JP2723798B2 - レーザ転写加工装置 - Google Patents

レーザ転写加工装置

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JP2723798B2 JP6092716A JP9271694A JP2723798B2 JP 2723798 B2 JP2723798 B2 JP 2723798B2 JP 6092716 A JP6092716 A JP 6092716A JP 9271694 A JP9271694 A JP 9271694A JP 2723798 B2 JP2723798 B2 JP 2723798B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ホログラム素子など
の複数のレーザ加工転写像を同時に形成する手段を用い
たレーザ転写加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図148は、例えばProceeding of SPI
E, Vol.1377 p30-35 に開示された従来のレーザ転写加
工装置の概略構成を示す構成図であり、図において、1
はレーザ発振器、2は偏向ミラー、3はマスク照射用ビ
ームホモジナイズ光学系、6はマスク、7はマスク6の
マスクパターン像を転写する転写レンズ、8は加工対象
である加工ターゲットである。
【0003】次に動作について説明する。例えばエキシ
マレーザであるレーザ発振器1から発せられたレーザ光
は、マスク照射用ビームホモジナイズ光学系3によって
マスク6上に均一な強度分布で照射される。マスク6の
転写パターンを透過したレーザ光は、転写レンズ7によ
ってターゲット8上に転写像として結像され、加工が行
われる。レーザ光は、ターゲット8への照射以前に、偏
向ミラー2によって方向が変えられる。
【0004】また、例えば、Applied Optics Vol.13 N
o.2 p269-273 、特開昭51−73698号公報、特開
昭54−102692号公報、特開昭57−81986
号公報、Applied Optics Vol.30 No.25 p3604-3606等に
開示されているように、図148に示したレーザ転写加
工装置と同様な加工を行うためにホログラムを有する加
工光学系が用いられ得る。図149は、Applied Optics
Vol.13 No.2 p269-273に示された、ホログラムの一種
であるModulated Zone Plateと呼ばれるホログラム素子
を用いた従来の加工光学系の概略構成を示す構成図であ
り、図149において、1はレーザ発振器、5はホログ
ラム素子、8はターゲット、24はビーム拡大光学系で
ある。
【0005】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光は、ビーム拡大光学系24を
通ってビーム径を拡大され、ホログラム素子5による回
折により、ターゲット8上で加工パターンの形に照射さ
れる。これによって、ある程度のパターンを同時に加工
することができる。また、図150は特開昭57ー81
986に示されたホログラムを用いた加工光学系の構成
図である。レーザ発振器1から発せられたレーザ光は、
ビーム拡大光学系24を通ってそのビーム径を拡大さ
れ、ホログラム素子5に入射する。ホログラム素子5を
透過したレーザ光は1つの所定の加工パターンを有する
ようになされており、ターゲット8上に結像して加工面
上にパターンを作り出す。これによって所定のパターン
が加工される。基本的な構成は図149に示す例と同様
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されていたので、マスク上に照射されたレーザ
光の内ほとんどの部分が、例えばマスクの遮光部に当た
ってしまいマスクを透過せず、レーザ光利用効率を著し
く悪くしてしまうという問題点があった。例えば、エキ
シマレーザ転写加工によって行われる加工方法では、一
般的に、加工対象の全表面の内ごくわずかの部分しか加
工しない。電子回路用のポリイミドの基板に、導電用の
穴を開ける加工においては、1cm2あたり、直径10
0μm程度の穴を100個程度開ける加工が一般的であ
り、このような場合加工対象の全表面の内実際に加工さ
れる面積の割合は0.8%以下である。このような加工
を図148に示した上記従来のレーザ転写加工装置で行
う場合、マスクによってほとんどのレーザ光のエネルギ
が失われ、実際に加工に使用されるエネルギは、レーザ
発振器の出力の0.8%以下になる。このように、従来
のレーザ転写加工における加工効率は著しく悪い。
【0007】また、図148に示したレーザ転写加工、
例えば上記のような電子基板の穴開け加工では、穴を1
つずつ加工するためにレーザ光を1スポットずつ照射す
るといったように、光を有効利用する目的で一度に照射
する領域を狭くし、レーザ光を多数走査する加工方法も
ある。しかし、実質的に光の利用効率を高めようとする
と、レーザ光照射領域のほとんどの部分が光を透過させ
なければならないので、一度に照射する面積が極めて狭
くなる。穴開け加工の場合では、穴1つもしくは2つず
つの加工になる。それ故、加工領域全体を大変細かく分
割して順次加工していかなければならない。このような
加工方法を採ると、走査とそれに伴う位置決めに多くの
時間が必要とするので、加工時間が長くかかってしま
い、結果的には非能率的な加工方法になっていた。
【0008】従来のホログラムによる加工光学系は、こ
の転写光学系の欠点を改善するためのものである。しか
し、図149のような従来のホログラムを用いた加工光
学系では、ホログラムによって正しい加工パターンを再
生するためには、空間的、時間的コヒーレンスの非常に
高いレーザ光を照射しなければならない。これらの方法
では、加工パターンであるホログラムの再生パターン
は、照射されるレーザ光のビームの性質(コヒーレン
ス)に直接依存している。即ち、このような加工方法に
よる加工パターンの加工精度等は、ホログラムの性能及
び照射レーザ光の性質によって決まってしまう。そのた
め、エキシマレーザのような空間的コヒーレンスの低い
レーザ光を用いる場合には、正確な加工パターンを得る
ためには、一般的には、例えば飯塚啓吾著「光工学」p2
50-252に示されているようにスペイシャルフィルタを用
いて空間的コヒーレンスを高めなければならない。スペ
イシャルフィルタは図151に示すようにレンズ20の
焦点位置fの位置に非常に径の小さいピンホールを有す
るプレート21を設置してレーザ光中の乱れた波面の光
を取り除くものである。乱れた波面を取り除くために
は、焦点位置でのレーザ光を主ローブの幅に等しい径の
ピンホールを用いる。しかし、空間的コヒーレンスの低
いレーザ光ではスペイシャルフィルタのエネルギ透過率
が非常に低くなってしまうので、高い光利用効率を達成
することができない。そのため、このようなホログラム
を用いた加工光学系は非常にコヒーレンスの高いレーザ
に対してしか利用することができず、比較的空間的コヒ
ーレンスの低いエキシマレーザなどには適用できなかっ
た。
【0009】このように、従来のレーザ転写加工装置は
効率が悪く、加工時間を短縮しようとすれば、寿命や安
定性を犠牲にしてレーザ発振器を高出力で運転せざるを
得ず、加工装置全体としては信頼性の低いものになって
いた。また、従来のホログラムを用いたレーザ転写加工
装置は、極めて高い空間的コヒーレンスを有するレーザ
光にしか適用できず、比較的低い空間的コヒーレンスを
有するエキシマレーザなどのレーザに対しては、スペイ
シャルフィルタなどのコヒーレンス性を高める光学系を
用いなければならないために、非常に効率が悪くなって
いた。
【0010】請求項1の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、高い光利用効率を有し且
つ加工時間を短縮化できるレーザ転写加工装置を得るこ
とを目的とする。
【0011】請求項2の発明は、高いレーザ光利用効率
を有し且つ加工時間を短縮化でき、比較的低い空間的コ
ヒーレンスを有したエキシマレーザ等を用いることが可
能なレーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0012】請求項3の発明は、低コストで加工でき且
つ対称で精度の高い加工パターンの加工を提供できるレ
ーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0013】請求項4の発明は、非対称で精度の高い加
工パターンの加工を提供できるレーザ転写加工装置を得
ることを目的とする。
【0014】請求項5の発明は、加工のための転写像を
高効率で且つ高解像度で転写可能なレーザ転写加工装置
を得ることを目的とする。
【0015】請求項6の発明は、ホログラムから発生す
る0次光を有効利用可能なレーザ転写加工装置を得るこ
とを目的とする。
【0016】請求項7の発明は、マスクのレーザ光透過
率を増大させることによりレーザ光のエネルギ利用効率
を向上させたレーザ転写加工装置を得ることを目的とす
る。
【0017】請求項8の発明は、高いレーザ光利用効率
を有しており、むらのない安定した加工を提供できるレ
ーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0018】請求項9の発明は、高いレーザ光利用効率
を有しており、むらのない安定した加工を提供できるレ
ーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0019】請求項10の発明は、マスクのレーザ光透
過率を増大させることによりレーザ光のエネルギ利用効
率を向上させると共に加工精度の良い加工を提供できる
レーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0020】請求項11の発明は、加工位置の精度の高
い調整が可能であり、相似な配置の加工パターンを容易
に提供できるレーザ転写加工装置を得ることを目的とす
る。
【0021】請求項12の発明は、被加工物の加工面に
構造物がある場合等における3次元加工を提供できるレ
ーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0022】請求項13の発明は、安定した加工状態を
提供できるレーザ転写加工装置を得ることを目的とす
る。
【0023】請求項14の発明は、比較的厚い又は硬い
被加工物の加工を提供できるレーザ転写加工装置を得る
ことを目的とする。
【0024】請求項15の発明は、加工パターンの変更
が容易なレーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0025】請求項16の発明は、加工程度の異なる複
数の加工を同時に提供できるレーザ転写加工装置を得る
ことを目的とする。
【0026】請求項17の発明は、大きな面積を有する
加工パターンの加工並び複雑な加工パターンの加工を提
供できるレーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0027】請求項18の発明は、加工精度の良い加工
を提供できるレーザ転写加工装置を得ることを目的とす
る。
【0028】請求項19の発明は、加工パターンの加工
位置制御が容易で且つ加工精度の良い加工を提供できる
レーザ転写加工装置を得ることを目的とする。
【0029】請求項20の発明は、多様な加工パターン
の加工を提供できるレーザ転写加工装置を得ることを目
的とする。
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るレ
ーザ転写加工装置は、被加工物上に形成する所望の加工
形状に対応したパターン形状を有するようにレーザビー
ムを整形するための整形手段と、整形手段とは別個に設
けられており、整形手段によって整形されたレーザビー
ムから、それぞれがパターン形状を有する複数のレーザ
ビームを生成する生成手段とを備えており、生成手段は
複数のレーザビームの被加工物に対する複数の放射方向
を同時に規定して複数のレーザビームを放射するように
構成されたものである。
【0050】請求項2の発明に係るレーザ転写加工装置
は、生成手段がフーリエ変換型ホログラムを含むもので
ある。
【0051】請求項3の発明に係るレーザ転写加工装置
は、フーリエ変換型ホログラムが、2段階の位相を有し
ており、入射レーザビームに対して対称なパターン配置
を有する複数のレーザビームを生成するデジタル位相ホ
ログラムであるものである。
【0052】請求項4の発明に係るレーザ転写加工装置
は、フーリエ変換型ホログラムが、少なくとも3段階の
位相を有したデジタル位相ホログラムであるものであ
る。
【0053】請求項5の発明に係るレーザ転写加工装置
は、フーリエ変換型ホログラムが、それぞれ同一のホロ
グラムパターンを有する複数のホログラムをタイル状に
張り合わせて形成されたホログラムであるものである。
【0054】請求項6の発明に係るレーザ転写加工装置
は、フーリエ変換型ホログラムから発生される0次光も
利用して被加工物を加工するように構成されたものであ
る。
【0055】請求項7の発明に係るレーザ転写加工装置
は、整形手段が、レーザ光源から放射されたレーザ光の
レーザビーム径を調整するためのビーム整形光学系と、
光学系によって調整されたレーザビームのパターンから
パターン形状に対応したパターンを切り出してレーザビ
ームを透過させるためのマスクとを具備したものであ
る。
【0056】請求項8の発明に係るレーザ転写加工装置
は、整形手段が、レーザ光源から放射されたレーザ光を
導光するための光ファイバと、光ファイバから出射した
レーザビームのパターンからパターン形状に対応したパ
ターンを切り出してレーザビームを透過させるためのマ
スクとを具備したものである。
【0057】請求項9の発明に係るレーザ転写加工装置
は、整形手段が、その出射面がパターン形状を有してお
り、レーザ光源から放射されたレーザ光を導光するため
の光ファイバを具備したものである。
【0058】請求項10の発明に係るレーザ転写加工装
置は、整形手段が、レーザ光源の光共振器内に設けられ
ており、光共振器内で生成されたレーザビームがパター
ン形状を有するように該レーザビームのパターンを規定
して透過させるためのマスクを具備したものである。
【0059】請求項11の発明に係るレーザ転写加工装
置は、被加工物上に複数のレーザビームのそれぞれによ
る転写像を投影するための転写光学系を備えており、生
成手段は転写光学系と被加工物との間に配置されたもの
である。
【0060】請求項12の発明に係るレーザ転写加工装
置は、被加工物上に複数のレーザビームのそれぞれによ
る転写像を投影するための転写光学系を備えており、生
成手段は転写光学系と整形手段との間に配置されたもの
である。
【0061】請求項13の発明に係るレーザ転写加工装
置は、被加工物上に複数のレーザビームのそれぞれによ
る転写像を投影するための転写光学系を備えており、転
写光学系は生成手段のレーザ光路に関して後方に設けら
れた少なくとも1つのレンズを有しており、被加工物は
レンズの焦点位置に配置されたものである。
【0062】請求項14の発明に係るレーザ転写加工装
置は、被加工物上に複数のレーザビームのそれぞれによ
る転写像を投影するための転写光学系を備えており、転
写光学系は生成手段のレーザ光路に関して後方に設けら
れた少なくとも1つのレンズを有しており、レンズの生
成手段以後の部分の開口絞りがレンズの前方の焦点距離
に一致しており且つ生成手段はレンズの焦点位置に配置
されたものである。
【0063】請求項15の発明に係るレーザ転写加工装
置は、生成手段から放射された複数のレーザビームの一
部を選択的に遮蔽するための遮蔽手段を備えたものであ
る。
【0064】請求項16の発明に係るレーザ転写加工装
置は、生成手段が、入射したレーザビームのレーザ強度
に対して、生成する複数のレーザビームのそれぞれが固
有のレーザ強度を有するように複数のレーザビームを同
時に生成すべく構成されたものである。
【0065】請求項17の発明に係るレーザ転写加工装
置は、生成手段が、生成する複数のレーザビームの内の
少なくとも2つ以上のレーザビームによる被加工物上で
の転写像のそれぞれが少なくとも1つの他の転写像と一
部が互いに重なり合うか又は隣接するように、複数のレ
ーザビームを同時に生成すべく構成されたものである。
【0066】請求項18の発明に係るレーザ転写加工装
置は、レーザ光源が、放射するレーザ光の波長幅を狭く
するための手段を具備したものである。
【0067】請求項19の発明に係るレーザ転写加工装
置は、生成手段が、被加工物の加工のための複数のレー
ザビーム以外に、複数のレーザビームの被加工物に対す
る位置決めのために少なくとも1つのレーザビームを生
成すべく構成されたものである。
【0068】請求項20の発明に係るレーザ転写加工装
置は、複数の生成手段と、複数の生成手段のいずれかを
選択して整形手段から被加工物へのレーザ光路上に選択
された生成手段を配置する手段とを備えたものである。
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【作用】請求項1の発明におけるレーザ転写加工装置
は、整形手段によって、レーザ発振器から放射されたレ
ーザビームを被加工物上に形成する所望の加工形状に対
応したパターン形状を有するように整形し、生成手段に
よって、整形手段によって整形されたレーザビームか
ら、それぞれがパターン形状を有する複数のレーザビー
ムが生成される。この生成の際、複数のレーザビームの
被加工物に対する複数の放射方向が同時に規定されて複
数のレーザビームが放射される。従って、所望の加工形
状を有したレーザビームから同時に複数のレーザビーム
が生成されるので、高い光利用効率を有し且つ加工時間
を短縮化できる。
【0090】請求項2の発明におけるレーザ転写加工装
置は、フーリエ変換型ホログラムによって加工面におい
て所望の加工パターンに対応している複数のレーザビー
ムによる転写像が任意の位相で結像される。従って、フ
ーリエ変換ホログラムは高いレーザ光利用効率を有して
いるので加工時間を短縮化でき、さらに、比較的低い空
間的コヒーレンスを有したエキシマレーザ等に適用し得
る。
【0091】請求項3の発明におけるレーザ転写加工装
置は、2段階の位相を有したデジタル位相ホログラムに
よって共役像も生成されるので、入射レーザビームに対
して対称なパターン配置を有する複数のレーザビームが
生成される。従って、位相ホログラムの製作が容易であ
り且つ位相ホログラムの光利用効率は大きいので、低コ
ストで加工でき且つ対称で精度の高い加工パターンの加
工を提供できる。
【0092】請求項4の発明におけるレーザ転写加工装
置は、3段階の位相を有したデジタル位相ホログラムに
よって共役像が現れないので、入射レーザビームに対し
て非対称なパターン配置を有する複数のレーザビームが
生成される。従って、位相ホログラムの光利用効率は大
きいので、非対称で精度の高い加工パターンの加工を提
供できる。
【0093】請求項5の発明におけるレーザ転写加工装
置は、フーリエ変換型ホログラムが、それぞれ同一のホ
ログラムパターンを有する複数のホログラムをタイル状
に張り合わせて形成されているので、ホログラムの面積
が大きくなり光学系全体の開口数が高くなるので加工の
ための転写像を高効率で且つ高解像度で転写可能であ
る。
【0094】請求項6の発明におけるレーザ転写加工装
置は、フーリエ変換型ホログラムから発生される0次光
も利用して被加工物を加工する。
【0095】請求項7の発明におけるレーザ転写加工装
置は、ビーム整形光学系によってレーザ光源から放射さ
れたレーザ光のレーザビーム径が調整され、ビーム整形
光学系によって調整されたレーザビームのパターンから
パターン形状に対応したパターンがマスクによって切り
出されてレーザビームが透過される。従って、マスクの
レーザ光透過率が増大され、これによりレーザ光のエネ
ルギ利用効率を向上させる。
【0096】請求項8の発明におけるレーザ転写加工装
置は、光ファイバによってレーザ光源から放射されたレ
ーザ光が導光され、光ファイバから出射したレーザビー
ムのパターンからパターン形状に対応したパターンがマ
スクによって切り出されてレーザビームが透過される。
従って、高いレーザ光利用効率が得られる上に、光ファ
イバ透過後のレーザ光は均一の光強度分布を有している
ので、むらのない安定した加工を提供できる。
【0097】請求項9の発明におけるレーザ転写加工装
置は、出射面がパターン形状を有している光ファイバに
よって、レーザ光源から放射されたレーザ光が導光され
る。従って、高いレーザ光利用効率が得られる上に、光
ファイバ透過後のレーザ光は均一の光強度分布を有して
いるので、むらのない安定した加工を提供できる。
【0098】請求項10の発明におけるレーザ転写加工
装置は、レーザ光源の光共振器内に設けられたマスクに
よって、光共振器内で生成されたレーザビームがパター
ン形状を有するように該レーザビームのパターンが規定
して透過される。レーザ発振光が全てマスクを透過しレ
ーザ光透過率が増大する上に、質の良いレーザビームが
形成されるので、レーザ光のエネルギ利用効率が向上す
ると共に加工精度の良い加工を提供できる。
【0099】請求項11の発明におけるレーザ転写加工
装置は、生成手段が転写光学系と被加工物との間に配置
されたので、生成手段を光軸に平行に移動させることに
より転写像の位置が調整される。従って、加工位置の精
度の高い調整が可能であり、相似な配置の加工パターン
を容易に提供できる。
【0100】請求項12の発明におけるレーザ転写加工
装置は、生成手段が転写光学系と整形手段との間に配置
されたので、被加工物への照射光の入射角を調整でき
る。従って、被加工物の加工面に構造物がある場合等に
おける3次元加工を提供できる。
【0101】請求項13の発明におけるレーザ転写加工
装置は、転写光学系のレンズが生成手段のレーザ光路に
関して後方に設けられ、被加工物がレンズの焦点位置に
配置されたので、生成手段を光軸と平行に移動させても
被加工物上での像の位置が変化しない。従って、常に安
定した加工状態を提供できる。
【0102】請求項14の発明におけるレーザ転写加工
装置は、転写光学系は生成手段のレーザ光路に関して後
方に設けられた少なくとも1つのレンズを有しており、
レンズの生成手段以後の部分の開口絞りがレンズの前方
の焦点距離に一致しており且つ生成手段はレンズの焦点
位置に配置されたので、被加工物上に投影される転写像
へ至る光の主光線が被加工物に垂直に入射する。従っ
て、比較的厚い又は硬い被加工物の加工を提供できる。
【0103】請求項15の発明におけるレーザ転写加工
装置は、遮蔽手段によって生成手段から放射された複数
のレーザビームの一部を選択的に遮蔽される。従って、
転写像として投影されるレーザビームの一部を所望する
加工パターンに合わせて遮蔽することにより加工パター
ンの変更が容易となる。
【0104】請求項16の発明におけるレーザ転写加工
装置は、生成手段が入射したレーザビームのレーザ強度
に対して、生成する複数のレーザビームのそれぞれが固
有のレーザ強度を有するように複数のレーザビームを同
時に生成する。レーザ強度を転写像毎に設定できるの
で、加工程度の異なる複数の加工を同時に提供できる。
【0105】請求項17の発明におけるレーザ転写加工
装置は、生成手段が、生成する複数のレーザビームの内
の少なくとも2つ以上のレーザビームによる被加工物上
での転写像のそれぞれが少なくとも1つの他の転写像と
一部が互いに重なり合うか又は隣接するように、複数の
レーザビームを同時に生成する。従って、重なり合うか
又は隣接するように投影された場所には、一連の加工穴
等を形成することができ、大きな面積を有する加工パタ
ーンの加工並び複雑な加工パターンの加工を提供でき
る。
【0106】請求項18の発明におけるレーザ転写加工
装置は、放射するレーザ光の波長幅を狭くするための手
段によってレーザ光の波長は狭帯域化される。従って、
ホログラム等の光学系による色収差を減じることがで
き、加工精度の良い加工を提供できる。
【0107】請求項19の発明におけるレーザ転写加工
装置は、生成手段が、被加工物の加工のための複数のレ
ーザビーム以外に、複数のレーザビームの被加工物に対
する位置決めのために少なくとも1つのレーザビームを
生成する。従って、このレーザビームを検知することに
より、生成手段等の位置調整を容易に行うことができ、
加工パターンの加工位置制御が容易で且つ加工精度の良
い加工を提供できる。
【0108】請求項20の発明におけるレーザ転写加工
装置は、複数の生成手段のいずれかが選択されて整形手
段から被加工物へのレーザ光路上に選択された生成手段
が配置される。従って、所望の生成手段を選択してこれ
らを切り替えて併用することにより、多様な加工パター
ンの加工を提供できる。
【0109】
【0110】
【0111】
【0112】
【0113】
【0114】
【0115】
【0116】
【0117】
【0118】
【0119】
【0120】
【0121】
【0122】
【0123】
【0124】
【0125】
【0126】
【0127】
【0128】
【0129】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
は請求項1及び請求項2の発明の一実施例によるレーザ
転写加工装置の構成を概略的に示すブロック図であり、
図において、1はレーザ発振器(レーザ光源)、2は偏
向ミラー、5はホログラム(生成手段)、6はマスク
(整形手段)、7はマスク6に形成されたマスクパター
ンを転写するための転写レンズ(転写光学系)、8は加
工対象である加工ターゲット(被加工物)、9は照射レ
ンズである。また、図2は、図1に示したレーザ転写加
工装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【0130】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光は、途中で偏向ミラー2によ
って向きを変えられて、照射レンズ9によってマスク6
の転写されるマスクパターン上へ照射される。マスク6
は、レーザ光から加工形状を切り出すための素子であ
り、これによって切り出されたパターンが転写レンズ7
を含む転写光学系によって拡大、縮小されて加工ターゲ
ット8上に転写され、加工パターンの基本要素になる。
【0131】図1及び図2に示すように、マスク6を透
過したレーザ光は、転写レンズ7によって集光され、さ
らに、マスク6と加工ターゲット8との間に挿入された
ホログラム5によって、それぞれがマスクのマスクパタ
ーンに対応したパターンを有する多数の転写像が加工タ
ーゲット8上に形成されるように空間変調される。尚、
図2に示すマスク6から転写レンズ7の距離aと転写レ
ンズ7から加工ターゲット8の距離bとの間には、1/
F=1/a+1/bの関係が成り立っている(但し、F
は転写レンズ7の焦点距離)。
【0132】ホログラム5は転写像を形成するための入
射レーザ光を分割し、分割された、即ち再生されたそれ
ぞれのレーザビームを加工ターゲット8上の所定の位置
に転写像として配置する機能を有しており、被加工物で
ある加工ターゲット8上に複数転写される像の相対的な
位置を同時に規定する素子である。これによって、マス
ク6上の1つのマスクパターンを、加工ターゲット8上
の多数の像へ転写することが可能となる。1つ1つの加
工要素パターンは、マスク6に書き込まれたマスクパタ
ーンの転写パターンであるので、マスク6によってマス
ク6のマスクパターンと相似な形に正確に規定される。
このように、各加工要素パターンはマスク6により決定
され、さらに、複数の加工要素パターンの相対的な位置
はホログラム5によって決定されるので、加工パターン
全体はマスク6及びホログラム5によって決定される。
【0133】従って、この実施例による装置によれば、
マスク6に形成されたマスクパターンによって、複数の
同一の加工要素パターンが加工ターゲット8上に投影さ
れ、同一の加工形状を有する穴等が加工ターゲット8に
形成される。このように、マスク6は単一の転写のため
のマスクパターンを持つだけでよい。同一の加工要素パ
ターンを配置だけ変化させて加工する場合、ホログラム
5を他のものと変更すればよく、マスク6を変更する必
要はない。従って、上記したレーザ転写加工装置は、同
一の加工要素パターンを有する穴を複数あける穴あけ加
工に適している。
【0134】図2に示すように、レーザ発振器1から照
射されたレーザ光10は、照射レンズによりマスク6の
マスクパターン上にだけ照射されるようになされてい
る。マスクパターン上にレーザ光を集中させることによ
って、マスク6でのレーザ光のエネルギロスをほとんど
なくすことができ、高い効率で転写加工を実行できる。
照射レンズ9によってレーザ光が照射されるマスク6
は、ホログラム5を使用する際に照射光のコヒーレンス
を向上させる目的で一般に用いられるスペイシャルフィ
ルタ(空間フィルタ)の様に、マスク6の位置が照射レ
ンズの焦点位置にある必要はない。また、マスク6はス
ペイシャルフィルタのように集光位置での主ローブの幅
に対応した半径の小さなピンホールである必要もなく、
どのようなマスクパターンを有していてもよい。従っ
て、マスク6透過後のレーザ光は、波面のそろったコヒ
ーレントな光になっているわけではない。
【0135】ホログラム5として、例えば、回折効率が
高く、数10%の光利用効率を有する位相ホログラムが
使用される。ホログラムの構造の詳細については、後記
することとし、次に、ホログラムによるレーザ光の空間
変調方法について説明する。
【0136】例えば、文献A.E.Siegman、”
LASERS”に示されているように、ABCD光線行
列で表される光学系を通して伝播する光の回折像は次式
で計算される。
【0137】
【数1】
【0138】数1における入力像u(x1 )に空間周波
数aで位相が変化する変調板を重ね合わせると、回折像
は次式で表される。
