JPH0362513B2 - - Google Patents
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- JPH0362513B2 JPH0362513B2 JP57125628A JP12562882A JPH0362513B2 JP H0362513 B2 JPH0362513 B2 JP H0362513B2 JP 57125628 A JP57125628 A JP 57125628A JP 12562882 A JP12562882 A JP 12562882A JP H0362513 B2 JPH0362513 B2 JP H0362513B2
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 58
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 11
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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よ
り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。
特に、レーザ光の反射率をモニターすることによ
り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。
第１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１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を通つて対物レンズ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パシベーシヨンのためSi3N4
やSiO2などの誘電体薄膜６が１層ないし数層つ
けられており、これらの膜の厚さによる干渉効果
により、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、膜厚により加工条件が変わり、最適加工が行
われないということが起つていた。このため加工
の歩留まりを抵下させ、実用上の大きな問題とな
つていた。第２図はSi基板上に生成した
CVDSiO2膜のモニタリング干渉波形の例であり、
反射光量は膜厚により±70％変動している。
問題点を示した例である。レーザ発振器１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を通つて対物レンズ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パシベーシヨンのためSi3N4
やSiO2などの誘電体薄膜６が１層ないし数層つ
けられており、これらの膜の厚さによる干渉効果
により、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、膜厚により加工条件が変わり、最適加工が行
われないということが起つていた。このため加工
の歩留まりを抵下させ、実用上の大きな問題とな
つていた。第２図はSi基板上に生成した
CVDSiO2膜のモニタリング干渉波形の例であり、
反射光量は膜厚により±70％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つて加工の歩留まり
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にある。
し、被加工物の反射特性によつて加工の歩留まり
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にある。
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、予め求めてある加工最適値に実効入射光量
（入射光量−反射光量）がなるようにレーザ出力
を自動補正してやる。
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、予め求めてある加工最適値に実効入射光量
（入射光量−反射光量）がなるようにレーザ出力
を自動補正してやる。
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体
的に説明する。
的に説明する。
第３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１
２は反射ミラー１３で反射され透過率粗調部１４
を通つて反射ミラー１５で反射され、透過率微調
部１６を通り、反射光モニタミラー１７を通過
し、落射ミラー１８で反射されて加工レンズ１９
に入り、集光されてテーブル２１上の被加工物２
０の表面に照射されて加工が行われる。
つである。レーザ発振器１１から出たレーザ光１
２は反射ミラー１３で反射され透過率粗調部１４
を通つて反射ミラー１５で反射され、透過率微調
部１６を通り、反射光モニタミラー１７を通過
し、落射ミラー１８で反射されて加工レンズ１９
に入り、集光されてテーブル２１上の被加工物２
０の表面に照射されて加工が行われる。
この際先ず反射率測定に当つてレーザ光１２の
一部（約２％）は反射ミラー１３を通過し、出力
測定用パワーデイテクター２２に入り、この信号
はコントローラ２３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
率粗調部１４と透過率微調部１６により最適適加
工レベルの1/10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（反射率
約５％）に入り、このミラーで反射された一部の
レーザ光が反射率測定用パワーデイテクター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
ワーが1μJで反射率が20％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、入射レ
ーザパワー1〓J 0.8＝1.25μJになるように透過率粗微調
部１４，１６を自動調整し、加工を行うようにす
る。こうすると、20％に当る0.25μJは反射され、
残りの1μJが実効的に加工部に入り最適加工が行
われる。
一部（約２％）は反射ミラー１３を通過し、出力
測定用パワーデイテクター２２に入り、この信号
はコントローラ２３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
率粗調部１４と透過率微調部１６により最適適加
工レベルの1/10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（反射率
約５％）に入り、このミラーで反射された一部の
レーザ光が反射率測定用パワーデイテクター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
ワーが1μJで反射率が20％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、入射レ
ーザパワー1〓J 0.8＝1.25μJになるように透過率粗微調
