JP3553116B2 - Light processing equipment - Google Patents
Light processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP3553116B2 JP3553116B2 JP02858294A JP2858294A JP3553116B2 JP 3553116 B2 JP3553116 B2 JP 3553116B2 JP 02858294 A JP02858294 A JP 02858294A JP 2858294 A JP2858294 A JP 2858294A JP 3553116 B2 JP3553116 B2 JP 3553116B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- laser beam
- light
- reflecting mirror
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 108
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 17
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- QIVUCLWGARAQIO-OLIXTKCUSA-N (3s)-n-[(3s,5s,6r)-6-methyl-2-oxo-1-(2,2,2-trifluoroethyl)-5-(2,3,6-trifluorophenyl)piperidin-3-yl]-2-oxospiro[1h-pyrrolo[2,3-b]pyridine-3,6'-5,7-dihydrocyclopenta[b]pyridine]-3'-carboxamide Chemical compound C1([C@H]2[C@H](N(C(=O)[C@@H](NC(=O)C=3C=C4C[C@]5(CC4=NC=3)C3=CC=CN=C3NC5=O)C2)CC(F)(F)F)C)=C(F)C=CC(F)=C1F QIVUCLWGARAQIO-OLIXTKCUSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- XULSCZPZVQIMFM-IPZQJPLYSA-N odevixibat Chemical compound C12=CC(SC)=C(OCC(=O)N[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC)C(O)=O)C=3C=CC(O)=CC=3)C=C2S(=O)(=O)NC(CCCC)(CCCC)CN1C1=CC=CC=C1 XULSCZPZVQIMFM-IPZQJPLYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えばマスクを用いてレーザ光によりプリント基板のバイアホール(VIA HOLE)の加工を行うのに利用する光処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図18は、例えば特願平4−109403号に示された従来の光処理装置を用いた光加工装置を示す概略斜視図であり、図において、1は高反射の反射鏡、2はこの反射鏡1に対向配置され、所定形状のパターンを残して、アルミニウムなどの蒸着膜などからなる反射膜を有する高反射のマスク、3はエキシマレーザ等から発せられたレーザ光、4は転写レンズ、5はレーザ光により加工処理されるプリント基板などの被加工物である。
【0003】
次に動作について説明する。マスク2に照射されるシート形状(線状)のレーザ光3は、マスク2に形成した開口2aを抜けて、さらに転写レンズ4を介して被加工物5上に結像されるように照射され、これの加工を行う。また、この加工に寄与する光以外はマスク2で反射され、さらに反射鏡1に向けて照射され、ここで反射されて再びマスク2へ向けて照射され、上記開口2aを抜けて上記加工に再利用される。すなわち、上記開口2aのパターンに対応するバイアホールが形成される。ここで、上記反射鏡1としては、図19(a),(b)に示すように円筒面鏡1Aでも凹面鏡1Bでもよい。
【0004】
また、上記のように多重反射されるレーザ光3の挙動を図20に示す。すなわち、図18に示すように、従来の光学系では、反射鏡1によって反射されるレーザ光3は、入射方向に反射を繰り返した後、図20に示す上記凹面鏡1Bの場合には逆方向に戻り始め、図22にも示すように、やがて入射位置から出て行くようになっており、このときの反射鏡1およびマスク2間のレーザ光の強度分布Iは図21に示すようになる。なお、一般に転写レンズ4は縮小転写するために複数のレンズを組み合わせた組みレンズとしてユニット化されており、ここでは便宜上円筒状に表わしてある。また、この光処理装置では、光学系自体の大きさを変えずに、照射面積以上の大面積の被加工物の処理を可能とし、かつマスク角度の変動に対する反射光学系の安定性向上のため、マスクと被加工物とを平行移動可能にしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光処理装置は以上のように構成されているので、多重反射されたレーザ光3は入射方向に逆行し、この逆行したレーザ光3が光路周辺に散乱されて、ゴミの発生およびこれによる光学部品のダメージや安全上の問題を発生するほか、多重反射されるレーザ光3は閉じ込められることなく散乱し多重反射光学系を出て行くため、光の有効利用率が極めて悪いなどの問題点があった。
【0006】
また、マスク2と反射鏡1との間を高強度の光が多重反射されるため、その空間にゴミなどのダストがあると、これがマスク2や反射鏡1に付着して表面にダメージを与えるなどの問題点があった。
【0007】
