JP2023027451A - Optical device, processing method and article manufacturing method - Google Patents

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晋宏 井上
Akihiro Inoue
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Abstract

To improve accuracy in laser processing.SOLUTION: An optical device processes an object by irradiating the object with a laser beam. The optical device comprises: a focus position adjustment mechanism that adjusts a focus position of a laser beam; and a converging-angle changing mechanism that changes a converging angle of a laser beam made which is made incident to the object, by varying a beam diameter of a laser beam that is made incident to the focus position adjustment mechanism so that the diameter becomes smaller, as the focus position moves in an advancing direction of the laser beam from a laser incident surface side of the object.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、光学装置、加工方法、および、物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical device, a processing method, and an article manufacturing method.

レーザ加工装置等における光走査装置は、対象物上の位置(x、y、z)に方位(θx、θy)から光を集光して照射するように、並進光学系と集光光学系、および偏向光学系とを含みうる。並進光学系は、当該方位を変更するため、後述の集光光学系に入射する光を並進(平行シフト)させる光学系である(特許文献1)。集光光学系は、対象物上に集光するため、光の焦点位置(z)を変更する光学系である。偏向光学系(走査光学系ともいう)は、例えばミラー等の偏向光学素子を含み、光の照射位置(x、y)を変更する光学系である。これらの光学系のうち特許文献1の並進光学系は、第1反射面と第2反射面とを有する回転可能な反射部材を含む。また、第1反射面で反射された光を複数の反射面で順次反射して第2反射面に入射させる光学系を含む。さらに、反射部材の回転角度を変更することにより、第2反射面で反射されて反射部材を射出する光の光路を調整する調整部を含む。このような構成により、反射部材を射出する光の並進(平行シフト)を実現している。また、当該並進光学系を2組配置することにより、2軸方向において光を並進させることができる。反射部材を射出する光は、集光光学系(集光レンズ)に平行偏心して入射すると、当該偏心量と集光光学系の焦点距離とによって決まる傾斜角で傾斜した集束光が集光光学系を射出する。当該集光光は、例えば、光加工装置において、物体に照射され、熱的または波動的な効果によって穴開け等の物体の加工に利用されうる。 An optical scanning device in a laser processing device or the like includes a translational optical system, a condensing optical system, and a condensing optical system so as to irradiate a position (x, y, z) on an object with condensed light from an orientation (θx, θy). and deflection optics. A translational optical system is an optical system that translates (parallel shifts) light incident on a condensing optical system described later in order to change the orientation (Patent Document 1). A focusing optic is an optical system that changes the focal position (z) of light in order to focus it on an object. A deflection optical system (also referred to as a scanning optical system) is an optical system that includes a deflection optical element such as a mirror and changes the irradiation position (x, y) of light. Among these optical systems, the translational optical system of Patent Document 1 includes a rotatable reflecting member having a first reflecting surface and a second reflecting surface. It also includes an optical system that sequentially reflects the light reflected by the first reflecting surface by the plurality of reflecting surfaces and makes the light incident on the second reflecting surface. Further, it includes an adjustment unit that adjusts the optical path of the light that is reflected by the second reflecting surface and exits the reflecting member by changing the rotation angle of the reflecting member. Such a configuration realizes translational movement (parallel shift) of light emitted from the reflecting member. Also, by arranging two sets of the translational optical system, light can be translated in two axial directions. When the light emitted from the reflecting member enters the condensing optical system (condensing lens) with parallel eccentricity, the converging light inclined at an angle determined by the amount of eccentricity and the focal length of the condensing optical system enters the condensing optical system. to inject. The condensed light is applied to an object, for example, in an optical processing device, and can be used for processing the object, such as drilling holes, by thermal or wave effects.

特開平4-253584号公報JP-A-4-253584

上述のような光走査装置を用いた光加工装置において穴開け加工を行う際には、レーザビームを対象物の面内方向(xy方向)に走査しながら、焦点位置を対象物の表面(レーザ入射面側)から裏面(レーザ射出面側)まで下げて加工を行っている。 When drilling a hole in an optical processing apparatus using an optical scanning device as described above, a laser beam is scanned in the in-plane direction (xy direction) of the object while the focal position is set on the surface of the object (laser The processing is performed from the incident surface side) to the back surface (laser emission surface side).

しかしながら、焦点位置を対象物の裏面まで下げた時、対象物の表面高さでのビームは径が大きいため、表面のエッジ部分にビームがかかってしまい、ビームが奥まで届かず深い穴が掘れないという課題がある。 However, when the focal position is lowered to the back of the object, the beam diameter at the height of the surface of the object is large, so the beam hits the edge of the surface, and the beam does not reach to the back, creating a deep hole. There is a problem that there is no

本発明は、上述した課題を解決し、レーザ加工の精度を向上させることを例示的目的とする。 An exemplary object of the present invention is to solve the above-described problems and improve the accuracy of laser processing.

上記課題を解決するために、本発明は、対象物にレーザ光を照射して前記対象物を加工する光学装置であって、前記レーザ光の焦点位置を調整する焦点位置調整機構と、前記焦点位置が前記対象物のレーザ入射面側から前記レーザ光の進行方向へ移動するに従い、前記焦点位置調整機構に入射する前記レーザ光のビーム径を小さくするように変化させることによって、前記対象物に入射する前記レーザ光の集光角を変化させる集光角変更機構と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an optical apparatus for processing an object by irradiating it with a laser beam, comprising: a focal position adjusting mechanism for adjusting the focal position of the laser beam; By changing the beam diameter of the laser beam incident on the focal position adjustment mechanism so as to decrease as the position moves from the laser incident surface side of the object in the traveling direction of the laser beam, and a condensing angle changing mechanism for changing the condensing angle of the incident laser light.

本発明によれば、上述した課題を解決し、レーザ加工の精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to solve the above-described problems and improve the accuracy of laser processing.

