JPH08118057A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 装置フレーム２上の上部ベース３に搭載され
たＵＶレーザ光源１から射出される連続発振紫外レーザ
光は、光強度変調光学系４によって被加工物９の加工に
適切な強度に変調された後、焦点調整光学系５で焦点の
調整がなされ、対物レンズ６を通過して、下部ベース７
上のＸ−Ｙテーブル８に設置固定された被加工物９の表
面上にビームスポットとして照射される。 【効果】 被加工物の材料特性及び加工特性に最適なレ
ーザ光の照射条件を容易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて被加
工物を加工するレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ加工装置においては、被加
工物を加工するためのレーザ光源として炭酸ガスレー
ザ、ヤグ（ＹＡＧ）レーザ、及び半導体レーザ等の赤外
線域波長を出力するものが用いられている。この赤外線
域波長のレーザ光によって、熱による溶融、蒸発による
除去加工、熔接加工、粉体生成等や、加熱冷却による表
面処理等の加工処理が行われている。

【０００３】また、Ａｒレーザ等のガスレーザのレーザ
光やＹＡＧレーザ等の固体レーザの赤外線域波長の第２
高調波発生（ＳＨＧ）によるレーザ光を利用した可視光
域波長のレーザ光を出力するレーザ加工装置において
も、高出力であれば上述した加工処理を行うことは可能
である。また、従来のレーザ加工装置においては、レー
ザ光線として可視光域以下の波長を用いたものがあり、
このレーザ加工装置では光化学反応による露光現像除
去、アニーリング、表面改質加工、及びアブレーション
加工等が行われている。

【０００４】さらに、レーザ光の波長が短ければ短いほ
どより小さい焦点スポットを得ることができるので、微
細な加工を行うために必要な極小の焦点スポットにレー
ザビームを絞り込むために、従来のレーザ加工装置にお
いて紫外線域の波長を出力するレーザ光源が用いられる
ようになってきている。この紫外線域の波長を出力する
レーザ加工装置としては、例えばエキシマレーザがあ
り、３００ｎｍ以下の紫外線域波長のレーザ光を発振す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記赤外線
域波長及び可視光域波長のレーザ光を発振するレーザ光
源においては、出力レーザ光の波長が比較的長いので、
被加工物に照射するレーザ光を、微細な加工を行うのに
必要な極小さい焦点スポットに絞り込むことができな
い。

【０００６】また、被加工物が透明な材料である場合に
は、上記レーザ光源からのレーザ光のエネルギの大半は
上記透明材料を透過してしまうので効率が悪く、また、
上記透明材料にレーザ光が吸収されたとしても、材料表
面の深層にまでレーザ光のエネルギが伝搬して熱的影響
を与えてしまうので、被加工物の表層のみの微細な加工
は困難であった。

【０００７】さらに、上記紫外線域波長のレーザ光を発
振するレーザ光源においては、高出力であって連続発振
を行うレーザは無く、また、レーザ光からほぼ平行光の
円形ビームを得ることができないので、レーザ光のほと
んどの光量を微細なスポットとして集光させることがで
きない。特に、エキシマレーザにおいては、１μｓｅｃ
以下の極短パルスのレーザ光しか得ることができず、１
秒間当たりの繰り返しパルス数も数百回程度であるの
で、連続加工及び任意形状加工を高速に行うことは困難
である。また、エキシマレーザ光源は操作が煩雑なう
え、システムが大型でコストが高く、レーザ加工装置自
体も大型である。

【０００８】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、微細
な加工を行うのに適切なレーザ光を簡易に出力すること
ができる小型のレーザ加工装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ加工
装置は、連続発振紫外レーザ光を射出するレーザ光源
と、上記レーザ光源からの紫外レーザ光の光強度を変調
する変調手段と、上記変調手段からの紫外レーザ光を被
加工物上に集光する光学手段と、上記光学手段により集
光された紫外レーザ光のスポットと上記被加工物との相
対的な位置を移動制御する移動制御手段とを有して成る
ことにより上述した課題を解決する。