さらに、マスク2に対向して設置した反射鏡1が、なんらかの理由により損傷したり、反射率の低下を生じたときには、直ちにこれを取り外して交換しなければならず、その度に手間がかかるなどの問題点があった。
【0008】
請求項1の発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、点状のレーザ光を反射鏡のうち反射膜の一部のみに上記レーザ光を導入するためのレーザ光導入用切り欠き部から導入して光の導入角を最適化することで、多重反射におけるレーザ光の逆行にもとづく光路周辺での散乱およびゴミの発生と、このゴミによる光学部品のダメージとを防止できるとともに、レーザ光の利用率を高めることができる光処理装置を得ることを目的とする。
【0009】
請求項2の発明はレーザ光を多重反射鏡光学系を形成する反射鏡とマスクとの間の光路に円滑に進行させてレーザ光を閉じ込めることで、多重反射による光強度を十分に高めることができるとともに、レーザ光の利用効率を高めることができる光処理装置を得ることを目的とする。
【0010】
請求項3の発明は一枚の反射鏡の異なる部位の未使用部分を移動させて順次利用することで、マスクとの間でレーザ光の多重反射を引き続き効率よく実施できる光処理装置を得ることを目的とする。
【0011】
請求項4の発明はマスクや反射鏡に形成されている反射膜のダメージやこの反射膜に対するダストの付着を防止できる光処理装置を得ることを目的とする。
【0012】
請求項5の発明は多重反射光学系から出射するレーザ光の光強度を効率よく低下させることができる光処理装置を得ることを目的とする。
【0013】
請求項5の発明は一部の反射膜にダメージを受けてもマスクとの間での多重反射機能を維持することができる光処理装置を得ることを目的とする。
【0014】
請求項6の発明はマスク上における十分な光強度分布の多重照射を実施できる光処理装置を得ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係る光処理装置は、反射鏡のうち反射膜の一部のみに上記レーザ光を導入するためのレーザ光導入用切り欠き部を設けた凹面反射鏡としたものである。
【0016】
請求項2の発明に係る光処理装置は、反射鏡を、点状で入射されたレーザ光の導入方向に対して周期的に光路を変動させるとともに、光導入方向に対して垂直方向に光路を進行させる形状の凹面反射鏡としたものである。
【0017】
請求項3の発明に係る光処理装置は、反射鏡を、マスクとの対向部位が変更可能な回転自在の多辺形反射鏡としたものである。
【0018】
請求項4の発明に係る光処理装置は、反射鏡およびマスク上の各反射膜の少なくとも一方を、これらの反射鏡およびマスクの互いに対向する面とは反対側の面に設けたものである。
【0019】
請求項5の発明に係る光処理装置は、反射鏡の両面に反射膜を設けたものである。
【0020】
請求項6の発明に係る光処理装置は、マスクおよび反射鏡間の距離を290mm以下に設定したものである。
【0021】
【作用】
請求項1の発明における光処理装置は、レーザ光導入用切り欠き部から多重反射光学系へのレーザ光の導入角をマスク面に対し略垂直方向に行えるようにし、多重反射光学系におけるレーザ光の干渉や散乱を抑えながら、従来よりも多数の反射回数にてレーザ光を進行可能にする。
【0022】
請求項2の発明における光処理装置は、凹面反射鏡およびマスクからなる多重反射光学系内に、点状で入射されたレーザ光を所定回数反射させながら、光導入方向に対して周期的に往復進行させ、さらに光導入方向に対して垂直の一方向に進行させる。
【0023】
請求項3の発明における光処理装置は、多辺形反射鏡を回転させることで、ダメージを受けた反射膜に代えて未使用の反射膜をマスクに対向可能にし、常に、レーザ光の反射効率および進行性能の良好な多重反射光学系が得られるようにする。
【0024】
請求項4の発明における光処理装置は、マスクや反射鏡上に設けられる反射膜を、これらのマスクや反射鏡の対向面とは反対の面に形成することで、その反対面にある反射膜へのダストの付着を防止する。
【0025】
請求項5の発明における光処理装置は、マスクに対向する面の反射膜がダメージを受けても、そのマスクに対向する側とは反対の面の反射膜が多重反射光学系を維持するとともに、反射鏡の裏側へレーザ光が洩れて、他の部品にダメージを与えるのを防止する。
【0026】
請求項6の発明における光処理装置は、反射鏡およびマスク間の距離を290mm以下に抑えることで、マスク上における光強度分布を設定反射回数にて十分なものにする。
【0027】
【実施例】
実施例1.
以下、この発明の実施例を図について説明する。図1および図2はこの発明の一実施例による多重反射光学系を概念的に示す平面図および正面図であり、図において、2はマスクで、このマスク2に対向して設置した反射鏡1にはレーザ光導入用穴101が穿設してあり、そこからレーザ光3を導入可能にしている。なお、反射鏡1は図2に示すような凹面反射鏡である。
【0028】
マスク2には加工しようとする形状に対応可能なパターンの光を透過する光通過部としての光学的な開口2aが設けてあり、光学的に光をマスクしている部分は高反射率の反射膜2bとなっている。上記マスク2に対向して設けた反射鏡1は凹面鏡であり、マスク2と反射鏡1との間で多重反射されるレーザ光3を閉じ込める働きをする。これにより、点状で入射されたレーザ光の多重反射回数を十分に確保し、光強度を十分に大きなものとする。
【0029】
次に動作について説明する。まず、反射鏡1に設けられたレーザ光導入用穴101から点状の光レーザ光3を導入すると、このレーザ光3はその発散角により幅を広げながら、まず、図1のX方向に進行しながら多重反射される。そして、レーザ光3はやがて反射鏡1の光閉じ込め効果により進路を−X方向に向きを変え進行する。
【0030】
