JP2001314991A - レーザ加工方法及びそれに用いられるマスク光学系 - Google Patents
レーザ加工方法及びそれに用いられるマスク光学系Info
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- JP2001314991A JP2001314991A JP2000135471A JP2000135471A JP2001314991A JP 2001314991 A JP2001314991 A JP 2001314991A JP 2000135471 A JP2000135471 A JP 2000135471A JP 2000135471 A JP2000135471 A JP 2000135471A JP 2001314991 A JP2001314991 A JP 2001314991A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マスク面からの反射光を実加工に再利用でき
るようにし、レーザ光エネルギーの利用効率アップを実
現できるマスク光学系を提供すること。 【解決手段】 回転マスク１３の入射側に、レーザ光が
回転マスクに第一次入射光として入射した際に、その通
過穴の周縁部で反射される反射レーザ光を受けて、この
反射レーザ光を再度、回転マスクの通過穴に第二次入射
光として入射させるための光学系を備える。この光学系
は、偏光ビームスプリッタ１１、（λ／４）波長板１
２、全反射ミラー１４を含む。
るようにし、レーザ光エネルギーの利用効率アップを実
現できるマスク光学系を提供すること。 【解決手段】 回転マスク１３の入射側に、レーザ光が
回転マスクに第一次入射光として入射した際に、その通
過穴の周縁部で反射される反射レーザ光を受けて、この
反射レーザ光を再度、回転マスクの通過穴に第二次入射
光として入射させるための光学系を備える。この光学系
は、偏光ビームスプリッタ１１、（λ／４）波長板１
２、全反射ミラー１４を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工装置に使
用されるマスク光学系に関し、特にレーザエネルギーの
利用効率アップを実現できるレーザ加工方法及びそれに
使用されるマスク光学系に関する。
用されるマスク光学系に関し、特にレーザエネルギーの
利用効率アップを実現できるレーザ加工方法及びそれに
使用されるマスク光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ発振器からのレーザビームを被加
工部材に照射して穴あけや溶接を行うレーザ加工装置が
提供されている。このようなレーザ加工装置において
は、光路中にマスクを配置して、レーザビームの断面形
状を絞り込んだ状態で照射するようにしている。この種
のマスクは、後で述べられるように、レーザビームの断
面形状を規定する複数種類の通過穴を有しているのが普
通である。レーザビームの断面形状を規定するものは、
通常、通過穴の口径である。つまり、マスクは口径の異
なる複数の通過穴を有している。
工部材に照射して穴あけや溶接を行うレーザ加工装置が
提供されている。このようなレーザ加工装置において
は、光路中にマスクを配置して、レーザビームの断面形
状を絞り込んだ状態で照射するようにしている。この種
のマスクは、後で述べられるように、レーザビームの断
面形状を規定する複数種類の通過穴を有しているのが普
通である。レーザビームの断面形状を規定するものは、
通常、通過穴の口径である。つまり、マスクは口径の異
なる複数の通過穴を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなマスクを使
用する場合、マスクに入射させるレーザビームの径は、
マスクにおける最大径の通過穴をカバーし得るだけの大
きさにする必要がある。このため、使用頻度の多い中間
値の口径を選択すると、マスク入射前のレーザエネルギ
ーに対してマスク通過後のレーザエネルギーは、２５％
程度しか活用されない。残りの７５％はマスク面から反
射し、その反射光は冷却手段を持つバッファ部に入射す
るようにされて、何ら活用されること無く処理される。
用する場合、マスクに入射させるレーザビームの径は、
