專利名稱：激光加工裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種激光加工裝置，特別涉及一種用于高速微細孔加工等的激光加工裝置。
背景技術：
圖9是一般的孔加工用激光加工裝置。圖中，激光加工裝置101具有產(chǎn)生激光束102的激光振蕩器103；為了將從激光振蕩器103發(fā)射的激光束102由反射導引向所需的方向而設置的偏光反射鏡104；分別具有作為沿光路順序配置的可動的反射鏡的電流反射鏡(以其小的角度變化可大地改變光束的朝向的反射鏡)105a、105b的檢流計掃描器106a、106b；將由檢流計掃描器106a、106b控制行進方向的激光束102聚光到被加工物107上的Fθ透鏡108將被加工物107固定在上面并在XY平面上進行驅動的XY載物臺109。
下面對使用這樣的激光加工裝置進行孔加工時的各部分的動作進行說明。
具有用激光振蕩器103以預先設定的頻率和輸出功率值振蕩的脈沖波形的激光束102由偏轉反射鏡104導引到檢流計掃描器106a、106b。該檢流計掃描器106a、106b其一方的反射鏡向與XY載物臺109的X方向對應的方向回轉，另一方的反射鏡與Y方向對應地被設定著。由此，只要是XY平面上的限定的范圍就可以將激光束102掃描到任意的位置。另外，這樣的激光束102以各種各樣的角度入射到Fθ透鏡108，但是根據(jù)該Fθ透鏡108的光學特性可以以相對XY載物臺109垂直地落射到XY載物臺109上的方式被補正。
這樣，激光束102可以由檢流計掃描器106a、106b在XY載物臺109上的限定的范圍(以下稱為掃描區(qū)域)內可以相對XY平面上某個坐標自由地定位，對應其位置照射激光束102，加工被加工物107。
而且，當上述的掃描區(qū)域的加工完畢時，將XY載物臺109移動到被加工物107的新的掃描區(qū)域的成為對象的位置，反復進行加工。
另外，尤其是在被加工物107是印刷電路板等、想進行比較微細的孔的加工時，有時將光學系統(tǒng)做成為像轉印光學系統(tǒng)。圖10是表示為像轉印系統(tǒng)情況下的各光學零件的位置關系的簡圖，在圖中，a是用于在被加工物101上的設定光點直徑的光闌110與Fθ透鏡108的在光路上的距離，b是Fθ透鏡108與被加工物107的在光路上的距離，f是Fθ透鏡108的焦點距離。該Fθ透鏡108的焦點距離f與Fθ透鏡108和兩個反射鏡105a、105b間的光路上的中心位置111的距離相等地被設定著。
在這樣的位置關系的像轉印光學系統(tǒng)，當將反射鏡105a、105b的有效半徑設為gr時，距離a相對距離b足夠大時，F(xiàn)θ透鏡108與被加工物107的光學系統(tǒng)中的數(shù)值孔徑NA由式(1)表示。
NA＝gr/(b2+gr2)1/2…(1)另外，當將激光束的波長設為λ時，被加工物上的光點直徑d用式(2)表示。
d＝0.82λ/NA…(2)另外，由于是像轉印光學系統(tǒng)，a、b、f設定為使式(3)的關系成立的那樣的位置系統(tǒng)。
1/a+1/b＝1/f…(3)因此，如果例如是波長λ為9.3μm的激光，光點直徑d為95μm，則從式(2)中得出數(shù)值孔徑NA必須是0.08。這樣，從式(2)可以看出，為了加工微細孔而縮小光點直徑d時，必須加大數(shù)值孔徑NA。
因此，從式(1)可知，在不使反射鏡的激光束的品質變差的情況下，只要加大可反射的有效半徑gr即可。例如，為了用f＝100mm、a＝1500mm的光學系統(tǒng)實現(xiàn)至少比剛才的光束半徑d＝95μm細的光點，由于從式(3)中得出b＝107mm，為了使NA＞0.08，從式(1)可知需要gr＞8.6mm。
為了提高這樣的激光加工裝置的生產(chǎn)效率，需要使檢流計掃描器的驅動速度成為高速。因此，一般有效的是使反射鏡的直徑減小或反射鏡的擺動角度。