【００１０】ここで、上記紫外レーザ光は、ネオジウム
・ヤグ（Ｎｄ：ＹＡＧ）・レーザの第４高調波発生によ
る遠紫外レーザ光であることを特徴とする。また、上記
移動制御手段は、上記光学手段と上記被加工物との光軸
間相対距離を制御する距離制御手段と、上記距離制御手
段により制御された上記被加工物と上記集光レンズとの
光軸間相対距離の変化を検出する距離検出手段と、上記
距離検出手段からの出力を用いて上記距離制御手段を駆
動制御する駆動制御手段とから成ることを特徴とする。

【００１１】さらに、上記変調手段は、変調された紫外
レーザ光の光強度を検出する光強度検出手段と、上記光
強度検出手段からの出力を用いて、上記紫外レーザ光か
ら出力される光量を調節する光量調節手段とから成るこ
とを特徴とする。そのうえ、上記被加工物からの上記紫
外レーザ光の反射戻り光を検出して撮像することを特徴
とする。

【００１２】また、上記被加工物の表面を照明する照明
手段と、上記照明手段からの照明光が上記被加工物に反
射された反射光を投影して撮像する撮像手段とを具備す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明においては、連続発振紫外レーザ光の光
強度を任意に変調し、この変調されたレーザ光を被加工
物上に集光して照射する。このとき、上記紫外レーザ光
と被加工物との位置を相対的に制御して任意のレーザビ
ームのスポット位置を設定する。

【００１４】また、上記レーザ光を任意に変調して所望
の光強度を得る。さらに、上記紫外レーザ光の反射光に
基づいて上記紫外レーザ光の合焦位置を制御する。その
うえ、上記被加工物に参照光を照射し、この参照光の反
射光を撮像して、上記被加工物の加工状態を観察する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るレー
ザ加工装置の斜視図である。この実施例に示すレーザ加
工装置においては、ＵＶレーザ光源１から２８０ｎｍ以
下の紫外線域の連続波を発振する。このＵＶレーザ光源
１は、後述するように、半導体レーザ素子からの励起用
レーザ光を用いる半導体励起ＹＡＧレーザにＳＨＧ素
子、即ち第２高調波発生素子を組合せ、４倍高調波を連
続波として発振するレーザ光源である。

【００１６】上記ＵＶレーザ光源１は、装置フレーム２
上の上部ベース３に搭載されており、上記ＵＶレーザ光
源１から発振されるレーザビームは、後述する光強度変
調光学系４を通して、後述する焦点調整光学系５に鉛直
に落射される。この焦点調整光学系５に落射されたレー
ザビームは、上記焦点調整光学系５を透過して対物レン
ズ６に入射される。この対物レンズ６では、入射された
レーザビームは集光されて、ビームスポットとして下部
ベース７上のＸ−Ｙテーブル８に設置固定された被加工
物９の表面上に照射される。

【００１７】ここで、上記Ｘ−Ｙテーブル８の代わりに
ターンテーブルを設置して、これを１軸方向に移動させ
るようにしてもよい。また、機構構成を変更して、対物
レンズ６を１軸方向に移動させてもよい。さらに、ワー
クを固定設置として、組合せミラー又は光ファイバ等に
よって導かれたレーザビームをＸ−Ｙ方向に駆動される
対物レンズに入射して、レーザ光のスポットを走査する
ような機構構成をとることも可能である。

【００１８】また、ガルバノメータミラーやポリゴンミ
ラー等でレーザ光を偏角走査する機構構成をとることも
考えられる。次に、上記上部ベース３上の光強度変調光
学系４の上面図を図２に示し、光強度変調について詳細
に説明する。上記ＵＶレーザ光源１から出射されたレー
ザビームは、必要であれば、アナモルフィックプリズム
１０等によって必要な形状に整形される。

【００１９】ここで、上記出射されたレーザビームが単
一直線偏光であるならば、１／２波長板１１及び偏光ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）１２を通過させる。このと
き、上記１／２波長板１１及び偏光ビームスプリッタ１
２を光軸中心に相対回転させることによって、被加工物
を加工するのに最適な光強度のレーザビームのみを通過
させることができる。

【００２０】さらに、上記偏光ビームスプリッタ１２を
通過したレーザビームは、レーザミラー１４により反射
されるが、このレーザ光の一部は分岐されてフォトディ
テクタ１３に入射される。このフォトディテクタ１３で
は、上記分岐されたレーザビームが受光され、その光量
が検出される。これにより、上記１／２波長板１１及び
偏光ビームスプリッタ１２によって調節されたレーザ光
の光量を正確に把握することが可能となる。また、上記
検出した光量を用いて、上記１／２波長板１１及び偏光
ビームスプリッタ１２をモータ等の図示しない駆動手段
によって光軸中心に相対回転駆動させることにより、上
記ＵＶレーザ光源１から出射されたレーザ光を、遠隔か
つ自動的に所望の光量に維持することができる。

【００２１】上記レーザミラー１４に反射されたレーザ
ビームは、集光レンズ２９によって収束され、シャッタ
２１を介した後にレーザミラー２２に反射されて音響光
学変調素子（ＡＯＭ）１５にスポット入射される。この
音響光学変調素子１５では、入射されたレーザビームが
音響光学効果によって回折され、その１次回折光のみが
取り出される。具体的には、上記音響光学変調素子１５
に超音波信号を印加したときのみ上記被加工物９の表面
にレーザビームが到達するように、レーザビームの出力
をＯＮ／ＯＦＦさせることができる。

【００２２】また、上記音響光学変調素子１５に印加す
る超音波信号の振幅を適度に調節することにより、上記
音響光学変調素子１５を通過する１次回折光の光強度を
増減させることができるので、上記被加工物９の加工の
目的に応じて細かな光強度の調節を行うことができる。
さらに、上記音響光学変調素子１５から出射されるレー
ザビームは、コリメータレンズ１８により平行ビームに
偏光され、レンズ１９、２０によりビーム径が変えられ
る。上記ビーム径は、上記対物レンズ６から出射する収
束光ビームの実効ＮＡを適当に設定して所望のスポット
サイズを得ることができるような大きさである。この
後、上記平行ビームはＸ−Ｙシフタ２８を介して偏光ビ
ームスプリッタ１６に入射される。

【００２３】この偏光ビームスプリッタ１６により反射
されるレーザビームの一部は分岐されてレンズ４４を介
した後、フォトディテクタ１７に入射される。このフォ
トディテクタ１７では、入射されたレーザビームの光量
の変化を検出する。これにより、必要な光強度変化の制
御信号と上記検出された光量の変化とが一致するよう
に、上記音響光学変調素子１５に印加する超音波信号の
振幅及び上記音響光学変調素子１５のＯＮ／ＯＦＦ動作
を制御することにより、上記被加工物９に対してより正
確にレーザビームを照射することができる。

【００２４】ここで、レーザ光の光強度を変調する方法
として、音響光学変調素子のみではなく、電気光学素子
（ＥＯＭ）、磁気光学素子、及び液晶シャッタ等を用い
てもよいが、現状では、紫外線波長域の光の変調素子と
しては音響光学素子が最も信頼性が高く、安価でかつ小
型である。上記シャッタ２１は、安全上、加工時以外に
はレーザ光が照射されないように設けられており、上記
シャッタ２１によって常時エネルギ密度の高い収束光が
上記音響光学変調素子１５に照射されて、被加工物９の
結晶表面及び内部に不要なダメージを与えないようにレ
ーザ光の光量が制限される。このシャッタ２１が正常に
開閉されているか否かは、上記レーザミラー２２により
反射されるレーザビームの一部を分岐して上記フォトデ
ィテクタ２３で受光し、この受光された光量の変化を検
出することにより判別することができる。

【００２５】上記被加工物９の表面から反射されるレー
ザビームは、後述する１／４波長板２９を通過すること
で入射光と直交する単一直線偏光をもつレーザビームと
なる。このレーザビームは、上記偏光ビームスプリッタ
１６を通過して、後述するレーザミラー３１、３２、及
びレイアウトの制約上、レーザビームを折り曲げるため
に設置されたレーザミラー２４、２５によって反射さ
れ、集光レンズ２６で集光される。

【００２６】この集光されたレーザビームは、紫外線波
長域に撮像感度のある電荷注入素子（ＣＩＤ）を用いた
ＣＩＤカメラやビジコン等の撮像手段２７により撮像さ
れて、被加工物９の表面でのレーザビームのスポットの
ファーフィールドパターンをモニタすることができるよ
うになされている。これにより、上記被加工物９の表面
上に上記対物レンズ６によって照射されたレーザビーム
のスポットの合焦点の状態を観察することができる。

【００２７】また、上記撮像手段２７によりモニタされ
るスポットのファーフィールドパターンの形状変化によ
り、上記被加工物９の表面での加工の進行状態を観察す
ることもできる。即ち、除去加工されているのであれ
ば、上記被加工物９の表面での除去量に応じてファーフ
ィールドパターンに回折リングが広がる様子が観察さ
れ、また、フォトリフラクティブや表面改質等による屈
折率の変化があるならば、反射光量及びその分布が変化
するので、ファーフィールドパターンの輝度変化により
観察することができる。

【００２８】ここで、上記偏光ビームスプリッタ１６へ
のレーザ光の入射側に位置するＸ−Ｙシフタ２８は無反
射の平行平面基板であり、光軸に対して面を傾けること
によりレーザビームを平行にシフトすることができ、レ
ーザビームの光軸と対物レンズ６の光軸とを合わせる際
に微調整を行うことができるようになされたものであ
る。

【００２９】次に、光強度変調光学系の側面図及び焦点
調整光学系の上面図を図３に示し、レーザ光の焦点調整
について説明する。上記偏光ビームスプリッタ１６によ
り反射されて落射されたレーザビームは、上記１／４反
射板２９により円偏光され、２枚のレーザミラー３１、
３２で反射されて位置がシフトされた後、対物レンズ３
３に垂直に入射して収束光とされ、上記被加工物９の表
面にスポット照射される。

【００３０】上記被加工物９の表面で反射されたレーザ
ビームは、上記１／４波長板２９に戻ってこの１／４波
長板２９を通過することにより、上記入射光のレーザビ
ームと直交する単一直線偏光をもつレーザビームとな
り、上記偏光ビームスプリッタ１６を通過してレーザミ
ラー３０で反射され、上記撮像手段２７に導かれる。こ
こで、上記対物レンズ６は、ボイスコイルモータやピエ
ゾトランスモータ等から成る微小変位装置３４を介して
焦点調整光学系ベース３５に取り付けられている。これ
により、上記被加工物９の加工位置を移動する際には、
厚みむら、平行度、及び真直度の誤差に対して上記対物
レンズ６の焦点距離である動作距離を一定に保つことが
できるようになされている。

【００３１】また、可視光半導体レーザ等の参照光源３
６より参照光が出射される。この参照光は、偏光ビーム
スピリッタ３７及び１／４波長板３８を通過してダイク
ロイックミラー３９に反射された後、対物レンズ６によ
り集光されて上記被加工物９の表面に照射される。この
後、上記被加工物９の表面で反射された参照光は、再び
ダイクロイックミラー３９に反射されて１／４波長板３
８及び偏光ビームスプリッタ３７を通過して１次元ＰＳ
Ｄ４０に導かれる。

【００３２】ここで、上記反射された参照光は、上記対
物レンズ６の光軸に対して適度に光ビームの光軸をずら
して入射することで、合焦点前後で上記被加工物９から
の反射戻り光がデフォーカスしながら離軸方向に変位す
るようになされているので、上記１次元ＰＳＤ４０等の
光点変位検出手段で上記変位を検出することにより、合
焦点状態を観察することができる。また、上記変位信号
を一定に保つように上記微小変位装置３４を制御して駆
動することにより焦点状態を一定に保つことができ、ま
た、変位信号を任意に変化させるような制御信号を上記
微小変位装置３４に送り、この制御信号により微小変位
装置３４を制御して駆動することにより、レーザ光のス
ポット照射状態を任意に変化させることができる。

【００３３】ここで、上記被加工物９の表面上の反射率
に変化があった場合にも、反射された参照光の光強度が
一定になるように上記参照光源３６の光強度を加減する
ことにより、精度の高い焦点制御を行うことができる。
また、上記ダイクロイックミラー３９は、赤色以上の長
波長を反射し、この赤色以上の長波長より短い波長を透
過するようになされているので、斜入射照明等により照
明された被加工物９の表面の像を、リレーレンズ４１、
レーザミラー４２、４３を介して固体撮像素子いわゆる
ＣＣＤを用いたカメラ等の撮像手段４５により拡大して
観察することができるので、被加工物９の表面加工中の
状態変化を観察しながら加工することができる。

【００３４】尚、上記レーザミラー３２は、紫外光を反
射し、かつ、可視光を透過するものを用いる。また、上
記アブレーション加工時には、上記被加工物９の蒸散物
から上記対物レンズ６を保護するために、上記対物レン
ズ６と被加工物９との間に、紫外レーザ光の波長に対し
て透明性が高く、均一な薄膜を設置する。この薄膜とし
ては、ペリクル膜等を用いることができる。このペリク
ル膜は、膜厚が１〜数十μｍの有機系ポリマであり、材
料としては例えばセルロース系ポリマ等がある。このペ
リクル膜は、紫外レーザ光の波長に対して十分な透過率
を有し、膜の機械的強度及び耐久性等について適切な材
料が紫外レーザ光に応じて選定されるものである。この
ペリクル膜を設置することによって、上記対物レンズ６
の結像性能及び集光性能への影響を無くすことができ
る。

【００３５】以上のように構成された光学系を有する機
構をシーケンサ及びコンピュータ等により駆動制御する
ことにより、被加工物９の表面の任意の位置に所望の光
強度を有するレーザビームを所望のスポット径で所望の
時間だけ照射することができる。次に、上記ＵＶレーザ
光源１について図４を用いて詳細に説明する。

【００３６】このＵＶレーザ光源からは波長λが２６６
ｎｍの紫外レーザ光が発生される。励起光源素子として
は、図示しないレーザダイオード等の半導体レーザ素子
が用いられており、この半導体レーザ素子からの波長８
０８ｎｍの励起用レーザ光は、１／４波長板５１の入射
面を介してＮｄ：ＹＡＧを用いたレーザ媒質５２に入射
される。上記１／４波長板５１の入射面には上記励起用
レーザ光を透過し、レーザ媒質５２で発生した波長１０
６４ｎｍの基本波レーザ光を反射するような波長選択性
を持った反射面いわゆるダイクロイックミラーが形成さ
れている。このレーザ媒質５２で発生した波長１０６４
ｎｍの基本波レーザ光は、フィルタ５３及びピンホール
５４を通過して折り返しミラー５５で反射された後、ア
ウトプットカプラ５６に反射されてＫＴＰ（ＫＴｉＯＰ
Ｏ₄ ）より成る非線形光学結晶素子５７に入射されるこ
とにより、第２高調波発生（ＳＨＧ）が行われる。

【００３７】この非線形光学結晶素子５７で発生された
波長５３２ｎｍの第２高調波レーザ光は、ミラー７０で
反射された後、折り返しミラー５８及びレンズ５９を介
して光アイソレータ６０に入射される。この光アイソレ
ータ６０では、入射された第２高調波レーザ光の半導体
レーザ素子への戻り光を回避する。上記光アイソレータ
６０を介した第２高調波レーザ光は、周波数誤差信号を
得るための位相変調器６１に入射されて位相変調が施さ
れた後、ミラー６３を介して外部共振器７１に入射され
ることにより、波長２６６ｎｍの第４高調波レーザ光が
発振される。この外部共振器７１は、反射手段として、
凹面ミラー６４、アウトプットカプラ６６、及び反射ミ
ラー６７、６８により構成されている。また、上記外部
共振器７１内には、ＢＢＯ（β−ＢａＢ₂ Ｏ₄ ）から成
る非線形光学結晶素子６５を配置している。

【００３８】ここで、上記外部共振器７１の共振周波数
は、上記凹面ミラー６４を図示しないボイスコイルモー
タ（ＶＣＭ）によって駆動制御することにより掃引され
る。具体的には、上記非線形光学結晶素子６５に入射さ
れる第２高調波レーザ光で上記凹面ミラー６４によって
反射された反射光は、光検出器６２に入射される。この
光検出器６２では、入射された反射光が光電流に変換さ
れてロッキング回路６９に送られる。このロッキング回
路６９では、送られた光電流に基づいて上記凹面ミラー
６４の位置を検出し、この凹面ミラー６４の位置制御を
行うことにより、外部共振器の共振周波数は第２高調波
発生による周波数にロックされる。

【００３９】このようにして、上記非線形光学結晶素子
６５から第４高調波レーザ光を効率良く得ることができ
る。また、上記発生される波長２６６ｎｍの紫外レーザ
光は連続発振であるので、高速に光強度変調を行うこと
が可能であり、モードの均一性が高い。尚、上記実施例
のＵＶレーザ光源としては、波長１０６４μｍのレーザ
光を用いて第４高調波発生による波長２６６ｎｍのレー
ザ光を射出するＮｄ：ＹＡＧレーザを用いているが、こ
の他の固体レーザとして、波長１０６４μｍのレーザ光
から波長２６６ｎｍの第４高調波発生によるレーザ光を
射出するＮｄ：ＹＶＯ₄、波長１０４７μｍのレーザ光
から波長２６２ｎｍの第４高調波発生によるレーザ光を
射出するＮｄ：ＹＬＦ、波長１０７９μｍのレーザ光か
ら波長２７０ｎｍの第４高調波発生によるレーザ光を射
出するＮｄ：ＹＡＰ等を用いることができる。

【００４０】また、上記実施例においては、非線形光学
結晶素子としてＫＴＰやＢＢＯを用いているが、これら
の他にＬＮ、ＱＰＭ ＬＮ、ＬＢＯ、ＫＮ等を用いるこ
とができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るレーザ加工装置は、連続発振紫外レーザ光を射
出するレーザ光源と、上記レーザ光源からの紫外レーザ
光の光強度を変調する変調手段と、上記変調手段からの
紫外レーザ光を被加工物上に集光する光学手段と、上記
光学手段により集光された紫外レーザ光のスポットと上
記被加工物との相対的な位置を移動制御する移動制御手
段とを有して成ることにより、紫外線域の波長をもつ光
は多くの材料の表層において急峻に吸収されるので、上
記紫外レーザ光の光強度を任意に調節して変化させ、連
続照射の他に、任意のパルス幅及びパルス間隔の間欠照
射による加工を行うことが可能となり、各種加工方法に
おける被加工物の材料特性及び加工特性に最適なレーザ
光の照射条件を容易に得ることができる。特に、透明材
料を用いたアブレーション加工に適したレーザ光の照射
条件を容易に得ることができる。

【００４２】また、レーザ光源が小型でコストを抑える
ことができ、レーザ加工装置自体も小型化することが可
能となる。尚、上記各種加工方法とは、熱による除去加
工、加熱冷却による熱処理、加熱冷却及び光化学反応に
よる表面改質、紫外線硬化樹脂の硬化、フォトリソグラ
フィ、及び光解離によるレーザアブレーション等のこと
であり、紫外レーザ光の照射条件を変化させるだけで被
加工物を様々な形態に変化させることができる。

【００４３】ここで、上記紫外レーザ光は、ネオジウム
・ヤグ（Ｎｄ：ＹＡＧ）・レーザの第４高調波発生によ
る遠紫外レーザ光であることにより、連続発振されて高
速に光強度変調を行うことが可能であり、モードの均一
性が高いので、微細で精確な加工を行うことができる。
また、上記移動制御手段は、上記光学手段と上記被加工
物との光軸間相対距離を制御する距離制御手段と、上記
距離制御手段により制御された上記被加工物と上記集光
レンズとの光軸間相対距離の変化を検出する距離検出手
段と、上記距離検出手段からの出力を用いて上記距離制
御手段を駆動制御する駆動制御手段とから成ることによ
り、紫外レーザ光のビームスポットを被加工物に対して
相対的に変位させ、任意の位置に任意の時間及び任意の
強度によって被加工物に照射して加工を行うことができ
るので、各種加工方法における最適な加工条件で被加工
物に対して所望の形状を形成することができる。

【００４４】さらに、上記変調手段は、変調された紫外
レーザ光の光強度を検出する光強度検出手段と、上記光
強度検出手段からの出力を用いて、上記紫外レーザ光か
ら出力される光量を調節する光量調節手段とから成るこ
とにより、レーザビームを拡大して広い範囲に照射する
他に、波長オーダの微細なスポットにまで集光すること
ができるので、微細な加工を行うことができる。

【００４５】そのうえ、上記被加工物からの上記紫外レ
ーザ光の反射戻り光を検出して撮像することにより、被
加工物への紫外レーザ光の合焦点を正確に調節すること
ができる。また、上記被加工物の表面を照明する照明手
段と、上記照明手段からの照明光が上記被加工物に反射
された反射光を投影して撮像する撮像手段とを具備する
ことにより、被加工物への加工状態を観察しながら精確
な加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ加工装置の概略的な構成を
示す斜視図である。

【図２】上部ベース上の光強度変調光学系の上面図であ
る。

【図３】光強度変調光学系の側面図及び焦点調整光学系
の上面図である。

【図４】ＵＶレーザ光源の概略的な構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ＵＶレーザ光源 ２ 装置フレーム ３ 上部ベース ４ 光強度変調光学系 ５ 焦点調整光学系 ６ 対物レンズ ７ 下部ベース ８ Ｘ−Ｙテーブル ９ 被加工物

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続発振紫外レーザ光を射出するレーザ
   光源と、 上記レーザ光源からの紫外レーザ光の光強度を変調する
   変調手段と、 上記変調手段からの紫外レーザ光を被加工物上に集光す
   る光学手段と、 上記光学手段により集光された紫外レーザ光のスポット
   と上記被加工物との相対的な位置を移動制御する移動制
   御手段とを有して成ることを特徴とするレーザ加工装
   置。
2. 【請求項２】 上記紫外レーザ光は、ネオジウム・ヤグ
   （Ｎｄ：ＹＡＧ）・レーザの第４高調波発生による遠紫
   外レーザ光であることを特徴とする請求項１記載のレー
   ザ加工装置。
3. 【請求項３】 上記移動制御手段は、上記光学手段と上
   記被加工物との光軸間相対距離を制御する距離制御手段
   と、 上記距離制御手段により制御された上記被加工物と上記
   集光レンズとの光軸間相対距離の変化を検出する距離検
   出手段と、 上記距離検出手段からの出力を用いて上記距離制御手段
   を駆動制御する駆動制御手段とから成ることを特徴とす
   る請求項１記載のレーザ加工装置。
4. 【請求項４】 上記変調手段は、変調された紫外レーザ
   光の光強度を検出する光強度検出手段と、 上記光強度検出手段からの出力を用いて、上記紫外レー
   ザ光から出力される光量を調節する光量調節手段とから
   成ることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
5. 【請求項５】 上記被加工物からの上記紫外レーザ光の
   反射戻り光を検出して撮像することを特徴とする請求項
   １記載のレーザ加工装置。
6. 【請求項６】 上記被加工物の表面を照明する照明手段
   と、 上記照明手段からの照明光が上記被加工物に反射された
   反射光を投影して撮像する撮像手段とを具備することを
   特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。