JP2003285187A - 光伝送方法，レーザ加工装置 - Google Patents
光伝送方法，レーザ加工装置Info
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- JP2003285187A JP2003285187A JP2002085310A JP2002085310A JP2003285187A JP 2003285187 A JP2003285187 A JP 2003285187A JP 2002085310 A JP2002085310 A JP 2002085310A JP 2002085310 A JP2002085310 A JP 2002085310A JP 2003285187 A JP2003285187 A JP 2003285187A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバでの光損失や損傷を低く抑えつつ
加工に必要な光を伝送可能な光伝送方法，およびメンテ
ナンス性に優れ，良好な加工が可能なレーザ加工装置を
提供すること。 【解決手段】 レーザ発振器１から出射した赤外レーザ
光は入射レンズユニット２で集光されて，光ファイバ３
に入射し，導光された後，コリメートレンズユニット４
により平行光になる。その後，波長変換ユニット５に入
射したレーザ光は，波長変換ユニット５により波長変換
され，可視光あるいは紫外光となる。その後，レーザ光
は波長分離ユニット６に入射し，所定の波長を有する光
のみが出射され，加工用光学系である顕微鏡９に導かれ
る。顕微鏡９は，２次元的に移動可能なステージに連結
されており，これにより顕微鏡９は２次元的に移動し，
加工対象ワーク１２上の所望の位置の加工が可能であ
る。
加工に必要な光を伝送可能な光伝送方法，およびメンテ
ナンス性に優れ，良好な加工が可能なレーザ加工装置を
提供すること。 【解決手段】 レーザ発振器１から出射した赤外レーザ
光は入射レンズユニット２で集光されて，光ファイバ３
に入射し，導光された後，コリメートレンズユニット４
により平行光になる。その後，波長変換ユニット５に入
射したレーザ光は，波長変換ユニット５により波長変換
され，可視光あるいは紫外光となる。その後，レーザ光
は波長分離ユニット６に入射し，所定の波長を有する光
のみが出射され，加工用光学系である顕微鏡９に導かれ
る。顕微鏡９は，２次元的に移動可能なステージに連結
されており，これにより顕微鏡９は２次元的に移動し，
加工対象ワーク１２上の所望の位置の加工が可能であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，レーザ加工装置お
よび該装置で用いられる光伝送方法に関するものであ
る。
よび該装置で用いられる光伝送方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来，液晶や半導体基板で生じる短絡欠
陥はレーザ加工装置により修正されている。この装置で
は，パルス幅５〜７ｎｓ（ナノ秒），パルスエネルギー
数ｍＪのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を集光して欠陥箇所に照
射し，不要部分の金属薄膜等を蒸発させる方法が用いら
れている。この装置では，光源にレーザ発振器を用い，
加工光学系には顕微鏡を用いることが多い。通常はレー
ザ発振器が顕微鏡に直接搭載されている。また，加工対
象物が金属膜から誘電体膜，透明導電膜，ガラスフィル
タと多枝に及んできており，加工用のレーザも材質によ
りＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）の
他に，第２高調波（波長５３２ｎｍ），第３高調波（波
長３５５ｎｍ），第４高調波（波長２６６ｎｍ）の短波
長レーザが使われている。
陥はレーザ加工装置により修正されている。この装置で
は，パルス幅５〜７ｎｓ（ナノ秒），パルスエネルギー
数ｍＪのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を集光して欠陥箇所に照
射し，不要部分の金属薄膜等を蒸発させる方法が用いら
れている。この装置では，光源にレーザ発振器を用い，
加工光学系には顕微鏡を用いることが多い。通常はレー
ザ発振器が顕微鏡に直接搭載されている。また，加工対
象物が金属膜から誘電体膜，透明導電膜，ガラスフィル
タと多枝に及んできており，加工用のレーザも材質によ
りＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）の
他に，第２高調波（波長５３２ｎｍ），第３高調波（波
長３５５ｎｍ），第４高調波（波長２６６ｎｍ）の短波
長レーザが使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年，修正対象となる
基板の大型化が進んでいる。この基板を載置したテーブ
ルを移動させる装置構成にすると，装置が巨大になって
しまう。そこで装置のコンパクト化のために，基板を固
定して，顕微鏡とレーザ発振器からなるレーザ加工部を
移動させる構成をとる。
基板の大型化が進んでいる。この基板を載置したテーブ
ルを移動させる装置構成にすると，装置が巨大になって
しまう。そこで装置のコンパクト化のために，基板を固
定して，顕微鏡とレーザ発振器からなるレーザ加工部を
移動させる構成をとる。