このとき、凹面反射鏡の効果によりレーザ光3の幅は徐々に絞られて行き反射鏡1の中心付近で最小となる。そして、レーザ光3を以上のX方向および−X方向への伝播を繰り返させながら、図1のY方向にも伝播させる。
【0031】
そして、このようなレーザ光3のX方向,−X方向での振動と、Y方向へのレーザ光3のレーザ光幅の集束の周期とが一致する条件は、d/R=1−cos(π/n0 )で与えられる。ここで、dはマスクと反射鏡の間隔、Rは凹面鏡の曲率半径、n0 は1周期で多重反射される回数である。
【0032】
この結果、レーザ光3がマスク2と反射鏡1との間に効率よく閉じ込められ、光の有効利用倍率が向上すると共に、従来例のようにレーザ光が入射方向に反射されず、レーザ光入射方向以外の方向に出射するので、戻り光の光路周辺への散乱およびゴミ発生による光学部品のダメージを回避できる。
【0033】
以上のように、レーザ光導入用穴101から多重反射光学系へのレーザ光の導入角をマスク面に対し略垂直方向に行えるようにし、多重反射光学系におけるレーザ光の干渉や散乱を抑えながら、従来よりも多数の反射回数にてレーザ光を進行させることができる。
【0034】
また、レーザ光導入用穴101は容易に反射鏡1に形成できるが、小径のレーザ光を入射するための小形サイズに正確に形成することは困難な場合がある。そこで、そのレーザ光導入用穴101の穿設に代えて、反射鏡1の反射膜の一部を切り欠いてレーザ光導入用切り欠き部とし、このレーザ光導入用切り欠き部をレーザ光の導入に利用してもよい。この場合には、予め一部を残して、他部を蒸着などにより金属膜を設けることで、小径の点状のレーザ光を入射する入射部を容易かつローコストに形成できる。また、マスク2のマスク基材は開口2a部を除いて反射膜2bで被われているため、レーザ光の直射によるマスク基材の劣化およびこれによる光透過率の低下を防止でき、加工のための光エネルギ強度の低下を防止できる。
【0035】
実施例2.
図3および図4は多重反射光学系の他の実施例を概念的に示す正面図および平面図であり、図において、1は高反射のマスク2に対向して設置した反射鏡、3はレーザ光であり、このレーザ光3はシート状に整形されている。また、マスク2には加工形状のパターンの光を透過する光学的な開口2aが設けてあり、光学的に光をマスクしている部分は、上記実施例と同じく高反射率の反射膜2bとなっている。
【0036】
この実施例では、反射鏡1は図4に示すように多辺形(多角形)、具体的には8辺形に形成されており、各辺近傍の斜線部分で多重反射が行われるようになっている。また、この8辺形の反射鏡1の中心には回転軸102があり、この回転軸102を中心として、45°ずつの角度で矢印の方向に回転操作できるようになっている。
【0037】
この実施例では、実施例1で示したような多重反射を長時間行っていると、およそ1×109ショット程度のレーザ光3の照射で反射鏡1の反射率が低下して寿命となる場合でも、反射鏡1を回転軸102を中心に回転操作することにより光が照射されていない他の領域で高反射率にて再び多重反射させることができ、次々に多重反射される領域を変えることで、一枚の反射鏡1の利用効率を高めることができる。
【0038】
すなわち、この実施例によれば8辺形なので、同様の操作を8回行うことができ、一枚の反射鏡1の寿命を8×109ショットまで延ばすことができる。
【0039】
参考例1.
図5はこの発明の多重反射光学系の参考例を概念的に示す正面図であり、この参考例1では反射鏡1とマスク2との間に、パージガス7を吹き付けるガス吹き付け手段としてのノズル6を配置してある。なお、多重反射光学系は従来通りの構成をしている。すなわち、ノズル6はレーザ光3を多重反射する領域にパージガス7を吹き付けるように機能する。そして、このパージガス7としては、純度の高いチッソガスやヘリウムガスが使用される。
【0040】
この参考例によれば、通常の室内雰囲気で多重反射光学系を使用すると、空気中に含まれるダストがレーザ光によりマスク2や反射鏡1上にたたきつけられ表面に付着して反射率の低下やダメージを引き起こすが、このような多重反射光学系であっても、高純度なパージガスを照射することにより、多重反射光学系に浮遊するダストなどを少なくすることができ、従って、ダストのマスク2や反射鏡1への付着を防止でき、結果的に、反射率の低下や、ダメージを低減することができる。
【0041】
参考例2.
また、図示しないが、マスク2上の少なくともレーザ光が照射される領域に、冷却用ガス吹き付け手段としてのノズルなどから冷却用ガスを吹き付けることにより、このマスク2上の反射膜を、反射鏡の反射膜などとともに冷却することができ、これらの反射膜の熱的ダメージを防止でき、耐久性を高めることができる。
【0042】
実施例3.
図6はこの発明の多重反射光学系のまた他の実施例を概念的に示す正面図であり、反射鏡1とマスク2との距離関係などは、次の計算に基づいて最適化されている。
【0043】
多重な反射光学系においては、図6に示すように、マスク2上での光強度分布は、マスク2に対して多重照射される複数のレーザ光3の重畳で、図7に示すように与えられる。いま、光速度をcとすると隣合って重畳されるレーザ光3の間隔Δtは、Δt=2d/c(dはマスク2と反射鏡1との距離)で与えられる。
【0044】
ここで、多重反射回数をn=12とすると、最初にマスク2に照射されるレーザ光3に対する、最後にマスク2に照射されるレーザ光3の時間遅れΔtn は、Δtn =2nd/cで与えられ、これらの最初と最後とでレーザ光の時間幅(パルス幅)を超えないという条件をおくと、レーザ光のパルスの幅ΔωとしたときΔω>Δtn となり、これから反射鏡1とマスク2との間隔dの許容値は、d<c・Δω/2nとなる。
【0045】
そこで、エキシマレーザを使用する場合を考え、n=12,Δω=23(n sec),c=30×109 (cm)とすると、反射鏡1とマスク2との距離dは、d<29となり、29cm以下で設計すればよいことが分かる。
【0046】
実施例4.
