JPH10263873A - Laser beam machine and machining method - Google Patents
Laser beam machine and machining methodInfo
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- JPH10263873A JPH10263873A JP9076210A JP7621097A JPH10263873A JP H10263873 A JPH10263873 A JP H10263873A JP 9076210 A JP9076210 A JP 9076210A JP 7621097 A JP7621097 A JP 7621097A JP H10263873 A JPH10263873 A JP H10263873A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置及
び方法に関し、特にアスペクト比の大きな微細な孔の形
成に適したレーザ加工装置及び方法に関する。The present invention relates to a laser processing apparatus and method, and more particularly, to a laser processing apparatus and method suitable for forming fine holes having a large aspect ratio.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、Ｎｄを添加されたＹＡＧレーザの
基本波等の赤外光を用いてサファイアガラス等に孔を開
ける技術が知られている。この方法では、レーザ光をガ
ラス中に強く集中することにより光ダメージを生じさせ
る。孔は、基板の裏側（レーザ光を入射した面とは反対
側）から表側（レーザ光を入射した面）に向かって形成
される。2. Description of the Related Art Heretofore, there has been known a technique of making a hole in sapphire glass or the like using infrared light such as a fundamental wave of a Nd-doped YAG laser. In this method, laser damage is caused by strongly concentrating the laser light in the glass. The hole is formed from the back side of the substrate (the side opposite to the surface on which the laser light has entered) to the front side (the surface on which the laser light has entered).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】赤外レーザ光を照射し
て孔を形成すると、基板に歪みが残りクラックが形成さ
れる。このため、レーザ光により孔を形成したのち、孔
の内面をワイヤ等で機械的に加工したり、熱処理する必
要があった。When a hole is formed by irradiating an infrared laser beam, distortion is left on the substrate and a crack is formed. For this reason, after forming a hole by a laser beam, it was necessary to mechanically process the inner surface of the hole with a wire or the like or to perform heat treatment.
【０００４】本発明の目的は、クラックの発生しにくい
レーザ加工技術を提供することである。[0004] An object of the present invention is to provide a laser processing technique in which cracks are less likely to occur.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、レーザ光を出射する固体レーザ源と、前記固体レー
ザ源から出射したレーザ光の少なくとも一部を紫外域の
波長のレーザ光に変換する波長変換手段と、前記波長変
換手段により生成された紫外領域のレーザ光を、加工対
象物の表面へ集光する集光光学系とを有するレーザ加工
装置が提供される。According to one aspect of the present invention, a solid-state laser source for emitting laser light and at least a portion of the laser light emitted from the solid-state laser source are converted into laser light having a wavelength in an ultraviolet region. A laser processing apparatus is provided that includes a wavelength conversion unit that performs laser processing and a focusing optical system that focuses the laser light in the ultraviolet region generated by the wavelength conversion unit on a surface of a processing target.
【０００６】本発明の他の観点によると、固体レーザ源
からレーザ光を出射する工程と、前記固体レーザ源から
出射したレーザ光の波長を変換し、紫外域のレーザ光を
生成する工程と、前記紫外光の波長域のレーザ光を、加
工対象物に照射し加工する工程とを有するレーザ加工方
法が提供される。According to another aspect of the present invention, a step of emitting laser light from a solid-state laser source, a step of converting a wavelength of the laser light emitted from the solid-state laser source, and generating a laser light in an ultraviolet region, Irradiating a laser beam having a wavelength range of the ultraviolet light to a processing target to perform processing.
【０００７】紫外域のレーザ光を用いてガラス基板等を
加工すると、クラックのない高品質な加工を行うことが
可能になる。固体レーザ源から出射するレーザ光は高い
平行度を有する。このレーザ光を用いてガラス基板等を
加工すると、アスペクト比の高い孔を形成することがで
きる。When a glass substrate or the like is processed using an ultraviolet laser beam, high-quality processing without cracks can be performed. Laser light emitted from a solid-state laser source has high parallelism. When a glass substrate or the like is processed using this laser light, holes having a high aspect ratio can be formed.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例によるレ
ーザ加工装置の概略図を示す。FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【０００９】実施例によるレーザ加工装置は、固体レー
ザ源１、波長変換手段２、ビームエキスパンダ３、集光
光学系４、二軸ステージ５、検出光学系６、制御装置
７、及びレーザ装置用電源８を含んで構成される。The laser processing apparatus according to the embodiment includes a solid-state laser source 1, a wavelength converter 2, a beam expander 3, a condensing optical system 4, a two-axis stage 5, a detection optical system 6, a control device 7, and a laser device. The power supply 8 is included.
【００１０】固体レーザ源１は、半導体レーザ励起型の
Ｎｄを添加されたＹＬＦ（Ｎｄ：ＹＬＦ）レーザ装置で
あり、波長１０４７ｎｍのレーザ光をパルス的に出射す
る。パルスの繰り返し周波数は、例えば、３００Ｈｚ以
下の範囲で可変である。The solid-state laser source 1 is a semiconductor laser-excited Nd-doped YLF (Nd: YLF) laser device, and emits laser light having a wavelength of 1047 nm in a pulsed manner. The pulse repetition frequency is variable within a range of, for example, 300 Hz or less.
【００１１】波長変換手段２は、光学的非線型結晶のβ
−ＢａＢ2 Ｏ4 （ＢＢＯ）を２個用いて第４高調波を発
生し、さらに、基本波と第４高調波とをＢＢＯ結晶中で
混合して第５高調波を発生する。固体レーザ源１から出
射したレーザ光が波長変換手段２に入射することによ
り、波長２０９．４ｎｍの第５高調波が発生する。第５
高調波のパルス当たりのエネルギは４０μＪ、パルスの
半値全幅は１２ｎｓであった。[0011] The wavelength conversion means 2 is provided with a β of the optical nonlinear crystal.
A fourth harmonic is generated using two BaB 2 O 4 (BBO), and a fifth harmonic is generated by mixing the fundamental wave and the fourth harmonic in the BBO crystal. When the laser light emitted from the solid-state laser source 1 enters the wavelength conversion means 2, a fifth harmonic having a wavelength of 209.4 nm is generated. Fifth
The energy per pulse of the harmonic was 40 μJ, and the full width at half maximum of the pulse was 12 ns.
【００１２】ビームエキスパンダ３は、凹レンズと凸レ
ンズとの組み合わせで構成され、ビーム径を４倍に拡大
するとともに、レーザ光のエネルギ密度を低下させる。The beam expander 3 is composed of a combination of a concave lens and a convex lens. The beam expander 3 increases the beam diameter four times and lowers the energy density of laser light.
【００１３】集光光学系４は、３枚のダイクロイックミ
ラーＭ1 〜Ｍ3 、３つのビームストッパＳ1 〜Ｓ3 、凸
レンズＬ、一軸ステージＳＴを含んで構成される。各ダ
イクロイックミラーＭ1 〜Ｍ3 は、波長２０９．４ｎｍ
の第５高調波を反射し、第４高調波及びそれよりも低次
の高調波と基本波を透過させる。The focusing optical system 4 includes three dichroic mirrors M 1 to M 3 , three beam stoppers S 1 to S 3 , a convex lens L, and a uniaxial stage ST. Each dichroic mirror M 1 to M 3 has a wavelength of 209.4 nm.
Is reflected, and the fourth harmonic and lower harmonics and the fundamental wave are transmitted.
【００１４】ビームエキスパンダ３により拡大されたレ
ーザ光のうち第５高調波は、各ダイクロイックミラーＭ
1 〜Ｍ3 で反射し、凸レンズＬに入射する。基本波及び
第４高調波以下の低次の高調波は、各ダイクロイックミ
ラーＭ1 〜Ｍ3 を透過し、ビームストッパＳ1 〜Ｓ3 に
吸収される。従って、凸レンズＬに入射する基本波成分
及び第４次高調波以下の低次の成分は僅かになる。The fifth harmonic of the laser light expanded by the beam expander 3 is a dichroic mirror M
The light is reflected by 1 to M 3 and enters the convex lens L. The fundamental wave and the lower harmonics equal to or lower than the fourth harmonic pass through the dichroic mirrors M 1 to M 3 and are absorbed by the beam stoppers S 1 to S 3 . Therefore, the fundamental wave component and the low-order component equal to or lower than the fourth harmonic wave incident on the convex lens L become small.