【０００４】ところが，レーザ加工部を移動させると以
下のような多数の不具合が生じる。レーザ発振器は精巧
な機械部品から構成されているため，移動中の振動や，
移動開始時や移動停止時の加速や減速により，調整がず
れる等の問題を起こしやすい。繰り返し周波数が数Ｈｚ
以上のレーザでは水冷方式になるので，冷却水を含んだ
タンクが基板上を移動することになる。水漏れの危険が
あるだけでなく，メンテナンス上も制約を受ける。ま
た，レーザ発振器に接続された配線等の処理の問題もあ
る。
下のような多数の不具合が生じる。レーザ発振器は精巧
な機械部品から構成されているため，移動中の振動や，
移動開始時や移動停止時の加速や減速により，調整がず
れる等の問題を起こしやすい。繰り返し周波数が数Ｈｚ
以上のレーザでは水冷方式になるので，冷却水を含んだ
タンクが基板上を移動することになる。水漏れの危険が
あるだけでなく，メンテナンス上も制約を受ける。ま
た，レーザ発振器に接続された配線等の処理の問題もあ
る。
【０００５】以上のことから，レーザ発振器から顕微鏡
までの光伝送手段として光ファイバを用いることが有効
である。図３に光ファイバを用いて伝送する場合の構成
例を示す。レーザ発振器７は可視光あるいは紫外光を出
射するレーザ光源である。レーザ発振器７から出射した
レーザ光は入射レンズユニット２により集光されて，光
ファイバ３に入射する。光ファイバ３は，レーザ発振器
７から顕微鏡（不図示）までの光路の一部を構成してい
る。光ファイバ３を出射したレーザ光はコリメートレン
ズユニット４に入射する。コリメートレンズユニット４
はコリメート光学系を構成しており，光ファイバ３から
出射した光を平行光にする。コリメートレンズユニット
４を出射したレーザ光は顕微鏡への光路に導かれる。
までの光伝送手段として光ファイバを用いることが有効
である。図３に光ファイバを用いて伝送する場合の構成
例を示す。レーザ発振器７は可視光あるいは紫外光を出
射するレーザ光源である。レーザ発振器７から出射した
レーザ光は入射レンズユニット２により集光されて，光
ファイバ３に入射する。光ファイバ３は，レーザ発振器
７から顕微鏡（不図示）までの光路の一部を構成してい
る。光ファイバ３を出射したレーザ光はコリメートレン
ズユニット４に入射する。コリメートレンズユニット４
はコリメート光学系を構成しており，光ファイバ３から
出射した光を平行光にする。コリメートレンズユニット
４を出射したレーザ光は顕微鏡への光路に導かれる。
【０００６】しかしながら，光ファイバは，その材質や
入射する光の種類によっては，損傷や吸収による光損失
が発生するという性質を有する。特に薄膜の除去加工で
使われるナノ秒のパルス幅のレーザでは顕著である。光
ファイバの代表的な材質の１つである石英ガラスの透過
率は顕著な波長依存性を有する。石英ガラスは，前述の
Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ：赤外
光）に対してはほぼ１００％の透過率を有するが，同レ
ーザの第３高調波（波長３５５ｎｍ：紫外光），第４高
調波（波長２６６ｎｍ：紫外光）に対しては低い透過率
を有する。以上より，石英を材質とする光ファイバで
は，紫外光の伝送に対して，光損失が著しく，低い伝送
効率となる。
入射する光の種類によっては，損傷や吸収による光損失
が発生するという性質を有する。特に薄膜の除去加工で
使われるナノ秒のパルス幅のレーザでは顕著である。光
ファイバの代表的な材質の１つである石英ガラスの透過
率は顕著な波長依存性を有する。石英ガラスは，前述の
Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ：赤外
光）に対してはほぼ１００％の透過率を有するが，同レ
ーザの第３高調波（波長３５５ｎｍ：紫外光），第４高
調波（波長２６６ｎｍ：紫外光）に対しては低い透過率
を有する。以上より，石英を材質とする光ファイバで
は，紫外光の伝送に対して，光損失が著しく，低い伝送
効率となる。
【０００７】また，可視光や紫外光の伝送に対して，石
英を材質とする光ファイバは損傷を受けやすいことが知
られている。可視光や紫外光の伝送時に損傷を軽減する
には，光ファイバに入射させる光のエネルギーを損傷を
与えない程度に低く抑える必要があるが，この程度のエ
ネルギーの光では欠陥を修正することが難しくなる。実
際には，欠陥修正できないレベルの低エネルギーの光を
光ファイバに入射させても，それが可視光や紫外光であ
れば，光ファイバに損傷を与える可能性が高い。以上述
べたように，光ファイバは光伝送手段として有効である
が，可視光や紫外光の伝送については，光損失や損傷が
課題となっていた。
英を材質とする光ファイバは損傷を受けやすいことが知
られている。可視光や紫外光の伝送時に損傷を軽減する
には，光ファイバに入射させる光のエネルギーを損傷を
与えない程度に低く抑える必要があるが，この程度のエ
ネルギーの光では欠陥を修正することが難しくなる。実
際には，欠陥修正できないレベルの低エネルギーの光を
光ファイバに入射させても，それが可視光や紫外光であ
れば，光ファイバに損傷を与える可能性が高い。以上述
べたように，光ファイバは光伝送手段として有効である
が，可視光や紫外光の伝送については，光損失や損傷が
課題となっていた。
【０００８】本発明は，このような問題に鑑みてなされ
たものであり，その目的とするところは，光ファイバで
の光損失や損傷を低く抑えつつ加工に必要な光を伝送可