【0139】
【数2】
【0140】上式中、右辺のg(x2 −Bλa)は変調
板を挿入していない場合の回折像であるg(x2 )をB
λaだけ移動させたものである。右辺のg(x2 −Bλ
a)に乗じられた係数は位相だけを変化させるものであ
る。空間周波数aを持った変調板を重ね合わせるとBλ
aずれた位置に像が現れ、空間周波数a1 と空間周波数
2 の成分が等しい強度で重なり合った変調板を重ね合
わせると、Bλa1 及びBλa2 ずれた位置に2つの像
が現れる。このように、いくつかの空間周波数成分を重
ねてできた位相分布を持つ変調板としてのホログラムを
光学系に挿入すると、それぞれの空間周波数に相当する
位置にいくつかの像を作ることができる。像と像との距
離を互いにインコヒーレントになる程度に離せば、像の
位相が任意の値でも干渉縞を生じないので、φは任意で
よい。このように、それぞれ像の位置に相当する空間周
波数成分を重ね合わせてできたホログラム5を用いるこ
とにより、所定の位置に所望する数の像を作り出すこと
ができる。
【0141】ホログラム5に含まれる空間周波数によっ
て像の位置が決まるので、転写される加工パターン全体
の転写像配置分布はホログラム5のパターンの空間周波
数スペクトルになる。像の分布とホログラム5のパター
ンはフーリエ変換の関係によって結びつけられている。
像の位置に対応する点を結像するフーリエ変換ホログラ
ム(遠視野で再生像を再生するホログラム)はこの関係
を満たすものである。像の位置にピンホールを持つパタ
ーンを、一般的なフーリエ変換ホログラム記録法方法で
記録することにより、この実施例で用いるホログラムを
容易に作成することができる。また、ホログラムパター
ンは、計算機によって作成され得、これによって製作は
容易となる。また、このフーリエ変換ホログラムは、エ
キシマレーザのような低い空間的コヒーレンスを有する
レーザにも適用できる。
【0142】ホログラム5は、好ましくは、回折効率の
高い位相ホログラムであり、これによって光利用効率を
より向上させることができる。
【0143】従って、この実施例によるレーザ転写加工
装置によれば、加工効率を向上させ、加工時間を短縮
し、装置の信頼性を向上させることができる。
【0144】実施例2. 以下、この発明の一実施例であり、ホログラムとして位
相ホログラムを使用した一実施例を図について説明す
る。図3は請求項3の発明の一実施例による位相ホログ
ラムの位相分布パターンを示す図である。
【0145】図1で示したホログラム5の位相分布パタ
ーンは、各転写パターンの位置に相当する空間周波数を
重ね合わせて決定される。ホログラム5の位相分布パタ
ーンは計算機で計算することによって決定され得る。ま
た、ホログラム5は滑らかな位相分布をいくつかの段階
に量子化して製作することもできる。この実施例では、
ホログラムは様々な空間周波数を任意の初期位相で重ね
合わせられている。このようなホログラムでは、位相を
量子化する場合でも、重ね合わせる初期位相をパラメー
タとして量子化誤差が最小になるように最適化でき、高
回折効率、低ノイズのホログラムをパターニングでき
る。
【0146】パターニングにおいては、まず、図3
(a)のように、ホログラム全体を多数のセルに分割
し、位相を0度と180度の2段階に量子化して計算機
を用いてそれぞれのセルの位相を決定して、所望の転写
パターンの配置を得る位相分布パターンを求めた。図3
(a)において、位相0度のセル500aは白く、位相
180度のセル500bは黒く表されている。図3
(b)は、位相ホログラムの決定された位相分布パター
ンの一例を示している。また、図3(c)は、図3
(b)の位相分布パターンを有する位相ホログラムによ
ってできる転写像の分布を示している。転写像は、図3
(c)中、白い点501の位置に現れる。レーザ用の位
相ホログラムは、使用できる材料が限定されるが、位相
を量子化して計算機で位相分布パターンを決定すれば、
限られた材料であっても、実際の製作は比較的容易であ
る。
【0147】この実施例では、回折効率を高めるため
に、光を遮光する部分のない位相ホログラムを用いた
が、ホログラムをより簡単に且つ低コストで製作でき
る、光を遮光して振幅を変調するホログラムを用いても
よい。このようなホログラムは、図3(a)の黒く塗り
つぶされた部分が光を遮る遮光膜で作成される。従っ
て、上記セルに対して遮光膜を設けるか否かだけでホロ
グラムが作成されるので、製作が容易で低コストでホロ
グラムを作ることができる。しかしながら、回折効率は
位相ホログラムの場合より低下する。
【0148】次に、この実施例によるレーザ転写加工装
置の位相ホログラムの構造について説明する。図4は、
図3で説明した2段階の位相を有する位相ホログラムの
各種の構造を説明するための位相ホログラムの断面図で
ある。
【0149】図4(a)では、合成石英等の基板50上
に位相シフト膜51が形成されており、この所定の厚み
を有する位相シフト膜51の配置によって位相分布パタ
ーンが得られる。図4(b)では、合成石英等の基板5
0に、エッチングによって形成されたエッチング溝から
成る位相シフト部52が配置されており、この所定の深
さを有する位相シフト部52の配置によって位相分布パ
ターンが得られる。図4(c)では、合成石英等の基板
50に、基板とは屈折率の異なる屈折率変化部53が形
成されており、この所定の深さを有する屈折率変化部5
3の配置によって位相分布パターンが得られる。図4
(a)に示す位相シフト膜51が設けられた構造の位相
ホログラムでは、シフト膜51の膜厚に応じて位相シフ
ト量が決まっているが、膜厚の制御は比較的容易である
ので位相誤差が少ない。しかしながら、位相シフト膜5
1と基板50との界面が存在するため、耐光強度は比較
的小さい。これに対して、図4(b)に示す基板50を
直接エッチングした構造の位相ホログラムは、界面を有
していないので、より大きな耐光強度を有する。同様
に、図4(c)に示す屈折率変化を設けた構造の位相ホ
ログラムは、界面を有していないので、より大きな耐光
強度を有する。
【0150】位相ホログラムの表面の凹凸は、破損しや
すく、汚れの付着なども起こりやすい。そこで、図4
(d)に示すような、屈折率の異なる2種類の材料から
成る基板54及び55の界面にホログラムの位相シフト
部56を設けた位相ホログラムか、図4(e)に示すよ
うな、保護板57が位相シフト部52が設けられた基板
50の表面上に張り合わせられた位相ホログラムを使用
することが好ましい。このような構造を有する位相ホロ
グラムは、凹凸のある面が表に現れていないので、破損
しにくくより長い寿命を有しており、さらに、表面をク
リーニングすることも可能である。また、加工用の位相
ホログラムとして用いることができる材料は限られてい
る。かかる位相ホログラムは高いエネルギで照射される
ことから、照射されるレーザ光の波長に対して十分に高
い透過率を持っていなければならない。透過率が低いと
材料内で吸収されるレーザ光のエネルギが増大する。こ
れによって、ホログラムが熱変形したり、破損すること
がある。そのため、少なくとも、照射されるレーザ光の
波長において90%以上の透過率を持った材料を用いる
べきである。
【0151】図5は、この実施例によるホログラム5を
用いたレーザ転写加工装置の部分構成図であり、図1に
おける参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分を
示している。
【0152】次に動作について説明する。マスク6を透
過したレーザ光10は、2段階位相ホログラムであるホ
ログラム5によって多数の転写像を形成するように空間
変調され、転写レンズ7によって加工ターゲット8上に
各転写像が投影される。この実施例による転写レンズ7
とホログラム5との位置関係は図1のそれとは異なって
おり、異なった効果をもたらし得る。他にも、いろいろ
な照射レンズ、転写レンズ、マスク及びホログラムの配
置を取ることが可能であるが、これらの詳細については
後記する。
【0153】以上説明した、2段階位相構造を有するホ
ログラムによれば、空間周波数fの成分と、空間周波数
ーfの成分とは同じパターンになるため、ホログラムの
空間周波数スペクトルは原点に対して対称になる。従っ
て、加工パターン全体が光軸に対して対称なパターン分
布を有する場合は、2段階の位相を有する位相ホログラ
ムを用いることにより、正確に対称なパターンを加工で
き、ホログラムの製作も容易となる。
【0154】実施例3. 図6は請求項4の発明の一実施例によるレーザ転写加工
装置の位相ホログラムの構成を概略的に示す断面図であ
る。
【0155】実施例2に示したように、2段階の位相を
有する位相ホログラムの場合、周波数スペクトルが原点
に対して対称となるため、対称でない加工パターンを得
ようとしても、設計した位置と光軸に対して対称な位置
に共役像が現れてしまう。このような場合、3段階以上
の位相を有する位相ホログラムを用いることにより、空
間周波数fの成分と、空間周波数ーfの成分とは異なる
パターンになるため、対称でない加工パターンについて
も正確に再生でき、正確に効率よく加工できる。また、
位相を多段階化することによって、ホログラムの位相分
布をより精度よく近似することができるので、共役像が
無くなるばかりでなく、ホログラムに書き込まれた空間
波の高調波成分などのノイズも格段に減少させることが
できる。このことからも3段階以上の位相を有する位相
ホログラムを用いることにより、より正確にパターンを
加工できる。
【0156】この実施例による多段階の位相を有するホ
ログラムの3つの具体例を図6について説明する。図6
(a)の位相ホログラムは、ホログラムの基板50の表
面に2段階以上階段状の溝から成る位相シフト部52を
有している。図6(b)の位相ホログラムは、ホログラ
ムの基板50の表面及び裏面にそれぞれ溝から成る位相
シフト部52を有している。この場合、表面及び裏面の
それぞれでは、全体の位相段数の半分の段数の加工をす
ればよく、製作が容易である利点を有する。図6(c)
の位相ホログラムは、ホログラム基板50に作った溝か
ら成る位相シフト部52と部分透過膜57とを有してお
り、これらを併用して、光の波面の位相と振幅とを同時
に変調する。従って、図6(c)の位相ホログラムは、
厳密には多段階の位相を有するホログラムではないが、
上記した3段階の位相を有するホログラムと同様な効果
を奏する。
【0157】次に動作について説明する。上記のように
構成された位相ホログラムは、図1又は図5に示した装
置構成で使用され、実施例2に示した位相ホログラムと
同様に動作する。マスク6を透過したレーザ光10は、
3段階以上の多段階位相ホログラムであるホログラム5
によって多数の転写像を形成するように空間変調され、
転写レンズ7によって加工ターゲット8上に各転写像が
投影される。この実施例による転写レンズ7とホログラ
ム5との位置関係は図1のそれとは異なっており、異な
った効果をもたらし得る。他にも、いろいろな照射レン
ズ、転写レンズ、マスク及びホログラムの配置を取るこ
とが可能であるが、これらの詳細については後記する。
【0158】以上説明した、3段階以上の位相構造を有
するホログラムによれば、空間周波数fの成分と、空間
周波数ーfの成分とは異なるパターンになるため、共役
像の影響を受けることなく、対称でない加工パターンに
ついても正確に再生でき、正確に効率よく加工できる。
また、位相を多段階化することによって、ホログラムの
位相分布をより精度よく近似することができるので、共
役像が無くなるばかりでなく、ホログラムに書き込まれ
た空間波の高調波成分などのノイズも格段に減少させる
ことができる。このことからも3段階以上の位相を有す
る位相ホログラムを用いることにより、より正確にパタ
ーンを加工できる。
【0159】実施例4.図7はこの発明の一実施例によ
るレーザ転写加工装置のホログラムの構成を概略的に示
す断面図である。位相ホログラム5は、転写レンズ7に
一体的に設けられている。図7に示すように、転写レン
ズ7の平らな一面上に、位相ホログラム5が形成されて
いる。図では、2段階位相構造の位相ホログラムが示さ
れているが、この実施例はこれに限られるものではな
く、3段階以上の位相構造を有する位相ホログラム5を
転写レンズ7上に形成してもよい。
【0160】このように、位相ホログラム5を転写レン
ズ7に直接形成して、レンズと一体化することにより、
レーザ転写加工装置を構成する光学素子の数が少なくな
り構成が簡便となる。
【0161】次に動作について説明する。上記のように
構成された位相ホログラムは、図8に示した装置構成で
使用され得る。マスク6を透過したレーザ光10は、3
段階以上位相を有しており、転写レンズ7上に形成され
た位相ホログラムであるホログラム5によって多数の転
写像を形成するように空間変調され、転写レンズ7によ
って加工ターゲット8上に各転写像が投影される。この
ように、ホログラム5と転写レンズ7とが一体化されて
いるために、構造が簡単であり、光学系のアライメント
も、別々にホログラム5と転写レンズ7を調整する必要
がないので、容易となる。従って、レーザ転写加工装置
のコストが下がるとともに、加工の安定性を向上させ得
る。
【0162】実施例5. 図9は請求項5の発明の一実施例によるレーザ転写加工
装置のホログラムの構成を示す図であり、図において、
59はホログラム5を構成するタイル状のホログラム板
である。
【0163】この実施例によるホログラム5は、図9に
示すように、同一のホログラムパターンを有するホログ
ラム板(ホログラム要素)59が複数枚タイル状に張り
合わされたものである。タイル状に張り合わせるために
は、パターンはホログラム板59の継ぎ目で連続してい
なければならない。一般に、広い面積を有するホログラ
ムを製作するのは困難である。例えば、計算機によって
ホログラムパターンを生成する場合を考えてみると、ホ
ログラムの面積を2倍にしようとすると、同じ密度の計
算メッシュで計算した場合、必要なメモリ量、計算時間
は共に4倍となる。そのため、ホログラムの面積はなる
べく小さい方が容易にホログラムを製作できる。しか
し、ホログラムの面積が小さくなると、転写光学系全体
の開口数が小さくなって、像が暗くなったり、解像度が
低下したりする。それぞれ同じホログラムパターンを有
する複数のホログラム板59をタイル状に張り合わせ
て、広い面積のホログラムを作ることによって、ホログ
ラムパターンの生成も容易になり、ホログラムの面積も
広くできるので像が暗くなったり、解像度が低下したり
することもない。既に述べたように、ホログラムは、像
の位置に対応する点を結像するフーリエ変換型ホログラ
ムであり、情報はホログラムの空間周波数スペクトルと
して記録されており、像の位置は空間周波数のスペクト
ルピークに対応している。パターンをタイル状に張り合
わせることによりこのスペクトルピークが崩れないよう
にしなければならない。そのため、はじめにホログラム
パターンを生成するときに、スペクトルピークを持つ空
間周波数(像の位置に対応する空間周波数)の波はパタ
ーンのサイズの整数分の1の波長を持つものだけとす
る。
【0164】また、タイル状に張り合わせるホログラム
パターンを、それぞれ異なるパターンを持つものとする
こともできる。この場合、1つ1つの像にたいする開口
数は、張り合わせた1つ1つのホログラムパターンの広
さによって決まるので、解像度ははじめに生成したパタ
ーンの広さによって決まるが、複雑な加工パターンを数
種類のホログラムを組み合わせて作り出すことができる
ので、ホログラムパターンの作成が容易になる。
【0165】このように、容易に製作できるホログラム
によって開口数が高い光学系を構成でき、像の明るさや
解像度を落とすことなく、高効率高解像度の加工ができ
る。
【0166】実施例6. 図10は請求項11の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す部分構成図であり、図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示している。
【0167】図10(a)及び図10(b)に示すよう
に、この実施例によるレーザ転写加工装置では、ホログ
ラム5は転写レンズ7と加工ターゲット8との間に配置
されている。マスクを透過したレーザ光10は、転写レ
ンズ7を透過した後、位相ホログラムであるホログラム
5に入射し、これによって多数の転写像を形成するよう
に空間変調され、加工ターゲット8上に各転写像が投影
される。
【0168】ホログラム5から加工ターゲット8までの
ABCD光線行列は次式で表される。
【0169】
【数3】
【0170】ホログラム5の位置を光軸と平行に動かす
とABCD光線行列のBの値(a−x)が変化する。転
写像の位置は光軸からの距離がこのBの値に比例するの
で、図10(a)及び図10(b)のようにBの値が変
化すると転写像の位置も変化する。このため、ホログラ
ムを光軸と平行に動かすことによって転写像の位置を調
整することができる。非常に高い精度が求められる場合
や、像の配置が相似になっている加工をいくつか行う場
合に、ホログラム5の移動だけで容易に加工位置の調整
や、パターンの変更を行うことができる。また、図10
に示した配置では、転写レンズ7を通過した後ホログラ
ム5によって結像する波面が分割されるので、転写レン
ズ7は実際に加工する領域よりずっと小さな領域内に歪
みもなく転写像を結像できればよい。そのため、レンズ
径が小さく抑えられ、収差の補正も容易になって安価な
転写レンズ7を用いることができるようになる。
【0171】実施例7. 図11(a)及び(b)は請求項12の発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示している。
【0172】図11(a)及び図11(b)に示すよう
に、この実施例によるレーザ転写加工装置では、ホログ
ラム5は転写レンズ7とマスク6との間に配置されてい
る。
【0173】次に動作について説明する。マスク6を透
過したレーザ光10は、位相ホログラムであるホログラ
ム5に入射し、これによって多数の転写像を形成するよ
うに空間変調され、さらに、空間変調された多数のレー
ザビームは転写レンズ7によって加工ターゲット8上に
投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0174】上記実施例6と同様に、ホログラム5の位
置が光軸と平行に移動すると、ABCD光線行列のBの
値は変化する。さらに、図11(a)及び図11(b)
に示すように、この実施例の場合、ホログラム5の位置
が光軸と平行に移動すると加工ターゲット8に照射され
る各レーザビームの入射角も変化する。このため、この
ような光学系の配置とすることによって、転写像の位置
だけでなく、加工ターゲット8に投影される各転写像に
対応するレーザビームの入射角もある程度調整すること
ができる。これによって、例えば、加工ターゲット8上
にある程度の凹凸等の構造があって、決まった方向から
加工レーザビームを照射したいときなどに調整が容易と
なる。
【0175】実施例8. 図12は請求項13の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す部分構成図であり、図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示している。
【0176】図12に示すように、この実施例によるレ
ーザ転写加工装置は、2つの転写レンズ7a及び7bか
ら成る転写光学系を具備しており、ホログラム5は転写
レンズ7aと転写レンズ7bとの間に配置されている。
また、マスク6は転写レンズ7a(焦点距離F1)の前
方の焦点位置に配置され、加工ターゲット8は転写レン
ズ7b(焦点距離F2)の後方の焦点位置に配置されて
いる。
【0177】次に動作について説明する。マスク6を透
過したレーザ光10は、転写レンズ7aを透過した後、
例えば位相ホログラムであるホログラム5に入射し、こ
れによって多数の転写像を形成するように空間変調さ
れ、さらに、空間変調された多数のレーザビームは転写
レンズ7bによって加工ターゲット8上に投影されてそ
れぞれ転写像を形成する。
【0178】この実施例によるレーザ転写加工装置は、
図12に示すような配置を有しているので、ABCD光
線行列のBの値がホログラム5の位置を光軸と平行に動
かしても変化しない。そのため、ホログラム5の位置に
よる照射パターンの変化はなくなり、加工パターンの安
定性が増す。
【0179】実施例9. 図13は請求項14の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す部分構成図であり、図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示している。
【0180】図13に示すように、この実施例によるレ
ーザ転写加工装置の転写レンズ7は、開口絞りの位置が
そのレンズの前方の焦点位置に一致しているような、所
謂像側テレセントリック構成のレンズ配置で構成されて
いる。即ち、ホログラム5は転写レンズ7の開口絞り位
置に配置されている。
【0181】次に動作について説明する。マスクを透過
したレーザ光10は、例えば位相ホログラムであるホロ
グラム5に入射し、これによって多数の転写像を形成す
るように空間変調され、さらに、空間変調された多数の
レーザビームは転写レンズ7によって加工ターゲット8
上に投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0182】この実施例によるレーザ転写加工装置は、
図13に示すような配置を有しているので、転写レンズ
7の前方の焦点位置を通るレーザ光はレンズ通過後は全
て光軸と平行なレーザビームとなる。それ故、転写像と
して加工ターゲット8上に結像するレーザビームの主光
線は図13に示すように全て加工ターゲット8に対して
垂直となる。通常、転写像へ結像するレーザビームの主
光線が加工ターゲット8に対して傾いている場合、焦点
深度が浅くなり、加工ターゲット8がある程度の厚みを
有すると、加工穴が傾いたり歪んだりする場合がある。
これに対して、図13のような配置では、それぞれの転
写像へ結像するレーザビームの主光線は加工ターゲット
8に垂直になるために、焦点深度が深くなり厚い加工タ
ーゲットの加工が容易となる。
【0183】実施例10.図14はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、16a及び16bはレ
ーザ発振器1の光共振器ミラーである。
【0184】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9でマス
ク6のマスクパターン上へ集光、照射される。マスク6
は、前記したように、レーザ光から加工形状を切り出す
ための素子であり、これによって切り出されたパターン
が転写光学系によって拡大、縮小されて加工ターゲット
8上に転写され、加工パターンの基本要素となる。マス
ク6を透過したレーザ光10は、例えば位相ホログラム
であるホログラム5に入射し、これによって多数の転写
像を形成するように空間変調され、さらに、空間変調さ
れた多数のレーザビームは転写レンズ7によって加工タ
ーゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0185】この実施例によれば、マスク6上のただ一
つのマスクパターンにレーザ光を照射すればよい。その
ため、レーザ光をマスクパターン上に集中させるのが容
易であり、レーザ光の透過率が高まり、その結果、転写
効率を向上させ、その結果として加工装置の加工効率を
向上させることができる。それ故、この実施例におい
て、マスク6の配置とレーザ光照射方法とが重要であ
る。
【0186】図14に示したこの実施例では、照射レン
ズ9によってマスク6上のマスクパターンにレーザ光1
0を集光させており、これによってマスク6のエネルギ
透過率が高まり、光利用率が向上する。また、レーザ発
振器1の光共振器は、ミラー16a及び16bから構成
される不安定共振器であるので、レーザ光の発散角を小
さくすることができる。レーザ光の発散角が小さくなる
とマスク6上で同一の大きさの照射スポット得るために
必要な照射レンズ9の焦点距離を長くすることができ、
マスク透過後のビーム発散角を小さくすることができる
ので、転写光学系全体の開口数を小さく抑えることがで
き光学系全体の構成が簡便になる。
【0187】実施例11. 図15は請求項7の発明の一実施例によるレーザ転写加
工装置の構成を示す構成図であり、図において、図1に
おける参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分を
示しており、15はレーザビームのためのレーザビーム
整形光学系(整形手段)である。
【0188】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、レーザビーム整形光
学系15によってレーザ光のビーム整形がなされた後、
マスク6のマスクパターン上へ集光、照射される。マス
ク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を切り
出すための素子であり、これによって切り出されたパタ
ーンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工ターゲ
ット8上に転写され、加工パターンの基本要素となる。
マスク6を透過したレーザ光10は、例えば位相ホログ
ラムであるホログラム5に入射し、これによって多数の
転写像を形成するように空間変調され、さらに、空間変
調された多数のレーザビームは転写レンズ7によって加
工ターゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形成す
る。
【0189】レーザビーム整形光学系15は、レーザビ
ームの拡大又は縮小によって、レーザビームの断面形状
をマスク6のマスクパターン形状と一致するように、レ
ーザビームを整形する。これによって、マスク6のエネ
ルギ透過率が向上し、光の利用効率が高まり、加工装置
の加工効率が向上する。
【0190】実施例12. 図16は請求項8及び請求項9の発明の一実施例による
レーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示しており、23は光ファイバ(整形手
段)である。
【0191】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
て集光されて、光ファイバ23の一端に入射される。光
ファイバ23によって案内されたレーザ光は光ファイバ
23の他端から出射する。この光ファイバ23の前記他
端にはマスク6が設けられている。マスク6は、前記し
たように、レーザ光から加工形状を切り出すための素子
であり、これによって切り出されたパターンが転写光学
系によって拡大、縮小されて加工ターゲット8上に転写
され、加工パターンの基本要素となる。マスク6を透過
したレーザ光10は、例えば位相ホログラムであるホロ
グラム5に入射し、これによって多数の転写像を形成す
るように空間変調され、さらに、空間変調された多数の
レーザビームは転写レンズ7によって加工ターゲット8
上に投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0192】マスク6をレーザ光で照射する場合、エネ
ルギ透過率を高めるためには、なるべくマスクパターン
と一致する照射パターンで照射する必要がある。しかし
ながら、照射パターンをマスクパターンに一致させよう
とすると、マスクパターン全体を均一な強度分布で照射
することが難しくなる。これに対して、この実施例によ
る光ファイバ23を用いることによって、光ファイバ2
3の出射面で均一なレーザ光強度分布を持ったレーザビ
ームが得られるので、光ファイバ23の直後にファイバ
断面の形状とほぼ一致するマスクパターンを有するマス
ク6を配置しておけば、均一な照射強度で高い透過率が
得られる。これによって、加工形状を切り出す際のマス
クエネルギ透過率が向上し、さらに、マスク上で光強度
分布が均一になるので、高効率でむらのない安定な加工
を提供できる。
【0193】また、その代わりに、光ファイバの出射端
面をそのままマスクパターンとして用いることもでき
る。
【0194】実施例13. 図17は請求項10の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の構成を示す構成図であり、図において、図1
における参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分
を示しており、16a及び16bはレーザ発振器1の共
振器ミラーである。また、マスク6はレーザ発振器1の
光共振器内に設けられている。
【0195】次に動作について説明する。レーザ発振器
1内で形成されるレーザビームは全てマスク6を透過し
て、共振器ミラー16bを介して発せられる。マスク6
は、前記したように、レーザ光から加工形状を切り出す
ための素子であり、これによって切り出されたパターン
を有するレーザビームが転写光学系によって拡大、縮小
されて加工ターゲット8上に転写され、加工パターンの
基本要素となる。マスク6を透過してレーザ共振器1か
ら発せられたレーザ光10は、例えば位相ホログラムで
あるホログラム5に入射し、これによって多数の転写像
を形成するように空間変調され、さらに、空間変調され
た多数のレーザビームは転写レンズ7によって加工ター
ゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0196】このように光共振器内にマスク6を配置す
ることにより、レーザ発振器1から放射されたレーザ光
は全てマスク6を通過することとなる。従って、この実
施例によれば、光共振器の外でレーザ光をマスク6に結
合する場合よりも、より高い効率を得ることができる。
また、マスク6のマスクパターンを通る光軸近傍のレー
