JPH0724590A

JPH0724590A - レーザ加工装置

Info

Publication number: JPH0724590A
Application number: JP5168854A
Authority: JP
Inventors: Takeoki Miyauchi; 建興宮内; Shigenobu Maruyama; 重信丸山; Haruhisa Sakamoto; 治久坂本; Katsuro Mizukoshi; 克郎水越; Mikio Hongo; 幹雄本郷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は繰返し反射タイプ投影加工方式のレー
ザ加工装置において、レーザ光の利用率を向上させるこ
とと、ビーム強度を左右対称とし、全体に均一化させる
のが目的である。【構成】レーザ発振器１より出たレーザ光が加工マスク
３と補助ミラー５の間を繰返し反射を続けながら加工を
行う際、最後の残り光７に正対して戻しミラー８を設け
る。また、ビームを左右に半分割し、両側から入射させ
る。【効果】従来捨てていた残り光を戻しミラーにより使用
でき、エネルギー利用効率が上った。また、左右にビー
ムを分割することにより、加工マスク全面での左右対称
性と強度の均一性を実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工装置に関す
る。特に、マスクパターンを投影転写して加工を行うマ
スク投影加工方式のレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、第27回レーザ熱加工研究会論文
集（1992年１月）15〜21ページに田中正明他により発表
された従来の繰返し反射マスク投影方式のレーザ加工装
置の原理図である。レーザ１より出たレーザ光２は、裏
面に高反射膜をもった投影用加工マスク３に当り、開口
部４の光が透過し、他の光は反射されて加工マスク３に
少し角度を有する補助ミラー５に当り、再び反射されて
加工マスク３に戻り、開光部６の光は透過し、他の部分
の光は、また、反射されて補助ミラー５に戻り、そこ
で、また、反射されて加工マスク３に戻り、開光部のみ
の光が透過するという繰返しを重ね、加工マスク３の最
後から反射された光は外へ捨てられる。この光は完全に
無駄になる。また、レーザ光強度は入射側と出射側で微
妙な差を生ずるため加工一様性に問題を生ずることがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来技術の無駄
になるレーザ光も有効に使うことと、レーザ光の一様性
を得るのが本発明の目的である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】最後の加工マスクから出
てくるレーザ光の光軸に対し直角のミラーを設け、残り
のレーザ光を逆進させてやる。

【０００５】また、レーザ光を２分割し、左右から同時
に半分づつ入射させてやる。

【０００６】

【作用】残りのレーザ光を逆進させることにより、捨て
られていたレーザ光が有効に加工に利用できる。また、
レーザ光を左右に２分割することにより、その合成光量
は分布が一様なものとなり、加工の均一性が保たれる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例である。レーザ発振
器１から出たレーザ光２は、加工マスク３に入射し、開
口４の部分のレーザ光は透過し、他のレーザ光は補助ミ
ラー５の方へ反射し、再び反射されて加工マスク３に戻
る過程を繰返し、最後に加工マスクを反射して出てきた
残り光７は、残り光の光軸に対して垂直に置かれた戻し
ミラー８により、通って来た道をそのまま戻して戻り、
残り光７による追加加工を行いながら進行していく。こ
のようにすることにより、今まで捨てていたレーザ光も
最後まで有効に使用することができるようになった。

【０００８】図３は本発明の他の一実施例である。戻し
ミラー８は曲面鏡となっている。加工マスク３を出てき
た残り光７はある広がり角を有しており、これをそのま
ま平面鏡で正反射させて戻してやると、レーザ光強度は
ますます低下していく。そこで、戻しミラー８を曲面鏡
として、幾分収束気味にして反射させてやる。そうする
ことにより、戻り光の強度が低下しない状態で、また、
繰返し反射し、有効な加工を行いながら従来は捨てられ
ていた残り光を利用することができるようになった。

