JP3932930B2 - レーザ加工装置およびレーザ加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光によるアブレーションを利用したレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エキシマレーザ(exicited dimer laser)は、化学結合を切断できる高いフォトンエネルギを有し、アブレーション(abrasion)と呼ばれる光化学反応により、熱的な影響を抑えつつ加工対象物を除去することができる。
このようなアブレーションによるレーザ加工が注目を集めている。エネルギ密度を調整したエキシマレーザ光を照射することにより、プラスチック、金属、セラミックス等、種々の物質をアブレーション加工することができる。
【０００３】
アブレーション加工においては、レーザ照射を受けた加工対象物からデブリ(debris)と呼ばれる飛散物が加工領域周辺に付着する。デブリが発生すると、所望の加工精度が得られないこともある。
このデブリの低減方法として、デブリの発生そのものを抑制する方法や、デブリの堆積を少なくする方法や、デブリの堆積後に当該デブリを除去する方法などが知られている。
デブリの発生量を低減するためには、加工対象物へのレーザ光の照射とともにアシストガスを吹き付けることが有効であることが知られている。
また、デブリの発生そのものを抑制する方法としては、所定の雰囲気ガスによって分解、あるいは再付着防止する方法が知られている。また、真空度１０-2[Ｔｏｒｒ] 程度の減圧下で加工することにより、堆積による付着量を大幅に減少できることが知られている。
デブリの堆積後に当該デブリを除去する方法としては、レーザ加工時よりも低いエネルギー密度でエキシマレーザビームを照射し、発生したデブリを除去する方法が知られている。デブリが除去しやすいものである場合にはこの方法は有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した方法では、デブリの除去が十分でない場合もある。レーザ加工時に発生するデブリの被加工面への付着を防止する他の技術が、たとえば、特開平９−１４１４８０号に開示されている。この刊行物に開示された技術は、アブレーション加工すべき加工対象物の表面に水等の液体を接触させ、この液体を通じてレーザ光を加工対象物の表面に照射することにより、発生したデブリを液体中に浮遊させ、加工終了後に液体とともにデブリを洗い流し、加工対象物の表面にデブリが付着するのを防止する。
しかしながら、上記の方法では、加工対象物の表面に接触した液体中に浮遊するデブリが加工対象物の表面に再付着する可能性があり、加工対象物の表面へのデブリの付着を完全には防止することができない。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、レーザ光の照射によりアブレーション加工する際に生じる加工飛散物が加工対象物の表面に付着するのを防止することができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ加工装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を加工対象物の被加工面に所定パターンで光学的に投影する光学系とを有し、前記被加工面をアブレーション加工するレーザ加工装置であって、前記加工対象物を収容する加工容器であって、前記レーザ光が入射する開口が上端側に形成され、一側面に前記レーザ光が透過する液体の流入口が形成され、前記加工対象物が配設される位置を挟んで前記一側面に対向する他側面に前記液体の流出口が形成された加工容器と、前記被加工面からの高さが一定の閉空間を前記加工容器との間に形成するように前記開口に設けられ、前記レーザ光が透過するカバー部材と、前記加工容器を収容するチャンバと、前記チャンバの前記一側面が対向する位置に接続され、前記チャンバ内に前記液体を供給可能な供給管と、前記チャンバの前記他側面が対向する位置に接続され、前記チャンバ内から前記液体を排出可能な排出管と、前記被加工面へ前記レーザ光の照射を行うとき、前記供給管から前記チャンバ内に前記液体を供給することにより、前記流入口から前記加工容器に前記液体を導入し、前記被加工面を通して前記流出口へ前記液体を移動させることが可能な液体供給手段と、前記チャンバ内の前記液体が排出された状態で前記被加工面へ前記レーザ光の照射を行うとき、前記チャンバ内を減圧雰囲気下にすることが可能な減圧手段とを有する。
【０００７】
本発明のレーザ加工方法は、レーザ光を加工対象物の被加工面に所定パターンで光学的に投影し、前記被加工面をアブレーションにより加工するレーザ加工方法であって、前記レーザ光が透過する液体の流入口及び流出口を有する加工容器に前記加工対象物を収容し、前記レーザ光が透過するカバー部材を前記被加工面との隙間が一定になるように配置し、前記加工容器及び前記カバー部材を、内部を減圧雰囲気下にすることが可能なチャンバに収容し、前記チャンバに前記液体を供給することにより、前記液体が前記隙間に充満し、且つ、前記液体が前記カバー部材上を流れない状態で、前記液体を前記被加工面上で前記流入口から前記流出口へ移動させながら前記被加工面への前記レーザ光の照射を行う。
【０００８】
本発明では、加工対象物の被加工面に液体を供給し、この液体を被加工面上で流入口から流出口へ移動させながらレーザ光を被加工面に照射する。レーザ光はこの液体を透過して被加工面の加工を行う。被加工面がレーザ光によりアブレーション加工されると、加工飛散物が発生する。このとき、被加工面上には液体が移動しているため、加工飛散物は液体とともに運搬される。加工飛散物を含む液体が被加工面を完全に通過すると、加工飛散物が被加工面に付着することがなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１は、本発明が適用されるレーザ加工装置の概略構成の一例を示す図である。
図１に示すレーザ加工装置２０は、レーザ光源１と、複数のミラー２，３，４と、ビーム整形器５と、マスク６と、縮小投影レンズ７と、ステージ８とを有する。
【００１０】
レーザ光源１は、レーザビームＬＢを出力する。このレーザ光源１から出力されるレーザビームＬＢによって加工対象物５０の被加工面５０ｆがアブレーション加工される。
レーザ光源１には、たとえば、エキシマレーザを用いる。エキシマレーザには、レーザ媒質の異なる複数の種類が存在する。レーザ媒質としては、波長の長いほうからＸｅＦ（３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｆ2 （１５７ｎｍ）が存在する。
