(57)【要約】【課題】  所要の材料の一定面積を、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能なレーザ加工装置等を提供する。【解決手段】  加工用のレーザ光Ｂを出射する発振器１と、レーザ光Ｂにより加工される被加工物８上におけるＹ方向の照射位置を補正するためのガルバノミラー３であって、レーザ光Ｂを反射してポリゴンミラー４に照射するガルバノミラー３と、ガルバノミラー３において反射されたレーザ光Ｂを、被加工物８上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー４と、ポリゴンミラー４において反射されたレーザ光Ｂを被加工物８上に集光させるｆθレンズ５と、ｆθレンズ５をレーザ光Ｂが通過することに起因して当該通過したレーザ光Ｂに発生する歪曲収差に対応して、レーザ光Ｂの被加工物８に対するＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラー３におけるレーザ光Ｂの反射角度を制御すると共に、当該歪曲収差に対応して、レーザ光Ｂの被加工物８に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するように発振器１におけるレーザ光Ｂのパルス発振間隔を制御する制御部ＰＣと、を備える。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記出射されたレーザ光の光路を変更してガルバノミラーに照射するチルトミラーと、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記変更された光路の前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、
を備え、
前記チルトミラーにおける前記レーザ光の反射角度又は前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度の少なくともいずれか一方が、前記走査ミラーに形成されている反射面に含まれている当該反射面の製造誤差を補償する反射角度とされていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、
前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工装置において、
前記反射角度制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のレーザ加工装置において、
前記反射角度制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるＸ方向に走査させる走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、
前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、
前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段と、
前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のレーザ加工装置において、
前記発振間隔制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記発振間隔制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記走査ミラーは、前記Ｘ方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するポリゴンミラーであると共に、
当該回転数が前記パルス発振間隔と同期していることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
請求項５から８いずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記走査ミラーは、前記Ｘ方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するモノゴンミラーであると共に、
当該回転数が前記パルス発振間隔と同期していることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１１】
加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、
を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、
前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、として機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
【請求項１４】
加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるＸ方向に走査させる走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、
を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、
前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、として機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
【請求項１５】
加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、
を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、
前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、及び、
前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、
として機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
【請求項１７】