マスクにおける最大径の通過穴をカバーし得るだけの大
きさにする必要がある。このため、使用頻度の多い中間
値の口径を選択すると、マスク入射前のレーザエネルギ
ーに対してマスク通過後のレーザエネルギーは、２５％
程度しか活用されない。残りの７５％はマスク面から反
射し、その反射光は冷却手段を持つバッファ部に入射す
るようにされて、何ら活用されること無く処理される。
【０００４】このことから、本発明は、マスク面からの
反射光を実加工に再利用できるようにし、レーザ光エネ
ルギーの利用効率アップを実現できるレーザ加工方法を
提供することを課題とする。
反射光を実加工に再利用できるようにし、レーザ光エネ
ルギーの利用効率アップを実現できるレーザ加工方法を
提供することを課題とする。
【０００５】本発明はまた、上記のレーザ加工方法に適
したマスク光学系を提供することを課題とする。
したマスク光学系を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ発振器
からのレーザ光を、その断面形状を規定するための通過
穴を持つマスクを通して被加工部材に照射して加工する
レーザ加工方法において、前記レーザ光が前記マスクに
第一次入射光として入射した際に、前記通過穴の周縁部
で反射される反射レーザ光を受けて、この反射レーザ光
を再度、前記マスクに第二次入射光として入射させるよ
うにしたことを特徴とする。
からのレーザ光を、その断面形状を規定するための通過
穴を持つマスクを通して被加工部材に照射して加工する
レーザ加工方法において、前記レーザ光が前記マスクに
第一次入射光として入射した際に、前記通過穴の周縁部
で反射される反射レーザ光を受けて、この反射レーザ光
を再度、前記マスクに第二次入射光として入射させるよ
うにしたことを特徴とする。
【０００７】本レーザ加工方法においては、前記第一次
入射光と前記第二次入射光が、前記マスクの通過穴部分
における入射位置に関して一軸方向にオフセット量を有
し、前記第一次入射光の一部と前記第二次入射光の一部
とが前記マスクの通過穴部分で重なるようにしたことを
特徴とする。
入射光と前記第二次入射光が、前記マスクの通過穴部分
における入射位置に関して一軸方向にオフセット量を有
し、前記第一次入射光の一部と前記第二次入射光の一部
とが前記マスクの通過穴部分で重なるようにしたことを
特徴とする。
【０００８】本レーザ加工方法においては、前記レーザ
発振器からのレーザ光は、Ｐ偏光成分から成る直線偏光
であり、この直線偏光を、Ｐ偏光成分を透過、Ｓ偏光成
分を全反射する偏光ビームスプリッタに入射させ、透過
したＰ偏光成分を（λ／４）波長板（但し、λは波長）
を通して第一次入射光として前記マスクの通過穴に入射
させ、該マスクで反射された反射レーザ光を前記（λ／
４）波長板を通すことによりＳ偏光に変換して前記偏光
ビームスプリッタにおける前記直線偏光の入射側面とは
反対側の面に入射させ、該偏光ビームスプリッタで反射
されたＳ偏光を全反射ミラーで反射させて前記偏光ビー
ムスプリッタ、前記（λ／４）波長板を経由して第二次
入射光として前記マスクの通過穴に入射させるようにし
たことを特徴とする。
発振器からのレーザ光は、Ｐ偏光成分から成る直線偏光
であり、この直線偏光を、Ｐ偏光成分を透過、Ｓ偏光成
分を全反射する偏光ビームスプリッタに入射させ、透過
したＰ偏光成分を（λ／４）波長板（但し、λは波長）
を通して第一次入射光として前記マスクの通過穴に入射
させ、該マスクで反射された反射レーザ光を前記（λ／
４）波長板を通すことによりＳ偏光に変換して前記偏光
ビームスプリッタにおける前記直線偏光の入射側面とは
反対側の面に入射させ、該偏光ビームスプリッタで反射
されたＳ偏光を全反射ミラーで反射させて前記偏光ビー
ムスプリッタ、前記（λ／４）波長板を経由して第二次
入射光として前記マスクの通過穴に入射させるようにし
たことを特徴とする。
【０００９】本発明によればまた、レーザ発振器からの
レーザ光を、その断面形状を規定するための少なくとも
１つの通過穴を持つマスクを通して被加工部材に照射し
て加工するレーザ加工装置において、前記マスクの入射
側に、前記レーザ光が前記マスクに第一次入射光として
入射した際に、前記通過穴の周縁部で反射される反射レ
ーザ光を受けて、この反射レーザ光を再度、前記マスク
に第二次入射光として入射させる光学系を備えたことを
特徴とするマスク光学系が提供される。
レーザ光を、その断面形状を規定するための少なくとも
１つの通過穴を持つマスクを通して被加工部材に照射し
て加工するレーザ加工装置において、前記マスクの入射
側に、前記レーザ光が前記マスクに第一次入射光として
入射した際に、前記通過穴の周縁部で反射される反射レ
ーザ光を受けて、この反射レーザ光を再度、前記マスク
に第二次入射光として入射させる光学系を備えたことを
特徴とするマスク光学系が提供される。
【００１０】本マスク光学系においては、前記第一次入
射光と前記第二次入射光は、前記マスクの通過穴部分に
おける入射位置に関して一軸方向にオフセット量を有
し、前記第一次入射光の一部と前記第二次入射光の一部
とが前記マスクの通過穴部分で重なるようにしたことを
特徴とする。
射光と前記第二次入射光は、前記マスクの通過穴部分に
おける入射位置に関して一軸方向にオフセット量を有
し、前記第一次入射光の一部と前記第二次入射光の一部
とが前記マスクの通過穴部分で重なるようにしたことを
特徴とする。
【００１１】本マスク光学系においてはまた、前記レー
ザ発振器からのレーザ光は、Ｐ偏光成分から成る直線偏
光であり、前記光学系は、前記直線偏光を受ける位置に
配置され、Ｐ偏光成分を透過、Ｓ偏光成分を全反射する
偏光ビームスプリッタと、前記マスクと前記偏光ビーム
スプリッタとの間に配置され、前記偏光ビームスプリッ
タを透過したＰ偏光成分に位相差を与えて第一次入射光
として前記マスクの通過穴に入射させる（λ／４）波長
板（但し、λは波長）と、前記偏光ビームスプリッタに
おける前記直線偏光の入射側面とは反対側の面に向けて
配置された全反射ミラーとを含み、前記マスクで反射さ
れた前記第一次入射光の反射レーザ光を前記（λ／４）
波長板を通して位相差を与えることによりＳ偏光に変換
して前記偏光ビームスプリッタにおける前記反対側の面
に入射させると共に、該偏光ビームスプリッタで反射さ
れたＳ偏光を前記全反射ミラーで反射させて前記偏光ビ
ームスプリッタ、前記（λ／４）波長板を経由して第二
次入射光として前記マスクの通過穴に入射させるように
したことを特徴とする。
ザ発振器からのレーザ光は、Ｐ偏光成分から成る直線偏
光であり、前記光学系は、前記直線偏光を受ける位置に
配置され、Ｐ偏光成分を透過、Ｓ偏光成分を全反射する
偏光ビームスプリッタと、前記マスクと前記偏光ビーム
スプリッタとの間に配置され、前記偏光ビームスプリッ
タを透過したＰ偏光成分に位相差を与えて第一次入射光
として前記マスクの通過穴に入射させる（λ／４）波長
板（但し、λは波長）と、前記偏光ビームスプリッタに
おける前記直線偏光の入射側面とは反対側の面に向けて
配置された全反射ミラーとを含み、前記マスクで反射さ
れた前記第一次入射光の反射レーザ光を前記（λ／４）
波長板を通して位相差を与えることによりＳ偏光に変換
して前記偏光ビームスプリッタにおける前記反対側の面
に入射させると共に、該偏光ビームスプリッタで反射さ
れたＳ偏光を前記全反射ミラーで反射させて前記偏光ビ
ームスプリッタ、前記（λ／４）波長板を経由して第二
次入射光として前記マスクの通過穴に入射させるように
したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１、図２を参照して、本発明に
よる偏光マスク光学系について説明する。図示しないレ
ーザ発振器から出射されたレーザ光は、外部光学系であ
る全反射ミラー、レンズ等（いずれも図示せず）を通し
て本偏光マスク光学系に導入される。本偏光マスク光学
系は、偏光ビームスプリッタ１１、（λ／４）波長板１
２、回転マスク１３、全反射ミラー１４を含む。特に、
本形態では、直線偏光レーザを使用するようにしてお
り、例えばレーザ発振器から出射されたレーザ光から抽
出した３ωの直線偏光を使用する。
よる偏光マスク光学系について説明する。図示しないレ
ーザ発振器から出射されたレーザ光は、外部光学系であ
る全反射ミラー、レンズ等（いずれも図示せず）を通し
て本偏光マスク光学系に導入される。本偏光マスク光学
系は、偏光ビームスプリッタ１１、（λ／４）波長板１
２、回転マスク１３、全反射ミラー１４を含む。特に、