ザ光しか放射されないので、ビーム広がりの小さい質の
良いレーザ光が得られる。さらに、図17に示すよう
に、レーザ共振器として、同心球共振器である共振器ミ
ラー16a及び16bを用い、その曲率中心を結ぶ軸上
にマスク6のパターンが位置するようにマスク6を光共
振器内に配置することによって、レーザ発振効率を低下
させることなく加工要素パターンのレーザビームを得る
ことができる。これによって、高い光利用効率が得ら
れ、加工装置の加工効率を向上できる。
【0197】実施例14.図18はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、100はレーザ増幅器
である。
【0198】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
てマスク6上のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を
切り出すための素子であり、これによって切り出された
パターンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工タ
ーゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素とな
る。マスク6を透過したレーザ光10は、レーザ増幅器
100でそのレーザ光強度が増幅された後、例えば位相
ホログラムであるホログラム5に入射し、これによって
多数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、
空間変調された多数のレーザビームは転写レンズ7によ
って加工ターゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を
形成する。
【0199】マスク6はホログラムによって全ての転写
像へ分配される光のエネルギを通過させなければならな
い。そのため、マスク6上の照射強度は大変大きくな
る。そのためマスク6が破損する危険性が生じる。従っ
て、これまで説明した実施例では、マスク6に入射する
レーザ光の強度は制限される。これに対して、図18に
示すように、この実施例によるレーザ転写加工装置によ
れば、マスク6透過後にレーザ増幅器100によってレ
ーザ光強度が増幅されるので、マスク6通過時には大き
なレーザ光強度を必要とせず、より高エネルギのレーザ
ビームをレーザ増幅器100から取り出すことができ
る。これによって、マスク6に多大な負荷をかけずに、
高エネルギのレーザ光を用いたレーザ加工を実現でき
る。
【0200】実施例15.図19はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、25はマスク6のマス
クパターン近傍から反射されたレーザ光を再びマスク6
のマスクパターンへと戻すためのミラーである。また、
マスク6のレーザ光入射面側の少なくともマスクパター
ンの周囲はミラーが設けられているか、又は、マスク6
のレーザ光入射面全体にはミラーが設けられている。
【0201】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
てマスク6上のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を
切り出すための素子であり、これによって切り出された
パターンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工タ
ーゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素とな
る。マスク6を透過したレーザ光10は、例えば位相ホ
ログラムであるホログラム5に入射し、これによって多
数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、空
間変調された多数のレーザビームは転写レンズ7によっ
て加工ターゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形
成する。マスク6を通過せずにマスクパターンの近傍か
ら反射したレーザ光は、ミラー25によって反射され、
再度マスク6のマスクパターンに返される。
【0202】通常、マスク6の非透過部に当たったレー
ザ光は、そのまま散逸してしまい、利用されずにロスと
なる。これに対して、この実施例のレーザ転写加工装置
によれば、図19に示すように、マスク6のマスクパタ
ーンの少なくとも周囲の非透過部にはミラーが設けられ
ているので、このミラーによってマスク6を通過せずに
反射した光は、ミラー25によって反射され再びマスク
6のマスクパターン上に戻される。これによって、レー
ザ光のロスを減らし、光の利用効率を向上することがで
き、結果的にレーザ転写加工装置の加工効率を向上し得
る。
【0203】実施例16.図20はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示している。マスク6は、単なる、
マスクパターン以外に照射されるレーザ光を遮光するも
のではなく、マスクパターン以外の部分はこの部分に照
射されたレーザ光を装置のレーザ光軸外へと屈折させる
プリズム状の素子から構成されている。
【0204】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
てマスク6上のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を
切り出すための素子であり、これによって切り出された
パターンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工タ
ーゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素とな
る。マスク6を透過したレーザ光10は、例えば位相ホ
ログラムであるホログラム5に入射し、これによって多
数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、空
間変調された多数のレーザビームは転写レンズ7によっ
て加工ターゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形
成する。マスク6のマスクパターンへと照射されずにマ
スクパターンの周囲に設けられたプリズム素子に入射し
たレーザ光は、レーザ光軸の外側方向へ屈折される。
【0205】マスク6はホログラムによって全ての転写
像へ分配される光のエネルギを通過させなければならな
い。そのため、マスク6上の照射強度は大変高くなる。
そのためマスク6が破損する危険性が生じる。従って、
単にマスクパターン以外に照射されるレーザ光を遮光す
る構造のマスクは、レーザ光を吸収してしまい、熱によ
って破損してしまう。これに対して、この実施例による
マスク6は、図20に示すように、レーザ光を吸収せず
に透過させて発散させてしまうので、マスク6にかかる
負荷が低減され破損することがなくなる。これにより、
安定に高エネルギのレーザ光を用いて加工ができる。
【0206】実施例17.図21はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示している。マスク6は、単なる、
マスクパターン以外に照射されるレーザ光を遮光するマ
スクではなく、図21に示すようなコンデンサコーンの
構造を有している。
【0207】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
てマスク6上のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を
切り出すための素子であり、これによって切り出された
パターンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工タ
ーゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素とな
る。マスク6を透過したレーザ光10は、例えば位相ホ
ログラムであるホログラム5に入射し、これによって多
数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、空
間変調された多数のレーザビームは転写レンズ7によっ
て加工ターゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形
成する。コンデンサコーンのマスク6へと照射されたレ
ーザ光は、マスク6のマスクパターンであるコンデンサ
コーンの出口形状によってそのレーザ光のパターン形状
が規定される。従って、マスクパターン外のレーザ光は
コンデンサコーンの内面に衝突して内面によって乱反射
され、コンデンサコーン全体でエネルギが吸収される。
【0208】マスク6はホログラムによって全ての転写
像へ分配される光のエネルギを通過させなければならな
い。そのため、マスク6上の照射強度は大変大きくな
る。そのためマスク6が破損する危険性が生じる。従っ
て、単にマスクパターン以外のレーザ光を遮光する構造
のマスクは、レーザ光を多く吸収してしまい、熱によっ
て破損してしまう。これに対して、この実施例によるマ
スク6は、図21に示すように、レーザ光を乱反射させ
て広い面積でマスク6を透過しないレーザ光を吸収して
しまうので、マスク6にかかる負荷が低減され破損する
ことがなくなる。これにより、安定に高エネルギのレー
ザ光を用いて加工ができる。
【0209】また、コンデンサコーン形状のマスク6
を、図22に示すように、レーザ光からマスクパターン
を切り出すための複数のマスク60で構成される多段階
マスクで構成することもでき、レーザ光はこれらのマス
ク60によって段階的に遮られる。従って、1つのマス
ク60に吸収されるレーザ光のエネルギを低下させるこ
とができ、結果的にマスクの負荷が低減されマスクの破
損や変形をなくすことができる。
【0210】実施例18.図23はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、27は空気などのガス
流をマスク6のマスクパターン周囲に吹き付けるための
ノズルである。
【0211】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
てマスク6上のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を
切り出すための素子であり、これによって切り出された
パターンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工タ
ーゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素とな
る。マスク6を透過したレーザ光10は、例えば位相ホ
ログラムであるホログラム5に入射し、これによって多
数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、空
間変調された多数のレーザビームは転写レンズ7によっ
て加工ターゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形
成する。ノズル27はマスク6パターン上にガス流を吹
き付けてマスク6を冷却する。
【0212】マスク6はホログラムによって全ての転写
像へ分配される光のエネルギを通過させなければならな
い。そのため、マスク6上の照射強度は大変高くなる。
そのためマスク6が破損する危険性が生じる。従って、
単にマスクパターン以外のレーザ光を遮光する構造のマ
スク6は、レーザ光を多く吸収してしまい、熱によって
破損してしまう危険性がある。これに対して、この実施
例によるマスク6には、図26に示すように、2つのノ
ズル27によって高速の冷却ガス流を吹き付けているの
で、より効果的に冷却ガス流をマスク6のマスクパター
ン周囲に集中して吹き付け、より大きな冷却効果が得ら
れる。これによって、マスクの破損を防止し、安定に高
エネルギのレーザ光を用いて加工ができる。
【0213】尚、この実施例においては、ノズルを用い
て集中的に冷却ガスを吹き付けたが、冷却ファン等を用
いて冷却してもよい。
【0214】実施例19.図24はこの発明の一実施例
によるマスクを示す斜視図であり、図において、図1に
おける参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分を
示しており、319はマスク6の表面に形成された羽
(フィン)である。
【0215】この実施例は、上記実施例18と同様に、
転写加工中のマスクの温度上昇を低減することにより、
マスクの破損を防止し加工精度の劣化を防止するために
なされたものである。
【0216】次に動作について説明する。羽319はマ
スク6の表面積を増大し、レーザ光10によるマスク6
の温度上昇を低減することができる。これにより熱膨張
によるマスク6の変形を低減するので、透過レーザ光の
変形が低減され、マスクの破損を防止し加工精度の劣化
を防止し、加工装置の信頼性が向上する。
【0217】実施例20.図25はこの発明の一実施例
によるマスクを示す斜視図であり、図において、図1に
おける参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分を
示しており、320はマスク6の表面上に該表面に接触
して設けられた冷却パイプである。
【0218】この実施例は、上記実施例18と同様に、
転写加工中のマスクの温度上昇を低減することにより、
マスクの破損を防止し加工精度の劣化を防止するために
なされたものである。
【0219】次に動作について説明する。冷却パイプ3
20に冷却水321を流すことにより、レーザ光10に
よるマスク6の温度上昇を低減することができる。これ
により熱膨張によるマスク6の変形を低減するため、透
過レーザ光の変形が低減され、マスクの破損を防止し加
工精度の劣化を防止し、加工装置の信頼性が向上する。
【0220】実施例21.図26はこの発明の一実施例
によるマスクを示す斜視図であり、図において、図1に
おける参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分を
示しており、321はマスク6のマスクパターン周囲に
設けられたマスクパターン以外に入射されたレーザ光を
反射させるためのミラー部である。
【0221】この実施例は、上記実施例18と同様に、
転写加工中のマスクの温度上昇を低減することにより、
マスクの破損を防止し加工精度の劣化を防止するために
なされたものである。
【0222】次に動作について説明する。マスクパター
ン以外に入射されたレーザ光は、マスク6のマスクパタ
ーン周囲の遮光部分に設けられたミラー部321によっ
て反射される。これにより、レーザ光のマスク6の吸収
が低減され、レーザ光10によるマスク6の温度上昇を
低減することができる。これにより熱膨張によるマスク
6の変形を低減するため、透過レーザ光の変形が低減さ
れ、加工装置の信頼性が向上する。
【0223】実施例22.図27はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、691はディスク形状
のマスク6を回転させて、マスク6上に多数形成されて
いるマスクパターンを選択的に切り替えるための回転式
マスク切り替え駆動部である。マスク6は、1枚の円形
状のディスク基板で形成されており、中心軸が回転式マ
スク切り替え駆動部691の回転シャフトに一致する1
つの円周上に、複数のマスクパターンを有している。
【0224】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
てマスク6上のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を
切り出すための素子であり、これによって切り出された
パターンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工タ
ーゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素とな
る。マスク6を透過したレーザ光10は、例えば位相ホ
ログラムであるホログラム5に入射し、これによって多
数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、空
間変調された多数のレーザビームは転写レンズ7によっ
て加工ターゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形
成する。
【0225】マスク6上の1つのマスクパターンがレー
ザ光によって破損すると、回転式マスク切り替え駆動部
691によってマスク6は回転され、他の破損していな
いマスクパターンに切り替えられる。
【0226】マスク6はホログラムによって全ての転写
像へ分配される光のエネルギを通過させなければならな
い。そのため、マスク6上の照射強度は大変大きくな
る。そのためマスク6が破損する危険性が生じる。従っ
て、単にマスクパターン以外のレーザ光を遮光する構造
のマスクは、レーザ光を多く吸収してしまい、熱によっ
て破損してしまう。これに対して、この実施例によるマ
スク6は、図26に示すように、マスクパターンが複数
形成されており、容易に切り替えられるように構成され
ているので、1つのマスクパターンが破損した場合のマ
スクメイテナンスを容易に実施でき、即ち、他のマスク
パターンをレーザ光路上に配置してレーザ転写加工装置
を稼働できるように復旧させ、容易にレーザ加工作業を
継続して行うことが可能となる。
【0227】実施例23.図28はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、805は反射型の位相
ホログラムである。
【0228】反射型位相ホログラム805は、図29に
示すように、例えば、入射したレーザ光に場所に応じた
位相変化を及ぼす複数の直線部(例えばレリーフ)を有
している。反射型位相ホログラム805での反射レーザ
ビーム820の方向は、図30に示すように、レーザビ
ームを構成するレーザ光線群の内任意の2本のレーザ光
線810a及び810b(反射光線820a及び820
bはそれぞれレーザ光線810a及び810bに対応し
ている)の干渉によって決定され、ホログラム上での直
線のピッチLと入射レーザビームの入射角θとの関数と
して規定される。
【0229】従って、反射型位相ホログラム805の入
射レーザ光に対する配置は、図29のように、入射レー
ザ光810とその0次光820とからなる仮想面830
と、位相ホログラム805の直線群の1つの直線を含み
且つ反射型位相ホログラム805と直交する仮想面84
0とが互いに平行であるようになされている。このよう
に位相ホログラム805を入射レーザ光810に対して
設置すると、位相ホログラムの表面に垂直な方向(図中
z方向)への位置変化は、本質的に2つのレーザ光線の
干渉を変えるものではなく、従って、位相ホログラム8
05によってもたされる加工ターゲット8上の所定の加
工パターン変化を伴わない。しかしながら、反射光線8
20の方向は移動するので、これによってレーザ加工位
置を変化させることができる。このように、この実施例
によれば、加工パターンを変化させることなく加工ター
ゲット8上での転写像の位置を変化させるここが可能と
なる。
【0230】これに対して、図31に示すように、入射
レーザ光810とその0次光820とからなる仮想面8
30が位相ホログラム805中の直線に対して直交する
ように、位相ホログラム805を配置すると、図中のz
方向に位相ホログラム805を移動すると、これによっ
て照射加工パターンが変化してしまう。
【0231】従って、図29に示すように反射型位相ホ
ログラム805を入射レーザビームに対して配置するこ
とによって、ホログラムのz方向位置を変化させること
により、加工パターンを変化させることなく加工パター
ンの加工ターゲット8上での位置決めを容易に行うこと
ができる。
【0232】次にレーザビームの反射型位相ホログラム
805に対するなす角度と加工誤差の割合との関係につ
いて説明する。図32は、レーザビーム810の位相ホ
ログラム805に対するなす角度850の定義を示す説
明図であり、図33は、レーザビーム810の反射型位
相ホログラム805に対するなす角度850と加工誤差
の割合(%)との関係を示している。図33からわかる
ように、レーザビームの位相ホログラム805に対する
なす角度が大きくなるに従って、加工誤差の割合が増大
し、ある特定条件下の実験によれば、レーザビームの反
射型位相ホログラム805に対するなす角度が45゜に
なると加工誤差の割合が約5%となった。従って、この
程度の加工誤差の割合を許容するならば、レーザビーム
の位相ホログラム805に対するなす角度は45゜以下
であることが好ましい。
【0233】実施例24. 図34は請求項15の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の構成を示す構成図であり、図において、図1
における参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分
を示しており、6aは加工要素パターンが形成された第
1のマスク、6bはホログラム5で生成された複数の転
写像の一部を選択的に通過させ残りを遮断するための第
2のマスク(遮蔽手段)、7aは第1の転写レンズ、7
bは第2の転写レンズである。
【0234】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9でマス
ク6aのマスクパターン上へ集光、照射される。マスク
6aは、前記したように、レーザ光から加工パターンの
基本要素としての加工形状を切り出すための素子であ
り、これによって切り出されたパターンを有するレーザ
光はホログラム5に入射する。ホログラム5は例えば位
相ホログラムであり、マスク6aを透過してこのホログ
ラム5に入射したレーザ光10は、ホログラム5によっ
て多数の転写像を形成するように空間変調され、さら
に、空間変調された多数のレーザビームは転写レンズ7
によって第2のマスク6b上に入射する。第2のマスク
6bで全転写像の一部が選択されて透過され、転写レン
ズ7bによって加工ターゲット8上に透過した転写像が
再度転写される。
【0235】電子回路基板の穴あけ加工などでは、わず
かに異なる加工パターンを多数加工する場合が多い。こ
のような場合、わずかに異なるだけの加工パターンを有
する多数のホログラムを製作すると、複雑なホログラム
を多数製作しなければならず、コストがかかりすぎる。
この実施例による、ホログラム5で形成された複数の転
写像の一部のみを選択的に透過させて加工ターゲット8
に転写するための遮光マスクとしての第2のマスク6b
は、容易に製作できて低コストであるので、様々なパタ
ーンの加工を高い光利用効率で行うことができる。
【0236】実施例25. 図35は請求項16の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の構成を示す構成図であり、図において、図1
における参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分
を示しており、631は多数の転写像の内のいくつかの
像の光強度が他の像の光強度と異なるようにホログラム
パターンが形成されたホログラム、632aから632
dはホログラム631によって生じる転写像、633は
レーザ発振器制御部である。
【0237】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9によっ
てマスク6上のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工形状を
切り出すための素子であり、これによって切り出された
パターンが転写光学系によって拡大、縮小されて加工タ
ーゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素とな
る。マスク6を透過したレーザ光10は、後のホログラ
ム631によって再生されるレーザビームが加工ターゲ
ット8上に投影されるように転写レンズ7によってビー
ム径が変換され、例えば位相ホログラムであるホログラ
ム631に入射し、これによって多数の転写像を形成す
るように空間変調され、さらに、空間変調された多数の
レーザビームは加工ターゲット8上に投影されてそれぞ
れ転写像を形成する。
【0238】この実施例では、図35に示すように、ホ
ログラム631は多数の転写像の内のいくつかの像の光
強度が他の像の光強度と異なるようにホログラムパター
ンが形成されており、これにより、例えば転写像632
a及び632dよりも転写像632b及び632cの光
強度が弱くなるように加工ターゲット8上に転写像が結
像される。加工ターゲット8は光強度が強いほど速く加
工される。従って、この実施例の構成によれば、加工タ
ーゲット8上で転写像632a及び632dの部分が貫
通するまでレーザ光を照射した時、転写像632b及び
632cの部分では光強度が弱いので貫通孔とはなって
いない。この場合の加工ターゲット8の線IーI’上の
断面を図36に示す。このようにこの実施例によるホロ
グラムを用いることによって、場所によって掘れ深さの
異なる穴を加工することができる。
【0239】図37はこの実施例を用いて加工する場合
の被加工物であるターゲット8の加工面上の加工パター
ンの一例を示す。加工ターゲット8上に9つの転写像6
34aから634iを結像し、転写像634a、634
c、634e、634g、634iの光強度が加工ター
ゲット8の転写像の光強度より大きくなるようにホログ
ラム631が製作されている。この場合、全ての転写像
の部分で貫通孔があくまでレーザ光を照射すると、加工
ターゲット8上には図38に示すように9つの貫通孔を
開けることができる。また、転写像634a、634
c、634e、634g、634iの部分に貫通孔が形
成された時点でレーザ光照射を停止すると、残りの部分
には貫通孔は形成されず、図39に示すような5つの貫
通孔のみを形成する加工を施すことができる。このよう
に、この実施例のレーザ転写加工装置により、ホログラ
ムを変えることなく異なったパターンの加工を行うこと
ができる。これにより、加工設備の低減、加工時間の短
縮を図ることができる。
【0240】尚、レーザ光照射方法は、レーザ発振器制
御部633により、レーザ励起回路の電圧を変えるなど
してレーザ光強度を変化させてもよいし、レーザ発振周
波数を変化させてもよい。
【0241】また、この実施例では、多数の転写像の内
いくつかの転写像の光強度が他の転写像の光強度と異な
るようにホログラムが設計されているが、光強度を低減
した部分に光透過を妨げるマスクを用いてもよい。しか
しながら、この実施例のようなホログラムを設計して用
いることによって、光強度を低減した部分の光を他の部
分にまわして利用することができ、高い光利用効率が得
られる。
【0242】実施例26.図40はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図35における参照符号と同一の符号は同
一もしくは相当部分を示しており、635a及び635
bはホログラム631によって生じる転写像である。
【0243】次に動作について説明する。この実施例で
は、ホログラム631には多数の転写像の内のいくつか
の像の光強度が他の像の光強度と異なるようにホログラ
ムパターンが形成されており、例えば、図41に示す転
写像635aの光強度が転写像635bの光強度に比較
して強くなるように製作されている。被加工物である加
工ターゲット8上に転写像が形成される際、加工ターゲ
ット8は加工ターゲット8を移動させるための移動手段
(図示せず)によって移動される。移動の間、レーザ照
射による転写像は結像されたままである。
【0244】この実施例によるレーザ加工例を図42に
示す。図42の転写像の横方向位置は図41のそれに対
応している。加工ターゲット8は図中下方向に移動され
ており、従って、加工ターゲット8は最下部のA領域か
ら最上部のG領域へと順次加工される。当然ながら、光
強度が強いほど速く加工される。図42の例において
は、領域AからBの範囲を加工する際には、図41にお
ける転写像635aの部分は加工されるが転写像635
bの部分は加工されないような光強度でレーザ光を照射
する。
【0245】次に、領域BからCの範囲を加工する際に
はレーザ発振器から放射されるレーザ光強度を上げて、
図41における転写像635aの部分及び転写像635
bの部分がともに加工されるような光強度でレーザ光を
照射する。以下同様に、領域CからD、領域EからGの
範囲を加工する際には、図41における転写像635a
の部分のみが加工されるレーザ光強度で、また領域Dか
らECの範囲を加工する際には、図41における転写像
635aの部分及び転写像635bの部分がともに加工
されるような光強度でレーザ光を照射する。このような
操作によって図42に示すような加工パターンを加工タ
ーゲット8上に作成することができる。このように、各
転写像の光強度、及び照射するレーザ光の光強度を変化
させることにより、様々なパターンの加工が可能とな
る。これにより、加工設備の低減、加工時間の短縮を図
ることができる。
【0246】尚、レーザ光照射方法は、レーザ発振器制
御部633により、レーザ励起回路の電圧を変えるなど
してレーザ光強度を変化させてもよいし、レーザ発振周
波数を変化させてもよい。
【0247】実施例27. 図43は請求項17の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の構成を示す構成図であり、図において、図1
における参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分
を示しており、637は加工ターゲット8上に形成され