図8はこの発明の多重反射光学系の実施例を概念的に示す正面図である。この実施例では、レーザ光3,反射鏡1,マスク2の配置は従来通りであるが、マスク2において高反射率の反射膜2bを裏面(下側)に設け、さらに反射鏡1において高反射率の反射膜1bを裏面(上側)に設けている。
【0047】
従来、反射鏡1とマスク2との間に存在するダストがレーザ光3のエネルギーによってマスク2に付着し、反射率の低下や反射膜2bのダメージを生じていたことは既に説明した通りであるが、この実施例のように反射鏡1およびマスク2の反射膜1b,2bをレーザ光3の反射空間側に臨まないように設置すると、マスク2面および反射鏡1面のレーザ光3側は合成石英の基板であるため、各反射膜1b,2bに対するダストの付着やダメージを防ぐことができ、反射率の低下を防止できる。
【0048】
なお、図8では、多重反射の反射鏡1として平面鏡の例を示しているが、球面鏡を使用する場合でも同様の効果を上げることができる。また、この実施例ではマスク2と反射鏡1の両方とも反射膜1b,2b側を逆向きにしているが、図9および図10に示すように、マスク2のみまたは反射鏡1の反射膜1bまたは2bのみを逆向きにした構成も任意に採用できる。図9の構成ではマスク2の反射鏡膜2bに関して損傷を受けにくくすることができ、図10の構成では反射鏡1の反射鏡膜1bに関して損傷を受けにくくすることができる。
【0049】
参考例3.
図11および図12はこの発明の多重反射光学系の参考例を概念的に示す正面図および平面図であり、この参考例3では、反射鏡1に関して、枢支軸103を中心としてあおり角度を調整できるようにマイクロメータとしてのあおり角調整機構8を設置している。
【0050】
すなわち、多重反射光学系における反射鏡1とマスク2の構造は従来通りであるが、マスク2に対しては特に調整機構を設けず、反射鏡1に対してあおり角度調整機構8を設けた点が従来と異なっている。反射鏡1のあおり角度調整に関して、その必要精度は多重反射光学系による光強度分布の変動をどの程度許容するかに依存する。
【0051】
例えば、反射鏡1として平面反射鏡を使用した多重反射光学系の場合においては、光強度に対する光強度の変動は、dI/I=αdθ1 となる。ここで、α=−2/(θ0 (RrRm−1+2/(2n+1)))であり、Iは光強度、dIは光強度の変動、Rr、Rmはそれぞれ反射鏡およびマスクの反射率、θ0 は入射レーザ光3の入射角度、θ1 は反射鏡1のあおり角度、nは多重反射回数である。
【0052】
ここで例えばdI/I=0.1程度の変動までを許容するとし、Rr=Rm=0.99、n=12、マスク2の法線に対するレーザ光入射角度θ0 =10mradとすると、dθ1 =−30μradと計算される。
【0053】
従って、反射鏡1に設置したあおり角調整機構8はこの程度の角度の調整が可能な精度をもたせればよい。あおり角度として上記の値に対して1/10程度読み取れればよいとすると、反射鏡1のあおりの支点からあおり角調整機構8であるヘッドまでの距離を50mmとすると、あおり角調整機構8で読み取るべき距離Δは、Δ=1/10・dθ1 /50=60μmで計算される。
【0054】
従って、多重反射光学系における反射鏡1のあおり角調整機構8としては差動マイクロメータのような高精度の機構は必要でなく、通常の最小読み取りが10μmのマイクロメータを使用すれば十分である。
【0055】
多重反射光学系の反射鏡1とマスク2との相対的角度調整は、いずれか一方を固定して他方を調整することが考えられるが、多重反射光学系の反射鏡1の大きさはレーザ光3の多重反射領域で決まり、せいぜい30mm角程度であるのに対し、マスク2は加工したい被加工物の大きさに応じて、例えば、150mm角のような大きさになっており、また、調整に必要な精度も以上で説明したような精度が要求されるので、この発明のようにマスク2にあおり角度の調整機構を持たせるのではなく反射鏡1をマイクロメータで調整する方法により、簡単な調整機構で高精度な調整を行うことができる。なお、上記参考例において、反射鏡1を2軸(枢支軸)で支持し、あおり角調整機構8を2箇所に設けることで、あおり角の調整方向を任意かつ正確に設定できる。
【0056】
参考例4.