本実施形態に係る光学装置の一部の構成例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of some optical devices concerning this embodiment. 反射部材の角度を変更する駆動部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the drive part which changes the angle of a reflecting member. 光学装置の一部の他の構成例を示す図である。It is a figure showing other examples of composition of some optical devices. 並進光学系を含むレーザ加工装置の構成例を示す図であるIt is a figure which shows the structural example of the laser processing apparatus containing a translational optical system. 本実施形態に係るレーザ加工装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the laser processing apparatus which concerns on this embodiment. レーザ加工装置の穴開け加工工程の一例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining an example of the drilling process of a laser processing apparatus. 穴開け加工時の、加工穴形状とビームの集光の様子を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the shape of a hole to be machined and how beams are condensed when the hole is drilled; ビーム集光角を変化させて加工する時の数値例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing numerical examples when processing is performed by changing the beam condensing angle;

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態を説明するための全図を通して、原則として(断りのない限り)、同一の部材等には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In principle (unless otherwise noted), the same members and the like are given the same reference numerals throughout the drawings for describing the embodiments, and repeated description thereof will be omitted.

〔加工装置の実施形態〕
図1は、本実施形態に係る光学装置の一部の構成例を示す図である。本実施形態における光学装置は、出射する光の経路(光路)を制御可能であり、例えば、光線の並進(平行シフト)が可能である。本実施形態の光線平行シフト機構(並進光学系)は、レーザ光源50からの光線51を反射するミラー部材2(反射部材ともいう)を含む。なお、以下の説明では、各反射面が平面とみなせ、光路の並進を行う場合について例示する。ミラー部材2は、例えば、ガラスで構成され、レーザ光源50からの光線51を受ける第1反射面2aと、その反対側の第2反射面2bとを有する。第1反射面2a及び第2反射面2bには、それぞれ高反射率を有するコーティングがされている。なお、ミラー部材2は、プリズム状に構成されていてもよいし、第1反射面2aと第2反射面2bとがそれぞれ独立した構成であってもよい。
[Embodiment of Processing Apparatus]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of part of an optical device according to this embodiment. The optical device according to the present embodiment can control the path of emitted light (optical path), and can, for example, translate (parallel shift) light rays. The light beam parallel shift mechanism (translational optical system) of this embodiment includes a mirror member 2 (also referred to as a reflecting member) that reflects the light beam 51 from the laser light source 50 . In the following description, each reflecting surface can be regarded as a plane, and a case in which the optical path is translated will be exemplified. The mirror member 2 is made of glass, for example, and has a first reflecting surface 2a that receives the light beam 51 from the laser light source 50 and a second reflecting surface 2b on the opposite side. The first reflecting surface 2a and the second reflecting surface 2b are each coated with a high reflectance coating. The mirror member 2 may be configured in a prism shape, or may be configured such that the first reflecting surface 2a and the second reflecting surface 2b are independent of each other.

また、ミラー部材2は、光学装置を出射する光の光路を制御(変更)できるように角度可変に構成されている。ここで、図2は、反射部材(2)の角度を変更する駆動部(1)の構成例を示す図である。図示の如く、ミラー部材2は、(ガルバノ)モータ1(駆動部)の出力軸1aに軸支されている。制御部60は、モータ1に対して駆動信号を出力し、モータ1は、駆動信号に応じた駆動量だけ出力軸1aを介してミラー部材2を回転させる。このように、ミラー部材2は回転可能(角度可変)に構成されている。ここでは、ミラー部材2は、レーザ光源50からの光線51に対して略45度に傾斜している。本明細書では、このようなミラー部材をガルバノミラー光学系という。なお、ミラー部材2が、光学装置を出射する光の光路を制御できるように構成されていればよく、この構成に限られるものではない。 Also, the mirror member 2 is configured to be angle-variable so that the optical path of the light emitted from the optical device can be controlled (changed). Here, FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the driving section (1) that changes the angle of the reflecting member (2). As shown, the mirror member 2 is supported by an output shaft 1a of a (galvano) motor 1 (drive unit). The control unit 60 outputs a drive signal to the motor 1, and the motor 1 rotates the mirror member 2 via the output shaft 1a by a drive amount corresponding to the drive signal. Thus, the mirror member 2 is configured to be rotatable (variable in angle). Here, the mirror member 2 is inclined at approximately 45 degrees with respect to the light beam 51 from the laser light source 50 . In this specification, such a mirror member is called a galvanomirror optical system. Note that the mirror member 2 is not limited to this configuration as long as it is configured to be able to control the optical path of the light emitted from the optical device.

図1にもどり、並進光学系は、ミラー部材2によって反射された光を複数の反射面で順次反射してミラー部材2に入射させる光学系80を有する。光学系80は、例えば、光線51に関して線対称になるように固定配置された4個のミラー3,4,5,6(反射面)を含む。ミラー部材2の第1反射面2aにより反射された光は、これらのミラー3,4,5,6により順次反射されて、ミラー部材2の第2反射面2bへと導かれる。最終的に第2反射面2bにより反射されてミラー部材2を射出する光は、光線51の進行方向とは略同一の(略平行な)進行方向を有する。 Returning to FIG. 1 , the translational optical system has an optical system 80 that sequentially reflects the light reflected by the mirror member 2 on a plurality of reflecting surfaces and causes the light to enter the mirror member 2 . The optical system 80 includes, for example, four mirrors 3 , 4 , 5 and 6 (reflecting surfaces) fixedly arranged so as to be symmetrical with respect to the light ray 51 . The light reflected by the first reflecting surface 2a of the mirror member 2 is sequentially reflected by these mirrors 3, 4, 5 and 6 and guided to the second reflecting surface 2b of the mirror member 2. As shown in FIG. The light that is finally reflected by the second reflecting surface 2 b and exits the mirror member 2 has a traveling direction that is substantially the same as (substantially parallel to) the traveling direction of the light ray 51 .

この射出光の角度(進行方向)は、ミラー部材2の回転角度を変更しても変化しない。そのため、制御部60によりミラー部材2の回転角度を制御することにより、第2反射面2bで反射されてミラー部材2を射出する光の経路を調整(並進または平行シフト)させることができる。 The angle (advancing direction) of this emitted light does not change even if the rotation angle of the mirror member 2 is changed. Therefore, by controlling the rotation angle of the mirror member 2 by the control unit 60, the path of the light reflected by the second reflecting surface 2b and exiting the mirror member 2 can be adjusted (translationally or parallelly shifted).