る反復加工パターンの一部の加工要素パターンに対応す
るマスクパターンが書き込まれたマスク、638はマス
ク637で規定されるパターンを有する複数の転写像の
それぞれが、少なくとも1つの他の転写像と一部が互い
に重なり合うか又は隣接するような配置で結像するよう
に製作されたホログラムである。図43に示す実施例に
おいては、マスク637は十字形のマスクパターンを有
している。
【0248】次に動作について説明する。上記実施例で
示したように、もしホログラム638が加工ターゲット
8上の各転写像の結像位置にマスク637の加工要素パ
ターンを互いに隣接させず且つ重なり合わないように形
成するように製作されている場合には、マスク637の
加工要素パターンである十字模様が各結像位置に加工さ
れる。これに対して、この実施例によるホログラム63
8は、複数の転写像のそれぞれが一直線状に並び、隣り
合う転写像が互いに隣接又は重なりあうように配置する
ように製作されているので、図43に示すような手術に
よる傷跡のような十字形の反復模様が加工される。
【0249】同様に、図44(a)に示すような円形の
マスクパターンが形成されたマスク637を用い、さら
に、複数の転写像が図44(b)のように重なり合いな
がら直線上に一列に並ぶように構成されたホログラム6
38を用いると、図44(c)の様な長円の穴を加工す
ることができる。
【0250】また、同様に図45(a)に示すような矩
形のマスクパターンが形成されたマスク637を用い、
さらに、複数の転写像が図45(b)のように隣接又は
重なり合いながら直線上に一列に並ぶように構成された
ホログラム638を用いると、図45(c)の様に切断
加工を行うことができる。
【0251】さらに、同様に図46(a)に示すような
矩形のマスクパターンが形成されたマスク637を用
い、さらに、複数の転写像が図46(b)のように隣接
又は重なり合いながらH字形に並ぶように構成されたホ
ログラム638を用いると、図46(c)の様なH字形
の穴を加工することができる。
【0252】また、同様に図47(a)に示すような日
の字形のマスクパターンが形成されたマスク637を用
い、さらに、複数の転写像が図47(b)のように重な
り合いながら目の字形に並ぶように構成されたホログラ
ム638を用いると、図47(c)の様にマスク637
のマスクパターンとは異なる目の字形の穴を加工するこ
とができる。
【0253】このように、マスク637のマスクパター
ンとホログラムによる転写像の結像位置とを選択してこ
れらを組み合わせることによって、マスクによって規定
される加工要素パターンだけでなく、マスク637のマ
スクパターンの反復パターン、又は、マスク637のマ
スクパターンとは異なるパターンの加工を行うことがで
きる。これにより、単純なパターンのホログラムを用い
て大面積のパターンや複雑なパターンを加工することが
できる。
【0254】実施例28.図48はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、601は偏向ミラー2
の方向を図に示す矢印Aの方向に回転又は並進移動する
ための偏向ミラー駆動部、602はマスク6を図に示す
矢印Bの方向に移動するためのマスク駆動部である。
【0255】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から発せられたレーザ光10は、照射レンズ9及び偏
向ミラー2を介してマスク6上のマスクパターン上へ集
光、照射される。マスク6は、前記したように、レーザ
光から加工形状を切り出すための素子であり、これによ
って切り出されたパターンが転写光学系の転写レンズ7
によって拡大、縮小された後ホログラム5を介して加工
ターゲット8上に転写され、加工パターンの基本要素と
なる。マスク6を透過したレーザ光10は、例えば位相
ホログラムであるホログラム5に入射し、これによって
多数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、
空間変調されて生成された多数のレーザビームは加工タ
ーゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0256】偏向ミラー2及びマスク6を固定して使用
すると、レーザ発振器1から放射されたレーザ光10は
常に一定の光路上を通り、転写レンズ7を透過したレー
ザ光は常にホログラムの同じ位置に照射する。その結
果、被加工物であるターゲット8の加工面の常に同じ位
置にレーザ光が集光され、同一のパターンが加工される
こととなる。これに対して、この実施例によるレーザ転
写加工装置は、図48に示すように、マスク6の位置を
並進移動させるマスク駆動装置602を備えている。マ
スク駆動装置602は、マスク6の位置をレーザ光軸に
対して垂直な方向に移動し、これによってマスク6を透
過するレーザ光の光路を変化させることができ、レーザ
光の光路変化に応じて加工ターゲット8上の転写像の位
置を変化させることができる。マスク6の移動範囲がマ
スク6に照射されるレーザ光のビームサイズより広い場
合には、マスク位置の変化に対応してマスク6に照射す
るレーザビームの位置も変化させるとよい。このため
に、この実施例によるレーザ転写加工装置は偏向ミラー
駆動部601を具備している。偏向ミラー駆動部601
は、必要に応じて、偏向ミラー2を矢印Aの方向に回転
又は並進移動させ、照射レンズ9を透過したレーザ光1
0の偏向方法を変えて、ホログラム5及びターゲット8
に対するレーザ光の光路を変化させる。また、マスク6
がマスク駆動部602によって移動された場合も、レー
ザ光がマスク6のマスクパターンに入射するように、偏
向ミラー駆動部601は偏向ミラー2を回転又は並進移
動させてマスク6への入射光光路を調整する。
【0257】このようにして、マスク、マスク及びマス
クに入射するレーザ光の位置を変えているので、マス
ク、ホログラム等の光学素子の変更によらなくても加工
位置を変化させることができる。これにより同じマス
ク、ホログラムを用いて異なった種類のパターン加工が
実現でき、加工設備の低減、加工時間の短縮を図ること
ができる。
【0258】図49は、この実施例によるレーザ転写加
工装置を用いて加工されるターゲット8の加工面上の加
工パターンの一例を示す図である。マスク6の位置を固
定している場合、例えば3つの転写像603a、603
b及び603cの位置に穴が加工される。マスク6の位
置をマスク駆動部602によって移動すると、前記3つ
の位置とは異なる位置に3つの転写像604a、604
b及び604cが形成され、これらの位置に穴が加工さ
れる。
【0259】図50は、この実施例によるレーザ転写加
工装置を用いて加工される加工ターゲット8の加工面上
の加工パターンの他の例を示す図である。レーザ光を連
続的に発振させた状態でマスク6の位置を変化させる
と、3つの転写像が連続的に加工ターゲット8上で移動
して、その結果、3つの長円形状の穴605a、605
b及び605cが形成される。
【0260】尚、この実施例においては、偏向ミラー2
は、照射レンズ9とマスク6との間に配置されたが、レ
ーザ発振器1と転写レンズ9との間に配置してもよく、
同様の効果を奏する。また、偏向ミラー2を駆動してレ
ーザ光光路を変化させているが、例えば音響光学偏向素
子(AOD素子)を用いてレーザ光光路を変化させても
よく、これによっても同様な効果を奏し得る。
【0261】実施例29.図51は、この発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
り、図において、図48における参照符号と同一の符号
は同一もしくは相当部分を示しており、606は偏向ミ
ラー駆動部601、マスク駆動部602及びレーザ発振
器1を制御する制御部、607は制御部606とレーザ
発振器1とを電気的に接続する信号線、608は制御部
606と偏向ミラー駆動部601とを電気的に接続する
信号線、609は制御部606とマスク駆動部602と
を電気的に接続する信号線である。この実施例は、上記
実施例28のより好ましい実施態様である。
【0262】図51に示す構成によれば、加工ターゲッ
ト8上に所望の加工パターンを得るように、レーザ制御
部606により偏向ミラー駆動部601、マスク駆動部
602、及びレーザ発振器1が制御される。これによ
り、マスク6及びレーザ光の位置を変化させる間のレー
ザ発振器1の動作を制御することが可能となり、図49
及び図50に示した点状の加工、線状の加工の区別を精
密に行うことができる。
【0263】実施例30.図52はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、612はホログラムを
支持するホルダ、613はホルダ612及びホログラム
を回転させる回転機構部、614は回転機構部613の
外周ホルダ、615は回転機構部613及びレーザ発振
器1を制御する制御部、617は制御部615とレーザ
発振器1とを電気的に接続する信号線、616は制御部
615と回転機構部613とを電気的に接続する信号線
である。
【0264】次に動作について説明する。ホログラム5
を固定してレーザ光の光路を一定に維持すると、レーザ
発振器1から放射されたレーザ光10は常に一定の光路
上を通り、転写レンズ7を透過したレーザ光は常にホロ
グラム5の同じ位置を照射するので、加工ターゲット8
の加工面の常に同じ位置にレーザ光が集光され、同一の
パターンが加工されることとなる。
【0265】これに対して、この実施例によるレーザ転
写加工装置は、図52に示すように、ホログラム5を回
転移動させる回転駆動機構部613を備えている。回転
駆動機構部613は、ホログラム5を支持するホルダ6
12とホルダ614との間に設けられており、ホログラ
ム5を支持するホルダ612は固定されたホルダ614
に対して回転するように構成されている。従って、ホロ
グラム5が回転されると、ホログラム5によって形成さ
れる加工ターゲット8上の複数の転写像の位置は加工面
上を回転する。例えば、回転されていないホログラム5
が図53に示す様な配置の4つの位置に転写像を生成す
る場合、ホログラム5を図52の矢印Cの方向に回転す
ると、加工ターゲット8の加工面上において転写像は矢
印Dの方向に回転する。回転の間、レーザ発振器1のレ
ーザ発振を制御部615によって停止すると、図54に
示すように同心円上に点加工を行うことができる。ま
た、レーザ発振器1のレーザ発振を維持した状態でホロ
グラム5を回転させると、図55に示すように弧状に線
加工を行うことができる。
【0266】このようにして、ホログラムを回転させて
いるので、マスク、ホログラム等の光学素子の変更によ
らなくても加工位置を変化させることができる。これに
より同じマスク、ホログラムを用いて異なった種類のパ
ターン加工が実現でき、加工設備の低減、加工時間の短
縮を図ることができる。
【0267】この実施例において、回転駆動機構613
は、2つのホルダ間に設けられたが、これに限定される
ものではなく、例えば、モータでホルダを回すなどの他
の回転手段であってもよく、同様な効果を奏する。
【0268】また、この実施例によるレーザ転写加工装
置は制御部615を具備しているので、ホログラム5の
回転中にレーザ発振器1のレーザ発振を停止させるな
ど、ホログラム5及びレーザ発振器1を同時に制御する
ことができる。これにより、ホログラム5による複数の
転写像の位置を変化させる間のレーザ発振器1の動作を
制御することが可能となり、図54及び図55に示した
点状の加工、線状の加工の区別を精密に行うことができ
る。
【0269】実施例31.図56はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、601は偏向ミラー2
の方向を図に示す矢印Aの方向に回転又は並進移動させ
るための偏向ミラー駆動部、620はホログラム5を図
に示す矢印Cの方向に回転するための回転駆動機構部、
615は回転駆動機構部620及びレーザ発振器1を制
御する制御部、617は制御部615とレーザ発振器1
とを電気的に接続する信号線、616は制御部615と
回転駆動機構部620とを電気的に接続する信号線であ
る。
【0270】次に動作について説明する。既に上記実施
例29で述べたように、偏向ミラー2及びホログラム5
を固定して使用すると、レーザ発振器1から放射された
レーザ光10は常に一定の光路上を通り、転写レンズ7
を透過したレーザ光は常にホログラム5の同じ位置を照
射するので、加工ターゲット8の加工面の常に同じ位置
にレーザ光が集光され、同一のパターンが加工されるこ
ととなる。
【0271】これに対して、この実施例によるレーザ転
写加工装置は、図56に示すように、ホログラムの回転
移動させる回転駆動機構部620及び偏向ミラー駆動部
601を備えている。回転駆動機構部620は、上記実
施例30による回転駆動機構部と同様な構成を有してお
り、ホログラム5を回転させて、加工ターゲット8上に
形成される複数の転写像の位置を回転させることができ
る。さらに、偏向ミラー2の位置が偏向ミラー駆動部6
01によって変化されると、この変化に応じて加工ター
ゲット8の加工面上での転写像の位置が変化する。この
両者の位置移動を組み合わせることによって、加工ター
ゲット8の加工面上での転写像の位置を任意の位置へ移
動させることができる。即ち、図56に示すように、加
工面上で621aの位置に結像するホログラム5を用い
ている場合、ホログラム5上を照射するレーザ光の位置
を偏向ミラー2を移動させて変化させることにより結像
の位置を距離rだけずらした621bの位置に移動さ
せ、さらに、ホログラム5を回転させることにより、結
像の位置を角度θ回転させて621cの位置に移動させ
ることができる。従って、距離r及び角度θを適当に選
ぶことにより、加工面上での転写像の位置を任意の方向
(r、θ)へ変化させることができる。
【0272】このようにして、レーザ光がホログラムに
入射する位置を変えているので、マスク、ホログラム等
の光学素子の変更によらなくても加工位置を変化させる
ことができる。これにより同じマスク、ホログラムを用
いて異なった種類のパターン加工が実現でき、加工設備
の低減、加工時間の短縮を図ることができる。
【0273】この実施例では、偏向ミラーの位置を変え
て転写像の結像位置を距離rだけずらしたが、マスク6
の位置を移動する手段等を用いてもよく、同様な効果が
得られる。
【0274】実施例32.図57はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、601は偏向ミラー2
の方向を図に示す矢印Aの方向に回転又は並進移動させ
るための偏向ミラー駆動部である。
【0275】次に動作について説明する。上記実施例で
述べたように、偏向ミラー2を固定して使用すると、レ
ーザ発振器1から放射されたレーザ光10は常に一定の
光路上を通り、転写レンズ7を透過したレーザ光は常に
ホログラム5の同じ位置を照射するので、加工ターゲッ
ト8の加工面の常に同じ位置にレーザ光が集光され、同
一のパターンが加工されることとなる。
【0276】これに対して、この実施例によるレーザ転
写加工装置は、図58に示すように、ホログラム5上で
レーザ光が照射される位置を変化させる偏向ミラー駆動
部601を備えている。偏向ミラー2はマスク6と転写
レンズ7との間に配置されており、必要に応じて、偏向
ミラー駆動部601は偏向ミラー2を矢印Aの方向に回
転又は並進移動させ、照射レンズ9を透過したレーザ光
10の偏向方法を変えて、ホログラム5及び加工ターゲ
ット8に対するレーザ光の光路を変化させる。偏向ミラ
ー2の位置が偏向ミラー駆動部601によって変化され
ると、この変化に応じて加工ターゲット8の加工面上で
の転写像の位置が変化する。従って、ホログラム5を変
更することなく、異なった位置へ転写像を移動させて異
なった位置へ穴等の加工をすることができる。この実施
例によるレーザ転写加工装置は、マスク6を移動させる
手段は備えていないが、図49及び図50に示したよう
な多数の点状の加工及び線状の加工が可能である。
【0277】このようにして、レーザ光がホログラムに
入射する位置を変えているので、マスク、ホログラム等
の光学素子の変更によらなくても加工位置を変化させる
ことができる。これにより同じマスク、ホログラムを用
いて異なった種類のパターン加工が実現でき、加工設備
の低減、加工時間の短縮を図ることができる。
【0278】尚、この実施例においては、偏向ミラー2
を駆動してレーザ光光路を変化させているが、例えば音
響光学偏向素子(AOD素子)を用いてレーザ光光路を
変化させてもよく、これによっても同様な効果を奏し得
る。
【0279】実施例33.図58は、この発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
り、図において、図57における参照符号と同一の符号
は同一もしくは相当部分を示しており、609は偏向ミ
ラー駆動部601及びレーザ発振器1を制御する制御
部、610は制御部609とレーザ発振器1とを電気的
に接続する信号線、611は制御部609と偏向ミラー
駆動部601とを電気的に接続する信号線である。この
実施例は、上記実施例32のより好ましい実施態様であ
る。
【0280】図58に示す構成によれば、加工ターゲッ
ト8上に所望の加工パターンを得るように、制御部60
9により偏向ミラー駆動部601及びレーザ発振器1は
制御される。これにより、レーザ光の位置を変化させる
間のレーザ発振器1の動作を制御することが可能とな
り、図49及び図50に示した点状の加工、線状の加工
の区別を精密に行うことができる。
【0281】実施例34.図59はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、401は電圧又は磁気
により屈折率が変化する物質、例えば液晶を用いた位相
ホログラム、402は電圧又は磁気により屈折率が変化
する物質、例えば液晶、403は物質に屈折率変化を生
じせしめる電圧を印加するための電極、404は物質に
任意の電圧又は磁気を与えるための制御電源である。ま
た、図60はこの実施例による位相ホログラムの構造を
示す斜視図である。
【0282】上記実施例2で既に述べたように、位相ホ
ログラム5として合成石英等の基板に位相シフト膜を付
けたもの、合成石英等の基板をエッチングし、エッチン
グ溝を付けたもの、合成石英等の基板に屈折率変化部を
作ったものを用いており、合成石英等の基板上に予め加
工を施すことにより、位相ホログラムを透過してくるレ
ーザ光に位相差を生成し、形成された位相シフト量によ
りマスクパターンが決定される。従って、1つのホログ
ラムの有している加工パターンは固定しており、数種の
加工パターンを描く場合には、数種の位相ホログラムが
必要であり、また、この数種の位相ホログラムを交換す
るのに多くの手間がかかる。
【0283】次に動作について説明する。この実施例に
よる位相ホログラム401は、図59及び60に示すよ
うに、レーザ光透過部に液晶402を配置したもので、
液晶には、部分的であって任意且つ独立に電圧を印加で
きるように電極403が設けられている。これらの電極
403には任意の電圧が印加できるように制御電源40
4が接続されている。液晶402に電圧を印加すると、
その電圧に応じて液晶402の物理的性質が変化し、レ
ーザ光10に対する屈折率が変化する。このため、液晶
402を透過する際にレーザ光405が透過する光学的
な光路長が変化することになる。従って、液晶402の
各部分に相違する電圧を印加することにより、液晶40
2の各部分を透過するレーザ光405の光学的な光路長
に違いが生じ、液晶402を出射する時点でレーザ光4
05の位相に差を生じさせることができる。即ち、レー
ザ光405の位相差によって遠視野での結像点を変化さ
せる位相ホログラム401において、液晶402への印
加電圧の大小により結像点の位置を変化させることがで
きるため、1枚の位相ホログラム401によって任意の
マスクパターンを描くことができる。従って、各種のパ
ターン又は照射スポットに応じた位相ホログラムを製作
することが不必要となり、さらに、それらの位相ホログ
ラムを交換する必要もなく任意の転写パターンを高速に
形成できるので、製作コスト及び作業工程を低減でき
る。
【0284】実施例35.図61はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、406はPLZT(透
過性セラミック)を用いた位相ホログラム、407はP
LZT、403はPLZTに屈折率変化を生じせしめる
電圧を印加するための電極、404はPLZTの電極4
03に任意の電圧を与えるための制御電源である。ま
た、図62は位相ホログラム406の構造を示す概略図
である。
【0285】次に動作について説明する。上記実施例3
4では液晶を用いた位相ホログラムを用いたが、この実
施例による位相ホログラム406は、図61及び62に
示すように、レーザ光透過部にPLZT407を配置し
たもので、PLZT407には、各部分で任意且つ独立
に電圧を印加できるように電極403が設けられてい
る。これらの電極403には任意の電圧が印加できるよ
うに制御電源404が接続されている。PLZT407
に電圧を印加すると、その電圧に応じてPLZT407
の物理的性質が変化し、レーザ光405に対する屈折率
が変化する。このため、PLZT407を透過する際に
レーザ光405が透過する光学的な光路長が変化するこ
とになる。従って、PLZT407の各部分に相違する
電圧を印加することにより、PLZT402の各部分を
透過するレーザ光405の光学的な光路長に違いが生
じ、PLZT407を出射する時点でレーザ光405の
位相に差を生じさせることができる。即ち、レーザ光4
05の位相差によって遠視野での結像点を変化させるP
LZTを用いた位相ホログラム401において、PLZ
T407への印加電圧の大小により結像点の位置を変化
させることができるため、1枚のPLZTを用いた位相
ホログラム401によって任意のマスクパターンを描く
ことができる。従って、各種のパターン又は照射スポッ
トに応じた位相ホログラムを製作することが不必要とな
り、さらに、それらの位相ホログラムを交換する必要も
なく任意の転写パターンを高速に形成できるので、製作
コスト及び作業工程を低減できる。
【0286】これに加えて、PLZT407はメモリと
しての機能を有するので、ひとたびPLZT407に電
極403を介して制御電源409によって電圧を印加し
た後には、PLZT407の屈折率は制御電源409を
切っても変わらないため、PLZT407がメモリされ
た後の保持電力が不必要となり、位相ホログラムの消費
電力を抑えることができる。
【0287】実施例36.図63はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、408はマイクロ放電
管を用いた位相ホログラム、407はマイクロ放電管、
403はマイクロ放電管に電圧を印加するための電極、
404はマイクロ放電管の電極403に任意の電圧を与
えるための制御電源である。また、図64は位相ホログ
ラム408の構造を示す概略図である。
【0288】上記実施例35では液晶又はPLZTを用
いた位相ホログラムを用いたが、この実施例では屈折率
変化を与えるためにマイクロ放電管内で発生させたプラ
ズマを用いている。マイクロ放電管407を用いた位相
ホログラム408は、少なくとも、レーザ光405が透
過する部分にマトリクス上に複数個のマイクロ放電管4
09を配置する。これらの各マイクロ放電管409に
は、それぞれ独立に電圧を印加できるように電極403
が設けられている。これらの電極403には任意の電圧
が印加できるように制御電源404が接続されている。
【0289】次に動作について説明する。この実施例に
よる位相ホログラム408は、図63及び64に示すよ
うに、レーザ光透過部に複数のマイクロ放電管409を
配置したもので、マイクロ放電管409に電圧を印加す
ると、マイクロ放電管409中に存在するガスが絶縁破
壊して放電が生じる。放電が生じるとガス中での電子密
度が増加するため、レーザ光がこの放電中を透過すると
きには、レーザ光は透過部分の電子密度とレーザ光の周
波数との比で決まる屈折率に応じた光路長を伝搬する。
即ち、各マイクロ放電管409に印加する電圧を変化さ
せることにより、各マイクロ放電管409に違った電子
密度の放電を形成してその屈折率を変化させることによ
り、各マイクロ放電管409を透過するレーザ光10に
位相差を与えることができるので、マイクロ放電管を用
いた位相ホログラム408によっても上記実施例34及
び35と同様な効果を得ることができる。
【0290】一般に、レーザ光を物質に照射して物質を
加工する場合、効率よい加工を実施するためには、加工
ターゲットに効率よく吸収されるレーザ光を用いること
が必要である。しかし、前記実施例34及び35の場合
には液晶やPLZTを用いているために、ホログラムと
して液晶又はPLZTの特性を有しており、且つレーザ
光に対して透明な材料を選択することが不可欠であり、
このような材料の観点から使用できるレーザ光の種類が
制限され、必ずしも加工ターゲットに適したレーザ光を
採用することが困難である。一方、この実施例における
マイクロ放電管においてはガス中での放電を用いてお
り、加工ターゲットに最適なレーザ光に対して透過率の
高い任意のガスを選択して位相ホログラムを生成するこ
とができる。特に、透過材料が制限されるエキシマレー
ザ等の紫外線レーザにおいて、紫外光に対する透過率が
大きい希ガス等を用いることにより液晶又はPLZTを
用いた前記実施例における問題点を回避することができ
る。
【0291】実施例37.図65はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、411は外部信号によ
り部分的に厚みが変化する機構、例えば圧電素子を用い
た反射型位相ホログラム、412は反射型位相ホログラ
ム411のレーザ光反射面、413はレーザ反射面41
2の裏面に設けられている外部信号により部分的に厚み
が変化する機構、例えば圧電素子、414は外部信号に
より部分的に厚みが変化する機構、例えば圧電素子に厚
みの変化を生じせしめる電圧を印加するための配線、4
15は外部信号により部分的に厚みが変化する機構、例
えば圧電素子に任意の電圧を与えるための制御電源であ
る。また、図66は位相ホログラム411の構造を示す
概略図であり、図において、416は外部信号により部
分的に厚みが変化する機構、例えば圧電素子及び反射面
を保持するための基板である。
【0292】既に述べたように、位相ホログラムがそれ
を透過してくるレーザ光に位相差を生成し、形成された
位相シフト量によりマスクパターンが決定される。従っ
て、1つのホログラムの有している加工パターンは固定
しており、数種の加工パターンを描く場合には、数種の
位相ホログラムが必要であり、また、この数種の位相ホ
ログラムを交換するのに多くの手間がかかる。
【0293】次に動作について説明する。転写レンズ7
を透過したレーザ光は、反射型位相ホログラム411に
入射し、この位相ホログラム411によって多数の転写
像を形成するように空間変調され、さらに、空間変調さ
れた多数のレーザビームは加工ターゲット8上に投影さ
れてそれぞれ転写像を形成する。
【0294】この実施例による位相ホログラム411
は、図66(a)に示すように、レーザ光を透過させる
代わりにレーザ光の反射面を2つ以上のセグメント41
2に分割し、これらのセグメント状の反射面412の裏
にそれぞれ独立した圧電素子413を設け、さらにこれ
らの圧電素子に電圧供給する配線414と、これら配線
414に任意且つ独立に電圧を印加できるように制御電
源415が接続されている。レーザ光が反射面412に
入射されると、レーザ光は反射面によって反射される
が、この反射面412は圧電素子413の厚みの違いに
より凹凸が生じている。したがって、凹部により反射さ
れるレーザ光と凸部により反射されるレーザ光は同一方
向に反射されるもの、凹部により反射されるレーザ光が
その反射面に到達するためには、凸部により反射される
レーザ光よりも凹部と凸部の高さの差の分だけ長く伝搬
する必要があり、また凹部での反射光が凸部の反射面の
高のところまで到達するには、さらに凹部と凸部の高さ
の差の分だけ長く伝搬しなければならないため、結局、
凹部及び凸部でそれぞれ反射されたレーザ光は凹部と凸
部の高さの差の2倍の光路差が発生し、その分だけ位相
差がつくことになる。ここで、凹部及び凸部の反射面の
高さは制御電源415から配線414を介して与えられ
る圧電素子413への電気信号の大小によって決定され
るので、レーザ光の位相差は電気信号の大小により制御
できる。
【0295】即ち、レーザ光の位相差によって遠視野で
の結像点を変化させる圧電素子を用いた位相ホログラム
411において、圧電素子への電気信号を変化させるこ
とにより結像点の位置を変化させることができるため、
1枚の位相ホログラム411によって任意のマスクパタ
ーンを描くことができる。従って、各種のパターン又は
照射スポットに応じた位相ホログラムを製作することが
不必要となり、さらに、それらの位相ホログラムを交換
する必要もないので、製作コスト及び作業工程を低減で
きる。
【0296】実施例38.図67はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、441は電気光学素子
板、442は電気光学素子板441よりレーザ発振器1
側に設けられた偏光子、443は電気光学素子板441
より加工ターゲット8側に配置された偏光子、444は
電気光学素子板441の任意の部分に電圧を印加するた
めの配線、445は電気光学素子板441の任意の部分
に電圧を与えるための制御電源である。また、図68は
位相ホログラムの構造を示す概略図であり、図におい
て、446は偏光子442の入射レーザ光、447は偏
光子442によって直線偏光化されたレーザ光、448
は電気光学素子板441により偏光方向が90度回転し
たレーザ光、449は電気光学素子板441により偏光
方向が変化せずに、透過したレーザ光である。
