JPH0810970A - Method and equipment of laser beam machining - Google Patents

Method and equipment of laser beam machining

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JPH0810970A
JPH0810970A JP6140578A JP14057894A JPH0810970A JP H0810970 A JPH0810970 A JP H0810970A JP 6140578 A JP6140578 A JP 6140578A JP 14057894 A JP14057894 A JP 14057894A JP H0810970 A JPH0810970 A JP H0810970A
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composite material
laser
plurality
laser processing
processing apparatus
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Shigeru Akao
Keiichi Kimura
景一 木村
茂 赤尾
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Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

PURPOSE:To provide the laser beam machining equipment and method thereof to cut the composite material consisting of plural layers with using laser beam, in particular, ultraviolet laser beam, to pierce and groove. CONSTITUTION:Laser beam flux 100a, 100b, 100c corresponding to plural layers 10A, 10B, 10C constituting a composite material 10 are prepared, each irradiating point of the laser beam flux is constituted so that the optimum energy density is obtained corresponding to the layers 10A, 10B, 10C to be machined. Accordingly, because each layer 10A, 10B, 10C of the composite material 10 is machined by the optimum energy density, non-thermal working is achieved.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザを使用して材料の切断、溝加工又は穴開け加工をするためのレーザ加工装置及び方法に関し、より詳細には、波長が400nm以下の紫外線レーザを使用して層状の複合材料を切断し、 The present invention relates to a material cutting of using a laser, relates a laser processing apparatus and method for the grooving or boring, and more particularly, a wavelength using the following ultraviolet laser 400nm cutting the composite material of a layer with,
溝を形成し又は穴開けするためのレーザ加工装置及び方法に関する。 A laser machining apparatus and a method for opening forming or hole groove.

【0002】 [0002]

【従来の技術】現在、材料の切断、穴開け又は溝加工に、波長が400nm以下のレーザ、即ち、紫外線レーザが使用されている。 At present, cutting the material, the drilling or grooving, following the laser wavelength is 400 nm, i.e., UV laser is used. 紫外線レーザを使用すると、加工中に熱が発生しにくく熱歪みが少ない非熱加工、即ちアブレーション加工が可能である。 With ultraviolet lasers, heat is generated hardly thermal strain is small non-thermal processing during processing, i.e., ablation processing is possible. 従って、従来の波長が400nm以上のレーザ、例えば、CO 2レーザ(波長λ=10.6μm)、YAGレーザ(波長λ=1.06 Therefore, more than conventional wavelength 400nm laser, for example, CO 2 laser (wavelength lambda = 10.6 [mu] m), YAG laser (wavelength lambda = 1.06
μm)を使用する場合のように熱加工ではないから、より高精度の加工が可能である。 Not a thermal processing as in the case of using the [mu] m), it is possible to process more accurate.

【0003】斯かる紫外線レーザとして、例えば、エキシマレーザ(ArF:λ=193nm)、エキシマレーザ(KrF:λ=249nm)、Nd:YAGレーザの4倍波(λ=266nm)がある。 [0003] As such an ultraviolet laser, e.g., an excimer laser (ArF: λ = 193nm), excimer laser (KrF: λ = 249nm), Nd: there are 4 of a YAG laser harmonic (λ = 266nm).

【0004】紫外線レーザを使用して高精度の加工をするためには、非熱的加工、即ちアブレーション加工を達成する必要がある。 [0004] Using the ultraviolet laser to the machining of high precision, non-thermal processing, i.e. it is necessary to achieve ablation. 熱的加工となるか非熱的加工となるかは、様々な要因によって決まる。 Whether a non-thermal processing or a thermal processing will depend on various factors. 斯かる要因として例えば、紫外線レーザの波長λ、紫外線レーザの照射部における照射エネルギ密度、被加工物の物性等が挙げられる。 For example, as such a factor, the wavelength of the ultraviolet laser lambda, irradiation energy density at the irradiation portion of the ultraviolet laser, and a physical properties of the workpiece. 被加工物の物性には、エネルギ吸収率、熱伝導率、 The physical properties of the workpiece, the energy absorption rate, thermal conductivity,
融点、結合解離エネルギ等が含まれる。 Melting point include bond dissociation energy and the like.

【0005】被加工物の表面における照射エネルギ密度が大きいと熱的加工が支配的となり、熱歪みに起因して加工精度が低下する。 [0005] becomes the irradiation energy density at the surface of the workpiece is large and thermal processing is dominant, machining accuracy due to thermal distortion is reduced. 被加工物の表面における照射エネルギ密度が小さいと非熱的加工が支配的になり、高い加工精度を得ることができるが、加工速度が遅くなり、作業効率が低下する。 Irradiation energy density at the surface of the workpiece is non-thermal processing dominate small, it is possible to obtain high machining accuracy, the machining speed is slow, decreases the work efficiency.

【0006】従って、最適な照射エネルギ密度が存在する。 Accordingly, there is an optimum irradiation energy density. 斯かる最適な照射エネルギ密度は使用する紫外線レーザの波長と被加工物の物性例えばエネルギ吸収率によって決まる。 Such optimum irradiation energy density is determined by the physical properties for example the energy absorption of the wavelength and the workpiece ultraviolet laser used. 即ち、使用する紫外線レーザの波長と被加工物の材質によって、最適な照射エネルギ密度も変化する。 That is, the material of the wavelength and the workpiece ultraviolet laser used, also changes the optimum irradiation energy density.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】従来、被加工物が単一材料よりなる場合には、紫外線レーザの波長を適当に選択して、所定の最適な照射エネルギ密度を得ることができた。 BRIEF Problem to be Solved] Conventionally, when the workpiece is formed of a single material, the wavelength of the ultraviolet laser appropriately selected, it is possible to obtain a predetermined optimum irradiation energy density. それによって効率的に非熱的加工によって被加工物を加工することができた。 Whereby a can be efficiently processed workpiece by non-thermal processing.

【0008】しかしながら、複数の層が積層された複合材料を加工する場合には、斯かる方法によって高い加工精度を達成することはできない。 However, in the case of processing the composite material in which a plurality of layers are laminated it can not achieve high machining accuracy by such a method. なぜなら、各層を形成する異なる材料に対して最適な紫外線レーザ波長と照射エネルギ密度はそれぞれ異なる。 This is because the irradiation energy density and optimal UV laser wavelength for different materials forming each layer are different. 従って、単一の照射エネルギ密度によって、複合材料を加工すると、1つの層に対して高い精度で加工することができても、他の層に対して高い精度にて加工することはできない。 Thus, a single irradiation energy density, when processing the composite material, be able to process at a high accuracy with respect to one layer, it can not be processed with high accuracy with respect to other layers.

【0009】本発明は斯かる点に鑑み、レーザを使用して複数の層が積層された複合材料を加工する場合に、高い精度にて加工することができるレーザ加工装置及び方法を提供することを目的とする。 [0009] The present invention has been made in view of the points mow 斯, when processing the composite material in which a plurality of layers are laminated by using a laser, to provide a laser processing apparatus and method capable of processing with high precision With the goal.

【0010】本発明は斯かる点に鑑み、レーザを使用して複数の層が積層された複合材料を加工する場合に、効率的に加工することができるレーザ加工装置及び方法を提供することを目的とする。 [0010] The present invention has been made in view of the points mow 斯, when a plurality of layers using a laser to process the composite material laminated can be efficiently processed to provide a laser processing apparatus and method for the purpose.

【0011】本発明は斯かる点に鑑み、紫外線レーザを使用して複数の層からなる複合材料材料を切断し、穴開けし又は溝加工をするためのレーザ加工装置及び方法を提供することを目的とする。 [0011] The present invention has been made in view of the points mow 斯, using ultraviolet laser cutting the composite material comprising a plurality of layers, to provide a laser processing apparatus and method for the drilling or grooving for the purpose.

【0012】 [0012]

【課題を解決するための手段】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、複数の層10A、10B、1 According to the present invention SUMMARY OF], for example, as shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of layers 10A, 10B, 1
0Cを含む複合材料10をレーザによって加工するためのレーザ加工装置において、上記複合材料10の複数の層10A、10B、10Cに対応して複数のレーザ光束を生成する光学装置と上記複合材料10を支持し上記複合材料10を上記光学装置に対して移動させるためのスージ装置111とを有し、上記複数のレーザ光束の照射点の各々は対応する上記複合材料10の複数の層10 In the laser processing apparatus for processing a composite material 10 comprising 0C by laser, a plurality of layers 10A of the composite material 10, 10B, the optical device and the composite material 10 for generating a plurality of laser beams in correspondence with 10C the support was the composite material 10 and a Suzie device 111 for moving relative to the optical device, a plurality of layers 10 of the composite material 10 each irradiation point of said plurality of laser beams is the corresponding
A、10B、10Cの各々に対して最適なエネルギ照射密度が得られるように所定の波長及び光強さを有することを特徴とする。 A, 10B, and having an optimum energy irradiation density given wavelength and light intensity as obtained for each of 10C.

【0013】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記レーザ光束は波長λが400nm以下の紫外線レーザであることを特徴とする。 [0013] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the laser beam is characterized by a wavelength λ is less ultraviolet laser 400 nm.

【0014】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束による照射点は互いに隔置されて1直線に沿って配置され、上記複合材料10の複数の層10A、10B、1 [0014] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the irradiation point by the plurality of laser beams are disposed along a straight line are spaced from each other, the composite material 10 a plurality of layers 10A of, 10B, 1
0Cは上側の層より順に対応する上記複数のレーザ光束の各々によって切断され、それによって上記複合材料1 0C is cut by each of said plurality of laser beams corresponding to the order from the upper layer, whereby the composite material 1
0が切断されるように構成されていることを特徴とする。 0 is characterized by being configured to be cut.

【0015】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束は対応する上記複合材料10の複数の層10A、10 [0015] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, a plurality of layers 10A, 10 of the composite material 10 of the plurality of laser beams is the corresponding
B、10Cの被加工面上にパルス照射されるように構成されていることを特徴とする。 B, and characterized by being configured to be pulse irradiation on the work surface of the 10C.

【0016】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記スージ装置11 [0016] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the Suzie device 11
1は上記複合材料10を上記1直線方向に及びそれに垂直な上記複合材料10の厚さ方向にステップ送りに移動させるように構成されていることを特徴とする。 1 is characterized by being configured to move the composite material 10 in the thickness direction to step feeding of the first linear direction and perpendicular thereto the composite material 10.

【0017】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記スージ装置111によって上記複合材料10は上記複合材料10の厚さ方向にステップ送りされ、それによって上記複合材料10の層に孔が形成されると、上記スージ装置111によって上記複合材料10は上記1直線方向にステップ送りされ、その位置にて再び上記複合材料10の層に孔が形成され、これを繰り返して上記複合材料10の層を上記1直線に沿って切断するように構成されていることを特徴とする。 [0017] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the above-mentioned composite material 10 by the Suzie device 111 for each pulse irradiation of the plurality of laser light flux of the composite material 10 thickness is step feed direction is, when thereby the hole in the layer of the composite material 10 is formed, the composite material 10 by the Suzie device 111 is step feed in the first linear direction, again the composite material at that position 10 is a layer holes are formed, by repeating this, characterized in that a layer of the composite material 10 is configured to cut along the 1 line.

【0018】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記光学装置は上記複数のレーザ光束を生成するための複数の光学系を含み、該光学系の各々は光源11a又は11cとエネルギ強度分布を均一化するためのホモジナイザ21a又は2 [0018] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing device, the optical device includes a plurality of optical systems for generating the plurality of laser beams, each of the optical system homogenizer 21a or 2 for uniformizing the light source 11a or 11c and the energy intensity distribution
1cとエネルギ強度を減衰するためのアッテネータ23 Attenuator 23 for attenuating 1c and energy intensity
a、23b又は23cと所定形状の窓を有するマスク2 a, the mask 2 having a 23b or 23c and the window of a predetermined shape
5a、25b又は25cと該マスクの像を照射点にて結像させるためのレンズ27a、27b又は27cとを含むことを特徴とする。 5a, a lens 27a for forming an image of 25b or 25c and the mask at the irradiation point, characterized in that it comprises a 27b or 27c.

【0019】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193nm)とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とする。 [0019] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the light source is an excimer laser to include:: (λ = 249nm KrF) (ArF λ = 193nm) and excimer laser and features.

【0020】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束による照射点は同一点であり、上記複合材料10の複数の層は上側の層より順に対応する上記複数のレーザ光束の各々によって孔が形成され、それによって上記複合材料10に孔が形成されるように構成されていることを特徴とする。 [0020] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the irradiation point by the plurality of laser beams are the same point, a plurality of layers the upper layer of the composite material 10 is more holes through each of the plurality of laser beams corresponding to the order of formation, thereby characterized in that it is configured as holes in the composite material 10 is formed.

【0021】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束は対応する上記複合材料10の複数の層10A、10 [0021] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, a plurality of layers 10A, 10 of the composite material 10 of the plurality of laser beams is the corresponding
B、10Cの被加工面上にパルス照射されるように構成されていることを特徴とする。 B, and characterized by being configured to be pulse irradiation on the work surface of the 10C.

【0022】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記スージ装置11 [0022] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the Suzie device 11
1は上記複合材料10を上記複合材料10の厚さ方向にステップ送りに移動させるように構成されていることを特徴とする。 1 is characterized by being composed of the composite material 10 to move to the step feed in the thickness direction of the composite material 10.

【0023】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記スージ装置111によって上記複合材料10は上記複合材料10の厚さ方向にステップ送りされ、それによって上記複合材料10の各層に順に孔が形成され、これを繰り返して上記複合材料10に孔が形成されるように構成されていることを特徴とする。 [0023] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the above-mentioned composite material 10 by the Suzie device 111 for each pulse irradiation of the plurality of laser light flux of the composite material 10 thickness is step feed direction is thereby the hole in order to each layer of the composite material 10 is formed, characterized in that it is configured as holes in the composite material 10 by repeating this is formed.

【0024】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記光学装置は上記複数のレーザ光束を生成する複数の光学系とそれによって生成された複数のレーザ光束を1点に照射させるための集光装置とを有し、上記複数の光学系の各々は光源とエネルギ強度分布を均一化するためのホモジナイザとエネルギ強度を減衰するためのアッテネータと所定形状の窓を有するマスクと該マスクの像を照射点にて結像するためのレンズとを含むことを特徴とする。 [0024] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, a plurality of optical systems the optical apparatus for generating a plurality of laser beams and a plurality of laser beams generated by it the and a condenser device for irradiating the one point, the window of the attenuator and a predetermined shape for damping homogenizer and energy intensity to equalize the each light source and the energy intensity distribution of the plurality of optical systems characterized in that it comprises a lens for imaging an image of the mask and the mask at the irradiation point with.

【0025】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工装置において、上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193nm)とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とする。 [0025] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing apparatus, the light source is an excimer laser to include:: (λ = 249nm KrF) (ArF λ = 193nm) and excimer laser and features.

【0026】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、複数の層10A、10B、10Cを含む複合材料10をレーザによって加工するためのレーザ加工方法において、複合材料10の複数の層10A、10B、1 [0026] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of layers 10A, 10B, in the laser processing method for a composite material 10 is processed by a laser, including a 10C, a plurality of composite material 10 layers 10A, 10B, 1
0Cに対応して複数のレーザ光束を用意することと、上記複合材料10の複数の層10A、10B、10Cの各々の照射点に対して最適なエネルギ照射密度が得られるように上記複数のレーザ光束の各々の所定の波長及び光強さ設定することと、上記複合材料10の複数の層10 And providing a plurality of laser beams in response to 0C, the plurality of layers 10A of the composite material 10, 10B, 10C each optimum energy irradiation said plurality of lasers such that the density is obtained for the irradiation point of the and setting each of a predetermined wavelength and light intensity of the light beam, a plurality of layers 10 of the composite material 10
A、10B、10Cの上側の層から下側の層まで順に対応する上記複数のレーザ光束の各々によって加工することと、を含む。 Including A, 10B, and be processed by each of said plurality of laser beams corresponding to the order to the lower layer from the upper layers of 10C, a.

【0027】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工方法において、上記レーザ光束は波長が400nm以下の紫外線レーザであることを特徴とする。 [0027] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing method, the laser beam is characterized by a wavelength or less of the ultraviolet laser 400 nm.

【0028】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工方法において、上記複数のレーザ光束を被加工面上にパルス照射するように構成されていることを特徴とする。 [0028] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing method, characterized in that said plurality of laser beams are configured to pulse irradiation on the work surface.