図3は、光学装置の一部の他の構成例を示す図である。本構成は、図1で示した構成を組み合わせたものであり、レーザ光源50からの光線51を受ける第1並進光学系61と、第1並進光学系61からの射出光を受ける第2並進光学系62とを含む。第1並進光学系61は、レーザ光源50からの光線51を反射する角度可変のミラー部材13を有する。また、第1並進光学系61は、ミラー14-1,14-2,14-3,14-4を有する。第2並進光学系62は、第1並進光学系を射出した光線を反射する角度可変のミラー部材15を有する。また、第2並進光学系62は、ミラー16-1,16-2,16-3,16-4を有する。そして、第1並進光学系61のミラー部材13の回転軸63と第2並進光学系62のミラー部材15の回転軸64とは、非平行であるように、例えば直交するように配置されている。 FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of part of the optical device. This configuration is a combination of the configurations shown in FIG. system 62; The first translational optical system 61 has an angle-variable mirror member 13 that reflects the light beam 51 from the laser light source 50 . The first translational optical system 61 also has mirrors 14-1, 14-2, 14-3, and 14-4. The second translational optical system 62 has an angle-variable mirror member 15 that reflects the light rays emitted from the first translational optical system. The second translational optical system 62 also has mirrors 16-1, 16-2, 16-3, and 16-4. The rotation axis 63 of the mirror member 13 of the first translational optical system 61 and the rotation axis 64 of the mirror member 15 of the second translational optical system 62 are arranged so as to be non-parallel, for example, perpendicular to each other. .

第1並進光学系61において、ミラー部材13の第1反射面により反射された入射光は、ミラー14-1,14-2,14-3,14-4により順次反射されて、ミラー部材13の第1反射面とは反対側の第2反射面へと導かれる。第2反射面により反射されてミラー部材13を射出した光は、第2並進光学系62のミラー部材15に入射する。第2並進光学系62において、ミラー部材15の第1反射面により反射された入射光は、ミラー16-1,16-2,16-3,16-4により順次反射されて、ミラー部材15の第1反射面とは反対側の第2反射面へと導かれる。最終的にミラー部材15の第2反射面により反射されてミラー部材15を射出した光は、光線51の進行方向とは略同一の(略平行な)進行方向を有する。なお、図3に示すように、第1並進光学系61の各ミラーでの反射により形成される光路がなす平面と、第2並進光学系62の各ミラーでの反射により形成される光路がなす平面とが交差するような配置を採用してもよい。このように2つの並進光学系を交差するように配置することにより、光学装置の小型化を実現できる。 In the first translational optical system 61, the incident light reflected by the first reflecting surface of the mirror member 13 is sequentially reflected by the mirrors 14-1, 14-2, 14-3, and 14-4, and is reflected by the mirror member 13. It is guided to the second reflecting surface opposite to the first reflecting surface. The light reflected by the second reflecting surface and exiting the mirror member 13 enters the mirror member 15 of the second translational optical system 62 . In the second translational optical system 62, the incident light reflected by the first reflecting surface of the mirror member 15 is sequentially reflected by the mirrors 16-1, 16-2, 16-3, and 16-4, and the mirror member 15 It is guided to the second reflecting surface opposite to the first reflecting surface. The light finally reflected by the second reflecting surface of the mirror member 15 and emitted from the mirror member 15 has a traveling direction substantially identical (substantially parallel) to the traveling direction of the light ray 51 . As shown in FIG. 3, a plane formed by an optical path formed by reflection at each mirror of the first translational optical system 61 and an optical path formed by reflection at each mirror of the second translational optical system 62 are formed. You may employ|adopt arrangement|positioning which intersects a plane. By arranging the two translational optical systems so as to intersect each other in this way, it is possible to reduce the size of the optical device.

ここで、以上に説明した並進光学系と、当該並進光学系を射出した光を物体(対象物)に導く(照射する)光学系とを含む加工装置を説明する。図4は、並進光学系を含むレーザ加工装置の構成例を示す図である。図4に示すレーザ加工装置は、レーザ光源71の後側(後段)に、図3を参照して説明した並進光学系17を含む。その後側には、拡大光学系を含み、それにより光線の径を必要な量に拡大する。拡大光学系は、レンズ18と、コリメートレンズ19と、を含む。さらに、拡大光学系の後側には、集光光学系(集光レンズ22)を含み、それにより、その焦点面に配置された物体23にレーザ光を集光して照射する。また、拡大光学系と集光光学系との間に(ガルバノ)ミラー20,21(偏向光学系)を含み、その回転角度の調整により、物体23上の目標とする入射位置(x、y)に光を照射する。つまり、(ガルバノ)ミラー20,21は、光の入射位置を調整する入射位置調整機構であるといえる。(ガルバノ)ミラー20,21は、レーザ光の焦点方向に垂直な方向においてレーザ光が物体23に入射する入射位置を調整する。 Here, a processing apparatus including the translational optical system described above and an optical system that guides (irradiates) the light emitted from the translational optical system to an object (object) will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a laser processing apparatus including a translational optical system. The laser processing apparatus shown in FIG. 4 includes the translational optical system 17 described with reference to FIG. The rear side contains a magnifying optic, which magnifies the beam diameter by the required amount. A magnifying optical system includes a lens 18 and a collimating lens 19 . In addition, the magnifying optical system includes a condensing optical system (condensing lens 22) behind the magnifying optical system, thereby condensing and irradiating an object 23 placed in its focal plane with laser light. (Galvano) mirrors 20 and 21 (deflecting optical system) are included between the magnifying optical system and the condensing optical system, and the target incident position (x, y) on the object 23 can be adjusted by adjusting the rotation angle thereof. irradiate the light. In other words, the (galvano) mirrors 20 and 21 can be said to be an incident position adjusting mechanism for adjusting the incident position of light. The (galvano) mirrors 20 and 21 adjust the incident position of the laser light incident on the object 23 in the direction perpendicular to the focal direction of the laser light.

以上の構成によれば、集光光学系に入射する光線を並進光学系17により平行偏心させることができ、集光光学系を射出して物体23に入射する光線の角度(入射角度)を変更(または調整)することができる。つまり、並進光学系17は、角度調整機構であるといえる。また、拡大光学系内のレンズ18とコリメートレンズ19の相対間隔を調整することで、物体23に照射される焦点面の位置を変更することができる。その結果、テーパー状の穴の形成や斜めの断面を有する切断等を物体に行うことができる。 According to the above configuration, the light rays incident on the condensing optical system can be parallel decentered by the translational optical system 17, and the angle (incidence angle) of the light rays exiting the condensing optical system and incident on the object 23 can be changed. (or adjust). In other words, the translational optical system 17 can be said to be an angle adjustment mechanism. Further, by adjusting the relative distance between the lens 18 and the collimating lens 19 in the magnifying optical system, the position of the focal plane where the object 23 is irradiated can be changed. As a result, the object can be formed with a tapered hole, cut with an oblique cross-section, and the like.