エキシマレーザは、熱エネルギーを利用した加工を行うＹＡＧレーザ（１．０６μｍ）、ＣＯ2 レーザ（１０．６μｍ）と大きく異なる点は、発振波長が紫外線の領域にあることである。エキシマレーザは、本質的にパルスでのみ発振し、パルス幅は約２０ｎｓでありレーザビームの形は長方形である。
また、エキシマレーザは、アブレーションと呼ばれる、光化学的に直接結合を解離する熱的な影響を受けにくい加工を行うため、被加工面のエッジの仕上がりが非常にシャープとなる。これに対して、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2 レーザでは加工部分が溶融後蒸発するため、熱の影響で周辺部が丸くなりきれいな端面とならない。
さらに、エキシマレーザは、初期のビームの断面が約１０×１０mmの寸法を有し、このレーザビームを後述するビーム整形器により長面積化、大面積化することにより比較的広い面積を一括して加工できる。したがって、大面積の領域を同時に加工するのにエキシマレーザは適している。
【００１１】
ビーム整形器５は、ミラー２および３によって反射されたレーザ光源１からのレーザビームＬＢを拡大整形し、ミラー４に向けて出力する。
【００１２】
マスク６は、ビーム整形器５で整形されミラー４で反射されたレーザビームＬＢを通過させる所定パターンを有している。このマスク６は、たとえば、金属材料で形成されたマスク、透明なガラス材料や透明な樹脂で形成されたマスク、誘電体材料で形成されたマスク等が用いられる。
【００１３】
縮小投影レンズ７は、マスク６のパターンを通過したレーザビームＬＢを所定倍率で縮小してステージ８上の加工対象物５０の被加工面５０ｆに投影する。
【００１４】
ステージ８は、縮小投影レンズ７から投影されるレーザビームＬＢが加工対象物５０の被加工面５０ｆに合焦するように縮小投影レンズ７に対して配置されている。このステージ８は、レーザビームＬＢが加工対象物５０の被加工面５０ｆ上を走査可能なように、レーザビームＬＢの光軸に垂直な平面に沿って移動位置決めが可能となっている。
【００１５】
上記構成のレーザ加工装置２０では、レーザ光源１にエキシマレーザを用いることにより、加工対象物５０の被加工面５０ｆに所定パターンのレーザビームＬＢが照射され、被加工面５０ｆがアブレーション加工される。
被加工面５０ｆは、アブレーション加工により、光化学的に直接結合を解離された被加工面５０ｆを形成する材料の飛散物であるデブリが発生する。このデブリが被加工面５０ｆに付着すると、加工精度等に影響を及ぼすことがあり、付着を防ぐ必要がある。
以下に、このデブリの付着を防止する付着防止機構の構成について説明する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係る付着防止機構の構造を示す断面図である。 本実施形態に係る付着防止機構６０は、上記した加工対象物５０の被加工面５０ｆへのレーザビームＬＢの照射中に、レーザビームＬＢが透過する液体を被加工面５０ｆに供給し、当該液体を被加工面５０ｆ上で所定方向に移動させることにより、アブレーション加工により発生するデブリを洗い流す。
【００１７】
図２に示すように、付着防止機構３０は、保持機構６０と、液体供給源７０とを有している。
保持機構６０は、ステージ８上に設置され加工対象物５０を保持している。この保持機構６０は、加工容器６１と、カバー部材６２とを有している。
【００１８】
加工容器６１は、上記したステージ８上に設置されている。この加工容器６１は、上端側が開口し、底部に加工対象物５０が設置される。
【００１９】
カバー部材６２は、加工容器６１の開口側の内周に設置されており、加工容器６１の開口端に固定された固定部材６３により加工容器６１に固定されている。固定部材６３には、レーザビームＬＢを加工容器６１内に導き入れるための開口６３ａが形成されている。
カバー部材６２は、加工容器６１の開口側から入射されるレーザビームＬＢが透過する材料で形成されている。具体的には、たとえば、レーザ光源に波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いた場合には、ＫｒＦエキシマレーザに対して透過率の高い合成石英ガラスやフッ化カルシウム等で形成されたものを使用する。
また、カバー部材６２は、加工容器６１の底部に設置された加工対象物５０の被加工面５０ｆから所定の高さ、たとえば、１ｍｍ程度の位置に配置されている。すなわち、加工対象物５０の被加工面５０ｆとカバー部材６２との間には、所定の隙間Ｇｐが形成されている。この隙間Ｇｐを液体９０が通過する。
【００２０】
カバー部材６２が加工容器６１の内周に設置されることにより、カバー部材６２が加工容器６１との間に閉空間Ｓｐが形成されている。この閉空間Ｓｐに液体９０が供給され、閉空間Ｓｐは当該液体が充填される。
【００２１】
加工容器６１には、液体９０が供給される供給口６４と、当該加工容器６１の閉空間Ｓｐに供給された液体９０を外部に排出する排出口６５とが形成されている。
供給口６４には、供給管６６が接続されており、この供給管６６はバルブ６７を介して液体供給源７０に接続されている。バルブ６７は、供給管６６の管路の開閉および液体供給源７０から供給される液体９０の流量調整を行う。
排出口６５には、排出管６８が接続されており、この排出管６８にはバルブ６９が接続されている。バルブ６９は、排出管６８の管路の開閉および加工容器６１から排出される液体９０の流量調整を行う。
【００２２】
液体供給源７０は、液体９０を所定の圧力、流量に調整して加工容器６１に供給する。液体供給源７０が供給する液体９０は、レーザビームＬＢが透過する液体であり、たとえば、水が使用される。また、加工対象物５０を水に浸漬できない場合等には、レーザビームＬＢが透過する他の液体が使用される。
【００２３】
図３は、上記の加工容器６１を水平面に沿って切断した断面図であって、上記の供給口６４と排出口６５の配置を示している。
図３に示すように、加工容器６１は外形が矩形状であり、供給口６４および排出口６５は、加工容器６１の一方の対角の近傍にそれぞれ配置されている。
供給口６４および排出口６５を加工容器６１の対角線の近傍に配置したのは、図３に示すように、供給口６４から供給された液体９０を略均等に加工容器６１の全域を通過して排出口６５に向かわせるためである。すなわち、矩形状の加工容器６１の隅部で液体９０の澱みをできるだけ発生させないためである。
【００２４】
次に、上記構成の付着防止機構３０を備えたレーザ加工装置によるレーザ加工方法について説明する。
