レーザ加工方法およびその装置
【解決手段】 液体を噴射する噴射孔１２ａを細長く形成して、被加工物２に向けてライン状に液体を噴射し、
一部のレーザ光Ｌを上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光Ｌを反射させる第１ミラー２３と、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光Ｌを第１ミラーに全反射させる第２ミラー２４とを設け、
さらに、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端を該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されるようにした。
【効果】 広範囲にレーザ光を照射することが可能である。
一部のレーザ光Ｌを上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光Ｌを反射させる第１ミラー２３と、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光Ｌを第１ミラーに全反射させる第２ミラー２４とを設け、
さらに、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端を該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されるようにした。
【効果】 広範囲にレーザ光を照射することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ加工方法およびその装置に関し、詳しくは噴射孔より噴射した液体により被加工物の所要部分を覆い、さらに噴射した液体の内部にレーザ光を導光して被加工物に照射することで該被加工物を加工するレーザ加工方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体等の被加工物の表面にレーザ光を照射して、該被加工物の加工を行うレーザ加工方法が知られ、特に液体を被加工物に噴射して該液体により被加工物の所要部分を覆い、さらに噴射した液体の内部にレーザ光を導光して被加工物に照射することでアニーリングするレーザ加工方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０９９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のレーザ加工方法では、噴射された液体は断面が円形となっており、被加工物に対して一点に噴射されるため、この液体の内部を導光されたレーザ光による被加工物への照射範囲が狭いという問題があり、被加工物全体をアニーリングするには効率が悪いという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はより広範囲にレーザ光を照射することが可能なレーザ加工方法およびその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、請求項１にかかるレーザ加工方法は、噴射孔から被加工物に対して液体を噴射し、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆うとともに、噴射した液体内にレーザ光を導光して被加工物の表面にレーザ光を照射し、被加工物の加工を行うレーザ加工方法において、
上記噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体を噴射し、
一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを設け、
さらに、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端を該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されるようにしたことを特徴としている。
【０００６】
また請求項３にかかるレーザ加工装置は、液体を噴射する噴射孔が形成された加工ヘッドと、レーザ光を照射するレーザ発振器と、上記レーザ光を上記噴射孔より噴射される液体に導光する導光手段とを備え、
上記加工ヘッドの噴射孔から被加工物に対して液体を噴射して、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆い、さらに噴射された液体内に上記導光手段が上記レーザ光を導光して、該レーザ光により被加工物の表面を加工するレーザ加工装置において、
上記加工ヘッドの噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体が噴射されるようにし、
上記導光手段は、一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを備え、
さらに上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端が該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
上記請求項１の発明および請求項３の発明によれば、噴射孔を細長くしてライン状に液体を噴射し、かつ対向して配置した上記第１ミラーと第２ミラーとの間でレーザ光を反射させ、一部のレーザ光を第１ミラーを透過させて上記液体に導光することから、レーザ光をライン状にして被加工物に照射することができ、広範囲にレーザ加工を行うことができる。
その際、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、該第１ミラーにおける一端から他端にかけて徐々に低くなるように設定することで、第１ミラーの一端側で透過したレーザ光の出力と、他端側で透過したレーザ光の出力とを揃えることができ、均一にレーザ加工を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例にかかるレーザアニール装置の構成図
【図２】加工ヘッドについての断面図
【図３】加工ヘッドについての図２とは異なる方向から見た断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図示実施例について説明すると、図１は本発明にかかるレーザアニール装置１を示し、液体を噴射するとともにこの液体にレーザ光Ｌを導光することで、被加工物２をアニーリングする装置となっている。