另外，在日本特開平11-192571號公報中公開了一種激光加工裝置，該激光加工裝置用分支部件將激光束分支，用各個掃描裝置分別將各激光束導引到加工裝置，并且由聚光裝置進行聚光后進行加工。
另外，在日本特開平11-314188號公報中公開了一種激光加工裝置，該激光加工裝置用半反射鏡分光激光，分光的各激光導引到多個電流掃描系統(tǒng)，通過Fθ透鏡照射到多個加工區(qū)域。
但是，其存在著如下的問題，當減小反射鏡直徑時，gr變小，從式(1)可知，數(shù)值孔徑NA變小，其結果，處于式(2)的關系的光點徑d變大不能進行微細孔加工。
另外，當減小反射鏡的擺角時，由于各掃描區(qū)域尺寸變小，掃描區(qū)域數(shù)量增大，一般與檢流計掃描器106進行的定位所需要的時間相比，XY載物臺的定位所需要的時間長得多，因此，由于掃描區(qū)域數(shù)量增大，XY載物臺的移動次數(shù)增加，各個掃描區(qū)域中的速度即使上升，整體的生產(chǎn)速度也不提高。
另外，在日本特開平11-192571號公報所公開的裝置中，為了控制分支的各激光束進行聚光，需要與各激光束對應的檢流計掃描器(檢流計和反射鏡)和Fθ透鏡，因此例如在將激光束二分支的情況下，需要圖9所示的激光加工裝置的2倍的檢流計掃描器和Fθ透鏡。有增加成本的問題。另外，為了獲得2倍的加工速度而同時進行2片被加工物的加工時，XY載物臺的大小需要成為2倍，有加工機大型化的問題。
另外，在日本特開平11-314188號公報公開的裝置中，將分光的激光導向分別獨立的多個檢流計掃描器系統(tǒng)，由于用Fθ透鏡聚光上述激光，從光路內的最后的反射鏡入射到Fθ透鏡的激光大地傾斜地進行入射，因此，F(xiàn)θ透鏡的像差的影響變大，有難以小地聚光激光的問題。
發(fā)明的內容本發(fā)明是為了解決上述的問題而做成的，其目的是提供一種在提高進行微細加工的生產(chǎn)效率的同時抑制成本增加、而且不大型化激光加工裝置。
因此，本發(fā)明的激光加工裝置，具有由反射鏡將第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第一掃描器；由反射鏡將第二激光束和通過了第一掃描器的第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第二掃描器；聚光通過了第二掃描器的第二激光束和第一激光束的透鏡。
另外，第一激光束和第二激光束的偏光方向不同，在第二掃描器的跟前具有反射一方激光束、透射另一激光束的激光束分離器，將來自激光束分離器的激光束傳播到第二掃描器。
還具有振蕩器、將從振蕩器振蕩的直線偏振光的激光束分光為第一激光束和第二激光束的衍射光學元件、改變第二激光束的偏振光方向的相位板。
另外，還具有振蕩器、將從振蕩器振蕩的圓偏振光的激光束分光為分別具有不同的偏振光方向的第一激光束和第二激光束的分光用光束分離器。
另外，在衍射光學元件的跟前設有光闌，在與設在透鏡后的被加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
另外，在分光用光束分離器的跟前設有光闌，在與設在透鏡后的被加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
另外，從衍射光學元件到透鏡的第一激光束傳播的距離與從衍射光學元件到透鏡的第二激光束傳播的距離大致相同。
另外，從分光用光束分離器到透鏡的第一激光束傳播的距離與從分光用光束分離器到透鏡的第二激光束傳播的距離大致相同。
另外，從第二掃描器的反射鏡的直徑與從透射鏡到被加工物的距離所求得的數(shù)值孔徑為0.08以上。