まず、カバー部材６２が取り外された状態の加工容器６１の底部に加工対象物５０を設置したのち、カバー部材６２を固定部材６３によって加工容器６１に固定する。これにより、保持機構６０が組み立てられる。
【００２５】
次いで、上記の状態の保持機構６０の加工容器６１をステージ８上に設置する。なお、保持機構６０への加工対象物５０の設置および保持機構６０のステージ８への設置は、ロボットの自動化装置により自動化することが可能である。
【００２６】
次いで、ステージ８上に設置された加工容器６１に液体供給源７０から液体９０を供給する。このとき、排出管６８に接続されたバルブ６９を開いておく。これにより、加工容器６１とカバー部材６２によって形成される閉空間Ｓｐには、液体９０が供給され、閉空間Ｓｐは液体９０によって満たされる。
このとき、加工対象物５０は液体９０中に浸漬された状態となり、また、カバー部材６２と加工対象物５０の被加工面５０ｆとの隙間Ｇｐにも液体９０が満たされる。
【００２７】
また、バルブ６９が開かれているため、閉空間Ｓｐに供給された液体９０は外部に排出され、閉空間Ｓｐ内に供給された液体９０は、図３に示したように、供給口６４から排出口６５に向けて移動する。
すなわち、閉空間Ｓｐへの液体９０の供給および閉空間Ｓｐからの液体９０の排出を同時に行うことにより、液体９０は閉空間Ｓｐ内を移動する。このため、カバー部材６２と加工対象物５０の被加工面５０ｆとの隙間Ｇｐに存在する液体９０も移動する。
これにより、加工対象物５０の被加工面５０ｆ上には、一定の厚さの液体９０が流れることになる。
【００２８】
次いで、上記のように、液体９０が加工対象物５０の被加工面５０ｆ上を流れている状態において、ステージ８を所望の位置に移動位置決めする。
この状態から被加工面５０ｆに縮小投影レンズ７を通じてレーザビームＬＢを照射する。これにより、被加工面５０ｆはアブレーション加工される。
【００２９】
被加工面５０ｆがアブレーション加工されると、上述したようにデブリが発生する。このデブリは、被加工面５０ｆ上の開放空間に向けて飛散するため、被加工面５０ｆ上を流れる液体９０に巻き込まれる。
このとき、液体９０が加工容器６１の供給口６４から排出口６５に向けて移動しているため、液体９０に巻き込まれたデブリは液体９０によって排出口６５に向けて搬送される。最終的には、デブリは排出口６５から排出される。
【００３０】
被加工面５０ｆの所望の箇所の加工が完了したのちには、ステージ７を再び移動位置決めし、上記したのと同様に次の加工箇所のアブレーション加工を繰り返し行う。これにより、被加工面５０ｆの加工が完了する。被加工面５０ｆの加工中には、継続して液体９０が加工容器６１に供給され、加工毎に発生するデブリは液体９０によって加工容器６１の外部に排出される。
【００３１】
このように、本実施形態では、レーザビームＬＢを加工対象物５０の被加工面５０ｆに照射してアブレーション加工したときに発生する加工飛散物を被加工面５０ｆ上を流れる液体９０によって捕捉し、これを加工容器６１の外部へ排出するため、液体９０が一度捕捉した加工飛散物が被加工面５０ｆに再び付着する可能性が極めて低い。この結果、被加工面５０ｆへの加工飛散物の付着を確実に防止することができる。
また、本実施形態によれば、加工容器６１への液体９０の供給位置および加工容器６１からの液体９０の排出位置を適切に選択することにより、装置を複雑化させることなく加工容器６１内における液体９０の澱みの発生を防ぐことができる。この結果、液体９０が捕捉した加工飛散物が加工容器６１から排出されず、加工容器６１内で滞留するのを防ぐことができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、加工容器６１に対してカバー部材６２を固定し、カバー部材６２と加工対象物５０の被加工面５０ｆとの間に一定の隙間Ｇｐを形成することにより、被加工面５０ｆ上を流れる液体９０の液面の高さが常に一定となり、液体９０を通じて被加工面５０ｆに照射されるレーザビームＬＢの強度を安定化することができる。この結果、加工精度が安定化する。
【００３３】
第２実施形態
図４は、本発明の他の実施形態に係る付着防止機構の構造を示す断面図である。なお、図４において、上述した第１の実施形態に係る付着防止機構と同一構成部分については同一の符号を使用している。
上述した第１の実施形態において説明したレーザ加工装置は、加工対象物５０を液体中に浸漬した状態でレーザ加工を行う構成としたが、加工対象物５０の種類や被加工面を構成する材料等の条件によっては液体中でのレーザ加工を行うことができない場合もある。
【００３４】
一方、アブレーション加工によって発生するデブリの被加工面への付着を抑制するには、加工対象物５０を、たとえば、真空度１０-2[ Ｔｏｒｒ] 程度の減圧下でレーザ加工を行う方法も、デブリの付着量を減少させるには有効な方法である。
【００３５】
加工対象物５０を液体中に浸漬した状態でレーザ加工を行う場合と減圧下でレーザ加工を行う場合とにおいて、別々の装置を準備すると、装置の稼働率が低下し、設備コストが嵩む等の不利益がある。
このため、本実施形態では、加工対象物５０を液体中に浸漬した状態でのレーザ加工および減圧下での加工対象物５０のレーザ加工の双方が可能な構成について説明する。
【００３６】
図４に示す付着防止機構１２０は、チャンバ１２１と、チャンバ１２１にバルブ６７を介して接続された液体供給源７０と、チャンバ１２１にバルブ１９２を介して接続された真空ポンプ１９０と、チャンバ１２１内に設置された保持機構１６０とを有する。
【００３７】
チャンバ１２１は、ステージ８上に設置されている。このチャンバ１２１の天井部には、レーザビームＬＢが透過する透過板１２２を備えている。
また、チャンバ１２１は、側面に加工対象物等の搬入、搬出を行うための開口部１２１ｈを備えている。この開口部１２１ｈは、開閉扉１２３により開閉され、開閉扉１２３を閉じた状態でシール部材１２４により密閉される。
【００３８】
液体供給源７０は、チャンバ１２１の下部に供給管６６によって接続されている。液体供給源７０は、上述した第１の実施形態と同様に、バルブ６７を通じて液体９０をチャンバ１２１内に供給可能となっている。
【００３９】
真空ポンプ１９０は、バルブ１９２を介してチャンバ１２１に接続されている。この真空ポンプ１９０により、密閉されたチャンバ１２１内は、たとえば、１０-2[ Ｔｏｒｒ] 程度の減圧雰囲気にされる。
【００４０】
チャンバ１２１の液体供給源７０が接続された側と反対側の下部には、排出管６８が接続されている。この排出管６８は、上述した第１の実施形態と同様に、液体９０をバルブ６９を通じてチャンバ１２１から外部に排出可能となっている。