請求項１４から１６のいずれか一項に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工制御プログラムの技術分野に属し、より詳細には、レーザ光を用いて被加工物の精密加工を行うレーザ加工装置及び当該レーザ加工に用いられるレーザ加工制御プログラムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器等の軽薄短小化に伴う装置自体のコンパクト化は、高度な実装技術に負うところが大である。そのため、例えば、携帯電話又はパーソナルコンピュータ等に用いられる電子部品の分野では、ＬＳＩ（Large Scale Integration）自体の小型化や搭載されるプリント基板における高密度化が進んでいる。そして、これらの小型か等を効果的に達成するためには、高度且つ精確な実装技術を確立することが重要で、精度の高い微細な精密加工技術がその根底になければならない。
【０００３】
ここで、例えば、一般的な微細加工技術の典型である穴加工技術を見ても、従来は、可能な限り小径なドリルを用いてその加工を行ってきた。
【０００４】
しかしながら、このような機械的な加工技術には、その微細化において限界があり、穴径も、例えば数１００μｍオーダまで小径化するのが限界であり、それも最新の注意を払った上で作業を行って実現する必要があった。
【０００５】
これに対し、最近では、いわゆる光技術を用いたフォトンプロセスが微細加工技術に取り入れられてきた。そしてその結果、無接触で１００μｍオーダ或いはそれ以下の精密な加工が可能となってきた。
【０００６】
より具体的には、例えば、いわゆるプリント基板の加工では、材料の加工親和性との関係から炭酸ガスレーザが主に使用され、高繰返しのパルスビームがその加工に用いられている。この場合は、長波長で且つ赤外光であるため、基本的に熱加工であるが、ガスレーザであることに起因してパルスの立ち上がり又は立ち下り時にいわゆる緩和時間が必要となり、そのためパルスの高繰返しには限界があるのが現状である。更に、単なるプリント基板の加工の場合を除けば、波長との関係で適用材料にも制限があるのが実情である。
【０００７】
なお、上述してきた従来の光技術を用いた加工装置においては、一般に、被加工物上のＸ軸方向及びＹ軸方向夫々の位置誤差補償に二軸のガルバノミラー（ガルバノスキャナ）を用い、更にｆθレンズを介してレーザ光を被加工物に集光・照射し、小面積(例えば、４０ｍｍ×４０ｍｍ)での光走査による微細な穴加工を実現している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、現在多用されている上記のガルバノミラーを用いる方法は、時間経過と共に夫々のガルバノミラーのミラー面において赤外光の吸収等による微小な変動や変位が生じ、更に被加工物の加工面にも温度ドリフトが起こるため、結果として全体的な加工精度の低下をもたらす。従って、これらの影響を排除すべく、穴径誤差やピッチ誤差或いは光学系の直線性等を定期的に計測してそれに含まれる誤差を補正する処理が必要になってくる。
【０００９】
一方、レーザ発振器自体も多様化し且つ固体化の傾向にあり、その発振パルスも高繰り返しになり性能も向上して来ている。更に、ＬＤ（LASER Diode）励起の固体レーザや高周波変換技術の発展が、この傾向に拍車を掛けている。このため、ガルバノミラーの制御機構も高速性への対応が迫られ、基本的にガルバノミラー自体で高速の揺動運動を強いられるため、上記二軸のガルバノミラーを用いる従来の方法では、時間や温度依存性の理由と共に長期安定性には難があった。
【００１０】
他方、上述したガルバノミラーにおける問題点とは別個に、上記したｆθレンズは、どんな角度から入射するレーザ光についても、その入射位置や入射角度によらず当該ｆθレンズの光軸にほぼ平行なレーザ光に変換する特性を有するもので、これは被加工物における一定の小面積内を満遍なく加工する際に有効な手段とされている。しかし、このｆθレンズでも、厳密には多数のレンズの組合せから成るものであるため、これらをレーザ光が通過する過程でその目標位置をはずれて到達する歪を伴うものである。これは、一般には歪曲収差と称されているものであるが、ミクロンの単位での微細加工においてはこれの歪さえも補償すべき対象となる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みて為されたものであり、その課題は、所要の材料における一定面積の領域を、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能なレーザ加工装置及び当該レーザ加工に用いられるレーザ加工制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記出射されたレーザ光の光路を変更してガルバノミラーに照射するチルトミラーと、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記変更された光路の前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、を備え、前記チルトミラーにおける前記レーザ光の反射角度又は前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度のすくなくともいずれか一方が、前記走査ミラーに形成されている反射面に含まれている当該反射面の製造誤差を補償する反射角度とされている。
【００１３】
よって、チルトミラーにおける反射角度又はガルバノミラーにおける反射角度の少なくともいずれか一方が走査ミラーの反射面の製造誤差を補償する反射角度とされているので、効果的に当該製造誤差を補償することができる。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する制御部等の反射角度制御手段と、を備える。
【００１５】
よって、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００１６】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記反射角度制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するように構成される。
【００１７】