図13はこの発明の多重反射光学系の参考例を示す正面図であり、この参考例では、多重反射光学系を抜け出た光を受けて、これを減衰させる光ダンパー9を設けている。こうすることで、入射したシート状のレーザ光3を一軸方向に多重反射して光の有効利用を図った後、多重反射したあとのレーザ光301を例えば図14や図15に示すような形状の光ダンパー9で受ける。
【0057】
例えば、図14の光ダンパー9は光を受ける面に、ひだ901が設けられていることにより、レーザ光301を受ける表面積を拡大し、これにより光ダンパー材料表面における光強度を低下させ、高い光強度による表面のダメージを避けている。一方、図15の光ダンパー9は表面にレーザ光を透過する材料、例えば合成石英基板902を有し、表面でのレーザ光の反射をなくし、裏面側に設置した吸収材料903により光を吸収する。
【0058】
多重反射光学系ではレーザ光3を多重反射して光を有効利用しているが、無限に反射させて光を利用しているわけではなく、有限回数(この場合10回程度)反射したあとは多重反射光学系から出て行くようになっている。
【0059】
従って、従来の構成では、有限回数の多重反射を繰り返したあとに、多重反射光学系から出る光は光学系の周辺部分に照射され、反射されたり散乱されたりして、安全上の問題やダストの発生などの問題を発生していた。これに対し、この実施例では、多重反射後のレーザ光301を光ダンパー9で受けて、光学系の周辺に反射されたり、散乱されることのないようにすることで、上記の問題点を避けることができるようになった。
【0060】
実施例5.
また、図示しないが、反射鏡1の両面に反射膜を形成することができ、この場合には、マスク2との対向面側の反射膜がダメージを受けて、ここからレーザ光が透過するようなことがあっても、その対向面とは反対側の反射膜がレーザ光を引き続き反射するように機能して、多重反射光学系の機能を維持させることができる。
【0061】
また、上記のようにレーザ光の透過が阻止できるため、レーザ光が反射鏡1の裏側に洩れて、周辺の光学部品にダメージを与えるような事故を未然に回避できる。
【0062】
参考例5.
さらに、上記反射鏡1を、図16および図17に示すように、レーザ光のマスク2上の入射および多重反射光学系でのレーザ光の反射および移行の妨げにならない位置に設けた、例えば両側に配したレール状の保持部材21や上面に固定されるL字状の保持部材22により保持することによって、十分な光効率を得ながらレーザ光の入射から出射を安定的に、しかも効率よく実施できる。
【0063】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明によれば、反射鏡のうち反射膜の一部のみに上記レーザ光を導入するためのレーザ光導入用切り欠き部を設けた凹面反射鏡とするように構成したので、レーザ光を反射鏡のレーザ光導入用切り欠き部から導入して光の導入角を最適化することで、多重反射におけるレーザ光の逆行にもとづく光路周辺での散乱およびゴミの発生と、このゴミによる光学部品のダメージとを防止できるとともに、レーザ光の利用率を高めることができるものが得られる効果がある。また、レーザ光を入射する入射部を容易かつローコストに形成できる。
【0064】
請求項2の発明によれば、反射鏡を、点状で入射されたレーザ光の導入方向に対して周期的に光路を変動させるとともに、光導入方向に対して垂直方向に光路を進行させる形状の凹面反射鏡とするように構成したので、レーザ光を多重反射光学系を形成する反射鏡とマスクとの間の光路に円滑に進行させながら、レーザ光を閉じ込めることで、レーザ光の利用効率を高めることができ、光強度の加工エネルギが得られる効果がある。
【0065】
請求項3の発明によれば、反射鏡を、マスクとの対向部位が変更可能な回転自在の多辺形反射鏡とするように構成したので、一枚の反射鏡の異なる部位の未使用の反射面を順次利用することで、レーザ光を引き続き効率よく反射できるものが得られる効果がある。
【0066】
請求項4の発明によれば、反射鏡およびマスク上の各反射膜の少なくとも一方を、これらの反射鏡およびマスクの互いに対向する面とは反対側の面に設けるように構成したので、マスクや反射鏡に形成されている反射膜のダメージやこの反射膜に対するダストの付着を防止できるものが得られる効果がある。
【0067】
請求項5の発明によれば、反射鏡の両面に反射膜を設けるように構成したので、一部の反射膜にダメージを受けてもマスクとの間での多重反射機能を維持することができるものが得られる効果がある。
【0068】
請求項6の発明によれば、マスクおよび反射鏡間の距離を290mm以下に設定するように構成したので、マスク上における十分な光強度分布の多重反射を実現できるものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による光処理装置を概念的に示す平面図である。
【図2】図1における光処理装置においてレーザ光の反射伝搬状況を示す正面図である。
【図3】この発明の他の実施例による光処理装置を概念的に示す正面図である。
【図4】図1における光処理装置の平面図である。
【図5】この発明の参考例による光処理装置を概念的に示す正面図である。
【図6】この発明のさらに他の実施例による光処理装置において光強度分布を概念的に示す説明図である。
【図7】図6の説明に用いる光強度特性図である。
【図8】この発明の別の実施例による光処理装置を概念的に示す正面図である。
【図9】この発明のまた別の実施例による光処理装置を概念的に示す正面図である。
【図10】この発明のさらに別の実施例による光処理装置を概念的に示す正面図である。
【図11】この発明の参考例による光処理装置を概念的に示す正面図である。
【図12】図10における光処理装置の平面図である。
【図13】この発明の参考例による光処理装置を概念的に示す正面図である。
【図14】図13における光ダンパーを詳細に示す断面図である。
【図15】図13における光ダンパーの他の実施例を示す断面図である。
【図16】この発明の参考例における反射鏡の保持構造を示す正面図である。
【図17】この発明の参考例における反射鏡の他の保持構造を示す正面図である。
【図18】従来の光加工装置を示す斜視図である。
【図19】図1における反射鏡を例示する斜視図である。
【図20】従来の光処理におけるレーザ光の挙動を示す説明図である。
【図21】図20におけるレーザ光の強度分布を示すグラフ図である。
【図22】図20におけるレーザ光の強度分布を示すパターン図である。
【符号の説明】
1 反射鏡
1b,2b 反射膜
2a 開口(光通過部)
2 マスク
3 レーザ光
5 被加工物
6 ノズル(パージガス吹き付け手段)
7 パージガス
8 マイクロメータ(あおり角調整機構)
9 光ダンパー
21,22 保持部材
101 レーザ光導入用穴
103 枢支軸[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an optical processing apparatus used for processing a via hole (VIA HOLE) of a printed circuit board with a laser beam using, for example, a mask.