具有由反射鏡將第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第一掃描器；由反射鏡將第二激光束和通過了第一掃描器的第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第二掃描器；由反射鏡將通過了第一掃描器的第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第三掃描器；聚光通過了第二掃描器的第二激光束和通過了第三掃描器的第一激光束的透鏡。
另外第一掃描器跟前的第一激光束的行進方向上或第二掃描器跟前的第二激光束的行進方向上的至少一方上設有光闌，在與設在透鏡后的被加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
另外，從第二掃描器的反射鏡的直徑與從透射鏡到被加工物的距離所求得的數(shù)值孔徑為0.08以上。
具有由反射鏡將第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第一掃描器；由反射鏡將第二激光束和通過了第一掃描器的第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第二掃描器；聚光通過了第二掃描器的激光束的透鏡。
第一掃描器偏轉激光束的角度設定得比第二掃描器的小。
另外第一掃描器跟前設有光闌，在與設在透鏡后的被加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
另外，從第二掃描器的反射鏡的直徑與從透射鏡到被加工物的距離所求得的數(shù)值孔徑為0.08以上。
通過這樣，可以增加光束朝向被加工物的照射數(shù)量，可以提高生產(chǎn)效率，另外，即使是微細孔加工也同樣地可以提高生產(chǎn)效率。


圖1是本發(fā)明的實施例1的激光加工裝置的簡圖。
圖2是說明本發(fā)明的實施例1的激光照射位置的說明圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施例1的光學系統(tǒng)的構成的構成圖。
圖4是本發(fā)明的實施例2的激光加工裝置的簡圖。
圖5是說明本發(fā)明的實施例2的激光照射位置的說明圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施例3的激光加工裝置的簡圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施例3的光學系統(tǒng)的構成的構成圖。
圖8是本發(fā)明的實施例4的激光加工裝置的簡圖。
圖9是表示現(xiàn)有的激光加工裝置的圖。
圖10是表示現(xiàn)有的光學系統(tǒng)的構成圖。
具體實施例方式
實施例1圖1是該實施例的激光加工裝置。在圖中，激光加工裝置1具有激光振蕩器3、偏光反射鏡4、副偏轉檢流計掃描器(第一檢流掃描器)6、檢流計掃描器(第二檢流計掃描器)8、Fθ透鏡10、XY載物臺11。上述激光振蕩器3用于產(chǎn)生激光束2，上述偏光反射鏡4用于將從激光振蕩器3發(fā)射的激光束2由反射導向所需的方向，上述副偏轉檢流計掃描器6具有通過沿光路順序地配置并可動而使激光束2偏轉的副偏轉反射鏡(第一反射鏡)5，上述檢流計掃描器8具有通過沿光路順序地配置并可動而使激光束2偏轉的主偏轉反射鏡(第二反射鏡)7，上述Fθ透鏡10將激光束2聚光到被加工物9上，上述XY載物臺11將被加工物9固定在其上面上并在XY平面上驅動被加工物9。該副偏轉反射鏡5由與XY載物臺11的X方向對應的反射鏡和與Y方向對應的反射鏡的2片反射鏡構成，為了驅動這些反射鏡，設有2臺副偏轉檢流計掃描器。另外，主偏轉反射鏡7也同樣地由與XY載物臺11的X方向對應的反射鏡和與Y方向對應的反射鏡的2片反射鏡構成，為了驅動這些反射鏡，也設有2臺主偏轉檢流計掃描器。
以下，對該發(fā)明的裝置的動作進行說明。
由激光振蕩器3按照預先設定的頻率和輸出功率振蕩的具有脈沖波形的激光束2由偏光反射鏡4導引到副偏轉檢流計掃描器6的副偏轉反射鏡5、主偏轉檢流計掃描器8的主偏轉反射鏡7。