【0297】既に述べたように、マスクによって決定さ
れるパターンが位相ホログラムによって加工ターゲット
状で多数結像され、加工ターゲットを加工する。しかし
ながら、1つのマスクパターンに対応した加工要素パタ
ーンを得るためには、それに対応したマスクを設置する
ことが必要であり、様々な加工要素パターンを加工する
には、通常マスクを交換する必要がある。これに対し
て、この実施例によるレーザ転写加工装置は、マスクを
交換することなく任意のマスクパターンを転写できる。
【0298】次に動作について説明する。この実施例に
よるレーザ転写加工装置は、図67及び68に示すよう
に構成されているので、レーザ光446は偏光子442
により偏光子の方向によって決まる方向に直線的に偏光
したレーザ光447となり、照射レンズ9により集光さ
れる。レーザ光447は集光点近傍に設置された電気光
学素子板441を透過するわけであるが、電気光学素子
板上のマスクパターンに応じた部分に対応する配線44
4に電源445により電圧を印加することで、マスクパ
ターンに応じたレーザ光が透過する部分のみ電気光学効
果を生ぜしめることができるため、その部分を透過する
レーザ光の偏光方向が90度回転する。電気光学素子板
441を通過したレーザ光の偏光方向が90度回転した
レーザ光448及び電気光学素子板441により偏光方
向が変化せずに透過したレーザ光449は、次に配置さ
れた偏光子443に導かれるが、その際、偏光子443
を電気光学素子板441により偏光方向が回転したレー
ザ光448にのみを透過させる方向となるよう設置して
おくことにより、偏光方向が90度回転したレーザ光4
48と偏光方向が変化せずに透過したレーザ光449を
分離でき、偏光方向が変化せずに透過したレーザ光44
9、即ち、マスクパターンに応じたレーザ光のみを位相
ホログラム5を経て加工ターゲット8に照射することが
できる。従って、配線444を介して電源445により
任意の電圧を電気光学素子板441に印加することによ
り、任意のマスクパターンをマスクを交換することなく
形成することができる。これにより、マスクの製作コス
トやマスクの交換工程を低減できるレーザ転写加工装置
を提供できる。
【0299】尚、上記実施例において、マスクパターン
光として透過させるレーザ光を電気光学素子板441に
より偏光方向を90度変化させたが、電気光学素子板4
41によって変化させないレーザ光を透過させてマスク
パターン光としてもよく、この場合、電気光学素子板4
41によりマスクパターンに対応する以外のレーザ光の
偏光方向を90度回転させればよい。
【0300】また、偏光子442の後方に照射レンズ9
を配置したが、これに代わって、照射レンズ9の後方に
偏光子442を配置してもよく、この実施例と同様な効
果を奏する。
【0301】さらに、レーザ発振器1から放射されたレ
ーザ光は、偏光子442によってその直線偏光方向が規
定されたが、レーザ発振器中に偏光子442を挿入して
もよいし、他の手段を用いてレーザ発振器が直線偏光の
レーザ光を放射するならば偏光子は省略され得る。
【0302】実施例39.図69はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、309は球面ミラーで
ある。
【0303】既に述べたように、位相ホログラムがそれ
を透過してくるレーザ光に位相差を生成し、形成された
位相シフト量によりマスクパターンが決定される。従っ
て、1つのホログラムの有している加工パターンは固定
しており、数種の加工パターンを描く場合には、製作に
は他段階の工程が必要な数種の位相ホログラムが必要で
あり、また、この数種の位相ホログラムを交換するのに
多くの手間がかかる。この実施例によるレーザ転写加工
装置は、単純な構造の位相ホログラムを用いて、微細な
加工パターンを得るものである。
【0304】次に動作について説明する。マスク6は、
前記したように、レーザ光から加工パターンの基本要素
としての加工形状を切り出すための素子であり、これに
よって切り出されたパターンを有するレーザ光301は
加工ターゲット8を一旦通過した後、位相ホログラム5
の表面から位相ホログラム5に入射し、回折光が球面ミ
ラー309に到達する。ホログラム5は例えば位相ホロ
グラムであり、マスク6を透過してこのホログラム5に
入射したレーザ光は、ホログラム5によって多数の転写
像を形成するように空間変調され、さらに、空間変調さ
れた多数のレーザビームは球面ミラー309に到達す
る。球面ミラー309はその焦点が位相ホログラム5の
レーザ光301の照射位置と一致するように配置され、
回折光は位相ホログラム5の裏面に帰還される。その回
折光は、位相ホログラム5を再度通過し、加工ターゲッ
ト8を加工する。位相ホログラム5を初めに透過して球
面ミラー309上に現われる回折光326が、図70の
ようになる場合、球面ミラー309により反射された
後、位相ホログラム5を再度透過し加工ターゲット8上
に現われる回折光327は図71のようになり、微細パ
ターンの加工が可能となる。
【0305】以上のように、この実施例によれば、単純
なパターン構造の位相ホログラムを用いて、微細パター
ンの加工が可能となり、加工装置の信頼性が向上する。
【0306】実施例40.図72はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、311は部分反射球面
ミラー、312は全反射球面ミラーである。この実施例
によるレーザ転写加工装置も、上記実施例39と同様
に、単純な構造の位相ホログラムを用いて、微細な加工
パターンを得るものである。
【0307】次に動作について説明する。図72におい
て、マスク6を透過したレーザ光301は、位相ホログ
ラム5に照射し、回折光は部分反射球面ミラー311に
より一部透過して加工ターゲット8に到達する。また部
分反射球面ミラー311により一部反射された回折光
は、再度位相ホログラム5を透過して全反射球面ミラー
312に到達後反射され、さらに位相ホログラム5を透
過して、部分反射球面ミラー311に到達し、一部は透
過して加工ターゲット8を加工する。レーザ光は位相ホ
ログラム5を透過する毎に分割され、微細パターンの加
工が可能となる。
【0308】以上のように本発明によれば、単純なパタ
ーン構造の位相ホログラムを用いて、微細パターンの加
工が可能となり、加工装置の信頼性が向上する。
【0309】実施例41.図73はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、313は波
長λ1 のレーザ光、314は波長λ2 のレーザ光、31
5はホログラム5による波長λ1 のレーザ光の回折光、
316はホログラム5による波長λ2 のレーザ光の回折
光である。また、図74はこの実施例によるレーザ転写
加工装置によって形成される加工パターンの一例を示す
図であり、図において、317は回折光315による加
工穴、318は回折光316による加工穴である。
【0310】次に動作について説明する。エキシマレー
ザ等のレーザ発振器から発せられた波長λ1 のレーザ光
313と波長λ2 のレーザ光314は、照射レンズによ
ってマスク6のマスクパターン上へ集光、照射される。
マスク6は、前記したように、レーザ光から加工パター
ンの基本要素としての加工形状を切り出すための素子で
あり、これによって切り出されたパターンを有する2つ
のレーザ光313及び314はホログラム5に入射し、
ここで各レーザ光は複数のレーザビームに分割された
後、それぞれ、図示していない転写光学系の転写レンズ
によって拡大、縮小されて加工ターゲット8上に結像さ
れる。ホログラム5は例えば位相ホログラムであり、マ
スク6を透過してこのホログラム5に入射したレーザ光
は、ホログラム5によって多数の転写像を形成するよう
に空間変調され、さらに、空間変調された多数のレーザ
ビームは転写レンズ7によって加工ターゲット8上に投
影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0311】回折光の出射角度は波長分散性を有してい
るので、位相ホログラム5を通過した波長λ1 のレーザ
光313の複数の回折光315の光路と、波長λ2 のレ
ーザ光314の複数の回折光316の光路は異なる。従
って、例えば図74に示すように、回折光315と回折
光316とによる転写像の位置は異なり、2つの相似な
位置にそれぞれ複数の加工穴317及び318が形成さ
れる。
【0312】このように、この実施例によるレーザ転写
加工装置は、単純な構造のホログラムを使用するだけ
で、複雑なパターンの加工することができる。
【0313】実施例42.図75はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、51及び52はホログラムである。
【0314】通常、単一のホログラムを用いた場合、加
工ターゲット上に形成できる加工パターンは一種類であ
り、数種の加工パターンを描く場合には、数種のホログ
ラムが必要であり、また、この数種のホログラムを交換
するのに多くの手間がかかる。この実施例は、複数のホ
ログラムを同時に用いて、加工パターンの多様性を得よ
うとするものである。
【0315】第1のホログラム51から加工ターゲット
8までの距離をx1 、第2のホログラム52から加工タ
ーゲット8までの距離をx2 とすると、第1のホログラ
ム51から加工ターゲット8までのABCD光線行列
は、次式で表される。
【0316】
【数4】
【0317】また、第2のホログラム52から加工ター
ゲット8までのABCD光線行列は、次式で表される。
【0318】
【数5】
【0319】n個の空間周波数a1 、a2 、・・・an
を成分に持つ第1のホログラム51のみを使用する、既
に説明してきた転写加工では、加工ターゲット8上にそ
れぞれx1 λa1 、x1 λa2 、・・・x1 λan だけ
ずれたn個の転写像が結像される。これに対して、この
実施例では、第1のホログラム51と加工ターゲット8
との間に第2のホログラム52を設置しているため、第
1のホログラム51を通過した後レーザ光は第2のホロ
グラム52によって更なる空間変調を受ける。第2のホ
ログラム52がm個の空間周波数のb1 、b2 、・・・
m を成分に持つものとすれば、加工ターゲット8上に
は、n×m個の転写像が形成される。このとき、転写像
ずれは以下の式で表される。
【0320】
【数6】
【0321】次に動作について説明する。図76(a)
は、図75で示したこの実施例によるレーザ転写加工装
置において、第1のホログラム51のみを使用した場合
に得られる加工パターンを示す図である。第1のホログ
ラム51は三角形状に3つの点像が配置するように設計
されている。図76(b)は、図75で示したこの実施
例によるレーザ転写加工装置において、第2のホログラ
ム52のみを使用した場合に得られる加工パターンを示
す図である。第2のホログラム52は四角形状に4つの
点像が配置するように設計されている。図76(c)
は、図75で示したこの実施例によるレーザ転写加工装
置において、第1のホログラム51と第2のホログラム
52とを同時に使用した場合に得られる加工パターンを
示す図である。第1のホログラム51によって三方に分
配されたレーザ光は、第2のホログラム52によってさ
らに空間変調を受け、三角形の各頂点にそれぞれ四角形
状に4つの点像を結像する。前記したずれの式からも明
らかなように、各ホログラムから加工ターゲット8まで
の距離を変更することにより、転写像同士間の間隔を容
易に調整することができる。
【0322】図77は、上記図76の例において第1の
ホログラムと第2のホログラムとを交換した場合の加工
パターンを示す図である。この場合、第1のホログラム
51によって四方に分配されたレーザ光は、第2のホロ
グラム52によってさらに空間変調を受け、四角形の各
頂点にそれぞれ三角形状に3つの点像を結像する。
【0323】以上のように、複数のホログラムを同時に
使用することによって、設計の容易な比較的空間周波数
成分の少ないホログラムを組み合わせて使用した場合で
あっても、簡単に同時に形成される転写像の数を増加さ
せることが可能であり、加工速度を向上させることがで
きる。また、各ホログラムのターゲットからの位置を調
整することによって、容易に各転写像同士の間隔を調整
することが可能である。加えて、複数のホログラムの並
び順を容易に入れ替えることができるので、単一のホロ
グラムを使用した場合と比較して加工パターンの多様性
を飛躍的に向上させることができる。
【0324】また、この実施例によるレーザ転写加工装
置は、2つのホログラムを同時に使用したが、3つ以上
のホログラムを同時に使用することもでき、これによっ
て同時に形成できる転写像数を大幅に増大でき、加工パ
ターンの多様性もさらに向上させることが可能である。
【0325】実施例43. 図78は請求項20の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す部分構成図であり、図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示しており、701はレーザ光の光軸、7
02は3つのホログラムを支持し、レーザ光の光軸70
1に対して垂直な1つの方向(x方向)に沿って移動し
得るx方向可動式ホログラムホルダ(生成手段を配置す
る手段)、5a、5b及び5cはホログラムである。
【0326】x方向可動式ホログラムホルダ702上の
第1、第2及び第3のホログラム5a、5b及び5c
は、ほぼ直線上に配置されており、各ホログラムのほぼ
中央部分を結んだ直線703がレーザ光の光軸701と
交差し、x方向に平行となるように設置されている。
【0327】次に動作について説明する。図78におい
て、x方向可動式ホログラムホルダ702に設置されて
いる3つのホログラムの内、第1のホログラム5aが光
路中に設置され加工に使用されているが、加工に使用す
るホログラムを第1のホログラム5aから第2のホログ
ラム5b又は第3のホログラム5cへ変更する場合、x
方向可動式ホログラムホルダ702をx方向に移動させ
ることにより、レーザ光の光軸701が第2のホログラ
ム5b又は第3のホログラム5cの中心を通るように調
整すればよい。
【0328】図79(a)は、図78の第1のホログラ
ム5aを用いた際に加工ターゲット8上で得られる転写
パターンの一例を示しており、図79(b)は、図78
の第2のホログラム5bを用いた際に加工ターゲット8
上で得られる転写パターンの一例を示しており、図79
(c)は、図78の第3のホログラム5cを用いた際に
加工ターゲット8上で得られる転写パターンの一例を示
している。そして、図79(d)は、図79(a)から
図79(b)のごとき転写パターンを有する第1、第2
及び第3のホログラム5a、5b及び5cを全て用いて
加工ターゲット8上で得られた重ね合わされた転写パタ
ーンを示している。図79(d)に示すような、3つの
ホログラムの重ね合わされた転写パターンを加工ターゲ
ット8上に加工する場合、3つのホログラム5a、5b
及び5cを順不同で順次レーザ光軸701上にx方向可
動式ホログラムホルダ702を用いて設置して、同一加
工ターゲット8上に転写加工を施せばよい。
【0329】以上のように複数のホログラムを要する加
工の場合又は転写パターンの変更を要する加工の場合、
予め必要なホログラムをx方向可動式ホログラムホルダ
7023に複数個設置し、可動式ホログラムホルダをx
方向に移動させることによりレーザ光光路中において加
工に供されるホログラムの交換、並びにホログラムの位
置調整を簡単に行うことが可能となるため、加工途中に
おいて装置中に設置してあるホログラムを一旦取り外
し、新たなホログラムを設置し直すという手順を省略す
ることができるので、加工時における時間短縮効果があ
り、加工効率の向上を図ることができる。
【0330】実施例44. 図80は請求項20の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す部分構成図であり、図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示しており、701はレーザ光の光軸、7
04は4つのホログラムを支持し、レーザ光の光軸70
1に対して垂直な2つの方向(x方向及びy方向)に沿
って移動し得るxy方向可動式ホログラムホルダ(生成
手段を配置する手段)、5a、5b、5c及び5dはホ
ログラムである。xy方向可動式ホログラムホルダ70
4上の第1、第2、第3及び第4のホログラム5a、5
b、5c及び5dは、ほぼ正方形の頂点上に配置されて
いる。
【0331】次に動作について説明する。図80におい
て、xy方向可動式ホログラムホルダ704に設置され
ている4つのホログラムの内、第1のホログラム5aが
光路中に設置され加工に使用されているが、加工に使用
するホログラムを第1のホログラム5aから第2のホロ
グラム5b、第3のホログラム5c又は第4のホログラ
ム5dへ変更する場合、xy方向可動式ホログラムホル
ダ704をx方向、y方向又はx及びy方向に移動させ
ることにより、レーザ光の光軸701が第2のホログラ
ム5b、第3のホログラム5c又は第4のホログラム5
dの中心を通るように調整すればよい。
【0332】上記実施例と同様に、複数のホログラムを
要する加工の場合又は転写パターンの変更を要する加工
の場合、予め必要なホログラムをxy方向可動式ホログ
ラムホルダ7023に複数個設置し、xy方向可動式ホ
ログラムホルダをx方向、y方向又はx及びy方向に移
動させることによりレーザ光光路中において加工に供さ
れるホログラムの交換、並びにホログラムの位置調整を
簡単に行うことが可能となるため、加工途中において装
置中に設置してあるホログラムを一旦取り外し、新たな
ホログラムを設置し直すという手順を省略することがで
きるので、加工時における時間短縮効果があり、加工効
率の向上を図ることができる。さらに、この実施例によ
るレーザ転写加工装置は、複数のホログラムを可動式ホ
ログラムホルダ上において2次元的に配置することがで
きるので、設置可能なホログラム数に対しホログラムホ
ルダの相対的な大きさを小型化することができる。
【0333】実施例45. 図81は請求項20の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す部分構成図であり、図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示しており、701はレーザ光の光軸、7
05は4つのホログラムを支持し、レーザ光の光軸70
1に平行な直線を軸として回転し得る回転式ホログラム
ホルダ(生成手段を配置する手段)、706はレーザ光
の光軸701に平行な回転式ホログラムホルダ705の
回転軸、5a、5b、5c及び5dはホログラムであ
る。
【0334】回転式ホログラムホルダ705上の第1、
第2、第3及び第4のホログラム5a、5b、5c及び
5dは、各ホログラムの中心と回転軸706との間の距
離と回転軸706とレーザ光の光軸との間の距離とがほ
ぼ等しくなるように、回転軸706を中心とした1つの
円上に配置されている。
【0335】図81において、回転式ホログラムホルダ
705に設置されている4つのホログラムの内、第1の
ホログラム5aが光路中に設置され加工に使用されてい
るが、加工に使用するホログラムを第1のホログラム5
aから第2のホログラム5b、第3のホログラム5c又
は第4のホログラム5dへ変更する場合、回転式ホログ
ラムホルダ705を回転させることにより、レーザ光の
光軸701が第2のホログラム5b、第3のホログラム
5c又は第4のホログラム5dの中心を通るように調整
すればよい。
【0336】上記実施例と同様に、複数のホログラムを
要する加工の場合又は転写パターンの変更を要する加工
の場合、予め必要なホログラムを回転式ホログラムホル
ダ705に複数個設置し、回転式ホログラムホルダをレ
ーザ光の光軸701に平行な回転軸706の回りに回転
させることによりレーザ光光路中において加工に供され
るホログラムの交換、並びにホログラムの位置調整を簡
単に行うことが可能となるため、加工途中において装置
中に設置してあるホログラムを一旦取り外し、新たなホ
ログラムを設置し直すという手順を省略することができ
るので、加工時における時間短縮効果があり、加工効率
の向上を図ることができる。さらに、この実施例による
レーザ転写加工装置は、複数のホログラムを回転式ホロ
グラムホルダ上において2次元的に配置することができ
るので、設置可能なホログラム数に対しホログラムホル
ダの相対的な大きさを小型化することができる。さら
に、ホログラム交換の際には回転式ホログラムホルダの
1つの回転軸のみを制御すればよいので、さらにホログ
ラムの交換、調整が容易になる。
【0337】実施例46.図82はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、707は3つのマスクを支持し、レーザ
光の光軸701に対して垂直な1つの方向(x方向)に
沿って移動し得るx方向可動式マスクホルダ、6a、6
b及び6cはマスクである。
【0338】x方向可動式マスクホルダ707上の第
1、第2及び第3のマスク6a、6b及び6cは、ほぼ
直線上に配置されており、各マスクのほぼ中央部分を結
んだ直線708がレーザ光の光軸701と交差し、x方
向に平行となるように設置されている。
【0339】図82において、x方向可動式マスクホル
ダ707に設置されている3つのマスクの内、第1のマ
スク6aが光路中に設置され加工に使用されているが、
加工に使用するマスクを第1のマスク6aから第2のマ
スク6b又は第3のマスク6cへ変更する場合、x方向
可動式マスクホルダ707をx方向に移動させることに
より、レーザ光の光軸701が第2のマスク6b又は第
3のマスク6cの中心を通るように調整すればよい。
【0340】この実施例によるレーザ転写加工装置は、
マスクパターンの変更やマスクが熱的な損傷を受ける場
合等のマスクの交換が必要となる場合に有効である。予
め必要なマスクをx方向可動式マスクホルダ707に複
数個設置し、可動式マスクホルダをx方向に移動させる
ことにより、レーザ光光路中において加工に供されるマ
スクの交換、並びにマスクの位置調整を簡単に行うこと
が可能となるため、加工途中において装置中に設置して
あるマスクを一旦取り外し、新たなマスクを設置し直す
という手順を省略することができるので、加工時におけ
る時間短縮効果があり、加工効率の向上を図ることがで
きる。
【0341】実施例47.図83はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、709は4つのマスクを支持し、レーザ
光の光軸701に対して垂直な2つの方向(x方向及び
y方向)に沿って移動し得るxy方向可動式マスクホル
ダ、6a、6b、6c及び6dはマスクである。xy方
向可動式マスクホルダ709上の第1、第2、第3及び
第4のマスク6a、6b、6c及び6dは、ほぼ正方形
の頂点上に配置されている。
【0342】図83において、xy方向可動式マスクホ
ルダ704に設置されている4つのマスクの内、第1の
マスク6aが光路中に設置され加工に使用されている
が、加工に使用するマスクを第1のマスク6aから第2
のマスク6b、第3のマスク6c又は第4のマスク6d
へ変更する場合、xy方向可動式マスクホルダ709を
x方向、y方向又はx及びy方向に移動させることによ
り、レーザ光の光軸701が第2のマスク6b、第3の
マスク6c又は第4のマスク6dの中心を通るように調
整すればよい。
【0343】上記実施例と同様に、この実施例によるレ
ーザ転写加工装置は、マスクパターンの変更やマスクが
熱的な損傷を受ける場合等のマスクの交換が必要となる
場合に有効である。予め必要なマスクをxy方向可動式
マスクホルダ709に複数個設置し、可動式マスクホル
ダをx方向、y方向又はx及びy方向に移動させること
によりレーザ光光路中において加工に供されるマスクの
交換、並びにマスクの位置調整を簡単に行うことが可能
となるため、加工途中において装置中に設置してあるマ
スクを一旦取り外し、新たなマスクを設置し直すという
手順を省略することができるので、加工時における時間
短縮効果があり、加工効率の向上を図ることができる。
さらに、この実施例によるレーザ転写加工装置は、複数
のマスクを可動式マスクホルダ上において2次元的に配
置することができるので、設置可能なマスク数に対しマ
スクホルダの相対的な大きさを小型化することができ
る。
【0344】実施例48.図84はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、710は4つのマスクを支持し、レーザ
光の光軸701に平行な直線を軸として回転し得る回転
式マスクホルダ、711はレーザ光の光軸701に平行
な回転式マスクホルダ710の回転軸、6a、6b、6
c及び6dはマスクである。
【0345】回転式マスクホルダ710上の第1、第
2、第3及び第4のマスク6a、6b、6c及び6d
は、各マスクの中心と回転軸711との間の距離と回転
軸711とレーザ光の光軸との間の距離とがほぼ等しく
なるように、回転軸711を中心とした1つの円上に配
置されている。
【0346】図84において、回転式マスクホルダ71
0に設置されている4つのマスクの内、第1のマスク6
aが光路中に設置され加工に使用されているが、加工に
使用するマスクを第1のマスク6aから第2のマスク6
b、第3のマスク6c又は第4のマスク6dへ変更する
場合、回転式マスクホルダ710を回転させることによ
り、レーザ光の光軸701が第2のマスク6b、第3の
マスク6c又は第4のマスク6dの中心を通るように調
整すればよい。
【0347】上記実施例と同様に、この実施例によるレ
ーザ転写加工装置は、マスクパターンの変更やマスクが
熱的な損傷を受ける場合等のマスクの交換が必要となる
場合に有効である。予め必要なマスクを回転式マスクホ
ルダ710に複数個設置し、回転式マスクホルダをレー
ザ光の光軸701に平行な回転軸711の回りに回転さ
せることによりレーザ光光路中において加工に供される
マスクの交換、並びにマスクの位置調整を簡単に行うこ
とが可能となるため、加工途中において装置中に設置し
てあるマスクを一旦取り外し、新たなマスクを設置し直
すという手順を省略することができるので、加工時にお
ける時間短縮効果があり、加工効率の向上を図ることが
できる。さらに、この実施例によるレーザ転写加工装置
は、複数のマスクを回転式マスクホルダ上において2次
元的に配置することができるので、設置可能なマスク数
に対しマスクホルダの相対的な大きさを小型化すること
ができる。さらに、マスク交換の際には回転式マスクホ
ルダの1つの回転軸のみを制御すればよいので、さらに
マスクの交換、調整が容易になる。
【0348】実施例49.図85はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、707は3つのマスクを支持し、レーザ
光の光軸701に対して垂直な1つの方向(x方向)に
沿って移動し得るx方向可動式マスクホルダ、6a、6
b及び6cはマスク、704は4つのホログラムを支持
し、レーザ光の光軸701に対して垂直な2つの方向
(x方向及びy方向)に沿って移動し得るxy方向可動
式ホログラムホルダ、5a、5b、5c及び5dはホロ
グラムである。
【0349】この実施例は、上記実施例44と46を組
み合わせたものに対応している。即ち、xy方向可動式
ホログラムホルダ704上の第1、第2、第3及び第4
のホログラム5a、5b、5c及び5dは、ほぼ正方形
の頂点上に配置されている。xy方向可動式ホログラム
ホルダ704に設置されている4つのホログラムの内、
第1のホログラム5aが光路中に設置され加工に使用さ
れているが、加工に使用するホログラムを第1のホログ
ラム5aから第2のホログラム5b、第3のホログラム
5c又は第4のホログラム5dへ変更する場合、xy方
向可動式ホログラムホルダ704をx方向、y方向又は
x及びy方向に移動させることにより、レーザ光の光軸
701が第2のホログラム5b、第3のホログラム5c
又は第4のホログラム5dの中心を通るように調整すれ
ばよい。
【0350】一方、x方向可動式マスクホルダ707上
の第1、第2及び第3のマスク6a、6b及び6cは、
ほぼ直線上に配置されており、各マスクのほぼ中央部分
を結んだ直線708がレーザ光の光軸701と交差し、
x方向に平行となるように設置されている。x方向可動
式マスクホルダ707に設置されている3つのマスクの
内、第1のマスク6aが光路中に設置され加工に使用さ
れているが、加工に使用するマスクを第1のマスク6a
から第2のマスク6b又は第3のマスク6cへ変更する
場合、x方向可動式マスクホルダ707をx方向に移動
させることにより、レーザ光の光軸701が第2のマス
ク6b又は第3のマスク6cの中心を通るように調整す
ればよい。
【0351】この実施例によるレーザ転写加工装置は以
上のような構成を有しているので、複数のホログラムを
要する加工の場合又はマスクのマスクパターンの変更を
要する加工の場合、予め必要なホログラムがxy方向可
動式ホログラムホルダ704に複数個設置される。ま
た、予め必要なマスクがx方向可動式マスクホルダ70
7に複数個設置される。従って、可動式ホログラムホル
ダをx方向、y方向又はx及びy方向に移動させること
によりレーザ光光路中において加工に供されるホログラ
ムの交換、並びにホログラムの位置調整を簡単に行うこ
とが可能であり、さらに、可動式マスクホルダをx方向
に移動させることにより、レーザ光光路中において加工
に供されるマスクの交換、並びにマスクの位置調整を簡
単に行うことが可能である。
【0352】従って、加工途中において装置中に設置し
てあるホログラムを一旦取り外し、新たなホログラムを
設置し直すという手順を省略することができるので、加
工時における時間短縮効果があり加工効率の向上を図る
ことができる。さらに、この実施例によるレーザ転写加
工装置は、複数のホログラムを可動式ホログラムホルダ
上において2次元的に配置することができるので、設置
可能なホログラム数に対しホログラムホルダの相対的な
大きさを小型化することができる。また、加工途中にお
いて装置中に設置してあるマスクを一旦取り外し、新た
なマスクを設置し直すという手順を省略することができ
るので、加工時における時間短縮効果があり、加工効率
の向上を図ることができる。さらに、ホログラム及びマ
スクの両者とも複数個使用する加工において、光路中に
設置してあるホログラム及びマスクを一旦取り外し、新
たなホログラム及びマスクを設置し直すという手順を省
略することができるので、加工時におけるより大きな時
間短縮効果があり、加工効率のさらに向上させることが
できる。
【0353】この実施例においては、ホログラムホルダ
としてxy方向可動式ホログラムホルダを使用したが、
この代わりにx方向可動式ホログラムホルダ又は回転式
ホログラムホルダを使用してもよい。この場合、同様な
効果が達成され得る。
【0354】また、この実施例においては、マスクホル
ダとしてx方向可動式マスクホルダを使用したが、この
代わりにxy方向可動式マスクホルダ又は回転式マスク
ホルダを使用してもよい。この場合、同様な効果が達成
され得る。
【0355】実施例50.図85はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、712はx
y方向可動式ホログラムホルダ704をx方向に移動さ
せるための第1のパルスモータ、713はxy方向可動
式ホログラムホルダ704をy方向に移動させるための
第2のパルスモータ、714はx方向可動式マスクホル
ダ707をx方向に移動させるための第3のパルスモー
タ、715は第1のパルスモータ712を駆動するため
のパルスを発生するための第1のパルス発生器、716
は第2のパルスモータ713を駆動するためのパルスを
発生するための第2のパルス発生器、717は第3のパ
ルスモータ714を駆動するためのパルスを発生するた
めの第3のパルス発生器、718は第1、第2、及び第
3のパルス発生器が発生するパルス数並びにパルスを発
生するタイミングを制御する制御部である。この実施例
は、上記実施例49のより好ましい実施態様である。
【0356】各パルスモータの回転角は、制御部718
が発生するパルス数に比例している。転写加工途中にお
いてホログラム、マスク両者とも交換する場合、制御部
718は第1、第2、及び第3のパルスモータ712、
713及び714が同時に所定の角度だけ回転するよう
に第1、第2及び第3のパルス発生器715、716及
び717が発生するパルス数、及びパルスを発生するタ
イミングを制御する。この制御された移動によって、ホ
ログラム及びマスクの交換を同期して同時に行うことが
可能となるため、上記した実施例49の奏する効果を達
成できる上に、さらに加工に要する時間を短縮し、加工
効率の改善を図ることができる。
【0357】この実施例においては、ホログラムホルダ
としてxy方向可動式ホログラムホルダを使用したが、
この代わりにx方向可動式ホログラムホルダ又は回転式
ホログラムホルダを使用し、これらの駆動源に同様にパ
ルスモータを使用し得る。この場合、同様な効果が達成
され得る。
【0358】また、この実施例においては、マスクホル
ダとしてx方向可動式マスクホルダを使用したが、この
代わりにxy方向可動式マスクホルダ又は回転式マスク
ホルダを使用し、これらの駆動源に同様にパルスモータ
を使用し得る。この場合、同様な効果が達成され得る。
【0359】実施例51.図87はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、704はホログラム5を支持し、レーザ
光の光軸701に対して垂直な2つの方向(x方向及び
y方向)に沿って移動し得るxy方向可動式ホログラム
ホルダ、719はホログラム5上に形成された第1のホ
ログラムパターン、720はホログラム5上に形成され
た第2のホログラムパターン、721はホログラム5上
に形成された第3のホログラムパターン、722はホロ
グラム5上に形成された第4のホログラムパターンであ
る。
【0360】xy方向可動式ホログラムホルダ704上
に設置されたホログラム5には、第1、第2、第3及び
第4のホログラムパターン719、720、721及び
722が、それらの各中心がほぼ正方形の各頂点上に重
なるように形成されている。
【0361】次に動作について説明する。図87におい
て、第1のホログラムパターン719が光路中に設置さ
れ加工に使用されているが、加工に使用するホログラム
パターンを第1のホログラムパターン719から第2の
ホログラムパターン720、第3のホログラムパターン
721又は第4のホログラムパターン722へ変更する
場合、xy方向可動式ホログラムホルダ704をx方
向、y方向又はx及びy方向に所定量だけ移動させるこ
とにより、レーザ光の光軸701が第2のホログラムパ
ターン720、第3のホログラムパターン721又は第
4のホログラムパターン722の中心を通るように調整
すればよい。これによって、簡単にホログラムパターン
の変更を行うことができる。
【0362】この実施例で示したような、複数のホログ
ラムパターンが形成された1つの基板を製作するコスト
は、別々に同様なホログラムパターンをそれぞれ有する
複数のホログラムを製作するコストよりも、安価であ
る。さらに、複数のホログラムパターンを要する加工の
場合又は転写パターンの変更を要する加工の場合、必要
なホログラムパターンを1つのホログラム上に形成し
て、このホログラムをxy方向可動式ホログラムホルダ
に設置し、可動式ホログラムホルダをx方向、y方向又
はx及びy方向に移動させることによりレーザ光光路中
において加工に供されるホログラムパターンの交換、並
びにホログラムパターンの位置調整を簡単に行うことが
可能となるため、加工途中において装置中に設置してあ
るホログラムを一旦取り外し、新たなホログラムを設置
し直して位置調整を行う工程を省略することができるの
で、加工時における時間短縮効果があり、加工効率の向
上を図ることができる。さらに、この実施例によるホロ
グラム上には複数のホログラムパターンが形成されてい
るので、ホログラムホルダ上にホログラムの設置個所を
複数個設ける必要がないのでホログラムホルダの大きさ
をさらに小型化することができる。
【0363】また、変形例として、この実施例によるホ
ログラム5と、上記実施例46から48で示した複数の
マスクを設置する手段とを組み合わせることも可能であ
る。これによって、加工途中において光路中に設置して
あるマスクを一旦取り外し、新たなマスクを設置し直し
て位置調整を行う工程を省略することができるので、複
数のホログラムパターン及びマスクを必要とする加工に
おいてさらに加工効率の向上を図ることができる。
【0364】実施例52.図88はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、705はホログラム5を支持し、レーザ
光の光軸701に平行な直線を軸として回転し得る回転
式ホログラムホルダ、706はレーザ光の光軸701に
平行な回転式ホログラムホルダ705の回転軸、719
はホログラム5上に形成された第1のホログラムパター
ン、720はホログラム5上に形成された第2のホログ
ラムパターン、721はホログラム5上に形成された第
3のホログラムパターン、722はホログラム5上に形
成された第4のホログラムパターンである。
【0365】ホログラム5上の第1、第2、第3及び第
4のホログラムパターン719、720、721及び7
22は、各ホログラムパターンの中心と回転軸706と
の間の距離と回転軸706とレーザ光の光軸701との
間の距離とがほぼ等しくなるように、回転軸706を中
心とした1つの円上に形成されている。
【0366】次に動作について説明する。図88におい
て、ホログラム5上の4つのホログラムパターンの内、
第1のホログラムパターン719が光路中に設置され加
工に使用されているが、加工に使用するホログラムパタ
ーンを第1のホログラムパターン719から第2のホロ
グラムパターン720、第3のホログラムパターン72
1又は第4のホログラムパターン722へ変更する場
合、回転式ホログラムホルダ705を回転させることに
より、レーザ光の光軸701が第2のホログラムパター
ン720、第3のホログラムパターン721又は第4の
ホログラムパターン722の中心を通るように調整すれ
ばよい。これによって簡単にホログラムパターンが変更
される。
【0367】この実施例で示したような、複数のホログ
ラムパターンが形成された1つの基板を製作するコスト
は、別々に同様なホログラムパターンをそれぞれ有する
複数のホログラムを製作するコストよりも、安価であ
る。さらに、複数のホログラムパターンを要する加工の
場合又は転写パターンの変更を要する加工の場合、必要
なホログラムパターンをホログラム上に形成して、回転
式ホログラムホルダをレーザ光の光軸701に平行な回
転軸706の回りに回転させることにより、レーザ光光
路中において加工に供されるホログラムパターンの交
換、並びにホログラムパターンの位置調整を簡単に行う
ことが可能となるため、加工途中において装置中に設置
してあるホログラムを一旦取り外し、新たなホログラム
を設置し直して位置調整を行う工程を省略することがで
きるので、加工時における時間短縮効果があり、加工効
率の向上を図ることができる。さらに、この実施例によ
るホログラムは、ホログラムの設置個所を複数個設ける
必要がないのでホログラムホルダの大きさを小型化する
ことができる。また、ホログラムパターン交換の際には
回転式ホログラムホルダの1つの回転軸のみを制御すれ
ばよいので、さらにホログラムパターンの交換、調整が
容易になる。
【0368】また、変形例として、この実施例によるホ
ログラム5と、上記実施例46から48で示した複数の
マスクを設置する手段とを組み合わせることも可能であ
る。これによって、加工途中において光路中に設置して
あるマスクを一旦取り外し、新たなマスクを設置し直し
て位置調整を行う工程を省略することができるので、複
数のホログラムパターン及びマスクを必要とする加工に
おいてさらに加工効率の向上を図ることができる。
【0369】実施例53.図89はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、709はマスク6を支持し、レーザ光の
光軸701に対して垂直な2つの方向(x方向及びy方
向)に沿って移動し得るxy方向可動式マスクホルダ、
651はマスク6上に形成された第1のマスクパター
ン、652はマスク6上に形成された第2のマスクパタ
ーン、653はマスク6上に形成された第3のマスクパ
ターン、654はマスク6上に形成された第4のマスク
パターンである。
【0370】次に動作について説明する。第1、第2、
第3及び第4のマスクパターン651、652、653
及び654は、それぞれ、ほぼ正方形の各頂点に重なる
ようにマスク6上に形成されている。図89において、
マスク6に形成された4つのマスクパターンの内、第1
のマスクパターン651が光路中に設置され加工に使用
されているが、加工に使用するマスクパターンを第1の
マスクパターン651から第2のマスクパターン65
2、第3のマスクパターン653又は第4のマスクパタ
ーン654へ変更する場合、xy方向可動式マスクホル
ダ709をx方向、y方向又はx及びy方向に移動させ
ることにより、レーザ光の光軸701が第2のマスクパ
ターン652、第3のマスクパターン653又は第4の
マスクパターン654の中心を通るように調整すればよ
い。これによって、簡単にマスクパターンが交換され
る。
【0371】この実施例で示したような、複数のマスク
パターンが形成された1つの基板を製作するコストは、
別々に同様なマスクパターンをそれぞれ有する複数のマ
スクを製作するコストよりも、安価である。さらに、こ
の実施例は、マスクパターンの変更やマスクが熱的な損
傷を受ける場合等の同一のマスクパターンを有するマス
クの交換が必要となる場合に有効である。このような場
合、必要なマスクパターンが形成されたマスクを用意
し、xy方向可動式マスクホルダにそのマスクを設置
し、可動式マスクホルダをx方向、y方向又はx及びy
方向に移動させることにより、レーザ光光路中において
加工に供されるマスクパターンの交換、並びにマスクパ
ターンの位置調整を簡単に行うことが可能である。この
結果、加工途中において光路中に設置してあるマスクを
一旦取り外し、新たなマスクを設置し直して位置調整を
行う工程を省略することができるので、加工時における
時間短縮効果があり加工効率の向上を図ることができ
る。さらに、この実施例によるマスクは、マスクの設置
個所を複数個設ける必要がないのでマスクホルダの大き
さを小型化することができる。
【0372】また、変形例として、この実施例によるマ
スク6と、上記実施例43から45で示した複数のホロ
グラムを設置する手段とを組み合わせることも可能であ
る。これによって、加工途中において光路中に設置して
あるホログラムを一旦取り外し、新たなホログラムを設
置し直して位置調整を行う工程を省略することができる
ので、複数のマスクパターン及びホログラムを必要とす
る加工においてさらに加工効率の向上を図ることができ
る。
【0373】実施例54.図90はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、710はマスク6を支持し、レーザ光の
光軸701に平行な直線を軸として回転し得る回転式マ
スクホルダ、711はレーザ光の光軸701に平行な回
転式マスクホルダ710の回転軸、651はマスク6上
に形成された第1のマスクパターン、652はマスク6
上に形成された第2のマスクパターン、653はマスク
6上に形成された第3のマスクパターン、654はマス
ク6上に形成された第4のマスクパターンである。
【0374】第1、第2、第3及び第4のマスクパター
ン651、652、653及び654は、各マスクパタ
ーンの中心と回転軸711との間の距離と回転軸711
とレーザ光の光軸701との間の距離とがほぼ等しくな
るように、マスク6の回転軸711を中心とした1つの
円上に形成されている。
【0375】次に動作について説明する。図92におい
て、マスク6に形成されている4つのマスクパターンの
内、第1のマスクパターン651が光路中に設置され加
工に使用されているが、加工に使用するマスクパターン
を第1のマスクパターン651から第2のマスクパター
ン652、第3のマスクパターン653又は第4のマス
クパターン654へ変更する場合、回転式マスクホルダ
710を回転させることにより、レーザ光の光軸701
が第2のマスクパターン652、第3のマスクパターン
653又は第4のマスクパターン654の中心を通るよ
うに調整すればよい。これによって、簡単にマスクパタ
ーンが交換される。
【0376】この実施例で示したような、複数のマスク
パターンが形成された1つの基板を製作するコストは、
別々に同様なマスクパターンをそれぞれ有する複数のマ
スクを製作するコストよりも、安価である。さらに、こ
の実施例は、マスクパターンの変更やマスクが熱的な損
傷を受ける場合等の同一のマスクパターンを有するマス
クの交換が必要となる場合に有効である。このような場
合、必要なマスクパターンが形成されたマスクを用意
し、回転式マスクホルダをレーザ光の光軸701に平行
な回転軸711の回りに回転させることにより、レーザ
光光路中において加工に供されるマスクパターンの交
換、並びにマスクパターンの位置調整を簡単に行うこと
が可能となるため、加工途中において装置中に設置して
あるマスクを一旦取り外し、新たなマスクを設置し直し
て位置調整を行う工程を省略することができるので、加
工時における時間短縮効果があり、加工効率の向上を図
ることができる。さらに、この実施例によるレーザ転写
加工装置は、マスクの設置個所を複数個設ける必要がな
いのでマスクホルダの大きさを小型化することができ
る。また、マスクパターン交換の際には回転式マスクホ
ルダの1つの回転軸のみを制御すればよいので、さらに
マスクパターンの交換、調整が容易になる。
【0377】また、変形例として、この実施例によるマ
スク6と、上記実施例43から45で示した複数のホロ
グラムを設置する手段とを組み合わせることも可能であ
る。これによって、加工途中において光路中に設置して
あるホログラムを一旦取り外し、新たなホログラムを設
置し直して位置調整を行う工程を省略することができる
ので、複数のマスクパターン及びホログラムを必要とす
る加工においてさらに加工効率の向上を図ることができ
る。
【0378】実施例55.図91はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、701はレ
ーザ光の光軸、709はマスク6を支持し、レーザ光の
光軸701に対して垂直な2つの方向(x方向及びy方
向)に沿って移動し得るxy方向可動式マスクホルダ、
651はマスク6上に形成された第1のマスクパター
ン、652はマスク6上に形成された第2のマスクパタ
ーン、653はマスク6上に形成された第3のマスクパ
ターン、654はマスク6上に形成された第4のマスク
パターン、704はホログラム5を支持し、レーザ光の
光軸701に対して垂直な2つの方向(x方向及びy方
向)に沿って移動し得るxy方向可動式ホログラムホル
ダ、719はホログラム5上に形成された第1のホログ
ラムパターン、720はホログラム5上に形成された第
2のホログラムパターン、721はホログラム5上に形
成された第3のホログラムパターン、722はホログラ
ム5上に形成された第4のホログラムパターンである。
この実施例は、上記実施例51と53を組み合わせたも
のに対応している。
【0379】次に動作について説明する。第1、第2、
第3及び第4のホログラムパターン719、720、7
21及び722は、それらの中心がほぼ正方形の各頂点
上に配置されるように形成されている。図91では、4
つのホログラムパターンの内、第1のホログラムパター
ン719が光路中に設置され加工に使用されているが、
加工に使用するホログラムパターンを第1のホログラム
パターン719から他のホログラムパターンへ変更する
場合、xy方向可動式ホログラムホルダ704をx方
向、y方向又はx及びy方向に移動させることにより、
レーザ光の光軸701が変更されたホログラムパターン
の中心を通るように調整すればよい。これによって、簡
単にホログラムパターンが変更される。
【0380】一方、第1、第2、第3及び第4のマスク
パターン651、652、653及び654は、それら
の中心がほぼ正方形の各頂点上に配置されるように形成
されている。図91では、3つのマスクパターンの内、
第1のマスクパターン651が光路中に設置され加工に
使用されているが、加工に使用するマスクパターンを第
1のマスクパターン651から他のマスクパターンへ変
更する場合、xy方向可動式マスクホルダ709をx方
向、y方向、又はx方向及びy方向に移動させることに
より、レーザ光の光軸701が変更されたマスクパター
ンの中心を通るように調整すればよい。これによって、
簡単にマスクパターンが変更される。
【0381】xy可動式ホログラムホルダをx方向、y
方向又はx及びy方向に移動させることによりレーザ光
光路中において加工に供されるホログラムパターンの交
換、並びにホログラムパターンの位置調整を簡単に行う
ことが可能であり、さらに、xy可動式マスクホルダを
x方向、y方向又はx及びy方向に移動させることによ
り、レーザ光光路中において加工に供されるマスクパタ
ーンの交換、並びにマスクパターンの位置調整を簡単に
行うことが可能である。
【0382】従って、ホログラムパターンの変更を要す
る際に加工途中において光路中に設置してあるホログラ
ムを一旦取り外し、新たなホログラムを設置し直して位
置調整を行うという手順を省略することができるので、
加工時における時間短縮効果があり、加工効率の向上を
図ることができる。さらに、この実施例によるレーザ転
写加工装置は、複数のホログラムパターンがホログラム
上に形成されているので、複数のホログラムの設置箇所
を装置中に設ける必要がないのでホログラムホルダの大
きさを小型化することができる。また、マスクパターン
の変更を要する際又はマスクが損傷した際に加工途中に
おいて光路中に設置してあるマスクを一旦取り外し、新
たなマスクを設置し直して位置調整を行うという手順を
省略することができるので、加工時における時間短縮効
果があり、加工効率の向上を図ることができる。さら
に、この実施例によるレーザ転写加工装置は、複数のマ
スクパターンがマスク上に形成されているので、複数の
マスクの設置箇所を装置中に設ける必要がないのでマス
クホルダの大きさを小型化することができる。
【0383】さらに、ホログラムパターン及びマスクパ
ターンの両者とも複数個使用する加工において、光路中
に設置してあるホログラム及びマスクを一旦取り外し、
新たなホログラム及びマスクを設置し直して位置調整を
行う工程を省略することができるので、加工時における
より大きな時間短縮効果があり、加工効率をさらに向上
させることができる。
【0384】この実施例においては、ホログラムホルダ
としてxy方向可動式ホログラムホルダを使用したが、
この代わりに回転式ホログラムホルダを使用してもよ
い。この場合、同様な効果が達成され得る。
【0385】また、この実施例においては、マスクホル
ダとしてxy方向可動式マスクホルダを使用したが、こ
の代わりに回転式マスクホルダを使用してもよい。この
場合、同様な効果が達成され得る。
【0386】実施例56.図92はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構成
図であり、図において、図1における参照符号と同一の
符号は同一もしくは相当部分を示しており、712はx
y方向可動式ホログラムホルダ704をx方向に移動さ
せるための第1のパルスモータ、713はxy方向可動
式ホログラムホルダ704をy方向に移動させるための
第2のパルスモータ、714はxy方向可動式マスクホ
ルダ709をx方向に移動させるための第3のパルスモ
ータ、727はxy方向可動式マスクホルダ709をy
方向に移動させるための第4のパルスモータ、715は
第1のパルスモータ712を駆動するためのパルスを発
生するための第1のパルス発生器、716は第2のパル
スモータ713を駆動するためのパルスを発生するため
の第2のパルス発生器、717は第3のパルスモータ7
14を駆動するためのパルスを発生するための第3のパ
ルス発生器、728は第4のパルスモータ727を駆動
するためのパルスを発生するための第4のパルス発生
器、718は第1、第2、第3及び第4のパルス発生器
が発生するパルス数並びにパルスを発生するタイミング
を制御する制御部である。この実施例は、上記実施例5
5のより好ましい実施態様である。
【0387】次に動作について説明する。各パルスモー
タの回転角は、制御部718が発生するパルス数に比例
している。転写加工途中においてホログラムパターン、
マスクパターン両者とも交換する場合、制御部718は
第1、第2、第3及び第4のパルスモータ712、71
3、714及び727が同時に所定の角度だけ回転する
ように第1、第2、第3及び第4のパルス発生器71
5、716、717及び728が発生するパルス数、及
びパルスを発生するタイミングを制御する。この制御さ
れた移動によって、ホログラムパターン及びマスクパタ
ーンの交換を同期して同時に行うことが可能となるた
め、上記実施例55が奏する効果を達成できる上に、さ
らに加工に要する時間を短縮し、加工効率の改善を図る
ことができる。
【0388】この実施例においては、ホログラムホルダ
としてxy方向可動式ホログラムホルダを使用したが、
この代わりに回転式ホログラムホルダを使用し、これら
の駆動源に同様にパルスモータを使用し得る。この場
合、同様な効果が達成され得る。
【0389】また、この実施例においては、マスクホル
ダとしてxy方向可動式マスクホルダを使用したが、こ
の代わりに回転式マスクホルダを使用し、これらの駆動
源に同様にパルスモータを使用し得る。この場合、同様
な効果が達成され得る。
【0390】実施例57.はじめに、0次光について説
明する。位相ホログラムを用いたエキシマレーザ等の転
写加工は、位相ホログラム上の任意の位置に配置された
位相シフト部により、位相ホログラムに入射されたレー
ザ光の位相を半波長ずらすことにより、加工ターゲット
上に加工パターンを形成する。しかしながら加工精度の
限界により、位相シフト部を正確に半波長に対応する厚
さに加工するのは困難である。このため位相シフト部を
透過したレーザ光は半波長の位相シフトに対して、誤差
を持ち、位相ホログラムによる干渉作用を受けないレー
ザ光は、まっすぐに位相ホログラムを透過する0次光と
なり、これが加工ターゲット上に出現し加工ターゲット
を加工していた。このように、0次光の発生は加工パタ
ーンを乱す原因となる。
【0391】図93は、典型的な位相ホログラムにおけ
る位相シフト部を透過したレーザ光の半波長からの位相
のずれに対する、0次光の持つエネルギーの割合を示し
たグラフ図である。この図から、位相のずれを±10%
以内にすれば、0次光のエネルギーは、入射レーザ光の
3%以下となることがわかる。
【0392】以上のようにこの実施例によるレーザ転写
加工装置は、位相ホログラムの加工精度の制御により、
0次光のエネルギーを低減させることが可能であり、入
射レーザ光の利用効率が向上すると供に、加工ターゲッ
トの加工精度が向上し得る。これにより、レーザ転写加
工装置の信頼性が向上する。
【0393】実施例58. 図94は、請求項6の発明による一実施例によるレーザ
転写加工装置の一部の構成を示す構成図である。図にお
いて、図1における参照符号と同一の符号は同一もしく
は相当部分を示しており、302は位相ホログラム5か
ら放射される0次光である。この実施例は0次光を積極
的に利用するように構成されている。
【0394】次に動作について説明する。マスク6を透
過したレーザ光301は、位相ホログラム5に照射され
る。位相ホログラム5を透過したレーザ光301は、0
次光302と回折光303に分離され、加工ターゲット
8に照射され加工ターゲット8を加工する。加工ターゲ
ット8上には、0次光302による加工穴304と回折
光303による加工穴305が現われる。そこで図95
に示すように、あらかじめ加工ターゲット8上における
必要とする加工パターンの位置306のうちの一つを0
次光による加工穴304と一致するように、位相ホログ
ラム5を設計しておくことにより、0次光302の持つ
エネルギーを有効利用できると同時に加工精度が向上す
る。
【0395】以上示したように、この実施例によるレー
ザ転写加工装置は、0次光のエネルギーを加工パターン
に直接利用することにより、0次光による加工誤差を無
くすとともに入射レーザ光の利用効率を向上し得る。こ
れにより、レーザ転写加工装置の信頼性が向上する。
【0396】実施例59.図96は、この発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す構成図
であり、図において、図1における参照符号と同一の符
号は同一もしくは相当部分を示しており、302は位相
ホログラム5から放射された0次光である。
【0397】次に動作について説明する。位相ホログラ
ム5に入射したレーザ光301は、0次光302と回折
光303に分離される。そこで、回折光303を0次光
302の光路と分離するように位相ホログラム5を設計
し、回折光303のみが加工ターゲット8に照射するよ
うに配置することにより、0次光302の影響のない転
写加工が可能となり、加工精度を向上することができ
る。
【0398】この実施例によるレーザ転写加工装置は、
0次光を加工ターゲットから分離することにより、加工
精度を向上することにより、加工装置の信頼性が向上す
る。
【0399】実施例60. 図97は、請求項6の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す構成図であり、図におい
て、図1における参照符号と同一の符号は同一もしくは
相当部分を示しており、5aは第1の位相ホログラム、
5bは第2の位相ホログラム、8aは第1の加工ターゲ
ット、8bは第2の加工ターゲット、302aは位相ホ
ログラム5aから放射された0次光、302bは位相ホ
ログラム5aから放射された0次光である。
【0400】次に動作について説明する。図97におい
て、第1の位相ホログラム5aに入射したレーザ光30
1は第1の0次光302aと第1の回折光303aに分
離される。第1の回折光303aは、第1の加工ターゲ
ット8aに入射しこれを加工する。第1の回折光303
aと分離された第1の0次光302aの光路上に第2の
位相ホログラム5bが設置されており、第1の0次光3
02aが第2の0次光302bと第2の回折光303b
に分離された後、第2の回折光303bは第2の加工タ
ーゲット8bに入射しこれを加工する。このように直接
加工ターゲットに照射されない0次光を順次利用するこ
とにより、入射レーザ光のエネルギー利用効率が向上す
ると同時に、加工精度を向上させることができる。
【0401】以上示したように、この実施例によるレー
ザ転写加工装置は、加工ターゲットから分離した0次光
を再利用することにより、0次光による加工誤差を無く
すとともに、入射レーザ光の利用効率を向上し得る。こ
れにより、加工装置の信頼性が向上する。
【0402】実施例61. 図98は、請求項6の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す構成図であり、図におい
て、図1における参照符号と同一の符号は同一もしくは
相当部分を示しており、302は位相ホログラム5から
放射された0次光、308は位相ホログラム5から放射
された0次光を再利用するために設けられた全反射ミラ
ーである。
【0403】次に動作について説明する。図98におい