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００１８】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のレーザ加工装置において、前記反射角度制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御するように構成される。
【００１９】
よって、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【００２０】
上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー等の走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する制御部等の発振間隔制御手段と、を備える。
【００２１】
よって、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００２２】
上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する制御部等の反射角度制御手段と、前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する制御部等の発振間隔制御手段と、を備える。
【００２３】
よって、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００２４】
上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のレーザ加工装置において、前記発振間隔制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するように構成される。
【００２５】
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００２６】
上記の課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、請求項５から７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記発振間隔制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御するように構成される。
【００２７】
よって、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【００２８】
上記の課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、請求項５から８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記走査ミラーは、前記Ｘ方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するポリゴンミラーであると共に、当該回転数が前記パルス発振間隔と同期しているように構成される。
【００２９】
よって、ポリゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００３０】
上記の課題を解決するために、請求項１０に記載の発明は、請求項５から８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記走査ミラーは、前記Ｘ方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するモノゴンミラーであると共に、当該回転数が前記パルス発振間隔と同期しているように構成される。
【００３１】
よって、モノゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００３２】
上記の課題を解決するために、請求項１１に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、として機能させる。
【００３３】
よって、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００３４】
上記の課題を解決するために、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するように機能させる。
【００３５】
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００３６】
上記の課題を解決するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御するように機能させる。
【００３７】
よって、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【００３８】
上記の課題を解決するために、請求項１４に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振祈祷の出射手段と、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー等の走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、として機能させる。
【００３９】
よって、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００４０】
上記の課題を解決するために、請求項１５に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発信器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるＸ方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるｆθレンズと、を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、前記ｆθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｙ方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、及び、前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Ｘ方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、として機能させる。
