加工方法中，通过工作台351的移动，例如，在正面观察复合部件10的情况下，在多个第1孔列中的最下侧的第1孔列中，从左侧向右侧依次设置孔30。当在该第1孔列中设置最右侧的孔30后，在比该第1孔列靠上侧1个的另一个第1孔列中从右侧向左侧依次设置孔30。通过反复上述动作，孔30被排列，孔30的排列方向与多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向相同。

3.4作用/效果

本实施方式的复合部件10具有在第1方向上延伸的多个第1纤维21a、在第2方向上延伸的多个第2纤维21b、以及被填充在多个第1纤维21a与多个第2纤维21b之间的基体材料25。此外，在复合部件10中，在沿着第1方向的多个第1孔列和沿着第2方向的多个第2孔列分别设置有多个孔30。

通过上述结构，在第1方向和第2方向中的每一个方向上，孔30的排列方向能够与多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向相同。当排列方向相同时，与排列方向不同的情况相比，未被孔30切断而延伸的第1纤维21a和第2纤维21b各自的数量能够变多，能够抑制复合部件10的强度的降低。此外，在上述结构中，在彼此相邻的第1孔列之间分别设置有未被孔30切断且在第1方向上延伸的第1纤维21a。此外，在上述结构中，在彼此相邻的第2孔列之间分别设置有未被孔30切断且在第2方向上延伸的第2纤维21b。因此，即使分别设置有多个第1孔列和第2孔列，未被孔30切断的第1纤维21a和第2纤维21b各自的数量也能够变多，能够抑制复合部件10的强度的降低。另外，在本实施方式的复合部件10中，在至少1个第1孔列和至少1个第2孔列分别设置有多个孔30即可。

此外，本实施方式的激光加工方法具有如下的照射步骤即步骤SP11：对被加工物40照射激光，而在沿着第1方向的至少1个第1孔列和沿着第2方向的至少1个第2孔列分别设置多个孔30。该被加工物40具有在第1方向上延伸的多个第1纤维21a、在第2方向上延伸的多个第2纤维21b、以及被填充在多个第1纤维21a与多个第2纤维21b之间的基体材料25。此外，本实施方式的复合部件10的制造方法具有如下的加工工序SP2：对被加工物40进行激光加工，而在沿着第1方向的至少1个第1孔列和沿着第2方向的至少1个第2孔列上，将多个孔30分别设置于被加工物40。

在本实施方式的激光加工方法和复合部件10的制造方法中，如上所述，孔30的排列方向能够与多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的排列方向相同，因此，能够形成抑制了强度的降低的复合部件10。

此外，在本实施方式的复合部件10中，被设置于第1孔列的孔30分别兼作为被设置于第2孔列的多个孔30中的1个。

在上述结构中，与被设置于第1孔列的孔30不兼作为被设置于第2孔列的多个孔30中的1个的情况相比，孔30的数量能够变少。当孔30的数量变少时，被孔30切断的第1纤维21a和第2纤维21b各自的数量能够变少，能够抑制复合部件10的强度的降低。

此外，在本实施方式的复合部件10中，被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量与被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量相同。

在上述结构中，即使复合部件10有时由于热或外力等而挠曲，跟被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量与被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量不同的情况相比，复合部件10相对于第1方向的挠曲量与复合部件10相对于第2方向的挠曲量之差也能够变少。

4.实施方式2的复合部件、激光加工方法和复合部件的制造方法的说明

4.1实施方式2的复合部件的结构

接着，对实施方式2的复合部件进行说明。另外，对与上述说明的结构相同的结构标注相同的标号，除了特别说明的情况以外，省略重复的说明。

图6是本实施方式的复合部件的立体图。在图6中，利用截面示出复合部件10中的侧面的一部分。此外，在图6中，为了容易观察，关于相同的结构要素，仅对一部分标注了参照标号，省略一部分参照标号。

本实施方式的复合部件10还具有多个第3纤维21c，这多个第3纤维21c在与第1方向和第2方向不同且与复合部件10的主面不垂直的第3方向上延伸。第3方向相对于复合部件10的主面歪斜，即相对于与第1方向和第2方向垂直的复合部件10的厚度方向歪斜。第3纤维21c是与第1纤维21a或第2纤维21b相同的结构。彼此相邻的第3纤维21c平行地排列。另外，彼此相邻的第3纤维21c也可以与第1纤维21a同样地大致平行地排列。第3纤维21c被编入第1纤维21a和第2纤维21b。该编入举出三维编织，该情况下，由多个第1纤维21a、多个第2纤维21b和多个第3纤维21c构成的纤维束从第1方向、第2方向和第3方向这3个方向交叉地编入。