由此，通過驅動副偏轉檢流計掃描器6和主偏轉檢流計掃描器8，可以在XY平面上的被限定的范圍內將激光束2掃描到任意位置。另外，這樣的激光束2以各種各樣的角度入射到Fθ透鏡10，但被該Fθ透鏡10的光學特性補正為相對XY載物臺11垂直地落射。
圖2是該實施例的被加工物9上的電流掃描區(qū)域的說明圖。
圖中，在作為將激光束2大角度偏轉的主偏轉裝置的主偏轉檢流計掃描器8可掃描的范圍即掃描區(qū)域12的內部設有作為將激光束2小角度偏轉的副偏轉裝置的副偏轉檢流計掃描器6可掃描的范圍即副掃描區(qū)域13。
舉例具體地對這些關系進行說明，在掃描區(qū)域12為一邊為50mm的正方形區(qū)域時，若將副掃描區(qū)域13設定為一邊為5mm的正方形的區(qū)域，則在主偏轉掃描區(qū)域內最大可以構成100個副掃描區(qū)域12。
以下對應于這樣地被分割的掃描區(qū)域的副偏轉檢流計掃描器6和主偏轉檢流計掃描器8的動作進行說明。
副偏轉檢流計掃描器6和主偏轉檢流計掃描器8在分別未從控制裝置(未圖示)接受指令的狀態(tài)下，被保持在某特定的基準位置。該基準位置通過光路的調整及控制上的設定可以變更。在此，將激光束2在分別通過各反射鏡偏轉中心的狀態(tài)下激光束2落射到掃描區(qū)域12的中心的位置作為基準位置。
首先，激光束2的落射位置通過驅動主偏轉檢流計掃描器8而從掃描區(qū)域12的基準位置移動到預先設定的成為副掃描區(qū)域13的中心的位置14。接著，在該位置保持主偏轉檢流計掃描器8，通過驅動副偏轉檢流計掃描器6，進行副掃描區(qū)域13內的加工。這樣，當一個副掃描區(qū)域13內的加工結束時，通過驅動主偏轉檢流計掃描器8將激光束2的落射位置移動到下一個副掃描區(qū)域的中心位置，進行加工。反復進行這樣的動作直到一個掃描區(qū)域12的全范圍中的加工完成為止，在完成了后，驅動XY載物臺11進行下一個掃描區(qū)域的加工，反復進行直到設定在被加工物9上的預定范圍的全部的加工結束為止。
圖3是表示該實施例的各光學零件的位置關系的簡圖，圖中，用實線表示的光束表示激光束2，該激光束2通過激光振蕩器3的激光輸出部或配置在其前方的光路途中的光闌15、副偏轉反射鏡5的2片反射鏡間的光軸方向的中間位置16、主偏轉反射鏡7的2片反射鏡間的光軸方向的中心位置17及Fθ透鏡10到達被加工物9。另外，這時，各反射鏡被保持在基準位置。另外，用虛線表示的光束是由于副偏轉反射鏡5從基準位置進行了變化而偏轉了的激光束2。如圖所示，由于副偏轉反射鏡5，而使激光束2偏轉(偏移)，需要考慮從主偏轉反射鏡部分地溢出的情況。
因此，在加工直徑約100μm以下的微細孔時，如(1)式所示的那樣，除了Fθ透鏡10和被加工物9的距離及主偏轉反射鏡7的有效直徑之外，還要注意主偏轉反射鏡7和副偏轉反射鏡5的位置關系及副偏轉反射鏡5的偏轉角度，以使激光束不從主偏轉反射鏡7溢出，數(shù)值孔徑NA必須保持為NA＞0.08。
這樣，通過小角度地使副偏轉反射鏡5活動，可以在比較窄的副掃描區(qū)域內進行高速的定位，縮短加工時間，由于副掃描區(qū)域間的移動使用主偏轉檢流計掃描器，可以進行比XY載物臺進行的移動更高速的移動，可以縮短移動時間。
在該實施例中作為用于副偏轉的裝置可以使用驅動反射鏡的檢流計掃描器，但也可以使用壓電元件等，對其外加電流而使激光束偏轉的掃描器或對應于超聲波頻率使激光束的偏轉角度變化的音響光學元件的掃描器。
實施例2圖4是本發(fā)明的實施例2的激光加工裝置的簡圖。在該實施例中，對于與實施例1相同名稱的構成標注相同的標號。
