JP3203294B2

JP3203294B2 - レーザ加工装置用レンズカバー

Info

Publication number: JP3203294B2
Application number: JP23781494A
Authority: JP
Inventors: 正雄出雲; 俊憲八木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JPH0899187A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、波長が例えば４００
ｎｍ以下のレーザ光を用いたパターン転写加工に用いら
れるレーザ加工装置のレンズカバーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えばLASER FORCUS/ELECTRO-OPT
ICS(MAY 1987,P.60)に記載された従来のエキシマレーザ
加工装置を示す概略構成図であり、図において１はエキ
シマレーザのレーザビーム、２は所望の形状に開口した
パターン２ａが形成されたマスク、３は転写レンズであ
り、この転写レンズ３は短波長のレーザビーム１の吸収
がすくない高純度合成石英や蛍石あるいはＭｇＦ₂等の
材料で作製されている。４は例えばガラス・セラミック
ス基板上に銅の配線が施され最上層部にポリイミドの薄
膜層が形成された被加工物、５は被加工物４を載置する
ステージ、６は集光点である。また、図８は例えば第２
８回レーザ熱加工研究会論文集（１９９２年７月、２０
８頁）に記載されたヘリウムパージシステムを示す構成
図であり、図において７はノズル先端部を被加工物４の
レーザビーム１の照射部に向けられて保持具９に支持さ
れたヘリウムガス供給ノズル、８はノズル先端部を被加
工物４のレーザビーム１の照射部に向けられて保持具９
に支持されたガス吸引用バキュームノズルである。

【０００３】つぎに、上記従来のエキシマレーザ加工装
置の動作について説明する。エキシマレーザのレーザ発
振器（図示せず）から出射されたレーザビーム１はマス
ク２に照射される。そして、マスク２に形成されたパタ
ーン２ａを通過したレーザビーム１は転写レンズ３を介
して被加工物４上に集光照射されて、被加工物４が加工
される。つまり、被加工物４の最上層部のポリイミドを
形成する化学結合鎖がレーザビーム１により直接切られ
て気化・蒸発し、除去される（アブレーション加工）。
この時、ヘリウムガス供給ノズル７から被加工物４の加
工部にヘリウムガスが供給される。そこで、加工部が質
量の軽いヘリウムガスで覆われて、加工部から発生する
飛散物の飛散距離が大きくなり、加工部周辺への飛散物
の堆積が低減される。そして、ガス吸引用バキュームノ
ズル８によりヘリウムガスとともに加工部から発生する
飛散物を吸引しており、該飛散物の加工部周辺への堆積
がより低減される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のエキシマレーザ
加工装置は以上のように構成されているので、転写レン
ズ３に付着するゴミ、汚れについては何等考慮されてい
ない。また、従来のヘリウムパージシステムは、加工雰
囲気を改善し、被加工物４の加工部周辺への飛散物の堆
積を低減し、飛散物による被加工物４表面の汚染を抑え
ることを目的するものであって、やはり転写レンズ３に
付着するゴミ、汚れについては何等考慮されていない。
そこで、転写レンズ３のレンズ面に大気中に浮遊する塵
や被加工物４から発生する飛散物が付着し、パワーの低
下やレーザダメージを生じさせ、加工コストを大幅に上
昇させてしまい、エキシマレーザ加工装置の量産ライン
への実用化が困難となるという課題があった。また、従
来のエキシマレーザ加工装置やヘリウムパージシステム
は、転写レンズ３の集光点６に絞りがないので、光軸か
ら遠く離れたレーザビーム１が結像に寄与してしまい、
解像度を低下させてしまうという課題もあった。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、大気中の塵や被加工物から発生
する飛散物の転写レンズのレンズ面への付着を防止して
パワーの低下やレーザダメージを抑え、光軸から遠く離
れたレーザビームを遮蔽して解像度の低下を抑えること
ができるレーザ加工装置用レンズカバーを得ることを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係るレーザ加工装置用レンズカバーは、転写レンズを保
持するレンズ保持体と、転写レンズから被加工物に至る
レーザビームの光路の側方を覆うようにレンズ保持体に
設けられた筒状のフードと、フードの先端部に設けられ
たレンズ絞りと、フードのレンズ保持体側の側壁に設け
られて転写レンズのレンズ面に向かってパージガスを導
入するレンズ面パージ用ガス導入口と、フードの側壁の
レンズ面パージ用ガス導入口と相対する部位に設けられ
たパージガス排出口と、フードのレンズ絞り側の側壁に
設けられて加工雰囲気調整用ガスをフード内に導入する
加工雰囲気調整用ガス導入口と、フードの側壁のレンズ
面パージ用ガス導入口と加工雰囲気調整用ガス導入口と
の間の部位に設けられてフードの軸心に直交するように
異物侵入防止用ガスを導入する異物侵入防止用ガス導入
口と、フードの側壁の異物侵入防止用ガス導入口と相対
する部位に設けられた異物侵入防止用ガス排出口とを備
えたものである。

【０００７】また、この発明の第２の発明に係るレーザ
加工装置用レンズカバーは、上記第１の発明において、
フードおよびレンズ絞りの少なくとも一方が、転写レン
ズに対して進退自在に設けられているものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】この発明の第１の発明においては、転写レンズ
から被加工物に至るレーザビームの光路の側方を覆うよ
うにレンズ保持体に設けられた筒状のフードにより、大
気中に浮遊する塵や被加工物の加工部から発生する飛散
物の転写レンズのレンズ面への側方からの飛来が阻止さ
れる。そこで、塵や飛散物の付着による転写レンズのレ
ンズ面の汚れが低減され、パワー低下やレーザダメージ
が抑えられる。また、フードの先端部に設けられたレン
ズ絞りにより、転写レンズの球面収差に起因して被加工
物の所定の結像位置からずれた位置に結像するレンズ中
心から遠く離れた部分を通過したレーザビームが取り除
かれる。そこで、転写レンズの解像度が見かけ上高めら
れる。また、パージガスがレンズ面パージ用ガス導入口
から転写レンズのレンズ面に向かって噴射される。そし
て、転写レンズのレンズ面に付着している塵や飛散物が
パージガス流により吹き飛ばされ、パージガスとともに
パージガス排出口から排出される。そこで、転写レンズ
のレンズ面の汚れが低減される。また、加工雰囲気調整
用ガスが加工雰囲気調整用ガス導入口からフード内に導
入される。そして、フード内に導入された加工雰囲気調
整用ガスはレンズ絞りを介して被加工物上に供給されて
加工部を覆う。そこで、加工部から発生する飛散物の飛
散距離が大きくなり、加工部周辺への飛散物の堆積が抑
えられる。また、異物侵入防止用ガスが異物侵入防止用
ガス導入口からフード内に導入され、異物侵入防止用ガ
ス導入口と相対して設けられた異物侵入防止用ガス排出
口から排出され、フードの軸心に直交する異物侵入防止
用ガスのガス流が形成される。そこで、レンズ絞り側か
ら転写レンズ側への塵、飛散物さらには加工雰囲気調整
用ガスの侵入が阻止される。さらに、パージガス、異物
侵入防止用ガスおよび加工雰囲気調整用ガスの系統が独
立しているので、各ガス流量を各々の機能に合わせて独
立して調節でき、最適な加工条件が選択できる。

【００１３】また、この発明の第２の発明においては、
フードおよびレンズ絞りの少なくとも一方が、転写レン
ズに対して進退自在に設けられている。そこで、レンズ
絞りの位置が調整でき、転写レンズの解像度が自由に調
整される。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。参考例１．図１はこの発明の参考例１に係るエキシマレーザ加工装
置のレンズカバー周りを示す断面図であり、図において
図７および図８に示した従来のエキシマレーザ加工装置
およびヘリウムパージシステムと同一または相当部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。