【００４１】
チャンバ１２１には、ガス供給管１９５が接続されており、このガス供給管１９５はバルブ１９６によって開閉される。このガス供給管１９５は、チャンバ１２１内に窒素やヘリウム等の雰囲気ガスや塩化水素や三フッ化窒素等反応ガスを供給するのに用いられる。なお、雰囲気ガスや反応ガスがチャンバ１２１内に供給されるのは、チャンバ１２１を、エッチング加工等のために使用した場合である。
【００４２】
保持機構１６０は、チャンバ１２１の底部に設置されており、上述した第１の実施形態に係る保持機構６０と同様の構造を有している。
この保持機構１６０は、加工容器１６１と、カバー部材１６２と、固定部材１６３とを有している。
加工容器１６１の一側面１６１ａには、当該加工容器１６１内に液体９０が流入する流入口１６４が形成され、一側面１６１ａに対向する他側面１６１ｂには加工容器１６１内から液体９０が流出する流出口１６５が形成されている。
【００４３】
上記構成の付着防止機構１２０において、加工対象物５０を液体９０中に浸漬した状態でレーザ加工を行う場合には、液体供給源７０から液体９０をチャンバ１２１内に供給するとともに、排出管６８のバルブ６９を開く。
チャンバ１２１内に供給された液体９０は、加工容器１６１の流入口１６４から加工容器１６１内に流入し、チャンバ１２１に供給された液体９０の液面が上昇するのに伴って、カバー部材１６２と加工容器１６１との間に形成される閉空間Ｓｐ内に液体９０が充満する。
このとき、閉空間Ｓｐ内に液体９０が充満した状態を保ためには、加工容器１６１の外部における液体９０の液面の高さがカバー部材１６２の高さよりも高くなるように、液体供給源７０からの液体９０の供給量を調整するとともに、バルブ６９の開度を調整する。
【００４４】
加工容器１６１の流入口１６４から流入した液体９０は、加工容器１６１内を通過して流出口１６５から外部に流出する。このため、加工対象物５０の被加工面５０ｆとカバー部材１６２との間の隙間Ｇｐを液体９０が移動する。
【００４５】
この状態において、上述した第１の実施形態と同様に、ステージ８の移動位置決めを行いながら、レーザビームＬＢを被加工面５０ｆに照射しアブレーション加工を行う。
【００４６】
アブレーション加工によって発生したデブリは、被加工面５０ｆ上を液体９０によって搬送され、流出口１６５を通じて加工容器１６１外に排出され、さらに排出管６８からチャンバ１２１の外部に排出される。
【００４７】
上記の加工が終了したのちは、液体供給源７０からのチャンバ１２１への液体９０の供給を停止し、排出管６８からチャンバ１２１内の液体９０を全て排出する。
そして、保持機構１６０の全体を開口部１２１ｈを通じて外部に搬出する。
【００４８】
加工対象物５０を減圧雰囲気下でレーザ加工を行う場合には、液体９０が全て排出された状態のチャンバ１２１内を真空ポンプ１９０により減圧する。
チャンバ１２１が減圧された状態で、ステージ８の移動位置決めを行いながら、レーザビームＬＢを被加工面５０ｆに照射しアブレーション加工を行う。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、液体中におけるレーザ加工および減圧雰囲気下におけるレーザ加工の双方を同一の装置で行うことができるため、装置の稼働率を向上させることができる。
【００５０】
本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、加工容器６０に供給口６４および排出口６５を形成して加工容器６０内の液体９０を移動させる構成としたが、供給口６４および排出口６５を互いに対向する位置に多数形成し、加工容器６０内の液体９０の移動を一層均一化する構成とすることも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ光によるアブレーション加工時に熱的な影響を少なくして被加工面へのデブリの付着を防止することができる。
この結果、精密なレーザ加工が実現でき、しかもデブリの付着を防止することができるという優れた効果を提供することが可能になり、レーザ加工の応用が拡がり、微細パターンを高精度でありながら低コストで形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用されるレーザ加工装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る液体供給機構の構造を示す断面図である。
【図３】 加工容器６１を水平面に沿って切断した断面図である。
【図４】 本発明の他の実施形態に係る液体供給機構の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…レーザ光源、２，３，４…ミラー、５…ビーム整形器、６…マスク、７…縮小投影レンズ、８…ステージ、３０，１２０…液体供給機構、６１…加工容器、６２…カバー部材、５０…加工対象物、５０ｆ…被加工面、７０…液体供給源、９０…液体、１２１…チャンバ、１９０…真空ポンプ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光によるアブレーションを利用したレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エキシマレーザ(exicited dimer laser)は、化学結合を切断できる高いフォトンエネルギを有し、アブレーション(abrasion)と呼ばれる光化学反応により、熱的な影響を抑えつつ加工対象物を除去することができる。
このようなアブレーションによるレーザ加工が注目を集めている。エネルギ密度を調整したエキシマレーザ光を照射することにより、プラスチック、金属、セラミックス等、種々の物質をアブレーション加工することができる。
【０００３】
アブレーション加工においては、レーザ照射を受けた加工対象物からデブリ(debris)と呼ばれる飛散物が加工領域周辺に付着する。デブリが発生すると、所望の加工精度が得られないこともある。
このデブリの低減方法として、デブリの発生そのものを抑制する方法や、デブリの堆積を少なくする方法や、デブリの堆積後に当該デブリを除去する方法などが知られている。
デブリの発生量を低減するためには、加工対象物へのレーザ光の照射とともにアシストガスを吹き付けることが有効であることが知られている。
また、デブリの発生そのものを抑制する方法としては、所定の雰囲気ガスによって分解、あるいは再付着防止する方法が知られている。また、真空度１０-2[Ｔｏｒｒ] 程度の減圧下で加工することにより、堆積による付着量を大幅に減少できることが知られている。