本形態では、直線偏光レーザを使用するようにしてお
り、例えばレーザ発振器から出射されたレーザ光から抽
出した３ωの直線偏光を使用する。
【００１３】直線偏光レーザ光は、レーザ光に対し４５
度入射になるように配置された偏光ビームスプリッタ１
１に入射する。偏光ビームスプリッタ１１は、直線偏光
のＰ偏光とＳ偏光を分離する機能を持ち、例えば本形態
のように４５度入射偏光ビームスプリッタである場合、
Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分を反射する。
度入射になるように配置された偏光ビームスプリッタ１
１に入射する。偏光ビームスプリッタ１１は、直線偏光
のＰ偏光とＳ偏光を分離する機能を持ち、例えば本形態
のように４５度入射偏光ビームスプリッタである場合、
Ｐ偏光成分は透過し、Ｓ偏光成分を反射する。
【００１４】これに対し、本形態に使用されるレーザ発
振器からの直線偏光レーザ光はすべてＰ偏光であるた
め、偏光ビームスプリッタ１１に４５度入射したレーザ
光はすべてそのまま通過する。
振器からの直線偏光レーザ光はすべてＰ偏光であるた
め、偏光ビームスプリッタ１１に４５度入射したレーザ
光はすべてそのまま通過する。
【００１５】偏光ビームスプリッタ１１通過後、Ｐ偏光
レーザ光は（λ／４）波長板１２に入射する。直線偏
光、すなわちＰ偏光レーザ光は（λ／４）波長板１２を
通過すると位相差（π／２）が与えられ、直線偏光は円
偏光に変換される。この円偏光レーザは回転マスク１３
に入射し、回転マスク１３の通過穴を通過するものと、
回転マスク１３の通過穴の周縁部で反射されるものとに
分かれる。
レーザ光は（λ／４）波長板１２に入射する。直線偏
光、すなわちＰ偏光レーザ光は（λ／４）波長板１２を
通過すると位相差（π／２）が与えられ、直線偏光は円
偏光に変換される。この円偏光レーザは回転マスク１３
に入射し、回転マスク１３の通過穴を通過するものと、
回転マスク１３の通過穴の周縁部で反射されるものとに
分かれる。
【００１６】回転マスク１３は、入射光に垂直な面に関
してわずかに傾けられており、本形態では例えば傾き角
θ＝０．３度としている。
してわずかに傾けられており、本形態では例えば傾き角
θ＝０．３度としている。
【００１７】円偏光レーザは回転マスク１３で反射する
と、そのまま円偏光レーザとして再度、（λ／４）波長
板１２に入射する。この時、更に位相差（π／２）が与
えられ、円偏光は再び直線偏光となる。この直線偏光レ
ーザ光は元々のＰ偏光レーザに比べて位相差（π／２＋
π／２＝π）だけ与えられたもので、このことはＰ偏光
レーザと直交する直線偏光でＳ偏光レーザとして変換さ
れる。
と、そのまま円偏光レーザとして再度、（λ／４）波長
板１２に入射する。この時、更に位相差（π／２）が与
えられ、円偏光は再び直線偏光となる。この直線偏光レ
ーザ光は元々のＰ偏光レーザに比べて位相差（π／２＋
π／２＝π）だけ与えられたもので、このことはＰ偏光
レーザと直交する直線偏光でＳ偏光レーザとして変換さ
れる。
【００１８】このＳ偏光レーザは偏光ビームスプリッタ
１１に対し、ほぼ４５度の角度で入射する。この時、偏
光ビームスプリッタ１１はＳ偏光レーザに対しては全反
射させる。ここで、全反射ミラー１４は、偏光ビームス
プリッタ１１における直線偏光の入射側面とは反対側の
面に向けて配置されている。このため、偏光ビームスプ
リッタ１１は、入射したＳ偏光レーザを全反射ミラー１
４に向けて９０度の角度で全反射させる。全反射ミラー
１４も回転マスク１３と同様に、入射光に垂直な面に関
して傾き角０．３度をもって配置されている。
１１に対し、ほぼ４５度の角度で入射する。この時、偏
光ビームスプリッタ１１はＳ偏光レーザに対しては全反
射させる。ここで、全反射ミラー１４は、偏光ビームス
プリッタ１１における直線偏光の入射側面とは反対側の
面に向けて配置されている。このため、偏光ビームスプ
リッタ１１は、入射したＳ偏光レーザを全反射ミラー１
４に向けて９０度の角度で全反射させる。全反射ミラー
１４も回転マスク１３と同様に、入射光に垂直な面に関
して傾き角０．３度をもって配置されている。
【００１９】このため、全反射ミラー１４に入射したＳ
偏光レーザは、更に偏光ビームスプリッタ１１に戻るよ
