JP2011096808A - レーザ加工装置、及びレーザ加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 レーザビームを出射するビーム出射装置と、加工対象物を保持するステージと、ビーム出射装置を出射したレーザビームをステージに伝搬する光学系と、ビーム出射装置からレーザビームが出射する状態と出射しない状態とを切り替える制御装置とを有し、ビーム出射装置は、レーザ光の波長を変換する波長変換素子を含み、レーザ媒質の励起波長の高調波を出射するレーザ光源と、外部から与えられる信号により、レーザ光源を出射したレーザビームの一部をレーザビームの経路を逆向きに伝搬するように反射するとともに、残余のレーザビームをビーム出射装置の外部に出射させない戻り光発生装置とを備え、制御装置は、戻り光発生装置への信号で、ビーム出射装置からレーザビームが出射する状態と出射しない状態とを切り替えるレーザ加工装置を提供する。
【選択図】 図1
Description
10A、11A、12A レーザビーム
10a、11a、12a 戻り光
10w、11w、12w レーザ発振器
10x、11x、12x 波長変換素子
10y、11y、12y 温度計
10z、11z、12z ヒータ
13、15 反射ミラー
14 集光光学系
16 PBS
17 λ/4板
20 加工対象物
30 ステージ
40、41、42 レーザ光源
40A、41A、42A レーザビーム
40a、40b、41a、42a、41b、42b 戻り光
40w、41w、42w レーザ発振器
40x、41x、42x 波長変換素子
40y、41y、42y 温度計
40z、41z、42z ヒータ
43、45 反射ミラー
44 集光光学系
46 PBS
47 λ/4板
48 戻り光発生器
48a 反射ミラー
48b 反射フィルタ
49 ビームダンパ
50 制御装置
Claims (8)
- レーザビームを出射するビーム出射装置と、
加工対象物を保持するステージと、
前記ビーム出射装置を出射したレーザビームを、前記ステージに伝搬する光学系と、
前記ビーム出射装置からレーザビームが出射する状態と出射しない状態とを切り替える制御装置と
を有し、
前記ビーム出射装置は、
レーザ光の波長を変換する波長変換素子を含み、レーザ媒質の励起波長の高調波を出射するレーザ光源と、
外部から与えられる信号により、前記レーザ光源を出射したレーザビームの一部を前記レーザビームの経路を逆向きに伝搬するように反射するとともに、残余のレーザビームを前記ビーム出射装置の外部に出射させない戻り光発生装置と
を備え、
前記制御装置は、前記戻り光発生装置への信号で、前記ビーム出射装置からレーザビームが出射する状態と出射しない状態とを切り替えるレーザ加工装置。 - 前記戻り光発生装置は、
入射するレーザビームの一部を透過させ、一部を反射させる部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーを透過するレーザビームの光路上に配置され、入射するレーザビームを偏向させるビーム偏向器と、
前記ビーム偏向器で偏向されるレーザビームの光路上に配置され、入射するレーザビームを吸収するビームダンパと
を含み、
前記制御装置は、前記戻り光発生装置への信号で、前記レーザ光源を出射したレーザビームが前記部分反射ミラーに入射し、前記部分反射ミラーで反射されたレーザビームが前記レーザビームの経路を逆向きに伝搬し、前記波長変換素子に入射するように、前記戻り光発生器を制御する請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記戻り光発生装置は、
入射するレーザビームを偏向させるビーム偏向器と、
前記ビーム偏向器で偏向されるレーザビームの光路上に配置され、入射するレーザビームの一部を透過させ、一部を反射させる部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーを透過するレーザビームの光路上に配置され、入射するレーザビームを吸収するビームダンパと
を含み、
前記制御装置は、前記戻り光発生装置への信号で、前記レーザ光源を出射したレーザビームが前記ビーム偏向器に入射し、前記部分反射ミラーで反射されたレーザビームが前記レーザビームの経路を逆向きに伝搬し、前記波長変換素子に入射するように、前記戻り光発生器を制御する請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記戻り光発生装置は、