【００１９】図において、１０は円筒状をなしその先端
側外周面に雄ねじ部１０ａが形成されたレンズ保持体で
あり、このレンズ保持体１０の内部には、転写レンズ３
がその光軸とレンズ保持体１０の軸心とが一致するよう
に取り付けられている。１１は後端側を円筒とする中空
の切頭円錐状をなしその後端側内周面に雌ねじ部１１ａ
が形成され、先端側外周面に雄ねじ部１１ｂが形成され
たフードであり、このフード１１は雌ねじ部１１ａをレ
ンズ保持体１０の雄ねじ部１０ａに螺合させて転写レン
ズ３に対して進退自在に取り付けられている。１２は有
底円筒状をなしその後端側内周面に雌ねじ部１２ａが形
成され、先端側底面中央に円形の開口１２ｂが形成され
たレンズ絞りであり、このレンズ絞り１２は雌めじ部１
２ａをフード１１の雄ねじ部１１ｂに螺合させて転写レ
ンズ３に対して進退自在に取り付けられている。そし
て、開口１２ｂはその内壁面、すなわち絞り面が転写レ
ンズ３の光軸に対して所定角度（絞り面で反射されたレ
ーザビーム１が転写レーザビーム３に戻らない角度）を
持つように切頭円錐状に穿設されている。１３はフード
１１をレンズ保持体１０に固定する固定ねじである。な
お、レンズ保持体１０、フード１１およびレンズ絞り１
２は、それぞれの軸心が転写レンズ３の光軸に一致し、
かつ、レンズ絞り１２の開口１２ｂが焦点近傍に位置す
るように構成されている。また、雄ねじ部１０ａおよび
雌ねじ部１１ａのねじピッチに対して雄ねじ部１１ｂお
よび雌ねじ部１２ａのねじピッチを小さくしている。

【００２０】つぎに、この参考例１の動作について説明
する。まず、フード１１を回転して、レンズ絞り１２の
開口１２ｂが焦点近傍に位置するようにレンズ保持体１
０に対してフード１１を進退させ、固定ねじ１３を締め
付けてフード１１をレンズ保持体１０に固定する。つい
で、レンズ絞り１２を回転して、フード１１に対してレ
ンズ絞り１２を進退させ、開口１２ｂが所定の位置に位
置するように微調整する。その後、エキシマレーザのレ
ーザ発振器（図示せず）から出射されたレーザビーム１
がマスク２に照射される。マスク２に形成されたパター
ン２ａを通過したレーザビーム１は転写レンズ３を介し
て被加工物４上に集光照射されて、被加工物４がアブレ
ーション加工される。そして、被加工物４上にマスク２
のパターン２ａが縮小転写される。この時、フード１１
が転写レンズ３から焦点近傍までのレーザビーム１の光
路の側方を覆うように配置されているので、大気中に浮
遊する塵や被加工物４から発生する飛散物の側方から転
写レンズ３方向への飛来がフード１１により阻止され、
塵や飛散物の転写レンズ３のレンズ下面への付着が防止
される。そして、転写レンズ３を通過したレーザビーム
１はレンズ絞り１２により絞られて被加工物４上に照射
される。

【００２１】ここで、レンズ絞り１２の作用について図
２を参照しつつ説明する。マスク２の所望の形状に開口
したパターン２ａを通過したレーザビーム１は回折によ
り様々な方向に分散される。つまり、レーザビーム１
は、図２において、転写レンズ３の左側端部および右側
端部を通る光３０，３１、光３０，３１より内側を通る
光３２，３３、転写レンズの中心を通る光３４に分散さ
れる。一般的に、レンズは球面で形成されているために
光軸中心から遠く離れるにつれ球面収差が大きくなる。
そこで、レンズ中心から遠く離れた部分を通過した光３
０，３１は被加工物４の所定の結像位置からずれた位置
に結像することになり、転写レンズ３の解像度を低下さ
せる要因となる。これらの分散された光３０〜３４はレ
ンズ焦点近傍に集中した後、被加工物４上に結像する。
そこで、レンズ絞り１２の開口１２ｂをレンズ焦点近傍
に位置させることにより、レンズ中心から遠く離れた部
分を通過した光３０，３１は開口１２ｂの絞り面で反射
されて被加工物４側への通過が阻止され、転写レンズ３
の見かけ上の解像度を高めることができる。そして、レ
ンズ絞り１２の開口１２ｂの位置、あるいは開口１２ｂ
の口径を変えることにより、転写レンズ３の解像度を調
整することができる。また、絞り面で反射された光は転
写レンズ３を介してマスク２側に至ることがなく、反射
された光によりマスク２が加工されてしまうことが防止
される。