このレーザアニール装置１は、上記被加工物２を支持する加工テーブル３と、レーザ光Ｌを照射するレーザ発振器４と、液体を供給する液体供給手段５と、該液体供給手段５からの液体を被加工物２に向けて噴射する加工ヘッド６と、上記レーザ発振器４が照射したレーザ光Ｌを上記加工ヘッド６から噴射される液体に導光する導光手段７とを備え、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
上記被加工物２は，ガラスや樹脂製の絶縁性の基板２ａと、該基板２ａの表面に積層された非晶質半導体膜としてのアモルファスシリコン膜２ｂとから構成されている。
このアモルファスシリコン膜２ｂにレーザ光Ｌを照射して瞬時に加熱溶融させその後冷却するアニーリングを行うと、アモルファスシリコンが結晶化されて基板２ａ上に電子の移動度が高いポリシリコン膜を形成することが可能となっている。
しかしながら、上記アモルファスシリコン膜２ｂに対して単にレーザ光Ｌを照射しただけでは、加熱溶融の際に大気に触れた部分が酸化してしまうという問題があるため、本実施例では被加工物２の表面を液体によって覆った状態でレーザ光Ｌ照射し、レーザ光Ｌの照射部分が大気に触れないようにすることで、ポリシリコン膜の酸化を大幅に軽減するようになっている。
【００１０】
上記加工テーブル３は従来公知であるので詳細な説明をしないが、加工テーブル３は図示しない移動手段によって上記被加工物２を図１の図示左右方向に移動させるようになっており、また上記加工ヘッド６は図示しない昇降手段によって垂直方向に移動可能となっている。
上記レーザ発振器４はＹＡＧレーザ発振器であり、加工に応じてＣＷ発振又はパルス発振が可能であり、またその出力やパルスの発振周期等の加工条件を適宜調整できるようになっている。
また、ＹＡＧレーザ光の基本波の波長（１０６４ｎｍ）が上記アモルファスシリコンへの吸収率が低いので、本実施例のレーザ発振器４には上記基本波を第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）に変換する、図示しない波長変換手段が設けられている。
上記液体供給手段５は、純水などの液体を加圧して送液するようになっており、液体供給手段５と加工ヘッド６との間には上記液体を流通させる配管８が配設されている。
【００１１】
図２、図３はそれぞれ加工ヘッド６の断面図を示しており、図３は図１、図２に対して直交する方向の断面図となっている。そして加工ヘッド６は、内部に液体通路１１ａの形成されたハウジング１１と、ハウジング１１の下部に設けられた噴射ノズル１２とを備えている。
上記ハウジング１１は中央にレーザ光Ｌが通過する貫通孔が上下方向に形成されており、上記噴射ノズル１２の上方にはレーザ光を透過させるガラス板１３が液密に固定され、該ガラス板１３の下方に上記液体通路１１ａが形成されている。
図１、図２に示すように、上記液体通路１１ａには上記配管８を介して液体供給手段５より液体が供給されるようになっており、上記ハウジング１１の側面には上記配管８の接続される接続ポート１１ｂが形成され、さらにハウジング１１の内部には該接続ポート１１ｂと液体通路１１ａとを連通させる連通路１１ｃが形成されている。
また図３に示すように、液体通路１１ａは図示左右方向に細長く形成されており、上記連通路１１ｃは上記接続ポート１１ｂから分岐するように形成されて、その開口部が液体通路１１ａの内部に所定の間隔で形成されている。
このような構成とすることで、上記細長い液体通路１１ａの内部には、上記接続ポート１１ｂから各連通路１１ｃに分岐した液体が流入し、これにより上記噴射ノズル１２に対して均等に液体を供給することが可能となっている。
【００１２】
上記噴射ノズル１２は、上記ハウジング１１の下面に取り付け部材１４により固定されており、この噴射ノズル１２に形成された噴射孔１２ａは、図２に示すように所定の幅を有し、かつ図３に示すように図示左右方向に長く形成されている。
このように噴射孔１２ａを細長く形成することで、この噴射孔１２ａからは液体がライン状に噴射されるようになっており、噴射孔１２ａより噴射された液体は薄板状の液柱Ｗを形成するようになっている。
また、上記噴射ノズル１２における噴射孔１２ａの下方には、図２に示すように下方が広がるように傾斜面１２ｂが形成されており、液柱Ｗの周囲にエアポケットを形成して液柱Ｗを安定して形成するようになっている。
【００１３】
導光手段７は、図１に示すように上記レーザ発振器４より照射されたレーザ光Ｌを反射させる反射ミラー２１と、レーザ光Ｌを平行な光とするシリンドリカルレンズ２２と、上記加工ヘッド６に固定された第１ミラー２３と、第１ミラー２３の上方に対向する位置に設けた第２ミラー２４と、上記第１ミラー２３の下方に設けた集光レンズ２５とから構成されている。
上記シリンドリカルレンズ２２は、図３に示すように、レーザ光Ｌを上記第１ミラー２３と第２ミラー２４との間に入射させ、その際レーザ光Ｌの入射角度を第１ミラー２３の反射面に対して傾斜させるようなっている。
【００１４】
上記第１ミラー２３は上記加工ヘッド６における上記上記ガラス板１３の上方に図示しない保持部材によって固定されており、上記噴射ノズル１２に形成された噴射孔１２ａと同様、図２に示すように所定の幅を有するとともに、図３に示すように図示左右方向に長く形成されている。
上記第１ミラー２３は、一部のレーザ光Ｌを上記噴射ノズル１２側へと透過させ、残部のレーザ光Ｌを第２ミラー２４へと反射させるビームスプリッターを構成し、かつ該第１ミラー２３の反射面におけるレーザ光Ｌの透過率が、該第１ミラー２３における一端から他端にかけて徐々に低くなるように設定されている。
詳しくは、上記シリンドリカルレンズ２２によって導光されたレーザ光Ｌが入射する図示右方の透過率を低く設定し、ここから反対側の図示左方の端部にかけて徐々に透過率が高くなるようになっている。
このように透過率が異なるコーティングを形成する方法としては、例えば上記第１ミラー２３の反射面を複数に分割してマスキングを行い、それぞれの部分に透過率が異なるコーティング形成する方法や、透過率が高い位置と低い位置とで上記コーティングの積層回数を異ならせる方法が考えられる。
このほかにも、例えば上記第１ミラー２３を複数の反射率が異なるミラーから構成し、透過率の高いミラーから順に徐々に低くなるように整列させるようにすることも可能である。
また、反射率をどの程度の段階で変化させるかについては、極力多段階とすることが望ましいが、例えば所定の位置で区画した低反射率と高反射率の２種類の反射率だけで構成することも可能である。
【００１５】
また、上記第２ミラー２４の反射面は上記第１ミラー２３の反射面に対して所定の角度で傾斜している。
詳しくは、上記第１ミラー２３における透過率が低い側の端部と上記第２ミラー２４との間隔（図３における図示右方側の間隔）を、透過率が高い側の端部と第２ミラー２４との間隔（図示左方側の間隔）よりも大きく設定している。