て、部分反射ミラー307により反射されたレーザ光3
01は、位相ホログラム5を透過し、0次光302と回
折光303に分離される。回折光303は加工ターゲッ
ト8に照射され加工ターゲット8を加工する。一方、回
折光303と分離された0次光302は複数の全反射ミ
ラー308により、部分反射ミラー307を介してレー
ザ光301に帰還され位相ホログラム5に照射される。
このように、直接加工ターゲットに照射されない0次光
をレーザ光に帰還させることにより、入射レーザ光のエ
ネルギー利用効率が向上すると同時に、加工精度が向上
する。
【0404】以上示したように、この実施例によるレー
ザ転写加工装置は、加工ターゲットから分離した0次光
を再利用することにより、0次光による加工誤差を無く
すとともに、入射レーザ光の利用効率を向上し、加工装
置の信頼性が向上する。
【0405】実施例62.図99はこの発明の一実施例
によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、421は遮光板であ
る。また、図100は遮光板421の構造を示す詳細図
であり、図において、422は遮光板421のレーザ光
遮光部、423は遮光板421のレーザ光透過部であ
る。
【0406】既に述べたように、位相ホログラム5は、
任意の位置に配置された位相シフト部により、それを透
過してくるレーザ光に位相差を生成し、形成された位相
シフト量により転写パターンは決定される。しかしなが
ら、加工精度の限界により、位相シフト部を正確に半波
長に対応する厚さに加工するのは困難である。このため
位相シフト部を透過したレーザ光は半波長の位相シフト
に対して、誤差を持ち、位相ホログラムによる干渉作用
を受けないレーザ光は、まっすぐに位相ホログラムを透
過する0次光となり、加工ターゲット上に出現し加工タ
ーゲットを損傷、悪影響を与える。このように、0次光
の発生により加工パターンを乱してしまう。また、回折
光されたレーザ光の内必要な転写パターン又は照射スポ
ット以外の点に結像する例えば共役光や高次光のような
回折光も加工ターゲット8上に到達して加工パターンを
乱すことがある。
【0407】この実施例によるレーザ転写加工装置は、
上記0次光及び不必要な回折光を遮断する構造を有して
いる。図100に示すように、遮光板421が位相ホロ
グラム5と加工ターゲット8との間に設けられている。
遮光板421は、0次光や、回折された共役光及び高次
光のような加工に不必要な回折光の全て又は一部を遮断
し又は減衰させるためのレーザ光遮光部422と、加工
のための加工ターゲット8上に結像するレーザ光を透過
するために透明度が高いレーザ透過部423とから構成
されている。
【0408】次に動作について説明する。レーザ遮断部
422を透過しようとするレーザ光はレーザ光遮断部4
22で反射され、反射光424aとして散逸して加工タ
ーゲット8上に到達しない。一方、レーザ透過部423
を透過したレーザ光425は、加工ターゲット8上で結
像され、加工ターゲット8を加工する。このようにし
て、加工ターゲット8に悪影響を与える不必要なレーザ
光を遮断することができ、必要な加工部分のみが加工さ
れた高品質の加工製品を効率よく製造することができ
る。
【0409】尚、この実施例において、遮光板421は
レーザ光を反射し、完全に遮断するように構成されてい
たが、レーザ光遮断部422が、加工ターゲット8が到
達したレーザ光によって影響を受けない程度まで光を減
衰する光吸収材料で作られているか、又は、メッシュや
ヒバチ構造等によって開孔率を低下させたり、もしくは
偏光子によりある偏光方向のレーザ光に対して不透明に
したりすることにより透過率を減少させる手段によって
構成されていてもよい。
【0410】実施例63.図101はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す構成図
であり、図において、図100における参照符号と同一
の符号は同一もしくは相当部分を示しており、426は
レンズである。
【0411】この実施例おいては、加工に不必要なレー
ザ光が加工ターゲット8上で結像しないように配置され
たレンズ426が、上記実施例62のレーザ光遮光部4
22に対応している。
【0412】次に動作について説明する。加工に不必要
な回折光等のレーザ光はレンズ426によって屈折し、
加工ターゲット8上には結像しない。加工ターゲット8
上に投射されたこのようなレーザ光424bの光強度
は、結像したレーザ光の光強度と比較して非常に弱いの
で、加工ターゲット8に照射されても加工可能光強度に
達せず加工ターゲット8に影響を与えない。従って、加
工ターゲット8に悪影響を与える不必要なレーザ光を減
衰させることができ、必要な加工部分のみが加工された
高品質の加工製品を効率よく製造することができる。し
かも、遮光板を用いた場合における、遮光板で反射され
た、加工に不必要なレーザ光が位相ホログラム5に戻る
ことはなく、さらに、加工に不必要なレーザ光が遮光板
に吸収されることによる遮光板の温度上昇がないという
利点がある。
【0413】実施例64.図102はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す構成図
であり、図において、図における参照符号と同一の符号
は同一もしくは相当部分を示しており、427はプリズ
ムである。
【0414】この実施例おいては、加工に不必要なレー
ザ光が加工ターゲット8上で結像しないように配置され
たプリズム427が、上記実施例のレーザ光遮光部42
2に対応している。
【0415】次に動作について説明する。加工に不必要
な回折光等のレーザ光はプリズム427によって屈折し
屈折光424cとして加工ターゲット8方向とは異なる
方向へ散逸し、加工ターゲット8上には結像しない。ま
た、屈折光424cは屈折したことにより、プリズム4
27の影響を受けない加工に必要なレーザ光の光路長に
比べてその光路長は延びているので、その結像位置も変
化する。従って、加工ターゲット8に悪影響を与える不
必要なレーザ光の照射を防止でき、たとえ照射されたと
してもその光強度は結像した場合の光強度に比べかなり
弱く加工可能光強度に達し得ないので加工ターゲット8
に悪影響を与えることはない。これにより、必要な加工
部分のみが加工された高品質の加工製品を効率よく製造
することができる。しかも、加工に不必要な遮光板で反
射されたレーザ光が位相ホログラム5に戻ることはな
く、さらに、加工に不必要な遮光板に吸収されることに
よる遮光板の温度上昇がないという利点がある。
【0416】実施例65.図103はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
り、図において、図1における参照符号と同一の符号は
同一もしくは相当部分を示しており、431は電気光学
素子板、432は電気光学素子板431よりレーザ発振
器1側に設けられた偏光子、433は電気光学素子板4
31より加工ターゲット8側に配置された偏光子、43
4は電気光学素子板431の任意の部分に電圧を印加す
るための配線、435は電気光学素子板431の任意の
部分に電圧を与えるための制御電源である。また、図1
04は電気光学素子板及び偏光子の動作を説明する説明
図であり、図において、436は偏光子432の入射レ
ーザ光、437は偏光子432によって直線偏光化され
たレーザ光、438は電気光学素子板431により偏光
方向が90度回転したレーザ光、439は電気光学素子
板431により偏光方向が変化せずに、透過したレーザ
光である。
【0417】既に述べたように、位相ホログラム5は、
任意の位置に配置された位相シフト部により、それを透
過してくるレーザ光に位相差を生成し、形成された位相
シフト量により転写パターンが決定される。また、しか
しながら加工精度の限界により、位相シフト部を正確に
半波長に対応する厚さに加工するのは困難である。この
ため位相シフト部を透過したレーザ光は半波長の位相シ
フトに対して、誤差を持ち、位相ホログラムによる干渉
作用を受けないレーザ光は、まっすぐに位相ホログラム
を透過する0次光となり、加工ターゲット上に出現し加
工ターゲットを損傷、悪影響を与える。このように、0
次光の発生により加工パターンを乱してしまう。また、
回折光されたレーザ光の内必要な転写パターン又は照射
スポット以外の点に結像する例えば共役光や高次光のよ
うな回折光も加工ターゲット8上に到達して加工パター
ンを乱すことがある。
【0418】次に動作について説明する。この実施例に
よるレーザ転写加工装置は、上記0次光及び不必要な回
折光を遮断する構造を有している。図103及び104
に示すように、レーザ光436は偏光子432により偏
光子の方向によって決まる方向に直線的に偏光したレー
ザ光437となり、位相ホログラム5上に入射する。レ
ーザ光437は位相ホログラム5により回折され、加工
ターゲット8を加工するためのレーザ光や加工に不必要
な0次光又は共役光、高次光となる。その後、これらの
レーザ光は電気光学素子板431を透過するが、電気光
学素子板431上の加工に不必要なレーザ光が透過する
部分に対応する電極に配線444を介して電源445に
より電圧を印加することで、加工に不必要なレーザ光が
透過する部分のみ電気光学効果を生ぜしめることができ
るため、その部分を透過する加工に不必要なレーザ光の
偏光方向が90度回転する。電気光学素子板431を通
過したレーザ光の偏光方向が90度回転したレーザ光4
38及び電気光学素子板441により偏光方向が変化せ
ずに透過したレーザ光439は、次に配置された偏光子
433に導かれるが、その際、偏光子433を電気光学
素子板431により偏光方向が90度回転したレーザ光
438を透過させない方向となるよう設置しておくこと
により、偏光方向が90度回転したレーザ光439と偏
光方向が変化せずに透過したレーザ光439とを分離で
き、偏光方向が変化せずに透過したレーザ光439のみ
を加工ターゲット8に照射することができる。これによ
り、必要な加工部分のみが加工された高品質の加工製品
を効率よく製造することができる。
【0419】尚、この実施例において電気光学素子板4
31で偏光方向を90度変化させたレーザ光を遮断した
が、変化せずに透過するレーザ光を遮断してもよく、こ
の場合、電気光学素子板により加工に必要なレーザ光の
偏光方向を90度回転させればよい。
【0420】さらに、レーザ発振器1から放射されたレ
ーザ光は、偏光子432によってその直線偏光方向が規
定されたが、レーザ発振器中に偏光子432を挿入して
もよいし、レーザ発振器が他の手段により直線偏光のレ
ーザ光を放射するならば偏光子は省略され得る。
【0421】実施例66. 図105は請求項18の発明の一実施例によるレーザ転
写加工装置のレーザ発振器の構成を示す構成図であり、
図において、図1における参照符号と同一の符号は同一
もしくは相当部分を示しており、501はレーザ発振器
のレーザ媒体、502は光共振器、503は狭帯域化部
(波長幅を狭くする手段)、504は部分反射ミラーで
ある。レーザ発振器1は、典型的にはエキシマレーザで
ある。
【0422】通常、レーザ光はある程度の波長広がりを
有している。また、ホログラムを透過するレーザ回折光
はレーザ光波長に応じて、レーザ光の回折する方向が異
なる。従って、波長広がりによってレーザ光は、波長広
がりに依存したぼけ(ないし誤差)を有する転写像を加
工ターゲット8上に転写する。このように、レーザ光の
波長広がりは加工精度を悪化させてしまう。波長λのレ
ーザ発振器1と、空間周波数a、行列要素Bのホログラ
ム転写加工光学系とを用いると、ホログラムによって加
工ターゲット8上の光の位置は長さx=Bλaだけずれ
る。従って、もしレーザ光が波長広がり△λを有してい
るならば、これによって、転写像の位置はさらに△x=
Ba△λの幅を有することになる。これは、ホログラム
による一種の色収差である。ホログラムと加工ターゲッ
ト8との間に他の光学系が存在しない場合、これらの間
の距離をLとすれば、B=Lであり、Lの典型的な値1
00mm、空間周波数a=5×105 、波長広がり△λ
=400pmと仮定すると、△x=20μmとなる。こ
の値は、エキシマレーザを用いたレーザ転写加工装置の
現在の加工精度目標と同等のレベルである。
【0423】加工精度の目標をΓとすると、Γ>△x即
ちΓ>Ba△λでなけらばならない。これを達成するた
めには、B,a又は△λを小さくする必要がある。Bを
小さくするにはホログラムと他との間の距離を小さくす
ればよく、aを小さくするにはホログラムの最小ピッチ
を大きくすればよい。この条件はエキシマレーザに限ら
ず他のレーザ発振器を用いた場合でも満たすべき性質の
ものである。
【0424】一方、△λを小さくするには、レーザ光の
波長を狭帯域化すればよい。転写加工に要求される加工
精度はせいぜい2μmであるから波長広がり△λを40
pm以下にすれば十分である。これを実現するために
は、例えば、著者 Terrence J.McKee による文献”Spec
tral-narrowing techniques for excimer laser oscill
ators ”(Can. J. Phys. Vol.63, 1985)に示されてい
る方法を用いるとよい。図106に示されているよう
に、レーザ発振器1は、レーザ媒体501と光共振器5
02とを備えており、光共振器502は狭帯域化503
と、レーザ媒体501を挟んで狭帯域化部503と対向
して設けられている部分反射ミラー504とから構成さ
れている。狭帯域化部503は、プリズム、エタロン、
グレーティング等の波長選択素子と、光を折り返すため
のいくつかのミラーとから構成されている。グレーティ
ングがリトロー配置で設けられているならば、狭帯域化
部503に新たにミラーを追加する必要はない。レーザ
媒体501で発生したレーザ光は光共振器502を往復
する内にレーザ媒体でさらに増幅されレーザ光となる。
その際、光共振器中に狭帯域化部503が設けられてい
るので、そこで所定の波長を有する光のみが選択され、
その波長のレーザ光のみが増幅されてレーザ発振器1よ
り放射される。
【0425】より強いレーザ光が必要な場合には、レー
ザ発振器の後方に設置したレーザ増幅器によって増幅し
たり、同一のレーザ媒体を用いて折り返し増幅を行えば
よい。また、ある程度狭帯域化することにより、転写加
工用のレンズの色消し設計を容易にできるという利点も
ある。
【0426】実施例67.図106はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す構成図
であり、図において、図1における参照符号と同一の符
号は同一もしくは相当部分を示しており、510は色収
差キャンセル部である。
【0427】図106に示すように、この実施例による
レーザ転写加工装置は、位相ホログラム5の色収差をな
くすための手段としては、逆の色収差を持つ色収差キャ
ンセル部510を有している。この色収差キャンセル部
510は、レーザ転写加工装置の光学系に挿入され、ホ
ログラム5と組み合わせて使用される。色収差キャンセ
ル部510は、例えば、波長選択素子であるプリズムや
グレーティングである。
【0428】次に動作について説明する。色収差キャン
セル部510に入射されたレーザ光には、ホログラム5
の色収差とは逆方向の予備的変化が与えられる。これに
よって、転写レンズ7を介してホログラム5に入射した
予備的変化を既に受けたレーザ光は、ホログラム5を出
射した段階で、波長広がりによる転写像のぼけがキャン
セルされることになる。例えば、プリズムでは、△x=
B(dn/dλ)△λ/nの色収差が生じるが(但し、
nはプリズムを形成する材料の屈折率)、B=100m
m、dn/dλ=−1.4x106、△λ=400p
m、n=1.5(合成石英)であるならば、△xはおお
よそ40μmであり、そのずれの方向はホログラム5に
よって生じるずれ△xの逆である。従って、プリズムと
加工対象の間の距離を変えるなどしてBを調整すること
により、ホログラムの色収差をキャンセルすることがで
きる。これによって、加工精度を向上し得る。
【0429】尚、この実施例によるレーザ転写加工装置
はホログラムの入射光線にまず予備的変化を与えたが、
ホログラムを通過してきた光をプリズム等の波長選択素
子を通すようにしてホログラムの色収差をキャンセルし
てもよい。
【0430】グレーティングを用いる場合には回折の方
向を考える必要がある。グレーティングの色収差は△x
=±mBa△λで表され(mは回折の次数)、符号はグ
レーティングからの出射光が出射面に対してどの方向か
で決まる。この△xが負になるような方向に出射される
光を利用し、さらにホログラム5の色収差をキャンセル
するのに丁度よい次数m、B及びaを選択することによ
りホログラムの色収差をキャンセルすることができる。
このように、波長選択素子510を光路中に挿入するこ
とにより、ホログラム5の色収差をキャンセルすること
ができる。また、ここでは単純な線で構成されたグレー
ティングを想定したが、グレーティングを使用する代わ
りに複数枚のホログラムを用いて互いに色収差をなくす
るように設計することもできる。
【0431】実施例68.図107はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す構成図
であり、図において、図1における参照符号と同一の符
号は同一もしくは相当部分を示しており、521は色消
しのためのレンズである。
【0432】一般に、干渉により生じた像を光源として
もう一度干渉を起こせばその結果生じる干渉像は色消し
される。図107に示したように、この実施例によるレ
ーザ転写加工装置は、位相ホログラムの色収差をキャン
セルするために予備的変化を与える手段としてホログラ
ム5と複数枚のレンズから成るリレー光学系を用いてい
る。簡単のため、空間周波数aのグレーティングがある
場合を考える。回折角が小さいとすればグレーティング
5とレンズ7とでできる輝線の列520の間隔d’は
d’=B’aλで与えられる。これは空間周波数が1/
d’のグレーティングがある場合に相当する。この輝線
列による第2の回折像522をレンズ512を用いて作
ると最終的にできる像の間隔dはd=Bλ/d’=(B
/B’)aとなる。この式には波長は含まれておらず、
完全に色消しが行われていることがわかるこれによっ
て、加工精度を向上し得る。
【0433】このように複数のレンズを使用したリレー
光学系により自己の像を利用して2次像を作れば色収差
をなくすことができる。上記説明では、便宜上グレーテ
ィングを用いて説明したが、上記の色消しのためのリレ
ー光学系はホログラムの場合に適用される。
【0434】実施例69.図108はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す構成図
であり、図において、図1における参照符号と同一の符
号は同一もしくは相当部分を示しており、523は色消
しのためのレンズである。
【0435】この実施例によるレーザ転写加工装置は、
位相ホログラムの色収差をキャンセルするために予備的
変化を与える手段として転写レンズ7が凹レンズと組み
合わされて構成されたものを用いている。転写レンズ7
は、凸レンズと凹レンズとが組み合わされている。例え
ば、色収差はレンズの焦点距離をfとすれば、△f=−
dn/dλ・△λf/(n−1)となるが、△fが正で
ある凸レンズと△fが負である凹レンズ523を組み入
れれば色収差を小さくすることができる。また、ホログ
ラムの色収差をも考慮に入れて全体の色収差を小さくな
るように、転写光学系を設計し得る。これによって、加
工精度を向上し得る。
【0436】尚、図109に示すように、凸レンズと凹
レンズとを互いに離隔して配置してもよい。この場合、
ホログラム5の配置位置は、図109に示すような配置
とは限らず任意でよい。
【0437】実施例70.図110はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す構成図
であり、図において、図1における参照符号と同一の符
号は同一もしくは相当部分を示しており、900は加工
対象である加工ターゲット8上にレーザ光を照射した際
に発生するブルーム、901は加工対象である加工ター
ゲット8から飛散した微粒子、902は位相分布を作る
ために設けられた位相ホログラム5の表面、903は位
相ホログラム表面902の裏側に当たる位相ホログラム
裏面である。
【0438】実際の加工においては、レーザ光を囲う対
象物に照射した瞬間に、加工対象物の除去部分の材料が
飛散し、微粒子となってホログラム5に付着することが
ある。また、ホログラム5周辺に浮遊する塵が付着する
ことがある。これらの付着が起こるとホログラム5にお
けるレーザ光の透過率が低下し、加工が不完全なものと
なる。また、微粒子等がホログラム分布を形成する面に
付着する場合には、極端な場合本来加工すべき位置とは
異なる位置に加工が行われ、加工不良となることもあ
る。この実施例はこのような問題を解決するために、図
110に示すような構成を有している。
【0439】次に動作について説明する。加工対象であ
る加工ターゲット8上にレーザ光が照射されると、その
部分の材料が一瞬でプラズマ化され、その周辺にブルー
ム900が形成される。そのさらに周囲には微粒子90
1が飛散し、これらが位相ホログラム5の表面に付着
し、その性能を劣化させることになる。しかしながら、
図110に示すように、この実施例によるレーザ転写加
工装置の位相ホログラム5は、その位相ホログラム表面
902がレーザ光が入射してくる方向に向けられ、従っ
て加工対象である加工ターゲット8に対しては逆向きに
設置されているので、位相ホログラム表面902に微粒
子901が付着することが防止でき、少なくとも加工形
状が変化することを防止できる。また、位相ホログラム
5の寿命を飛躍的に延ばすことができると共に、加工の
信頼性を向上することもできる。しかしながら、この実
施例のように位相ホログラム5を設置した場合、長期的
に使用していると位相ホログラムの裏面903には微粒
子901が付着し、加工性能を徐々に劣化させることに
なる。これを防ぐには、定期的に位相ホログラム裏面9
03をクリーニングすればよい。
【0440】実施例71.図111は、この実施例によ
るレーザ転写加工装置のクリーニング機構の構成を示す
側面図であり、図において、図1における参照符号と同
一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、905
は位相ホログラム裏面903をクリーニングするための
掃引アーム、906はクリーニング機構のクリーニング
部、907は掃引アーム903を駆動するための掃引駆
動部である。また、図112は図111に対する正面図
である。
【0441】上記実施例70によるレーザ転写加工装置
では、入射したレーザ光に所定の位相変化を与える位相
分布が形成された位相ホログラム表面がレーザ光入射側
に向けられており、加工によって生じた微粒子は位相ホ
ログラム表面には到達しないように構成された。また、
位相ホログラムの劣化を防止するために定期的に位相ホ
ログラム裏面のクリーニングが必要である。しかしなが
ら、工場の生産ラインに入った際に、装置の稼働率、位
相ホログラムを設置する際の調整時間の関係から定期的
なクリーニングが難しいことがある。この実施例は、か
かる問題を解決するためにクリーニング機構を具備して
いる。
【0442】位相ホログラム裏面903の一端部に掃引
駆動部907が設けられており、掃引駆動部907には
掃引アーム905が回転可能なように位相ホログラム裏
面方向へ延伸して設けられている。また、位相ホログラ
ム裏面903側の掃引アーム905の面上に、はけ、ゴ
ム等から成るクリーニング部906が設けられている。
【0443】次に動作について説明する。掃引アーム9
05は、掃引駆動装置907によって、図112に示す
ように掃引駆動装置907の回転軸を中心にして位相ホ
ログラム裏面上を移動する。この際、掃引アーム905
に取り付けられたクリーニング部906は、位相ホログ
ラム裏面903を撫で、裏面に付着した微粒子を取り除
く。掃引駆動装置907は、装置の稼働率に応じて加工
が一回終了する毎に又は所定の時間間隔毎に掃引アーム
905を駆動する。
【0444】実施例72.図113はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置のクリーニング機構の構成
を示す構成図であり、図において、図112における参
照符号と同一の符号は同一もしくは相当部分を示してお
り、908は掃引アーム905を並進移動させるための
ガイドである。また、図114は図113に対する正面
図である。2つのガイド908は、位相ホログラム裏面
903の互いに対向する2つの側部にそれぞれ設けられ
ている。この実施例は、上記実施例71と同様な目的の
ために、上記実施例71と同様なクリーニング機構を具
備している。
【0445】次に動作について説明する。掃引アーム9
05は、掃引駆動部907によって2つのガイド908
に沿って位相ホログラム裏面903上を掃引される。こ
れによって、掃引アーム905を長くすることなく位相
ホログラム裏面902全体をクリーニングすることがで
き、コンパクトなクリーニング機構を構成することがで
きる。
【0446】実施例73.図115はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
り、図において、図1における参照符号と同一の符号は
同一もしくは相当部分を示しており、915はレーザ光
の透過し得る材料で作られたレーザ光透過シート、91
6はレーザ光透過シート915を送り出す送り出し機
構、917はレーザ光透過シート915を巻き取る巻き
取り機構、918は巻き取り機構917を駆動するため
の駆動機構である。
【0447】次に動作について説明する。レーザ光透過
シート915が図115に示すように、位相ホログラム
5と加工ターゲット8との間に設けられており、これに
よって微粒子901が位相ホログラム5に付着するのを
防止することができる。レーザ光透過シート915は、
微粒子901の付着によって、しだいにレーザ光の透過
を妨げるようになる。このようなことを防止するため
に、加工性能に影響を与える以前に駆動機構918によ
って巻き取り機構917を動作させ、送り出し機構91
6から新しいレーザ光透過シートを送り出させることに
よって、汚染されたシートを巻き取り機構917で巻き
取って回収する。このようにレーザ光透過シート915
の交換を定期的に行うことによって、常に安定した加工
性能を維持することができる。
【0448】尚、位相ホログラム表面がレーザ光の入射
する方向に向けられているが、これに代わって、レーザ
光透過シートの存在により微粒子が位相ホログラムへ付
着するのが防がれているので、レーザ光が入射する側に
位相ホログラムの裏面が向けられていてもよい。
【0449】実施例74.図116はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
り、図において、図1における参照符号と同一の符号は
同一もしくは相当部分を示しており、920はガス吹き
だし口、921はガス流である。2つのガス吹きだし口
920は、図116のように配置され、ガス流921を
位相ホログラム5の裏面に向けて噴射するように構成さ
れている。
【0450】次に動作について説明する。ガス流921
は、図116に示すように、2つのガス吹きだし口92
0から流れ出て、位相ホログラム5の裏面に衝突する。
これにより、位相ホログラム裏面903近傍でガスの流
れが存在するようになり、微粒子901は加工ターゲッ
ト8の方向に押し流され、位相ホログラム6の裏面90
3に微粒子901が付着するのを防止することができ
る。これにより比較的安定に加工条件を維持することが
できる。使用するガスの条件としては、レーザ光に対し
透過性があり、レーザ光、加工装置を構成する構成要素
等の物質に対して不活性であることが前提となる。
【0451】尚、位相ホログラム表面がレーザ光の入射
する方向に向けられているが、これに代わって、ガスの
気流の存在により微粒子が位相ホログラムへ付着するの
が防がれているので、レーザ光が入射する側に位相ホロ
グラムの裏面が向けられていてもよい。
【0452】実施例75.図117はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
り、図において、図1における参照符号と同一の符号は
同一もしくは相当部分を示しており、930はガス吹き
だしダクト、931はガス吸い込みダクト、932はガ
スの気流層である。ガス吹き出し口930及びガス吸い
込み口931は、図117に示すように、レーザ光を遮
らないように且つ吹き出し口930と吸い込み口931
とが互いに向き合うように位相ホログラム5と加工ター
ゲット8との間に配置されている。
【0453】次に動作について説明する。ガス吹き出し
口930は、ガスをガス吸い込み口931の方向へ吹き
出す。吹き出されたガスはガス吸い込み口931に吸収
され、これによって、図117に示すように、位相ホロ
グラム5と加工ターゲット8との間にガス気流層932
が形成される。ガス気流層932は所謂エアカーテンで
あり、加工ターゲット8から飛散してくる微粒子901
を遮断する。この実施例によれば、単にガス流を位相ホ
ログラムに吹き付けた場合と比較するとより有効に微粒
子を遮断でき、位相ホログラム5への微粒子の付着を防
止できる。これにより比較的安定に加工条件を維持する
ことができる。使用するガスの条件としては、レーザ光
に対し透過性があることが前提となる。
【0454】尚、位相ホログラム表面がレーザ光の入射
する方向に向けられているが、これに代わって、ガス気
流層の存在により微粒子が位相ホログラムへ付着するの
が防がれているので、レーザ光が入射する側に位相ホロ
グラムの裏面が向けられていてもよい。
【0455】実施例76.図118はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
り、図において、図1における参照符号と同一の符号は