【0029】本発明によると、例えば図1に示すように、レーザ加工方法において、上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記複合材料10を厚さ方向にステップ送りし、それ繰り返して上記複合材料10の層に孔を形成し、次に上記複合材料10を上記1直線方向にステップ送りし、その位置にて再び上記複合材料10の層に孔を形成し、これを繰り返して上記複合材料10の層を上記1直線に沿って切断し、それによって上記複合材料1 [0029] According to the present invention, for example as shown in FIG. 1, in the laser processing method, step feeding in the thickness direction of the above composite material 10 for each pulse irradiation of the plurality of laser beams, it repeatedly the composite material hole was formed in 10 layers, then the composite material 10 step feeding to the first linear direction, the hole is formed again the layer of the composite material 10 at that position, the composite material 10 by repeating this the layers were cut along the first straight, whereby the composite material 1
0の上側の層より順に切断し、それを繰り返して上記複合材料10を切断するように構成されていることを特徴とする。 Cut in order from the upper layer of 0, characterized in that it is configured to repeat it cutting the composite material 10.

【0030】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工方法において、上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193nm)とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とする。 [0030] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing method, the light source is an excimer laser to include:: (λ = 249nm KrF) (ArF λ = 193nm) and excimer laser and features.

【0031】本発明によると、例えば図3に示すように、レーザ加工方法において、上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記複合材料10を厚さ方向にステップ送りし、それを繰り返して上記複合材料10の層に孔を形成し、それによって同じ位置にて上記複合材料10の上側の層より順に孔を形成し、それを繰り返して上記複合材料10に孔を形成するように構成されていることを特徴とする。 [0031] According to the present invention, for example as shown in FIG. 3, in the laser processing method, step feeding in the thickness direction of the above composite material 10 for each pulse irradiation of the plurality of laser beams, the composite repeat it hole was formed in the layer of material 10, thereby holes are formed in order from the upper layer of the composite material 10 at the same position and repeat it is configured to form a hole in the composite material 10 it is characterized in.

【0032】本発明によると、例えば図1〜図3に示すように、レーザ加工方法において、上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193nm)とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とする。 [0032] According to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 to 3, in the laser processing method, the light source is an excimer laser to include:: (λ = 249nm KrF) (ArF λ = 193nm) and excimer laser and features.

【0033】 [0033]

【作用】本発明によれば、複合材料10を構成する複数の層10A、10B、10Cに対してそれぞれ対応するレーザ光束100a、100b、100cが提供され、 According to the present invention, a plurality of layers 10A which constitutes the composite material 10, 10B, the corresponding laser beam 100a with respect to 10C, 100b, 100c are provided,
斯かるレーザ光束の各々は対応する被加工層に対して最適なエネルギ密度が得られるように構成されている。 Each of such laser beam is configured for optimal energy density for the corresponding layer to be processed is obtained. 従って、複合材料10の各層10A、10B、10Cは最適なエネルギ密度によって加工されることができるから、非熱的加工を達成することができる。 Thus, each layer 10A of composite material 10, 10B, 10C is because it can be processed by the optimum energy density, it is possible to achieve non-thermal processing.

【0034】 [0034]

【実施例】以下に図1〜図3を参照して本発明の実施例について説明する。 EXAMPLES For Examples of the invention with reference to FIGS. 1 to 3 will be described below. 先ず図1を参照して本発明によるレーザ加工方法を説明する。 Referring first to FIG. 1 illustrating a laser processing method according to the invention. 図1は複数の層からなる複合材料を切断する場合を示す。 Figure 1 shows a case of cutting a composite material comprising a plurality of layers. 複合材料10は2軸ステージ111上に装着されており、斯かる2軸ステージ11 Composite material 10 is mounted on a two-axis stage 111, such 2-axis stage 11
1は複合材料10を2軸方向にステップ送りすることができるように構成されている。 1 is configured to be able to step feed the composite material 10 in two axial directions. 図示のように、(垂直面上に又は紙面に平行な面上に)右方向に沿ってY軸をとり、Y軸に垂直にZ軸をとる。 As shown, (a plane parallel to or paper on the vertical plane) takes the Y-axis along the right direction, and a Z-axis perpendicular to the Y axis. 2軸ステージ111は複合材料10をY軸方向及びZ軸方向にステップ送りに移動することができる。 2-axis stage 111 can be moved to the step feed a composite material 10 in the Y-axis and Z-axis directions.

【0035】複合材料10は複数の層、例えば、上側の第1の層10Aと中間の第2の層10Bと下側の第3の層10Cの3つの層を含む。 [0035] comprising the composite material 10 includes a plurality of layers, for example, three layers of the upper side of the first layer 10A and the intermediate second layer 10B and the lower side of the third layer 10C. 斯かる3つの層10A、1 Such three layers 10A, 1
0B、10Cは互いに異なる材料によって形成されている。 0B, 10C are formed by different materials. 第3の層10Cは、例えば、ガラスであってよい。 The third layer 10C may be, for example, glass.

【0036】2軸ステージ111の上側に光学系が配置されており、斯かる光学系は、複合材料10の各層に対応して複数のレーザ光束を提供することができるように構成されている。 [0036] 2 and the optical system above the axis stage 111 is arranged, such an optical system is configured to be able to correspond to each layer of the composite material 10 to provide a plurality of laser beams. 本例では、3つの層10A、10B、 In this example, three layers 10A, 10B,
10Cに対応して3つのレーザ光100a、100b、 Three laser beams 100a, 100b in response to 10C,
100cを順次供給するように構成されている。 And it is configured to sequentially supply 100c. レーザ光100a、100b、100cは例えばパルス照射されるように構成されてよい。 Laser beam 100a, 100b, 100c may be configured to be for example, pulse irradiation.

【0037】斯かる光学系は3つのレーザ光100a、 [0037] Such optical system consists of three laser beams 100a,
100b、100cをそれぞれ集光する集光レンズ27 100b, a condenser lens, respectively condensing the 100c 27
a、27b、27cを有し、斯かる集光レンズ27a、 a, 27b, has a 27c, such a condenser lens 27a,
27b、27cはY軸に沿って順次並べられている。 27b, 27c are are sequentially arranged along the Y-axis.

【0038】図1Aに示すように、切断加工をする場合、2軸ステージ111によって複合材料10はY軸方向に移動し、複合材料10の第1の層10Aの先端部の表面に第1のレーザ光100aが照射されるように配置される。 As shown in FIG. 1A, the case where the cutting, the composite material 10 by 2-axis stage 111 is moved in the Y-axis direction, first the surface of the tip portion of the first layer 10A of composite material 10 laser beam 100a is arranged to be irradiated.

【0039】第1のレーザ光100aは第1の層10A [0039] The first laser beam 100a first layer 10A
の表面にパルス照射され、各照射毎に複合材料10はZ It is on the surface of the pulse irradiation, the composite material 10 for each irradiation Z
軸方向に沿って上方にステップ送りされる。 Fed stepwise upwardly along the axial direction. 斯かるZ軸方向のステップ送り量は、第1のレーザ光100aの1 Step feed amount of such Z-axis direction, of the first laser beam 100a
ショットの照射によって除去された第1の層10Aの厚さ分に略等しい。 Approximately equal to the thickness of the first layer 10A which has been removed by the irradiation of the shot. こうして、第1の集光レンズ27aから第1の層10Aの被加工面までの距離は常に一定に保たれ、それによって、第1の層10Aの被加工面における照射エネルギ密度は常に一定になる。 Thus, the distance from the first condenser lens 27a to the treated surface of the first layer 10A is always kept constant, thereby the irradiation energy density is always constant in the processing surface of the first layer 10A .

【0040】第1のレーザ光100aによるパルス照射によって第1の層10Aに穴が形成され、その穴の深さが大きくなり第2の層10Bの表面が現れると、複合材料10は2軸ステージ111によってY軸方向に沿って右方向にステップ送りされる。 [0040] by pulse irradiation by the first laser beam 100a is hole formed in the first layer 10A, the surface of the second layer 10B becomes large depth of the hole appear, the composite material 10 is 2-axis stage fed stepwise in the right direction along the Y-axis direction by 111. 斯かるY軸方向のステップ送り量は、第1のレーザ光100aによって第1の層10Aに形成された孔の直径に略等しい。 Step feed amount of such Y-axis direction is substantially equal to the diameter of the first layer 10A in the hole formed by the first laser beam 100a.

【0041】こうして、第1のレーザ光100aによって複合材料10の第1の層10Aに孔が順次形成され、 [0041] Thus, holes are sequentially formed on the first layer 10A of composite material 10 by the first laser beam 100a,
連続した孔によって複合材料10の第1の層10Aは切断される。 The first layer 10A of composite material 10 by successive holes are cut.

【0042】第1のレーザ光100aによる照射エネルギ密度は第1の層10Aを加工するために最適な値が選択される。 The irradiation energy density of the first laser beam 100a optimum value is selected for machining the first layer 10A. 即ち、第1のレーザ光100aは、第1の層10Aを加工するために最適な照射エネルギ密度を提供することができるように、波長λ及び光強さが選択される。 That is, the first laser beam 100a, as it is possible to provide an optimum illumination energy density to machine the first layer 10A, the wavelength λ and the light intensity is selected.

【0043】こうして、第1のレーザ光100aによって複合材料10の第1の層10Aが順次切断加工され、 [0043] Thus, the first layer 10A of composite material 10 are sequentially cut by the first laser beam 100a,
第1の層10Aの深さの溝が形成される。 The groove depth of the first layer 10A is formed. 複合材料10 Composite material 10
はY軸方向に移動し、第2のレーザ光100bが複合材料10の先端部を照射する位置に到達する。 Moves in the Y-axis direction, the second laser beam 100b reaches the position of irradiating the tip of the composite material 10.

【0044】図1Bに示すように、 第2のレーザ光1 As shown in Figure 1B, the second laser beam 1
00bは第1のレーザ光100aによって形成された溝を照射するように構成されている。 00b is configured to illuminate the groove formed by the first laser beam 100a. 従って、第2のレーザ光100bによって複合材料10の第2の層10Bの表面が照射され、それによって第2の層10Bが加工される。 Thus, the surface of the second layer 10B irradiation of the composite material 10 by the second laser beam 100b, whereby the second layer 10B is processed. 第2のレーザ光100bによる照射エネルギ密度は第2の層10Bを加工するために最適な値が選択される。 Irradiation energy density of the second laser beam 100b optimum value is selected to process the second layer 10B. 即ち、第2のレーザ光100bは、第2の層10B That is, the second laser beam 100b includes a second layer 10B
を加工するために最適な照射エネルギ密度を提供することができるように、波長λ及び光強さが選択される。 To be able to provide optimal radiation energy density to machine the wavelength λ and the light intensity is selected.

【0045】図1Cに示すように、2軸ステージ111 [0045] As shown in FIG. 1C, 2-axis stage 111
がY軸方向に更に移動し、それによって複合材料10も更に移動する。 There further moved in the Y-axis direction, thereby further moving even composite 10. その間、第1のレーザ光100aによって複合材料10の第1の層10Aだけが切断され、第2 Meanwhile, only the first layer 10A of composite material 10 is cut by the first laser beam 100a, second
のレーザ光100bによって複合材料10の第2の層1 The second layer of composite material 10 by the laser beam 100b 1
0Bだけが切断される。 Only 0B is disconnected. 従って、第1のレーザ光100 Thus, the first laser beam 100
a及び第2のレーザ光100bによって複合材料10の第1の層10A及び第2の層10Bの深さの溝が形成される。 The first layer 10A and the groove depth of the second layer 10B of composite material 10 is formed by a and the second laser beam 100b.

【0046】第3のレーザ光100cは斯かる溝を照射するように構成されている。 The third laser beam 100c is configured to illuminate the such groove. 従って、同様に、第3のレーザ光100cによって複合材料10の第3の層10C Therefore, similarly, the third layer 10C of the composite material 10 by the third laser beam 100c
の表面が照射され、それによって第3の層10Cが加工される。 The surface of the irradiation, whereby the third layer 10C is processed. 第3のレーザ光100cによる照射エネルギ密度は第3の層10Cを加工するために最適な値が選択される。 Irradiation energy density of the third laser beam 100c is an optimum value is selected for processing the third layer 10C. 即ち、第3のレーザ光100cは、第3の層10 That is, the third laser beam 100c, the third layer 10
Cを加工するために最適な照射エネルギ密度を提供することができるように、波長λ及び光強さが選択される。 In order to be able to provide optimal radiation energy density to machine C, the wavelength λ and the light intensity is selected.

【0047】こうして、本例によると、3つの層よりなる複合材料10を切断する場合、第1のレーザ光100 [0047] Thus, according to this example, when cutting a composite material 10 consisting of three layers, the first laser beam 100
aによって第1の層10Aが切断され、第2のレーザ光100bによって第2の層10Bが切断され、第3のレーザ光100cによって第3の層10Cが切断される。 The first layer 10A is cut by a, a second layer 10B by the second laser beam 100b is disconnected, the third layer 10C is cut by the third laser beam 100c.

【0048】尚、以上複合材料10を切断する場合について説明したが、第3のレーザ光100cを使用しないことによって第3の層10Cだけを残し、それによって溝を形成することもできる。 [0048] Incidentally, the description has been given of the case of cutting the composite material 10 described above, leaving only the third layer 10C by not using the third laser beam 100c, whereby it is possible to form the groove. 又は、第2及び第3のレーザ光100b、100cを使用しないことによって第2 Or, first by not using the second and third laser beam 100b, the 100c 2
及び第3の層10B、10Cを残し、それによって溝を形成することもできる。 And a third layer 10B, leaving 10C, whereby it is possible to form the groove.

【0049】図2を参照して本発明によるレーザ加工装置の例を説明する。 [0049] With reference to FIG. 2 illustrates an example of a laser machining apparatus according to the present invention. 斯かるレーザ加工装置は図1を参照して説明した如き複合材料を切断するように構成されている。 Such laser processing apparatus is configured to cut a composite material such as described with reference to FIG.

【0050】レーザ加工装置は複合材料10を装着してそれをY軸方向及びZ軸方向にステップ送りする2軸ステージ111と斯かる2軸ステージ111を支持する定盤113とを有する。 The laser processing apparatus has a platen 113 which supports the 2-axis stage 111 and such 2-axis stage 111 for stepwise feeding it to attach the composite material 10 in the Y-axis and Z-axis directions.

【0051】2軸ステージ111の上方には複数のレーザ光束、例えば3つのレーザ光100a、100b、1 The plurality of laser beams is above the two-axis stage 111, for example, three laser beams 100a, 100b, 1
00cを提供するための光学系が配置されている。 Optics for providing 00c is disposed. 斯かる3つのレーザ光100a、100b、100cはパルス照射されるように構成されていよい。 Such three laser beams 100a, 100b, 100c good is configured to be pulse irradiation. 光学系は第1及び第2のレーザ光100a、100bを提供するための第1の光学系と第3のレーザ光100cを提供するための第2の光学系とを含む。 The optical system comprises a second optical system for providing a first optical system and the third laser beam 100c for providing a first and second laser beams 100a, 100b.

【0052】第1の光学系は第1の光源11aと斯かる光源11aからの光100abを偏向する第1及び第2 [0052] The first optical system the first and second deflecting the light 100ab from the first light source 11a and such a light source 11a
の偏向ミラー12a、13aとエネルギ強度分布を均一にするためのホモジナイザ21aと斯かるホモジナイザ21aによってエネルギ強度分布が均一化された光束1 The deflection mirror 12a, 13a and the light beam 1 which energy intensity distribution is made uniform by the homogenizer 21a and such a homogenizer 21a for homogenizing the energy intensity distribution
00abを2つの光束100a、100bに分割するハーフミラー14aとを有する。 And a half-mirror 14a for dividing the 00Ab 2 two light beams 100a, to 100b.

【0053】第1の光学系は更に、ハーフミラー14a [0053] The first optical system further half mirror 14a
によって得られた第1の光束100aのエネルギ強度を減衰させるための第1のアッテネータ23aと適当な形状例えば矩形の窓を有する第1のマスク25aと第1の光束100aを集光して第1のマスク25aの像を複合材料10の第1の層10Aの照射面に結像させるための第1のレンズ27aとを有する。 The condenses the first mask 25a and first light flux 100a having a first first attenuator 23a and a suitable shape for example a rectangular window for attenuating the energy intensity of the light beam 100a obtained by 1 the image of the mask 25a and a first lens 27a for focusing the irradiated surface of the first layer 10A of composite material 10.