能な光伝送方法，およびメンテナンス性に優れ，良好な
加工が可能なレーザ加工装置を提供することにある。
たものであり，その目的とするところは，光ファイバで
の光損失や損傷を低く抑えつつ加工に必要な光を伝送可
能な光伝送方法，およびメンテナンス性に優れ，良好な
加工が可能なレーザ加工装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明の第１発明は，レーザ発振器と顕微鏡とを有
するレーザ加工装置で用いられる光伝送方法であって，
前記レーザ発振器から出射される赤外域の波長を有する
レーザ光を光ファイバに入射させ，前記光ファイバから
出射した前記レーザ光を短波長化した後，前記顕微鏡へ
の光路に導くことを特徴とする光伝送方法を提供する。
に，本発明の第１発明は，レーザ発振器と顕微鏡とを有
するレーザ加工装置で用いられる光伝送方法であって，
前記レーザ発振器から出射される赤外域の波長を有する
レーザ光を光ファイバに入射させ，前記光ファイバから
出射した前記レーザ光を短波長化した後，前記顕微鏡へ
の光路に導くことを特徴とする光伝送方法を提供する。
【００１０】かかる構成によれば，光ファイバで赤外光
を伝送し，その後，加工用の光として短波長化された光
を顕微鏡へ入射させることができる。これより，伝送時
に光ファイバで発生する光損失や損傷を低く抑えた上
で，加工に適した光を顕微鏡へ供給することができる。
なお，短波長化された光は可視光，あるいは紫外光であ
ってもよい。
を伝送し，その後，加工用の光として短波長化された光
を顕微鏡へ入射させることができる。これより，伝送時
に光ファイバで発生する光損失や損傷を低く抑えた上
で，加工に適した光を顕微鏡へ供給することができる。
なお，短波長化された光は可視光，あるいは紫外光であ
ってもよい。
【００１１】また，本発明の第２の発明は，レーザ加工
装置で用いられる光伝送方法であって，レーザ光の基本
波および第２高調波を光ファイバに入射させ，前記光フ
ァイバより出射した光から第３高調波を発生させた後，
前記第３高調波を顕微鏡への光路に導くことを特徴とす
る光伝送方法を提供する。
装置で用いられる光伝送方法であって，レーザ光の基本
波および第２高調波を光ファイバに入射させ，前記光フ
ァイバより出射した光から第３高調波を発生させた後，
前記第３高調波を顕微鏡への光路に導くことを特徴とす
る光伝送方法を提供する。
【００１２】また，本発明の第３の発明は，レーザ加工
装置で用いられる光伝送方法であって，レーザ光の第２
高調波を光ファイバに入射させ，前記光ファイバから出
射した光を第４高調波に変換した後，前記第４高調波を
顕微鏡への光路に導くことを特徴とする光伝送方法を提
供する。
装置で用いられる光伝送方法であって，レーザ光の第２
高調波を光ファイバに入射させ，前記光ファイバから出
射した光を第４高調波に変換した後，前記第４高調波を
顕微鏡への光路に導くことを特徴とする光伝送方法を提
供する。
【００１３】また，本発明の第４の発明は，赤外域の波
長を有するレーザ光を出射するレーザ発振器と，前記レ
ーザ光が入射する光ファイバと，前記光ファイバから出
射する前記レーザ光の波長を変換する波長変換手段と，
を備えることを特徴とするレーザ加工装置を提供する。
長を有するレーザ光を出射するレーザ発振器と，前記レ
ーザ光が入射する光ファイバと，前記光ファイバから出
射する前記レーザ光の波長を変換する波長変換手段と，
を備えることを特徴とするレーザ加工装置を提供する。
【００１４】かかる構成によれば，伝送特性の良い赤外
光を光ファイバで伝送し，伝送後に加工に必要な所望の
波長を有する光に変換する。これより，伝送による光損
失や損傷を低く抑えた上で，加工に必要な光を得ること
ができる。波長変換手段としては例えば非線形光学素子
を用いることができ，具体的にはＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ
４結晶），ＢＢＯ（β−ＢａＢ２Ｏ４結晶）等が考えら
れる。
光を光ファイバで伝送し，伝送後に加工に必要な所望の
波長を有する光に変換する。これより，伝送による光損
失や損傷を低く抑えた上で，加工に必要な光を得ること
ができる。波長変換手段としては例えば非線形光学素子
を用いることができ，具体的にはＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ
４結晶），ＢＢＯ（β−ＢａＢ２Ｏ４結晶）等が考えら
れる。
【００１５】その際に，波長変換手段はレーザ光を可視
光，あるいは紫外光に変換するようにしてもよい。赤外
光より波長が短い可視光，あるいは紫外光を加工に用い
ることで，より精密な加工が可能となる。
光，あるいは紫外光に変換するようにしてもよい。赤外
光より波長が短い可視光，あるいは紫外光を加工に用い
ることで，より精密な加工が可能となる。
【００１６】また，本発明の第５の発明は，レーザ光の
基本波を出射するレーザ発振器と，前記レーザ光の第２
高調波を発生させる手段と，前記基本波および第２高調
波が入射する光ファイバと，前記光ファイバより出射し
た光から第３高調波を発生させる手段と，を備えること
を特徴とするレーザ加工装置を提供する。
基本波を出射するレーザ発振器と，前記レーザ光の第２
高調波を発生させる手段と，前記基本波および第２高調
波が入射する光ファイバと，前記光ファイバより出射し
た光から第３高調波を発生させる手段と，を備えること
を特徴とするレーザ加工装置を提供する。