うに全反射される。このＳ偏光レーザは偏光ビームスプ
リッタ１１で９０度全反射され、再度（λ／４）波長板
１２を通過することにより円偏光レーザに変換され、回
転マスク１３に再び入射する。
偏光レーザは、更に偏光ビームスプリッタ１１に戻るよ
うに全反射される。このＳ偏光レーザは偏光ビームスプ
リッタ１１で９０度全反射され、再度（λ／４）波長板
１２を通過することにより円偏光レーザに変換され、回
転マスク１３に再び入射する。
【００２０】この時、最初に回転マスク１３に入射した
円偏光レーザ（これを第一次入射光と呼ぶ）と２回目に
入射した円偏光レーザ（すなわち、全反射ミラー１４を
経由した円偏光レーザ）（これを第二次入射光と呼ぶ）
は互いに平行であるが、１軸方向にオフセット量をもっ
た関係になる。本形態では、回転マスク１３及び全反射
ミラー１４の傾き角、すなわちθ＝０．３度と両者の距
離から、このオフセット量は０．６１ｍｍという値にな
っている。
円偏光レーザ（これを第一次入射光と呼ぶ）と２回目に
入射した円偏光レーザ（すなわち、全反射ミラー１４を
経由した円偏光レーザ）（これを第二次入射光と呼ぶ）
は互いに平行であるが、１軸方向にオフセット量をもっ
た関係になる。本形態では、回転マスク１３及び全反射
ミラー１４の傾き角、すなわちθ＝０．３度と両者の距
離から、このオフセット量は０．６１ｍｍという値にな
っている。
【００２１】次に、図３、図４をも参照して、レーザビ
ームの断面形状と本偏光マスク光学系との関係について
説明する。
ームの断面形状と本偏光マスク光学系との関係について
説明する。
【００２２】今回使用したレーザ発振器のレーザビーム
は、その断面形状が真円ではなく、長短辺比が１．３：
１．０の略長方形ビームとしている。一方、実際に偏光
マスク光学系で使用する回転マスク１３の通過穴の形状
は、主に真円としている。
は、その断面形状が真円ではなく、長短辺比が１．３：
１．０の略長方形ビームとしている。一方、実際に偏光
マスク光学系で使用する回転マスク１３の通過穴の形状
は、主に真円としている。
【００２３】具体的数値で示すと、回転マスク１３上に
集光されるレーザビームのスポット径面積は１．３ｍｍ
×１．０ｍｍ＝１．３ｍｍ2 となっている。実際に使用
する回転マスク１３の通過穴の最大口径は、φ０．８ｍ
ｍ、また使用頻度の高い通過穴の口径はφ０．５ｍｍと
なっている。そして、回転マスク１３面上に集光するレ
ーザビームは、最大の通過穴の口径φ０．８ｍｍを十分
カバーする必要があるため、短辺１．０ｍｍとしてい
る。
集光されるレーザビームのスポット径面積は１．３ｍｍ
×１．０ｍｍ＝１．３ｍｍ2 となっている。実際に使用
する回転マスク１３の通過穴の最大口径は、φ０．８ｍ
ｍ、また使用頻度の高い通過穴の口径はφ０．５ｍｍと
なっている。そして、回転マスク１３面上に集光するレ
ーザビームは、最大の通過穴の口径φ０．８ｍｍを十分
カバーする必要があるため、短辺１．０ｍｍとしてい
る。
【００２４】図３に示すように、使用頻度の高い口径φ
０．５ｍｍの通過穴を選択した場合、回転マスク１３前
後のレーザエネルギー透過率は、 （０．２５×０．２５×３．１４）／（１．３×１．
０）＝０．１５０ で約１５％となり、残りの約８５％は回転マスク１３で
反射され、この反射光は乱反射されたり、冷却手段を持
つバッファに導入されて何ら活用されることなく熱処理
されている。
０．５ｍｍの通過穴を選択した場合、回転マスク１３前
後のレーザエネルギー透過率は、 （０．２５×０．２５×３．１４）／（１．３×１．
０）＝０．１５０ で約１５％となり、残りの約８５％は回転マスク１３で
反射され、この反射光は乱反射されたり、冷却手段を持
つバッファに導入されて何ら活用されることなく熱処理
されている。
【００２５】これに対して、本形態による偏光マスク光
学系では、第一次入射光と第二次入射光とのオフセット
量が０．６１ｍｍであっても、長軸方向の寸法がオフセ
ット量より大きく、しかもこれらの一部が図４に示すよ
うに重なっており、この重なりの部分が回転マスク１３
の通過穴に入射するように設定することにより、 φ０．５ｍｍ＋０．６１ｍｍ＝１．１１ｍｍ＜１．３ｍ
ｍ となることから、第一次入射光の一部と第二次入射光の
