JP2803106B2 - レーザ加工用光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザ加工装置に関し、特にレーザCVDまた
はレーザアシストエッチング等のレーザ加工のためのレ
ーザ光の集光あるいは結像を行うレーザ加工用光学装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のレーザ加工用光学装置は、レーザ光の
集光用あるいは結像用の対物レンズを密閉チェンバーの
外部に配し、密閉チェンバーの上記対物レンズ側の側面
にレーザ光導入窓を配していた。

このような構成により、レーザ光は、対物レンズに入
射して集光されて射出し、レーザ光導入窓を通過して密
閉チェンバー内の試料上に照射されるようになってい
た。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のレーザ加工用光学装置では、対物レン
ズが密閉チェンバーの外側に配されており、レーザ光導
入窓を通してレーザ光を試料に照射するようになってい
るので、レーザ光導入窓をレーザ光が通過する際に収差
が発生し、且つ対物レンズと試料との間にレーザ光導入
窓および密閉チェンバーが配されることにより対物レン
ズの作動距離（ワーキングディスタンス）が極端に長く
なることから、高倍率の分解能の良い対物レンズを使用
することが困難であるという欠点があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレーザ加工用光学装置は、上述した従来の課
題を解決するためになされたものであり、密閉チェンバ
ー内の試料上に対物レンズによりレーザ光を集光あるい
は結像させてレーザ加工を行うレーザ加工用光学装置に
おいて、上記対物レンズを無限補正型を用いて上記密閉
チェンバー内に配すると共に、上記対物レンズの入射側
に、上記密閉チェンバー内にレーザ光を導入するレーザ
光導入窓を配するようにした構成としている。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例の縦断面図である。

本実施例のレーザ加工用光学装置は、基本的に、密閉
チェンバー２と、レーザ光導入窓３と、対物レンズ１と
から構成され、密閉チェンバー２内の試料４上に対物レ
ンズ１によりレーザー光を集光または結像させてレーザ
加工を行うものである。

上記密閉チェンバー２は、気密な箱状の容器からな
る。密閉チェンバー２は、上面に上記レーザー光導入窓
３と略同じ大きさに開孔形成した開孔部10を有してい
る。また、側面には、密閉チェンバー２内を真空にする
ためのガスの導入用および排気用の通気孔7,8が開孔形
成されている。密閉チェンバー２は、内部下面に試料４
を載置する載物台５を配している。

上記載物台５は、板状からなる台で、X,Y,Z軸方向の
移動が可能な機構となっている。

上記レーザ光導入窓３は、密閉チェンバー２の上面の
開孔部10に、Ｏリング９により気密に保持されている。
レーザ光導入窓３は、通常の光学ガラスまたは石英ガラ
スからなり、密閉チェンバー２内を真空に排気するとき
にレーザ光導入窓３が破壊されないために、厚みは3mm
（有効径20mmのとき）程度となっている。また、レーザ
光導入窓３は、上方からの平行ビームのレーザ光６を密
閉チェンバー２内に平行に導入するのに適切な結像レン
ズとなっている。なお、レーザ光導入窓３は、レーザ光
６の波長に応じて無反射コーティングがなされている。

上記対物レンズ１は、密閉チェンバー２内に固定して
配され、レーザ光導入窓３側が、対物レンズ１の入射側
と対向するようになっている。対物レンズ１には、無限
補正型のものが使用される。

次に本実施例の動作を説明する。

まず、密閉チェンバー２の上方からレーザ光６が平行
にレーザ光導入窓３を介して密閉チェンバー２内に平行
に導入される。そして、密閉チェンバー２内に導入され
たレーザ光６は、対物レンズ１に入射し、試料４上に集
束または結像される。なお、対物レンズ１のピント調節
は、載物台５のX,Y,Z位置を調節することにより行う。

第２図は本発明の実施例２の縦断面図である。

第一の実施例と異なる点は、密閉チェンバー22の開孔
部10に円筒形状の対物レンズ用カバー23を設け、対物レ
ンズ１およびレーザ光導入窓３を対物レンズ用カバー23
内に固定して収めたことである。

この対物レンズ用カバー23は、密閉チェンバー22との
接合部にＯリング29を配して、気密になるようにしてい
る。また、対物レンズ用カバー23は、開孔部10に対して
上下動するようになっており、対物レンズ１のピントの
調節をする場合に使用する。このため、載物台５は、Ｚ
軸方向の移動機構が不要となり、載物台５の構造を簡略
化できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るレーザ加工用光学装
置は、対物レンズを無限補正型を用いて密閉チェンバー
内に配し、レーザ光導入窓を上記対物レンズの入射側に
置くように構成することにより、対物レンズから直接レ
ーザ光を試料上に集光等できるので、従来のようなレー
ザ光導入窓通過の際の収差の発生が防止でき、かつ、対
物レンズと試料の間距離が短くなるため、高倍率で分解
能の良い対物レンズを使用することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す縦断面図、第２図
は第二の実施例を示す縦断面図である。 1:対物レンズ 2,22:密閉チェンバー 3:レーザ光導入窓、4:試料 5:載物台、6:レーザ光 7,8:通気孔 23:対物レンズ用カバー 9,29:Oリング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉チャンバー内の試料上に対物レンズに
   よりレーザ光を集光あるいは結像させてレーザ加工を行
   うレーザ加工用光学装置において、 密閉チャンバーの開口部に勘合し摺動可能となった対物
   レンズカバーと、対物レンズカバーに収納された対物レ
   ンズと、対物レンズカバーの上部に配置されレーザ光を
   導入するレーザ光導入窓とを具備するレーザ加工用光学
   装置。