【0054】第1の光学系は更にまた、ハーフミラー1 [0054] The first optical system Furthermore, the half mirror 1
4aによって得られた第2の光束100bを偏向するための第3の偏向ミラー14bとエネルギ強度を減衰させるための第2のアッテネータ23bと適当な形状例えば矩形の窓を有する第2のマスク25bと第2の光束10 Second mask 25b having a second second attenuator 23b and a suitable shape for example a rectangular window to attenuate a third deflecting mirror 14b and the energy intensity for deflecting the light beam 100b obtained by 4a and the second beam 10
0bを集光して第2のマスク25bの像を複合材料10 Image composite material of the second mask 25b condenses the 0b 10
の第2の層10Bの照射面に結像させるための第2のレンズ27bとを有する。 And a second lens 27b for focusing the irradiated surface of the second layer 10B of.

【0055】第2の光学系は第2の光源11cと斯かる光源11cからの光100cを偏向する第4及び第5の偏向ミラー12c、13cとエネルギ強度分布を均一にするためのホモジナイザ21cと斯かるホモジナイザ2 [0055] The second optical system includes a homogenizer 21c for equalizing the fourth and fifth deflecting mirror 12c, 13c and the energy intensity distribution deflecting light 100c from the second light source 11c and such light source 11c such a homogenizer 2
1cによってエネルギ強度分布が均一化された光束10 The light beam 10 the energy intensity distribution is made uniform by 1c
0cを偏向する第6の偏向ミラー14cとエネルギ強度を減衰させるための第3のアッテネータ23cと適当な形状例えば矩形の窓を有する第3のマスク25cと第3 Third mask 25c and the third having a sixth third attenuator 23c and suitable shape for example a rectangular window for attenuating the deflection mirror 14c and the energy intensity of deflecting the 0c
の光束100cを集光して第3のマスク25cの像を複合材料10の第3の層10Cの照射面に結像させるための第3のレンズ27cとを有する With the a third lens 27c for forming an image of the third mask 25c and the light beams 100c and focused on the irradiated surface of the third layer 10C of the composite material 10

【0056】図1を参照して説明したように、第1、第2及び第3のレーザ光100a、100b、100cはそれぞれ複合材料10の第1、第2及び第3の層10 [0056] As described with reference to FIG. 1, first, first, second and third layers 10 of the second and third laser beams 100a, 100b, respectively 100c composites 10
A、10B、10Cを加工するために最適な照射エネルギ密度が得られるように構成されている。 A, 10B, the optimum irradiation energy density to machine 10C are configured so as to obtain.

【0057】第1及び第2の光源11a、11bの波長は、第1、第2及び第3のレーザ光100a、100 [0057] The first and second light sources 11a, the wavelength of the 11b, the first, second and third laser beams 100a, 100
b、100cによって複合材料10の第1、第2及び第3の層10A、10B、10Cの各被加工面にて最適な照射エネルギ密度が得られるように、適当に選択される。 b, a first composite material 10 by 100c, second and third layers 10A, 10B, so that the optimum irradiation energy density at the surface to be processed of 10C is obtained, is suitably selected.

【0058】第1及び第2の光源11a、11bは適当な紫外線レーザであってよい。 [0058] The first and second light sources 11a, 11b may be a suitable ultraviolet laser. 例えば、第1の光源11 For example, the first light source 11
aはエキシマレーザ(ArF:λ=249nm)であってよく、第2の光源11bはエキシマレーザ(KrF: a excimer laser: may be a (ArF λ = 249nm), the second light source 11b is an excimer laser (KrF:
λ=193nm)であってよい。 It may be a λ = 193nm).

【0059】最適な照射エネルギ密度を得るために、第1、第2及び第3のアッテネータ23a、23b、23 [0059] For optimal irradiation energy density, first, second and third attenuator 23a, 23b, 23
cが調節されてよく、第1、第2及び第3のマスク25 c may be adjusted, first, second and third mask 25
a、25b、25cの窓の寸法が調節されてよい。 a, 25b, the dimensions of the window of 25c may be adjusted.

【0060】図3を参照して本発明によるレーザ加工装置及び方法の他の例を説明する。 [0060] With reference to FIG. 3 illustrating another example of a laser processing apparatus and method according to the invention. この例では、複合材料10に穴開け加工がなされる。 In this example, drilling is performed in the composite material 10.

【0061】このレーザ加工装置は複合材料10を装着してそれをZ軸方向にステップ送りする1軸ステージ1 [0061] 1-axis stage 1 the laser processing apparatus for stepwise feeding it to attach the composite material 10 in the Z-axis direction
11Aを有する。 With a 11A. 斯かる1軸ステージ111Aは図2の例と同様に図示しない定盤113の上に支持されてよい。 Such one-axis stage 111A may be supported on the surface plate 113 (not shown) as in the example of FIG.

【0062】1軸ステージ111Aの上方には光学系が配置されており、斯かる光学系は複合材料の複数の層に対応して複数のレーザ光束、例えば3つのレーザ光束1 [0062] 1 above the axis stage 111A is disposed an optical system, such an optical system includes a plurality of laser beams corresponding to a plurality of layers of composite material, for example, three laser beams 1
00a、100b、100cを生成し、斯かる3つのレーザ光束100a、100b、100cによってそれぞれ複合材料10の第1、第2及び第3の層10A、10 00a, 100b, generates 100c, first each composite material 10 such three laser beams 100a, 100b, by 100c, second and third layers 10A, 10
B、10Cは穴開けされる。 B, 10C are drilled. 斯かる3つのレーザ光束1 Such three laser beams 1
00a、100b、100cは複合材料10の各層の加工面の1点に照射されるように構成されている。 00a, 100b, 100c is configured to be irradiated on one point of the working surface of each layer of the composite material 10. 斯かる3つのレーザ光束100a、100b、100cは例えばパルス照射されるように構成されてよい。 Such three laser beams 100a, 100b, 100c may be configured to be for example, pulse irradiation.

【0063】斯かる光学系は第1及び第2のレーザ光1 [0063] Such an optical system the first and second laser beam 1
00a、100bを提供するための第1の光学系と第3 00a, a first optical system for providing 100b and third
のレーザ光100cを提供するための第2の光学系とを含む。 Comprising of a second optical system for providing a laser beam 100c.

【0064】第1の光学系は第1の光源11aと斯かる光源11aからの光100abを偏向する第1及び第2 [0064] The first optical system the first and second deflecting the light 100ab from the first light source 11a and such a light source 11a
の偏向ミラー12a、13aとエネルギ強度分布を均一にするためのホモジナイザ21aと斯かるホモジナイザ21aによってエネルギ強度分布が均一化された光束1 The deflection mirror 12a, 13a and the light beam 1 which energy intensity distribution is made uniform by the homogenizer 21a and such a homogenizer 21a for homogenizing the energy intensity distribution
00abを2つの光束100a、100bに分割する第1のハーフミラー14aとを有する。 And a first half mirror 14a for dividing the 00Ab 2 two light beams 100a, to 100b.

【0065】第1の光学系は更に、第1のハーフミラー14aによって得られた第1の光束100aを遮断するための第1のシャッタ31aと第1の光束100aのエネルギ強度を減衰するための第1のアッテネータ23a [0065] Further the first optical system, for attenuating the energy intensity of the first shutter 31a and the first beam 100a for blocking the first beam 100a which is obtained by the first half mirror 14a the first attenuator 23a
と適当な形状例えば円形の窓を有する第1のマスク25 The first mask 25 having a suitable shape such as round windows
aと第1の光束100aを集光して第1のマスク25a The first mask 25a condenses the a and first beam 100a
の像を複合材料10の第1の層10Aの照射面に結像させるための第1のレンズ27aとを有する。 The image has a first lens 27a for focusing the irradiated surface of the first layer 10A of composite material 10.

【0066】第1の光学系は更にまた、第1のハーフミラー14aによって得られた第2の光束100bを遮断するための第2のシャッタ31bと第2の光束100b [0066] The first optical system Further, the second shutter 31b and the second light flux 100b for blocking the second beam 100b obtained by the first half mirror 14a
を偏向するための第3の偏向ミラー14bとエネルギ強度を減衰するための第2のアッテネータ23bと適当な形状例えば円形の窓を有する第2のマスク25bと第2 The for deflecting the third deflecting mirror 14b and the second mask 25b and the second having a second attenuator 23b and a suitable shape such as round windows for damping energy intensity
の光束100bを集光して第2のマスク25bの像を複合材料10の第2の層10Bの照射面に結像するための第2のレンズ27bとを有する。 And a second lens 27b for forming an image of the second mask 25b by the light beam 100b is focused on the irradiated surface of the second layer 10B of composite material 10.