[0002]
[Prior art]
FIG. 18 is a schematic perspective view showing an optical processing apparatus using a conventional optical processing apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 4-109403. In the figure, 1 is a highly reflective reflector and 2 is a reflection mirror. A highly reflective mask disposed opposite to the
[0003]
Next, the operation will be described. The sheet-shaped (linear)
[0004]
Further, FIG. 20 shows the behavior of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional light processing apparatus is configured as described above, the multiple-reflected
[0006]
In addition, since high-intensity light is multiply reflected between the
[0007]
Further, when the reflecting
[0008]
The invention of
0009]
Claim2According to the invention, the laser light is smoothly advanced in the optical path between the reflecting mirror and the mask forming the multiple reflecting mirror optical system to confine the laser light, so that the light intensity by the multiple reflection can be sufficiently increased. An object of the present invention is to obtain an optical processing apparatus capable of increasing the utilization efficiency of laser light.
0010]
Claim3It is an object of the present invention to obtain an optical processing apparatus capable of efficiently performing multiple reflections of laser light continuously with a mask by moving unused portions of different parts of one reflector and sequentially using them. To do.
0011]
Claim4An object of the present invention is to obtain an optical processing apparatus capable of preventing damage to a reflective film formed on a mask or a reflecting mirror and adhesion of dust to the reflective film.
0012]
Claim5An object of the present invention is to obtain an optical processing apparatus capable of efficiently reducing the light intensity of laser light emitted from a multiple reflection optical system.
0013]
Claim5An object of the present invention is to obtain an optical processing apparatus capable of maintaining a multiple reflection function with a mask even if a part of the reflection film is damaged.
0014]
Claim6An object of the present invention is to provide an optical processing apparatus capable of performing multiple irradiation with a sufficient light intensity distribution on a mask.
0015]
[Means for Solving the Problems]
An optical processing apparatus according to the invention of
0016]
Claim2The light processing apparatus according to the invention is provided with a reflecting mirror,Incident in the form of dotsA concave reflecting mirror having a shape in which the optical path is periodically changed with respect to the introduction direction of the laser light and the optical path is advanced in a direction perpendicular to the light introduction direction.
0017]
Claim3In the optical processing apparatus according to the present invention, the reflecting mirror is a rotatable polygonal reflecting mirror whose portion facing the mask can be changed.
0018]
Claim4In the optical processing apparatus according to the present invention, at least one of the reflecting films on the reflecting mirror and the mask is provided on a surface on the opposite side of the surfaces facing each other of the reflecting mirror and the mask.
0019]
Claim5The optical processing apparatus according to the invention is provided with a reflective film on both surfaces of a reflecting mirror.
0020]
Claim6In the light processing apparatus according to the invention, the distance between the mask and the reflecting mirror is set to 290 mm or less.
0021]
[Action]
The optical processing apparatus according to the first aspect of the present invention is configured so that an introduction angle of the laser light from the laser light introduction notch to the multiple reflection optical system can be performed in a direction substantially perpendicular to the mask surface. The laser beam can be advanced with a larger number of reflections than before, while suppressing interference and scattering.
0022]
Claim2The optical processing apparatus according to the invention has a multiple reflection optical system comprising a concave reflecting mirror and a mask,Incident in the form of dotsWhile the laser beam is reflected a predetermined number of times, the laser beam is periodically reciprocated in the light introduction direction, and is further advanced in one direction perpendicular to the light introduction direction.
0023]
Claim3The optical processing apparatus according to the invention allows the unused reflecting film to be opposed to the mask instead of the damaged reflecting film by rotating the polygonal reflecting mirror, and always reflects the reflection efficiency and traveling performance of the laser beam. A good multiple reflection optical system is obtained.
0024]
Claim4In the optical processing apparatus according to the present invention, the reflective film provided on the mask or the reflecting mirror is formed on the surface opposite to the facing surface of the mask or the reflecting mirror, so that dust on the reflecting film on the opposite surface is formed. To prevent adhesion.
0025]
Claim5In the optical processing apparatus according to the present invention, even if the reflection film on the surface facing the mask is damaged, the reflection film on the surface opposite to the side facing the mask maintains the multiple reflection optical system, and This prevents laser light from leaking to the back side and damaging other parts.
0026]
Claim6In the optical processing apparatus of the invention, the distance between the reflecting mirror and the mask is suppressed to 290 mm or less, so that the light intensity distribution on the mask is sufficient with the set number of reflections.