また第２ミラー２４の反射面はレーザ光Ｌを全反射させるようになっており、上記第１ミラー２３の反射面で反射したレーザ光Ｌを再び第１ミラー２３に全反射させるようになっている。
【００１６】
上記構成を有する導光手段７によれば、図３に示すように上記シリンドリカルレンズ２２によって上記第１ミラー２３の反射面に対して斜め方向からレーザ光Ｌを入射させると、レーザ光Ｌは第１ミラー２３と第２ミラー２４との間を、図３の図示右方から図示左方へと反射しながら伝播し、換言すると上記噴射孔１２ａの長手方向と同じ方向に伝播する。
第１ミラー２３の反射面と第２ミラー２４の反射面とは傾斜していることから、レーザ光Ｌにおける第１、第２ミラー２３、２４の反射面への入射角が徐々に小さくなってゆき、その結果、図示左方の位置となるにつれてレーザ光の反射する反射位置が相互に接近することとなる。
最終的には、レーザ光Ｌの入射角度は第２ミラー２４の反射面に対して垂直となり、これによりレーザ光Ｌが第２ミラー２４で反射すると、それまで形成されたレーザ光Ｌの光路に重畳されるようになっている。
【００１７】
一方、上記レーザ光Ｌが第１ミラー２３で反射する際、該第１ミラー２３はビームスプリッターであることから、一部のレーザ光Ｌが噴射ノズル１２側に透過し、残部のレーザ光Ｌが第２ミラー２４へと反射するようになっている。
第１ミラー２３を透過したレーザ光は、上記集光レンズ２５によって集光され、上記ガラス板１３を透過した後に、上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａより噴射される液体の内部に導光されるようになっている。
そしてレーザ光Ｌは、第１、第２ミラー２３、２４との間で図示左右方向、すなわち上記噴射孔１２ａの長手方向に伝播することから、レーザ光Ｌは上記液体の内部を導光されることで、被加工物２に対してライン状に照射されるようになっている。
【００１８】
ここで、第１ミラー２３における図示右方で反射するレーザ光Ｌ、すなわち第１、第２ミラー２３、２４での反射回数が少ないレーザ光Ｌは、第１ミラー２３の透過や反射による出力の低下が少ないため、高い出力を保っており、第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの出力も高いものとなっている。
逆に、第１ミラー２３における図示左方で反射するレーザ光Ｌ、すなわち第１、第２ミラー２３、２４での反射回数が多いレーザ光Ｌは、第１ミラー２３の透過や反射による出力の低下が大きいため、出力が低くなっており、第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの出力は低くなってしまう。
これに対し、本実施例では上記第１ミラー２３におけるレーザ光Ｌの透過率が、レーザ光Ｌが入射する側の端部が低く、反対側の端部にかけて徐々に高くなるようにしており、第１ミラーの図示右方側で透過したレーザ光の出力と、図示左方側で透過したレーザ光の出力とを揃えるようになっている。
具体的に説明すると、第１ミラー２３の図示右方側は透過率が低いため、ほとんどのレーザ光Ｌが第２ミラーへと反射し、第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの割合を少なくして、透過したレーザ光Ｌの出力を抑えるようになっている。
一方、第１ミラー２３の図示左方側となるにつれて透過率が高くなるため、徐々に第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの割合が高くなり、透過するレーザ光Ｌの出力を高くすることができる。
その結果、第１ミラー２３の図示右方側で透過したレーザ光Ｌの出力と、図示左方側で透過したレーザ光Ｌの出力との出力差を少なくすることができ、上記液柱Ｗに導光されるライン状のレーザ光Ｌの一端と他端とで出力を揃えることが可能となっている。
【００１９】
しかも本実施例では、第１ミラー２３と第２ミラー２４とが傾斜していることから、レーザ光Ｌが第１、第２ミラー２３、２４で反射を繰り返すことで、図示左方側でレーザ光Ｌの反射位置が相互に接近するようになっている。
その結果、上記被加工物２に照射されるレーザ光Ｌの照射範囲同士が重なり合うこととなり、これにより第１ミラー２３の透過や反射で低下したレーザ光Ｌの出力を補うことが可能となっている。
さらには、第１、第２ミラー２３、２４で反射を繰り返したレーザ光Ｌは、最終的に第２ミラー２４の反射面に対して垂直に入射して、元の光路に重畳されるようになっている。
その結果、出力が低下している図示左方側において、重畳されたレーザ光Ｌの一部が上記第１ミラー２３を透過するため、この重畳されたレーザ光Ｌの分、レーザ光Ｌの出力を補うことが可能となっている。
【００２０】
以下、このような構成を有するレーザアニール装置１を用いたレーザ加工方法について説明する。
本実施例では、噴射ノズル１２の噴射孔１２ａの寸法を、図２における幅を０．１ｍｍ、図３における幅を３００ｍｍとし、また噴射する液体の水圧を５〜３０ＭＰａとし、レーザ発振器４のレーザ強度を５０〜２００ｍＪ／パルス、パルス幅を１０〜１００ｎｓとした。
この状態からレーザアニール装置１を始動させると、制御手段の制御により液体供給手段５が液体を加工ヘッド６に向けて送液し、加工ヘッド６内の液体通路１１ａ内に液体が充満すると、液体は上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａから噴射される。
また上記噴射孔１２ａは細長く形成されていることから、噴射された液体は薄板状の液柱Ｗを形成し、被加工物２の表面にはライン状に衝突し、その後被加工物２に達した液体はレーザ光の照射される部分を覆うようになっている。
一方、制御手段の制御によりレーザ発振器４がレーザ光Ｌを照射し、レーザ光Ｌは導光手段７を構成するシリンドリカルレンズ２２を透過した後、平行な光となって第１ミラー２３の反射面に対して斜めに入射する。
そして、レーザ光Ｌは上記第１ミラー２３と第２ミラー２４との間で反射を繰り返し、その際一部のレーザ光Ｌが第１ミラー２３を透過して、上記集光レンズ２５によって集光された後に、上記噴射ノズル１２より噴射された液柱Ｗの内部に導光される。
レーザ光Ｌはこの液柱Ｗを形成する液体と周囲の大気との境界で反射しながら被加工物２まで導光され、被加工物２に対してライン状となって照射されることとなる。
【００２１】
そして、上記加工テーブル３は被加工物２を１００ｍｍ／ｓで移動させ、これによりライン状に照射されたレーザ光Ｌの長手方向に対して被加工物２が直交する方向に相対移動することとなり、被加工物２の表面を面状にアニーリングすることができる。