【００１５】一軸ステージＳＴは、凸レンズＬをその光
軸方向に平行移動させる。凸レンズＬは、二軸ステージ
５の上に載置された加工対象物１０の表面上に、第５高
調波を集光する。一軸ステージＳＴにより凸レンズＬを
移動させることにより、集光位置が光軸に沿って移動す
る。The uniaxial stage ST moves the convex lens L in parallel in the optical axis direction. The convex lens L focuses the fifth harmonic on the surface of the workpiece 10 mounted on the biaxial stage 5. By moving the convex lens L by the uniaxial stage ST, the condensing position moves along the optical axis.
【００１６】二軸ステージ５は、制御装置７からの制御
信号に基づいて、光軸に垂直な平面内で加工対象物を平
行移動させる。加工対象物１０が所定の位置にセットさ
れると制御装置７にセット完了信号が送出される。二軸
ステージ５のレーザ光照射部に対応する位置には開口が
設けられている。加工対象物１０に貫通孔が形成される
と、レーザ光が二軸ステージ５を透過する。The biaxial stage 5 translates the object to be processed in a plane perpendicular to the optical axis based on a control signal from the control device 7. When the processing object 10 is set at a predetermined position, a setting completion signal is sent to the control device 7. An opening is provided at a position corresponding to the laser beam irradiation section of the biaxial stage 5. When a through-hole is formed in the processing object 10, the laser light passes through the biaxial stage 5.
【００１７】検出光学系６が二軸ステージ５の後方に配
置されている。検出光学系６は、ダイクロイックミラー
Ｍ4 、光検出器Ｄ1 及びＤ2 を含んで構成されている。
ダイクロイックミラーＭ4 は、二軸ステージ５を透過し
たレーザ光のうち第４高調波よりも低次の成分を透過さ
せ、第５高調波を反射する。ダイクロイックミラーＭ 4
を透過したレーザ光は光検出器Ｄ1 により検出され、反
射した第５高調波は光検出器Ｄ2 により検出される。光
検出器Ｄ1 及びＤ2 は、レーザ光を検出すると、光検出
信号を制御装置７に送出する。A detection optical system 6 is arranged behind the biaxial stage 5.
Is placed. The detection optical system 6 is a dichroic mirror
MFour, Photodetector D1And DTwoIt is comprised including.
Dichroic mirror MFourIs transmitted through the biaxial stage 5
Transmitted through the lower order components than the fourth harmonic
And reflects the fifth harmonic. Dichroic mirror M Four
The laser beam transmitted through the light detector D1Detected by the anti
The emitted fifth harmonic is the photodetector DTwoIs detected by light
Detector D1And DTwoDetects the laser light, the light detection
A signal is sent to the control device 7.
【００１８】制御装置７は、二軸ステージ５からセット
完了信号を受信すると、電源８の運転を開始し固体レー
ザ源１を発振させる。光検出器Ｄ2 から光検出信号を受
信すると、電源８の運転を停止させる。レーザ光のうち
第４高調波以下の低次成分に対して加工対象物１０が透
明である場合には、集光光学系４により除去されなかっ
た低次成分が光検出器Ｄ1 で常時検出される。光検出器
Ｄ1 からの光検出信号を観測することにより、レーザ発
振の正常性を確認することができる。When receiving the set completion signal from the biaxial stage 5, the control device 7 starts the operation of the power supply 8 and oscillates the solid-state laser source 1. Upon receiving the light detection signal from the photodetector D 2, it stops the operation of the power supply 8. When the workpiece 10 with respect to fourth harmonics following lower-order component of the laser light is transparent, low-order component which has not been removed by the focusing optical system 4 is always detected by the photodetector D 1 Is done. By observing the light detection signal from the photodetector D 1, it is possible to confirm the normality of the laser oscillation.