ここで、本実施形態に係る光学装置としてのレーザ加工装置100について説明する。図5は、本実施形態に係るレーザ加工装置100の構成例を示す図である。図5に示すように、レーザ加工装置100は、レーザ光源71からの光線を、上述した並進光学系、拡大光学系、偏向光学系、集光光学系を含む光学装置を介して物体に照射することにより、レーザ加工を行う構成となっている。このレーザ光源71として、例えば発振波長が1030nm、周波数100kHz、パルス幅350fs(フェムト秒)、出力100μJ/pulseのフェムト秒固体レーザなどを使用することができる。物体23としては、例えば、ステンレス板(SUS304)などを用いることができる。 Here, the laser processing device 100 as an optical device according to this embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the laser processing apparatus 100 according to this embodiment. As shown in FIG. 5, the laser processing apparatus 100 irradiates a light beam from a laser light source 71 onto an object through an optical device including the translation optical system, the expansion optical system, the deflection optical system, and the condensing optical system. Thus, the configuration is such that laser processing is performed. As the laser light source 71, for example, a femtosecond solid-state laser having an oscillation wavelength of 1030 nm, a frequency of 100 kHz, a pulse width of 350 fs (femtoseconds), and an output of 100 μJ/pulse can be used. As the object 23, for example, a stainless steel plate (SUS304) can be used.

また、拡大光学系に含まれるレンズ18は、リニアステージ34上に固定されている。制御部60は、リニアステージ34に対して駆動信号を出力し、リニアステージ34は、駆動信号に応じた駆動量だけレンズ18を光軸方向に移動させる。これにより、物体23に照射される焦点面の位置を変更することができる。つまり、リニアステージ34は、焦点位置調整機構として機能する。また、焦点位置調整機構として、集光光学系に含まれる集光レンズ22を光軸方向に移動する機構を用いてもよい。 Also, the lens 18 included in the magnifying optical system is fixed on the linear stage 34 . The control unit 60 outputs a drive signal to the linear stage 34, and the linear stage 34 moves the lens 18 in the optical axis direction by a drive amount according to the drive signal. Thereby, the position of the focal plane with which the object 23 is irradiated can be changed. That is, the linear stage 34 functions as a focus position adjusting mechanism. Further, as the focus position adjusting mechanism, a mechanism for moving the condensing lens 22 included in the condensing optical system in the optical axis direction may be used.

さらに、このレーザ加工装置100は、レーザ光源71と並進光学系17との間に、縮小光学系を含み、それにより光線の径を必要な量に縮小する。縮小光学系は、レンズ24とコリメートレンズ25を含む。レンズ24は、リニアステージ31上に固定されている。制御部60は、リニアステージ31に対して駆動信号を出力し、リニアステージ31は、駆動信号に応じた駆動量だけレンズ24を光軸方向に移動させる。これにより、光線の径を縮小することができる。なお、縮小光学系として、光線の径を必要な量に調整できるビームエキスパンダーを用いてもよい。さらには、縮小光学系として、光線の径を必要な量に調整できる開口絞りを用いてもよい。レーザ光源71より発せられた光線は、縮小光学系、並進光学系、拡大光学系、偏向光学系、集光光学系を含む光学装置を介して物体23に照射される。 Additionally, the laser processing apparatus 100 includes a reduction optical system between the laser light source 71 and the translational optics 17 to reduce the beam diameter to the required amount. A reduction optical system includes a lens 24 and a collimating lens 25 . Lens 24 is fixed on linear stage 31 . The control unit 60 outputs a drive signal to the linear stage 31, and the linear stage 31 moves the lens 24 in the optical axis direction by a drive amount according to the drive signal. Thereby, the diameter of the light beam can be reduced. A beam expander capable of adjusting the diameter of light rays to a required amount may be used as the reduction optical system. Furthermore, an aperture stop capable of adjusting the diameter of light rays to a required amount may be used as the reduction optical system. A light beam emitted from the laser light source 71 is applied to the object 23 through an optical device including a reduction optical system, a translation optical system, an expansion optical system, a deflection optical system, and a condensing optical system.

そして、物体23は、集光光学系の光軸に対して垂直な平面内において移動可能なXYステージ32上に、吸引保持機構(バキュームチャック)33によって固定されて支持されている。XYステージ32は、X-Y平面が集光光学系の光軸に対して垂直な平面となっており、Z軸が集光光学系の光軸に平行な軸となっている。XYステージ32は、コンピュータ装置35により、ステージコントローラ36を介して制御される。 The object 23 is fixed and supported by a suction holding mechanism (vacuum chuck) 33 on an XY stage 32 movable in a plane perpendicular to the optical axis of the condensing optical system. The XY stage 32 has an XY plane perpendicular to the optical axis of the condensing optical system, and a Z axis parallel to the optical axis of the condensing optical system. The XY stage 32 is controlled by a computer device 35 via a stage controller 36 .

ここで、上述したレーザ加工装置100を用いて物体23に穴開け加工を行う手順を説明する。レーザ光源71から射出されたレーザビーム(光線)を物体23の表面の面内方向(ここではXY方向)に走査しながら、焦点位置を物体23の表面(レーザ入射面側)から裏面(レーザ射出面側)まで下げて加工を行う。物体23にレーザビームが照射されると、焦点位置近傍で物体23の一部が局所的に加熱され、除去される。このような穴あけ加工法は一般的にトレパニング加工と呼ばれる。 Here, a procedure for drilling the object 23 using the laser processing apparatus 100 described above will be described. While scanning the laser beam (ray) emitted from the laser light source 71 in the in-plane direction (here, the XY direction) of the surface of the object 23, the focal position is shifted from the surface (laser incident surface side) of the object 23 to the rear surface (laser emission surface side). face side). When the object 23 is irradiated with the laser beam, a portion of the object 23 is locally heated and removed in the vicinity of the focal position. Such a drilling method is generally called trepanning.

図6は、レーザ加工装置100の穴開け加工工程の一例を説明する模式図である。図6(A)は、穴開け加工時のレーザビームの焦点位置の軌跡の例を示す図である。図に示すように、レーザ加工装置100は、例えば、円状の軌跡を描きながら、レーザビームによって、焦点位置近傍で局所的に物体23の一部を順次除去する。初めに焦点位置を物体23の表面に合わせ、レーザビームを面内方向に走査することで、表面近傍の走査された面内の物体23の一部が除去される。次に焦点位置を物体表面から裏面方向へ少し下げ、同様にレーザビームを面内方向に走査することで、走査された面内の物体23の一部が除去される。図6(B)は、焦点位置を物体表面から裏面方向へ下げた状態を示す図である。このとき、焦点位置を少し下げた分だけ深さ方向に物体23の一部が除去される。これを順次繰り返すことで、深さ方向に物体23を除去しながら穴開け加工を行っていく。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the drilling process of the laser processing apparatus 100. FIG. FIG. 6A is a diagram showing an example of the trajectory of the focal position of the laser beam during drilling. As shown in the figure, the laser processing apparatus 100 sequentially removes portions of the object 23 locally in the vicinity of the focal position with the laser beam, for example, while drawing a circular trajectory. First, the focal position is adjusted to the surface of the object 23, and the laser beam is scanned in the in-plane direction to remove a part of the object 23 in the scanned in-plane near the surface. Next, by slightly lowering the focal position from the surface of the object toward the back, and similarly scanning the laser beam in the in-plane direction, a part of the object 23 within the scanned plane is removed. FIG. 6B is a diagram showing a state in which the focal position is lowered from the object surface toward the back surface. At this time, a part of the object 23 is removed in the depth direction by the amount that the focus position is slightly lowered. By repeating this step by step, drilling is performed while removing the object 23 in the depth direction.

しかしながら、焦点位置を物体23の裏面近傍まで下げた時、物体23の表面高さでのビームは広がってしまうため、表面のエッジ部分231にビームがかかって(照射されて)しまい、ビームが奥まで届かず深い穴が掘れないという課題がある。図6(C)は、焦点位置を物体23の裏面近傍まで下げた状態を示す図である。 However, when the focal position is lowered to the vicinity of the back surface of the object 23, the beam at the height of the surface of the object 23 spreads. There is a problem that a deep hole cannot be dug because it does not reach. FIG. 6C is a diagram showing a state in which the focal position is lowered to the vicinity of the back surface of the object 23. FIG.

図7は、穴開け加工時の、加工穴形状とビームの集光の様子を示す図である。ここで、加工穴とは、物体23に加工される穴を指す。図7(A)は、ビーム集光角を比較的大きくした時の、加工穴形状とビームの集光の様子を示す図である。図7(A)に示すように、物体23を掘り進めていく過程において焦点位置を裏面近傍まで下げた時、物体23の表面位置232でのビームはデフォーカス状態となり、焦点位置での集光スポット径よりも広がったビーム径となる。この広がったビームが、本図に示すように、加工穴表面のエッジ部分231にかかり、ビームの一部がけられてしまう。したがって、レーザビームの一部のエネルギーが焦点位置まで届かなくなり、焦点位置での除去能力が低下し、物体23を掘り進めることができなくなってしまう。 FIG. 7 is a diagram showing the shape of a hole to be machined and how the beam is condensed during the hole punching process. Here, the machined hole refers to a hole machined in the object 23 . FIG. 7A is a diagram showing the shape of a machined hole and how the beam is condensed when the beam condensing angle is relatively large. As shown in FIG. 7(A), when the focal position is lowered to the vicinity of the back surface in the process of digging the object 23, the beam at the surface position 232 of the object 23 becomes defocused and condensed at the focal position. The beam diameter becomes wider than the spot diameter. As shown in this figure, this spread beam hits the edge portion 231 of the machined hole surface, and a part of the beam is eclipsed. As a result, part of the energy of the laser beam does not reach the focal position, and the removing ability at the focal position is lowered, making it impossible to excavate the object 23 .

逆に、ビームがかからないように、ビーム集光角を小さくすると、焦点位置での集光スポット径が大きくなってしまい、微細な加工ができないという問題がある。図7(B)にビーム集光角を図7(A)よりも小さくした時の、加工穴形状とビームの集光の様子を示す。図7(B)に示すように、ビーム集光角を小さくすると、物体23の表面高さでのビーム径は、図7(A)と比べて小さくなる。したがって、表面のエッジ部分231にビームがかからなくなるが、焦点位置での集光スポット径が大きくなってしまう。この状態で物体23にレーザビームが照射されると、焦点位置近傍で物体23の一部が局所的に加熱され、除去されるが、この除去される体積が大きくなってしまう。パルスレーザを用いた穴開け加工においては、レーザビーム照射時の1パルス当たりの除去体積が大きくなると、加工分解能が悪化し、微細な加工ができなくなってしまう。 Conversely, if the beam condensing angle is reduced so as not to impinge on the beam, the diameter of the condensed spot at the focal position becomes large, which poses a problem that fine processing cannot be performed. FIG. 7B shows the processed hole shape and the state of beam convergence when the beam condensing angle is made smaller than that in FIG. 7A. As shown in FIG. 7B, when the beam condensing angle is reduced, the beam diameter at the surface height of the object 23 becomes smaller than that in FIG. 7A. Therefore, the edge portion 231 of the surface is not irradiated with the beam, but the condensed spot diameter at the focal position becomes large. When the object 23 is irradiated with the laser beam in this state, a portion of the object 23 is locally heated near the focal position and removed, but the removed volume increases. In drilling using a pulsed laser, if the volume removed per pulse of laser beam irradiation increases, the processing resolution deteriorates, making fine processing impossible.

