對(duì)工件進(jìn)行光學(xué)處理的準(zhǔn)分子激光束輻照裝置制造方法及圖紙

一種即使在經(jīng)受多次反射的準(zhǔn)分子激光束的強(qiáng)度分度為不均勻時(shí)也能對(duì)工件進(jìn)行光學(xué)處理的準(zhǔn)分子激光束輻照裝置。一圖形掩模具有透光部分和反射層。與反射層相對(duì)，設(shè)置一個(gè)高反射率反射鏡。該輻照裝置還包括一個(gè)成像透鏡、一個(gè)工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)掩模移動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)控制單元。采用該裝置可以按照?qǐng)D形掩模的圖形，準(zhǔn)確可靠地對(duì)工件進(jìn)行均勻穩(wěn)定的加工處理。（*該技術(shù)在2015年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)一般涉及一種準(zhǔn)分子激光束輻照裝置，用來通過一種具有待形成在工件上的圖形掩模，對(duì)一工件(例如一多層印刷板)進(jìn)行光學(xué)加工、作業(yè)或處理(例如刻蝕)，從而形成眼孔(例如所謂的通路孔、通孔)之類的眼孔。更具體地說，本專利技術(shù)涉及一種準(zhǔn)分子激光束輻照裝置，采用該裝置，可以用具有均勻強(qiáng)度分布的準(zhǔn)分子激光束以一種穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)工件進(jìn)行處理。為了能夠更好地理解本專利技術(shù)的基本原理，首先參照附圖說明圖14和圖16較為詳細(xì)地描述具有上述類型的現(xiàn)有光學(xué)處理或加工設(shè)備中所采用的已知準(zhǔn)分子激光束輻照裝置，其中，圖14是典型的已知光學(xué)處理裝置的示意透視圖。該裝置的更詳細(xì)描述，可參見《日本激光處理工程師第28次大會(huì)論文集(Collection of Theses in 28th Conven-tion of Laser Processing Engineer of Japan)》第51—58頁(1992年7月)。參見圖14，該圖中所描述的光學(xué)處理裝置包括一由一個(gè)準(zhǔn)分子激光振蕩器1組成的光源系統(tǒng)，用來產(chǎn)生一個(gè)截面為矩形的準(zhǔn)分子激光束L0沿準(zhǔn)分子激光束L0光通路在激光振蕩器1輸出口下游的位置處有三個(gè)反射鏡3a、3b和3c，它們組成一個(gè)光束通路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用來調(diào)整準(zhǔn)分子激光振蕩器11輻射的準(zhǔn)分子激光束L0的射束方向和射束旋轉(zhuǎn)角。另外，沿準(zhǔn)分子激光束L0光路在上述光束通路調(diào)節(jié)系統(tǒng)之后的位置處有一個(gè)射束整形光學(xué)系統(tǒng)，它由兩組柱面凹透鏡和柱面凸透鏡4a，4b；4c，4d組成，用來將截面呈矩形的準(zhǔn)分子激光束L0轉(zhuǎn)換或整形成一片狀或平面準(zhǔn)分子激光束L1，其凸透鏡4a和4c分別與凹透鏡4b和4d相對(duì)而立。這些透鏡固定安裝在一固定支承物5上。離開射束整形光學(xué)系統(tǒng)(4a，4b；4c，4d)的準(zhǔn)分子激光束L1由位于準(zhǔn)分子激光束L1光通路上的入射角調(diào)節(jié)鏡7反射。準(zhǔn)分子激光束L1由入射角調(diào)節(jié)鏡7投射到圖形掩模8上，該圖形掩模8由一塊使準(zhǔn)分子激光束L1能夠透過的透光基板或襯底8a組成。透光襯底8a的上方有一個(gè)用來反射準(zhǔn)分子激光束L1的反射層8b，該反射層8b中有使準(zhǔn)分子激光束L1能夠通過的通孔或眼8c。不用說，這些通孔或眼8c組成了一個(gè)待成像或轉(zhuǎn)移到某一工件上去的圖形，這些將在下文中作更詳細(xì)的描述。與圖形掩模8相聯(lián)系有一個(gè)掩模移動(dòng)機(jī)構(gòu)8，用來沿與光軸正交的方向(即沿X和Y方向)移動(dòng)圖形掩模8，從而使準(zhǔn)分子激光束L1沿相應(yīng)方向掃描圖形掩模8的頂面。在圖形掩模8的上方并與該掩模相對(duì)，設(shè)置一個(gè)用作反射裝置的高反射率反射鏡10，用來使在反射層8b處反射的準(zhǔn)分子激光束L1的方向分別改變到朝圖形掩模8的方向，這也將在原文中描述。