【００１９】次に、図１に示すレーザ加工装置を用いて
ガラス基板の加工を行った結果について説明する。加工
したガラス基板は、厚さ０．７ｍｍ、１．１ｍｍ、及び
３．４ｍｍの日本板硝子製のソーダ石灰ガラス、及び厚
さ０．７ｍｍのＮＨテクノガラス製の無アルカリガラス
（ＮＡ−３５）である。Next, the result of processing a glass substrate using the laser processing apparatus shown in FIG. 1 will be described. The processed glass substrate is made of Nippon Sheet Glass soda-lime glass having a thickness of 0.7 mm, 1.1 mm, and 3.4 mm, and non-alkali glass (NA-35) made of NH Techno Glass having a thickness of 0.7 mm. is there.
【００２０】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれソーダ
石灰ガラス及び無アルカリガラスの光透過率の波長依存
性を示す。共に、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第５高調波（波
長２０９．４ｎｍ）を殆ど透過させないことがわかる。
また、ソーダ石灰ガラスは、第４高調波（波長２６２ｎ
ｍ）を殆ど透過させないが、第３高調波以下の低次成分
を透過させる。無アルカリガラスは、第４高調波を約３
０％程度透過させ、第３次高調波以下の低次成分をほと
んど透過させることがわかる。FIGS. 2A and 2B show the wavelength dependence of the light transmittance of soda-lime glass and alkali-free glass, respectively. In both cases, the fifth harmonic (wavelength: 209.4 nm) of the Nd: YLF laser is hardly transmitted.
Soda-lime glass is the fourth harmonic (wavelength 262n).
m) is hardly transmitted, but transmits low-order components equal to or lower than the third harmonic. Alkali-free glass reduces the fourth harmonic by about 3
It can be seen that about 0% is transmitted and low-order components below the third harmonic are almost transmitted.
【００２１】さらに、鉄やセリウムを添加することによ
り紫外域における吸収率を大きくした紫外線吸収ガラ
ス、及び顕微鏡用のスライドグラス（池田理化製のＳ１
１１２）についても実験を行った。Further, an ultraviolet absorbing glass whose absorption in the ultraviolet region is increased by adding iron or cerium, and a microscope slide glass (S1 manufactured by Ikeda Rika)
An experiment was also carried out for 112).
【００２２】レーザ光のエネルギを４０μＪ／パルス、
パルスの繰り返し周波数を５０Ｈｚとし、凸レンズ（焦
点距離１００ｍｍ）を用いて照射部のビーム径が最小と
なる位置で加工した。なお、図１の凸レンズＬの位置に
合成石英のプリズムを配置し、第５高調波を分離したと
ころ、第５高調波のエネルギの割合はレーザ光の全エネ
ルギの約９１％であった。The energy of the laser beam is 40 μJ / pulse,
The pulse repetition frequency was set to 50 Hz, and processing was performed using a convex lens (focal length: 100 mm) at a position where the beam diameter of the irradiation unit became minimum. In addition, when the prism of synthetic quartz was arranged at the position of the convex lens L in FIG. 1 and the fifth harmonic was separated, the energy ratio of the fifth harmonic was about 91% of the total energy of the laser beam.
【００２３】これらのガラス板に１、２、３、４、５、
及び１０ショットの照射を行ったところ、直径１０μｍ
程度のクラックのない良好な孔を形成することができ
た。なお、比較のために第４高調波を用いて孔の形成を
行ったところ、ソーダ石灰ガラスでは約２〜３回のショ
ットでクラックを生じ、無アルカリガラスでは３〜５回
のショットでクラックを生じた。この結果から、Ｎｄ：
ＹＬＦレーザの第５高調波を用いることが好ましいこと
がわかる。なお、波長２０９ｎｍ程度のレーザ光であれ
ば、その他のレーザの基本波及び高調波を用いてもよい
であろう。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ
4 レーザ等の第５高調波を用いてもよいであろう。On these glass plates, 1, 2, 3, 4, 5,
And irradiation of 10 shots resulted in a diameter of 10 μm
Good holes without any cracks could be formed. For comparison, when holes were formed using the fourth harmonic, cracks occurred in about 2 to 3 shots in soda-lime glass, and cracks occurred in 3 to 5 shots in non-alkali glass. occured. From this result, Nd:
It is understood that it is preferable to use the fifth harmonic of the YLF laser. In addition, as long as the laser light has a wavelength of about 209 nm, a fundamental wave and a harmonic of another laser may be used. For example, Nd: YAG laser, Nd: YVO
A fifth harmonic such as a four laser could be used.
【００２４】ガラス基板の加工において、第４高調波以
下の成分は有害であると考えられる。本実施例では、集
光光学系４のダイクロイックミラーＭ1 〜Ｍ3 で、これ
ら有害な成分を除去しているため、高品質な加工が可能
になる。In the processing of the glass substrate, the components lower than the fourth harmonic are considered to be harmful. In this embodiment, since these harmful components are removed by the dichroic mirrors M 1 to M 3 of the light collecting optical system 4, high-quality processing can be performed.
【００２５】図３は、レーザパルスのショット回数と孔
の深さとの関係を示す。横軸はショット回数を表し、縦
軸は孔の深さを単位ｍｍで表す。図中の記号□、○、●
は、それぞれソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、及
び光学ガラスとして一般的に用いられる材料であるＢＫ
−７に孔を形成した場合を示す。FIG. 3 shows the relationship between the number of shots of the laser pulse and the depth of the hole. The horizontal axis represents the number of shots, and the vertical axis represents the depth of the hole in mm. Symbols □, ○, ● in the figure
Is a material commonly used as soda-lime glass, alkali-free glass, and optical glass, respectively.
The case where a hole is formed at -7 is shown.
【００２６】いずれもショット回数の増加に伴って孔の
深さも増加するが、ある深さで飽和する傾向を示してい
る。ソーダ石灰ガラス及びＢＫ−７ガラスの場合、孔の
深さが約１．１ｍｍで飽和した。厚さ０．７ｍｍの無ア
ルカリガラスは貫通した。In any case, the depth of the hole increases as the number of shots increases, but it tends to saturate at a certain depth. In the case of soda-lime glass and BK-7 glass, the hole depth was saturated at about 1.1 mm. The 0.7 mm thick non-alkali glass penetrated.
【００２７】形成された孔のアスペクト比は約１００で
ある。エキシマレーザ等を用いてガラス基板を加工する
方法が知られているが、エキシマレーザ光は固体レーザ
光に比べて平行度が低いため、このようにアスペクト比
の高い微細な孔を形成することは困難である。固体レー
ザを用いることにより、アスペクト比の高い微細な孔を
形成することが可能になる。The aspect ratio of the formed hole is about 100. A method of processing a glass substrate using an excimer laser or the like is known. However, since excimer laser light has a lower parallelism than solid laser light, it is not possible to form such fine holes having a high aspect ratio. Have difficulty. By using a solid-state laser, fine holes having a high aspect ratio can be formed.
【００２８】無アルカリガラスに４０００ショットの照
射を行って形成した貫通孔をＳＥＭで観察した。入射側
の孔の径は約１０μｍであり、孔の近傍にデブリが堆積
し、凹凸が形成されていた。加工前にガラス表面に金膜
を蒸着しておき、加工後に王水で金膜を除去することに
より、デブリを効果的に除去することができた。The through-hole formed by irradiating the alkali-free glass with 4000 shots was observed by SEM. The diameter of the hole on the incident side was about 10 μm, and debris was deposited near the hole to form irregularities. By depositing a gold film on the glass surface before processing and removing the gold film with aqua regia after processing, debris could be effectively removed.
【００２９】また、レーザ照射により孔の肩部の金膜が
欠落する。この部分に付着したデブリは、弗酸を希釈し
た液で除去することができる。弗酸希釈液による処理時
のガラス基板への影響を避けるために、金膜の除去前に
弗酸処理を行うことが好ましい。Further, the gold film on the shoulder of the hole is lost due to the laser irradiation. Debris adhering to this portion can be removed with a solution diluted with hydrofluoric acid. In order to avoid the influence on the glass substrate during the treatment with the hydrofluoric acid diluted solution, it is preferable to perform the hydrofluoric acid treatment before removing the gold film.
【００３０】出射側の孔の径は約４μｍであった。出射
側の表面の孔の近傍に僅かにデブリが見られるが、クラ
ックは発生していなかった。孔が貫通する時に、基板裏
面に破断を生じることがあるが、これは裏面にアルミニ
ウム膜を蒸着することにより回避できることが報告され
ている。本実験では、裏面に金膜を蒸着することにより
破断を回避することができた。The diameter of the hole on the exit side was about 4 μm. Debris was slightly observed near the holes on the surface on the emission side, but no cracks occurred. When the hole penetrates, the back surface of the substrate may be broken, but it is reported that this can be avoided by depositing an aluminum film on the back surface. In this experiment, it was possible to avoid breakage by depositing a gold film on the back surface.
【００３１】図１において、ガラス基板１０が貫通する
と、光検出器Ｄ2 により第５高調波が検出される。従っ
て、第５高調波の検出により、ガラス基板１０の貫通時
点を知ることができる。第５高調波以外の成分はダイク
ロイックミラーＭ4 を透過するため、雑音の少ない高感
度の検出が可能になる。[0031] In FIG. 1, the glass substrate 10 extends, the fifth harmonic is detected by the photodetector D 2. Therefore, the point of penetration of the glass substrate 10 can be known by detecting the fifth harmonic. Components other than the fifth harmonic order transmitted through the dichroic mirror M 4, allows detection of less sensitive noisy.
【００３２】上記実施例では、種々のガラス基板を加工
する場合について説明したが、その他の材料を加工する
ことも可能である。図１に示すレーザ加工装置を用いて
アクリル板を加工したところ、孔の直径約２５μｍ、深
さ２〜３ｍｍの高品質の孔を形成することができた。ま
た、厚さ０．４ｍｍのアルミナ板を加工したところ、入
射側の孔の直径１０〜２０μｍの貫通孔を形成すること
ができた。貫通孔の径は、出射側の面の直前まで、入射
側の直径とほぼ等しく、出射面の極近傍において数μｍ
であった。アルミナ板を２枚重ねて加工すれば、入射側
から出射側までほぼ径の等しい貫通孔を形成することが
できるであろう。In the above embodiment, the case where various glass substrates are processed has been described. However, other materials can also be processed. When the acrylic plate was processed using the laser processing apparatus shown in FIG. 1, a high-quality hole having a hole diameter of about 25 μm and a depth of 2 to 3 mm could be formed. When a 0.4 mm-thick alumina plate was processed, a through hole having a diameter of 10 to 20 μm on the incident side could be formed. The diameter of the through-hole is almost equal to the diameter on the incident side up to just before the surface on the exit side, and several μm in the very vicinity of the exit surface
Met. If two alumina plates are stacked and processed, through-holes having almost the same diameter from the entrance side to the exit side will be formed.
【００３３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
紫外光を用いることによりガラス基板にクラックのない
高品質の孔を形成することができる。また、固体レーザ
を用いることにより、平行度の高いレーザ光が得られる
ため、アスペクト比の高い微細な孔を形成することが可
能になる。As described above, according to the present invention,
By using ultraviolet light, high-quality holes without cracks can be formed in the glass substrate. In addition, by using a solid-state laser, laser light with high parallelism can be obtained; thus, a fine hole with a high aspect ratio can be formed.
【図１】本発明の実施例によるレーザ加工装置の概略図
である。FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】ソーダ石灰ガラス及び無アルカリガラスの透過
率の波長依存性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the wavelength dependence of the transmittance of soda-lime glass and alkali-free glass.
【図３】パルスレーザ照射により形成される孔の深さと
ショット回数との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the depth of a hole formed by pulsed laser irradiation and the number of shots.