デブリの堆積後に当該デブリを除去する方法としては、レーザ加工時よりも低いエネルギー密度でエキシマレーザビームを照射し、発生したデブリを除去する方法が知られている。デブリが除去しやすいものである場合にはこの方法は有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した方法では、デブリの除去が十分でない場合もある。レーザ加工時に発生するデブリの被加工面への付着を防止する他の技術が、たとえば、特開平９−１４１４８０号に開示されている。この刊行物に開示された技術は、アブレーション加工すべき加工対象物の表面に水等の液体を接触させ、この液体を通じてレーザ光を加工対象物の表面に照射することにより、発生したデブリを液体中に浮遊させ、加工終了後に液体とともにデブリを洗い流し、加工対象物の表面にデブリが付着するのを防止する。
しかしながら、上記の方法では、加工対象物の表面に接触した液体中に浮遊するデブリが加工対象物の表面に再付着する可能性があり、加工対象物の表面へのデブリの付着を完全には防止することができない。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、レーザ光の照射によりアブレーション加工する際に生じる加工飛散物が加工対象物の表面に付着するのを防止することができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ加工装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を加工対象物の被加工面に所定パターンで光学的に投影する光学系とを有し、前記被加工面をアブレーション加工するレーザ加工装置であって、前記加工対象物を収容する加工容器であって、前記レーザ光が入射する開口が上端側に形成され、一側面に前記レーザ光が透過する液体の流入口が形成され、前記加工対象物が配設される位置を挟んで前記一側面に対向する他側面に前記液体の流出口が形成された加工容器と、前記被加工面からの高さが一定の閉空間を前記加工容器との間に形成するように前記開口に設けられ、前記レーザ光が透過するカバー部材と、前記加工容器を収容するチャンバと、前記チャンバの前記一側面が対向する位置に接続され、前記チャンバ内に前記液体を供給可能な供給管と、前記チャンバの前記他側面が対向する位置に接続され、前記チャンバ内から前記液体を排出可能な排出管と、前記被加工面へ前記レーザ光の照射を行うとき、前記供給管から前記チャンバ内に前記液体を供給することにより、前記流入口から前記加工容器に前記液体を導入し、前記被加工面を通して前記流出口へ前記液体を移動させることが可能な液体供給手段と、前記チャンバ内の前記液体が排出された状態で前記被加工面へ前記レーザ光の照射を行うとき、前記チャンバ内を減圧雰囲気下にすることが可能な減圧手段とを有する。
【０００７】
本発明のレーザ加工方法は、レーザ光を加工対象物の被加工面に所定パターンで光学的に投影し、前記被加工面をアブレーションにより加工するレーザ加工方法であって、前記レーザ光が透過する液体の流入口及び流出口を有する加工容器に前記加工対象物を収容し、前記レーザ光が透過するカバー部材を前記被加工面との隙間が一定になるように配置し、前記加工容器及び前記カバー部材を、内部を減圧雰囲気下にすることが可能なチャンバに収容し、前記チャンバに前記液体を供給することにより、前記液体が前記隙間に充満し、且つ、前記液体が前記カバー部材上を流れない状態で、前記液体を前記被加工面上で前記流入口から前記流出口へ移動させながら前記被加工面への前記レーザ光の照射を行う。
【０００８】
本発明では、加工対象物の被加工面に液体を供給し、この液体を被加工面上で流入口から流出口へ移動させながらレーザ光を被加工面に照射する。レーザ光はこの液体を透過して被加工面の加工を行う。被加工面がレーザ光によりアブレーション加工されると、加工飛散物が発生する。このとき、被加工面上には液体が移動しているため、加工飛散物は液体とともに運搬される。加工飛散物を含む液体が被加工面を完全に通過すると、加工飛散物が被加工面に付着することがなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１は、本発明が適用されるレーザ加工装置の概略構成の一例を示す図である。
図１に示すレーザ加工装置２０は、レーザ光源１と、複数のミラー２，３，４と、ビーム整形器５と、マスク６と、縮小投影レンズ７と、ステージ８とを有する。
【００１０】
レーザ光源１は、レーザビームＬＢを出力する。このレーザ光源１から出力されるレーザビームＬＢによって加工対象物５０の被加工面５０ｆがアブレーション加工される。
レーザ光源１には、たとえば、エキシマレーザを用いる。エキシマレーザには、レーザ媒質の異なる複数の種類が存在する。レーザ媒質としては、波長の長いほうからＸｅＦ（３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｆ2 （１５７ｎｍ）が存在する。
エキシマレーザは、熱エネルギーを利用した加工を行うＹＡＧレーザ（１．０６μｍ）、ＣＯ2 レーザ（１０．６μｍ）と大きく異なる点は、発振波長が紫外線の領域にあることである。エキシマレーザは、本質的にパルスでのみ発振し、パルス幅は約２０ｎｓでありレーザビームの形は長方形である。
また、エキシマレーザは、アブレーションと呼ばれる、光化学的に直接結合を解離する熱的な影響を受けにくい加工を行うため、被加工面のエッジの仕上がりが非常にシャープとなる。これに対して、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2 レーザでは加工部分が溶融後蒸発するため、熱の影響で周辺部が丸くなりきれいな端面とならない。
さらに、エキシマレーザは、初期のビームの断面が約１０×１０mmの寸法を有し、このレーザビームを後述するビーム整形器により長面積化、大面積化することにより比較的広い面積を一括して加工できる。したがって、大面積の領域を同時に加工するのにエキシマレーザは適している。
【００１１】
ビーム整形器５は、ミラー２および３によって反射されたレーザ光源１からのレーザビームＬＢを拡大整形し、ミラー４に向けて出力する。
【００１２】
マスク６は、ビーム整形器５で整形されミラー４で反射されたレーザビームＬＢを通過させる所定パターンを有している。このマスク６は、たとえば、金属材料で形成されたマスク、透明なガラス材料や透明な樹脂で形成されたマスク、誘電体材料で形成されたマスク等が用いられる。