このとき、液柱Ｗの内部を導光されたレーザ光Ｌは、アモルファスシリコン膜２ｂを急激に加熱して結晶化させてポリシリコン膜を形成するが、その際レーザ光Ｌによって加熱された部分を略同時に液柱Ｗの液体によって急激に冷却することができる。
このようにポリシリコン膜を液体により急激に冷却することで、真空中で行うアニーリングに比較して結晶粒を大きくすることができ、電子の移動度の高いポリシリコン膜を得ることができる。
またレーザ光Ｌの照射される部分を液柱Ｗの液体によって覆うことにより、当該部分が大気に触れない状態を維持することができ、ポリシリコン膜の酸化を大幅に軽減することができる。
【００２２】
上記実施例によれば、導光手段７として一部のレーザ光Ｌを上記噴射孔１２ａから噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光Ｌを反射させる第１ミラー２３と、該第１ミラー２３に対向する位置に設けられてレーザ光Ｌを第１ミラー２３に全反射させる第２ミラー２４とを設けることにより、上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａより噴射される液柱Ｗを介してライン状のレーザ光Ｌを被加工物２に照射することができる。
その際、上記第１ミラー２３におけるレーザ光Ｌの透過率を、該第１ミラー２３における一端から他端にかけて徐々に高くなるように設定し、レーザ光Ｌを透過率の高い側から入射させることで、第１ミラー２３を透過したライン状のレーザ光Ｌにおける一端から他端までの出力を均一化することができ、上記アニーリングを一定の品質で行うことができる。
また、上記第１ミラー２３の反射面と第２ミラー２４の反射面との角度を、上記レーザ光Ｌが入射する第１ミラー２３における透過率が低い側の端部と第２ミラー２４との間隔が、透過率が高い側の端部と第２ミラー２４との間隔よりも広くなるような角度に設定している。
これにより、上記第１ミラー２３における透過率が高い側の位置で、出力が低下したレーザ光Ｌの反射位置と反射位置とを接近させることができ、上記ライン状のレーザ光Ｌにおける一端から他端までの出力を均一化することができる。
さらに、上記第１ミラー２３と第２ミラー２４との間で複数回反射したレーザ光Ｌを、上記第２ミラー２４の反射面で垂直に反射させて、該レーザ光Ｌを元の光路に重畳させるようになっている。
これにより、反射によりレーザ光Ｌの出力が低下してしまう第１ミラー２３の透過率が高い側で、元の光路に重畳されたレーザ光Ｌが第１ミラー２３を透過するため、当該位置でのレーザ光Ｌの出力を補うことが可能となっている。
そして上記実施例におけるレーザアニール装置１によれば、ライン上のレーザ光Ｌを形成するために、反射鏡を回転させてレーザ光Ｌを各位置に反射させるガルバノミラーや、このガルバノミラーで反射されたレーザ光Ｌを被加工物２へ集光するｆθレンズ等が不要であり、機構が簡易ととなると共にその制御も容易となっている。
【００２３】
なお、上記実施例では噴射ノズル１２より薄板状の液柱Ｗを噴射して、この液柱Ｗ内にレーザ光Ｌを導光させるようになっているが、上記噴射ノズル１２と被加工物２とを接近させて、上記液柱Ｗを形成せずに上記噴射ノズル１２と被加工物２との間で上記液体によって被加工物２を覆う膜を形成するようにしてもよい。
また、上記実施例は被加工物２の表面をアニーリングするレーザアニール装置１に関するものであるが、本発明は当該レーザアニール装置１に限らず、被加工物の表面にレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法ならびに装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１ レーザアニール装置 ２ 被加工物
４ レーザ発振器 ５ 液体供給手段
６ 加工ヘッド ７ 導光手段
１２ 噴射ノズル １２ａ 噴射孔
２３ 第１ミラー ２４ 第２ミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ加工方法およびその装置に関し、詳しくは噴射孔より噴射した液体により被加工物の所要部分を覆い、さらに噴射した液体の内部にレーザ光を導光して被加工物に照射することで該被加工物を加工するレーザ加工方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体等の被加工物の表面にレーザ光を照射して、該被加工物の加工を行うレーザ加工方法が知られ、特に液体を被加工物に噴射して該液体により被加工物の所要部分を覆い、さらに噴射した液体の内部にレーザ光を導光して被加工物に照射することでアニーリングするレーザ加工方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０９９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のレーザ加工方法では、噴射された液体は断面が円形となっており、被加工物に対して一点に噴射されるため、この液体の内部を導光されたレーザ光による被加工物への照射範囲が狭いという問題があり、被加工物全体をアニーリングするには効率が悪いという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はより広範囲にレーザ光を照射することが可能なレーザ加工方法およびその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、請求項１にかかるレーザ加工方法は、噴射孔から被加工物に対して液体を噴射し、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆うとともに、噴射した液体内にレーザ光を導光して被加工物の表面にレーザ光を照射し、被加工物の加工を行うレーザ加工方法において、
上記噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体を噴射し、
一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを設け、
さらに、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端を該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されるようにしたことを特徴としている。
【０００６】
また請求項３にかかるレーザ加工装置は、液体を噴射する噴射孔が形成された加工ヘッドと、レーザ光を照射するレーザ発振器と、上記レーザ光を上記噴射孔より噴射される液体に導光する導光手段とを備え、