そこで、本実施形態では、レーザビームの焦点位置が、物体23の表面から裏面へ向かう方向、すなわち、レーザ光の進行方向に移動するに従い、集光光学系に入射するレーザビーム径を変化させる事によって、ビーム集光角を変化させる。言い換えると、レーザビームによる物体23へ加工深さが、深くなるに従い、集光光学系に入射するレーザビーム径を変化させる事によって、ビーム集光角を変化させる。つまり、物体23の表面近傍を加工する時と、裏面近傍を加工する時とで、ビーム集光角を異なるようにする。具体的には、物体23の表面近傍を加工する時は、縮小光学系のレンズ24の位置を調整し、集光光学系に入射するレーザビーム径を大きくすることで、焦点位置でのビーム集光角を大きくして加工を行う。その後徐々に焦点位置を表面から裏面方向へと移動させる。そして、物体23の裏面近傍を加工する時は、縮小光学系のレンズ24の位置を調整し、集光光学系に入射するレーザビーム径を小さくすることで、焦点位置でのビーム集光角を小さくして加工を行う。すなわち、縮小光学系は、物体23に入射するレーザ光のビーム集光角を変化させる集光角変更機構としても機能する。 Therefore, in this embodiment, as the focal position of the laser beam moves in the direction from the front surface to the back surface of the object 23, that is, in the traveling direction of the laser beam, the diameter of the laser beam incident on the focusing optical system is changed. to change the beam convergence angle. In other words, as the processing depth of the laser beam into the object 23 increases, the beam condensing angle is changed by changing the diameter of the laser beam incident on the condensing optical system. That is, the beam condensing angle is made different between when processing the vicinity of the front surface of the object 23 and when processing the vicinity of the back surface of the object 23 . Specifically, when processing the vicinity of the surface of the object 23, the position of the lens 24 of the reduction optical system is adjusted to increase the diameter of the laser beam incident on the focusing optical system. Processing is performed by increasing the light angle. After that, the focus position is gradually moved from the front surface to the back surface. When processing the vicinity of the back surface of the object 23, the position of the lens 24 of the reduction optical system is adjusted to reduce the diameter of the laser beam incident on the condensing optical system. Make it smaller and work on it. That is, the reduction optical system also functions as a condensing angle changing mechanism that changes the condensing angle of the laser light incident on the object 23 .

縮小光学系は、物体23に加工される穴(加工穴)の径Dと、加工穴の加工深さと、レーザビームが物体23に入射する入射角度(ビーム入射角)に基づいて、レーザビーム径を変化させる。具体的には、レーザビームの入射側の物体23の表面位置232におけるレーザビーム径90が加工穴表面のエッジ部分231にかからないように、焦点位置調整機構に入射するレーザビーム径を変化させる。つまり、レーザビームの入射側の物体23の表面位置232におけるレーザビーム径90が物体23に加工される穴の径Dよりも小さくなるように、焦点位置調整機構に入射するレーザビーム径を変化させる。 The reduction optical system reduces the laser beam diameter based on the diameter D of a hole (machined hole) machined in the object 23, the machined depth of the machined hole, and the incident angle (beam incident angle) at which the laser beam enters the object 23. change. Specifically, the diameter of the laser beam incident on the focal position adjustment mechanism is changed so that the laser beam diameter 90 at the surface position 232 of the object 23 on the laser beam incidence side does not overlap the edge portion 231 of the machined hole surface. That is, the diameter of the laser beam incident on the focal position adjustment mechanism is changed so that the laser beam diameter 90 at the surface position 232 of the object 23 on the laser beam incidence side is smaller than the diameter D of the hole machined in the object 23. .

ここで、加工穴の径をD、ビーム入射角をθ、物体23の表面から焦点位置までの距離をΔZとすると、ビーム集光角φを以下の式を満たすように変化させて加工することが好ましい。

Figure 2023027451000002
Here, assuming that the diameter of the processed hole is D, the beam incident angle is θ, and the distance from the surface of the object 23 to the focal position is ΔZ, the beam condensing angle φ can be changed so as to satisfy the following formula for processing. is preferred.
Figure 2023027451000002

図8は、ビーム集光角を変化させて加工する時の数値例を示す図である。本図は、上述の式を用いて、加工穴の径Dが100um、ビーム入射角θが3°のときのビーム集光角φを算出した数値の一例である。図8(A)は、物体23の表面から焦点位置までの距離ΔZが300umの場合のビーム集光角φの一例を示している。図8(B)は、物体23のレーザ光入射側の表面から焦点位置までの距離ΔZが1000umの場合のビーム集光角φの一例を示している。例えば、物体23の表面から焦点位置までの距離ΔZが300umの場合、ビーム集光角φは半角で3.76°となる。同様に、物体23の表面から焦点位置までの距離ΔZが1000umの場合、ビーム集光角φは半角で1.88°となる。 FIG. 8 is a diagram showing numerical examples when processing is performed by changing the beam condensing angle. This figure shows an example of numerical values obtained by calculating the beam converging angle φ when the diameter D of the machined hole is 100 μm and the beam incident angle θ is 3° using the above formula. FIG. 8A shows an example of the beam converging angle φ when the distance ΔZ from the surface of the object 23 to the focal position is 300 μm. FIG. 8B shows an example of the beam convergence angle φ when the distance ΔZ from the surface of the object 23 on the laser light incident side to the focal position is 1000 μm. For example, when the distance ΔZ from the surface of the object 23 to the focal position is 300 μm, the beam condensing angle φ is 3.76° in half angle. Similarly, when the distance ΔZ from the surface of the object 23 to the focal position is 1000 μm, the beam condensing angle φ is 1.88° in half angle.

したがって、上記物体23の表面から焦点位置までの距離ΔZに応じてビーム集光角φを算出し、このビーム集光角φを超えないように縮小光学系のレンズ24の位置を調整する。そして、集光光学系に含まれる集光レンズ22に入射するレーザビーム径を小さくし、レーザ加工を行うようにすれば良い。本実施形態の場合、ビーム集光角を半角で3.76°から1.88°まで変化させるため、集光レンズ22の焦点距離は60mmのため、集光レンズ22に入射するレーザビーム径を8mmから4mmまで変化させれば良い。 Therefore, the beam condensing angle φ is calculated according to the distance ΔZ from the surface of the object 23 to the focal position, and the position of the lens 24 of the reducing optical system is adjusted so as not to exceed the beam condensing angle φ. Then, the diameter of the laser beam incident on the condensing lens 22 included in the condensing optical system may be reduced to carry out laser processing. In the case of this embodiment, since the beam condensing angle is changed from 3.76° to 1.88° in half angle, the focal length of the condensing lens 22 is 60 mm. It may be changed from 8 mm to 4 mm.