本实施方式的孔30与实施方式1的孔30同样为贯通孔，但是，本实施方式的各个孔30沿着第3方向设置，这点与实施方式1的贯通孔不同。因此，本实施方式的各个孔30的深度方向沿着第3方向。该深度方向是孔30中的穿过孔30的重心的中心轴所延伸的方向，是复合部件10中的贯通方向。

如上所述，孔30的深度方向沿着第3方向，因此，在彼此相邻的孔30之间在第3方向上延伸的第3纤维21c是未被孔30切断的纤维。示出未被孔30切断且在第3方向上延伸的第3纤维21c的数量在彼此相邻的孔30各自之间为1个的例子，但是，也可以是2个以上。示出彼此相邻的孔30各自之间的第3纤维21c的数量相同的例子，但是，也可以不同。此外，示出被设置于彼此相邻的孔30各自之间的第3纤维21c的数量与被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量相同的例子。此外，示出该第3纤维21c的数量与被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量相同的例子。另外，该第3纤维21c的数量也可以比被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量和被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量多，该第3纤维21c的数量也可以比被设置于彼此相邻的第1孔列各自之间的第1纤维21a的数量和被设置于彼此相邻的第2孔列各自之间的第2纤维21b的数量少。

4.2实施方式2的制造复合部件的激光加工系统的结构

除了载台353的结构以外，本实施方式的激光加工系统50的结构与比较例的激光加工系统50的结构相同。图7是本实施方式的载台的侧视图。如图7所示，载台353以载台353的面内方向相对于向载台353行进的激光的光轴歪斜的方式倾斜。该情况下，载台353以被加工物40的厚度方向相对于入射到被加工物40的激光的光轴歪斜、且第3方向沿着该光轴的方式支承被加工物40。被加工物40如上所述被载台353支承，在激光照射被加工物40时，设置在第3方向上延伸的孔30。

4.3动作

本实施方式的复合部件10的制造方法与实施方式1的复合部件10的制造方法相同，因此省略说明。此外，本实施方式的激光加工方法与实施方式1的激光加工方法相同，因此省略说明。另外，被加工物40如上所述被载台353支承，因此，在照射步骤即步骤SP11中，激光沿着第3方向照射被加工物40。

4.4作用/效果

在上述结构中，与各个孔30的深度方向沿着复合部件10的厚度方向的情况相比，在复合部件10的厚度方向上被切断的第3纤维21c的数量能够变少，能够进一步抑制复合部件10的强度的降低。另外，第3方向也可以沿着复合部件10的厚度方向，第3纤维21c和孔30的深度方向也可以沿着复合部件10的厚度方向。该情况下，与实施方式1同样，载台353的主面相对于照射被加工物40的激光的光轴大致正交。

以上，以上述实施方式为例进行了说明，但是，本公开不限于此，能够适当地变更。

复合部件10不限于板状。复合部件10具有第1纤维21a、第2纤维21b和基体材料25即可，不需要是CMC。也可以设置有多个由多个第1纤维21a和多个第2纤维21b构成的纤维束，各个纤维束彼此在复合部件10的厚度方向上层叠。多个第1纤维21a和多个第2纤维21b的编入不需要限定于平织，也可以是斜纹织或缎纹织。第1纤维21a被编入第2纤维21b即可，也可以不与第2纤维21b交替地交叉编入。第1方向与第2方向交叉即可，也可以不与第2方向正交。

除了正方格子状的排列以外，多个第1纤维21a和多个第2纤维21b与各个孔30的中心位置也可以呈三角形、长方形、平行四边形或其他多边形等这样的格子状排列。此外，被设置于至少1个第1孔列的至少1个孔30也可以不兼作为被设置于第2孔列的多个孔30中的1个。孔30也可以不是贯通孔。

在第1方向上彼此相邻的孔30各自的中心的间隔不需要与在第2方向上彼此相邻的孔30各自的中心的间隔相同，也可以比该间隔小，也可以比该间隔大。

也可以不是载台353移动，而是从激光加工装置300朝向被加工物40的光的行进方向通过电流扫描仪等在面内方向上偏移，被加工物40中的照射位置、即激光在被加工物40中的照射点在面内方向上偏移。或者，也可以是，载台353移动，并且，从激光加工装置300朝向被加工物40的光的行进方向偏移。载台353也可以与被载台353支承的被加工物40中的第3纤维21c延伸的方向匹配地，以载台353的面内方向相对于向载台353行进的激光的光轴正交或歪斜的方式旋转。从照射到被加工物40的激光的峰值提高而高效地形成被加工物40的观点来看，优选激光是脉冲激光，但是，也可以是连续光。