【００１７】また，本発明の第６の発明は，レーザ光の
基本波を出射するレーザ発振器と，前記レーザ光の第２
高調波を発生させる手段と，前記第２高調波が入射する
光ファイバと，前記光ファイバより出射した光を第４高
調波に変換する波長変換手段と，を備えることを特徴と
するレーザ加工装置を提供する。
基本波を出射するレーザ発振器と，前記レーザ光の第２
高調波を発生させる手段と，前記第２高調波が入射する
光ファイバと，前記光ファイバより出射した光を第４高
調波に変換する波長変換手段と，を備えることを特徴と
するレーザ加工装置を提供する。
【００１８】上記レーザ加工装置において，前記レーザ
光はパルス光であり，そのパルス幅は１０ｎｓ以下であ
ることが好ましい。このような光を用いることにより，
良好に薄膜を除去できる。
光はパルス光であり，そのパルス幅は１０ｎｓ以下であ
ることが好ましい。このような光を用いることにより，
良好に薄膜を除去できる。
【００１９】また上記レーザ加工装置において，レーザ
光を前記光ファイバに導光する入射光学系と，前記光フ
ァイバから出射した光をコリメートするコリメート光学
系と，所定の波長を有する光を分離する波長選択手段
と，レーザ光のビーム径および断面形状を所望のものに
整形するためのビーム整形手段と，顕微鏡と，を備える
ことが好ましい。
光を前記光ファイバに導光する入射光学系と，前記光フ
ァイバから出射した光をコリメートするコリメート光学
系と，所定の波長を有する光を分離する波長選択手段
と，レーザ光のビーム径および断面形状を所望のものに
整形するためのビーム整形手段と，顕微鏡と，を備える
ことが好ましい。
【００２０】入射光学系により，光源からの光を効率よ
く光ファイバに導くことができる。コリメート光学系に
より，前記光ファイバ出射される発散光を平行光に変換
することができる。波長選択手段は例えば，所定の波長
を持つ光のみ透過させるバンドパスフィルター等を用い
ることができる。波長選択手段により，波長の異なる光
が混合している場合でも，所定の波長を有する光の分離
を行い，加工用レーザ光の単一性を向上することができ
る。ビーム整形手段により，加工部の大きさや形状に応
じてレーザ光のビーム径や断面形状を整形することがで
きる。顕微鏡は加工用の光学系として機能する。
く光ファイバに導くことができる。コリメート光学系に
より，前記光ファイバ出射される発散光を平行光に変換
することができる。波長選択手段は例えば，所定の波長
を持つ光のみ透過させるバンドパスフィルター等を用い
ることができる。波長選択手段により，波長の異なる光
が混合している場合でも，所定の波長を有する光の分離
を行い，加工用レーザ光の単一性を向上することができ
る。ビーム整形手段により，加工部の大きさや形状に応
じてレーザ光のビーム径や断面形状を整形することがで
きる。顕微鏡は加工用の光学系として機能する。
【００２１】なお，前記レーザ発振器は固定されてお
り，前記光ファイバは前記レーザ発振器から顕微鏡まで
の光路の一部を成し，前記顕微鏡は加工対象に対し可動
であるよう構成してもよい。
り，前記光ファイバは前記レーザ発振器から顕微鏡まで
の光路の一部を成し，前記顕微鏡は加工対象に対し可動
であるよう構成してもよい。
【００２２】かかる構成によれば，光ファイバをレーザ
発振器から顕微鏡までの導光に用い，レーザ発振器と顕
微鏡を別々に配置できる。精密機器であるレーザ発振器
を固定することにより，従来では移動時に生じていた振
動等の悪影響を回避できる。顕微鏡を可動にすることに
より，加工対象を移動させる必要がなくなり，特に大型
基板の加工時に有効である。
発振器から顕微鏡までの導光に用い，レーザ発振器と顕
微鏡を別々に配置できる。精密機器であるレーザ発振器
を固定することにより，従来では移動時に生じていた振
動等の悪影響を回避できる。顕微鏡を可動にすることに
より，加工対象を移動させる必要がなくなり，特に大型
基板の加工時に有効である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下，図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は，本発明の実施の形
態にかかるレーザ加工装置の要部構成図である。レーザ
発振器１は赤外光を出射するレーザ光源である。レーザ
発振器１としては例えば，Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用い，
その波長は１０６４ｎｍ，パルス幅は約５〜７ｎｓであ
る。以下において，レーザ発振器１から出射する波長１
０６４ｎｍのレーザ光を基本波とよぶ。
施の形態を詳細に説明する。図１は，本発明の実施の形
態にかかるレーザ加工装置の要部構成図である。レーザ
発振器１は赤外光を出射するレーザ光源である。レーザ
発振器１としては例えば，Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用い，
その波長は１０６４ｎｍ，パルス幅は約５〜７ｎｓであ
る。以下において，レーザ発振器１から出射する波長１
０６４ｎｍのレーザ光を基本波とよぶ。
【００２４】レーザ発振器１から出射したレーザ光は入
射レンズユニット２により集光されて，光ファイバ３に
入射する。光ファイバ３は，石英を材質とし，レーザ発
振器１から顕微鏡９（図１では不図示）までの光路の一
部を構成している。光ファイバ３を出射したレーザ光は
コリメートレンズユニット４に入射する。コリメートレ
ンズユニット４はコリメート光学系を構成しており，光
ファイバ３から出射した光を平行光にする。コリメート
レンズユニット４を出射したレーザ光は波長変換ユニッ
ト５に入射する。
射レンズユニット２により集光されて，光ファイバ３に
入射する。光ファイバ３は，石英を材質とし，レーザ発
振器１から顕微鏡９（図１では不図示）までの光路の一
部を構成している。光ファイバ３を出射したレーザ光は
コリメートレンズユニット４に入射する。コリメートレ
ンズユニット４はコリメート光学系を構成しており，光
ファイバ３から出射した光を平行光にする。コリメート
レンズユニット４を出射したレーザ光は波長変換ユニッ
ト５に入射する。
【００２５】波長変換ユニット５は，波長変換素子を有
し，波長を変換する機能を有する。波長変換素子として
は例えば，ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４結晶），ＢＢＯ（β
−ＢａＢ２Ｏ４結晶）等を単独で，あるいは複数組み合
わせて用いることができる。ＫＴＰを単独で用いた場合
には，入射する基本波から第２高調波を発生させること
ができる。ＫＴＰとＢＢＯを組み合わせた場合には，第
３高調波あるいは第４高調波を発生させることができ
る。波長変換素子を適宜選択することにより，レーザ発
振器１から出射した基本波（波長１０６４ｎｍ：赤外
光）は，波長変換ユニット５によって同レーザの第２高
調波（波長５３２ｎｍ：可視光）や，あるいは第３高調
波（波長３５５ｎｍ：紫外光），第４高調波（波長２６
６ｎｍ：紫外光）等に変換される。
し，波長を変換する機能を有する。波長変換素子として
は例えば，ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４結晶），ＢＢＯ（β
−ＢａＢ２Ｏ４結晶）等を単独で，あるいは複数組み合
わせて用いることができる。ＫＴＰを単独で用いた場合
には，入射する基本波から第２高調波を発生させること
ができる。ＫＴＰとＢＢＯを組み合わせた場合には，第
３高調波あるいは第４高調波を発生させることができ
る。波長変換素子を適宜選択することにより，レーザ発
振器１から出射した基本波（波長１０６４ｎｍ：赤外
光）は，波長変換ユニット５によって同レーザの第２高
調波（波長５３２ｎｍ：可視光）や，あるいは第３高調
波（波長３５５ｎｍ：紫外光），第４高調波（波長２６
６ｎｍ：紫外光）等に変換される。
【００２６】波長変換ユニット５を出射したレーザ光は
波長分離ユニット６に入射する。波長分離ユニット６
は，例えば所定の波長を有する光のみを透過させるフィ
ルターを有し，波長選択手段として機能する。波長分離
ユニット６は，複数種類のフィルターを有するフィルタ
ーユニットからなるよう構成してもよい。
波長分離ユニット６に入射する。波長分離ユニット６
は，例えば所定の波長を有する光のみを透過させるフィ
ルターを有し，波長選択手段として機能する。波長分離
ユニット６は，複数種類のフィルターを有するフィルタ
ーユニットからなるよう構成してもよい。
【００２７】波長変換ユニット５でＫＴＰが単独で用い
られている場合，ＫＴＰは基本波から第２高調波を発生
させるが，同時に基本波の一部も透過させるため，波長
分離ユニット６に入射する光は基本波と第２高調波が混
合した光となる。そこで，波長分離ユニット６に第２高
調波である波長５３２ｎｍの光のみを透過させるフィル
ターを用いれば，波長分離ユニット６から出射される光
は波長５３２ｎｍの光のみとなり，基本波と第２高調波
を分離できる。ここでは，コリメートレンズユニット
４，波長変換ユニット５，波長分離ユニット６の３つの
ユニットから光学ユニット１０を構成している。
られている場合，ＫＴＰは基本波から第２高調波を発生
させるが，同時に基本波の一部も透過させるため，波長
分離ユニット６に入射する光は基本波と第２高調波が混
合した光となる。そこで，波長分離ユニット６に第２高
調波である波長５３２ｎｍの光のみを透過させるフィル
ターを用いれば，波長分離ユニット６から出射される光
は波長５３２ｎｍの光のみとなり，基本波と第２高調波
を分離できる。ここでは，コリメートレンズユニット
４，波長変換ユニット５，波長分離ユニット６の３つの
ユニットから光学ユニット１０を構成している。
【００２８】図２は本発明の実施の形態にかかるレーザ
加工装置の概略構成図である。レーザ加工装置は，レー
ザ発振器１，入射レンズユニット２，光ファイバ３，光
学ユニット１０，電動スリットユニット８，顕微鏡９，
ステージ１１を有する。光学ユニット１０は電動スリッ
トユニット８を介して顕微鏡９の頂部先端に装着されて
いる。
加工装置の概略構成図である。レーザ加工装置は，レー
ザ発振器１，入射レンズユニット２，光ファイバ３，光
学ユニット１０，電動スリットユニット８，顕微鏡９，
ステージ１１を有する。光学ユニット１０は電動スリッ
トユニット８を介して顕微鏡９の頂部先端に装着されて
いる。
【００２９】電動スリットユニット８はビーム整形用ス
リットを有し，これによりレーザ光を所望の断面形状お
よび所望の大きさを有するように整形する。このビーム
整形用スリットは電動であり，スリットサイズを任意に
設定できる。
リットを有し，これによりレーザ光を所望の断面形状お
よび所望の大きさを有するように整形する。このビーム
整形用スリットは電動であり，スリットサイズを任意に
設定できる。
【００３０】顕微鏡９は可動性のステージ１１に連結さ
