JPH0394989A - 光加工装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザを使用して加工を行なう光加工装置に
関するものであり、特にそのレーザ出力鏡の改良に関す
る。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開昭６３−２２０９９１号公報に示さ
れた従来の光加工装置の構成図である。図において、（
１）はレーザ発振器で、全反射鏡（２）と、所定の光透
過率ｔ（＜１）からなるレーザ出力鏡（３）と、その間
に封じ込められたレーザ媒質（４）とで構成されている
。（５）は被加工物（９）上に加工したい形状に対応す
る形状の開溝が設けられ、その開講を介して光を透過す
ると共に、他の部分は光を反射または吸収する材料から
できたマスクである。（６）はレーザ出力＠　１３１か
ら透過されたレーザ光（７）を拡張してマスク（５）面
上に照射するビームエキスパンダ、（９）は被加工物、
ＱＯはマスク（５）に設けられた所定のパターンに対応
した透過レーザ光０を被加工物（９）面上に結像させる
結像光学系である。

次に動作について説明する。レーザ発振器（１）内で発
振されたレーザ光からレーザ出力鏡（３）を経て発振器
（１）外に取り出されたレーザ光（７）はいったんマス
ク（５）の大きさに対応するまでビームエキスパンダ（
６）により拡張されてマスク（５）面上に照射される。

このマスク（６）を透過したレーザ光０は結像光学系α
０によって被加工物（９）上に投影されるので、マスク
（５）の開溝に対応した所望の溝が被加工物（９）上に
加工される。上記のように、従来の構成では、レーザ発
振器（１）の出力鏡（３）は所定の光透過率ｔ（＜３）
（エキシマレーザで約９０％、通常のガスレーザで約】
Ｏ％）を持って発振器（１〉外に光を取り出すようにし
ており、発振器（１）内の光強度にくらべ、発振器（１
）外に取り出されたレーザ光（７）の強度は、レーザ出
力鏡の透過率もの値に対応して弱められる。ビームエキ
スパンダ（６）により拡張されたレーザ光（８）に対し
て更にマスク（５）上の開溝形状に従って開溝部を透過
したレーザ光０のみが有効エネルギーとして加工に利用
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の光加工装置は以上のように構成され、半透過膜を
使って出力しているので、パワー密度が低くなるという
問題点があった。又、マスク（５）に対して照射される
レーザ光（８）のうち一部分だけがマスク（５）を透過
して加工に利用される。従一）で、例えば、銅ポリイミ
ド基板製作工程におけるポリイミドのパイアホール加工
では、ｌｅｍ角内に直径２０μｍ穴１００個設けるとす
るとマスクの開口率（マスク全面積と光透過部分の面積
との比）が０．０３％と小さく、残る９９．９７％の光
はマスクにより反射または吸収されることになり、レー
ザ光の利用効率が非常に低いという問題点がめった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、パワー密度の高いレーザ光を出力し得、かつ
、レーザ光を高効率に利用し得る光加工装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光加工装置は、レーザ光を共振させつつ
被加工面へと導出させる発振器出力鏡を、光透過板と、
この光透過板上に形成され、所望のパターンに開溝した
反射膜からなるマスクとで構成したものである。

〔作用〕

この発明における光加工装置の発振器出力鏡に設けられ
たマスクは、光を反射しレーザ発振器内に戻す。また、
レーザを開溝を通して所定のパターンで被加工物へと導
出する。

〔実施例〕

以下この発明の光加工装誼の一実施例を図について説明
する。ｆｓＩ図はこの発明の光加工装置の構成を示す図
である。図において、○はこの発明？レーザ発振器を示
し、レーザ媒質（４）を封じ込んだ放電管０と２つのウ
インドα４、これらを挾んだ全反射鏡（２）とマスク出
力鏡（自）とによって構成されている。上記マスク出力
鏡（自）は第２図（ＩＬ）および（ｂｌに示すように光
透過板αカと、この光透過板α乃の上に設けられ所望の
パターンの開溝部Ｏｇが形成された、反射率の高い材料
からなる反射膜（自）から構成されている。αＧはマス
ク出力鏡（自）を透過した所望のパターンのレーザ光（
ト）を被加工基板（９）上に導き像を結ぶ結像光学系で
ある。