上記加工ヘッドの噴射孔から被加工物に対して液体を噴射して、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆い、さらに噴射された液体内に上記導光手段が上記レーザ光を導光して、該レーザ光により被加工物の表面を加工するレーザ加工装置において、
上記加工ヘッドの噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体が噴射されるようにし、
上記導光手段は、一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを備え、
さらに上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端が該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
上記請求項１の発明および請求項３の発明によれば、噴射孔を細長くしてライン状に液体を噴射し、かつ対向して配置した上記第１ミラーと第２ミラーとの間でレーザ光を反射させ、一部のレーザ光を第１ミラーを透過させて上記液体に導光することから、レーザ光をライン状にして被加工物に照射することができ、広範囲にレーザ加工を行うことができる。
その際、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、該第１ミラーにおける一端から他端にかけて徐々に低くなるように設定することで、第１ミラーの一端側で透過したレーザ光の出力と、他端側で透過したレーザ光の出力とを揃えることができ、均一にレーザ加工を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例にかかるレーザアニール装置の構成図
【図２】加工ヘッドについての断面図
【図３】加工ヘッドについての図２とは異なる方向から見た断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図示実施例について説明すると、図１は本発明にかかるレーザアニール装置１を示し、液体を噴射するとともにこの液体にレーザ光Ｌを導光することで、被加工物２をアニーリングする装置となっている。
このレーザアニール装置１は、上記被加工物２を支持する加工テーブル３と、レーザ光Ｌを照射するレーザ発振器４と、液体を供給する液体供給手段５と、該液体供給手段５からの液体を被加工物２に向けて噴射する加工ヘッド６と、上記レーザ発振器４が照射したレーザ光Ｌを上記加工ヘッド６から噴射される液体に導光する導光手段７とを備え、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
上記被加工物２は，ガラスや樹脂製の絶縁性の基板２ａと、該基板２ａの表面に積層された非晶質半導体膜としてのアモルファスシリコン膜２ｂとから構成されている。
このアモルファスシリコン膜２ｂにレーザ光Ｌを照射して瞬時に加熱溶融させその後冷却するアニーリングを行うと、アモルファスシリコンが結晶化されて基板２ａ上に電子の移動度が高いポリシリコン膜を形成することが可能となっている。
しかしながら、上記アモルファスシリコン膜２ｂに対して単にレーザ光Ｌを照射しただけでは、加熱溶融の際に大気に触れた部分が酸化してしまうという問題があるため、本実施例では被加工物２の表面を液体によって覆った状態でレーザ光Ｌ照射し、レーザ光Ｌの照射部分が大気に触れないようにすることで、ポリシリコン膜の酸化を大幅に軽減するようになっている。
【００１０】
上記加工テーブル３は従来公知であるので詳細な説明をしないが、加工テーブル３は図示しない移動手段によって上記被加工物２を図１の図示左右方向に移動させるようになっており、また上記加工ヘッド６は図示しない昇降手段によって垂直方向に移動可能となっている。
上記レーザ発振器４はＹＡＧレーザ発振器であり、加工に応じてＣＷ発振又はパルス発振が可能であり、またその出力やパルスの発振周期等の加工条件を適宜調整できるようになっている。
また、ＹＡＧレーザ光の基本波の波長（１０６４ｎｍ）が上記アモルファスシリコンへの吸収率が低いので、本実施例のレーザ発振器４には上記基本波を第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）に変換する、図示しない波長変換手段が設けられている。
上記液体供給手段５は、純水などの液体を加圧して送液するようになっており、液体供給手段５と加工ヘッド６との間には上記液体を流通させる配管８が配設されている。
【００１１】
図２、図３はそれぞれ加工ヘッド６の断面図を示しており、図３は図１、図２に対して直交する方向の断面図となっている。そして加工ヘッド６は、内部に液体通路１１ａの形成されたハウジング１１と、ハウジング１１の下部に設けられた噴射ノズル１２とを備えている。
上記ハウジング１１は中央にレーザ光Ｌが通過する貫通孔が上下方向に形成されており、上記噴射ノズル１２の上方にはレーザ光を透過させるガラス板１３が液密に固定され、該ガラス板１３の下方に上記液体通路１１ａが形成されている。
図１、図２に示すように、上記液体通路１１ａには上記配管８を介して液体供給手段５より液体が供給されるようになっており、上記ハウジング１１の側面には上記配管８の接続される接続ポート１１ｂが形成され、さらにハウジング１１の内部には該接続ポート１１ｂと液体通路１１ａとを連通させる連通路１１ｃが形成されている。
また図３に示すように、液体通路１１ａは図示左右方向に細長く形成されており、上記連通路１１ｃは上記接続ポート１１ｂから分岐するように形成されて、その開口部が液体通路１１ａの内部に所定の間隔で形成されている。
このような構成とすることで、上記細長い液体通路１１ａの内部には、上記接続ポート１１ｂから各連通路１１ｃに分岐した液体が流入し、これにより上記噴射ノズル１２に対して均等に液体を供給することが可能となっている。
【００１２】
上記噴射ノズル１２は、上記ハウジング１１の下面に取り付け部材１４により固定されており、この噴射ノズル１２に形成された噴射孔１２ａは、図２に示すように所定の幅を有し、かつ図３に示すように図示左右方向に長く形成されている。
このように噴射孔１２ａを細長く形成することで、この噴射孔１２ａからは液体がライン状に噴射されるようになっており、噴射孔１２ａより噴射された液体は薄板状の液柱Ｗを形成するようになっている。
また、上記噴射ノズル１２における噴射孔１２ａの下方には、図２に示すように下方が広がるように傾斜面１２ｂが形成されており、液柱Ｗの周囲にエアポケットを形成して液柱Ｗを安定して形成するようになっている。
【００１３】