圖中，激光加工裝置1具有光闌15、分光裝置19、相位板20、檢流計掃描器6、偏振光光束分離器21、主偏轉檢流計掃描器8、Fθ透鏡10、XY載物臺11(未圖示)，上述光闌15用于將從激光振蕩器3(未圖示)發(fā)射的直線偏振光的激光束18在加工物9上設定為任意的光點直徑，上述分光裝置19用于將通過了該光闌15的激光束18分光第二激光束(以下稱為激光束18a)和第一激光束(以下稱為激光束18b)，上述相位板20使激光束18a的偏振光方向旋轉90度，上述檢流計掃描器6具有沿光路順序地被配置的通過可動而將激光束18b小角度偏轉的副偏轉反射鏡5，上述偏光光束分離器21反射由相位板20旋轉了90度的激光束18a(S偏振光)的同時、透過來自偏轉反射鏡5的激光束18b(P偏振光)，上述主偏轉檢流計掃描器8具有使來自偏振光光束分離器21的激光束18a、18b大角度偏轉的主偏轉反射鏡7，上述Fθ透鏡10將激光束18a、18b聚光到被加工物9上，上述XY載物臺11將加工物9固定在其上面上并在XY平面上進行驅動。副偏轉檢流計掃描器6還可以將激光束18b導引到偏振光光束分離器21之外，因此，在這時設置了接收吸收激光束18b的光束吸收器22。
另外，為了改變激光束18a、18b的光路的朝向，使用了偏光反射鏡4。另外，在圖4上省略了顯示，副偏轉反射鏡5、副偏轉檢流計掃描器6、主偏轉反射鏡7、及主偏轉檢流計掃描器8與實施例1同樣地可以將激光束照射到XY平面上的某個位置，因此由沿X方向驅動的反射鏡和掃描器與沿Y方向驅動的反射鏡和掃描器構成。
以下，對本發(fā)明的實施例2的動作進行說明。
作為直線偏振光的激光束18由分光裝置19分光為強度比1∶1的激光束18a、18b，用相位板20將激光束18a的偏振光方向旋轉90度而成為S偏振光。為了與元件的污染程度無關地使分光比穩(wěn)定，該分光裝置19使用的是衍射光學元件。另外，相位板20使用的是λ/2板或與之相當?shù)牟考?br> 這樣，成為S偏振光的激光束18a由偏振光光束分離器21反射，由主偏轉檢流計掃描器8決定朝向被加工物9上的照射位置。另外，由分光裝置19分光的激光束18b以P偏振光的狀態(tài)入射到副偏轉檢流計掃描器6，再由主偏轉檢流計掃描器8入射到與激光束18a不同的位置。因此，激光束18b的向被加工物9的相對于激光束18a的向被加工物9上的照射位置的相對照射位置由副偏轉檢流計掃描器8決定。
圖5是由該實施例的激光加工裝置照射到被加工物上時的激光照射位置的簡圖。
圖中，被加工物9上的由主偏轉檢流計掃描器8決定的掃描區(qū)域12內，由一次的來自激光振蕩器3(未圖示)的激光束18的照射，以主偏轉檢流計掃描器8進行的定位，將激光束18a、18b同時照射到激光束18a的光束照射位置23和激光束18b的光束照射位置24。
另外，在被加工物9上的掃描區(qū)域12內的加工預定孔數(shù)為奇數(shù)等時，激光束照射兩個部位未必好。這時，由主偏轉檢流計掃描器8僅將激光束18a照射到所需的位置上25時，激光束18b由副偏轉檢流計掃描器6使其被光束吸收器22吸收，不使其入射到主偏轉檢流計掃描器8上。
另外，該實施例的光學零件的位置關系與圖3相同的表示著。即，圖3中的虛線相當于由副偏轉檢流計掃描器6偏轉的激光束18b的光束。因此，將數(shù)值孔徑NA保持為NA＞0.08的想法與實施例1的相同。
通過做成這樣的裝置構成，由于可將激光束同時照射在兩點上，可以縮短加工時間。
另外，由于用一個Fθ透鏡即可，可以防止成本增大，同時可以防止加工機的大型化。
實施例3圖6是本發(fā)明的實施例3的激光加工裝置的簡圖。在該實施例中，對于與實施例1相同的名稱的構成標注相同的標號。
在圖中，激光加工裝置1由光闌15、分光裝置19、檢流計掃描器6a、檢流計掃描器6b、主偏轉檢流計掃描器8、Fθ透鏡10、XY載物臺11(未圖示)，上述光闌15用于將從激光振蕩器3(未圖示)發(fā)射的激光束26在加工物9上設定為任意的光點直徑，上述分光裝置19用于將通過了該光闌15的激光束26分光為激光束26a和激光束26b，上述檢流計掃描器6a具有沿光路配置在該檢流計掃描器之后的通過可動而將激光束26b小角度偏轉的第1副偏轉反射鏡5a，上述檢流計掃描器6b具有沿光路、配置在上述檢流計掃描器6a之后的通過可動可將激光束26b小角度偏轉的第二副偏傳反射鏡5b，上述主偏轉檢流計掃描器8具有將激光束26a、26b大角度偏轉的主偏轉反射鏡7，上述Fθ透鏡10將激光束26a、26b聚光到被加工物9上，上述XY載物臺11將加工物9固定在其上面上并在XY平面上進行驅動。第一副偏轉檢流計掃描器6a還可以將激光束26b導引到第二副偏轉反射鏡5b之外，因此在這時，設置了接收吸收激光束26b的光束吸收器22。