部１４，１６を自動調整し、加工を行うようにす
る。こうすると、20％に当る0.25μJは反射され、
残りの1μJが実効的に加工部に入り最適加工が行
われる。
また、加工レンズ１９により得られた被加工物
２０の像は撮像部３０で受像され、像処理制御部
３１に送られ、デイスプレイ３２上に写し出され
る。像処理制御部３１ではこの他の像のコントラ
スト測定により加工レンズ１９の焦点の合い方を
測定し、最適焦点条件になるように、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
加することにより、反射率測定最適加工条件の再
現がより正確になり、しかも処理速度も大巾に向
上することができた。
２０の像は撮像部３０で受像され、像処理制御部
３１に送られ、デイスプレイ３２上に写し出され
る。像処理制御部３１ではこの他の像のコントラ
スト測定により加工レンズ１９の焦点の合い方を
測定し、最適焦点条件になるように、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
加することにより、反射率測定最適加工条件の再
現がより正確になり、し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り、加工部への実効的
なレーザ入力は、最適パワーに精度よくコントロ
ールすることができるようになつた。
なレーザ入力は、最適パワーに精度よくコントロ
ールすることができるようになつた。
第４図は本発明の他の実施例である。レーザ発
振器１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を通つて反射ミラー
１５で反射され、透過率微調部１６を通り、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に入り、集光されて
テーブル２１の上の被加工物２０の表面に照射さ
れて加工が行われる。
振器１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を通つて反射ミラー
１５で反射され、透過率微調部１６を通り、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に入り、集光されて
テーブル２１の上の被加工物２０の表面に照射さ
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、出力測定用パワ
ーデイテクター２２に入り、この信号はコントロ
ーラ２３に送られる。この信号からレーザ発振器
１１ののレーザ出力を知る。一方、反射ミラー１
３を反射した大部分のレーザ光は透過率微調部１
４と透過率微調部１６により、最適加工レベルの
１／１０以下で被加工物に影響を与えない十分低いパ
ワーレベルに落し、被加工物２０に照射される。
このときの照射パワーレベルは反射率約５％の反
射光モニタミラー１７からの反射光を加工パワー
測定用パワーデイテクター２５に入れ、その信号
はコントローラ２３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に適切なパワーレ
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ヤツタ
ー２６は光路中に入り、レーザ光を遮断する。こ
の確認が終ると、シヤツター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
る。その反射光は加工レンズ１９、落射ミラー１
８を経て反射光モニタミラー１７で約５％が反射
されて反射率測定用パワーデイテクタ−２４に入
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。
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、出力測定用パワ
ーデイテクター２２に入り、この信号はコントロ
ーラ２３に送られる。この信号からレーザ発振器
１１ののレーザ出力を知る。一方、反射ミラー１
３を反射した大部分のレーザ光は透過率微調部１
４と透過率微調部１６により、最適加工レベルの
１／１０以下で被加工物に影響を与えない十分低いパ
ワーレベルに落し、被加工物２０に照射される。
このときの照射パワーレベルは反射率約５％の反
射光モニタミラー１７からの反射光を加工パワー
測定用パワーデイテクター２５に入れ、その信号
はコントローラ２３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に適切なパワーレ
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ヤツタ
ー２６は光路中に入り、レーザ光を遮断する。こ
の確認が終ると、シヤツター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
る。その反射光は加工レンズ１９、落射ミラー１
８を経て反射光モニタミラー１７で約５％が反射
されて反射率測定用パワーデイテクタ−２４に入
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。
次に再びシヤツター２６を光路中に入れてレー
ザ光を遮断した状態にし、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、透過率粗調
部１４と透過率粗調部１６の設定透過率を決めそ
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つているか
どうかを加工パワー測定用パワーデイテクタ−２
５によつて確認する。微小な差がある場合、この
デイテクタ−２５からの信号を受けたコントロー
ル２３によつて透過率微調部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。
ザ光を遮断した状態にし、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、透過率粗調
部１４と透過率粗調部１６の設定透過率を決めそ
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つているか
どうかを加工パワー測定用パワーデイテクタ−２
５によつて確認する。微小な差がある場合、この
デイテクタ−２５からの信号を受けたコントロー
ル２３によつて透過率微調部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。
最後にシヤツター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。
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により、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
きるようになり生産の歩留まりが著しく向上し
た。
なレーザ入力は最適値に設定でき、設定値の確認
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
きるようになり生産の歩留まりが著しく向上し
た。
また、加工レンズ１９により得られた像は前実
施例同様撮像部３０、像処理制御部３１で処理さ
れ自動焦点機構３３により、高精度に焦点合せす
るようにすることにより、反射率測定、最適加工
条件の再現がより正確になり、処理速度も向上
し、歩留さり、生産量の向上に大きな効果を示し
た。
施例同様撮像部３０、像処理制御部３１で処理さ
れ自動焦点機構３３により、高精度に焦点合せす
るようにすることにより、反射率測定、最適加工
条件の再現がより正確になり、処理速度も向上
し、歩留さり、生産量の向上に大きな効果を示し
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りバラツイて
いた加工結果が、自動補正によつて正確な加工条
件で加工できるようになつたため、ほとんどバラ
ツキがなくなり、加工歩留まりが大巾に向上し、
従つてコスト低減し、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。
加工物の表面反射率のバラツキによりバラツイて
いた加工結果が、自動補正によつて正確な加工条
件で加工できるようになつたため、ほとんどバラ
ツキがなくなり、加工歩留まりが大巾に向上し、
従つてコスト低減し、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。
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図及び第４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、１４…透過率粗調部、１
６…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イテクター、
２３…コントローラ、２４…反射率測定用パワー
デイテクター。
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図及び第４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、１４…透過率粗調部、１
６…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イテクター、
２３…コントローラ、２４…反射率測定用パワー
デイテクター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 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
もとずいて、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
段の決定にもとずいて透過光量を設定する透過率
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
報にもとず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ずい
て透過光量を設定する透過率調整機構と、透過率
調整機構を通過後のレーザパワーを測定するため
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。 ３ 加工用対物レンズの焦点合せを、このレンズ
で得られた像のコントラストの電気的測定処理に
よる情報にもとずいて自動的に行うようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２記載のレーザ
加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57125628A JPS5916691A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57125628A JPS5916691A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916691A JPS5916691A (ja) | 1984-01-27 |
| JPH0362513B2 true JPH0362513B2 (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=14914755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57125628A Granted JPS5916691A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916691A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257787A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-03-13 | フラウンホッファー―ゲゼルシャフト ツァフェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ． | レ−ザ−加工装置 |
| JP2804027B2 (ja) * | 1987-07-13 | 1998-09-24 | ファナック 株式会社 | レーザ出力補正方式 |
| JPH0616952B2 (ja) * | 1988-08-05 | 1994-03-09 | 日本電気株式会社 | レーザ光エネルギー管理方法 |
| JP2599439B2 (ja) * | 1988-08-25 | 1997-04-09 | 松下電器産業株式会社 | レーザトリミング装置およびトリミング方法 |
| JPH05261577A (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置 |
| US5427733A (en) * | 1993-10-20 | 1995-06-27 | United Technologies Corporation | Method for performing temperature-controlled laser sintering |
| US5529951A (en) * | 1993-11-02 | 1996-06-25 | Sony Corporation | Method of forming polycrystalline silicon layer on substrate by large area excimer laser irradiation |
| JP6998149B2 (ja) * | 2017-08-08 | 2022-01-18 | 株式会社ディスコ | レーザー加工方法 |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP57125628A patent/JPS5916691A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5916691A (ja) | 1984-01-27 |
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