JPH02235593A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH02235593A JPH02235593A JP1055361A JP5536189A JPH02235593A JP H02235593 A JPH02235593 A JP H02235593A JP 1055361 A JP1055361 A JP 1055361A JP 5536189 A JP5536189 A JP 5536189A JP H02235593 A JPH02235593 A JP H02235593A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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、特に小面積の半導体デ
バイスの修正等の微細な加工に適するレーザ加工装置に
関する． 〔従来の技術〕 従来のレーザ加工装置は、レーザ光源と、このレーザ光
源から発光したレーザ光を２次元に走査する走査手段と
、この走査手段上に設けたエンコーダとを備えて構成さ
れている。（日本塑性学会誌（塑性と加工）第２７巻第
３０７号Ｐ．９２８〜９３３参照） 第２図はこのような従来のレーザ加工装置の一例を示す
斜視図である． 第２図に示すレーザ加工装置は、ＹＡＧレーザ光源３０
と、ビームエクスパンダ３１と、ｘｙステージ３２と、
このｘｙステージ３２のＸ軸およびｙ軸のそれぞれの移
動量を計測するＸ軸リニアエンコーダ３３およびｙ軸リ
ニアエンコーダ３４と、ｘｙステージ３２のＸ軸上およ
びｙ軸上のそれぞれに設けたミラー３５およびミラー３
６と、集光レンズ３７と、テーブル３８と、Ｘ軸リニア
エンコーダ３３およびｙ軸リニアエコーダ３４からの出
力のそれぞれをカウントするＸ軸カウンタ３９およびｙ
軸カウンタ４０と、ｘｙステージ３２の移動量を指令す
る指令部４１と、この指令部４１からの信号とＸ軸カウ
ンタ３９またはｙ軸力ウンタ４０からの信号との差を計
算してｘｙステージ３２に駆動指令を出力するＸ軸コン
トローラ４２およびｙ軸コントローラ４３とを備えてい
る。
バイスの修正等の微細な加工に適するレーザ加工装置に
関する． 〔従来の技術〕 従来のレーザ加工装置は、レーザ光源と、このレーザ光
源から発光したレーザ光を２次元に走査する走査手段と
、この走査手段上に設けたエンコーダとを備えて構成さ
れている。（日本塑性学会誌（塑性と加工）第２７巻第
３０７号Ｐ．９２８〜９３３参照） 第２図はこのような従来のレーザ加工装置の一例を示す
斜視図である． 第２図に示すレーザ加工装置は、ＹＡＧレーザ光源３０
と、ビームエクスパンダ３１と、ｘｙステージ３２と、
このｘｙステージ３２のＸ軸およびｙ軸のそれぞれの移
動量を計測するＸ軸リニアエンコーダ３３およびｙ軸リ
ニアエンコーダ３４と、ｘｙステージ３２のＸ軸上およ
びｙ軸上のそれぞれに設けたミラー３５およびミラー３
６と、集光レンズ３７と、テーブル３８と、Ｘ軸リニア
エンコーダ３３およびｙ軸リニアエコーダ３４からの出
力のそれぞれをカウントするＸ軸カウンタ３９およびｙ
軸カウンタ４０と、ｘｙステージ３２の移動量を指令す
る指令部４１と、この指令部４１からの信号とＸ軸カウ
ンタ３９またはｙ軸力ウンタ４０からの信号との差を計
算してｘｙステージ３２に駆動指令を出力するＸ軸コン
トローラ４２およびｙ軸コントローラ４３とを備えてい
る。
ＹＡＧレーザ光源３０から出射したレーザ光５０は、ビ
ームエクスパンダ３１に入射してここで千行光にコリー
メートされ、ｘｙステージ３２のＸ軸上に設置したミラ
ー３５に入射する。入射しなレーザ光は、ミラー３５に
よってｘｙ平面内で直角に反射され、ｘｙステージ３２
のｙ軸上に設置されたミラー３６に入射し、ここでｘｙ
平面に対して直角に反射される。この反射されたレーザ
光は、次に集光レンズ３７に入射し、これによってテー
ブル３８上に焦点を結ぶ。このとき、ミラ一３５および
３６を移動させることによってテーブル３８上のレーザ
光をテーブル３８の平面内で走査してテーブル３８上の
被加工物に対して加工を行う．加工を行う位置すなわち
レーザ光の位置は、ｘｙステージ３２上の二つのミラー
３５および３６の位置で決まり、この位置はｘｙステー
ジ３２のＸ軸およびｙ軸上に設置されているリニアエン
コーダ３３および３４によって計測される。
ームエクスパンダ３１に入射してここで千行光にコリー
メートされ、ｘｙステージ３２のＸ軸上に設置したミラ
ー３５に入射する。入射しなレーザ光は、ミラー３５に
よってｘｙ平面内で直角に反射され、ｘｙステージ３２