【００４１】
よって、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００４２】
上記の課題を解決するために、請求項１６に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するように機能させる。
【００４３】
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００４４】
上記の課題を解決するために、請求項１７に記載の発明は、請求項１４から１６のいずれか一項に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御するように機能させる。
【００４５】
よって、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【発明の効果】
【００４６】
請求項１に記載の発明によれば、チルトミラーにおける反射角度又はガルバノミラーにおける反射角度の少なくともいずれか一方が、走査ミラーの反射面の製造誤差を補償する反射角度とされているので、効果的に当該製造誤差を補償することができる。
【００４７】
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００４９】
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
【００５０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００５１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【００５２】
請求項５に記載の発明によれば、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００５３】
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
【００５４】
請求項６に記載の発明によれば、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００５５】
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
【００５６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項５又は６に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００５７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項５から７のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【００５８】
請求項９に記載の発明によれば、請求項５から８のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、ポリゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００５９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項５から８のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、モノゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００６０】
請求項１１に記載の発明によれば、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００６１】
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
【００６２】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１１に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００６３】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１１又は１２に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【００６４】
請求項１４に記載の発明によれば、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００６５】
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
【００６６】
請求項１５に記載の発明によれば、ｆθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
【００６７】
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
【００６８】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１４又は１５に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【００６９】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、板状の被加工物をレーザ光を用いて加工するレーザ加工装置に対して本発明を適用した場合の実施の形態である。
【００７１】
（Ｉ）本発明の原理
始めに、本発明に係る実施形態について具体的に説明する前に、本発明の原理について、図１乃至図７を用いて説明する。なお、図１は、本発明に係るレーザ加工装置の概要構成を示すブロック図であり、図２は本発明に係るポリゴンミラーとｆθレンズとの関係を示す図であり、図３は本発明に係る歪曲収差を説明する図であり、図４は本発明に係るガルバノミラー、ポリゴンミラー及びｆθレンズ間の関係を示す図であり、図５乃至図７は本発明に係る補償方法を具体的に説明する図である。
【００７２】
先ず、本発明に係るレーザ加工装置の概要について、図１を用いて説明する。
【００７３】
図１に示すように、本発明に係るレーザ加工装置Ｓは、加工用のレーザ光Ｂを照射する出射手段としての発振器１と、チルトミラー２と、被加工物８上におけるＹ軸方向のレーザ光Ｂの照射位置を調整するための一軸のガルバノミラー３と、例えば１６個の反射面をその周囲に備えて回転されることでレーザ光Ｂを被加工物８上のＸ軸方向に走査する走査ミラーとしてのポリゴンミラー４と、ポリゴンミラー４により走査されているレーザ光Ｂを、その入射位置に拘わらず平行光に変換して被加工物８に照射するｆθレンズ５と、レーザ光Ｂの光軸を被加工物８の方向に変更する反射ミラー６と、被加工物８を固定載置し、その加工態様に応じて上記Ｘ方向又はＹ方向に移動するテーブル７と、により構成されている。
【００７４】
この構成において、本発明では、その原理の第一として、ポリゴンミラー４を構成する各反射面に生じているいわゆる面倒れ誤差を、チルトミラー２における反射角度をポリゴンミラー４の回転に同期させて変更制御することにより補償する。
【００７５】
また、その原理の第二として、本発明では、ｆθレンズ５をレーザ光Ｂが通過することにより当該レーザ光Ｂに含まれることとなる歪曲収差につき、ガルバノスキャナ３におけるレーザ光Ｂの反射角度を制御することで当該歪曲収差におけるＹ軸方向の成分を補償し、一方、発振器１におけるパルス発振周期を制御してポリゴンミラー４への入射タイミングをずらすことで当該歪曲収差におけるＸ軸方向の成分を補償する。
【００７６】
ここで、上記本発明の第二の原理について、具体的に図１乃至図７を用いて説明する。
【００７７】
上記した本発明の第二の原理は、上記歪曲収差の各成分を、いわゆる光線追跡法により補償しようとするものである。
【００７８】
すなわち、発振器１から発振されたレーザ光Ｂは、チルトミラー２からガルバノミラー３に入り、当該ガルバノミラー３のミラー面の角度で決められる一定の方向に出射されてポリゴンミラー４におけるいずれかの反射面に入射する。ここで、例えば、ポリゴンミラー４からｆθレンズ５の第n面に入射するレーザ光Ｂの光路は、光路計算に対するいわゆるスネルの法則のベクトル表現を用いて図２式（１）の如く表現される。なお、式（１）はｆθレンズ５が第１面から第８面までを有している場合の式である。
【００７９】
ここで、上記本発明の第一の原理によりチルトミラー２における角度調整による補償が併せて為された場合には、当該チルトミラー２における反射角度の変化を考慮に入れて上記光路を計算することができる。
【００８０】
次に、本発明の第二の原理により補償される対象である歪曲収差について、その概要を説明する。
【００８１】
一般に、ｆθレンズ５をレーザ光Ｂが通過する場合、その全てに歪曲収差が発生するが、その値自体は、目視上は問題とならない程度に小さい。しかしながら、数ミクロンの誤差を問題とする微細加工技術においてはこれを無視することはできなくなる。ここで、本発明の発明者らは、歪曲収差を含まない場合と含む場合とで、レーザ光Ｂの照射位置が被加工物８上に描く曲線の撓みを理論的に計算した。
【００８２】
この結果、幅広の加工領域を持った走査光学系では、概ね図３右に示すような曲線を描き、歪曲収差による歪の量は、加工領域中心では小さいが、その外側に向うほどその影響が大きいことが数値的に明らかになった。より具体的には、例えば、４０ｍｍ×４０ｍｍの加工領域の場合では、原点から最も離れた位置では概ね数１００μｍの照射位置誤差が発生することが判明している。このとき、ｆθレンズ５による被加工物８上での走査は、例えば図４に示すようになり、ガルバノミラー３によりＹ軸方向の照射位置を決定し、ポリゴンミラー４により当該Ｙ軸方向の照射位置を含むＸ軸方向にレーザ光Ｂを走査させる。
【００８３】
次に、上記第二の原理に基づいて算出される、照射位置の補償量について説明する。
【００８４】
先ず、Ｙ軸方向の補償量として、ガルバノミラー３における反射角度をα=±５°の範囲で一定量ずつ変化させた場合の、ポリゴンミラー４の回転角θに対する発明者らが求めたαの補償量（Δα）の値を図５に示す。
【００８５】
このとき、当該補償量Δαを表す式の一例としては、例えば、
Δα（°）＝（−０．０００３９α3−０．０７３７４α）×１０-2×θ2
＋（０．００６３６α3−０．０１０００α）×１０-5×θ
＋（−０．００３２９α3＋０．００１２２α）×１０-1      …（２）
となっており、このΔαを元の反射角度αに加算したα’の角度となるようにガルバノミラー２における反射角度αを制御すればよいこととなる。
【００８６】
なお、上記式（２）は、そのときの反射角度αを含む係数Ａ、Ｂ及びＣを用いて、
Δα＝Ａ×θ2＋Ｂ×θ＋Ｃ
と高次関数として一般化することができる。
【００８７】
次に、Ｘ軸方向の補償量として、ポリゴンミラー４の回転角θに対して照射位置を理想位置とするための当該回転角θの補償量を求め、この補償量を、発振器１におけるパルス発振時間で調整する。そして、ガルバノミラー３における反射角度をα=±５°の範囲で一定量ずつ変化させた場合の、発明者らが求めたパルス発振時間ｔの補償量（Δｔ）の値を図６に示す。この図６から明らかなように、Ｙ軸の原点を境として補償量における＋(遅らせる場合)と−(早める場合)とは、相互に反転する関係となる。
【００８８】
このとき、当該補償量Δｔを表す式の一例としては、例えば、
Δｔ（ミリ秒）＝（−０．００１１０α2−０．０９１３６）×１０-2×θ3
＋（−０．００２９１α2＋０．０００２５）×１０-4×θ2
＋（−０．０２０１５α2＋０．００５５４）×１０-1×θ
＋（−０．００２９３α2−０．０５７４６）×１０-4      …（３）
となっており、このΔｔを用いて、
Δθ＝Δｔ×３６０×（ｒ／６０）×１０-3（ｒはポリゴンミラー４の半径）
により示されるΔθを元の回転角θに加算したθ’の角度となるように、発振器１におけるパルス発振周期Ｔを、
Ｔ’＝ｔ＋Δｔ
として示されるＴ’となるように制御すればよいこととなる。
【００８９】
なお、上記式（３）は、そのときの反射角度αを含む係数Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＧを用いて、
Δｔ＝Ｄ×θ3＋Ｅ×θ2＋Ｆ×θ＋Ｇ
と高次関数として一般化することができる。
【００９０】
ここで、図１に示すレーザ加工装置Ｓを用いた場合、予め所望されている理想的な照射位置にレーザ光Ｂの照射位置を到達させるために必要な諸角度（より具体的には、ポリゴンミラー４における回転角θとガルバノミラー３における反射角度α）と照射位置座標との関係を求める式は、上記α（Ｙ軸方向の場合）又は上記θ（Ｘ軸方向の場合）のいずれかを係数とする照射位置のｘ座標又はｙ座標の高次関数として求められるものであり、その一例としては以下の通りとなる。
【００９１】
Ｙ＝（−０.０００５３１α3−０．１５０１５０α）×１０-3ｘ2
＋（０.０００５７８α3−０．０００８１８α）×１０-4ｘ
＋（−０.００１５５６α3＋４．８５００５７α）
Ｘ＝（−０.０００５５０θ3−０．００００２１θ2−０．１４７７３６θ
＋０.００００１５）×１０-3ｙ2＋（−０．００１５５５θ3
−０．０００００５θ2＋４．８５０４３８θ−０．００００１４）
…（４）
【００９２】
なお、上記式（４）は、そのときの反射角度αを含む係Ｈ、Ｉ及びＪ及び回転角θを含む係数Ｋ及びＬを夫々用いて、
Ｙ＝Ｈｘ2＋Ｉｘ＋Ｊ
Ｘ＝Ｋｙ2＋Ｌ
と高次関数として一般化することができる。
【００９３】
ここで、式（４）に含まれる二つの式は、ｆθレンズ５に含まれる歪曲収差を補償するもの（すなわち、上記したΔα及びΔｔの値を加味したもの）となってはいるが、現実にはこれらの式は照射位置の軌跡の曲線決定のための近似式に過ぎず、これ自体に微小の誤差を含んでいるのであって、この近似式をもってしてもレーザ光Ｂの照射位置の軌跡が滑らかな直線又は曲線とはならない場合がある。そして、微細加工に供させるためには、これらの誤差をも補償してより厳密な軌跡とする必要がある。
【００９４】
そこで、上記発明者らは、各角度に換算された更なる補償量(δα、δθ)を求めた。その一例を、Ｙ座標が一定（１０ｍｍ）の場合を例として図7に示す。
【００９５】
ここで当該補償量δα及びδθは、例えば以下のような式で表されるものである。
δα＝（０．００００６５ｙ3＋０．０４４２１７ｙ＋０．００００１４）×１０-8ｘ4
＋（０．０００００１ｙ5−０．００１０５１ｙ3−０．００００２６ｙ2
＋０．０９４３６３ｙ＋０．００２４２４）×１０-9ｘ3
＋（−０．０００３３９ｙ3−０．１８４４５７ｙ
−０．００００３６）×１０-6ｘ2＋（−０．０００００１ｙ5
＋０．０００５８２ｙ3＋０．０００００４ｙ2−０．００７６９７ｙ
−０．０００４０９）×１０-6ｘ＋（０．００００３７ｙ3＋０．１４００４０ｙ
＋０．００００１０）×１０-4
δθ＝（０．０００００６ｙ4＋０．００３１５２ｙ2＋３．３５７９１７）
×１０-10ｘ5＋（０．００００１４ｙ4−０．００３９４４ｙ2
−０．６７３５４５）×１０-10ｘ4＋（０．０００００５ｙ4
−０．００４９８２ｙ2−１．７７２６６４）×１０-7ｘ3＋
（−００００００９ｙ4＋０．００１９００ｙ2−０．５８４６３０）×１０-7ｘ2
＋（０．００００３６ｙ4−０．０１４０９６ｙ2−０．５８４６３０）
×１０-5ｘ＋（０．０００００２ｙ4＋０．００４４３４ｙ2
−２．５９６２５８）×１０-6
そして、上記した補償量(δα、δθ)を上記式（２）で示されるレーザ光Ｂの照射位置に加えた補償をすれば、更なる精度の向上が実現される。
【００９６】
（II）実施形態
次に、上記の原理を踏まえた本発明に係る実施形態について、具体的に図８及び図９を用いて説明する。なお、図８は実施形態に係るレーザ加工装置の概要構成を示すブロック図であり、図９は当該レーザ加工装置における発振器の制御を示すタイミングチャートである。また、図８において図１に示すブロック図と同様の部材は同様の部材番号を付して細部の説明は省略する。
【００９７】
図８に示すように、実施形態に係るレーザ加工装置ＳＳは、図１に示したレーザ加工装置Ｓに加えて、発振器１から出射されたレーザ光Ｂの光量を調整するコリメータレンズ１１と、当該レーザ光Ｂを拡散させて平行光とするビームエキスパンダ１２と、ポリゴンミラー４における各反射面の端部を、ポリゴンミラー４が回転している状態で検出するための検出レーザ光ＰＢを出射するレーザ９と、当該検出レーザ光ＰＢの上記端部からの反射光Ｒを受光し、端部検出信号Ｓdpを生成してパーソナルコンピュータ等により構成される制御部ＰＣに出力するディテクタ１０と、ポリゴンミラー４の一回転の開始タイミングを検出する図示しない回転開始ディテクタから生成される回転開始信号Ｓdrと上記端部検出信号Ｓdpとが入力され、これらに基づいて上記発振器１におけるパルス発振周期Ｔを制御するための発振制御信号Ｓlを当該発振器１に出力すると共に上記ガルバノミラー３における反射角度αを制御するための角度制御信号Ｓgを生成して当該ガルバノミラー３へ出力する反射角度制御手段及び発振間隔制御手段としての上記制御部ＰＣと、を備えて構成されている。
【００９８】
また、制御部ＰＣには、被加工物８を加工するための加工データＳmが外部から入力されている。
【００９９】
これらの構成において、チルトミラー２は、例えばいわゆるピエゾ素子等により構成されており、上記した本発明の第一の原理を実現するべく、ポリゴンミラー４を構成する各反射面に含まれる面倒れ誤差等の製造誤差を補償するように、当該ポリゴンミラー４の回転周期に同期させてレーザ光Ｂの反射角度が制御される。
【０１００】
また、制御部ＰＣは、図９に示すタイミングチャートにおける出力イネーブル信号が“ＨＩＧＨ”となっているタイミングでポリゴンミラー４における一回転に対応する上記回転開始信号Ｓdrが入力されることで当該一回転の開始が検出され、続けて各反射面の端部を示す（すなわち、当該各反射面に対するレーザ光Ｂの照射が開始されることを示す）上記端部検出信号Ｓdpが検出されると、回転開始信号Ｓdrが検出されたタイミングからいくつ目の端部検出信号Ｓdpであるかによって各反射面の番号を認識し、当該出力イネーブル信号が“ＨＩＧＨ”である間に加工データＳmに対応する上記発振制御信号Ｓlを生成して発振器１に出力すると共に、ガルバノミラー３における反射角度αを制御するための上記角度制御信号Ｓgを生成して当該ガルバノミラー３に出力する。これらにより、当該発振制御信号Ｓlにより示されるパルス発振周期Ｔをもって発振器１がレーザ光Ｂを出射すると共にガルバノミラー３がその反射角度αが変更されることとなる。なお、この場合、実際のレーザ光Ｂの出射は、図９に示すように端部検出信号Ｓdpの検出から予め設定された遅れＤＴをもって開始される。
【０１０１】
そして、この一連の処理が、被加工物８における走査（すなわち、反射面）毎に必要な数だけ繰り返されることになる。
【０１０２】
ここで、上記発振制御信号Ｓlにより制御される発振器１におけるパルス発振周期Ｔ並びに上記角度制御信号Ｓgにより制御されるガルバノミラー３における反射角度αが、上記原理において説明したＴ’又はα’となるように、当該発振制御信号Ｓl及び角度制御信号Ｓgが出力されることとなる。そして、この場合のガルバノミラー３における反射角度αは、図９に示すようにレーザ光Ｂが出射されていないにタイミング（時間）において変更されることになる。
【０１０３】
以上説明したように、実施形態に係るレーザ加工装置ＳＳの動作によれば、チルトミラー２における反射角度がポリゴンミラー４を構成する各反射面の製造誤差を補償する反射角度とされるので、効果的に当該製造誤差を補償することができる。
【０１０４】
また、ｆθレンズ５に起因する歪曲収差に対応して、レーザ光Ｂの被加工物８に対するＹ方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラー３におけるレーザ光Ｂの反射角度αを制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光Ｂの照射位置誤差を補償することができる。
【０１０５】
更に、ガルバノミラー３における反射角度αを係数内に含んだポリゴンミラー４の反射角度の高次関数（例えば、上記式（２））に基づいて当該反射角度αを制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【０１０６】
更にまた、予め設定されている誤差補償角度（上記δα）を更に用いて反射角度αを制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【０１０７】
また、ｆθレンズ５に起因する歪曲収差に対応して、レーザ光Ｂの被加工物８に対するＸ方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光Ｂのパルス発振間隔Ｔを制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光Ｂの照射位置誤差を補償することができる。
【０１０８】
更に、ガルバノミラー３における反射角度αを係数内に含んだポリゴンミラー４の反射角度の高次関数（上記式（３））に基づいて当該パルス発振間隔Ｔを制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
【０１０９】
更にまた、予め設定されている誤差補償間隔（上記δθに対応するδｔ。因みに、
δθ＝δｔ×３６０×（ｒ／６０）×１０-3である。）を更に用いてパルス発振間隔Ｔを制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
【０１１０】
また、ポリゴンミラー４の回転数がパルス発振間隔Ｔと同期しているので、より正確にレーザ光Ｂの照射位置誤差を補償することができる。
【０１１１】
なお、加工精度をより高めるためには、テーブル７上に載置されている被加工物８上の結像面に焦点を合わせた光点観察顕微鏡を用いて予め決められた（例えば、被加工物８の四隅と中心など）光点の位置を検出し、予め計算された光点の位置との比較を行い、その誤差を加算して、ガルバノミラー３における反射角度αとパルス発振間隔Ｔを算出し、予め決められた照射位置でレーザ光Ｂを点灯することで、照射位置の歪を更に補正して正確な図形を被加工物８上に描画することができる。
【０１１２】
また、上記実施形態におけるポリゴンミラー４に代えていわゆるモノゴンミラーを用いて被加工物８のＸ軸方向の操作を行うレーザ加工装置に対しても本発明を適用することができる。
【０１１３】
更に、制御部ＰＣ内にハードディスクドライブ等よりなる記憶部を設け、これに過去の加工データＳmと実際の加工結果との誤差をデータベースとして蓄積・記憶しておき、これらを反映して上記原理に基づいてパルス発振周期Ｔ及び反射角度αを定めれば、加工精度を統計的により向上させることができる。
【０１１４】
更にまた、上述した実施形態の制御部ＰＣによる照射位置補償量の算出（すなわち、上記Δｔ及びΔαを考慮した照射位置の算出）に用いられるプログラムをフレキシブルディスク又はハードディスク等の情報記録媒体に記録しておき、又はインターネット等のネットワークを介して取得して記録しておき、これらを汎用のコンピュータで読み出して実行することにより、当該コンピュータを実施形態に係る制御部ＰＣとして活用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
以上説明したように、本発明はレーザ加工装置の分野に利用することが可能であり、特に平面形状の被加工物を超微細加工するレーザ加工装置の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係るレーザ加工装置の概要構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係るポリゴンミラーとｆθレンズとの関係を示す図である。
【図３】本発明に係る歪曲収差を説明する図である。
【図４】本発明に係るガルバノミラー、ポリゴンミラー及びｆθレンズ間の関係を示す図である。
【図５】本発明に係る補償方法を具体的に説明する図（Ｉ）である。
【図６】本発明に係る補償方法を具体的に説明する図（II）である。
【図７】本発明に係る補償方法を具体的に説明する図（III）である。
【図８】実施形態に係るレーザ加工装置の概要構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態に係るレーザ加工装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１    発振器
２    チルトミラー
３    ガルバノミラー
４    ポリゴンミラー
５    ｆθレンズ
６    反射ミラー
７    テーブル
８    被加工物
９    レーザ
１０    ディテクタ
１１    コリメータレンズ
１２    ビームエキスパンダ
Ｓ、ＳＳ    レーザ加工装置
ＰＣ    制御部
Ｂ    レーザ光
【図１】
2005262260.tif 000003
【図２】
2005262260.tif 000004
【図３】
2005262260.tif 000005
【図４】
2005262260.tif 000006
【図５】
2005262260.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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