導光手段７は、図１に示すように上記レーザ発振器４より照射されたレーザ光Ｌを反射させる反射ミラー２１と、レーザ光Ｌを平行な光とするシリンドリカルレンズ２２と、上記加工ヘッド６に固定された第１ミラー２３と、第１ミラー２３の上方に対向する位置に設けた第２ミラー２４と、上記第１ミラー２３の下方に設けた集光レンズ２５とから構成されている。
上記シリンドリカルレンズ２２は、図３に示すように、レーザ光Ｌを上記第１ミラー２３と第２ミラー２４との間に入射させ、その際レーザ光Ｌの入射角度を第１ミラー２３の反射面に対して傾斜させるようなっている。
【００１４】
上記第１ミラー２３は上記加工ヘッド６における上記上記ガラス板１３の上方に図示しない保持部材によって固定されており、上記噴射ノズル１２に形成された噴射孔１２ａと同様、図２に示すように所定の幅を有するとともに、図３に示すように図示左右方向に長く形成されている。
上記第１ミラー２３は、一部のレーザ光Ｌを上記噴射ノズル１２側へと透過させ、残部のレーザ光Ｌを第２ミラー２４へと反射させるビームスプリッターを構成し、かつ該第１ミラー２３の反射面におけるレーザ光Ｌの透過率が、該第１ミラー２３における一端から他端にかけて徐々に低くなるように設定されている。
詳しくは、上記シリンドリカルレンズ２２によって導光されたレーザ光Ｌが入射する図示右方の透過率を低く設定し、ここから反対側の図示左方の端部にかけて徐々に透過率が高くなるようになっている。
このように透過率が異なるコーティングを形成する方法としては、例えば上記第１ミラー２３の反射面を複数に分割してマスキングを行い、それぞれの部分に透過率が異なるコーティング形成する方法や、透過率が高い位置と低い位置とで上記コーティングの積層回数を異ならせる方法が考えられる。
このほかにも、例えば上記第１ミラー２３を複数の反射率が異なるミラーから構成し、透過率の高いミラーから順に徐々に低くなるように整列させるようにすることも可能である。
また、反射率をどの程度の段階で変化させるかについては、極力多段階とすることが望ましいが、例えば所定の位置で区画した低反射率と高反射率の２種類の反射率だけで構成することも可能である。
【００１５】
また、上記第２ミラー２４の反射面は上記第１ミラー２３の反射面に対して所定の角度で傾斜している。
詳しくは、上記第１ミラー２３における透過率が低い側の端部と上記第２ミラー２４との間隔（図３における図示右方側の間隔）を、透過率が高い側の端部と第２ミラー２４との間隔（図示左方側の間隔）よりも大きく設定している。
また第２ミラー２４の反射面はレーザ光Ｌを全反射させるようになっており、上記第１ミラー２３の反射面で反射したレーザ光Ｌを再び第１ミラー２３に全反射させるようになっている。
【００１６】
上記構成を有する導光手段７によれば、図３に示すように上記シリンドリカルレンズ２２によって上記第１ミラー２３の反射面に対して斜め方向からレーザ光Ｌを入射させると、レーザ光Ｌは第１ミラー２３と第２ミラー２４との間を、図３の図示右方から図示左方へと反射しながら伝播し、換言すると上記噴射孔１２ａの長手方向と同じ方向に伝播する。
第１ミラー２３の反射面と第２ミラー２４の反射面とは傾斜していることから、レーザ光Ｌにおける第１、第２ミラー２３、２４の反射面への入射角が徐々に小さくなってゆき、その結果、図示左方の位置となるにつれてレーザ光の反射する反射位置が相互に接近することとなる。
最終的には、レーザ光Ｌの入射角度は第２ミラー２４の反射面に対して垂直となり、これによりレーザ光Ｌが第２ミラー２４で反射すると、それまで形成されたレーザ光Ｌの光路に重畳されるようになっている。
【００１７】
一方、上記レーザ光Ｌが第１ミラー２３で反射する際、該第１ミラー２３はビームスプリッターであることから、一部のレーザ光Ｌが噴射ノズル１２側に透過し、残部のレーザ光Ｌが第２ミラー２４へと反射するようになっている。
第１ミラー２３を透過したレーザ光は、上記集光レンズ２５によって集光され、上記ガラス板１３を透過した後に、上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａより噴射される液体の内部に導光されるようになっている。
そしてレーザ光Ｌは、第１、第２ミラー２３、２４との間で図示左右方向、すなわち上記噴射孔１２ａの長手方向に伝播することから、レーザ光Ｌは上記液体の内部を導光されることで、被加工物２に対してライン状に照射されるようになっている。
【００１８】
ここで、第１ミラー２３における図示右方で反射するレーザ光Ｌ、すなわち第１、第２ミラー２３、２４での反射回数が少ないレーザ光Ｌは、第１ミラー２３の透過や反射による出力の低下が少ないため、高い出力を保っており、第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの出力も高いものとなっている。
逆に、第１ミラー２３における図示左方で反射するレーザ光Ｌ、すなわち第１、第２ミラー２３、２４での反射回数が多いレーザ光Ｌは、第１ミラー２３の透過や反射による出力の低下が大きいため、出力が低くなっており、第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの出力は低くなってしまう。
これに対し、本実施例では上記第１ミラー２３におけるレーザ光Ｌの透過率が、レーザ光Ｌが入射する側の端部が低く、反対側の端部にかけて徐々に高くなるようにしており、第１ミラーの図示右方側で透過したレーザ光の出力と、図示左方側で透過したレーザ光の出力とを揃えるようになっている。
具体的に説明すると、第１ミラー２３の図示右方側は透過率が低いため、ほとんどのレーザ光Ｌが第２ミラーへと反射し、第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの割合を少なくして、透過したレーザ光Ｌの出力を抑えるようになっている。
一方、第１ミラー２３の図示左方側となるにつれて透過率が高くなるため、徐々に第１ミラー２３を透過するレーザ光Ｌの割合が高くなり、透過するレーザ光Ｌの出力を高くすることができる。
その結果、第１ミラー２３の図示右方側で透過したレーザ光Ｌの出力と、図示左方側で透過したレーザ光Ｌの出力との出力差を少なくすることができ、上記液柱Ｗに導光されるライン状のレーザ光Ｌの一端と他端とで出力を揃えることが可能となっている。
【００１９】
しかも本実施例では、第１ミラー２３と第２ミラー２４とが傾斜していることから、レーザ光Ｌが第１、第２ミラー２３、２４で反射を繰り返すことで、図示左方側でレーザ光Ｌの反射位置が相互に接近するようになっている。
その結果、上記被加工物２に照射されるレーザ光Ｌの照射範囲同士が重なり合うこととなり、これにより第１ミラー２３の透過や反射で低下したレーザ光Ｌの出力を補うことが可能となっている。