のｙ軸上に設置されたミラー３６に入射し、ここでｘｙ
平面に対して直角に反射される。この反射されたレーザ
光は、次に集光レンズ３７に入射し、これによってテー
ブル３８上に焦点を結ぶ。このとき、ミラ一３５および
３６を移動させることによってテーブル３８上のレーザ
光をテーブル３８の平面内で走査してテーブル３８上の
被加工物に対して加工を行う．加工を行う位置すなわち
レーザ光の位置は、ｘｙステージ３２上の二つのミラー
３５および３６の位置で決まり、この位置はｘｙステー
ジ３２のＸ軸およびｙ軸上に設置されているリニアエン
コーダ３３および３４によって計測される。
上述したように，従来のレーザ加工装置は、被加工物上
におけるレーザ光の位置すなわち加工位置を、レーザ光
を走査するためのミラーの移動距離を計測することによ
って求めている．このため、ｘｙステージのピッチング
やヨーイングやローリングによって生ずるミラーの傾き
のために、テーブル上のレーザ光の位置がずれるという
欠点がある．例えば、ミラーとテーブルとの間の距離を
５ ０ ０ ｍｍ、ピッチング等によるミラーの傾きを
１０秒とすると、テーブル上でのレーザ光の位置ずれは
２４μｍにも達する。またさらに、ミラーとテーブルと
の間の距離が大きいため、その間の空気のドリフトによ
るレーザ光の位置ずれが大きいという欠点もある．近年
、大容量メモリデバイスのレーザトリミングを行う場合
のように、高精度なレーザ加工に対する需要が増加して
いるが、上述のような欠点は、高精度レーザ加工におい
ては致命的なものである． 〔課題を解決するための手段〕 本発明のレーザ加工装置は、第一のレーザ光を出射ヂる
第一のレーザ光源と、前記第一のレーザ光と波長が異な
る第二のレーザ光を出射し前記第一のレーザ光源に対し
て直角に配設した第二のレーザ光源と、前記第一および
第二のレーザ光を入射して同一光軸に重ねて一本とした
第三のレーザ光を出射する第一のビームスブリツタと、
前記第三のレーザ光を入射してそのビーム径を広げて出
射するビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダ
からのレーザ光を入射して水平に直角方向に反射する第
一のミラーと、前記第一のミラーからの光を垂直に直角
方向に反射する第二のミラーと、前記第一のミラーを搭
載してＸ軸方向に移動させ前記第二のミラーを搭載して
ｙ軸方向に移動させるｘｙステージと、前記第二のミラ
ーからのレーザ光を集光して出射する集光レンズと、前
記集光レンズからのレーザ光の焦点の位置に設けた被加
工物を搭載するテーブルと、前記集光レンズと前記テー
ブルとの間に設けられ前記集光レンズからの第三のレー
ザ光を前記第一のレーザ光と前記第二のレーザ光とに分
離し前記第一のレーザ光を透過し前記第二のレーザ光を
反射する第二のビームスプリッタと、前記第二のビーム
スプリッタによって反射された前記第二のレーザ光を受
光しこれに対して直角に配設した２次元光位置検出器と
、前記ｘｙステージに対して移動の指令を与える指令部
と、前記指令部からの指令信号と前記２次元光位置検出
器からの出力信号とを入力してその差を検出して前記ｘ
ｙステージに対して前記第一のミラーのＸ軸方向の運動
および前記第二のミラーのｙ軸方向の運動の指令を与え
るステージコントローラとを備えている。
におけるレーザ光の位置すなわち加工位置を、レーザ光
を走査するためのミラーの移動距離を計測することによ
って求めている．このため、ｘｙステージのピッチング
やヨーイングやローリングによって生ずるミラーの傾き
のために、テーブル上のレーザ光の位置がずれるという
欠点がある．例えば、ミラーとテーブルとの間の距離を
５ ０ ０ ｍｍ、ピッチング等によるミラーの傾きを
１０秒とすると、テーブル上でのレーザ光の位置ずれは
２４μｍにも達する。またさらに、ミラーとテーブルと
の間の距離が大きいため、その間の空気のドリフトによ
るレーザ光の位置ずれが大きいという欠点もある．近年
、大容量メモリデバイスのレーザトリミングを行う場合
のように、高精度なレーザ加工に対する需要が増加して
いるが、上述のような欠点は、高精度レーザ加工におい
ては致命的なものである． 〔課題を解決するための手段〕 本発明のレーザ加工装置は、第一のレーザ光を出射ヂる
第一のレーザ光源と、前記第一のレーザ光と波長が異な
る第二のレーザ光を出射し前記第一のレーザ光源に対し
て直角に配設した第二のレーザ光源と、前記第一および
第二のレーザ光を入射して同一光軸に重ねて一本とした
第三のレーザ光を出射する第一のビームスブリツタと、
前記第三のレーザ光を入射してそのビーム径を広げて出
射するビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダ
からのレーザ光を入射して水平に直角方向に反射する第
一のミラーと、前記第一のミラーからの光を垂直に直角
方向に反射する第二のミラーと、前記第一のミラーを搭
載してＸ軸方向に移動させ前記第二のミラーを搭載して
ｙ軸方向に移動させるｘｙステージと、前記第二のミラ
ーからのレーザ光を集光して出射する集光レンズと、前
記集光レンズからのレーザ光の焦点の位置に設けた被加
工物を搭載するテーブルと、前記集光レンズと前記テー
ブルとの間に設けられ前記集光レンズからの第三のレー
ザ光を前記第一のレーザ光と前記第二のレーザ光とに分
離し前記第一のレーザ光を透過し前記第二のレーザ光を
反射する第二のビームスプリッタと、前記第二のビーム
スプリッタによって反射された前記第二のレーザ光を受
光しこれに対して直角に配設した２次元光位置検出器と
、前記ｘｙステージに対して移動の指令を与える指令部
と、前記指令部からの指令信号と前記２次元光位置検出
器からの出力信号とを入力してその差を検出して前記ｘ
ｙステージに対して前記第一のミラーのＸ軸方向の運動
および前記第二のミラーのｙ軸方向の運動の指令を与え
るステージコントローラとを備えている。
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する． 第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である． 第１図に示すレーザ加工装置は、ＹＡＧレーザ光源１と
、ＹＡＧレーザ光源１に対して直角に配置されたＨ．Ｎ
．レーザ光源２と、ＹＡＧレーザ光源１から出射したＹ
ＡＧレーザ光３の光軸とＨ．Ｎ．レーザ光源２から出射
されなＨ，Ｎ，レーザ光４との光軸を重ねるためのビー
ムスブリッタ５と、この重ねられたレーザ光のビーム径
を広げるためのビームエクスパンダ６と、ｘｙステージ
７と、ビームスブリッタ５で重ねられたレーザ光を入射
するＸｙステージ７のＸ軸上に設置したミラー８と、ミ
ラー８によってｘｙステージのｘｙ平面内で直角に反射
されたレーザ光を入射するｘｙステージ７のｙ軸上に設
置したミラー９と、ミラー９によってｘｙステージ７の
ｘｙ平面に対して直角に反射したレーザ光を入射する集
光レンズ１０と、集光レンズｌＯによって集光された光
によって走査するため被加工物を載置するテーブル１１
と、集光レンズ１０とテーブル１１との間に設置しＹＡ
Ｇレーザ光３を透過しＨ．Ｎ．レーザ光４を直角に反射
するビームスプリッタ１２と、ビームスブリッタ１２に
よって直角に反射されたＨ．Ｎ．レーザ光１４の光軸に
対して直角な面内に設！した２次元光位置検出器１３と
、ｘｙステージ７に対して動作の指令を与える指令部１
４と、２次元光位置検出器１３が出力する信号と指令部
１４からの指令信号との差を計算してｘｙステージ７に
対して駆動信号を出力するステージコントローラ１５と
を備えている． ＹＡＭレーザ光源１とＨ．Ｎ．レーザ光源２とは、互い
に直角をなす位１に配置されており、それぞれの出射光
はビームスプリッタ５に入射して同一の光軸に重ね合わ
せられて１本のレーザ光２ｏとなってビームエクスバン
ダ６に入射する．ここでレーザ光２０は平行光にコリー
メートされてｘｙステージ７上のミラー８に入射し、こ
こで直角に反射されてミラー９に入射する．ミラー９に
入射したレーザ光２０は、ｘｙステージ７のｘｙ平面と
直角に反射されて集光レンズ１ｏに入射し、集光レンズ
１０よって集光されたレーザ光はビームスプリッタ１２
によってＹＡＧレーザ光とＨ．Ｎ．光番ミ分離される．
分離されたＹＡＧレーザ光はビームスプリッタ１２を透
過してテーブル１１上に焦点を結ぶ．一方分離されたｌ
｛．Ｎ．レーザ光はビームスブリッタ１２によって直角
方向に反射され、２次元光位置検出器１３に入射する。
明する． 第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である． 第１図に示すレーザ加工装置は、ＹＡＧレーザ光源１と
、ＹＡＧレーザ光源１に対して直角に配置されたＨ．Ｎ
．レーザ光源２と、ＹＡＧレーザ光源１から出射したＹ
ＡＧレーザ光３の光軸とＨ．Ｎ．レーザ光源２から出射
されなＨ，Ｎ，レーザ光４との光軸を重ねるためのビー
ムスブリッタ５と、この重ねられたレーザ光のビーム径
を広げるためのビームエクスパンダ６と、ｘｙステージ
７と、ビームスブリッタ５で重ねられたレーザ光を入射
するＸｙステージ７のＸ軸上に設置したミラー８と、ミ
ラー８によってｘｙステージのｘｙ平面内で直角に反射
されたレーザ光を入射するｘｙステージ７のｙ軸上に設
置したミラー９と、ミラー９によってｘｙステージ７の
ｘｙ平面に対して直角に反射したレーザ光を入射する集
光レンズ１０と、集光レンズｌＯによって集光された光
によって走査するため被加工物を載置するテーブル１１
と、集光レンズ１０とテーブル１１との間に設置しＹＡ
Ｇレーザ光３を透過しＨ．Ｎ．レーザ光４を直角に反射
するビームスプリッタ１２と、ビームスブリッタ１２に
よって直角に反射されたＨ．Ｎ．レーザ光１４の光軸に
対して直角な面内に設！した２次元光位置検出器１３と
、ｘｙステージ７に対して動作の指令を与える指令部１
４と、２次元光位置検出器１３が出力する信号と指令部
１４からの指令信号との差を計算してｘｙステージ７に
対して駆動信号を出力するステージコントローラ１５と
を備えている． ＹＡＭレーザ光源１とＨ．Ｎ．レーザ光源２とは、互い
に直角をなす位１に配置されており、それぞれの出射光
はビームスプリッタ５に入射して同一の光軸に重ね合わ
せられて１本のレーザ光２ｏとなってビームエクスバン
ダ６に入射する．ここでレーザ光２０は平行光にコリー
メートされてｘｙステージ７上のミラー８に入射し、こ
こで直角に反射されてミラー９に入射する．ミラー９に
入射したレーザ光２０は、ｘｙステージ７のｘｙ平面と
直角に反射されて集光レンズ１ｏに入射し、集光レンズ
１０よって集光されたレーザ光はビームスプリッタ１２
によってＹＡＧレーザ光とＨ．Ｎ．光番ミ分離される．
分離されたＹＡＧレーザ光はビームスプリッタ１２を透
過してテーブル１１上に焦点を結ぶ．一方分離されたｌ
｛．Ｎ．レーザ光はビームスブリッタ１２によって直角
方向に反射され、２次元光位置検出器１３に入射する。
２次元光位置検出器１３は、入射したＨ．Ｎ＠レーザ光
の２次元平面内における位置を精密に検出する。一般に
２次元光位置検出器の検出の精度は２〜３μｍである。
の２次元平面内における位置を精密に検出する。一般に
２次元光位置検出器の検出の精度は２〜３μｍである。
次にｘｙステージ７を駆動してミラー８およびミラー９
を移動させることにより、ＹＡＧレーザ光をテーブル１
１上で走査する．このとき、Ｈ．Ｎ．レーザ光は２次元
光位置検出器１３上を走査する。
を移動させることにより、ＹＡＧレーザ光をテーブル１
１上で走査する．このとき、Ｈ．Ｎ．レーザ光は２次元
光位置検出器１３上を走査する。
２次元光位置検出器１３からの出力は、２次元光位置検
出器１３上のＨ．Ｎ．レーザ光の位置によって変化する
．指令部１４からの出力信号と２次元光位！検出器１３
からの出力信号が等しくなるようにステージコントロー
ラ１５からｘｙステージ７に対して駆動信号を出力する
。
出器１３上のＨ．Ｎ．レーザ光の位置によって変化する
．指令部１４からの出力信号と２次元光位！検出器１３
からの出力信号が等しくなるようにステージコントロー
ラ１５からｘｙステージ７に対して駆動信号を出力する
。
以上説明したように、本発明のレーザ加工装置は、被加
工物上を走査して加工するＹＡＧレーザ光の位置を、Ｙ
ＡＧレーザ光と直角な面上を走査するＨ．Ｎ．レーザ光
の位置を２次元位置検出器で精密に計測することによっ
て制御することにより、ＹＡＧレーザ光の走査手段であ
るｘｙステージの機械的な誤差およびミラーとテーブル
間の空気のドリフトによるレーザ光の位置ずれを補正す
ることができるという効果があり、これによってＹＡＧ
レーザ光による加工位置を精密にコントロールすること
ができるという効果がある． ある．
工物上を走査して加工するＹＡＧレーザ光の位置を、Ｙ
ＡＧレーザ光と直角な面上を走査するＨ．Ｎ．レーザ光
の位置を２次元位置検出器で精密に計測することによっ
て制御することにより、ＹＡＧレーザ光の走査手段であ
るｘｙステージの機械的な誤差およびミラーとテーブル
間の空気のドリフトによるレーザ光の位置ずれを補正す
ることができるという効果があり、これによってＹＡＧ
レーザ光による加工位置を精密にコントロールすること
ができるという効果がある． ある．
Claims (1)
- 第一のレーザ光を出射する第一のレーザ光源と、前記第
一のレーザ光と波長が異なる第二のレーザ光を出射し前
記第一のレーザ光源に対して直角に配設した第二のレー
ザ光源と、前記第一および第二のレーザ光を入射して同
一光軸に重ねて一本とした第三のレーザ光を出射する第
一のビームスプリッタと、前記第三のレーザ光を入射し
てそのビーム径を広げて出射するビームエキスパンダと
、前記ビームエキスパンダからのレーザ光を入射して水
平に直角方向に反射する第一のミラーと、前記第一のミ
ラーからの光を垂直に直角方向に反射する第二のミラー
と、前記第一のミラーを搭載してｘ軸方向に移動させ前
記第二のミラーを搭載してｙ軸方向に移動させるｘｙス
テージと、前記第二のミラーからのレーザ光を集光して
出射する集光レンズと、前記集光レンズからのレーザ光
の焦点の位置に設けた被加工物を搭載するテーブルと、
前記集光レンズと前記テーブルとの間に設けられ前記集
光レンズからの第三のレーザ光を前記第一のレーザ光と
前記第二のレーザ光とに分離し前記第一のレーザ光を透
過し前記第二のレーザ光を反射する第二のビームスプリ
ッタと、前記第二のビームスプリッタによって反射され
た前記第二のレーザ光を受光しこれに対して直角に配設
した２次元光位置検出器と、前記ｘｙステージに対して
移動の指令を与える指令部と、前記指令部からの指令信
号と前記２次元光位置検出器からの出力信号とを入力し
てその差を検出して前記ｘｙステージに対して前記第一
のミラーのｘ軸方向の運動および前記第二のミラーのｙ
軸方向の運動の指令を与えるステージコントローラとを
備えることを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1055361A JPH02235593A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1055361A JPH02235593A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02235593A true JPH02235593A (ja) | 1990-09-18 |
Family
ID=12996353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1055361A Pending JPH02235593A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02235593A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536916A (en) * | 1994-09-30 | 1996-07-16 | Sanyo Machine Works, Ltd. | Method for performing automatic alignment-adjustment of laser robot and the device |
| EP1666189A1 (de) * | 2004-12-03 | 2006-06-07 | REHAU AG + Co | Einrichtung zur Führung eines Laserstrahles mit zwei Schwenkspiegeln und einem Stellelement zum Drehen um eine vertikale Achse ; Vorrichtung zur Laserbearbeitung mit einer solchen Einrichtung ; Verfahren zum Führen eines Laserstrahles mit Drehung um eine vertikale Achse |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1055361A patent/JPH02235593A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536916A (en) * | 1994-09-30 | 1996-07-16 | Sanyo Machine Works, Ltd. | Method for performing automatic alignment-adjustment of laser robot and the device |
| EP1666189A1 (de) * | 2004-12-03 | 2006-06-07 | REHAU AG + Co | Einrichtung zur Führung eines Laserstrahles mit zwei Schwenkspiegeln und einem Stellelement zum Drehen um eine vertikale Achse ; Vorrichtung zur Laserbearbeitung mit einer solchen Einrichtung ; Verfahren zum Führen eines Laserstrahles mit Drehung um eine vertikale Achse |
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