一部とが通過穴を通過することによるレーザエネルギー
透過率は約３０％となり、従来の約２倍のエネルギー利
用効率アップが実現できる。
学系では、第一次入射光と第二次入射光とのオフセット
量が０．６１ｍｍであっても、長軸方向の寸法がオフセ
ット量より大きく、しかもこれらの一部が図４に示すよ
うに重なっており、この重なりの部分が回転マスク１３
の通過穴に入射するように設定することにより、 φ０．５ｍｍ＋０．６１ｍｍ＝１．１１ｍｍ＜１．３ｍ
ｍ となることから、第一次入射光の一部と第二次入射光の
一部とが通過穴を通過することによるレーザエネルギー
透過率は約３０％となり、従来の約２倍のエネルギー利
用効率アップが実現できる。
【００２６】次に、図５〜図８を参照して、回転マスク
１３の一例について説明する。回転マスク１３は、周方
向に等角度間隔をおいて異なる口径の通過穴（ここでは
２０個）Ｈ１〜Ｈ２０を有する円板状のマスク板１３−
１（図６）と、このマスク板１３−１よりやや大きく、
マスク板１３−１の各通過穴Ｈ１〜Ｈ２０に対応する領
域に窓Ｗ１〜Ｗ７を有してマスク板１３−１を保持する
マスクホルダ１３−２（図７）と、マスク板１３−１の
各通過穴Ｈ１〜Ｈ２０に対応する領域に窓Ｗ´１〜Ｗ´
２０を有してマスクホルダ１３−２との間でマスク板１
３−１を挟持するマスクホルダ１３−３（図８）と、図
５に示すように一体に組み合わされたマスク板１３−１
とマスクホルダ１３−２、１３−３とを回転駆動するモ
ータを含む駆動部１３−４とを含む。
１３の一例について説明する。回転マスク１３は、周方
向に等角度間隔をおいて異なる口径の通過穴（ここでは
２０個）Ｈ１〜Ｈ２０を有する円板状のマスク板１３−
１（図６）と、このマスク板１３−１よりやや大きく、
マスク板１３−１の各通過穴Ｈ１〜Ｈ２０に対応する領
域に窓Ｗ１〜Ｗ７を有してマスク板１３−１を保持する
マスクホルダ１３−２（図７）と、マスク板１３−１の
各通過穴Ｈ１〜Ｈ２０に対応する領域に窓Ｗ´１〜Ｗ´
２０を有してマスクホルダ１３−２との間でマスク板１
３−１を挟持するマスクホルダ１３−３（図８）と、図
５に示すように一体に組み合わされたマスク板１３−１
とマスクホルダ１３−２、１３−３とを回転駆動するモ
ータを含む駆動部１３−４とを含む。
【００２７】この回転マスク１３は、マスク板１３−１
が回転した時通過穴Ｈ１〜Ｈ２０がレーザ光の光路を通
過するように配置される。
が回転した時通過穴Ｈ１〜Ｈ２０がレーザ光の光路を通
過するように配置される。
【００２８】マスク板１３−１の材料としては、ＳＵＳ
等の金属材が使用される。
等の金属材が使用される。
【００２９】マスク板１３−１に設けられる通過穴Ｈ１
〜Ｈ２０の径は１〜２（ｍｍ）を主としてそれらの前後
の値としている。
〜Ｈ２０の径は１〜２（ｍｍ）を主としてそれらの前後
の値としている。
【００３０】駆動部１３−４は、図示しない主制御部の
制御下でマスク板１３−１の回転駆動を行う。すなわ
ち、主制御部ではオペレータにより設定されるデータに
もとづいて指定された通過穴を選択し、この通過穴がレ
ーザ光の光路に位置するようにマスク板１３−１を回転
させる。
制御下でマスク板１３−１の回転駆動を行う。すなわ
ち、主制御部ではオペレータにより設定されるデータに
もとづいて指定された通過穴を選択し、この通過穴がレ
ーザ光の光路に位置するようにマスク板１３−１を回転
させる。
【００３１】図９、図１０は、本偏光マスク光学系の実
装形態を示した図である。フレーム２０に、図２に示す
位置関係で偏光ビームスプリッタ１１、（λ／４）波長
板１２、回転マスク１３、全反射ミラー１４が装着され
ている。特に、回転マスク１３は、マスク部分の傾き角
が変位可能なように、全体が傾斜角調整機構により傾斜
角度を調整自在に設置されている。また、全反射ミラー
１４も、傾き角度調整機構によりその傾き角が変位可能
に装着されている。このような傾斜角調整機構、傾き角
度調整機構は周知技術を利用して実現できるので、図
示、説明は省略する。
装形態を示した図である。フレーム２０に、図２に示す
位置関係で偏光ビームスプリッタ１１、（λ／４）波長
板１２、回転マスク１３、全反射ミラー１４が装着され
ている。特に、回転マスク１３は、マスク部分の傾き角
が変位可能なように、全体が傾斜角調整機構により傾斜