さらには、第１、第２ミラー２３、２４で反射を繰り返したレーザ光Ｌは、最終的に第２ミラー２４の反射面に対して垂直に入射して、元の光路に重畳されるようになっている。
その結果、出力が低下している図示左方側において、重畳されたレーザ光Ｌの一部が上記第１ミラー２３を透過するため、この重畳されたレーザ光Ｌの分、レーザ光Ｌの出力を補うことが可能となっている。
【００２０】
以下、このような構成を有するレーザアニール装置１を用いたレーザ加工方法について説明する。
本実施例では、噴射ノズル１２の噴射孔１２ａの寸法を、図２における幅を０．１ｍｍ、図３における幅を３００ｍｍとし、また噴射する液体の水圧を５〜３０ＭＰａとし、レーザ発振器４のレーザ強度を５０〜２００ｍＪ／パルス、パルス幅を１０〜１００ｎｓとした。
この状態からレーザアニール装置１を始動させると、制御手段の制御により液体供給手段５が液体を加工ヘッド６に向けて送液し、加工ヘッド６内の液体通路１１ａ内に液体が充満すると、液体は上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａから噴射される。
また上記噴射孔１２ａは細長く形成されていることから、噴射された液体は薄板状の液柱Ｗを形成し、被加工物２の表面にはライン状に衝突し、その後被加工物２に達した液体はレーザ光の照射される部分を覆うようになっている。
一方、制御手段の制御によりレーザ発振器４がレーザ光Ｌを照射し、レーザ光Ｌは導光手段７を構成するシリンドリカルレンズ２２を透過した後、平行な光となって第１ミラー２３の反射面に対して斜めに入射する。
そして、レーザ光Ｌは上記第１ミラー２３と第２ミラー２４との間で反射を繰り返し、その際一部のレーザ光Ｌが第１ミラー２３を透過して、上記集光レンズ２５によって集光された後に、上記噴射ノズル１２より噴射された液柱Ｗの内部に導光される。
レーザ光Ｌはこの液柱Ｗを形成する液体と周囲の大気との境界で反射しながら被加工物２まで導光され、被加工物２に対してライン状となって照射されることとなる。
【００２１】
そして、上記加工テーブル３は被加工物２を１００ｍｍ／ｓで移動させ、これによりライン状に照射されたレーザ光Ｌの長手方向に対して被加工物２が直交する方向に相対移動することとなり、被加工物２の表面を面状にアニーリングすることができる。
このとき、液柱Ｗの内部を導光されたレーザ光Ｌは、アモルファスシリコン膜２ｂを急激に加熱して結晶化させてポリシリコン膜を形成するが、その際レーザ光Ｌによって加熱された部分を略同時に液柱Ｗの液体によって急激に冷却することができる。
このようにポリシリコン膜を液体により急激に冷却することで、真空中で行うアニーリングに比較して結晶粒を大きくすることができ、電子の移動度の高いポリシリコン膜を得ることができる。
またレーザ光Ｌの照射される部分を液柱Ｗの液体によって覆うことにより、当該部分が大気に触れない状態を維持することができ、ポリシリコン膜の酸化を大幅に軽減することができる。
【００２２】
上記実施例によれば、導光手段７として一部のレーザ光Ｌを上記噴射孔１２ａから噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光Ｌを反射させる第１ミラー２３と、該第１ミラー２３に対向する位置に設けられてレーザ光Ｌを第１ミラー２３に全反射させる第２ミラー２４とを設けることにより、上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａより噴射される液柱Ｗを介してライン状のレーザ光Ｌを被加工物２に照射することができる。
その際、上記第１ミラー２３におけるレーザ光Ｌの透過率を、該第１ミラー２３における一端から他端にかけて徐々に高くなるように設定し、レーザ光Ｌを透過率の高い側から入射させることで、第１ミラー２３を透過したライン状のレーザ光Ｌにおける一端から他端までの出力を均一化することができ、上記アニーリングを一定の品質で行うことができる。
また、上記第１ミラー２３の反射面と第２ミラー２４の反射面との角度を、上記レーザ光Ｌが入射する第１ミラー２３における透過率が低い側の端部と第２ミラー２４との間隔が、透過率が高い側の端部と第２ミラー２４との間隔よりも広くなるような角度に設定している。
これにより、上記第１ミラー２３における透過率が高い側の位置で、出力が低下したレーザ光Ｌの反射位置と反射位置とを接近させることができ、上記ライン状のレーザ光Ｌにおける一端から他端までの出力を均一化することができる。
さらに、上記第１ミラー２３と第２ミラー２４との間で複数回反射したレーザ光Ｌを、上記第２ミラー２４の反射面で垂直に反射させて、該レーザ光Ｌを元の光路に重畳させるようになっている。
これにより、反射によりレーザ光Ｌの出力が低下してしまう第１ミラー２３の透過率が高い側で、元の光路に重畳されたレーザ光Ｌが第１ミラー２３を透過するため、当該位置でのレーザ光Ｌの出力を補うことが可能となっている。
そして上記実施例におけるレーザアニール装置１によれば、ライン上のレーザ光Ｌを形成するために、反射鏡を回転させてレーザ光Ｌを各位置に反射させるガルバノミラーや、このガルバノミラーで反射されたレーザ光Ｌを被加工物２へ集光するｆθレンズ等が不要であり、機構が簡易ととなると共にその制御も容易となっている。
【００２３】
なお、上記実施例では噴射ノズル１２より薄板状の液柱Ｗを噴射して、この液柱Ｗ内にレーザ光Ｌを導光させるようになっているが、上記噴射ノズル１２と被加工物２とを接近させて、上記液柱Ｗを形成せずに上記噴射ノズル１２と被加工物２との間で上記液体によって被加工物２を覆う膜を形成するようにしてもよい。
また、上記実施例は被加工物２の表面をアニーリングするレーザアニール装置１に関するものであるが、本発明は当該レーザアニール装置１に限らず、被加工物の表面にレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法ならびに装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１ レーザアニール装置 ２ 被加工物
４ レーザ発振器 ５ 液体供給手段
６ 加工ヘッド ７ 導光手段
１２ 噴射ノズル １２ａ 噴射孔
２３ 第１ミラー ２４ 第２ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射孔から被加工物に対して液体を噴射し、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆うとともに、噴射した液体内にレーザ光を導光して被加工物の表面にレーザ光を照射し、被加工物の加工を行うレーザ加工方法において、
上記噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体を噴射し、
一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを設け、
さらに、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端を該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されるようにしたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
上記第１ミラーにおける透過率が低い側の端部と上記第２ミラーとの間隔を、透過率が高い側の端部と第２ミラーとの間隔よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
液体を噴射する噴射孔が形成された加工ヘッドと、レーザ光を照射するレーザ発振器と、上記レーザ光を上記噴射孔より噴射される液体に導光する導光手段とを備え、
上記加工ヘッドの噴射孔から被加工物に対して液体を噴射して、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆い、さらに噴射された液体内に上記導光手段が上記レーザ光を導光して、該レーザ光により被加工物の表面を加工するレーザ加工装置において、
上記加工ヘッドの噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体が噴射されるようにし、
上記導光手段は、一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを備え、
さらに上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端が該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
上記第１ミラーにおける透過率が低い側の端部と上記第２ミラーとの間隔を、透過率が高い側の端部と第２ミラーとの間隔よりも大きくしたことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
上記第１ミラーは、その反射面に複数の透過率が異なるコーティングを設けて、透過率が第１ミラーにおける上記一端から他端にかけて徐々に高くなるようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
上記第１ミラーは、反射率が異なる複数のミラーを、透過率が第１ミラーにおける一端から他端にかけて徐々に高くなるように整列させたことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
噴射孔から被加工物に対して液体を噴射し、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆うとともに、噴射した液体内にレーザ光を導光して被加工物の表面にレーザ光を照射し、被加工物の加工を行うレーザ加工方法において、
上記噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体を噴射し、
一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを設け、
さらに、上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端を該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されるようにしたことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
上記第１ミラーにおける透過率が低い側の端部と上記第２ミラーとの間隔を、透過率が高い側の端部と第２ミラーとの間隔よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
液体を噴射する噴射孔が形成された加工ヘッドと、レーザ光を照射するレーザ発振器と、上記レーザ光を上記噴射孔より噴射される液体に導光する導光手段とを備え、
上記加工ヘッドの噴射孔から被加工物に対して液体を噴射して、この液体により被加工物の表面の所要部分を覆い、さらに噴射された液体内に上記導光手段が上記レーザ光を導光して、該レーザ光により被加工物の表面を加工するレーザ加工装置において、
上記加工ヘッドの噴射孔を細長く形成して、被加工物に向けてライン状に液体が噴射されるようにし、
上記導光手段は、一部のレーザ光を上記噴射孔から噴射される液体へと透過させ、残部のレーザ光を反射させる第１ミラーと、該第１ミラーに対向する位置に設けられてレーザ光を第１ミラーに反射させる第２ミラーとを備え、
さらに上記第１ミラーにおけるレーザ光の透過率を、レーザ光を入射させる側の一端が該第１ミラーにおける他端より低くなるように設定し、
レーザ光を第１ミラーと第２ミラーとの間に入射させるとともに複数回反射させ、上記第１ミラーを透過したレーザ光が上記噴射孔より噴射された液体の内部に導光されてライン状に被加工物に照射されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
上記第１ミラーにおける透過率が低い側の端部と上記第２ミラーとの間隔を、透過率が高い側の端部と第２ミラーとの間隔よりも大きくしたことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
上記第１ミラーは、その反射面に複数の透過率が異なるコーティングを設けて、透過率が第１ミラーにおける上記一端から他端にかけて徐々に高くなるようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
上記第１ミラーは、反射率が異なる複数のミラーを、透過率が第１ミラーにおける一端から他端にかけて徐々に高くなるように整列させたことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−３８３４２（Ｐ２０１３−３８３４２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５２７１（Ｐ２０１１−１７５２７１）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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