【００１３】
縮小投影レンズ７は、マスク６のパターンを通過したレーザビームＬＢを所定倍率で縮小してステージ８上の加工対象物５０の被加工面５０ｆに投影する。
【００１４】
ステージ８は、縮小投影レンズ７から投影されるレーザビームＬＢが加工対象物５０の被加工面５０ｆに合焦するように縮小投影レンズ７に対して配置されている。このステージ８は、レーザビームＬＢが加工対象物５０の被加工面５０ｆ上を走査可能なように、レーザビームＬＢの光軸に垂直な平面に沿って移動位置決めが可能となっている。
【００１５】
上記構成のレーザ加工装置２０では、レーザ光源１にエキシマレーザを用いることにより、加工対象物５０の被加工面５０ｆに所定パターンのレーザビームＬＢが照射され、被加工面５０ｆがアブレーション加工される。
被加工面５０ｆは、アブレーション加工により、光化学的に直接結合を解離された被加工面５０ｆを形成する材料の飛散物であるデブリが発生する。このデブリが被加工面５０ｆに付着すると、加工精度等に影響を及ぼすことがあり、付着を防ぐ必要がある。
以下に、このデブリの付着を防止する付着防止機構の構成について説明する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係る付着防止機構の構造を示す断面図である。 本実施形態に係る付着防止機構６０は、上記した加工対象物５０の被加工面５０ｆへのレーザビームＬＢの照射中に、レーザビームＬＢが透過する液体を被加工面５０ｆに供給し、当該液体を被加工面５０ｆ上で所定方向に移動させることにより、アブレーション加工により発生するデブリを洗い流す。
【００１７】
図２に示すように、付着防止機構３０は、保持機構６０と、液体供給源７０とを有している。
保持機構６０は、ステージ８上に設置され加工対象物５０を保持している。この保持機構６０は、加工容器６１と、カバー部材６２とを有している。
【００１８】
加工容器６１は、上記したステージ８上に設置されている。この加工容器６１は、上端側が開口し、底部に加工対象物５０が設置される。
【００１９】
カバー部材６２は、加工容器６１の開口側の内周に設置されており、加工容器６１の開口端に固定された固定部材６３により加工容器６１に固定されている。固定部材６３には、レーザビームＬＢを加工容器６１内に導き入れるための開口６３ａが形成されている。
カバー部材６２は、加工容器６１の開口側から入射されるレーザビームＬＢが透過する材料で形成されている。具体的には、たとえば、レーザ光源に波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いた場合には、ＫｒＦエキシマレーザに対して透過率の高い合成石英ガラスやフッ化カルシウム等で形成されたものを使用する。
また、カバー部材６２は、加工容器６１の底部に設置された加工対象物５０の被加工面５０ｆから所定の高さ、たとえば、１ｍｍ程度の位置に配置されている。すなわち、加工対象物５０の被加工面５０ｆとカバー部材６２との間には、所定の隙間Ｇｐが形成されている。この隙間Ｇｐを液体９０が通過する。
【００２０】
カバー部材６２が加工容器６１の内周に設置されることにより、カバー部材６２が加工容器６１との間に閉空間Ｓｐが形成されている。この閉空間Ｓｐに液体９０が供給され、閉空間Ｓｐは当該液体が充填される。
【００２１】
加工容器６１には、液体９０が供給される供給口６４と、当該加工容器６１の閉空間Ｓｐに供給された液体９０を外部に排出する排出口６５とが形成されている。
供給口６４には、供給管６６が接続されており、この供給管６６はバルブ６７を介して液体供給源７０に接続されている。バルブ６７は、供給管６６の管路の開閉および液体供給源７０から供給される液体９０の流量調整を行う。
排出口６５には、排出管６８が接続されており、この排出管６８にはバルブ６９が接続されている。バルブ６９は、排出管６８の管路の開閉および加工容器６１から排出される液体９０の流量調整を行う。
【００２２】
液体供給源７０は、液体９０を所定の圧力、流量に調整して加工容器６１に供給する。液体供給源７０が供給する液体９０は、レーザビームＬＢが透過する液体であり、たとえば、水が使用される。また、加工対象物５０を水に浸漬できない場合等には、レーザビームＬＢが透過する他の液体が使用される。
【００２３】
図３は、上記の加工容器６１を水平面に沿って切断した断面図であって、上記の供給口６４と排出口６５の配置を示している。
図３に示すように、加工容器６１は外形が矩形状であり、供給口６４および排出口６５は、加工容器６１の一方の対角の近傍にそれぞれ配置されている。
供給口６４および排出口６５を加工容器６１の対角線の近傍に配置したのは、図３に示すように、供給口６４から供給された液体９０を略均等に加工容器６１の全域を通過して排出口６５に向かわせるためである。すなわち、矩形状の加工容器６１の隅部で液体９０の澱みをできるだけ発生させないためである。
【００２４】
次に、上記構成の付着防止機構３０を備えたレーザ加工装置によるレーザ加工方法について説明する。
まず、カバー部材６２が取り外された状態の加工容器６１の底部に加工対象物５０を設置したのち、カバー部材６２を固定部材６３によって加工容器６１に固定する。これにより、保持機構６０が組み立てられる。
【００２５】
次いで、上記の状態の保持機構６０の加工容器６１をステージ８上に設置する。なお、保持機構６０への加工対象物５０の設置および保持機構６０のステージ８への設置は、ロボットの自動化装置により自動化することが可能である。
【００２６】
次いで、ステージ８上に設置された加工容器６１に液体供給源７０から液体９０を供給する。このとき、排出管６８に接続されたバルブ６９を開いておく。これにより、加工容器６１とカバー部材６２によって形成される閉空間Ｓｐには、液体９０が供給され、閉空間Ｓｐは液体９０によって満たされる。
このとき、加工対象物５０は液体９０中に浸漬された状態となり、また、カバー部材６２と加工対象物５０の被加工面５０ｆとの隙間Ｇｐにも液体９０が満たされる。
【００２７】
また、バルブ６９が開かれているため、閉空間Ｓｐに供給された液体９０は外部に排出され、閉空間Ｓｐ内に供給された液体９０は、図３に示したように、供給口６４から排出口６５に向けて移動する。
すなわち、閉空間Ｓｐへの液体９０の供給および閉空間Ｓｐからの液体９０の排出を同時に行うことにより、液体９０は閉空間Ｓｐ内を移動する。このため、カバー部材６２と加工対象物５０の被加工面５０ｆとの隙間Ｇｐに存在する液体９０も移動する。
これにより、加工対象物５０の被加工面５０ｆ上には、一定の厚さの液体９０が流れることになる。