0027]
【Example】
Example 1.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 are a plan view and a front view conceptually showing a multiple reflection optical system according to an embodiment of the present invention. In the figure,
0028]
The
0029]
Next, the operation will be described. First, when a spot-
0030]
At this time, the width of the
0031]
The condition in which the vibration of the
0032]
As a result, the
0033]
As described above, the introduction angle of the laser beam from the laser
0034]
Further, although the laser
0035]
Example 2
3 and 4 are a front view and a plan view conceptually showing another embodiment of the multiple reflection optical system. In the figure, 1 is a reflecting mirror placed opposite to a highly
0036]
In this embodiment, the reflecting
0037]
In this embodiment, when multiple reflection as shown in
0038]
That is, according to this embodiment, since it is an eight-sided shape, the same operation can be performed eight times, and the life of one reflecting
0039]
Reference example 1.
FIG. 5 shows the multiple reflection optical system of the present invention.Reference exampleThis is a front view conceptually showing thisReference example 1Then, a nozzle 6 is disposed between the reflecting
0040]
thisReference exampleAccording to the present invention, when a multiple reflection optical system is used in a normal indoor atmosphere, dust contained in the air is struck onto the
0041]
Reference example 2.
Although not shown in the drawings, the reflective film on the
0042]
Example3.
FIG. 6 is a front view conceptually showing still another embodiment of the multiple reflection optical system of the present invention. The distance relationship between the reflecting
0043]
In the multiple reflection optical system, as shown in FIG. 6, the light intensity distribution on the
0044]
Here, if the number of multiple reflections is n = 12, the time delay Δt of the
0045]
Considering the case of using an excimer laser, n = 12, Δω = 23 (n sec), c = 30 × 10.9Assuming (cm), the distance d between the reflecting
0046]
Example4.
FIG. 8 is a front view conceptually showing an embodiment of the multiple reflection optical system of the present invention. In this embodiment, the arrangement of the
0047]
Conventionally, the dust existing between the reflecting
0048]
Although FIG. 8 shows an example of a plane mirror as the
0049]
Reference example 3.
11 and 12 show the multiple reflection optical system of the present invention.Reference exampleIs a front view and a plan view conceptually showing theReference example 3Then, with respect to the reflecting
0050]
That is, the structure of the reflecting
0051]
For example, in the case of a multiple reflection optical system using a plane reflecting mirror as the reflecting
0052]
Here, for example, up to a fluctuation of about dI / I = 0.1 is allowed, Rr = Rm = 0.99, n = 12, laser beam incident angle θ with respect to the normal of
0053]
Accordingly, the tilt angle adjusting mechanism 8 installed in the reflecting
0054]
Therefore, the tilt angle adjusting mechanism 8 of the reflecting
0055]
The relative angle adjustment between the reflecting
0056]
Reference example 4.
FIG. 13 shows the multiple reflection optical system of the present invention.Reference exampleThis is a front view showing thisReference exampleThen, an optical damper 9 that receives light that has passed through the multiple reflection optical system and attenuates it is provided. In this way, the incident sheet-shaped
0057]
For example, the optical damper 9 of FIG. 14 is provided with
0058]
In the multiple reflection optical system, the
0059]
Therefore, in the conventional configuration, after repeating multiple reflections a finite number of times, the light emitted from the multiple reflection optical system is irradiated to the peripheral portion of the optical system and reflected or scattered, resulting in safety problems and dust. The problem such as the occurrence of. On the other hand, in this embodiment, the
0060]
Example5.
Although not shown, reflection films can be formed on both surfaces of the reflecting
0061]
Further, since the transmission of the laser beam can be prevented as described above, it is possible to avoid an accident in which the laser beam leaks to the back side of the reflecting
0062]
Reference Example 5.
Further, as shown in FIGS. 16 and 17, the reflecting
0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of
0064]
Claim2According to the invention, the reflector isIncident in the form of dotsThe optical path is periodically changed with respect to the direction of introduction of the laser beam, and a concave reflecting mirror having a shape that advances the optical path in a direction perpendicular to the direction of introduction of the laser beam is configured. By confining the laser beam while smoothly proceeding to the optical path between the reflecting mirror and the mask forming the laser beam, it is possible to increase the use efficiency of the laser beam and to obtain the processing energy with the light intensity.
0065]
Claim3According to the invention, since the reflecting mirror is configured to be a rotatable polygonal reflecting mirror in which the portion facing the mask can be changed, unused reflecting surfaces of different portions of one reflecting mirror are arranged. By sequentially using the laser beamEffectThere is an effect of obtaining what can be reflected efficiently.
0066]
Claim4According to the invention, since at least one of the reflecting films on the reflecting mirror and the mask is provided on the opposite surface of the reflecting mirror and the mask, the mask or the reflecting mirror is provided. An effect is obtained that can prevent damage to the formed reflective film and adhesion of dust to the reflective film.
0067]
Claim5According to the invention, since the reflecting film is provided on both sides of the reflecting mirror, it is possible to maintain the multiple reflection function with the mask even if a part of the reflecting film is damaged. There is an effect.