１ 固体レーザ源 ２ 波長変換手段 ３ ビームエキスパンダ ４ 導波光学系 ５ 二軸ステージ ６ 検出光学系 ７ 制御装置 ８ 電源 １０ 加工対象物 Ｍ1 〜Ｍ4 ダイクロイックミラー Ｓ1 〜Ｓ3 ビームストッパ Ｌ 凸レンズ Ｄ1 、Ｄ2 光検出器 ＳＴ 一軸ステージ1 a solid-state laser source 2 wavelength converter 3 beam expander 4 guided optical system 5 biaxially stage 6 detection optical system 7 control device 8 Power 10 the object M 1 ~M 4 dichroic mirror S 1 to S 3 beam stopper L-convex lens D 1, D 2 photodetectors ST uniaxial stage
Claims (8)
部を紫外域の波長のレーザ光に変換する波長変換手段
と、 前記波長変換手段により生成された紫外領域のレーザ光
を、加工対象物の表面へ集光する集光光学系とを有する
レーザ加工装置。1. A solid-state laser source for emitting a laser beam, a wavelength conversion unit for converting at least a part of the laser beam emitted from the solid-state laser source into a laser beam having a wavelength in an ultraviolet region, and a laser beam generated by the wavelength conversion unit. And a condensing optical system for condensing the laser beam in the ultraviolet region onto the surface of the object to be processed.
ＹＡＧレーザ装置、Ｎｄを添加されたＹＬＦレーザ装
置、及びＮｄを添加されたＹＶＯ4 レーザ装置からなる
群より選ばれた１つのレーザ装置であり、 前記波長変換手段が、前記レーザ装置から出射されたレ
ーザ光の少なくとも一部を第５高調波に変換する請求項
１に記載のレーザ加工装置。2. The laser device according to claim 1, wherein the solid-state laser source is one selected from the group consisting of a YAG laser device doped with Nd, a YLF laser device doped with Nd, and a YVO 4 laser device doped with Nd. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the wavelength converting means converts at least a part of the laser light emitted from the laser device into a fifth harmonic.
出射されたレーザ光の第４高調波よりも低次のレーザ光
と第５高調波とを分離する第５高調波分離手段を有し、
該第５高調波分離手段により分離された第５高調波を前
記加工対象物の表面へ集光する請求項２に記載のレーザ
加工装置。3. The condensing optical system further includes a fifth harmonic separating means for separating a laser beam emitted from the laser device from a laser beam having a lower order than a fourth harmonic and a fifth harmonic. And
The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the fifth harmonic separated by the fifth harmonic separating means is focused on a surface of the processing target.
装置から出射したレーザ光の第４高調波よりも低次のレ
ーザ光と第５高調波とを分離し、分離された第５高調波
を検出する検出手段を有する請求項２または３に記載の
レーザ加工装置。4. The laser beam transmitted through the object to be processed is separated into a laser beam and a fifth harmonic that are lower than the fourth harmonic of the laser beam emitted from the laser device. The laser processing apparatus according to claim 2, further comprising a detection unit configured to detect the fifth harmonic.
程と、 前記固体レーザ源から出射したレーザ光の波長を変換
し、紫外域のレーザ光を生成する工程と、 前記紫外光の波長域のレーザ光を、加工対象物に照射し
加工する工程とを有するレーザ加工方法。5. A step of emitting a laser beam from a solid-state laser source; a step of converting a wavelength of the laser beam emitted from the solid-state laser source to generate a laser beam in an ultraviolet region; Irradiating a laser beam onto a processing object to perform processing.
加工対象物の表面に金属薄膜を形成する工程を有し、 前記加工する工程の後、前記金属薄膜を除去する工程を
含む請求項５に記載のレーザ加工方法。6. The method according to claim 1, further comprising: forming a metal thin film on the surface of the object before the processing step; and removing the metal thin film after the processing step. 6. The laser processing method according to 5.
明であるガラス基板、アクリル基板、及びセラミック基
板からなる群より選ばれた１つの基板である請求項５ま
たは６に記載のレーザ加工方法。7. The laser processing according to claim 5, wherein the object to be processed is one substrate selected from the group consisting of a glass substrate, an acrylic substrate, and a ceramic substrate that is opaque to ultraviolet light. Method.
記金属薄膜が金膜であり、 前記加工する工程の後、さらに、前記ガラス基板を弗酸
処理する工程を含む請求項６に記載のレーザ加工方法。8. The method according to claim 6, wherein the object to be processed is a glass substrate, the metal thin film is a gold film, and after the processing step, the method further comprises the step of subjecting the glass substrate to hydrofluoric acid treatment. Laser processing method.
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