另外，為了改變激光束26a、26b的光路朝向，使用偏光反射鏡4。另外，在圖6中省略了表示，但第一副偏轉反射鏡5a、第一副偏轉檢流計掃描器5b、第二副偏轉反射鏡6a、第二副偏轉檢流計掃描器6b、主偏轉反射鏡7、及主偏轉檢流計掃描器8與實施例1同樣地為了使激光束可照射到XY平面上的某位置、也由沿X方向進行驅動的反射鏡和掃描器與沿Y方向進行驅動反射鏡與掃描器構成。
這樣，通過設有第一副偏轉檢流計掃描器33和第二副偏轉檢流計掃描器6b，被分光的激光束26a、26b在Fθ透鏡10的前焦點位置通過處于Fθ透鏡軸線上的主偏轉檢流計掃描器8。
以下，對該發(fā)明的實施例3的動作進行說明。
激光束26由分光裝置19分光為強度比1∶1的激光束26a、26b。為了與元件的污染等無關地使分光比穩(wěn)定，該分光裝置19使用衍射光學元件。
這樣，激光束26a入射到主偏轉檢流計掃描器8，向被加工物9上的照射位置被決定。另外，由分光裝置19分光的激光束26b入射到第一副偏轉檢流計掃描器6a，在入射到第二副偏轉檢流計掃描器6b，接著入射到主偏轉檢流計掃描器8的與激光束26a不同的位置。因此，激光束26b的向被加工物9的相對于激光束26a的被加工物9上的照射位置的相對位置由第一副偏轉檢流計掃描器6a及第二副偏轉檢流計掃描器6b決定。
該第一副偏轉反射鏡5a和第二副偏轉反射鏡5b和主偏轉反射鏡8的關系是，首先將第一副偏轉反射鏡5a傾斜相當于激光束26b的照射位置的角度，同時由第二副偏轉反射鏡5b，激光束26b通過在Fθ透鏡10中心軸線上相當于Fθ透鏡10的前焦點位置的位置地返回。由此，激光束26b通過主偏轉反射鏡7的有效范圍內，該主偏轉反射鏡7設在在Fθ透鏡10的中心軸上相當于Fθ透鏡10的前焦點位置的位置。
圖7是表示該實施例的各光學零件的位置關系的簡圖，圖中用實線表示的光束是通過光闌15、構成主偏轉反射鏡8的兩片反射鏡間的光軸方向的中心位置、Fθ透鏡10到達被加工物9上的激光束26a。另外，激光束26b借助第二副偏轉反射鏡6b通過Fθ透鏡10的中心軸上的相當于Fθ透鏡10的前焦點位置的位置，因此，不偏離地照射到主偏轉反射鏡8上。這與如用圖7中虛線表示的光束那樣，光闌15的位置相對光軸方向垂直地移動的情況相同。
由于構成這樣的光路系統(tǒng)，在該實施例的裝置中，在決定了主偏轉反射鏡的有效直徑后不需要考慮由副偏轉檢流計掃描器使激光束擺動的問題，在保持微細直徑的狀態(tài)下，由副偏轉檢流計掃描器和主偏轉檢流計掃描器可同時地光束照射的范圍擴大，加工速度得到提高。但是，為了進行微細孔加工，如數(shù)值孔徑NA＞0.08那樣地還需要考慮反射鏡有效直徑以外的要素(例如Fθ透鏡與被加工物的距離)。
另外，在由該實施例的裝置照射到被加工物上時，在實施例2中，與圖5所示的相同地，激光束26a和激光束26b同時地照射兩個部位。另外，在只照射一個部位時，借助第一副偏轉掃描器6a，使光束吸收器22吸收激光束26b。
另外，在實施例2及實施例3中，副偏轉檢流計掃描器分別使用2個反射鏡，但是，也可以是分別為1個反射鏡的構造。這時，在被加工物9上只進行XY平面內的一個方向上的掃描，根據(jù)加工孔的配置是高效的，同時由于反射鏡的數(shù)量少，裝置構成變簡單。
在以上的實施例中對將激光加工裝置使用于微細孔加工的情況進行了說明，但是，也可以應用于其它的激光加工。
實施例4圖8是該發(fā)明的實施例4的激光加工裝置的簡圖。在該實施例中，對于與實施例1和實施例2相同名稱的構成標注相同的標號。