次に、上記のように構成された光加工装置の動作につい
て説明する。まず、レーザ発振器（自）の全反射鏡（２
）とマスク出力鏡（自）との間にレーザ光が発振する。

マスク出力鏡（自）は反躬率の高い反射ｖＡ■■■の一
部が開講となっているので、この開溝部（至）から発振
器Ｏ内のレーザ光の一部が発振器υ外へ透過する。透過
したレーザ光切は、結像光学系αＧによって被加工基板
（９）上に投影されるので、マスク出力＠ｔＪｓの開溝
パターンに対応したパターンの加工が被加工基板（９〉
上に行なわれる。反射膜（自）によ？で反射されたレー
ザ光は、マスク出力鏡＠と全反射鏡（２）とからなる発
振器０内に戻され再利用される。ここで、たとえば銅ポ
リイミド基板＋ａｍ角内に直径２０μｍ穴１００個をパ
イアホール加工すると仮定すると開口率（マスク全直積
と光透過部分全面積との比）は極めて低く（約０．０３
％）、ほぼ１００％のレーザ光が発振器Ｏ内へ戻され発
振器（自）内のレーザ光の光強度を高めるのに再利用さ
れる。

さらに開溝部翰を通過して加工に使われるパターン化し
たレーザ光ｑＧの強度は発振器０内のレーザ光の強度と
ほぼ等しい。だから、たとえばＣＯ■レーザの場合、従
来装貿ではレーザ出力鏡（半透鏡）（３）の透過率は約
１０％であり、この発明によればレーザ発振器内のレー
ザ光の光強度が従来とかわらないとしても１０倍の加工
光強度のパターンが得られることになる。加工性能の良
いエキシマレーザの場合、レーザ出力鏡（３）の透過率
は約９０％と高い透過率のものが最適として採用されて
いる。木発明のマスク出力鏡にかえた場合、レーザ発振
器内のレーザ光の光強度が従来と変らないと仮定して１
．１倍、１割強の加工光強度が得られることになる。

なお、上記実施例では共振器を構成する２つのミラーの
一方は全反射鏡（２）、他方をマスク出力鏡Ｏとしたが
、第３図に示すように、両方ともマスク出力鏡としても
反射率が高いためレーザ共振することが可能である。こ
の場合、第２のマスク出力鏡から出力されるレーザ光に
対しても、第２の結像光学系を設けて被加工物をあてが
えば、同時に２つの被加工物の加工が行なえれる。

また、上記実施例では結像光学系として単レンズを用い
ているが、他の結像光学系でも良い。

さらに、マスク出力鏡に設けたマスクパターンの開口率
は、レーザ発振が停止しない範囲で任意にとることがで
みる。さらに又、第４図はこの発明の他の実施例を示し
、マスク出力鏡命とウインドα４の間にビームエキスパ
ンダ（６）を挾んだ構成とした変形例を示す図である。

この場合広いマスク面に対しても対応できる。

〔発明の効果〕

この発明に係る光加工装置は、レーザ光を共振させつつ
被加工面へと導出させる発振器出力鏡を、光透過板と、
この光透過板上に形成され、所望のパターンに開溝した
反射鏡からなるマスクとで構成したので、パワー密度の
高いレーザ出力を出力し得、かつレーザ光を高効率に利
用し得る光加工装置を提供することができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す光加工装置の構成図
、第２図（ａ）および（ｂ）はこの発明における光加工
装置のマスク出力鏡の正面図および断面図である。第３
図はこの発明の他の実施例の構成図、第４図はこの発明
におけるさらに他の実施例の構成図、第５図は従来の光
加工装置の構成図である。 図において、■はレーザ発振器、（自）はマスク出力鏡
、αηは光透過板、（至）は反射膜、αＱは反別膜に形
成された開溝部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　レーザ光を共振させつつ被加工面へと導出させるレー
   ザ発振器出力鏡を、光透過板と、この光透過板上に形成
   され、所望のパターンに開溝した反射膜からなるマスク
   とで構成したことを特徴とする光加工装置。