0068]
Claim6According to the present invention, since the distance between the mask and the reflecting mirror is set to 290 mm or less, there is an effect that it is possible to obtain what can realize multiple reflection of a sufficient light intensity distribution on the mask.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view conceptually showing an optical processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing a state of reflection propagation of laser light in the light processing apparatus in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a front view conceptually showing an optical processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a plan view of the light processing apparatus in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 shows the present invention.Reference exampleIt is a front view which shows notionally the optical processing apparatus by.
FIG. 6 is an explanatory diagram conceptually showing a light intensity distribution in an optical processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a light intensity characteristic diagram used in the description of FIG.
FIG. 8 is a front view conceptually showing an optical processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a front view conceptually showing an optical processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a front view conceptually showing an optical processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows the present invention.Reference exampleIt is a front view which shows notionally the optical processing apparatus by.
12 is a plan view of the optical processing apparatus in FIG.
FIG. 13 is a diagram of the present invention.Reference exampleIt is a front view which shows notionally the optical processing apparatus by.
14 is a cross-sectional view showing in detail the optical damper in FIG. 13;
15 is a cross-sectional view showing another embodiment of the optical damper in FIG.
FIG. 16 shows the present invention.Reference exampleIt is a front view which shows the holding structure of the reflecting mirror in.
FIG. 17 shows the present invention.Reference exampleIt is a front view which shows the other holding structure of the reflecting mirror in.
FIG. 18 is a perspective view showing a conventional optical processing apparatus.
FIG. 19 is a perspective view illustrating the reflecting mirror in FIG. 1;
FIG. 20 is an explanatory diagram showing the behavior of laser light in conventional optical processing.
21 is a graph showing the intensity distribution of laser light in FIG.
22 is a pattern diagram showing the intensity distribution of laser light in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Reflector
1b, 2b Reflective film
2a Opening (light passage part)
2 mask
3 Laser light
5 Workpiece
6 Nozzle (Purge gas spraying means)
7 Purge gas
8 micrometer (tilt angle adjustment mechanism)
9 Light damper
21, 22 Holding member
101 Hole for introducing laser light
103 pivot
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02858294A JP3553116B2 (en) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | Light processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02858294A JP3553116B2 (en) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | Light processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07232292A JPH07232292A (en) | 1995-09-05 |
JP3553116B2 true JP3553116B2 (en) | 2004-08-11 |
Family
ID=12252602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02858294A Expired - Fee Related JP3553116B2 (en) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | Light processing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3553116B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103008879A (en) * | 2012-12-17 | 2013-04-03 | 合肥知常光电科技有限公司 | Rapid laser preprocessing method and device of transparent optical element |
CN109459356B (en) * | 2018-12-11 | 2024-12-31 | 北方民族大学 | A new light trapping device |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2560362B2 (en) * | 1987-12-18 | 1996-12-04 | 富士通株式会社 | Multiple reflector |
JPH0649430Y2 (en) * | 1988-11-21 | 1994-12-14 | 日本電気株式会社 | Laser printer |
JPH0783950B2 (en) * | 1989-10-11 | 1995-09-13 | 三菱電機株式会社 | Light processing equipment |
FR2662513B1 (en) * | 1990-05-28 | 1992-08-07 | Snecma | ENERGY RECOVERY DEVICE OF A LASER BEAM. |
JP2953179B2 (en) * | 1991-05-30 | 1999-09-27 | 三菱電機株式会社 | Light processing equipment |
JPH05212572A (en) * | 1992-02-05 | 1993-08-24 | Fanuc Ltd | Laser beam machine |
JPH05277776A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Toshiba Corp | Mask device for laser beam |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP02858294A patent/JP3553116B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07232292A (en) | 1995-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4826299A (en) | Linear deiverging lens | |
CA1194555A (en) | Non contact laser engraving apparatus | |
US6016227A (en) | Apparatus and method for producing an improved laser beam | |
US5080474A (en) | Laser beam shaping device | |
WO2000030798A1 (en) | Method and apparatus for laser marking, and object with marks | |
US5449879A (en) | Laser beam delivery system for heat treating work surfaces | |
US20060186098A1 (en) | Method and apparatus for laser processing | |
JP2720811B2 (en) | Laser focusing method and apparatus | |
KR100259969B1 (en) | Method and apparatus for strengthening all field mask investigation | |
KR100659438B1 (en) | Apparatus and method for laser processing | |
US6004487A (en) | Method and apparatus for laser-texturing disk surfaces | |
US20230330782A1 (en) | Device for machining a material | |
JP2024096206A (en) | Processing system and measurement member | |
JP3553116B2 (en) | Light processing equipment | |
JPH07333540A (en) | Laser scanner device | |
JP2662065B2 (en) | Optical system for laser marking | |
KR20210131510A (en) | Apparatus for forming line beam | |
WO1997006462A1 (en) | Rotating optical system for laser machining apparatus | |
JP2008221254A (en) | Laser beam machining apparatus | |
EP1766442A1 (en) | Aperture stop assembly for high power laser beams | |
JPH09248686A (en) | Laser beam transfer machining device and method therefor | |
US5801874A (en) | Optical scanning system having multi-pass acoustic traveling wave lens | |
JP7573701B1 (en) | Galvanometer mirror and laser processing machine | |
CA1317642C (en) | Optical system for laser marking | |
KR20240144406A (en) | Steel plate processing device and steel plate processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040303 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040330 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080514 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090514 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |