JP2008093706A - Laser beam machining method and laser beam machining apparatus - Google Patents

Laser beam machining method and laser beam machining apparatus Download PDF

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Masaki Seguchi
正記 瀬口
Tatsuki Okamoto
達樹 岡本
Atsuhiro Sono
淳弘 園
Hiroyuki Kono
裕之 河野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining method and laser beam machining apparatus that can prevent expansion of a heat-affected layer caused by excessive heat input and generation of micro crack due to supercooling, by optimizing a light intensity distribution profile in the irradiation face. <P>SOLUTION: The laser beam machining apparatus is composed of a laser oscillator 10 for outputting a nearly parallel laser beams LB, a converging optical system 30 having a converging power in the X direction, a converging optical system 40 having a converging power in the Y direction, and the like. The laser beams LB passed through the converging optical system 40 is provided with an elliptical beam shape PB having a major axis in the relative moving direction (Y direction), in the irradiation position B of a workpiece 50, wherein the light intensity distribution YB along the major axis is asymmetric. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザビームを被加工物に対して相対移動させながら加工を行うレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus that perform processing while moving a laser beam relative to a workpiece.

近年、半導体材料などを高精度に加工するために、レーザを用いた加工が行われるようになってきている。シリコン等の半導体材料を加工する場合、通常の円形スポットによる集光では、瞬間的に温度上昇および冷却が行われるために、被加工物の加工断面にマイクロクラックが発生し、強度が低下するという課題があった。   In recent years, in order to process a semiconductor material or the like with high accuracy, processing using a laser has been performed. When processing a semiconductor material such as silicon, a normal circular spot condensing causes a temperature rise and cooling instantaneously, so that microcracks occur in the processed cross section of the workpiece and the strength decreases. There was a problem.

その対策として、レーザビームプロファイルを線状にすることで、温度プロファイル変化を緩やかにするという試みが提案されている(下記特許文献1)。この特許文献1では、略平行なレーザビームを集光レンズで集光し、さらに透明な円柱ロッドを用いて一方向に拡大することによって、線状光線を得ている。   As a countermeasure, an attempt has been proposed to moderate the temperature profile change by making the laser beam profile linear (Patent Document 1 below). In Patent Document 1, a linear light beam is obtained by condensing a substantially parallel laser beam with a condensing lens and further expanding in one direction using a transparent cylindrical rod.

特開2000−141071号公報(図1、図2)JP 2000-141071 (FIGS. 1 and 2) 特開2001−212683号公報JP 2001-212683 A

基板にレーザ加工を施す場合、照射面での光強度分布は一定レベル以上のピーク強度が必要であるとともに、加熱時あるいは冷却時の光強度分布をそれぞれ最適化して、急峻な温度変化を低減し、マイクロクラックの発生を抑制する必要がある。   When laser processing is performed on the substrate, the light intensity distribution on the irradiated surface must have a peak intensity that exceeds a certain level, and the light intensity distribution during heating or cooling is optimized to reduce steep temperature changes. It is necessary to suppress the occurrence of microcracks.

上記特許文献1に係るレーザ加工方法では、レーザ発振器と被加工物の間に集光レンズと円柱ロッドを配置しているのみである。集光レンズと円柱ロッドを使用した場合、調整可能なものは照射面におけるビーム径とピーク強度のみであり、光強度分布はピークに対して対称なプロファイルとなる。従って最適な入熱温度プロファイルおよび冷却温度プロファイルを同時に得るための光強度分布を制御することは困難である。適切な光強度分布が得られない場合、入熱過多によって熱影響層が拡大したり、過冷却によるマイクロクラックが発生し、その結果、得られる切断片の強度低下をもたらすことがある。   In the laser processing method according to Patent Document 1, only a condensing lens and a cylindrical rod are disposed between the laser oscillator and the workpiece. When a condensing lens and a cylindrical rod are used, the only things that can be adjusted are the beam diameter and peak intensity on the irradiated surface, and the light intensity distribution has a profile that is symmetrical with respect to the peak. Therefore, it is difficult to control the light intensity distribution for obtaining the optimum heat input temperature profile and the cooling temperature profile at the same time. If an appropriate light intensity distribution cannot be obtained, the heat-affected layer may expand due to excessive heat input, or microcracks may occur due to overcooling, resulting in a decrease in strength of the resulting cut piece.

本発明の目的は、照射面での光強度分布形状を最適化することによって、入熱過多による熱影響層の拡大や過冷却によるマイクロクラックの発生を防止できるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a laser processing method and a laser processing apparatus capable of preventing the expansion of a heat-affected layer due to excessive heat input and the generation of microcracks due to overcooling by optimizing the light intensity distribution shape on the irradiated surface. It is to be.

上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工方法は、レーザビームを被加工物に対して相対移動させながら加工を行うレーザ加工方法であって、
該レーザビームは、被加工物の照射面において、相対移動方向に長軸を有する楕円形状のビーム形状を有し、長軸方向に沿った光強度分布が非対称であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser processing method according to the present invention is a laser processing method for performing processing while moving a laser beam relative to a workpiece,
The laser beam has an elliptical beam shape having a long axis in the relative movement direction on the irradiation surface of the work piece, and the light intensity distribution along the long axis direction is asymmetric.

また本発明に係るレーザ加工装置は、レーザビームを被加工物に対して相対移動させながら加工を行うレーザ加工装置であって、
略平行なレーザビームを集光して、被加工物の照射面において、相対移動方向に長軸を有する楕円形状のビーム形状を形成するための集光光学系を備え、
長軸方向に沿った光強度分布が非対称であることを特徴とする。
A laser processing apparatus according to the present invention is a laser processing apparatus that performs processing while moving a laser beam relative to a workpiece,
A condensing optical system for condensing a substantially parallel laser beam and forming an elliptical beam shape having a long axis in the relative movement direction on the irradiation surface of the workpiece,
The light intensity distribution along the long axis direction is asymmetric.

本発明によれば、被加工物の照射面において長軸方向に沿った光強度分布を非対称化することによって、レーザビームを被加工物に対して相対移動させた場合、加工に必要なピーク強度と相対移動方向に沿った光強度変化(時間的ビームプロファイル)を独立に制御することが可能になる。従って、被加工物の形状や種類、特性などに応じて最適な加熱プロファイルおよび冷却プロファイルを任意に設定できる。その結果、例えば、入熱過多による熱影響層の拡大や過冷却によるマイクロクラックの発生を防止できる。   According to the present invention, when the laser beam is moved relative to the workpiece by asymmetricing the light intensity distribution along the long axis direction on the irradiation surface of the workpiece, the peak intensity required for processing It is possible to independently control the light intensity change (temporal beam profile) along the relative movement direction. Therefore, the optimum heating profile and cooling profile can be arbitrarily set according to the shape, type, and characteristics of the workpiece. As a result, for example, expansion of the heat-affected layer due to excessive heat input and generation of microcracks due to overcooling can be prevented.

実施の形態1.
図1(a)は、本発明の第1実施形態を示す構成図である。理解容易のため、紙面に垂直な方向をX軸、紙面平行でX軸と垂直な上方向をY軸、X軸およびY軸と垂直な右方向をZ軸としている。
Embodiment 1 FIG.
Fig.1 (a) is a block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. For easy understanding, the direction perpendicular to the paper surface is taken as the X axis, the upward direction parallel to the paper surface and perpendicular to the X axis is taken as the Y axis, and the right direction perpendicular to the X axis and Y axis is taken as the Z axis.

レーザ加工装置は、略平行なレーザビームLBを出力するレーザ発振器10と、X方向に集光パワーを有する集光光学系30と、Y方向に集光パワーを有する集光光学系40などで構成される。被加工物50は、移動ステージ60に搭載されており、加工の際、移動ステージ60がY方向に移動することにより、レーザビームLBは被加工物50に対して相対的に移動する。   The laser processing apparatus includes a laser oscillator 10 that outputs a substantially parallel laser beam LB, a condensing optical system 30 having condensing power in the X direction, a condensing optical system 40 having condensing power in the Y direction, and the like. Is done. The workpiece 50 is mounted on the moving stage 60. During the processing, the moving stage 60 moves in the Y direction, so that the laser beam LB moves relative to the workpiece 50.

一般のレーザ発振器からのレーザビームLBは、光軸LAを中心としたガウシアン分布(正規分布)の光強度分布を有する。図1(b)に示すように、集光光学系30の手前の位置Aにおいて、XY面内で円形のビーム形状PAを示し、X方向に沿った光強度分布XAは、レーザビームLBのピーク強度を中心とした対称なガウシアン形状を示し、Y方向に沿った光強度分布YAについても、レーザビームLBのピーク強度を中心とした対称なガウシアン形状を示す。   A laser beam LB from a general laser oscillator has a light intensity distribution having a Gaussian distribution (normal distribution) centered on the optical axis LA. As shown in FIG. 1B, a circular beam shape PA is shown in the XY plane at a position A before the condensing optical system 30, and the light intensity distribution XA along the X direction is the peak of the laser beam LB. A symmetrical Gaussian shape centered on the intensity is shown, and the light intensity distribution YA along the Y direction also shows a symmetrical Gaussian shape centered on the peak intensity of the laser beam LB.

レーザ発振器10として、ハロゲンランプ等を用いて励起される通常ロッド型のYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザを使用した場合、発振器の出口において、複数のガウシアンビームが重なったマルチビーム光となるが、通常、集光面ではガウシアン分布に近い形状のレーザビームが得られ、さらに、例えば、光軸中心に適当な大きさのピンホールを設置することにより、単一のガウシアン分布からなるシングルモードのレーザビームが容易に得られる。   When a normal rod type YAG (yttrium, aluminum, garnet) laser excited by using a halogen lamp or the like is used as the laser oscillator 10, multi-beam light in which a plurality of Gaussian beams are overlapped at the exit of the oscillator. Usually, a laser beam having a shape close to a Gaussian distribution is obtained on the condensing surface, and further, for example, by installing a pinhole of an appropriate size at the center of the optical axis, a single mode having a single Gaussian distribution is obtained. A laser beam is easily obtained.

集光光学系30は、X方向に集光パワーを有し、Y方向に集光パワーが無い光学素子、例えば、Y方向に平行な母線を有する円筒レンズ(シリンドリカルレンズ)等で構成することができ、図1(c)に示すように、被加工物50の照射位置BにおけるX方向の光強度分布XBを決定する役割を有する。   The condensing optical system 30 may be composed of an optical element having a condensing power in the X direction and no condensing power in the Y direction, for example, a cylindrical lens (cylindrical lens) having a generatrix parallel to the Y direction. As shown in FIG. 1C, the light intensity distribution XB in the X direction at the irradiation position B of the workpiece 50 is determined.

集光光学系40は、X方向に集光パワーが無く、Y方向に集光パワーを有する光学素子、例えば、X方向に平行な母線を有する円筒レンズ(シリンドリカルレンズ)等で構成することができ、図1(c)に示すように、被加工物50の照射位置BにおけるY方向の光強度分布YBを決定する役割を有する。   The condensing optical system 40 can be configured by an optical element having no condensing power in the X direction and having condensing power in the Y direction, for example, a cylindrical lens (cylindrical lens) having a generatrix parallel to the X direction. As shown in FIG. 1C, it has a role of determining the light intensity distribution YB in the Y direction at the irradiation position B of the workpiece 50.

本実施形態では、X方向に集光パワーを有する集光光学系30の後に、Y方向に集光パワーを有する集光光学系40を配置した例を示したが、Y方向に集光パワーを有する集光光学系40を先に配置して、X方向に集光パワーを有する集光光学系30を後に配置してもよい。また、集光光学系30として、X方向に集光パワーを有するだけではなく、Y方向にも集光パワーを有する球面レンズを用いても良い。この場合、集光光学系40には、Y方向の集光パワーを集光光学系30に与えたY方向の集光パワーだけ弱めたものを使用すれば同等の効果が得られる。   In the present embodiment, the example in which the condensing optical system 40 having the condensing power in the Y direction is arranged after the condensing optical system 30 having the condensing power in the X direction is shown. The condensing optical system 40 having the condensing optical system 30 having the condensing power in the X direction may be disposed later. Further, as the condensing optical system 30, a spherical lens not only having condensing power in the X direction but also having condensing power in the Y direction may be used. In this case, the same effect can be obtained by using a condensing optical system 40 in which the condensing power in the Y direction is reduced by the condensing power in the Y direction applied to the condensing optical system 30.

本実施形態では、集光光学系40を通過したレーザビームLBは、図1(c)に示すように、被加工物50の照射位置Bにおいて、相対移動方向(ここではY方向)に長軸を有する楕円形状のビーム形状PBを有し、さらに、長軸方向に沿った光強度分布YBが非対称となるように、集光光学系40を構成している。   In this embodiment, the laser beam LB that has passed through the condensing optical system 40 has a long axis in the relative movement direction (here, the Y direction) at the irradiation position B of the workpiece 50 as shown in FIG. The condensing optical system 40 is configured such that the light intensity distribution YB along the major axis direction is asymmetric.

こうした集光光学系40は、例えば、光軸LAを中心として非対称な面形状を有する円筒レンズ(以下、非対称円筒レンズとも言う)で構成することができる。   Such a condensing optical system 40 can be composed of, for example, a cylindrical lens having an asymmetric surface shape around the optical axis LA (hereinafter also referred to as an asymmetric cylindrical lens).

図2(a)は、集光光学系40として、非対称円筒レンズ41を用いた例を示す構成図である。レーザビームLBの光軸LAは、非対称円筒レンズ41の光軸中心と一致しており、レーザビームLBは、非対称円筒レンズ41の直前においてX方向およびY方向ともガウシアンの光強度分布を有する。   FIG. 2A is a configuration diagram illustrating an example in which an asymmetric cylindrical lens 41 is used as the condensing optical system 40. The optical axis LA of the laser beam LB coincides with the optical axis center of the asymmetric cylindrical lens 41, and the laser beam LB has a Gaussian light intensity distribution in both the X direction and the Y direction immediately before the asymmetric cylindrical lens 41.

非対称円筒レンズ41は、光軸LAを中心として上側部分の曲率半径が小さく、下側部分の曲率半径が大きい、非対称な円筒形状を有しているため、非対称円筒レンズ41を通過したレーザビームLBは、被加工物50の表面において、図2(b)に示すように、Y方向に沿って非対称な光強度分布を示すようになる。この非対称な光強度分布は、図1(c)に示したY方向の光強度分布YBに相当する。   Since the asymmetric cylindrical lens 41 has an asymmetric cylindrical shape in which the upper portion has a small radius of curvature and the lower portion has a large radius of curvature around the optical axis LA, the laser beam LB that has passed through the asymmetric cylindrical lens 41 is provided. As shown in FIG. 2B, the surface of the workpiece 50 exhibits an asymmetric light intensity distribution along the Y direction. This asymmetric light intensity distribution corresponds to the light intensity distribution YB in the Y direction shown in FIG.

図3は、Y方向に非対称な光強度分布を有するレーザビームを用いた場合の被加工物の表面温度分布を示すグラフである。レーザビームは、被加工物50の表面においてY方向に長軸を有する楕円形の細長いビーム形状を有し、上述したように、被加工物50はY方向に沿って相対移動する。   FIG. 3 is a graph showing the surface temperature distribution of the workpiece when a laser beam having an asymmetric light intensity distribution in the Y direction is used. The laser beam has an elliptical elongated beam shape having a long axis in the Y direction on the surface of the workpiece 50, and the workpiece 50 relatively moves along the Y direction as described above.

Y方向の光強度分布は、図2(b)に示すように、光軸LAから加工前方向にシフトしたピークを有し、このピーク位置から加工前方向の領域Raは、比較的急峻な分布形状を示し、ピーク位置から加工後方向の領域Rbは、比較的なだらかな分布形状を示す。こうした非対称な光強度分布を有するレーザビームが被加工物50に照射されると、図3に示すように、被加工物50は、Y方向の光強度分布にほぼ近似した非対称な表面温度分布を示すようになる。即ち、表面温度分布は、中心から加工前方向にシフトしたピーク温度を有し、このピーク位置から加工前方向の領域Raは、比較的急峻な分布形状を示し、ピーク位置から加工後方向の領域Rbは、比較的なだらかな分布形状を示す。   The light intensity distribution in the Y direction has a peak shifted from the optical axis LA in the pre-processing direction as shown in FIG. 2B, and the region Ra in the pre-processing direction from this peak position has a relatively steep distribution. The region Rb in the post-processing direction from the peak position shows a comparatively gentle distribution shape. When the workpiece 50 is irradiated with a laser beam having such an asymmetric light intensity distribution, the workpiece 50 has an asymmetric surface temperature distribution approximately approximate to the light intensity distribution in the Y direction, as shown in FIG. As shown. That is, the surface temperature distribution has a peak temperature shifted from the center in the pre-processing direction, and the region Ra from the peak position to the pre-processing direction shows a relatively steep distribution shape, and the region from the peak position to the post-processing direction. Rb indicates a comparatively gentle distribution shape.

レーザ加工の際、一定温度Tw以上の領域において、被加工物50の溶融あるいは蒸発が起こると考えられる。   During laser processing, it is considered that the workpiece 50 is melted or evaporated in a region of a certain temperature Tw or higher.

こうした非対称な光強度分布を有するレーザビームが被加工物50に対して相対移動すると、最初に領域Raが被加工物50に対し照射されて、エネルギー吸収により温度が上昇し、続いて領域Rbが被加工物50に対し照射されて、エネルギー吸収により溶融、蒸発が起きて加工が進行し、続いて光強度が低下するにつれて、温度が低下し、溶融していた部分の再結晶化、凝固が行われ、加工が停止する。従って、非対称な光強度分布を有するレーザビームを使用した場合、対称な光強度分布を有するレーザビームと比較して、領域Raでの温度変化レートはより大きくなり、領域Rbでの温度変化レートはより小さくなる。   When the laser beam having such an asymmetric light intensity distribution moves relative to the workpiece 50, the region Ra is first irradiated onto the workpiece 50, the temperature rises due to energy absorption, and then the region Rb The workpiece 50 is irradiated and melts and evaporates due to energy absorption, and the processing proceeds. Subsequently, as the light intensity decreases, the temperature decreases, and the melted portion is recrystallized and solidified. The process is stopped. Therefore, when a laser beam having an asymmetric light intensity distribution is used, the temperature change rate in the region Ra is larger than that in a laser beam having a symmetric light intensity distribution, and the temperature change rate in the region Rb is Smaller.

被加工物の高品質加工の場合、被加工物の温度プロファイル、すなわち、照射されるレーザビームの光強度分布が関係する理由は、以下の通りである。被加工物に線状レーザ光が照射されると、被加工物がレーザ光を吸収し加熱され、溶融される。溶融部をアブレーションにより除去するためには、加工点の温度が沸点以上に到達する必要がある。この時、熱影響層の拡がりは加熱速度に従い、領域Raでのより大きな温度変化を与えることにより、熱影響層の拡がりを狭くすることが可能となる。また、溶融部が凝固する時、温度低下に従い再結晶が起こるが、再結晶の核は、冷却速度が急激であれば、溶融部全体で発生し各部で再結晶が進行し、結晶粒間に生じた隙間等に湯が供給されずに、全体が凝固してしまうことになる。この隙間等が残留したまま冷却すると、被加工物の熱収縮にともない隙間が拡大して、マイクロクラックとして残ることになる。冷却速度が十分遅ければ、上記隙間に溶融した湯が供給されるので、マイクロクラックの少ない加工を達成できることになる。   In the case of high-quality processing of a workpiece, the reason why the temperature profile of the workpiece, that is, the light intensity distribution of the irradiated laser beam is related is as follows. When the workpiece is irradiated with linear laser light, the workpiece absorbs the laser light and is heated and melted. In order to remove the melted part by ablation, the temperature of the processing point needs to reach the boiling point or higher. At this time, the spread of the heat-affected layer can be narrowed by giving a larger temperature change in the region Ra according to the heating rate. In addition, when the melted portion solidifies, recrystallization occurs as the temperature decreases. However, if the cooling rate is rapid, recrystallization nuclei occur in the entire melted portion, and recrystallization proceeds in each part, and between the crystal grains. The hot water is not supplied to the generated gap or the like, and the whole solidifies. If cooling is performed with the gap remaining, the gap expands as the workpiece contracts, and remains as a microcrack. If the cooling rate is sufficiently slow, melted hot water is supplied to the gap, so that processing with few microcracks can be achieved.

このようにY方向の光強度分布が光軸LAから加工前方向にシフトしたピークを有する場合は、なだらかな光強度分布形状を示す領域Rbが最後に照射されるため、レーザ加工に必要なピーク強度を保持したまま、冷却時間を長くとることができるので、被加工物50の凝固時間を長く確保でき、マイクロクラック発生を低減することができる。特に、ガラスやシリコン等の脆性材料のマイクロクラックを低減することができるので、加工後の強度を保持することに効果がある。   Thus, when the light intensity distribution in the Y direction has a peak shifted from the optical axis LA in the pre-processing direction, the region Rb showing a gentle light intensity distribution shape is irradiated last, so that the peak necessary for laser processing is obtained. Since the cooling time can be increased while maintaining the strength, the solidification time of the workpiece 50 can be secured long, and the occurrence of microcracks can be reduced. In particular, since microcracks in brittle materials such as glass and silicon can be reduced, there is an effect in maintaining the strength after processing.

以上の説明において、被加工物50がレーザビームに対して相対的に移動する例を示したが、被加工物50が静止した状態でレーザビームが相対的に移動してもよく、あるいは被加工物50およびレーザビームの両方が相対的に移動しても同様な結果が得られる。   In the above description, the example in which the workpiece 50 moves relative to the laser beam has been described. However, the laser beam may move relative to the workpiece 50 in a stationary state, or the workpiece 50 may be moved. Similar results are obtained when both the object 50 and the laser beam are moved relative to each other.

被加工物50がシリコン等の場合、光吸収特性の関係から、330nmから800nmの発振波長を有するレーザ発振器が好ましい。すなわち、シリコンに波長が330nmから800nm程度のレーザ光を照射すると、レーザ光のエネルギーが、安定的かつ効率よく吸収され、膜厚方向に対してほぼ均一に加熱されるため、基板上の温度コントロールが容易となり、好適である。   When the workpiece 50 is silicon or the like, a laser oscillator having an oscillation wavelength of 330 nm to 800 nm is preferable from the viewpoint of light absorption characteristics. That is, when silicon is irradiated with laser light having a wavelength of about 330 nm to 800 nm, the energy of the laser light is absorbed stably and efficiently, and is heated almost uniformly in the film thickness direction. Is easy and suitable.

330nmから800nmの間に発振波長を有するレーザの代表としては、例えば、固体レーザ高調波発生源が挙げられる。すなわち、Nd:YAGレーザ(波長1.06μm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)、Nd:YLFレーザ(波長1.05μm)の第2高調波(524nm)や第3高調波(349nm)、あるいはYb:YAGレーザ(波長1.03μm)の第2高調波(515nm)や第3高調波(344nm)等を用いることができる。また、Ti:サファイアレーザの基本波(792nm)または第2高調波(396nm)を用いてもよい。レーザ光源として、固体レーザ高調波発生源を用いることで、レーザ加工装置のコンパクト化が可能となり、また、長時間安定した動作が可能になる。   A typical laser having an oscillation wavelength between 330 nm and 800 nm is, for example, a solid-state laser harmonic generation source. That is, the second harmonic (532 nm) and third harmonic (355 nm) of the Nd: YAG laser (wavelength 1.06 μm), the second harmonic (524 nm) and third of the Nd: YLF laser (wavelength 1.05 μm). A harmonic (349 nm), a second harmonic (515 nm), a third harmonic (344 nm), or the like of a Yb: YAG laser (wavelength 1.03 μm) can be used. In addition, a fundamental wave (792 nm) or a second harmonic (396 nm) of a Ti: sapphire laser may be used. By using a solid-state laser harmonic generation source as the laser light source, the laser processing apparatus can be made compact and stable operation can be performed for a long time.

以上のように、被加工物に照射するレーザ光の光軸に垂直な断面内の楕円状形状の長軸方向のレーザ光の光強度分布を非対称に設定し、加工を進行させるのに適した形状の部分と凝固する際のマイクロクラック発生を低減することに適した形状の部分とを有するように形状調整することにより、熱影響層が小さく、マイクロクラックが少ないレーザ加工が可能となる。   As described above, the light intensity distribution of the laser beam in the long axis direction of the elliptical shape in the cross section perpendicular to the optical axis of the laser beam irradiated to the workpiece is set asymmetrically, and suitable for advancing the processing. By adjusting the shape so as to have a shape portion and a shape portion suitable for reducing the occurrence of microcracks during solidification, laser processing with a small heat-affected layer and few microcracks becomes possible.

また、レーザビーム光軸に関して非対称な面形状を有する非対称円筒レンズ41を用いることによって、一方向に沿って非対称な光強度分布を容易に実現することができる。   Further, by using the asymmetric cylindrical lens 41 having a surface shape asymmetric with respect to the laser beam optical axis, an asymmetric light intensity distribution along one direction can be easily realized.

実施の形態2.
図4(a)は、本発明の第2実施形態を示す構成図である。理解容易のため、紙面に垂直な方向をX軸、紙面平行でX軸と垂直な上方向をY軸、X軸およびY軸と垂直な右方向をZ軸としている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4A is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. For easy understanding, the direction perpendicular to the paper surface is taken as the X axis, the upward direction parallel to the paper surface and perpendicular to the X axis is taken as the Y axis, and the right direction perpendicular to the X axis and Y axis is taken as the Z axis.

本実施形態に係るレーザ加工装置は、図1(a)に示した構成と同様に、略平行なレーザビームLBを出力するレーザ発振器10と、X方向に集光パワーを有する集光光学系30と、Y方向に集光パワーを有する集光光学系40などで構成され、図4(a)では集光光学系40の他の構成例を示している。被加工物50は、移動ステージ60に搭載されており、加工の際、移動ステージ60がY方向に移動することにより、レーザビームLBは被加工物50に対して相対的に移動する。   The laser processing apparatus according to the present embodiment has a laser oscillator 10 that outputs a substantially parallel laser beam LB and a condensing optical system 30 having a condensing power in the X direction, as in the configuration shown in FIG. In FIG. 4A, another configuration example of the condensing optical system 40 is shown. The workpiece 50 is mounted on the moving stage 60. During the processing, the moving stage 60 moves in the Y direction, so that the laser beam LB moves relative to the workpiece 50.

本実施形態では、集光光学系40として、レーザビームLBの光軸LAに関して傾斜した円筒レンズ42を用いている。   In the present embodiment, a cylindrical lens 42 that is inclined with respect to the optical axis LA of the laser beam LB is used as the condensing optical system 40.

円筒レンズ42は、X方向に平行な母線を有する対称なレンズ面形状を有し、レンズ全体をX軸回りに角変位させることによって、非対称な集光特性を実現している。円筒レンズ42を通過したレーザビームLBは、被加工物50の表面において、図4(b)に示すように、Y方向に沿って非対称な光強度分布を示すようになる。この非対称な光強度分布は、図1(c)に示したY方向の光強度分布YBに相当する。   The cylindrical lens 42 has a symmetric lens surface shape having a generatrix parallel to the X direction, and realizes asymmetrical condensing characteristics by angularly displacing the entire lens around the X axis. The laser beam LB that has passed through the cylindrical lens 42 exhibits an asymmetric light intensity distribution along the Y direction on the surface of the workpiece 50, as shown in FIG. 4B. This asymmetric light intensity distribution corresponds to the light intensity distribution YB in the Y direction shown in FIG.

こうした光強度分布を有するレーザビームが被加工物50に対してY方向に相対移動すると、Y方向の光強度分布が光軸LAから加工前方向にシフトしたピークを有する場合、なだらかな光強度分布形状を示す領域が最後に照射されるため、冷却時の温度変化レートがより小さくなり、急速な冷却による影響を緩和できる。   When a laser beam having such a light intensity distribution moves relative to the workpiece 50 in the Y direction, if the light intensity distribution in the Y direction has a peak shifted from the optical axis LA in the pre-processing direction, the light intensity distribution is gentle. Since the region showing the shape is irradiated last, the temperature change rate during cooling becomes smaller, and the influence of rapid cooling can be mitigated.

このように円筒レンズ42をレーザビームLBの光軸LAに対して傾けて配置することにより、円筒レンズ42のコマ収差を利用して、一方向に沿って非対称な光強度分布を容易に実現することができる。   Thus, by arranging the cylindrical lens 42 so as to be inclined with respect to the optical axis LA of the laser beam LB, an asymmetric light intensity distribution along one direction can be easily realized by utilizing the coma aberration of the cylindrical lens 42. be able to.

実施の形態3.
図5(a)は、本発明の第3実施形態を示す構成図である。理解容易のため、紙面に垂直な方向をX軸、紙面平行でX軸と垂直な上方向をY軸、X軸およびY軸と垂直な右方向をZ軸としている。
Embodiment 3 FIG.
Fig.5 (a) is a block diagram which shows 3rd Embodiment of this invention. For easy understanding, the direction perpendicular to the paper surface is taken as the X axis, the upward direction parallel to the paper surface and perpendicular to the X axis is taken as the Y axis, and the right direction perpendicular to the X axis and Y axis is taken as the Z axis.

本実施形態に係るレーザ加工装置は、図1(a)に示した構成と同様に、略平行なレーザビームLBを出力するレーザ発振器10と、X方向に集光パワーを有する集光光学系30と、Y方向に集光パワーを有する集光光学系40などで構成され、図5(a)では集光光学系40のさらに他の構成例を示している。被加工物50は、移動ステージ60に搭載されており、加工の際、移動ステージ60がY方向に移動することにより、レーザビームLBは被加工物50に対して相対的に移動する。   The laser processing apparatus according to the present embodiment has a laser oscillator 10 that outputs a substantially parallel laser beam LB and a condensing optical system 30 having a condensing power in the X direction, as in the configuration shown in FIG. And a condensing optical system 40 having a condensing power in the Y direction, and FIG. The workpiece 50 is mounted on the moving stage 60. During the processing, the moving stage 60 moves in the Y direction, so that the laser beam LB moves relative to the workpiece 50.

本実施形態では、集光光学系40として、レーザビームLBの光軸LAに関して傾斜した円筒レンズ43を用いており、さらに、レーザビームLBを円筒レンズ43および被加工物50の法線方向に対して斜めに入射させている。   In the present embodiment, a cylindrical lens 43 inclined with respect to the optical axis LA of the laser beam LB is used as the condensing optical system 40, and the laser beam LB is further directed with respect to the normal direction of the cylindrical lens 43 and the workpiece 50. Is incident obliquely.

円筒レンズ43は、X方向に平行な母線を有する対称なレンズ面形状を有し、レーザビームLBの入射方向をX軸回りに角変位させることによって、非対称な集光特性を実現している。円筒レンズ43を通過したレーザビームLBは、被加工物50の表面において、図5(b)に示すように、Y方向に沿って非対称な光強度分布を示すようになる。この非対称な光強度分布は、図1(c)に示したY方向の光強度分布YBに相当する。   The cylindrical lens 43 has a symmetric lens surface shape having a generatrix parallel to the X direction, and realizes asymmetrical focusing characteristics by angularly displacing the incident direction of the laser beam LB around the X axis. The laser beam LB that has passed through the cylindrical lens 43 shows an asymmetric light intensity distribution along the Y direction on the surface of the workpiece 50 as shown in FIG. This asymmetric light intensity distribution corresponds to the light intensity distribution YB in the Y direction shown in FIG.

こうした光強度分布を有するレーザビームが被加工物50に対してY方向に相対移動すると、Y方向の光強度分布が光軸LAから加工前方向にシフトしたピークを有する場合、なだらかな光強度分布形状を示す領域が最後に照射されるため、冷却時の温度変化レートがより小さくなり、急速な冷却による影響を緩和できる。   When a laser beam having such a light intensity distribution moves relative to the workpiece 50 in the Y direction, if the light intensity distribution in the Y direction has a peak shifted from the optical axis LA in the pre-processing direction, the light intensity distribution is gentle. Since the region showing the shape is irradiated last, the temperature change rate during cooling becomes smaller, and the influence of rapid cooling can be mitigated.

このようにレーザビームLBを円筒レンズ43および被加工物50の法線方向に対して斜めに入射させることにより、円筒レンズ43のコマ収差および被加工面の傾斜による光路長変化を利用して、一方向に沿って非対称な光強度分布を容易に実現することができる。   By making the laser beam LB obliquely incident on the normal direction of the cylindrical lens 43 and the workpiece 50 in this manner, the optical path length change due to the coma aberration of the cylindrical lens 43 and the inclination of the processing surface is utilized. An asymmetric light intensity distribution along one direction can be easily realized.

実施の形態4.
図6(a)は、本発明の第4実施形態を示す構成図である。理解容易のため、紙面に垂直な方向をX軸、紙面平行でX軸と垂直な上方向をY軸、X軸およびY軸と垂直な右方向をZ軸としている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6A is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention. For easy understanding, the direction perpendicular to the paper surface is taken as the X axis, the upward direction parallel to the paper surface and perpendicular to the X axis is taken as the Y axis, and the right direction perpendicular to the X axis and Y axis is taken as the Z axis.

本実施形態に係るレーザ加工装置は、図1(a)に示した構成と同様に、略平行なレーザビームLBを出力するレーザ発振器10と、X方向に集光パワーを有する集光光学系30と、Y方向に集光パワーを有する集光光学系40などで構成され、図6(a)では集光光学系40のさらに他の構成例を示している。被加工物50は、移動ステージ60に搭載されており、加工の際、移動ステージ60がY方向に移動することにより、レーザビームLBは被加工物50に対して相対的に移動する。   The laser processing apparatus according to the present embodiment has a laser oscillator 10 that outputs a substantially parallel laser beam LB and a condensing optical system 30 having a condensing power in the X direction, as in the configuration shown in FIG. And a condensing optical system 40 having condensing power in the Y direction, and FIG. The workpiece 50 is mounted on the moving stage 60. During the processing, the moving stage 60 moves in the Y direction, so that the laser beam LB moves relative to the workpiece 50.

本実施形態では、集光光学系40として、円筒レンズ44とウェッジ板45の組合せを用いている。   In this embodiment, a combination of a cylindrical lens 44 and a wedge plate 45 is used as the condensing optical system 40.

円筒レンズ44は、X方向に平行な母線を有する対称なレンズ面形状を有し、レンズの光軸とレーザビームLBの光軸LAとが一致するように配置される。   The cylindrical lens 44 has a symmetrical lens surface shape having a generatrix parallel to the X direction, and is arranged so that the optical axis of the lens coincides with the optical axis LA of the laser beam LB.

ウェッジ板45は、光路長がY方向に沿って直線的に変化した光学素子であり、円筒レンズ44の後方に配置することによって、Y方向に非対称な集光特性を実現している。円筒レンズ42およびウェッジ板45を通過したレーザビームLBは、被加工物50の表面において、図6(b)に示すように、Y方向に沿って非対称な光強度分布を示すようになる。この非対称な光強度分布は、図1(c)に示したY方向の光強度分布YBに相当する。   The wedge plate 45 is an optical element in which the optical path length linearly changes along the Y direction. By arranging the wedge plate 45 behind the cylindrical lens 44, the wedge plate 45 realizes a condensing characteristic asymmetric in the Y direction. The laser beam LB that has passed through the cylindrical lens 42 and the wedge plate 45 exhibits an asymmetric light intensity distribution along the Y direction on the surface of the workpiece 50 as shown in FIG. 6B. This asymmetric light intensity distribution corresponds to the light intensity distribution YB in the Y direction shown in FIG.

こうした光強度分布を有するレーザビームが被加工物50に対してY方向に相対移動すると、Y方向の光強度分布が光軸LAから加工前方向にシフトしたピークを有する場合、なだらかな光強度分布形状を示す領域が最後に照射されるため、冷却時の温度変化レートがより小さくなり、急速な冷却による影響を緩和できる。   When a laser beam having such a light intensity distribution moves relative to the workpiece 50 in the Y direction, if the light intensity distribution in the Y direction has a peak shifted from the optical axis LA in the pre-processing direction, the light intensity distribution is gentle. Since the region showing the shape is irradiated last, the temperature change rate during cooling becomes smaller, and the influence of rapid cooling can be mitigated.

このように円筒レンズ42とウェッジ板45とを組合せることにより、一方向に沿って非対称な光強度分布を容易に実現することができる。   By combining the cylindrical lens 42 and the wedge plate 45 in this way, an asymmetric light intensity distribution along one direction can be easily realized.

実施の形態5.
図7(a)は、本発明の第5実施形態を示す構成図である。理解容易のため、紙面に垂直な方向をX軸、紙面平行でX軸と垂直な上方向をY軸、X軸およびY軸と垂直な右方向をZ軸としている。
Embodiment 5. FIG.
Fig.7 (a) is a block diagram which shows 5th Embodiment of this invention. For easy understanding, the direction perpendicular to the paper surface is taken as the X axis, the upward direction parallel to the paper surface and perpendicular to the X axis is taken as the Y axis, and the right direction perpendicular to the X axis and Y axis is taken as the Z axis.

本実施形態に係るレーザ加工装置は、図1(a)に示した構成と同様に、略平行なレーザビームLBを出力するレーザ発振器10と、X方向に集光パワーを有する集光光学系30と、Y方向に集光パワーを有する集光光学系40などで構成され、図7(a)では集光光学系40のさらに他の構成例を示している。被加工物50は、移動ステージ60に搭載されており、加工の際、移動ステージ60がY方向に移動することにより、レーザビームLBは被加工物50に対して相対的に移動する。   The laser processing apparatus according to the present embodiment has a laser oscillator 10 that outputs a substantially parallel laser beam LB and a condensing optical system 30 having a condensing power in the X direction, as in the configuration shown in FIG. And a condensing optical system 40 having condensing power in the Y direction. FIG. 7A shows still another configuration example of the condensing optical system 40. The workpiece 50 is mounted on the moving stage 60. During the processing, the moving stage 60 moves in the Y direction, so that the laser beam LB moves relative to the workpiece 50.

本実施形態では、集光光学系40として、図2とは逆の光強度分布が得られるように、Y方向に関して反転した形状を持つ非対称円筒レンズ46を用いている。   In the present embodiment, as the condensing optical system 40, an asymmetric cylindrical lens 46 having a shape inverted with respect to the Y direction is used so as to obtain a light intensity distribution opposite to that in FIG.

非対称円筒レンズ46は、光軸LAを中心として上側部分の曲率半径が大きい、下側部分の曲率半径が小さい、非対称な円筒形状を有しているため、非対称円筒レンズ46を通過したレーザビームLBは、被加工物50の表面において、図7(b)に示すように、Y方向に沿って非対称な光強度分布を示すようになる。この非対称な光強度分布は、図1(c)に示したY方向の光強度分布YBに相当する。   Since the asymmetric cylindrical lens 46 has an asymmetric cylindrical shape in which the upper portion has a large radius of curvature and the lower portion has a small radius of curvature around the optical axis LA, the laser beam LB that has passed through the asymmetric cylindrical lens 46. As shown in FIG. 7B, the surface of the workpiece 50 exhibits an asymmetric light intensity distribution along the Y direction. This asymmetric light intensity distribution corresponds to the light intensity distribution YB in the Y direction shown in FIG.

図8は、図7(b)に示した光強度分布を有するレーザビームを用いた場合の被加工物の表面温度分布を示すグラフである。レーザビームは、被加工物50の表面においてY方向に長軸を有する楕円形の細長いビーム形状を有し、上述したように、被加工物50はY方向に沿って相対移動する。   FIG. 8 is a graph showing the surface temperature distribution of the workpiece when the laser beam having the light intensity distribution shown in FIG. 7B is used. The laser beam has an elliptical elongated beam shape having a long axis in the Y direction on the surface of the workpiece 50, and the workpiece 50 relatively moves along the Y direction as described above.

Y方向の光強度分布は、図7(b)に示すように、光軸LAから加工後方向にシフトしたピークを有し、このピーク位置から加工前方向の領域Rcは、比較的なだらかな分布形状を示し、ピーク位置から加工後方向の領域Rdは、比較的急峻な分布形状を示す。こうした非対称な光強度分布を有するレーザビームが被加工物50に照射されると、図8に示すように、被加工物50は、Y方向の光強度分布にほぼ近似した非対称な表面温度分布を示すようになる。即ち、表面温度分布は、中心から加工後方向にシフトしたピーク温度を有し、このピーク位置から加工前方向の領域Rcは、比較的なだらかな分布形状を示し、ピーク位置から加工後方向の領域Rdは、比較的急峻な分布形状を示す。   As shown in FIG. 7B, the light intensity distribution in the Y direction has a peak shifted from the optical axis LA in the post-processing direction, and the region Rc in the pre-processing direction from this peak position has a relatively gentle distribution. A region Rd from the peak position to the post-processing direction shows a relatively steep distribution shape. When the workpiece 50 is irradiated with the laser beam having such an asymmetric light intensity distribution, the workpiece 50 has an asymmetric surface temperature distribution approximately approximate to the light intensity distribution in the Y direction, as shown in FIG. As shown. That is, the surface temperature distribution has a peak temperature shifted from the center in the post-processing direction, and the region Rc from the peak position to the pre-processing direction shows a relatively gentle distribution shape, and the region from the peak position to the post-processing direction. Rd shows a relatively steep distribution shape.

レーザ加工の際、一定温度Tw以上の領域において、被加工物50の溶融あるいは蒸発が起こると考えられる。   During laser processing, it is considered that the workpiece 50 is melted or evaporated in a region of a certain temperature Tw or higher.

前述した各実施形態では、シリコン等のマイクロクラックが発生しやすい脆性材に対して、図3で示した温度分布、即ち、Y方向の光強度分布が光軸LAから加工前方向にシフトしたピークを有し、ピーク経過後の冷却時間が長くとれるように、なだらかな光強度分布形状を示す領域をピークから加工後方向に設定した例について説明した。   In each of the embodiments described above, the temperature distribution shown in FIG. 3, that is, the light intensity distribution in the Y direction is shifted from the optical axis LA to the pre-processing direction with respect to a brittle material such as silicon that easily generates microcracks. The example in which the region showing a gentle light intensity distribution shape is set from the peak to the post-processing direction so that the cooling time after the peak elapses can be taken long has been described.

一方、融点が異なる材料が混ざった合金等に対しては、初期の加熱時に急峻な形状を有する光強度分布にて加工を行うと、低融点の成分のみのアブレーションが発生し、高品質の加工が得られないことがある。   On the other hand, for alloys mixed with materials with different melting points, processing with a light intensity distribution with a steep shape during initial heating causes ablation of only low melting point components, resulting in high quality processing. May not be obtained.

その対策として、本実施形態では、図8で示した温度分布、即ち、Y方向の光強度分布が光軸LAから加工後方向にシフトしたピークを有し、加熱時の温度変化レートがより小さくなるように、なだらかな光強度分布形状を示す領域Rcをピークから加工前方向に設定することが好ましい。   As a countermeasure, in this embodiment, the temperature distribution shown in FIG. 8, that is, the light intensity distribution in the Y direction has a peak shifted from the optical axis LA in the post-processing direction, and the temperature change rate during heating is smaller. As described above, it is preferable to set the region Rc showing a gentle light intensity distribution shape from the peak to the pre-processing direction.

なお、本実施形態におけるY方向の光強度分布は、実施の形態2〜4にて示した集光光学系40をY方向に関して逆に配置することによっても実現でき、過熱時の温度変化レートがより小さくなるという同様の効果が得られる。   The light intensity distribution in the Y direction in this embodiment can also be realized by arranging the condensing optical system 40 shown in Embodiments 2 to 4 in the reverse direction with respect to the Y direction, and the temperature change rate during overheating is The same effect of being smaller can be obtained.

図1(a)は、本発明の第1実施形態を示す構成図であり、図1(b)は、位置Aにおけるビーム形状PAおよび光強度分布XA,YAを示し、図1(c)は、照射位置Bにおけるビーム形状PBおよび光強度分布XB,YBを示す。FIG. 1A is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1B shows a beam shape PA and light intensity distributions XA and YA at a position A, and FIG. The beam shape PB and the light intensity distributions XB and YB at the irradiation position B are shown. 図2(a)は、集光光学系40の一例を示す構成図であり、図2(b)は照射位置におけるY方向の光強度分布を示す。FIG. 2A is a configuration diagram showing an example of the condensing optical system 40, and FIG. 2B shows a light intensity distribution in the Y direction at the irradiation position. 被加工物の表面温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows surface temperature distribution of a workpiece. 図4(a)は、本発明の第2実施形態を示す構成図であり、図4(b)は照射位置におけるY方向の光強度分布を示す。FIG. 4A is a configuration diagram showing the second embodiment of the present invention, and FIG. 4B shows the light intensity distribution in the Y direction at the irradiation position. 図5(a)は、本発明の第3実施形態を示す構成図であり、図5(b)は照射位置におけるY方向の光強度分布を示す。FIG. 5A is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B shows the light intensity distribution in the Y direction at the irradiation position. 図6(a)は、本発明の第4実施形態を示す構成図であり、図6(b)は照射位置におけるY方向の光強度分布を示す。FIG. 6A is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B shows the light intensity distribution in the Y direction at the irradiation position. 図7(a)は、本発明の第5実施形態を示す構成図であり、図7(b)は照射位置におけるY方向の光強度分布を示す。FIG. 7A is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 7B shows the light intensity distribution in the Y direction at the irradiation position. 被加工物の表面温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows surface temperature distribution of a workpiece.

符号の説明Explanation of symbols

10 レーザ発振器、 30,40 集光光学系、 41,46 非対称円筒レンズ
42,43,44 円筒レンズ、 45 ウェッジ板、 50 被加工物、
60 移動ステージ、 LA 光軸、 LB レーザビーム。
10 laser oscillator, 30, 40 condensing optical system, 41, 46 asymmetric cylindrical lens 42, 43, 44 cylindrical lens, 45 wedge plate, 50 workpiece,
60 Moving stage, LA optical axis, LB laser beam.

Claims (11)

レーザビームを被加工物に対して相対移動させながら加工を行うレーザ加工方法であって、
該レーザビームは、被加工物の照射面において、相対移動方向に長軸を有する楕円形状のビーム形状を有し、長軸方向に沿った光強度分布が非対称であることを特徴とするレーザ加工方法。
A laser processing method for performing processing while moving a laser beam relative to a workpiece,
The laser beam has an elliptical beam shape having a major axis in the relative movement direction on the irradiation surface of the workpiece, and the light intensity distribution along the major axis direction is asymmetric. Method.
長軸方向に沿った光強度分布は、レーザビーム光軸から加工前方向にシフトしたピークを有することを特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法。   2. The laser processing method according to claim 1, wherein the light intensity distribution along the major axis direction has a peak shifted from the laser beam optical axis in the pre-processing direction. 長軸方向に沿った光強度分布は、レーザビーム光軸から加工後方向にシフトしたピークを有することを特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法。   2. The laser processing method according to claim 1, wherein the light intensity distribution along the major axis direction has a peak shifted in the post-processing direction from the laser beam optical axis. レーザビーム光軸に関して非対称な面形状を有する円筒レンズを用いて、略平行なレーザビームを相対移動方向に集光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein a substantially parallel laser beam is condensed in a relative movement direction using a cylindrical lens having a surface shape asymmetric with respect to the optical axis of the laser beam. レーザビーム光軸に関して傾斜した円筒レンズを用いて、略平行なレーザビームを相対移動方向に集光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein a substantially parallel laser beam is condensed in a relative movement direction using a cylindrical lens inclined with respect to the laser beam optical axis. レーザビームを円筒レンズに対して斜めに入射させて、略平行なレーザビームを相対移動方向に集光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ加工方法。   4. The laser processing method according to claim 1, wherein the laser beam is incident obliquely on the cylindrical lens, and the substantially parallel laser beam is condensed in the relative movement direction. レーザビームを円筒レンズに入射させ、さらに、相対移動方向に沿って光路長が変化するウェッジ板に入射させて、略平行なレーザビームを相対移動方向に集光することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ加工方法。   2. The laser beam is incident on a cylindrical lens, and further incident on a wedge plate whose optical path length varies along the relative movement direction, thereby condensing a substantially parallel laser beam in the relative movement direction. The laser processing method in any one of -3. レーザビームを被加工物に対して相対移動させながら加工を行うレーザ加工装置であって、
略平行なレーザビームを集光して、被加工物の照射面において、相対移動方向に長軸を有する楕円形状のビーム形状を形成するための集光光学系を備え、
長軸方向に沿った光強度分布が非対称であることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus that performs processing while moving a laser beam relative to a workpiece,
A condensing optical system for condensing a substantially parallel laser beam and forming an elliptical beam shape having a long axis in the relative movement direction on the irradiation surface of the workpiece,
A laser processing apparatus, wherein the light intensity distribution along the long axis direction is asymmetric.
前記集光光学系は、レーザビーム光軸に関して非対称な面形状を有する円筒レンズを含むことを特徴とする請求項8記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 8, wherein the condensing optical system includes a cylindrical lens having a surface shape asymmetric with respect to an optical axis of the laser beam. 前記集光光学系は、レーザビーム光軸に関して傾斜した円筒レンズを含むことを特徴とする請求項8記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 8, wherein the condensing optical system includes a cylindrical lens inclined with respect to an optical axis of the laser beam. 前記集光光学系は、相対移動方向に沿って光路長が変化するウェッジ板を含むことを特徴とする請求項8記載のレーザ加工装置。   9. The laser processing apparatus according to claim 8, wherein the condensing optical system includes a wedge plate whose optical path length changes along a relative movement direction.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010221274A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 V Technology Co Ltd Laser beam machining apparatus
US8779327B2 (en) 2009-07-29 2014-07-15 Seishin Trading Co., Ltd. Laser scribe processing method
JP2014216414A (en) * 2013-04-24 2014-11-17 株式会社ディスコ Processing method of wafer
JP2015020188A (en) * 2013-07-18 2015-02-02 株式会社デンソー Laser processing apparatus
CN105189381A (en) * 2013-03-26 2015-12-23 旭硝子株式会社 Glass sheet processing method and glass sheet processing apparatus
JP2016060677A (en) * 2014-09-19 2016-04-25 旭硝子株式会社 Processing method of glass plate and processing device of glass plate
WO2019013301A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 国立研究開発法人理化学研究所 Single-crystal growth apparatus
JP2019019046A (en) * 2017-07-12 2019-02-07 国立研究開発法人理化学研究所 Single crystal growth apparatus

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010221274A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 V Technology Co Ltd Laser beam machining apparatus
US8779327B2 (en) 2009-07-29 2014-07-15 Seishin Trading Co., Ltd. Laser scribe processing method
CN105189381A (en) * 2013-03-26 2015-12-23 旭硝子株式会社 Glass sheet processing method and glass sheet processing apparatus
US10450216B2 (en) 2013-03-26 2019-10-22 AGC Inc. Glass sheet processing method and glass sheet processing apparatus
JP2014216414A (en) * 2013-04-24 2014-11-17 株式会社ディスコ Processing method of wafer
JP2015020188A (en) * 2013-07-18 2015-02-02 株式会社デンソー Laser processing apparatus
JP2016060677A (en) * 2014-09-19 2016-04-25 旭硝子株式会社 Processing method of glass plate and processing device of glass plate
WO2019013301A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 国立研究開発法人理化学研究所 Single-crystal growth apparatus
JP2019019046A (en) * 2017-07-12 2019-02-07 国立研究開発法人理化学研究所 Single crystal growth apparatus
JP7026345B2 (en) 2017-07-12 2022-02-28 国立研究開発法人理化学研究所 Single crystal growing device

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