【００２２】このように、この参考例１によれば、フー
ド１１が転写レンズ３から焦点近傍までのレーザビーム
１の光路の側方を覆うように配置されているので、大気
中に浮遊する塵や被加工物４から発生する飛散物の側方
から転写レンズ３方向への飛来がフード１１により阻止
され、塵や飛散物の転写レンズ３のレンズ下面への付着
が防止される。そこで、転写レンズ３のレンズ面の汚れ
が低減され、パワー低下やレーザダメージを抑えること
ができ、転写レンズ３の寿命を飛躍的に改善させること
ができるとともに、ランニングコストを低減させること
ができる。その結果、エキシマレーザ加工装置の量産ラ
インへの実用化を図ることができる。

【００２３】また、フード１１の先端にレンズ絞り１２
を配置しているので、レンズ中心から遠く離れた部分を
通過したレーザビーム１の被加工物４側への通過が阻止
され、転写レンズ３の見かけ上の解像度を高め、加工精
度を高めることができるとともに、フード１１の先端側
からフード１１内部への塵や飛散物の侵入を抑え、その
分転写レンズ３のレンズ面の汚れを低減することができ
る。

【００２４】また、レンズ保持体１０にフード１１を螺
合し、フード１１にレンズ絞り１２を螺合しているの
で、フード１１、レンズ絞り１２を回転させることによ
りレンズ保持体１０、すなわち転写レンズ３に対して進
退移動でき、レンズ絞り１２の位置調整を容易に行うこ
とができる。この時、雄ねじ部１０ａおよび雌ねじ部１
１ａのねじピッチに対して雄ねじ部１１ｂおよび雌ねじ
部１２ａのねじピッチを小さくしているので、フード１
１を回転させることによりレンズ絞り１２位置の粗調整
ができ、レンズ絞り１２を回転させることによりレンズ
絞り１２位置の微調整ができ、レンズ絞り１２の位置調
整を容易に高精度に行うことができる。さらに、フード
１１およびレンズ絞り１２が着脱可能であり、開口１２
ｂの口径の異なるレンズ絞りを用意しておけば、レンズ
絞りを交換することにより、転写レンズ３の解像度を自
由に調整することができる。

【００２５】実施例１．図３はこの発明の実施例１に係るエキシマレーザ加工装
置のレンズカバー周りを示す断面図であり、図において
１５は円筒状をなしその後端側内周面に雌ねじ部１５ａ
が形成され、先端側外周面に雄ねじ部１５ｂが形成され
たフード、１６は円筒状をなしその後端側内周面に雌ね
じ部１６ａが形成され、その内部に円形の開口１６ｂが
形成されたレンズ絞りであり、雌ねじ部１５ａを雄ねじ
部１０ａに螺合させてフード１５がレンズ保持体１０に
進退自在に取り付けられ、さらに雌ねじ部１６ａを雄ね
じ部１５ｂに螺合させてレンズ絞り１６がフード１５に
進退自在に取り付けられている。そして、開口１６ｂは
その内壁面、すなわち絞り面が転写レンズ３の光軸に対
して所定角度（絞り面で反射されたレーザビーム１が転
写レーザビーム３に戻らない角度）を持つように切頭円
錐状に穿設されている。レンズ保持体１０、フード１５
およびレンズ絞り１６は、それぞれの軸心が転写レンズ
３の光軸に一致し、かつ、レンズ絞り１６の開口１６ｂ
がレンズ焦点近傍に位置するように構成されている。ま
た、雄ねじ部１０ａおよび雌ねじ部１５ａのねじピッチ
に対して雄ねじ部１５ｂおよび雌ねじ部１６ａのねじピ
ッチを小さくしている。

【００２６】１７はフード１５の後端側の側壁に転写レ
ンズ３のレンズ下面に向けて設けられたレンズ面パージ
用ガス導入口、１８はフード１５の後端側の側壁のレン
ズ面パージ用ガス導入口１７と相対する部位に設けられ
たパージガス排出口、１９はフード１５の中央部の側壁
にフード１５の軸心と直交するように設けられた異物侵
入防止用ガス導入口、２０はフードの側壁のガス導入口
１９と相対する部位に軸心と直交するように設けられた
異物侵入防止用ガス排出口、２１はフード１５の先端側
の側壁に設けられた加工雰囲気調整用ガス導入口であ
る。ここで、パージガスＧ１は、例えば空気、酸素等の
ガスが用いられ、高純度フィルタ（図示せず）で異物を
完全に除去されてレンズ面パージ用ガス導入口１７から
導入される。また、異物侵入防止用ガスＧ２は、例えば
空気、酸素等のガスが用いられ、高純度フィルタ（図示
せず）で異物を完全に除去されて異物侵入防止用ガス導
入口１９から導入される。また、加工雰囲気調整用ガス
Ｇ３は、質量の軽いガス、例えばヘリウムガスが用いら
れ、加工雰囲気調整用ガス導入口２１から導入される。

【００２７】この実施例１におけるフード１５およびレ
ンズ絞り１６の構成、動作は上記参考例１におけるフー
ド１１およびレンズ絞り１２と同様であるので、ここで
はこの実施例１の特徴とする動作について説明する。フ
ード１５内には、その内部に閉じ込められた大気中の塵
や、レンズ絞り１６の開口１６ｂを通って飛来してくる
飛散物や大気中の塵が存在している。そして、これらの
塵や飛散物が転写レンズ３のレンズ面に付着するおそれ
がある。そこで、パージガスＧ１がレンズ面パージ用ガ
ス導入口１７から転写レンズ３のレンズ面に向かって噴
射される。そして、転写レンズ３のレンズ面に付着して
いる塵や飛散物はこのパージガスＧ１のガス流により吹
き飛ばされる。吹き飛ばされた塵や飛散物はパージガス
Ｇ１とともにパージガス排出口１８から排出される。ま
た、異物侵入防止用ガスＧ２が異物侵入防止用ガス導入
口１９から導入され、フード１５内を通って異物侵入防
止用ガス排出口２０から排出される。そして、異物侵入
防止用ガスＧ２はフード１５内をその軸心と直交するガ
スの流れ（エアーカーテン）を形成し、レンズ絞り１６
側から転写レンズ３側に飛来してくる塵や飛散物、さら
には加工雰囲気調整用ガスＧ３が異物侵入防止用ガスＧ
２とともに異物侵入防止用ガス排出口２０から排出され
る。そこで、レンズ絞り１６側から転写レンズ３側への
塵、飛散物あるいは加工雰囲気調整用ガスＧ３の飛来が
阻止される。また、加工雰囲気調整用ガス導入口２１か
ら導入された加工雰囲気調整用ガスＧ３は、レンズ絞り
１６の開口１６ｂを介して被加工物４の加工部に供給さ
れる。そこで、被加工物４の加工部は加工雰囲気調整用
ガスＧ３で覆われ、加工部から発生する飛散物の飛散距
離が大きくなり、加工部周辺での飛散物の堆積が抑えら
れる。