圖中，激光加工裝置1具有光闌15、分光用偏轉光束分離器28、偏光反射鏡4、副偏轉檢流計掃描器6、合成用偏振光光束分離器29、主偏轉檢流計掃描器8、Fθ透鏡10、XY載物臺11(未圖示)；上述光闌15用于將從激光振蕩器3(未圖示)發(fā)射的圓偏振光激光束27在被加工物9上設定為任意的光點直徑，上述分光用偏轉光束分離器28用于將通過了該光闌15的激光束27分光為激光束27a和激光束27b，上述偏光反射鏡4用于將相對分光用偏轉光束分離器28作為P偏振光的激光束27a相對合成用偏振光光束分離器29成為X偏振光地被組合，上述副偏轉檢流計掃描器6具有沿光路順序配置的通過可動將由分光用偏轉光束分離器28分光的激光束27b小角度偏轉的副偏轉反射鏡5，上述合成用偏振光光束分離器29合成成為S偏光的激光束27a和來自副偏轉反射鏡5的激光束27b，上述主偏轉檢流計掃描器8具有將來自合成用偏轉光束分離器29的激光束27a、27b大角度偏轉的主偏轉反射鏡7，上述Fθ透鏡10用于將激光束27a、27b聚光到被加工物上，上述XY載物臺11用于將被加工物9固定在上面上在XY平面上驅動。副偏轉檢流計掃描器6由于也可以將激光束27b導引到合成用偏振光光束分離器29之外，因此，在這種情況下，設有接收吸收激光束27b的光束吸收器22。
在變更激光束27b的光路的朝向的情況下也使用偏光反射鏡4。另外，副反射鏡5、副偏轉檢流計掃描器6、主偏轉反射鏡7及主偏轉檢流計掃描器8(在圖8中省略)與實施例1相同地為了在XY平面上的某位置也可照射激光束，由沿X方向驅動的反射鏡和掃描器和沿Y方向驅動的反射鏡和掃描器構成。
以下，對本發(fā)明的實施例4的動作進行說明。
作為圓偏振光的激光束27由分光用偏轉光束分離器28分光為強度比1∶1的激光束27a、27b，用偏光反射鏡4變更激光束27的偏振光方向而相對合成用偏振光光束分離器29成為S偏振光。
這樣，相對合成用偏振光光束分離器29成為S偏振光的激光束27a從合成用偏振光光束分離器29入射到主偏轉檢流計掃描器8，決定朝向被加工物9上的照射位置。另外，由分光用偏轉光束分離器28分光的激光束27b入射到副偏轉檢流計掃描器6，再從合成用偏振光光束分離器29入射到主偏轉檢流計掃描器8上的與激光束27a不同的位置。因此，相對于激光束27a的朝向被加工物9上的照射位置的激光束27b的朝向被加工物9的相對的照射位置由副偏轉檢流計掃描器6決定。
該實施例的各光學零件的位置關系與圖3同樣地表示著。即，圖3中的虛線相當于由副偏轉檢流計掃描器6偏轉的激光束27b的光束。
在以上的到實施例2～4為止的激光加工裝置中如果使分光的第一激光束和第二激光束的進行傳播的光路長度同距離，則可以在被加工物上進行相同孔徑的加工。
如上所述，本發(fā)明的激光加工裝置可用作通過在被加工物上照射激光束進行加工的裝置。
權利要求
1.激光加工裝置，其特征在于，具有由反射鏡將第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第一掃描器；由反射鏡將第二激光束和通過了第一掃描器的上述第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第二掃描器；聚光通過了第二掃描器的上述第二激光束和第一激光束的透鏡。
2.如權利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，第一激光束和第二激光束的偏振光方向不同，在第二掃描器的跟前具有反射一方激光束、透射另一激光束的激光束分離器，將來自上述激光束分離器的激光束傳播到第二掃描器。
3.如權利要求2所述的激光加工裝置，其特征在于，具有振蕩器、將從振蕩器振蕩的直線偏振光的激光束分光為第一激光束和第二激光束的衍射光學元件、改變第二激光束的偏振光方向的相位板。