れている。ステージ１１と加工対象ワーク１２は不図示
のテーブルに配置されている。ステージ１１は門柱部１
１ａ，可動部１１ｂ，可動部１１ｃを有する。門柱部１
１ａは加工対象ワーク１２の両側に配置された２本の柱
状部材からなる。ここでは，便宜上のため，図２に示す
ように，加工対象ワーク１２の表面に平行な平面内にお
いて，門柱部１１ａの長軸方向をＸ方向，Ｘ方向に垂直
な方向をＹ方向とする。可動部１１ｂは，この２本の門
柱部１１ａ上にＹ方向に橋渡しされた板状部材からな
り，門柱部１１ａ上をＸ方向に移動可能なよう構成され
ている。可動部１１ｃは可動部１１ｂ上に配置され，可
動部１１ｂ上をＹ方向に移動可能なよう構成されてい
る。また，可動部１１ｃは顕微鏡９と連結されており，
可動部１１ｃと顕微鏡９は一体的に移動する。
れている。ステージ１１と加工対象ワーク１２は不図示
のテーブルに配置されている。ステージ１１は門柱部１
１ａ，可動部１１ｂ，可動部１１ｃを有する。門柱部１
１ａは加工対象ワーク１２の両側に配置された２本の柱
状部材からなる。ここでは，便宜上のため，図２に示す
ように，加工対象ワーク１２の表面に平行な平面内にお
いて，門柱部１１ａの長軸方向をＸ方向，Ｘ方向に垂直
な方向をＹ方向とする。可動部１１ｂは，この２本の門
柱部１１ａ上にＹ方向に橋渡しされた板状部材からな
り，門柱部１１ａ上をＸ方向に移動可能なよう構成され
ている。可動部１１ｃは可動部１１ｂ上に配置され，可
動部１１ｂ上をＹ方向に移動可能なよう構成されてい
る。また，可動部１１ｃは顕微鏡９と連結されており，
可動部１１ｃと顕微鏡９は一体的に移動する。
【００３１】前述の構成により，顕微鏡９からは所定の
ビーム断面形状および大きさを有する可視光あるいは紫
外光が出射され，加工対象ワーク１２上に照射される。
可動部１１ｂがＸ方向に移動し，可動部１１ｃがＹ方向
に移動することにより，顕微鏡９は加工対象ワーク１２
上の加工対象ワーク１２表面に平行な面内を２次元的に
自由に移動可能である。これより，加工対象ワーク１２
上の任意の位置の加工が可能である。
ビーム断面形状および大きさを有する可視光あるいは紫
外光が出射され，加工対象ワーク１２上に照射される。
可動部１１ｂがＸ方向に移動し，可動部１１ｃがＹ方向
に移動することにより，顕微鏡９は加工対象ワーク１２
上の加工対象ワーク１２表面に平行な面内を２次元的に
自由に移動可能である。これより，加工対象ワーク１２
上の任意の位置の加工が可能である。
【００３２】以上より，本実施の形態によれば，光ファ
イバには赤外光のみを透過させている。赤外光は石英に
対して，高い透過率を有し，損傷を起こす可能性も低い
ので，高効率の光伝送を実現でき，かつ光ファイバへの
損傷を考慮する必要がない。また，光ファイバを出射し
た光を波長変換し，分離することで，加工には可視光あ
るいは紫外光を使用することができる。赤外光より短波
長の光を用いることで，より精密な加工が可能となる。
さらにまた，光ファイバを用いて光伝送を行うことによ
り，レーザ発振器と顕微鏡を別々に設置でき，装置構成
の自由度が向上する。特に，レーザ発振器を固定したま
まで，加工部である顕微鏡を移動させる構成を採用する
ことができる。この構成では，精密機器であるレーザ発
振器を移動させる必要がないので，従来では移動時に生
じていた振動等の悪影響を回避できる。顕微鏡が移動す
る構成は，加工対象を移動させる必要がないため，大型
基板を加工する場合に非常に有効である。
イバには赤外光のみを透過させている。赤外光は石英に
対して，高い透過率を有し，損傷を起こす可能性も低い
ので，高効率の光伝送を実現でき，かつ光ファイバへの
損傷を考慮する必要がない。また，光ファイバを出射し
た光を波長変換し，分離することで，加工には可視光あ
るいは紫外光を使用することができる。赤外光より短波
長の光を用いることで，より精密な加工が可能となる。
さらにまた，光ファイバを用いて光伝送を行うことによ
り，レーザ発振器と顕微鏡を別々に設置でき，装置構成
の自由度が向上する。特に，レーザ発振器を固定したま
まで，加工部である顕微鏡を移動させる構成を採用する
ことができる。この構成では，精密機器であるレーザ発
振器を移動させる必要がないので，従来では移動時に生
じていた振動等の悪影響を回避できる。顕微鏡が移動す
る構成は，加工対象を移動させる必要がないため，大型
基板を加工する場合に非常に有効である。
【００３３】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる好適な実施形態について説明したが，本発明はかか
る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であ
れば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内
において，各種の変更例または修正例に想到し得ること
は明らかであり，それらについても当然に本発明の技術
的範囲に属するものと了解される。
かる好適な実施形態について説明したが，本発明はかか
る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であ
れば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内
において，各種の変更例または修正例に想到し得ること
は明らかであり，それらについても当然に本発明の技術
的範囲に属するものと了解される。