【００２８】このように、この実施例１によれば、レン
ズ面パージ用ガス導入口１７がフード１５の後端側の側
壁に転写レンズ３のレンズ下面に向けて設けられ、パー
ジガス排出口１８がフード１５の後端側の側壁のレンズ
面パージ用ガス導入口１７と相対する部位に設けられて
いるので、転写レンズ３のレンズ面に付着している塵や
飛散物がパージガスＧ１のガス流により吹き飛ばされ、
転写レンズ３のレンズ面の汚れが一層低減され、パワー
の低下やレーザダメージが一層抑えられる。また、異物
侵入防止用ガス導入口１９がフード１５の中央部の側壁
にフード１５の軸心と直交するように設けられ、異物侵
入防止用ガス排出口２０がフードの側壁の異物侵入防止
用ガス導入口１９と相対する部位に軸心と直交するよう
に設けられているので、レンズ絞り１６側から転写レン
ズ３側への塵や飛散物の侵入が阻止され、その分転写レ
ンズ３のレンズ面の汚れが低減される。また、加工雰囲
気調整用ガス導入口２１がフード１５の先端側の側壁に
設けられているので、被加工物４の加工部を加工雰囲気
調整用ガスＧ３で覆い、加工部から発生する飛散物の飛
散距離を大きくして、加工部周辺での飛散物の堆積を抑
えることができる。さらに、パージガスＧ１、異物侵入
防止用ガスＧ２および加工雰囲気調整用ガスＧ３がそれ
ぞれ別系統で構成されているので、それぞれ独立して流
量調整が可能となり、それぞれの機能に最適なガス流量
が得られ、最適な加工条件を選択することができる。

【００２９】なお、フード１５およびレンズ絞り１６は
上記参考例１におけるフード１１およびレンズ絞り１２
と同様に構成されているので、この実施例１においても
上記参考例１と同様の効果が得られる。

【００３０】参考例２．図４はこの発明の参考例２に係るエキシマレーザ加工装
置のレンズカバー周りを示す断面図であり、図において
２２は円筒状をなすフード１５の内壁面に形成されたダ
ンパー機構である。このダンパー機構２２は、切頭円錐
状の筒体からなるダンパー２２ａがフード１５の内壁面
に軸心方向に所定間隔をもって複数連設されて構成され
ている。そして、これらのダンパー２２ａはその先端口
径がフード１５の後端側から先端側に向かって漸次縮小
するように構成されている。さらに、これらのダンパー
２２ａの先端内周面は、レンズ保持体１０に保持された
転写レンズ３の端部とレンズ絞り１６の開口１６ｂの内
周面とを結ぶ曲面の外側に位置している。なお、他の構
成は上記参考例１と同様に構成されている。

【００３１】つぎに、この参考例２の動作について説明
する。転写レンズ３を介して被加工物４に照射されたレ
ーザビーム１の一部は加工に供することなく反射され、
フード１５内に反射光もしくは散乱光として照射され
る。また、転写レンズ３を透過するレーザビーム１の一
部は結像に寄与しないものがある。そこで、フード１５
内には、被加工物４からの反射光もしくは散乱光や転写
レンズ３を透過して結像に寄与しないレーザビームが存
在している。これらの不要なレーザビームはフード１５
の内壁面に照射されて加工につながり、加工にともなう
ゴミの発生の要因となる。このフード１５内の不要なレ
ーザビームは、先端口径がフード１５の後端側から先端
側に向かって漸次縮小するように構成された複数のダン
パー２２ａにより熱として吸収される。

【００３２】したがって、この参考例２によれば、ダン
パー機構２２によりフード１５内の不要なレーザビーム
が吸収され、不要なレーザビームがフード１５の内壁面
に照射されて加工につながることがない。そこで、フー
ド１５の内壁面の加工にともなうゴミの発生が抑えら
れ、その分転写レンズ３のレンズ面の汚れを低減するこ
とができる。なお、この参考例２においても、フード１
５およびレンズ絞り１６が上記参考例１におけるフード
１１およびレンズ絞り１２と同様に構成されているの
で、上記参考例１と同様の効果が得られる。

【００３３】参考例３．図５はこの発明の参考例３に係るエキシマレーザ加工装
置のレンズカバー周りを示す断面図であり、図において
２３はアルミニウムで作製され、後端側を円筒とする中
空の切頭円錐状をなしその後端側内周面に雌ねじ部２３
ａが形成され、先端側外周面に雄ねじ部２３ｂが形成さ
れ、さらにその内壁面が凹凸に形成されたフードであ
る。なお、この参考例３は、フード１１に代えてフード
２３を用いる点を除いて上記参考例１と同様に構成され
ている。