另外，成像透鏡11設(shè)置在圖形掩模8的下方，它的位置位于離開圖形掩模8的準(zhǔn)分子激光束L2的光路上。用通過成像透鏡11的準(zhǔn)分子激光束L2照射或輻照要進(jìn)行光學(xué)處理(或光學(xué)加工)的工件12，成像透鏡11的作用是將圖形掩模8中形成的上述圖形轉(zhuǎn)移到工件12上，形成一倒像。成像透鏡11的下方有一個(gè)工件裝載平臺(tái)13，用來裝載和定位工件12。另外，工件裝載平臺(tái)13支承在一工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)14上，該工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)14可以分別沿與成像透鏡11的光軸正交的方向(即沿X方向和Y方向)移動(dòng)。隨后，把工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)14安裝在振動(dòng)隔離共用底座15上。一控制單元16高精度地控制掩模移動(dòng)機(jī)構(gòu)9和工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)14二者的操作，該控制單元16可以由一臺(tái)微機(jī)組成，并且它也負(fù)責(zé)控制準(zhǔn)分子激光振蕩器1。此外，在工件12的上方還設(shè)置了一個(gè)處理監(jiān)測(cè)器系統(tǒng)17，用來監(jiān)測(cè)工件12中形成的圖形位置及幾何參數(shù)。下面參照?qǐng)D15A和15B進(jìn)行描述，其中，圖15A是示意并放大顯示包含掩模8、成像透鏡11及相應(yīng)部件的光學(xué)系統(tǒng)的側(cè)視圖，圖15B是沿Y方向看時(shí)，工件12上準(zhǔn)分子激光束12的強(qiáng)度分布圖。此時(shí)，假定在圖形掩模8與高反射率反射鏡10之間經(jīng)歷了多次反射的準(zhǔn)分子激光束L1沿Y軸方向發(fā)生平移。參見圖15A，圖形掩模8的透光基板或襯底8a是由一種合成石英材料形成的，并且使離開透鏡系統(tǒng)(4a—4d)，并在入射角調(diào)節(jié)鏡7處反射的準(zhǔn)分子激光束L1通過通光孔或通光眼8c。用通過掩模8和成像透鏡11的準(zhǔn)分子激光束L2進(jìn)行輻照的結(jié)果，使得在工件12中形成圖形與圖形掩模8上的孔8c對(duì)應(yīng)的孔(如通路孔18)。通過氣相淀積工藝將反射層8b淀積到透光襯底上，以一種預(yù)定圖形將空心孔8c轉(zhuǎn)移到工件12上。另外，反射層8b是一種具有高反射率(例如反射率不低于99％)的薄膜(如鋁膜、多層介質(zhì)膜等)。如上所述，反射層8b上有大量的貫穿孔8c，其直徑，例如，具有20μm的數(shù)量級(jí)。成像透鏡11是一種高性能透鏡，在一大視場(chǎng)角的范圍內(nèi)其像差被消除到盡可能小，用來將圖形掩模8中形成的圖形(即空心孔8c)高精度地成像到工件12上去。附帶說明的是，圖16A是沿Y軸方向看時(shí)，示意并放大描述處理光學(xué)系統(tǒng)及相關(guān)部件的側(cè)視圖，圖16B是沿X軸方向看時(shí)工件12上的準(zhǔn)分子激光束12的強(qiáng)度分布圖。接著，參照?qǐng)D14至16，描述上述結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)分子激光束輻照裝置的運(yùn)行。首先參照?qǐng)D15A，一部分準(zhǔn)分子激光束L1的光線從上面傾斜地投射到圖形掩模8的一測(cè)面上(圖中在右側(cè))，并通過由空心孔8c，形成作光學(xué)處理或刻蝕的準(zhǔn)分子激光束L2。投射到圖形掩模8上的另一部分準(zhǔn)分子激光束L1的光線由反射層8b反射到反射率反射鏡10上該高反射率反射鏡10，將入射光線再反射回圖形掩模8上。從圖15A中可以看到，由高反射率反射鏡10反射到圖形掩模8上的一部分準(zhǔn)分子激光束在Y方向(即在圖15A中自右至左)逐步偏移，這是由于圖形掩模8和反射鏡10之間的反射以及準(zhǔn)分子激光束L1相對(duì)于垂直方向的入射角θ小于90°而造成的。更具體地說，準(zhǔn)分子激光束L1在高反射率反射鏡10上的反射以后第二次再投射到圖形掩模8上的位置與該準(zhǔn)分子激光束L1第一次投射到圖形掩模8上的位置相比，沿Y方向上發(fā)生了偏移(即在圖15A中向左側(cè)偏移)。