JPS5916691A

JPS5916691A - レ−ザ加工装置

Info

Publication number: JPS5916691A
Application number: JP57125628A
Authority: JP
Inventors: Takeoki Miyauchi; 宮内　建興; Mikio Hongo; 幹雄本郷; Hiroshi Yamaguchi; 博司山口; Katsuro Mizukoshi; 克郎水越; Takao Kawanabe; 川那部　隆夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1984-01-27
Also published as: JPH0362513B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はレーザ加工装置に関するものである。。

特に、レーザ光の反射率をモニターすることに１５よ９
被加工物に実効的に入射するレーザパワー。

を一定にするレーザ加工装置に関するものであ。

る０＃Ｉ１図は、従来のレーザ加工装置による加工の問題点
を示した例である。レーザ発振器ｌか、。

ら出たレーザ光２は、ビーム移動、走査等を行なう中間
光学系３を通って対物レンズ４に導かれ、集光されて被
加工物５に照射され、加工が行われる。ところが被加工
物５が半導体ＩＣ等の。

場合基板や配線の上には絶縁やバシベーシ冒ン５のため
Ｓｉ３Ｎ４や５．ｏ２−１どの誘電体薄膜６が１層。

ないし数層つけられておシ、これらの膜の厚さによる干
渉効果によシ、照射光の反射率が周期・的に変動する。

すなわち、加工部への実効的な入射光の強度が変化し、
膜厚如よシ加工条件がＩｌｌ変わり、最適加工が行われ
ないということが起っていた。このため加工の歩留１如
を抵下させ、実用上の大きな問題となってした。第２図
ｔよＳｉ基板上に生成したＣＶＤ　Ｓ、０２膜のモニタ
リング干、渉波形の例であシ、反射光量は膜厚によ〕−
７゜Ｉ・。

チ変動している。

本発明の目的は上述の従来技術の欠点をなく・し、被加
工物の反射特性によって加工の歩留ま・りが左右されな
い高品質で高歩留まりな加工を・可能にするレーザ加工
装置を提供するＫある。２０即ち本発明は、加工に用い
るレーザ光を加工が起らないレベルに下げた状態で加工
部に照射し、その反射光量を入射光量と比較して反射率
゛を算出し、予め求めである加工最適値に実効入゛射元
蓋（入射光量−反射光ｋ）がなるようにし５−ザ出力を
自動補正してや為。

以下本発明を図に示す実施例にもとづいて其。

体重に説明する。

ｍ３図は本発明のレーザ加工装置の実施例の一つである
。レーザ発振器１１から出たレーザ光ｌ１ｌ１２は反射
ミラー１３で反射式れ透過率粗調部１番を・通って反射
ミラー１５で反射され、透過率微脚部１６を通シ、反射
光モニタンラーｌフを通過し、落射ミラー１８で反射さ
れて加工レンズ１９に入）、粟。

光されてテーブル２１上の被加工物２ｏの表面に照１５
射されて加工が行われる。

この際先ず反射率測定ＫＭってレーザ光１２の。

一部（約２チ）は反射ミラー１３を＊過し、出力。

測定用パワーディテクター２２に入力、この信号。

はコントローラ２３に送られる。この信号から、２ｆｌ
レ一ザ発振器１１のレーザ出力を知る〇一方、反゛射ミ
ラー１３を反射した大部分のレーザ光は透過。

率粗調部１４と透過率微調部１６４ｃよル最適加エレベ
゛ルの１／□。以下で被加工物に影響の出ないレベル゛
に落し、被加工部に照射される。このときの加５工部か
らの反射光は加工レンズ１９、落射ミラー１８゜を経て
反射光モニターミラー１７　（反射本釣５％）゛に入力
、このミラーで反射された一部のレーザ・党が反射率測
定用パワーディテクター２４に入る。・そしてその信号
はコントローラ２３に送られ、被１ｆ１加工物２０に入
射した光量と反射光量の割合をコ・ントローラ中で計算
する。この計算の結果、反。

射率を加味した最適加工出力を被加工物に入射。

させるように透過率粗調部２４と透過率微調部２６゜を
自動的に調整する。例えば、最適加工パワー１５が１μ
Ｊで反射率が１１０％と測定されたら、各ミラー、レン
ズ類の透過率を含めて考慮し、入射し。

−ザパワ１）ｔＪ＝１２５μＪになるように透過率粗０
．８微調部１４ユ６を自動調整し、加工を行うように。

する。こうすると、２０％　Ｋ　”Ａる０、２５μＪは
反射さ２，１れ、残少の１．ｇ／が実効的に加工部に入
力最適加。

工が行われる。

また、加工レンズ１９によシ得られた被加工物゛２０の
像は撮像部３０で受像され、像処理制御部３１゛に送ら
れ、ディスプレイ３２上に写し出される。５像処理制御
部３１ではこの他に像のコントラスト・測定によル加エ
レンズ１９の焦点の合込方を測定・し、最適焦点条件に
なるように１自動焦点機構・３３を駆動する。このよう
な自動焦点機構を付加・することＫよシ、反射率測定最
適加工条件の再１゜現がよシ正確にな如、シかも処理速
度も大巾に。

向上することができた。

このようにすることによシ、加工部への実効。

的なレーザ入力は、最適パワーに精度よ〈コン。

トロールすることができるようになった。　　１５第４
図は本発明の他の実施例である。レーザ。

発振器ｌから出たレーザ光１２は反射ミラー１３で。

反射され、透過率粗調部１４を通って反射ミラー。

１５で反射され、透過率微調部１６を通如、反射光モニ
ターミラー１７を通過し、落射ミラー１８で反、。

射されて加工レンズ１９にムシ、集光されてチー。

プル２１の上の被加工物２００表面に照射されて加工が
行われる。

この加工の前に反射率測定と最適パワーへの設定を行な
うが、先ず、レーザ光１２の一部（約′・２％）は反射
ミラー１３を通過し、出力測定用バ・ワーディテクター
２２にムシ、この信号はコント・ロー２２３に送られる
。この信号からレーザ発振器１１のレーザ出力を知る。