【0067】第2の光学系は第2の光源11cと斯かる光源11cからの光100cを偏向する第4及び第5の偏向ミラー12c、13cとエネルギ強度分布を均一にするための第3のホモジナイザ21cと斯かるホモジナイザ21cによってエネルギ強度分布が均一化された光束100cを偏向する第6の偏向ミラー14cとエネルギ強度を減衰させるための第3のアッテネータ23cと適当な形状例えば円形の窓を有する第3のマスク25c [0067] The second optical system of the fourth and fifth deflecting mirror 12c, 13c and the third for a uniform energy intensity distribution for deflecting the light 100c from the second light source 11c and such light source 11c a third attenuator 23c and a suitable shape such as round windows for attenuating the sixth deflecting mirror 14c and the energy intensity of deflecting the light beam 100c to the energy intensity distribution is made uniform by the homogenizer 21c and such a homogenizer 21c the third mask 25c
と第3の光束100cを集光して第3のマスク25cの像を複合材料10の第3の層10Cの照射面に結像させるための第3のレンズ27cとを有する。 When a third lens 27c for imaging the irradiated surface of the third of the third layer 10C of the third mask 25c image the composite material 10 of the light beam 100c converges.

【0068】本例のレーザ加工装置の光学系は、第1、 [0068] The optical system of the laser machining apparatus of this example, first,
第2及び第3の光束100a、100b、100cを複合材料10の照射面の一点に導くために、第7の偏向ミラー15aと第2及び第3のハーフミラー15b、16 Second and third light fluxes 100a, 100b, 100c and to guide to a point irradiated surface of the composite material 10, a seventh deflecting mirror 15a and the second and third half mirror 15b, 16
とを有する。 With the door.

【0069】第2のレンズ27bより出射された第2の光束100bは第2及び第3のハーフミラー15b、1 [0069] The second light beam 100b emitted from the second lens 27b and the second and third half mirror 15b, 1
6を透過して複合材料10の表面の1点を照射する。 6 transmitted to the irradiating point of the surface of the composite material 10. 第1のレンズ27aを経由した第1の光束100aは第7 First beam 100a passing through the first lens 27a seventh
の偏向ミラー15aによって偏向され、第2のハーフミラー15bに導かれる。 Is deflected by the deflection mirror 15a, it is guided to the second half mirror 15b. 第1の光束100aは第2のハーフミラー15bによって更に偏向されて第2の光束1 First beam 100a and the second light beam is further deflected by the second half mirror 15b 1
00bの光路に導かれる。 Guided to an optical path of 00b. こうして第1の光束100a Thus, the first beam 100a
も複合材料10の表面の照射点に導かれる。 Also guided to the irradiation point of the surface of the composite material 10.

【0070】第3のレンズ27cを経由した第3の光束100cは第4のハーフミラー16によって偏向され、 [0070] The third light flux 100c passing through the third lens 27c is deflected by the fourth half mirror 16,
第2の光束100bの光路に導かれる。 It is guided to the optical path of the second beam 100b. こうして第3の光束100cも複合材料10の表面の照射点に導かれる。 Thus the third light flux 100c is also guided to the irradiation point of the surface of the composite material 10.

【0071】次に本例のレーザ加工装置による穴開け作業を説明する。 [0071] Next will be described a drilling operation by the laser machining apparatus of this embodiment. 本例のレーザ加工装置は、第1のレーザ光束100aによって複合材料10の第1の層10Aが穴開けされ、第2のレーザ光束100bによって複合材料10の第2の層10Bが穴開けされ、第3のレーザ光束100cによって複合材料10の第3の層10Cが穴開けされるように構成されている。 The laser processing apparatus of the present embodiment, the first layer 10A of composite material 10 by the first laser beam 100a is drilled, a second layer 10B of composite material 10 by the second laser beam 100b is drilled, the third layer 10C of the composite material 10 is configured to be pierced by the third laser beam 100c.

【0072】先ず、第1の光学系によって複合材料10 [0072] First, a composite material by the first optical system 10
の第1及び第2の層10A、10Bが加工される。 First and second layers 10A of, 10B are machined. 複合材料10の第1の層10Aに穴開けする場合、第1のシャッタ31aが開かれ、第2のシャッタ31bが閉じられる。 If you drilled hole in the first layer 10A of composite material 10, the first shutter 31a is opened, the second shutter 31b is closed. それによって、第1のレーザ光束100aのみが複合材料10の第1の層10Aの表面にパルス照射される。 Thereby, only the first laser beam 100a is pulsed onto the surface of the first layer 10A of composite material 10.

【0073】上述の例と同様に、第1のレーザ光束10 [0073] Similar to the above example, the first laser beam 10
0aのパルス照射毎に、1軸ステージ113Aによって複合材料10はZ軸方向上方に所定の送り量だけステップ送りされる。 For each pulse irradiation of 0a, the composite material 10 by the one axis stage 113A is fed stepwise by a predetermined feed amount in the Z-axis direction upward. 斯かるZ軸方向の送り量は、第1のレーザ光束100aの1パルス照射によって除去された第1 Feed amount of such Z-axis direction, first it was removed by 1 pulse irradiation of the first laser beam 100a 1
の層10Aの深さに対応している。 It corresponds to the depth of the layer 10A. こうして、第1のレーザ光束100aによって複合材料10の第1の層10 Thus, the first layer 10 of composite material 10 by the first laser beam 100a
Aに孔が形成され、第2の層10Bが現れると、第2のレーザ光束100bが使用される。 Hole is formed in the A, the second layer 10B appears, the second laser beam 100b is used.

【0074】複合材料10の第2の層10Bに穴開けする場合、第1のシャッタ31aが閉じられ第2のシャッタ31bが開かれる。 [0074] When drilling the second layer 10B of composite material 10, the second shutter 31b first shutter 31a is closed is opened. それによって、第2のレーザ光束100bのみが複合材料10の第2の層10Bの表面にパルス照射される。 Thereby, only the second laser beam 100b is pulsed onto the surface of the second layer 10B of composite material 10.

【0075】複合材料10の第1の層10Aに穴開けする場合と同様に、第2のレーザ光束100bのパルス照射毎に、1軸ステージ113Aによって複合材料10はZ軸方向上方に所定の送り量だけステップ送りされる。 [0075] Similar to the case of drilling the first layer 10A of composite material 10, for each pulse irradiation of the second laser beam 100b, the composite material 10 a predetermined feed in the Z-axis direction above the one-axis stage 113A is only step feed amount.

【0076】こうして、複合材料10の第1及び第2の層10A、10Bに孔が形成されると、次に第3の層1 [0076] Thus, the first and second layers 10A of the composite material 10, the holes 10B are formed, then the third layer 1
0Cに穴開け加工がされる。 Drilling is to 0C. 第1の光学系の作動は停止されて、第2の光学系が作動される。 Actuation of the first optical system is stopped, the second optical system is activated. 第2の光源11c A second light source 11c
からの第3のレーザ光束100cが使用される。 Third laser beam 100c from is used.

【0077】複合材料10の第1及び第2の層10A、 [0077] The first and second layers 10A of the composite material 10,
10Bに穴開けする場合と同様に、第3のレーザ光束1 As in the case of drilled holes in 10B, the third laser beam 1
00cのパルス照射毎に、1軸ステージ113Aによって複合材料10はZ軸方向上方に所定の送り量だけステップ送りされる。 For each pulse irradiation of 00C, the composite material 10 by the one axis stage 113A is fed stepwise by a predetermined feed amount in the Z-axis direction upward. こうして、複合材料10の第3の層1 Thus, the third layer 1 of composite material 10
0Cに孔が形成される。 Holes are formed in 0C. 複合材料10の第1、第2及び第3の層10A、10B、10Cに形成された各孔によって連続した1つの孔が形成される。 The first composite material 10, the second and third layers 10A, 10B, 1 one hole continuous with each hole formed in 10C is formed.

【0078】図1及び図2を参照して説明した例と同様に、第1、第2及び第3のレーザ光100a、100 [0078] Similar to the example described with reference to FIGS. 1 and 2, first, second and third laser beams 100a, 100
b、100cはそれぞれ複合材料10の第1、第2及び第3の層10A、10B、10Cを加工するために最適な照射エネルギ密度が得られるように構成されている。 b, 100c are configured such that the first, second and third layers 10A each composite material 10, 10B, the optimum irradiation energy density to machine 10C is obtained.

【0079】第1及び第2の光源11a、11bの波長は、第1、第2及び第3のレーザ光100a、100 [0079] The first and second light sources 11a, the wavelength of the 11b, the first, second and third laser beams 100a, 100
b、100cによって複合材料10の第1、第2及び第3の層10A、10B、10Cの各被加工面にて最適な照射エネルギ密度が得られるように、適当に選択される。 b, a first composite material 10 by 100c, second and third layers 10A, 10B, so that the optimum irradiation energy density at the surface to be processed of 10C is obtained, is suitably selected.

【0080】第1及び第2の光源11a、11bは適当な紫外線レーザであってよい。 [0080] The first and second light sources 11a, 11b may be a suitable ultraviolet laser. 例えば、第1の光源11 For example, the first light source 11
aはエキシマレーザ(ArF:λ=249nm)であってよく、第2の光源11bはエキシマレーザ(KrF: a excimer laser: may be a (ArF λ = 249nm), the second light source 11b is an excimer laser (KrF:
λ=193nm)であってよい。 It may be a λ = 193nm).

【0081】最適な照射エネルギ密度を得るために、第1、第2及び第3のアッテネータ23a、23b、23 [0081] For optimal irradiation energy density, first, second and third attenuator 23a, 23b, 23
cが調節されてよく、第1、第2及び第3のマスク25 c may be adjusted, first, second and third mask 25
a、25b、25cの窓の寸法が調節されてよい。 a, 25b, the dimensions of the window of 25c may be adjusted.

【0082】尚、以上複合材料10に貫通孔を形成する場合について説明したが、レーザ光の照射を適当な時に停止することによって貫通孔ではなく所望の深さの穴を形成することもできる。 [0082] Although described the case of forming the above composite material 10 in the through hole, it is also possible to form a desired depth hole and not by the through-hole by stopping the irradiation of the laser beam at the appropriate time. 第3のレーザ光100cを使用しないことによって第3の層10Cだけを残し、それによって第1及び第2の層10A、10Bの厚さに相当する穴を形成することもできる。 Leaving only the third layer 10C by not using the third laser beam 100c, can thereby first and second layers 10A, also form a hole corresponding to the thickness of 10B. 又は、第2及び第3のレーザ光100b、100cを使用しないことによって第2及び第3の層10B、10Cを残し、それによって第1の層10Aの厚さに相当する穴を形成することもできる。 Or the second and third laser beam 100b, second and third layers 10B by not using 100c, leave 10C, thereby also forming a hole corresponding to the thickness of the first layer 10A it can.

【0083】以上本発明の実施例について詳細に説明してきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得ることは当業者にとって容易に理解されよう。 [0083] Although embodiments have been described in detail, the present invention is that the can take a variety of configurations other without departing from the gist of the present invention not limited to the embodiments described above the skilled person it will be easily understood.

【0084】 [0084]

【発明の効果】本発明によると、レーザを使用して複数の層を含む複合材料を切断加工し、溝形成加工し又は穴開け加工する場合に、高い精度にて加工することができる利点がある。 According to the present invention, when using a laser to cut a composite material comprising a plurality of layers, processing opened to groove forming processing or holes, can be advantageously processed with high precision is there.

【0085】本発明によると、レーザを使用して複数の層を含む複合材料を切断加工し、溝形成加工し又は穴開け加工する場合に、効率的に加工することができる利点がある。 [0085] According to the present invention, by using a laser to cut a composite material comprising a plurality of layers, in the case of machining open groove forming process or holes, there is an advantage that can be processed efficiently.

【0086】本発明によると、紫外線レーザを使用して複数の層を含む複合材料を切断加工し、溝形成加工し又は穴開け加工する場合に、非熱的加工によって高い加工精度を得ることができる利点がある。 [0086] According to the present invention, by using an ultraviolet laser to cut a composite material comprising a plurality of layers, in the case of machining open groove forming process or holes, a high processing accuracy by the non-thermal processing there is an advantage that can be.

【0087】本発明によると、紫外線レーザを使用して複数の層を含む複合材料を切断加工し、溝形成加工し又は穴開け加工する場合に、加工作業を効率化し且つ高い加工精度を得ることができる利点がある。 [0087] According to the present invention, by using an ultraviolet laser to cut a composite material comprising a plurality of layers, in the case of machining open groove forming process or holes, to obtain an efficient and and high processing precision machining operations there is an advantage that it is.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明によるレーザ加工方法を説明する説明図である。 1 is an explanatory view for explaining the laser processing method according to the invention.

【図2】本発明によるレーザ加工装置の第1の例を示す図である。 Is a diagram showing a first example of a laser machining apparatus according to the present invention; FIG.

【図3】本発明によるレーザ加工装置の第2の例を示す図である。 Is a diagram showing a second example of a laser machining apparatus according to the present invention; FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 複合材料 10A、10B、10C 層 11a、11c 光源 12a、12c、13a、13c、14b、14c、1 10 composites 10A, 10B, 10C layers 11a, 11c light sources 12a, 12c, 13a, 13c, 14b, 14c, 1
5a 偏向ミラー 21a、21c ホモジナイザ 23a、23b、23c アッテネータ 25a、25b、25c マスク 27a、27b、27c レンズ 31a、31b シャッタ 100a、100b、100ab レーザ光束 111 ステージ 113 定盤 5a deflecting mirrors 21a, 21c homogenizer 23a, 23b, 23c attenuator 25a, 25b, 25c masks 27a, 27b, 27c lens 31a, 31b shutter 100a, 100b, 100ab laser beam 111 Stage 113 plate

Claims (21)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】複数の層を含む複合材料をレーザによって加工するためのレーザ加工装置において、 上記複合材料の複数の層に対応して複数のレーザ光束を生成する光学装置と上記複合材料を支持し上記複合材料を上記光学装置に対して移動させるためのステージ装置とを有し、 上記複数のレーザ光束の照射点の各々は対応する上記複合材料の複数の層の各々に対して最適なエネルギ照射密度が得られるように所定の波長及び光強さを有することを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus for processing a composite material by laser comprising 1. A plurality of layers, the optical device and the composite material to produce a plurality of laser beams corresponding to a plurality of layers of the composite material support above the composite material and a stage apparatus for moving relative to said optical device, each of the irradiation point of the plurality of laser beams optimal energy for each of a plurality of layers of the corresponding said composite material laser processing apparatus characterized by having a predetermined wavelength so that the irradiation density is obtained and the light intensity.
  2. 【請求項2】請求項1記載のレーザ加工装置において、 2. A laser processing apparatus according to claim 1,
    上記レーザ光束は波長λが400nm以下の紫外線レーザであることを特徴とするレーザ加工装置。 The laser beam is a laser processing apparatus, wherein the wavelength λ is less ultraviolet laser 400 nm.
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載のレーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束による照射点は互いに隔置されて1直線に沿って配置され、上記複合材料の複数の層は上側の層より順に対応する上記複数のレーザ光束の各々によって切断され、それによって上記複合材料が切断されるように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 3. A laser processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the irradiation point by the plurality of laser beams are disposed along a straight line are spaced from one another, a plurality of layers the upper layer of the composite material more cleaved by each of the plurality of laser beams corresponding to the order, whereby the laser processing apparatus characterized by being configured such that the composite material is cut.
  4. 【請求項4】請求項3記載のレーザ加工装置において、 4. The laser processing apparatus according to claim 3,
    上記複数のレーザ光束は対応する上記複合材料の複数の層の被加工面上にパルス照射されるように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 Laser processing apparatus, wherein said plurality of laser beams are configured to be pulsed irradiated onto the work surface of a plurality of layers of the corresponding said composite material.
  5. 【請求項5】請求項4記載のレーザ加工装置において、 5. A laser processing apparatus according to claim 4,
    上記ステージ装置は上記複合材料を上記1直線方向に及びそれに垂直な上記複合材料の厚さ方向にステップ送りに移動させるように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 The stage apparatus laser processing apparatus characterized by being configured the composite material to move in the thickness direction to step feeding perpendicular the composite material and its said first linear direction.
  6. 【請求項6】請求項5記載のレーザ加工装置において、 In the laser processing apparatus 6. The method of claim 5, wherein,
    上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記ステージ装置によって上記複合材料は上記複合材料の厚さ方向にステップ送りされ、それによって上記複合材料の層に孔が形成されると、上記ステージ装置によって上記複合材料は上記1直線方向にステップ送りされ、その位置にて再び上記複合材料の層に孔が形成され、これを繰り返して上記複合材料の層を上記1直線に沿って切断するように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 The composite material by the stage device for each pulse irradiation of the plurality of laser beams is step feed in the thickness direction of the composite material, the thus-hole in the layer of the composite material is formed, the by the stage device composite material is step feed in the first linear direction, holes are formed in the layer again the composite material at that location, a layer of the composite material is configured to cut along the first straight Repeat this laser processing apparatus, characterized by that.
  7. 【請求項7】請求項6記載のレーザ加工装置において、 7. The laser processing apparatus according to claim 6,
    上記光学装置は上記複数のレーザ光束を生成するための複数の光学系を含み、該光学系の各々は光源とエネルギ強度分布を均一化するためのホモジナイザとエネルギ強度を減衰するためのアッテネータと所定形状の窓を有するマスクと該マスクの像を照射点にて結像させるためのレンズとを含むことを特徴とするレーザ加工装置。 The optical device includes a plurality of optical systems for generating the plurality of laser beams, the optical system of each attenuator and predetermined for damping homogenizer and energy intensity for homogenizing the light source and the energy intensity distribution laser processing apparatus comprising a lens for forming an image of the mask and the mask having a window in the shape on an irradiated point.
  8. 【請求項8】請求項7記載のレーザ加工装置において、 8. The laser processing apparatus according to claim 7,
    上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193nm) The light source excimer laser (ArF: λ = 193nm)
    とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とするレーザ加工装置。 Excimer laser (KrF: λ = 249nm) laser machining apparatus comprising a.
  9. 【請求項9】請求項1又は2記載のレーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束による照射点は同一点であり、上記複合材料の複数の層は上側の層より順に対応する上記複数のレーザ光束の各々によって孔が形成され、 9. The laser processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the irradiation point by the plurality of laser beams are the same point, the plurality of lasers plurality of layers of the composite material which corresponds to the order from the upper layer holes are formed by each of the light beams,
    それによって上記複合材料に孔が形成されるように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 Whereby the laser processing apparatus characterized by being configured such holes are formed in the composite material.
  10. 【請求項10】請求項9記載のレーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束は対応する上記複合材料の複数の層の被加工面上にパルス照射されるように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 10. A laser processing apparatus according to claim 9, wherein the plurality of laser beams is a feature that is configured to be pulse irradiation on the work surface of a plurality of layers of the corresponding said composite material laser processing apparatus for.
  11. 【請求項11】請求項10記載のレーザ加工装置において、上記ステージ装置は上記複合材料を上記複合材料の厚さ方向にステップ送りに移動させるように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus 11. The method of claim 10, wherein the stage apparatus is a laser processing apparatus characterized by being configured the composite material to move to the step feed in the thickness direction of the composite material .
  12. 【請求項12】請求項11記載のレーザ加工装置において、上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記ステージ装置によって上記複合材料は上記複合材料の厚さ方向にステップ送りされ、それによって上記複合材料の各層に順に孔が形成され、これを繰り返して上記複合材料に孔が形成されるように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。 12. A laser processing apparatus according to claim 11, wherein the composite material by the stage device for each pulse irradiation of the plurality of laser beams is step feed in the thickness direction of the composite material, whereby the composite material each hole is formed in this order on the laser processing apparatus characterized by repeat this is configured so as holes are formed in the composite material.
  13. 【請求項13】請求項12記載のレーザ加工装置において、上記光学装置は上記複数のレーザ光束を生成する複数の光学系とそれによって生成された複数のレーザ光束を1点に照射させるための集光装置とを有し、上記複数の光学系の各々は光源とエネルギ強度分布を均一化するためのホモジナイザとエネルギ強度を減衰するためのアッテネータと所定形状の窓を有するマスクと該マスクの像を照射点にて結像するためのレンズとを含むことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus 13. The method of claim 12, wherein collecting for irradiating the plurality of optical systems and one point a plurality of laser beams generated by it the optical apparatus for generating a plurality of laser beams and an optical device, an image of the mask and the mask having a window in the attenuator and a predetermined shape for each of the plurality of optical systems to attenuate the homogenizer and energy intensity for homogenizing the light source and the energy intensity distribution laser processing apparatus comprising a lens for imaging an irradiation point.
  14. 【請求項14】請求項13記載のレーザ加工装置において、上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193n In the laser processing apparatus 14. The method of claim 13, wherein said light source is an excimer laser (ArF: λ = 193n
    m)とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とするレーザ加工装置。 m) and an excimer laser (KrF: λ = 249nm) laser machining apparatus comprising a.
  15. 【請求項15】複数の層を含む複合材料をレーザによって加工するためのレーザ加工方法において、 複合材料の複数の層に対応して複数のレーザ光束を用意することと、 上記複合材料の複数の層の各々の照射点に対して最適なエネルギ照射密度が得られるように上記複数のレーザ光束の各々の所定の波長及び光強さ設定することと、 上記複合材料の複数の層の上側の層から下側の層まで順に対応する上記複数のレーザ光束の各々によって加工することと、 を含むレーザ加工方法。 15. A laser processing method for processing by the laser to a composite material comprising a plurality of layers, and providing a plurality of laser beams corresponding to a plurality of layers of composite material, a plurality of the composite material and setting each irradiation optimum energy irradiation density of each of a predetermined wavelength and light intensity of the plurality of laser beams so as to obtain relative point of the layer, the upper layer of the multiple layers of the composite material laser processing method comprising the method comprising processing the by each of the plurality of laser beams corresponding to the order to the lower layers from.
  16. 【請求項16】請求項15記載のレーザ加工方法において、上記レーザ光束は波長が400nm以下の紫外線レーザであることを特徴とするレーザ加工方法。 16. A laser processing method according to claim 15, the laser processing method the laser beam is characterized in that wavelength is less ultraviolet laser 400 nm.
  17. 【請求項17】請求項16記載のレーザ加工方法において、上記複数のレーザ光束を被加工面上にパルス照射するように構成されていることを特徴とするレーザ加工方法。 17. A laser processing method according to claim 16 wherein, the laser processing method, characterized by being composed of the plurality of the laser beams so that pulse irradiation on the work surface.
  18. 【請求項18】請求項17記載のレーザ加工方法において、 上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記複合材料を厚さ方向にステップ送りし、それ繰り返して上記複合材料の層に孔を形成し、次に上記複合材料を上記1直線方向にステップ送りし、その位置にて再び上記複合材料の層に孔を形成し、これを繰り返して上記複合材料の層を上記1直線に沿って切断し、それによって上記複合材料の上側の層より順に切断し、それを繰り返して上記複合材料を切断するように構成されていることを特徴とするレーザ加工方法。 18. A laser processing method according to claim 17, said composite material feeding step in the thickness direction, it repeatedly to form a hole in the layer of the composite material with each pulse irradiation of the plurality of laser beams , the composite material step feeding to the one linear direction and then, hole is formed again the layer of the composite material at that location, a layer of the composite material is cut along the 1 linear Repeat this , thereby cutting in order from the upper layer of the composite material, the laser processing method characterized by repeatedly it is configured to cut the composite material.
  19. 【請求項19】請求項18記載のレーザ加工方法において、上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193n 19. The laser processing method of claim 18, wherein said light source is an excimer laser (ArF: λ = 193n
    m)とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とするレーザ加工方法。 m) and an excimer laser (KrF: λ = 249nm) laser processing method, which comprises a.
  20. 【請求項20】請求項17記載のレーザ加工方法において、 上記複数のレーザ光束のパルス照射毎に上記複合材料を厚さ方向にステップ送りし、それを繰り返して上記複合材料の層に孔を形成し、それによって同じ位置にて上記複合材料の上側の層より順に孔を形成し、それを繰り返して上記複合材料に孔を形成するように構成されていることを特徴とするレーザ加工方法。 20. A laser processing method according to claim 17, for each pulse irradiation of the plurality of laser beams step feeding the composite material in the thickness direction, forming a hole in the layer of the composite material by repeating it and, the laser processing method whereby holes were formed in order from the upper layer of the composite material at the same position, characterized in that by repeating it is configured to form a hole in the composite material.
  21. 【請求項21】請求項20記載のレーザ加工方法において、上記光源はエキシマレーザ(ArF:λ=193n 21. A laser processing method according to claim 20, wherein said light source is an excimer laser (ArF: λ = 193n
    m)とエキシマレーザ(KrF:λ=249nm)を含むことを特徴とするレーザ加工方法。 m) and an excimer laser (KrF: λ = 249nm) laser processing method, which comprises a.
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