【００３４】この参考例３によれば、フード２３内に存
在する被加工物４からの反射光もしくは散乱光や転写レ
ンズ３を透過して結像に寄与しないレーザビームはフー
ド２３の凹凸が形成された内壁面で乱反射されて吸収さ
れる。そこで、この参考例３においても、上記参考例２
と同様の効果が得られる。ここで、フード２３がアルミ
ニウムで作製されているので、例えば２４８ｎｍの波長
をもつエキシマレーザ光に対する反射率が高く、すなわ
ちレーザ耐力が高い。そして、内壁面が凹凸に形成され
ているので、レーザビームは乱反射されつつ強度が弱ま
り、ついには吸収されることになり、フード２３の内壁
面の加工につながらない。

【００３５】なお、上記参考例３では、フード２３全体
をアルミニウムで作製するものとしているが、フード全
体をアルミニウムで作製する必要はなく、少なくともフ
ードの内壁面側がアルミニウムで構成され、かつ、アル
ミニウム表面が凹凸状に形成されていればよい。

【００３６】参考例４．図６はこの発明の参考例４に係るエキシマレーザ加工装
置のレンズカバー周りを示す断面図であり、図において
２４はフード１１の内壁面に被覆された誘電体膜であ
り、この誘電体膜２４には例えばＨｆＯ₂，ＳｉＯ₂，Ａ
ｌ₂Ｏ₃等の誘電体材料が用いられる。

【００３７】この参考例４によれば、フード１１の内部
に閉じ込められた大気中の塵や、レンズ絞り１２の開口
１２ｂを通って飛来してくる飛散物や大気中の塵が、誘
電体層２４に吸着される。そこで、その分転写レンズ３
のレンズ面の汚れを低減することができる。

【００３８】ここで、上記参考例４では、フード１１の
内壁面に誘電体膜２４を被覆するものとしているが、フ
ード１１全体を誘電体材料で作製してもよい。また、誘
電体膜２４に電源を接続して誘電体膜２４を強制的に帯
電させるようにすれば、塵や飛散物の吸着効果をより高
めることができる。

【００３９】なお、上記実施例１では、フードとレンズ
絞りとを別体で構成するものとしているが、フードとレ
ンズ絞りとを一体構成としても同様の効果が得られる。
また、上記実施例１では、エキシマレーザによるポリイ
ミドのアブレーション加工について説明しているが、こ
の発明はエポキシ、ポリエチレンテレフタレート、塩化
ビニル、ポリウレタン等の高分子材料のアブレーション
加工にも適用できる。また、上記実施例１では、エキシ
マレーザ加工装置について説明しているが、アブレーシ
ョン加工が可能な４００ｎｍ以下の短波長のレーザビー
ムを用いるレーザ加工装置に適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４１】この発明の第１の発明によれば、転写レン
ズを保持するレンズ保持体と、転写レンズから被加工物
に至るレーザビームの光路の側方を覆うようにレンズ保
持体に設けられた筒状のフードと、フードの先端部に設
けられたレンズ絞りと、フードのレンズ保持体側の側壁
に設けられて転写レンズのレンズ面に向かってパージガ
スを導入するレンズ面パージ用ガス導入口と、フードの
側壁のレンズ面パージ用ガス導入口と相対する部位に設
けられたパージガス排出口と、フードのレンズ絞り側の
側壁に設けられて加工雰囲気調整用ガスをフード内に導
入する加工雰囲気調整用ガス導入口と、フードの側壁の
レンズ面パージ用ガス導入口と加工雰囲気調整用ガス導
入口との間の部位に設けられてフードの軸心に直交する
ように異物侵入防止用ガスを導入する異物侵入防止用ガ
ス導入口と、フードの側壁の異物侵入防止用ガス導入口
と相対する部位に設けられた異物侵入防止用ガス排出口
とを備えている。そこで、側方から転写レンズのレンズ
面への大気中の塵や被加工物から発生する飛散物の飛来
が阻止されてレンズ面の汚れを低減でき、パワー低下や
レーザダメージが抑えられ、転写レンズの長寿命化が図
られるとともに、転写レンズの端部を通過するレーザビ
ームの被加工物への照射が阻止されて、転写レンズの解
像度を高めることができる。また、転写レンズのレンズ
面に付着している塵や飛散物が除去され、レンズ絞り側
から転写レンズのレンズ面側への塵や飛散物の飛来が阻
止され、その分転写レンズのレンズ面の汚れを低減させ
ることができる。また、加工雰囲気調整用ガスで被加工
物の加工部が覆われ、加工部周辺の飛散物の堆積を低減
させることができる。さらに、パージガス、異物侵入防
止用ガスおよび加工雰囲気調整用ガスのガス流量を独立
して制御でき、最適な加工条件を選択することができ
る。