【００３４】上記例では，レーザ発振器として，Ｎｄ：
ＹＡＧレーザ発振器を用い，基本波長を１０６４ｎｍと
したが，他の波長のレーザ光を出射するレーザ発振器を
用いてもよい。また，波長変換ユニットで変換された後
出射されるレーザ光を第２高調波，第３高調波とした
が，さらに高次の高調波であってもよい。
ＹＡＧレーザ発振器を用い，基本波長を１０６４ｎｍと
したが，他の波長のレーザ光を出射するレーザ発振器を
用いてもよい。また，波長変換ユニットで変換された後
出射されるレーザ光を第２高調波，第３高調波とした
が，さらに高次の高調波であってもよい。
【００３５】なお，可視光は光ファイバにおける高い伝
送効率を維持しているため，第２高調波単独，あるいは
基本波と第２高調波の混合波を光ファイバで伝送した
後，波長変換ユニットにより第４高調波，第３高調波等
を発生させてこれらを加工に用いるようにしてもよい。
この場合は，レーザ発振器と光ファイバの光路の間にさ
らに波長変換ユニットを設けて，第２高調波を発生させ
る。
送効率を維持しているため，第２高調波単独，あるいは
基本波と第２高調波の混合波を光ファイバで伝送した
後，波長変換ユニットにより第４高調波，第３高調波等
を発生させてこれらを加工に用いるようにしてもよい。
この場合は，レーザ発振器と光ファイバの光路の間にさ
らに波長変換ユニットを設けて，第２高調波を発生させ
る。
【００３６】
【発明の効果】以上，詳細に説明したように本発明によ
れば，光ファイバでの伝送時に発生する光損失や損傷を
低く抑え，かつ加工に必要な光を供給可能な光伝送方法
を提供できる。また，本発明の別の観点によれば，光源
から離れた加工光学系に高効率に加工に必要な光を供給
し，良好な加工を行うと共に，メンテナンス性に優れた
レーザ加工装置を提供できる。
れば，光ファイバでの伝送時に発生する光損失や損傷を
低く抑え，かつ加工に必要な光を供給可能な光伝送方法
を提供できる。また，本発明の別の観点によれば，光源
から離れた加工光学系に高効率に加工に必要な光を供給
し，良好な加工を行うと共に，メンテナンス性に優れた
レーザ加工装置を提供できる。
【図１】 本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の
要部構成図である。
要部構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図３】 従来のレーザ加工装置の要部構成図である。
１ 赤外光を出射するレーザ発振器
２ 入射レンズユニット
３ 光ファイバ
４ コリメートレンズユニット
５ 波長変換ユニット
６ 波長分離ユニット
７ 可視光あるいは紫外光を出射するレーザ発振
器 ８ 電動スリットユニット ９ 顕微鏡 １０ 光学ユニット １１ ステージ １１ａ 門柱部 １１ｂ，１１ｃ 可動部 １２ 加工対象ワーク
器 ８ 電動スリットユニット ９ 顕微鏡 １０ 光学ユニット １１ ステージ １１ａ 門柱部 １１ｂ，１１ｃ 可動部 １２ 加工対象ワーク
Claims (13)
- 【請求項１】 レーザ発振器と顕微鏡とを有するレーザ
加工装置で用いられる光伝送方法であって，前記レーザ
発振器から出射される赤外域の波長を有するレーザ光を
光ファイバに入射させ，前記光ファイバから出射した前
記レーザ光を短波長化した後，前記顕微鏡への光路に導
くことを特徴とする光伝送方法。 - 【請求項２】 前記短波長化された光は可視光であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光伝送方法。 - 【請求項３】 前記短波長化された光は紫外光であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光伝送方法。 - 【請求項４】 レーザ加工装置で用いられる光伝送方法
であって，レーザ光の基本波および第２高調波を光ファ
イバに入射させ，前記光ファイバより出射した光から第
３高調波を発生させた後，前記第３高調波を顕微鏡への
光路に導くことを特徴とする光伝送方法。 - 【請求項５】 レーザ加工装置で用いられる光伝送方法
であって，レーザ光の第２高調波を光ファイバに入射さ
せ，前記光ファイバから出射した光を第４高調波に変換
した後，前記第４高調波を顕微鏡への光路に導くことを
特徴とする光伝送方法。 - 【請求項６】 赤外域の波長を有するレーザ光を出射す
るレーザ発振器と，前記レーザ光が入射する光ファイバ
と，前記光ファイバから出射する前記レーザ光の波長を
変換する波長変換手段と，を備えることを特徴とするレ
ーザ加工装置。 - 【請求項７】 前記波長変換手段は前記レーザ光を可視
光に変換することを特徴とする請求項６に記載のレーザ
加工装置。 - 【請求項８】 前記波長変換手段は前記レーザ光を紫外
光に変換することを特徴とする請求項６に記載のレーザ
加工装置。 - 【請求項９】 レーザ光の基本波を出射するレーザ発振
器と，前記レーザ光の第２高調波を発生させる手段と，
前記基本波および第２高調波が入射する光ファイバと，
前記光ファイバより出射した光から第３高調波を発生さ
せる手段と，を備えることを特徴とするレーザ加工装
置。 - 【請求項１０】 レーザ光の基本波を出射するレーザ発
振器と，前記レーザ光の第２高調波を発生させる手段
と，前記第２高調波が入射する光ファイバと，前記光フ
ァイバより出射した光を第４高調波に変換する波長変換
手段と，を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項１１】 前記レーザ光はパルス光であり，その