【０００９】図４ａは本発明の第３の実施例を示したも
のである。レーザ発振器１から出たレーザ光２は開口４
を有する加工マスク３に入射する前に半分割ミラー11で
光量の半分のＡ光12が透過し、残りの半分のＢ光13は反
射されてミラー14で再度反射され、それぞれ加工マスク
３に対して角度をもたせるための屈折用プリズス15ａ，
15ｂを通って屈折され、加工マスク３に入射する。そし
て、開口４を通ったレーザ光は被加工物に照射される。
開口４以外の部分のレーザ光は全反射されて、加工マス
ク４に平行に配置された補助ミラー５に反射されて、ま
た、加工マスクに戻ってくる。Ａ光12，Ｂ光13ともに同
様に繰返し反射して、Ａ光12の残り光７Ａは戻しミラー
８ｂで戻され、Ｂ光13の残り光７Ｂは戻しミラー８ｂで
戻され、それぞれ逆逆行して加工に使われる。

【００１０】このとき、図４ｂに示した如く、Ａ光，Ｂ
光ともに反射を繰返しながら両側から減衰して行き、こ
れを合成すると、ほぼ一様な強度のビームが加工マスク
４の全面に照射されることになる。

【００１１】このようにすることにより、補助ミラーを
加工マスクに平行に固定しておくことができ、また、左
右対称な全体に均一なレーザ光照が可能となり、加工の
品質を向上することができるようになった。

【００１２】図５は本発明のさらに別の一実施例であ
る。レーザ発振器１から出たレーザ光は半分割ミラー11
で光量の半分のＡ光12とＢ光13に分けられる。そして、
(ａ)では反射ミラー14，16，17で入射角度を整えられ、
開口４を有する加工マスク３と補助ミラー５で繰返し反
射され、残り光７Ａ，７Ｂとなって戻しミラー８ｂ，８
ａで逆に戻される。(ｂ)はＢ光13はミラー14で入射角度
を整えられ、Ａ光12はそのまま開口４を有する加工マス
ク３に入射し補助ミラー５との間で繰返し反射して残り
光７Ａ，７Ｂとして出射し、戻しミラー８ｂ，８ａで反
射され、また元へ戻っていく。

【００１３】このようにすることにより、図４と同様の
効果をプリズムを用いることなく、ミラーのみの構成で
実施することができるようになった。

【００１４】

【発明の効果】本発明の如く、戻しミラーを設けること
により、従来捨てていたレーザ光も有効に使えるように
なり、レーザ発振器の負担を低減できるようになった。
また、左右にビームを分けて両側から同時に入射する方
式にしたことにより、照射面の左右条件が対称となり、
全面的にも均一性の高い加工ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ加工装置の構成を示す図であ
る。

【図２】従来のレーザ加工装置の構成を示す図である。

【図３】本発明のレーザ加工装置の他の実施例を示す図
である。

【図４】同じく他の実施例を示す図である。

【図５】同じく他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…レーザ発振器、２…レーザ光、３…加工マスク、４,６…開口、５…補助ミラー、７，7Ａ,7Ｂ…残り光、８，8ａ,8ｂ…戻しミラー、 11…半分割ミラー、 12…Ａ光、 13…Ｂ光、 14,16,17…ミラー、 15ａ,15ｂ…屈折用プリズム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水越克郎神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者本郷幹雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光をマスクと補助ミラーで繰返し反
射させてマスク投影加工を行うレーザ加工装置におい
て、最終反射部を出た残り光を正反射する戻しミラーを
設けるようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】請求項１において、戻しミラーを曲面と
し、レーザ光の広がり角を抑制し、戻り反射時にビーム
幅が徐々に狭くなるようにしたことを特徴とするレーザ
加工装置。
【請求項３】レーザ光をマスクと補助ミラーで繰返し反
射させてマスク投影加工を行うレーザ加工装置におい
て、元のビームを２分割してマスクの両端から繰返し反
射させるようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。