上述说明不是限制，而是简单的例示。因此，本领域技术人员明白能够在不脱离权利要求书的情况下对本公开的实施方式施加变更。此外，本领域技术人员还明白组合本公开的实施方式进行使用。

只要没有明确记载，则本说明书和权利要求书整体所使用的用语应该解释为“非限定性”用语。例如，“包含”或“所包含”这样的用语应该解释为“不限于记载为所包含的部分”。“具有”这样的用语应该解释为“不限于记载为所具有的部分”。此外，不定冠词“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。此外，“A、B和C中的至少一方”这样的用语应该解释为“A”、“B”、“C”、“A+B”、“A+C”、“B+C”或“A+B+C”。进而，应该解释为还包含它们和“A”、“B”、“C”以外的部分的组合。

Claims (16)

1.一种复合部件，其具有：

多个第1纤维，它们在第1方向上延伸；

多个第2纤维，它们在与所述第1方向不同的第2方向上延伸；以及

基体材料，其被填充在所述多个第1纤维与所述多个第2纤维之间，

在沿着所述第1方向的至少1个第1孔列和沿着所述第2方向的至少1个第2孔列分别设置有多个孔。

2.根据权利要求1所述的复合部件，其中，

被设置于至少1个所述第1孔列的至少1个所述孔兼作为被设置于所述第2孔列的所述多个孔中的1个。

3.根据权利要求1所述的复合部件，其中，

被设置于彼此相邻的所述第1孔列各自之间的所述第1纤维的数量与被设置于彼此相邻的所述第2孔列各自之间的所述第2纤维的数量相同。

4.根据权利要求1所述的复合部件，其中，

所述第1方向和所述第2方向彼此正交。

5.根据权利要求4所述的复合部件，其中，

所述多个孔呈正方格子状排列。

6.根据权利要求1所述的复合部件，其中，

所述复合部件还具有在与所述第1方向和所述第2方向不同的第3方向上延伸的多个第3纤维，

各个所述孔的深度方向沿着所述第3方向。

7.根据权利要求6所述的复合部件，其中，

所述第3方向相对于所述复合部件的厚度方向歪斜。

8.根据权利要求1所述的复合部件，其中，

所述孔是贯通孔。

9.根据权利要求1所述的复合部件，其中，

所述复合部件由陶瓷基复合材料构成。

10.根据权利要求1所述的复合部件，其中，

所述复合部件是护罩、燃烧衬套、燃料喷嘴、旋流器、压缩机叶片、涡轮叶片和涡轮导向叶片中的至少1个的至少一部分。

11.一种激光加工方法，其中，

所述激光加工方法具有如下的照射步骤：对被加工物照射激光，而在沿着第1方向的至少1个第1孔列和沿着第2方向的至少1个第2孔列分别设置多个孔，所述被加工物具有在所述第1方向上延伸的多个第1纤维、在与所述第1方向不同的所述第2方向上延伸的多个第2纤维、以及被填充在所述多个第1纤维与所述多个第2纤维之间的基体材料。

12.根据权利要求11所述的激光加工方法，其中，

所述被加工物还具有在与所述第1方向和所述第2方向不同的第3方向上延伸的多个第3纤维，

各个所述孔的深度方向沿着所述第3方向。

13.根据权利要求12所述的激光加工方法，其中，

所述第3方向相对于所述被加工物的厚度方向歪斜。

14.一种复合部件的制造方法，其通过针对被加工物的激光加工来制造复合部件，其中，

所述被加工物具有在第1方向上延伸的多个第1纤维、在与所述第1方向不同的第2方向上延伸的多个第2纤维、以及被填充在所述多个第1纤维与所述多个第2纤维之间的基体材料，

所述复合部件的制造方法具有如下的加工工序：对所述被加工物进行激光加工，而在沿着所述第1方向的至少1个第1孔列和沿着所述第2方向的至少1个第2孔列分别设置多个孔。

15.根据权利要求14所述的复合部件的制造方法，其中，

所述被加工物还具有在与所述第1方向和所述第2方向不同的第3方向上延伸的多个第3纤维，

各个所述孔的深度方向沿着所述第3方向。

16.根据权利要求15所述的复合部件的制造方法，其中，

所述第3方向相对于所述被加工物的厚度方向歪斜。