入射するレーザビームを透過させる透光領域と、入射するレーザビームの一部を透過させ、一部を反射させる部分反射領域とを備える光学素子であって、前記透光領域と前記部分反射領域のいずれか一方が選択的に前記レーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、前記レーザ光源を出射したレーザビームが前記部分反射領域に入射する場合には、反射されたレーザビームを前記波長変換素子に入射させる光学素子と、
入射するレーザビームを偏向させるビーム偏向器と、
前記ビーム偏向器で偏向されるレーザビームの光路上に配置され、入射するレーザビームを吸収するビームダンパと
を含み、
前記制御装置は、前記戻り光発生装置への信号で、前記レーザ光源を出射したレーザビームが、前記光学素子の部分反射領域に入射するときに、前記ビーム偏向器が、前記光学素子を透過したレーザビームの光路上に配置され、前記光学素子の透光領域に入射するときには、前記ビーム偏向器が、前記光学素子を透過したレーザビームの光路上に配置されず、前記レーザ光源を出射したレーザビームが前記ビーム出射装置を出射するように、前記戻り光発生器を制御する請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記ビーム出射装置は、
前記レーザ光源として、レーザ光の波長を変換する第1の波長変換素子を含み、レーザ媒質の励起波長の高調波を出射する第1のレーザ光源と、レーザ光の波長を変換する第2の波長変換素子を含み、レーザ媒質の励起波長の高調波を出射する第2のレーザ光源とを備え、
更に、前記第1のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第2のレーザ光源を出射したレーザビームとを同一光軸上に重畳するビーム重畳器とを有し、
前記戻り光発生装置は、前記制御装置から与えられる信号により、前記ビーム重畳器で重畳されたレーザビームの一部を前記重畳されたレーザビームの経路を逆向きに伝搬するように反射するとともに、残余のレーザビームを吸収する請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記ビーム重畳器は偏光ビームスプリッタであり、
前記第1のレーザ光源を出射したレーザビームは、前記偏光ビームスプリッタのビーム入射面に対するP波としてこれに入射し、
前記第2のレーザ光源を出射したレーザビームは、前記偏光ビームスプリッタのビーム入射面に対するS波としてこれに入射し、
前記戻り光発生装置は、前記偏光ビームスプリッタで重畳されたレーザビームのうち、前記第1のレーザ光源を出射したレーザビームの一部を前記第1の波長変換素子に入射させ、前記第2のレーザ光源を出射したレーザビームの一部を前記第2の波長変換素子に入射させる請求項5に記載のレーザ加工装置。 - 前記ビーム重畳器は偏光ビームスプリッタであり、
前記第1のレーザ光源を出射したレーザビームは、前記偏光ビームスプリッタのビーム入射面に対するP波としてこれに入射し、
前記第2のレーザ光源を出射したレーザビームは、前記偏光ビームスプリッタのビーム入射面に対するS波としてこれに入射し、
前記ビーム出射装置は、更に、前記偏光ビームスプリッタで重畳されたレーザビームの光路上に配置され、透過するレーザビームの直交する偏光成分の間に90°の位相差を生じさせることが可能な位相差発生器を含み、
前記戻り光発生装置は、前記偏光ビームスプリッタで重畳されたレーザビームのうち、前記第1のレーザ光源を出射したレーザビームの一部を前記第2の波長変換素子に入射させ、前記第2のレーザ光源を出射したレーザビームの一部を前記第1の波長変換素子に入射させる請求項5に記載のレーザ加工装置。 - (a)レーザ光の波長を変換する波長変換素子を含み、レーザ媒質の励起波長の高調波を出射するレーザ光源から出射したレーザビームを加工対象物に照射する場合に、前記レーザ光源の波長変換素子に入射する戻り光のパワーを測定する工程と、
(b)レーザ光の波長を変換する波長変換素子を含み、レーザ媒質の励起波長の高調波を出射するレーザ光源からレーザビームを継続的に出射しながら、加工対象物にレーザビームを入射させない期間には、前記工程(a)で測定された戻り光のパワーに基づくパワーのレーザビームを、前記継続的に出射されるレーザビームから分岐して前記レーザ光源の波長変換素子に与えるという条件で、残余の期間に加工対象物にレーザビームを照射する工程と
を有するレーザ加工方法。
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