【００４２】また、この発明の第２の発明によれば、上
記第１の発明において、フードおよびレンズ絞りの少な
くとも一方が、転写レンズに対して進退自在に設けられ
ているので、上記第１の発明の効果に加えて、レンズ絞
り位置の調整ができ、転写レンズの解像度を任意に設定
することができる。

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の参考例１に係るレーザ加工装置の
レンズカバー周りを示す断面図である。

【図２】この発明の参考例１に係るレンズカバーのレ
ンズ絞りの作用を説明する断面図である。

【図３】この発明の実施例１に係るレーザ加工装置の
レンズカバー周りを示す断面図である。

【図４】この発明の参考例２に係るレーザ加工装置の
レンズカバー周りを示す断面図である。

【図５】この発明の参考例３に係るレーザ加工装置の
レンズカバー周りを示す断面図である。

【図６】この発明の参考例４に係るレーザ加工装置の
レンズカバー周りを示す断面図である。

【図７】従来のエキシマレーザ加工装置を示す概略構
成図である。

【図８】従来のヘリウムパージシステムを示す構成図
である。

【符号の説明】１レーザビーム、２マスク、２ａパターン、３
転写レンズ、４被加工物、１０レンズ保持体、１１
フード、１２レンズ絞り、１５フード、１６レ
ンズ絞り、１７レンズ面パージ用ガス導入口、１８
パージガス排出口、１９異物侵入防止用ガス導入口、
２０異物侵入防止用ガス排出口、２１加工雰囲気調整
用ガス導入口、２２ダンパー機構、２３フード、２
４誘電体層（誘電体）、Ｇ１パージガス、Ｇ２異
物侵入防止用ガス、Ｇ３加工雰囲気調整用ガス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクを通過したレーザビームを転写レ
ンズを介して被加工物上に照射し、前記マスク上に形成
された開口パターンを前記被加工物上に転写するレーザ
加工装置のレンズカバーであって、前記転写レンズを保
持するレンズ保持体と、前記転写レンズから前記被加工
物に至る前記レーザビームの光路の側方を覆うように前
記レンズ保持体に設けられた筒状のフードと、前記フー
ドの先端部に設けられたレンズ絞りと、前記フードのレ
ンズ保持体側の側壁に設けられて前記転写レンズのレン
ズ面に向かってパージガスを導入するレンズ面パージ用
ガス導入口と、前記フードの側壁の前記レンズ面パージ
用ガス導入口と相対する部位に設けられたパージガス排
出口と、前記フードのレンズ絞り側の側壁に設けられて
加工雰囲気調整用ガスを前記フード内に導入する加工雰
囲気調整用ガス導入口と、前記フードの側壁の前記レン
ズ面パージ用ガス導入口と前記加工雰囲気調整用ガス導
入口との間の部位に設けられて前記フードの軸心に直交
するように異物侵入防止用ガスを導入する異物侵入防止
用ガス導入口と、前記フードの側壁の前記異物侵入防止
用ガス導入口と相対する部位に設けられた異物侵入防止
用ガス排出口とを備えたことを特徴とするレーザ加工装
置用レンズカバー。
【請求項２】フードおよびレンズ絞りの少なくとも一
方が、転写レンズに対して進退自在に設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置用レンズ
カバー。