【００２８】
次いで、上記のように、液体９０が加工対象物５０の被加工面５０ｆ上を流れている状態において、ステージ８を所望の位置に移動位置決めする。
この状態から被加工面５０ｆに縮小投影レンズ７を通じてレーザビームＬＢを照射する。これにより、被加工面５０ｆはアブレーション加工される。
【００２９】
被加工面５０ｆがアブレーション加工されると、上述したようにデブリが発生する。このデブリは、被加工面５０ｆ上の開放空間に向けて飛散するため、被加工面５０ｆ上を流れる液体９０に巻き込まれる。
このとき、液体９０が加工容器６１の供給口６４から排出口６５に向けて移動しているため、液体９０に巻き込まれたデブリは液体９０によって排出口６５に向けて搬送される。最終的には、デブリは排出口６５から排出される。
【００３０】
被加工面５０ｆの所望の箇所の加工が完了したのちには、ステージ７を再び移動位置決めし、上記したのと同様に次の加工箇所のアブレーション加工を繰り返し行う。これにより、被加工面５０ｆの加工が完了する。被加工面５０ｆの加工中には、継続して液体９０が加工容器６１に供給され、加工毎に発生するデブリは液体９０によって加工容器６１の外部に排出される。
【００３１】
このように、本実施形態では、レーザビームＬＢを加工対象物５０の被加工面５０ｆに照射してアブレーション加工したときに発生する加工飛散物を被加工面５０ｆ上を流れる液体９０によって捕捉し、これを加工容器６１の外部へ排出するため、液体９０が一度捕捉した加工飛散物が被加工面５０ｆに再び付着する可能性が極めて低い。この結果、被加工面５０ｆへの加工飛散物の付着を確実に防止することができる。
また、本実施形態によれば、加工容器６１への液体９０の供給位置および加工容器６１からの液体９０の排出位置を適切に選択することにより、装置を複雑化させることなく加工容器６１内における液体９０の澱みの発生を防ぐことができる。この結果、液体９０が捕捉した加工飛散物が加工容器６１から排出されず、加工容器６１内で滞留するのを防ぐことができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、加工容器６１に対してカバー部材６２を固定し、カバー部材６２と加工対象物５０の被加工面５０ｆとの間に一定の隙間Ｇｐを形成することにより、被加工面５０ｆ上を流れる液体９０の液面の高さが常に一定となり、液体９０を通じて被加工面５０ｆに照射されるレーザビームＬＢの強度を安定化することができる。この結果、加工精度が安定化する。
【００３３】
第２実施形態
図４は、本発明の他の実施形態に係る付着防止機構の構造を示す断面図である。なお、図４において、上述した第１の実施形態に係る付着防止機構と同一構成部分については同一の符号を使用している。
上述した第１の実施形態において説明したレーザ加工装置は、加工対象物５０を液体中に浸漬した状態でレーザ加工を行う構成としたが、加工対象物５０の種類や被加工面を構成する材料等の条件によっては液体中でのレーザ加工を行うことができない場合もある。
【００３４】
一方、アブレーション加工によって発生するデブリの被加工面への付着を抑制するには、加工対象物５０を、たとえば、真空度１０-2[ Ｔｏｒｒ] 程度の減圧下でレーザ加工を行う方法も、デブリの付着量を減少させるには有効な方法である。
【００３５】
加工対象物５０を液体中に浸漬した状態でレーザ加工を行う場合と減圧下でレーザ加工を行う場合とにおいて、別々の装置を準備すると、装置の稼働率が低下し、設備コストが嵩む等の不利益がある。
このため、本実施形態では、加工対象物５０を液体中に浸漬した状態でのレーザ加工および減圧下での加工対象物５０のレーザ加工の双方が可能な構成について説明する。
【００３６】
図４に示す付着防止機構１２０は、チャンバ１２１と、チャンバ１２１にバルブ６７を介して接続された液体供給源７０と、チャンバ１２１にバルブ１９２を介して接続された真空ポンプ１９０と、チャンバ１２１内に設置された保持機構１６０とを有する。
【００３７】
チャンバ１２１は、ステージ８上に設置されている。このチャンバ１２１の天井部には、レーザビームＬＢが透過する透過板１２２を備えている。
また、チャンバ１２１は、側面に加工対象物等の搬入、搬出を行うための開口部１２１ｈを備えている。この開口部１２１ｈは、開閉扉１２３により開閉され、開閉扉１２３を閉じた状態でシール部材１２４により密閉される。
【００３８】
液体供給源７０は、チャンバ１２１の下部に供給管６６によって接続されている。液体供給源７０は、上述した第１の実施形態と同様に、バルブ６７を通じて液体９０をチャンバ１２１内に供給可能となっている。
【００３９】
真空ポンプ１９０は、バルブ１９２を介してチャンバ１２１に接続されている。この真空ポンプ１９０により、密閉されたチャンバ１２１内は、たとえば、１０-2[ Ｔｏｒｒ] 程度の減圧雰囲気にされる。
【００４０】
チャンバ１２１の液体供給源７０が接続された側と反対側の下部には、排出管６８が接続されている。この排出管６８は、上述した第１の実施形態と同様に、液体９０をバルブ６９を通じてチャンバ１２１から外部に排出可能となっている。
【００４１】
チャンバ１２１には、ガス供給管１９５が接続されており、このガス供給管１９５はバルブ１９６によって開閉される。このガス供給管１９５は、チャンバ１２１内に窒素やヘリウム等の雰囲気ガスや塩化水素や三フッ化窒素等反応ガスを供給するのに用いられる。なお、雰囲気ガスや反応ガスがチャンバ１２１内に供給されるのは、チャンバ１２１を、エッチング加工等のために使用した場合である。
【００４２】
保持機構１６０は、チャンバ１２１の底部に設置されており、上述した第１の実施形態に係る保持機構６０と同様の構造を有している。
この保持機構１６０は、加工容器１６１と、カバー部材１６２と、固定部材１６３とを有している。
加工容器１６１の一側面１６１ａには、当該加工容器１６１内に液体９０が流入する流入口１６４が形成され、一側面１６１ａに対向する他側面１６１ｂには加工容器１６１内から液体９０が流出する流出口１６５が形成されている。
【００４３】
上記構成の付着防止機構１２０において、加工対象物５０を液体９０中に浸漬した状態でレーザ加工を行う場合には、液体供給源７０から液体９０をチャンバ１２１内に供給するとともに、排出管６８のバルブ６９を開く。
チャンバ１２１内に供給された液体９０は、加工容器１６１の流入口１６４から加工容器１６１内に流入し、チャンバ１２１に供給された液体９０の液面が上昇するのに伴って、カバー部材１６２と加工容器１６１との間に形成される閉空間Ｓｐ内に液体９０が充満する。