4.如權利要求2所述的激光加工裝置，其特征在于，具有振蕩器、將從振蕩器振蕩的圓偏振光的激光束分光為分別具有不同的偏振光方向的第一激光束和第二激光束的分光用光束分離器。
5.如權利要求3所述的激光加工裝置，其特征在于，在衍射光學元件的跟前設有光闌，在與設在透鏡后的對加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
6.如權利要求4所述的激光加工裝置，其特征在于，在分光用光束分離器的跟前設有光闌，在與設在透鏡后的對加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
7.如權利要求5所述的激光加工裝置，其特征在于，從衍射光學元件到透鏡的第一激光束傳播的距離與從衍射光學元件到上述透鏡的第二激光束傳播的距離基本相同。
8.如權利要求6所述的激光加工裝置，其特征在于，從分光用光束分離器到透鏡的第一激光束傳播的距離與從上述分光用光束分離器到上述透鏡的第二激光束傳播的距離基本相同。
9.如權利要求5～8中的任何一項所述的激光加工裝置，其特征在于，從第二掃描器的反射鏡的直徑與從透射鏡到被加工物的距離所求得的數(shù)值孔徑為0.08以上。
10.激光加工裝置，其特征在于，具有由反射鏡將第一激光束的行進方向偏轉為任意方向的第一掃描器；由反射鏡將第二激光束和通過了第一掃描器的上述第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第二掃描器；由反射鏡將通過了第一掃描器的上述第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第三掃描器；聚光通過了第二掃描器的第二激光束和通過了第三掃描器的上述第一激光束的透鏡。
11.如權利要求10所述的激光加工裝置，其特征在于，第一掃描器跟前的第一激光束的行進方向上或第二掃描器跟前的第二激光束的行進方向上的至少一方上設有光闌，在與設在透鏡后的被加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
12.如權利要求11所述的激光加工裝置，其特征在于，從第二掃描器的反射鏡的直徑與從透射鏡到被加工物的距離所求得的數(shù)值孔徑為0.08以上。
13.激光加工裝置，其特征在于，具有由反射鏡將第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第一掃描器；由反射鏡將第二激光束和通過了第一掃描器的第一激光束的行進方向偏轉到任意方向的第二掃描器；聚光通過了第二掃描器的上述激光束的透鏡，第一掃描器偏轉上述激光束的角度設定得比第二掃描器的小。
14.如權利要求13所述的激光加工裝置，其特征在于，第一掃描器跟前設有光闌，在與設在透鏡后的被加工物之間可形成像轉印光學系統(tǒng)。
15.如權利要求14所述的激光加工裝置，其特征在于，從第二掃描器的反射像的直徑與從透射鏡到被加工物的距離所求得的數(shù)值孔徑為0.08以上。
全文摘要
本發(fā)明的激光加工裝置具有產(chǎn)生激光的激光振蕩器(3)、主偏轉反射鏡(7)、Fθ透鏡(10)、設在激光振蕩器(3)與主偏轉反射鏡(7)之間的光路中的副偏轉裝置(6)。另外,具有分光激光的裝置(19、28),在被分光的激光光路(18b、26b、27b)上插入上述副偏轉裝置(6),同時使被分光的兩激光(18a、18b、26a、26b、27a、27b)從同一主偏轉反射鏡(7)入射到Fθ透鏡(10),將主偏轉反射鏡(7)和Fθ透鏡(10)和被加工物(9)的光路系統(tǒng)中的數(shù)值孔徑構成為0.08以上。
文檔編號B23K26/06GK1388771SQ01802636
公開日2003年1月1日 申請日期2001年7月27日 優(yōu)先權日2000年8月29日
發(fā)明者阪本雅彥, 竹野祥瑞, 祝靖彥, 鉾館俊之, 黑澤滿樹 申請人:三菱電機株式會社