このとき、焦点位置での集光スポット径は10umから20umまで変化する。集光スポット径が増加すると、上述したように加工分解能が悪化してしまう。しかしながら、穴開け加工においては、物体23の表面から焦点位置までの距離ΔZが大きいとき、すなわち物体23の裏面近傍を加工する際は集光スポット径が増加しても加工分解能が悪化しない。これはレーザビームが物体23の内部で多重反射を起こし、実効的な集光スポット径が小さくなるという効果のためである。 At this time, the focused spot diameter at the focal position changes from 10 μm to 20 μm. As the focused spot diameter increases, the processing resolution deteriorates as described above. However, in drilling, when the distance .DELTA.Z from the surface of the object 23 to the focal position is large, that is, when processing the vicinity of the back surface of the object 23, the processing resolution does not deteriorate even if the focused spot diameter increases. This is because the laser beam undergoes multiple reflections inside the object 23 and the effective focused spot diameter becomes smaller.

なお、加工分解能の悪化をさらに低減するため、レーザ光の集光角に応じて、レーザ光源71のレーザ光量を変化させてもよい。例えば、制御部60は、レーザ光の集光角が小さくなる程、レーザ光源71のレーザ光量を強くする。これにより、加工分解能の悪化をさらに低減することが可能となる。 In order to further reduce deterioration of processing resolution, the amount of laser light from the laser light source 71 may be changed according to the converging angle of the laser light. For example, the controller 60 increases the amount of laser light from the laser light source 71 as the condensing angle of the laser light decreases. This makes it possible to further reduce deterioration of processing resolution.

したがって、物体23の表面近傍を加工する際はビーム集光角を大きく、集光スポット径を小さくして加工分解能の悪化を防ぎ、また物体23の裏面近傍を加工する際はビーム集光角を小さくして表面のエッジ部分にビームがかからないようにする。 Therefore, when processing the vicinity of the surface of the object 23, the beam condensing angle is increased and the condensed spot diameter is decreased to prevent deterioration of processing resolution. Make it small so that the beam does not hit the edge of the surface.

なお、物体23の表面から焦点位置までの距離ΔZは、加工穴の加工深さと置き換えてもよい。ここで、加工深さとは、加工時点における加工穴の深さである。例えば、予め加工時間に応じた加工深さを取得することが可能である。また、レーザビームが物体23に入射する入射角度(ビーム入射角θ)は、例えば、物体23の材質に応じて予め決定することが可能である。すると、例えば、コンピュータ装置35により加工時間の経過に応じたビーム集光角φを予め求めることができる。よって、コンピュータ装置35は、加工時間の経過に応じた集光光学系に入射するレーザビーム径を予め求めることができる。例えば、コンピュータ装置35は、加工時間の経過に応じた集光光学系に入射するレーザビーム径を制御部60に出力する。そして、制御部60が加工時間に応じて、入力されたレーザビーム径となるように、リニアステージ31に対して駆動信号を出力し、リニアステージ31がレンズ24を光軸方向に移動させる構成としてもよい。制御部60は、集光光学系に入射するレーザビーム径を段階的または離散的に変化させてもよい。 Note that the distance ΔZ from the surface of the object 23 to the focal position may be replaced with the machining depth of the machined hole. Here, the machining depth is the depth of the machined hole at the time of machining. For example, it is possible to acquire the processing depth according to the processing time in advance. Also, the incident angle (beam incident angle θ) at which the laser beam is incident on the object 23 can be determined in advance according to the material of the object 23, for example. Then, for example, the computer device 35 can obtain in advance the beam condensing angle φ according to the lapse of processing time. Therefore, the computer device 35 can obtain in advance the diameter of the laser beam incident on the condensing optical system according to the lapse of processing time. For example, the computer device 35 outputs to the controller 60 the diameter of the laser beam incident on the condensing optical system according to the lapse of processing time. Then, according to the processing time, the controller 60 outputs a drive signal to the linear stage 31 so that the input laser beam diameter is obtained, and the linear stage 31 moves the lens 24 in the optical axis direction. good too. The controller 60 may change the diameter of the laser beam incident on the condensing optical system stepwise or discretely.

また、本実施形態では物体23に円筒状の穴を加工する場合について説明したが、加工穴は、例えば、矩形であってもよい。加工穴が矩形の場合は、加工穴の径Dを加工穴の辺に置き換える。また、物体23にテーパー状(円錐形状)の穴を加工する場合は、加工穴の物体23の表面位置における径と、加工穴の加工深さと、に基づいて、レーザビーム径を変化させる。 Moreover, although the case of machining a cylindrical hole in the object 23 has been described in the present embodiment, the machined hole may be rectangular, for example. When the machined hole is rectangular, the diameter D of the machined hole is replaced with the side of the machined hole. When machining a tapered (conical) hole in the object 23, the laser beam diameter is changed based on the diameter of the machined hole at the surface position of the object 23 and the machining depth of the machined hole.

以上のように、本実施形態に係る加工装置は、上述した課題を解決し、レーザ加工の精度を向上させることができ、アスペクト比の高い穴開け加工が実現できる。 As described above, the processing apparatus according to the present embodiment can solve the above-described problems, improve the accuracy of laser processing, and realize drilling with a high aspect ratio.

〔物品製造方法に係る実施形態〕
以上に説明した実施形態に係る加工装置は、物品製造方法に使用しうる。当該物品製造方法は、当該加工装置を用いて物体(対象物)の加工を行う工程と、当該工程で加工を行われた物体を処理する工程と、を含みうる。当該処理は、例えば、当該加工とは異なる加工、搬送、検査、選別、組立(組付)、および包装のうちの少なくともいずれか一つを含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストのうちの少なくとも1つにおいて有利である。
[Embodiment according to article manufacturing method]
The processing apparatus according to the embodiments described above can be used in the article manufacturing method. The article manufacturing method can include a step of processing an object (object) using the processing apparatus, and a step of processing the object processed in the step. The processing can include, for example, at least one of processing different from the processing, transportation, inspection, sorting, assembly (assembly), and packaging. The article manufacturing method of the present embodiment is advantageous in at least one of article performance, quality, productivity, and production cost compared to conventional methods.

〔その他の実施形態〕
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。上述の実施形態では、制御部60とコンピュータ装置35は別体としたが、制御部60がコンピュータ装置35の機能を実現しても良いし、コンピュータ装置35が制御部60の機能を実現しても良い。
[Other embodiments]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist. In the above-described embodiment, the control unit 60 and the computer device 35 are separated. Also good.