パルス幅は１０ｎｓ以下であることを特徴とする請求項
６から１０のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。 - 【請求項１２】 レーザ光を前記光ファイバに導光する
入射光学系と，前記光ファイバから出射した光をコリメ
ートするコリメート光学系と，所定の波長を有する光を
分離する波長選択手段と，レーザ光のビーム径および断
面形状を所望のものに整形するためのビーム整形手段
と，顕微鏡と，を備えることを特徴とする請求項６から
１１のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。 - 【請求項１３】 前記レーザ発振器は固定されており，
前記光ファイバは前記レーザ発振器から顕微鏡までの光
路の一部を成し，前記顕微鏡は加工対象に対し可動であ
るよう構成されていることを特徴とする請求項１２に記
載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002085310A JP2003285187A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 光伝送方法，レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002085310A JP2003285187A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 光伝送方法，レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003285187A true JP2003285187A (ja) | 2003-10-07 |
Family
ID=29232320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002085310A Withdrawn JP2003285187A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 光伝送方法，レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003285187A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009291805A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Olympus Corp | レーザ加工装置 |
| JP2010214421A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| WO2013111211A1 (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | レーザ装置 |
| KR20130105351A (ko) * | 2012-03-16 | 2013-09-25 | 가부시기가이샤 디스코 | 레이저 가공 장치 |
| WO2022085122A1 (ja) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | 日本電信電話株式会社 | 紫外光照射システム及び紫外光照射方法 |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002085310A patent/JP2003285187A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009291805A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Olympus Corp | レーザ加工装置 |
| JP2010214421A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| WO2013111211A1 (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | レーザ装置 |
| JP2013156329A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | National Institutes Of Natural Sciences | レーザ装置 |
| KR20130105351A (ko) * | 2012-03-16 | 2013-09-25 | 가부시기가이샤 디스코 | 레이저 가공 장치 |
| KR102028205B1 (ko) * | 2012-03-16 | 2019-10-02 | 가부시기가이샤 디스코 | 레이저 가공 장치 |
| WO2022085122A1 (ja) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | 日本電信電話株式会社 | 紫外光照射システム及び紫外光照射方法 |
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|---|---|---|---|
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