角度を調整自在に設置されている。また、全反射ミラー
１４も、傾き角度調整機構によりその傾き角が変位可能
に装着されている。このような傾斜角調整機構、傾き角
度調整機構は周知技術を利用して実現できるので、図
示、説明は省略する。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、マスク面からの反射光
を実加工に再利用できるようにしたことにより、レーザ
光エネルギーの利用効率アップを実現できることができ
る。
を実加工に再利用できるようにしたことにより、レーザ
光エネルギーの利用効率アップを実現できることができ
る。
【図１】本発明による偏光マスク光学系の基本構成を示
した図である。
した図である。
【図２】本発明による偏光マスク光学系の構成を各部の
姿勢、位置関係が明確になるようにして示した図であ
る。
姿勢、位置関係が明確になるようにして示した図であ
る。
【図３】本発明で使用される回転マスクの１つの通過穴
とレーザビームの関係を説明するための図である。
とレーザビームの関係を説明するための図である。
【図４】本発明において得られる２種類のレーザビーム
とマスクの通過穴との関係を説明するための図である。
とマスクの通過穴との関係を説明するための図である。
【図５】本発明で使用される回転マスクを説明するため
の図である。
の図である。
【図６】図５に示された回転マスクの一部であるマスク
板の正面図である。
板の正面図である。
【図７】図５に示された回転マスクの一部である２枚の
マスクホルダのうちの一方の正面図である。
マスクホルダのうちの一方の正面図である。
【図８】図５に示された回転マスクの一部である２枚の
マスクホルダのうちの他方の正面図である。
マスクホルダのうちの他方の正面図である。
【図９】本発明による偏光マスク光学系の実装形態を示
した正面図である。
した正面図である。
【図１０】本発明による偏光マスク光学系の実装形態を
示した側面図である。
示した側面図である。
１１ 偏光ビームスプリッタ １２ （λ／４）波長板 １３ 回転マスク １４ 全反射ミラー ２０ フレーム
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザ発振器からのレーザ光を、その断
面形状を規定するための通過穴を持つマスクを通して被
加工部材に照射して加工するレーザ加工方法において、
前記レーザ光が前記マスクに第一次入射光として入射し
た際に、前記通過穴の周縁部で反射される反射レーザ光
を受けて、この反射レーザ光を再度、前記マスクに第二
次入射光として入射させるようにしたことを特徴とする
レーザ加工方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ加工方法におい
て、前記第一次入射光と前記第二次入射光は、前記マス
クの通過穴部分における入射位置に関して一軸方向にオ
フセット量を有し、前記第一次入射光の一部と前記第二
次入射光の一部とが前記マスクの通過穴部分で重なるよ
うにしたことを特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のレーザ加工方法におい
て、 前記レーザ発振器からのレーザ光は、Ｐ偏光成分から成
る直線偏光であり、 この直線偏光を、Ｐ偏光成分を透過、Ｓ偏光成分を全反
射する偏光ビームスプリッタに入射させ、 透過したＰ偏光成分を（λ／４）波長板（但し、λは波
長）を通して第一次入射光として前記マスクの通過穴に
入射させ、 該マスクで反射された反射レーザ光を前記（λ／４）波
長板を通すことによりＳ偏光に変換して前記偏光ビーム
スプリッタにおける前記直線偏光の入射側面とは反対側
の面に入射させ、 該偏光ビームスプリッタで反射されたＳ偏光を全反射ミ
ラーで反射させて前記偏光ビームスプリッタ、前記（λ
／４）波長板を経由して第二次入射光として前記マスク
の通過穴に入射させるようにしたことを特徴とするレー
ザ加工方法。 - 【請求項４】 レーザ発振器からのレーザ光を、その断
面形状を規定するための少なくとも１つの通過穴を持つ
マスクを通して被加工部材に照射して加工するレーザ加
工装置において、 前記マスクの入射側に、前記レーザ光が前記マスクに第