本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.

17 並進光学系
20,21 (ガルバノ)ミラー
23 物体
24 レンズ
31 リニアステージ
35 コンピュータ装置
50,71 レーザ光源
60 制御部
100 レーザ加工装置

17 translation optical system 20, 21 (galvano) mirror 23 object 24 lens 31 linear stage 35 computer device 50, 71 laser light source 60 controller 100 laser processing device

Claims (16)

対象物にレーザ光を照射して前記対象物を加工する光学装置であって、
前記レーザ光の焦点位置を調整する焦点位置調整機構と、
前記焦点位置が前記対象物のレーザ入射面側から前記レーザ光の進行方向へ移動するに従い、前記焦点位置調整機構に入射する前記レーザ光のビーム径を小さくするように変化させることによって、前記対象物に入射する前記レーザ光の集光角を変化させる集光角変更機構と、を備えることを特徴とする光学装置。
An optical device for processing an object by irradiating the object with a laser beam,
a focal position adjusting mechanism for adjusting the focal position of the laser beam;
By changing the beam diameter of the laser beam incident on the focal position adjusting mechanism so as to decrease as the focal position moves from the laser incident surface side of the object in the traveling direction of the laser beam, the object is and a condensing angle changing mechanism for changing the condensing angle of the laser beam incident on an object.
前記集光角変更機構は、前記レーザ光入射側の前記対象物の表面から前記焦点位置までの距離に基づいて、前記ビーム径を変化させることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 2. The optical device according to claim 1, wherein the condensing angle changing mechanism changes the beam diameter based on the distance from the surface of the object on the laser light incident side to the focal position. 前記レーザ光が前記対象物に入射する入射角度を調整する角度調整機構をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光学装置。 3. The optical device according to claim 1, further comprising an angle adjustment mechanism that adjusts an incident angle of the laser beam incident on the object. 前記角度調整機構は、ガルバノミラー光学系を含むことを特徴とする請求項3に記載の光学装置。 4. The optical device according to claim 3, wherein the angle adjustment mechanism includes a galvanomirror optical system. 前記集光角変更機構は、前記対象物に加工される穴の径または辺と、前記穴の加工深さと、前記レーザ光が前記対象物に入射する入射角度に基づいて、前記レーザ光入射側の前記対象物の表面位置における前記レーザ光のビーム径が前記対象物に加工される穴の径または辺よりも小さくなるように、前記焦点位置調整機構に入射する前記レーザ光のビーム径を変化させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光学装置。 The condensing angle changing mechanism adjusts the laser beam incident side based on the diameter or side of a hole machined in the object, the machined depth of the hole, and the incident angle at which the laser beam is incident on the object. changing the beam diameter of the laser beam incident on the focal position adjustment mechanism so that the beam diameter of the laser beam at the surface position of the object is smaller than the diameter or side of the hole machined in the object 5. The optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical device 前記集光角変更機構は、前記穴の径または辺をD、前記レーザ光入射側の前記対象物の表面から前記焦点位置までの距離をΔZ、前記レーザ光が前記対象物に入射する入射角度をθとしたとき、以下の式に基づいて前記集光角φを変化させることを特徴とする請求項5に記載の光学装置。
Figure 2023027451000003
The condensing angle changing mechanism has D as the diameter or side of the hole, ΔZ as the distance from the surface of the object on the laser beam incidence side to the focal position, and the incident angle at which the laser beam is incident on the object. 6. The optical device according to claim 5, wherein the condensing angle φ is changed based on the following equation, where θ is set as θ.
Figure 2023027451000003
前記集光角変更機構は、ビームエキスパンダーを含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の光学装置。 7. The optical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the condensing angle changing mechanism includes a beam expander. 前記集光角変更機構は、開口絞りを含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の光学装置。 8. The optical device according to any one of claims 1 to 7, wherein the condensing angle changing mechanism includes an aperture stop. 前記レーザ光の焦点方向に垂直な方向においてレーザ光が前記対象物に入射する入射位置を調整する入射位置調整機構をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の光学装置。 9. The apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising an incident position adjusting mechanism that adjusts an incident position of the laser beam incident on the object in a direction perpendicular to the focal direction of the laser beam. optical device. 前記入射位置調整機構は、ガルバノミラー光学系を含むことを特徴とする請求項9に記載の光学装置。 10. The optical device according to claim 9, wherein the incident position adjustment mechanism includes a galvanomirror optical system. 前記入射位置調整機構は、対象物を移動させるステージを含むことを特徴とする請求項9または10に記載の光学装置。 11. The optical device according to claim 9, wherein the incident position adjustment mechanism includes a stage that moves the object. 前記焦点位置調整機構は、前記対象物を移動させるステージを含むことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載の光学装置。 12. The optical apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the focus position adjusting mechanism includes a stage that moves the object. 前記レーザ光の集光角に応じて、レーザ光量を変化させることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載の光学装置。 13. The optical device according to any one of claims 1 to 12, wherein the amount of laser light is changed according to the condensing angle of the laser light. 対象物にレーザ光を照射して前記対象物を加工する加工方法であって、
前記レーザ光の焦点位置を調整しながら前記対象物を加工する工程を有し、
前記対象物を加工した深さに応じて、前記焦点位置を調整する機構に入射する前記レーザ光のビーム径を小さくするように変化させることによって、前記対象物に入射する前記レーザ光の集光角を変化させることを特徴とする加工方法。
A processing method for processing an object by irradiating the object with a laser beam,
A step of processing the object while adjusting the focal position of the laser beam,
Condensing the laser beam incident on the object by changing the beam diameter of the laser beam incident on the mechanism for adjusting the focal position so as to be smaller according to the depth of processing of the object. A processing method characterized by changing the angle.
請求項1ないし13のいずれか1項に記載の光学装置を用いて物体の加工を行う工程と、
前記工程で前記加工を行われた前記物体の処理を行う工程と、を含むことを特徴とする物品製造方法。
a step of processing an object using the optical device according to any one of claims 1 to 13;
and a step of treating the object processed in the step.
前記加工は、前記レーザ光を走査しながら穴開け加工を行う、トレパニング加工であることを特徴とする請求項15に記載の物品製造方法。

16. The article manufacturing method according to claim 15, wherein the processing is trepanning processing in which a hole is formed while scanning the laser beam.

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