このとき、閉空間Ｓｐ内に液体９０が充満した状態を保ためには、加工容器１６１の外部における液体９０の液面の高さがカバー部材１６２の高さよりも高くなるように、液体供給源７０からの液体９０の供給量を調整するとともに、バルブ６９の開度を調整する。
【００４４】
加工容器１６１の流入口１６４から流入した液体９０は、加工容器１６１内を通過して流出口１６５から外部に流出する。このため、加工対象物５０の被加工面５０ｆとカバー部材１６２との間の隙間Ｇｐを液体９０が移動する。
【００４５】
この状態において、上述した第１の実施形態と同様に、ステージ８の移動位置決めを行いながら、レーザビームＬＢを被加工面５０ｆに照射しアブレーション加工を行う。
【００４６】
アブレーション加工によって発生したデブリは、被加工面５０ｆ上を液体９０によって搬送され、流出口１６５を通じて加工容器１６１外に排出され、さらに排出管６８からチャンバ１２１の外部に排出される。
【００４７】
上記の加工が終了したのちは、液体供給源７０からのチャンバ１２１への液体９０の供給を停止し、排出管６８からチャンバ１２１内の液体９０を全て排出する。
そして、保持機構１６０の全体を開口部１２１ｈを通じて外部に搬出する。
【００４８】
加工対象物５０を減圧雰囲気下でレーザ加工を行う場合には、液体９０が全て排出された状態のチャンバ１２１内を真空ポンプ１９０により減圧する。
チャンバ１２１が減圧された状態で、ステージ８の移動位置決めを行いながら、レーザビームＬＢを被加工面５０ｆに照射しアブレーション加工を行う。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、液体中におけるレーザ加工および減圧雰囲気下におけるレーザ加工の双方を同一の装置で行うことができるため、装置の稼働率を向上させることができる。
【００５０】
本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、加工容器６０に供給口６４および排出口６５を形成して加工容器６０内の液体９０を移動させる構成としたが、供給口６４および排出口６５を互いに対向する位置に多数形成し、加工容器６０内の液体９０の移動を一層均一化する構成とすることも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ光によるアブレーション加工時に熱的な影響を少なくして被加工面へのデブリの付着を防止することができる。
この結果、精密なレーザ加工が実現でき、しかもデブリの付着を防止することができるという優れた効果を提供することが可能になり、レーザ加工の応用が拡がり、微細パターンを高精度でありながら低コストで形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用されるレーザ加工装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る液体供給機構の構造を示す断面図である。
【図３】 加工容器６１を水平面に沿って切断した断面図である。
【図４】 本発明の他の実施形態に係る液体供給機構の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…レーザ光源、２，３，４…ミラー、５…ビーム整形器、６…マスク、７…縮小投影レンズ、８…ステージ、３０，１２０…液体供給機構、６１…加工容器、６２…カバー部材、５０…加工対象物、５０ｆ…被加工面、７０…液体供給源、９０…液体、１２１…チャンバ、１９０…真空ポンプ。
Claims (6)
- レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を加工対象物の被加工面に所定パターンで光学的に投影する光学系とを有し、前記被加工面をアブレーション加工するレーザ加工装置であって、
前記加工対象物を収容する加工容器であって、前記レーザ光が入射する開口が上端側に形成され、一側面に前記レーザ光が透過する液体の流入口が形成され、前記加工対象物が配設される位置を挟んで前記一側面に対向する他側面に前記液体の流出口が形成された加工容器と、
前記被加工面からの高さが一定の閉空間を前記加工容器との間に形成するように前記開口に設けられ、前記レーザ光が透過するカバー部材と、
前記加工容器を収容するチャンバと、
前記チャンバの前記一側面が対向する位置に接続され、前記チャンバ内に前記液体を供給可能な供給管と、
前記チャンバの前記他側面が対向する位置に接続され、前記チャンバ内から前記液体を排出可能な排出管と、
前記被加工面へ前記レーザ光の照射を行うとき、前記供給管から前記チャンバ内に前記液体を供給することにより、前記流入口から前記加工容器に前記液体を導入し、前記被加工面を通して前記流出口へ前記液体を移動させることが可能な液体供給手段と、
前記チャンバ内の前記液体が排出された状態で前記被加工面へ前記レーザ光の照射を行うとき、前記チャンバ内を減圧雰囲気下にすることが可能な減圧手段と
を有するレーザ加工装置。 - 前記カバー部材は、前記加工容器の内周に設置され、
前記液体供給手段は、前記加工容器の外部における前記液体の液面の高さが前記カバー部材の高さよりも高く、かつ、前記加工容器の上端よりも低く保たれるように前記液体を前記供給管から前記チャンバ内に供給する
請求項１に記載のレーザ加工装置。 - 前記チャンバを保持し、前記被加工面に対する前記レーザ光の照射位置を変更する移動位置決め手段をさらに有する
請求項２に記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ光源は、エキシマレーザを含む
請求項１に記載のレーザ加工装置。 - レーザ光を加工対象物の被加工面に所定パターンで光学的に投影し、前記被加工面をアブレーションにより加工するレーザ加工方法であって、
前記レーザ光が透過する液体の流入口及び流出口を有する加工容器に前記加工対象物を収容し、前記レーザ光が透過するカバー部材を前記被加工面との隙間が一定になるように配置し、前記加工容器及び前記カバー部材を、内部を減圧雰囲気下にすることが可能なチャンバに収容し、前記チャンバに前記液体を供給することにより、前記液体が前記隙間に充満し、且つ、前記液体が前記カバー部材上を流れない状態で、前記液体を前記被加工面上で前記流入口から前記流出口へ移動させながら前記被加工面への前記レーザ光の照射を行う
レーザ加工方法。 - 前記加工対象物を前記移動する液体中に浸漬させた状態で前記被加工面への前記レーザ光の照射を行う
請求項５に記載のレーザ加工方法。
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