一次入射光として入射した際に、前記通過穴の周縁部で
反射される反射レーザ光を受けて、この反射レーザ光を
再度、前記マスクに第二次入射光として入射させる光学
系を備えたことを特徴とするマスク光学系。 - 【請求項５】 請求項４記載のマスク光学系において、
前記第一次入射光と前記第二次入射光は、前記マスクの
通過穴部分における入射位置に関して一軸方向にオフセ
ット量を有し、前記第一次入射光の一部と前記第二次入
射光の一部とが前記マスクの通過穴部分で重なるように
したことを特徴とするマスク光学系。 - 【請求項６】 請求項５記載のマスク光学系において、 前記レーザ発振器からのレーザ光は、Ｐ偏光成分から成
る直線偏光であり、 前記光学系は、 前記直線偏光を受ける位置に配置され、Ｐ偏光成分を透
過、Ｓ偏光成分を全反射する偏光ビームスプリッタと、 前記マスクと前記偏光ビームスプリッタとの間に配置さ
れ、前記偏光ビームスプリッタを透過したＰ偏光成分に
位相差を与えて第一次入射光として前記マスクの通過穴
に入射させる（λ／４）波長板（但し、λは波長）と、 前記偏光ビームスプリッタにおける前記直線偏光の入射
側面とは反対側の面に向けて配置された全反射ミラーと
を含み、 前記マスクで反射された前記第一次入射光の反射レーザ
光を前記（λ／４）波長板を通して位相差を与えること
によりＳ偏光に変換して前記偏光ビームスプリッタにお
ける前記反対側の面に入射させると共に、該偏光ビーム
スプリッタで反射されたＳ偏光を前記全反射ミラーで反
射させて前記偏光ビームスプリッタ、前記（λ／４）波
長板を経由して第二次入射光として前記マスクの通過穴
に入射させるようにしたことを特徴とするマスク光学
系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135471A JP2001314991A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | レーザ加工方法及びそれに用いられるマスク光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000135471A JP2001314991A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | レーザ加工方法及びそれに用いられるマスク光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001314991A true JP2001314991A (ja) | 2001-11-13 |
Family
ID=18643542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000135471A Withdrawn JP2001314991A (ja) | 2000-05-09 | 2000-05-09 | レーザ加工方法及びそれに用いられるマスク光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001314991A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102626830A (zh) * | 2011-02-07 | 2012-08-08 | 株式会社迪思科 | 激光光线照射机构及激光加工装置 |
| CN105182674A (zh) * | 2015-10-28 | 2015-12-23 | 中视迪威激光显示技术有限公司 | 激光投影机专用激光光源 |
| WO2019124004A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | ソニー株式会社 | レーザ装置およびレーザ加工方法 |
| CN109991754A (zh) * | 2018-01-02 | 2019-07-09 | 财团法人工业技术研究院 | 出光方法及出光装置 |
-
2000
- 2000-05-09 JP JP2000135471A patent/JP2001314991A/ja not_active Withdrawn
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