盡管有一部分準(zhǔn)分子激光束L1被允許藉通過空心孔8c的圖形而穿過圖形掩模8，準(zhǔn)分子激光束L1的這種反射和偏移要一直重復(fù)進(jìn)行到該準(zhǔn)分子激光束離開由圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間限定的腔體。由于準(zhǔn)分子激光束L1在圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間的重復(fù)或多次反射，以及沿Y方向的移位，使得圖形掩模8的圖形孔8c通過成像透鏡11而轉(zhuǎn)移到了工件12上。這樣，自然就要求將準(zhǔn)分子激光束L1的強(qiáng)度大體保持在一預(yù)定的恒定水平上，防止其衰減。當(dāng)然，通過圖形掩模8的圖形孔8c而透射的準(zhǔn)分子激光束L2通過成像透鏡11而會(huì)聚到工件12上。其結(jié)果是，在工件12中形成如通路孔18之類的眼或孔，其圖形與在圖形掩模8中形成的孔8c之圖形的倒像對(duì)應(yīng)。實(shí)際應(yīng)用中，自然會(huì)注意到，當(dāng)準(zhǔn)分子激光束L1在圖形掩模8和高反射率鏡面10之間的反射而沿Y方向從高反射率反射鏡10的一端移動(dòng)到另一端時(shí)，準(zhǔn)分子激光光束L1的強(qiáng)度會(huì)逐漸下降的可能性(如圖15B所示)。其結(jié)果是，因?yàn)槌上竦焦ぜ?2上的圖形掩模8的圖形為倒像，而使與Y軸的反方向(即負(fù)(-)Y軸方向)位置相關(guān)的反射和位移過程中，投射到工件12上的準(zhǔn)分子激光束的強(qiáng)度逐漸減小。另一方面，當(dāng)沿X軸方向看時(shí)，投射到高反射率反射鏡10的中心部分處的準(zhǔn)分子激光束L1沿向兩端的方向，在圖形掩模8和高反射率鏡面本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用準(zhǔn)分子激光束對(duì)工件進(jìn)行處理的準(zhǔn)分子激光束輻照裝置，其特征在于，它包含：一準(zhǔn)分子激光振蕩器，用來輻射一準(zhǔn)分子激光束；一具有透光部分和反射層的圖形掩模，所述透光部分用來使所述準(zhǔn)分子激光振蕩器輻射的所述準(zhǔn)分子激光束能夠從中通過，所述 反射層用來反射所述準(zhǔn)分子激光束，所述透光部分形成一在所述工件上待形成的圖形；處于所述圖形掩模的所述反射層相對(duì)位置上的反射裝置，用來將從所述反射層反射的準(zhǔn)分子激光束反射到所述圖形掩模上，從而所述準(zhǔn)分子激光束在反射裝置和所述圖形掩模之間經(jīng)受 多次反射，并發(fā)生位移；一成像光學(xué)系統(tǒng)，用來將透過所述圖形掩模的準(zhǔn)分子激光束圖形成像到它所輻照的所述工件上；一工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來沿與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸正交的方向移動(dòng)所述工件；一掩模移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來沿與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸正交的 方向移動(dòng)所述圖形掩模；以及一控制裝置，用來控制所述準(zhǔn)分子激光振蕩器；所述工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述掩模移動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，所述控制裝置控制所述工件移動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述掩模移動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而所述圖形掩模和所述工件沿同一軸相互同步位移，用所述準(zhǔn)分子激光束在一 同步掃描位移期間沿一掃描移動(dòng)方向掃描所述工件，所述掃描移動(dòng)方向與所述準(zhǔn)分子激光束在所述圖形掩模和所述反射裝置之間經(jīng)受多次反射時(shí)發(fā)生平移的方向重合。...

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：村上和之，中谷元，杉立厚志，皆川忠郎，八木俊，伊藤子，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三菱電機(jī)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]