一方、反射ミラー１３を反射した大部分のレーザ光は透
過率微調部１４１１１と透過率微調部１６によ如、最適
加ニレベルの４゜以下で被加工物に影響を与えない十分
低重パワーレベルに落し、被加工物２０に照射される０
このときの照射パワーレベルは反射本釣５ｔｓの反射光
モニタミラーエフからの反射光を加エパワード１測定用
パワーディテクター２５に入れ、その信号はコントロー
ラ２ｓに送られて、被加工物１０にダメージを与えない
反射率測定圧適切なパワーレ。

ベルに落されているか確認する。この測定の間は、レー
ザ光が加工部に入らないようにシャツ２１１ター２６が
光路中に入如、レーザ光を遮断する。゛この確認が終る
と、シャッター２６を光路外に出。

し、このパワーレベルで被加工物２０を照射すんその反
射光は加工レンズ１９、落射ミラー１８を経゛て反射光
モニタミラーｌフで約５％が反射されて５反射率測定用
パワーディテクター２４ＩＦ−入る。そ゛してその信号
はコントローラ２３に送られ被加工・物２０に入射した
光量と反射光量から反射率が計・算される。

次に再びシャッター２６を光路中に入れてシー１ｆｌザ
元を遮断した状態処し、得られた反射率と最・適加工入
力とレーザ発振器出力とから、透過率・粗脚部１４と透
過率微胸部１６の設定透過率を沃め・その値に調整する
。そして実際にレーザパワーを出してみて設定されたレ
ーザパワーになって１５いるかどうかを加エパワー測定
用パワーディテ。

フタ−２５によって確認する。微小な差がある場。

合、このディテクター２５からの信号を受けたコントロ
ーラ２５によって透過率微調部１６を微調整。

し、反射率−を加味した最適レーザパワーに正確、。

に設定する。

最後にシャッター２６を外へ出し、レーザを照゛射して
最適加工条件で被加工物１０を加工する。゛このように
することＫよシ、加工部への実効的なレーザ入力は最適
値に設定でき、設定値の５確認再調整も可能なため、被
加工物の表面反射・率のバラツキにかかわらず加工の再
現性を保つ・ことができるようになシ生産の歩留まシが
著しく向上した。

また、加工レンズ１９によシ得られた像は前案１］１施
例同様撮像部ｒｓＯ１像処理制御部ｒ５１で処理され自
動焦点機構３３によシ、高精度に焦点合せする。

ようＫすることＫよ〕、反射率測定、最適加工。

条件の再現がよシ正確になシ、処理速度も向上し、歩留
まシ、生産量の向上に大きな効果を示１゜した。

以上説明したように本発明によれば、従来は。

被加工物の表面反射率のバラツキによ如バラツ。

イてｂた加工結果が、自動補正によって正確な。

加工条件で加工できるようになったため、はと、。

んどバラツキがなくな如、加工歩留ま如が大巾。

に向上し、従ってコスト低減し、被加工物の信。

頼性も向上し、工業上の大きな効果が得られた。。

また生産のスピードも向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ加工装置の例で、第２・図は被加
工物表面の成膜状態による反射光量の・変動の様子を示
す図である。第３図及びＭ４図・は本発明のレーザ加工
装置の実施例を示す。　・１１・・・レーザ発振器、１
４・・・透過率粗調部、’Ｉｌ＋１６・・・透過率微調
部、１７・・・反射光モニタミラー、。１８・・・落射ミラー、１９・・・加工レンズ、２０・
・・被加工物、２２・・・出力測定用パワーディテ。フタ−，２３・・・コントローラ、２４・・・反射率測定用パワーディテクター。　　　１
゜オ　ｌ　　図才２図８灸　　オＬ　　（７ｔ　／７Ｌン第３区オ　　４　　図

Claims

【特許請求の範囲】ｔ　レーザ加工装置において、レーザ発振器の・出力測
定のための第１の検出手段と加工部から５の反射光の光
量測定のための第２の検出手段と・これら第１の検出手
段及び第２の検出手段からの情報にもとすいて、最適加
工条件を実現するためのレーザ光の透過光量を決定する
制御手段と、該制御手段の決定にもとすいて透過光蓋を
設置。定する透過率調整機構とを備え付けたことを特。徴とするレーザ加工装置。２、　レーザ加工装置において、レーザ発振器の。出力測定のための第１の検出手段と、加工部か。らの反射光の元ｊｔ６ｔｔｌ定のための第２の検出手段
ｌ。と、これら第１の検出手段及び第２の検出手段８からの
情報にもとすいて加工面の反射率を算出。し、最適加工条件を実現するためのレーザ光の。透過光量を決定する制御手段と、該制御手段の。決定にもとすいて透過光量を設定する透過率部、ｌ（整
機構と、透過率調整機構を通過後のレーザパワーを測定
するだめの第３の検出手段と、上記゛透過率調整機構を
通過後のレーザパワー測定を。阻害せず、しかも加工部にレーザパワーが入射・するこ
とを防ぐように設けられたレーザ光遮断５用シヤツター
とを備え付けたことを特徴とする・レーザ加工装置。五　加工用対物レンズの焦点合せを、このレン。ズで得られる像のコントラストの電気的測定処。理による情報にもとすいて自動的に行うように１゜した
ことを特徴とする特許請求の範囲第２記載のレーダ加工
装置。