同一もしくは相当部分を示しており、940は汚染防止
容器、941は汚染防止容器940に設けられたレーザ
光を透過させるためのレーザ光透過窓である。汚染防止
容器940は、ホログラム5を囲繞して収納しており、
転写レンズ7からホログラム5へ達するレーザ光が入射
する側面とホログラム5を出射したレーザ光が出射する
側面とには、それぞれレーザ光透過窓941が設けられ
ている。
【0456】次に動作について説明する。位相ホログラ
ム5は汚染防止容器940内に設けられているため、微
粒子901及び塵の影響を受けることはない。好ましく
は、汚染容器940内は予め塵が取り除かれており、レ
ーザ光に対して透明で不活性なガスで満たされている。
このように、この実施例による汚染防止容器は清浄な空
気又は不活性ガス中で完全に位相ホログラム5を覆って
いるので、上記した実施例70から75と比較してより
長期間にわたって位相ホログラムを保護することができ
る。
【0457】長い期間の間には、レーザ光窓941に微
粒子901及び塵が付着するが、定期的にクリーニング
することによってその影響を最小限に抑えることができ
る。また、上記実施例71及び72に示したようなクリ
ーニング機構をこの汚染防止容器940に設置し、レー
ザ光透過窓941の表面をクリーニングしてもよい。さ
らに、図115に示したレーザ光透過シート915、図
116に示したようなガス流921を設けてもよいし、
又は、図117に示したようなガス気流層を設けてもよ
い。これらの実施例を併用することによって、安定した
加工性能を長期にわたり維持することができ、この実施
例の効果をより一層完全なものにすることができる。
【0458】尚、位相ホログラム表面がレーザ光の入射
する方向に向けられているが、これに代わって、汚染防
止容器の存在により微粒子が位相ホログラムへ付着する
のが防がれているので、レーザ光が入射する側に位相ホ
ログラムの裏面が向けられていてもよい。
【0459】実施例77. 図119は請求項19の発明の一実施例によるレーザ転
写加工装置の構成を示す構成図であり、図において、図
1における参照符号と同一の符号は同一もしくは相当部
分を示しており、622a及び622bはホログラム像
と被加工物との相対的な位置関係をモニタするための転
写像、623は第1の加工ターゲット搬送台、624は
第2の加工ターゲット搬送台、625a及び625bは
モニタ用受光部、626はモニタ用受光部625からの
信号を受けて加工ターゲット搬送台、レーザ発振器1に
制御信号を出力する制御部、627ば制御部626から
第1及び第2の加工ターゲット搬送台623及び624
に制御信号を伝える信号線、628a及び628bば受
光部622からモニタ信号を制御部626に伝える信号
線、630は制御部626からレーザ発振器1に制御信
号を伝える信号線である。
【0460】次に、動作について説明する。レーザ発振
器から発せられたレーザ光は、照射レンズによってマス
ク6上の転写パターン上へ集光、照射される。マスク6
は、前記したように、レーザ光から加工形状を切り出す
ための素子であり、これによって切り出されたパターン
が転写光学系の転写レンズ7によって拡大、縮小された
後ホログラム5を介して加工ターゲット8上に転写さ
れ、加工パターンの基本要素となる。マスク6を透過し
たレーザ光は、転写レンズ7を透過した後、例えば位相
ホログラムであるホログラム5に入射し、これによって
多数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、
空間変調されて生成された多数のレーザビームは加工タ
ーゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0461】また、図119に示されているように、加
工ターゲット8は第1の加工ターゲット搬送台623の
上に配置されており、第2の加工ターゲット搬送台62
4上を移動してレーザ光照射位置に搬送される。ここ
で、レーザ加工を行う前に、加工ターゲット8が正しい
照射位置にあるかないかを確認する必要がある。この実
施例においては、加工ターゲット8にはホログラム像と
加工対象である加工ターゲット8との相対的な位置関係
をモニタするために、加工ターゲット8上に照射される
加工のための転写像に加えて、加工ターゲット8の外部
に結像する2つの像622a及び622bを形成するべ
くホログラム5が設計されている。これら2つの像62
2a及び622bが結像する位置に、モニタ用受光部6
25a及び625bが設けられている。
【0462】制御部626は、目標位置に移動されてき
た加工ターゲット搬送台624を、位置確認のため一旦
停止する。その後、制御部626は、モニタ用受光部6
25a及び625bの感知には十分であるが加工ターゲ
ット8の加工のためには不十分な光強度でレーザ光を照
射するようにレーザ発振器を制御する。この間、制御部
626は、さらに第1及び第2の加工ターゲット搬送台
623及び624に制御信号を送信して、これらの加工
ターゲット搬送台の位置を制御する。そして、モニタ用
受光部625a及び625bが像622a及び622b
の光を検知すると、制御部626は位置決め終了である
と判断し、レーザ光の出力を上げる信号を信号線630
を介してレーザ発振器へと出力する。これによって、加
工ターゲット8の位置決めが終了しレーザ加工が開始さ
れる。位置決めのための像は必ずしも2つ必要ではない
が、図119に示すように2つの像を用いて加工ターゲ
ット8の位置決めを行うことによって、より正確に位置
合わせを実行できる。また、モニタのための像は線状で
あってもよい。
【0463】この実施例では、モニタ受光部625a及
び625bが直接モニタ用の像を受光するように構成さ
れたが、搬送台等に照射された像の反射光を観測するよ
うに構成してもよく、同様の効果を奏する。
【0464】この実施例では、加工ターゲット8を移動
させて位置決めを行うように構成したが、加工ターゲッ
ト8を固定して、ホログラムを移動するか、又はホログ
ラムを透過したレーザ光の光路を変えるように構成して
もよく、同様の効果を奏する。
【0465】この実施例では、モニタ光として加工用の
レーザ光を使用するように構成したが、加工用のレーザ
発振器から放射されるレーザ光とは異なる光源からの光
を用いるように構成してもよく、同様の効果を奏する。
【0466】実施例78. 図120は請求項19の発明の一実施例によるレーザ転
写加工装置の構成を示す構成図であり、図において、図
119における参照符号と同一の符号は同一もしくは相
当部分を示しており、629a及び629bはホログラ
ム像と被加工物との相対的な位置関係をモニタするため
に加工ターゲット8に設けられた貫通孔である。
【0467】次に動作について説明する。レーザ発振器
から発せられたレーザ光は、照射レンズによってマスク
6上の転写パターン上へ集光、照射される。マスク6
は、前記したように、レーザ光から加工形状を切り出す
ための素子であり、これによって切り出されたパターン
が転写光学系の転写レンズ7によって拡大、縮小された
後ホログラム5を介して加工ターゲット8上に転写さ
れ、加工パターンの基本要素となる。マスク6を透過し
たレーザ光は、転写レンズ7を透過した後、例えば位相
ホログラムであるホログラム5に入射し、これによって
多数の転写像を形成するように空間変調され、さらに、
空間変調されて生成された多数のレーザビームは加工タ
ーゲット8上に投影されてそれぞれ転写像を形成する。
【0468】図120に示されているように、加工ター
ゲット8は第1の加工ターゲット搬送台623の上に配
置されており、第2の加工ターゲット搬送台624上を
移動してレーザ光照射位置に搬送される。ここで、レー
ザ加工を行う前に、加工ターゲット8が正しい照射位置
にあるかないかを確認する必要がある。この実施例にお
いては、加工ターゲット8にはホログラム像と加工対象
である加工ターゲット8との相対的な位置関係をモニタ
するために、加工ターゲット8上に照射される加工のた
めの転写像に加えて、加工ターゲット8の2つの貫通孔
629a及び629bへと2つの像が結像するようにホ
ログラム5が設計されている。これら2つの像が結像し
て像が内部へ入射するように設けられた貫通孔625a
及び625bの下部に、モニタ用受光部625a及び6
25bが設けられている。
【0469】制御部626は、目標位置に移動されてき
た加工ターゲット搬送台624を、位置確認のため一旦
停止する。その後、制御部626は、モニタ用受光部6
25a及び625bの感知には十分であるが加工ターゲ
ット8の加工のためには不十分な光強度でレーザ光を照
射するようにレーザ発振器を制御する。この間、制御部
626は、さらに加工ターゲット搬送第623及び62
4に制御信号を送信して、加工ターゲット搬送台の位置
を制御する。そして、モニタ用受光部625a及び62
5bが、それぞれ、貫通孔629a及び629bを通過
してきた光を検知すると、制御部626は位置決め終了
であると判断し、レーザ光の出力を上げる信号を信号線
630を介してレーザ発振器へと出力する。これによっ
て、加工ターゲット8の位置決めが終了しレーザ加工が
開始される。位置決めのための貫通孔は必ずしも2つ必
要ではないが、図120に示すように2つの貫通孔を用
いて加工ターゲット8の位置決めを行うことによって、
より正確に位置合わせを実行できる。また、モニタ用貫
通孔は線状であってもよい。
【0470】この実施例では、モニタ受光部625a及
び625bが直接モニタ用の貫通孔629a及び629
bを通過してきた光を受光するように構成したが、モニ
タ用貫通孔を通過した光のある物体による反射光を観測
するように構成してもよく、同様の効果を奏する。
【0471】この実施例では、加工ターゲット8を移動
させて位置決めを行うように構成したが、加工ターゲッ
ト8を固定して、ホログラムを移動するか、又はホログ
ラムを透過したレーザ光の光路を変えるように構成して
もよく、同様の効果を奏する。
【0472】この実施例では、モニタ光として加工用の
レーザ光を使用するように構成したが、加工用のレーザ
発振器から放射されるレーザ光とは異なる光源からの光
を用いるように構成してもよく、同様の効果を奏する。
【0473】実施例79.図121はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、5はホログラム、500はホ
ログラム5のためのホログラムホルダ、729はホログ
ラムホルダ500のホログラム5が据え置かれる接触
面、730は接触面729上に突設した下部固定用ブロ
ック、731は上部押さえ用ブロック、732は上部押
さえ用ナット、733は上部押さえ用ネジである。ホロ
グラム5は直方形状を有している。下部固定用ブロック
730は、接触面729上に一体的に形成されている。
また、上部押さえ用ナット732はホログラム接触面7
29に対し固定されており、上部押さえ用ナット732
を介し上部固定用ネジ733を回すことにより上部押さ
え用ブロック731を図中矢印Eの方向に移動させ得
る。
【0474】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラム接触面729上にホログラムパターンが形
成された面、もしくはその裏面と接触するように設置
し、ホログラム接触面729上において接触面729と
下部固定用ブロック730とにより形成された直線上の
段差に、ホログラム5の下辺を平行に接触させ、上部押
さえ用ナット732を介して上部押さえ用ネジ733を
回し上部押さえ用ブロック731をホログラム5の上辺
に押し当てホログラム5を固定する。
【0475】上記したようにホログラム接触面729上
に下部固定用ブロック730を用いて直線状の段差を形
成すれば、ホログラム5がその外形に少なくとも一カ所
の直線部分を有する場合、この直線部分をホログラム接
触面729上において形成された直線状の段差に接触さ
せ、ホログラム接触面729上において固定することに
より、ホログラム外形中の直線部分の位置を簡易に規定
することが可能となるので、ホログラム5の法線方向に
平行な直線を軸とする回転を防止し、被加工物である加
工ターゲット上において常に一定の位置に転写パターン
を得ることができ、転写加工の安定性、信頼性を向上で
きる。
【0476】実施例80.図122はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図121における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、73
4は側部固定用ブロックである。
【0477】ホログラム5は直方形状を有している。下
部固定用ブロック730は、接触面729上に一体的に
形成されている。また、下部固定用ブロック730と側
部固定用ブロック734とは、それぞれの長手方向が直
交する向きに接触面729上に設けられている。上部押
さえ用ナット732はホログラム接触面729に対し固
定されており、上部押さえ用ナット732を介し上部固
定用ネジ733を回すことにより上部押さえ用ブロック
731を図中矢印Eの方向に移動させ得る。
【0478】次に動作について説明する。ホログラム接
触面729上において、下部固定用ブロック730及び
側部固定用ブロック734により2つの直交する直線状
の段差が形成される。ホログラム5の下辺を下部固定用
ブロック730で形成される段差に平行に接触させると
同時に、ホログラム5の一つの側方の辺を側部固定用ブ
ロック734で形成される段差に平行に接触させ、上部
押さえ用ナット732を介して上部押さえ用ネジ733
を回し上部押さえ用ブロック731をホログラム5の上
辺に押し当てホログラム5を固定する。
【0479】上記したようにホログラム5がその外形に
少なくとも2カ所の平行でない直線部分を有する場合、
ホログラムのこれらの直線部分をホログラム接触面72
9上において形成された2つの互いに平行でない直線状
の段差に接触させ、ホログラム接触面729上において
固定することにより、ホログラム外形中の2つの互いに
平行ではない直線部分の位置を簡易に規定することが可
能となるので、ホログラム5の法線方向に平行な直線を
軸とする回転を防止する効果は上記実施例79よりさら
に大きく、転写加工の安定性、信頼性を向上を図ること
ができるばかりでなく、ホログラムの外形中平行でない
2つの直線部分の位置が規定されるため、ホログラム5
の正確な位置及び角度が定まり、装置中への取り付け、
調整を容易に行うことができる。
【0480】実施例81.図123はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図122における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、73
4aはホログラム接触面729上に設けられた第1の側
部固定用ブロック、734bはホログラム接触面729
上に設けられた第2の側部固定用ブロック、735はホ
ログラム5に設けられた貫通孔、736はホログラム接
触面729上においてホログラム5の貫通孔735の位
置を規定するために設けられており、貫通孔735より
やや小さな直径を有する固定用ピンである。ホログラム
5は直方形状を有している。第1及び第2の側部固定用
ブロック734a及び734bは、それらの長手方向が
平行になるようにホログラム接触面729上に固定され
ており、両ブロックの向かい合う2面間の距離はホログ
ラム5の幅と等しい。
【0481】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500に固定する際、ホログラム5
に設けた貫通孔735に固定用ピン736を通し、第1
及び第2の側部固定用ブロック734a及び734bで
挟み込むようにホログラム5をホログラム接触面729
上に固定する。
【0482】この実施例によるホログラム5及びホログ
ラムホルダ500は以上のような構成を有しているの
で、ホログラム5に設けた貫通孔735の位置を簡易に
規定することができ、ホログラム5を装置中の所定の位
置に設置し調整することが可能となるので、装置の保守
性が向上する。また、この実施例では、ホログラム5の
回転を防止し、安全性の高い転写加工を行うことができ
る。
【0483】実施例82.図124はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図123における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、73
7は位置検知用レーザ、738は位置検知用レーザから
放射されたレーザ光(以下、位置検知用レーザ光と記
す)を所定の光路を通るように調整するために設けられ
た調整用ミラー、739は位置検知用レーザ光を検知す
るための光検知器である。上記実施例81と同様に、第
1及び第2の側部固定用ブロック734a及び734b
は、それらの長手方向が平行になるようにホログラム接
触面729上に固定されており、両ブロックの向かい合
う2面間の距離はホログラム5の幅と等しい。
【0484】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500の所定の位置に固定した後、
ホログラム5に設けた貫通孔735を位置検知用レーザ
光が通過するように調整用ミラー738を用いてレーザ
光の光路を調整する。また、調整されたレーザ光の光路
上には光検知器739が設けられており、これによって
貫通孔735を通過後の位置検知用レーザ光の光強度を
検知する。
【0485】この実施例によるレーザ転写加工装置は以
上のような構成を有しているので、ホログラムホルダ5
00の接触面729上にホログラム5に設置したときに
光検知器739の出力信号をモニタすることにより、ホ
ログラム5がホログラム接触面729上において所定の
位置からずれた場合、光検知器739に到達する位置検
知用レーザ光の光強度が低下するので、ホログラム5を
装置中の所定の位置からのずれを直ちに検知して修正す
ることが可能となるので、転写加工における信頼性を向
上させ得る。
【0486】実施例83.図125はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、735aはホログラム5に設
けられた第1の貫通孔、735bはホログラム5に設け
られた第2の貫通孔、736aはホログラム接触面72
9上においてホログラム5の貫通孔735aの位置を規
定するために設けられており、貫通孔735aよりやや
小さな直径を有する固定用ピン、736bはホログラム
接触面729上においてホログラム5の貫通孔735b
の位置を規定するために設けられており、貫通孔735
bよりやや小さな直径を有する固定用ピンである。
【0487】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500に固定する際、ホログラム5
に設けた貫通孔735aに固定用ピン736aを通し、
同時に、ホログラム5に設けた貫通孔735bに固定用
ピン736bを通してホログラム5をホログラム接触面
729上に固定する。
【0488】この実施例によるホログラム及びホログラ
ムホルダは以上のような構成を有しているので、ホログ
ラム5に設けた第1及び第2の貫通孔735a及び73
5bの位置を簡易に規定することができ、ホログラム5
を装置中の所定の位置に設置し調整することが可能とな
るので、装置の保守性が向上する。また、この実施例で
は、上記実施例79から82で示したホログラム729
上に段差を形成する手段を講じることなくホログラム5
の法線に平行な直線を軸とした回転を防止することがで
き、保守性と共に、転写加工の安全性を向上させること
ができる。
【0489】実施例84.図126はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図125における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示している。
【0490】この実施例による、ホログラム、ホログラ
ムホルダの構成要素、及びホログラムの固定方法は上記
実施例83と同様であるが、この実施例においては、第
1の貫通孔735aの直径が、第2の貫通孔735bの
直径よりも大きく、これに対応して、第1の固定用ピン
736aの直径が、第2の固定用ピン736bの直径よ
りも大きい。
【0491】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500に固定する際、ホログラム5
に設けた貫通孔735aに固定用ピン736aを通し、
同時に、ホログラム5に設けた貫通孔735bに固定用
ピン736bを通してホログラム5をホログラム接触面
729上に固定する。
【0492】この実施例によるホログラム及びホログラ
ムホルダは以上のような構成を有しているので、ホログ
ラム5に設けた第1及び第2の貫通孔735a及び73
5bの位置を簡易に規定することができ、ホログラム5
を装置中の所定の位置に設置し調整することが可能とな
るので、装置の保守性が向上する。また、この実施例で
は、上記実施例79から82で示したホログラム729
上に段差を形成する手段を講じることなくホログラム5
の法線に平行な直線を軸とした回転を防止することがで
き、保守性と共に、転写加工の安全性を向上させること
ができる。さらに、各貫通孔と各固定用ピンとを正しく
組み合わさなければ、ホログラム5をホログラムホルダ
500のホログラム接触面729上に設置することがで
きないので、ホログラム5の誤装着を防止できる。
【0493】実施例85.図127はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図126における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、73
7はホログラム5の縦方向中心線、738はホログラム
5の横方向中心線、739はホログラム5の中心点であ
る。図127に示すように、第1及び第2の貫通孔73
5a及び735bは、縦方向中心線737上に位置して
いず、また、横方向中心線737上にも位置していな
い。さらに、第1の貫通孔735aと第2の貫通孔73
5bとは、ホログラム5の縦方向中心線737、ホログ
ラム5の横方向中心線738、及びホログラム5の中心
点739のいずれに対しても、対称な位置関係にない。
また、ホログラム5がホログラムホルダ500のホログ
ラム接触面729上の正しい位置に設置された場合、ホ
ログラム5がホログラム接触面のほぼ中央に位置するよ
うに第及び第2の固定用ピン736a及び736bは配
置されている。
【0494】この実施例によるホログラム及びホログラ
ムホルダは以上のような構成を有しているので、ホログ
ラム5に設けた第1及び第2の貫通孔735a及び73
5bの位置を簡易に規定することができ、ホログラム5
を装置中の所定の位置に設置し調整することが可能とな
るので、装置の保守性が向上する。また、この実施例で
は、上記実施例79から82で示したホログラム729
上に段差を形成する手段を講じることなくホログラム5
の法線に平行な直線を軸とした回転を防止することがで
き、保守性と共に、転写加工の安全性を向上させること
ができる。さらに、ホログラム5の表裏を正しくしてホ
ログラムを載置し、且つ貫通孔と固定用ピンの組み合わ
せを適切にしなければ、所定の位置であるホログラム接
触面729の中央からホログラム5がずれるため、貫通
孔と固定用ピンの組み合わせばかりでなくホログラム5
の表裏に関しても装着の誤りを直ちに感知することがで
きるので、ホログラム5の誤装着を防止する効果はさら
に向上する。
【0495】実施例86.図128はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図127における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、74
0はホログラム接触面729上に設けられた誤装着防止
用ブロックである。この実施例によるホログラムホルダ
500の構成は、上記実施例85のものに誤装着防止用
ブロック740を付加したものであり、他の構成要素に
ついては上記実施例85と同様である。図130に示す
ように、第1及び第2の貫通孔735a及び735b
は、縦方向中心線737上に位置していず、また、横方
向中心線737上にも位置していない。
【0496】次に動作について説明する。上記実施例8
5によるホログラムホルダ500及びホログラム5を使
用した場合、想定される誤装着には以下の3種類があ
る。
【0497】(誤装着1) ホログラムの表裏は正しい
が、貫通孔と固定用ピンの組み合わせを誤った場合。 (誤装着2) 貫通孔と固定用ピンの組み合わせは正し
いがホログラムの表裏を誤った場合。 (誤装着3) ホログラムの表裏、及び貫通孔と固定用
ピンの組み合わせの両者を共に誤った場合。
【0498】図129は、正常装着、及び上記3種類の
誤装着の各場合にホログラム5がホログラム接触面72
9上において示す領域を示す模式図であり、図129に
おいて、741a及び741bは、それぞれ第1及び第
2の固定用ピンが位置する領域である。742は正しく
装着されたホログラムが占める領域、743は誤装着1
の場合にホログラムが占める領域、744は誤装着2の
場合にホログラムが占める領域、745は誤装着3の場
合にホログラムが占める領域である。図中、斜線で示し
た領域746は、正しく装着したホログラムが占める領
域742の外にあり、且つ3つの誤装着の場合にホログ
ラムが占める領域いずれにも含まれる領域である。
【0499】図129において斜線で示した領域中に図
128に示すような誤装着防止ブロック740が設けら
れている。従って、ホログラム5を完全に正しく装着し
なければ、ホログラム接触面729上にホログラム5を
設置することは不可能であるので、ホログラム5の誤装
着を確実に防止できる。
【0500】この実施例によるホログラム及びホログラ
ムホルダは以上のような構成を有しているので、ホログ
ラム5に設けた第1及び第2の貫通孔735a及び73
5bの位置を簡易に確実に規定することができ、ホログ
ラム5を装置中の所定の位置に設置し調整することが可
能となるので、装置の保守性が向上する。また、この実
施例では、上記実施例79から82で示したホログラム
729上に段差を形成する手段を講じることなくホログ
ラム5の法線に平行な直線を軸とした回転を防止するこ
とができ、保守性と共に、転写加工の安全性を向上させ
ることができる。
【0501】この実施例において、誤装着防止ブロック
は1カ所のみに設置されたが、正常装着の場合にホログ
ラムが占める領域外であり、且つ上記3種類の誤装着実
施例にホログラムが占めるいずれの領域にも含まれる領
域が存在しない場合は、3種類それぞれの誤装着の場合
に応じた、正常装着時にホログラムが占める領域外に複
数の誤装着ブロックを設けてもよい。
【0502】実施例87.図130はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図129における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、73
7は位置検知用レーザ、738は位置検知用レーザから
放射されたレーザ光(以下、位置検知用レーザ光と記
す)を所定の光路を通るように調整するために設けられ
た調整用ミラー、739は位置検知用レーザ光を検知す
るための光検知器である。
【0503】この実施例によるホログラム5には、2つ
の貫通孔735a及び735bが設けられているが、第
1の貫通孔735aは上記実施例86で示したような固
定用ピン736を規定する手段として、第2の貫通孔7
35bは上記実施例82で示したような、位置検出用レ
ーザ光を通過させ、ホログラム5が所定の位置にあるか
否かを検知する手段として用いられている。
【0504】次に動作について説明する。第1の貫通孔
735aを固定用ピン736に通して、ホログラム5を
ホログラムホルダ500の所定の位置に固定した後、ホ
ログラム5に設けた貫通孔735を位置検知用レーザ光
が通過するように調整用ミラー738を用いてレーザ光
の光路を調整する。また、調整されたレーザ光の光路上
には光検知器739が設けられており、これによって貫
通孔735を通過後の位置検知用レーザ光の光強度を検
知する。
【0505】この実施例によるレーザ転写加工装置は以
上のような構成を有しているので、一方の貫通孔を使用
してホログラム5の位置を容易に規定することができ、
ホログラム5を装置中の所定の位置へ容易に設置して調
整することが可能となるので、装置の保守性が向上す
る。さらに、もう一方の貫通孔の位置が所定の位置にあ
るか否かを検知する手段を有するので、ホログラム5が
ホログラム接触面729上において第1の貫通孔735
aを軸とした角度ずれが生じた場合、光検知器739に
到達する位置検知用レーザ光の光強度が低下するため、
ホログラム5を装置中の所定の位置からのずれを直ちに
検知して修正することが可能となるので、転写加工にお
ける信頼性を向上させ得る。
【0506】実施例88.図131はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、735aはホログラム5に設
けられた第1の貫通孔、735bはホログラム5に設け
られた第2の貫通孔、735cはホログラム5に設けら
れた第3の貫通孔、736aはホログラム接触面729
上においてホログラム5の貫通孔735aの位置を規定
するために設けられており、貫通孔735aよりやや小
さな直径を有する固定用ピン、736bはホログラム接
触面729上においてホログラム5の貫通孔735bの
位置を規定するために設けられており、貫通孔735b
よりやや小さな直径を有する固定用ピン、736cはホ
ログラム接触面729上においてホログラム5の貫通孔
735cの位置を規定するために設けられており、貫通
孔735cよりやや小さな直径を有する固定用ピンであ
る。この実施例では、第1、第2及び第3の貫通孔73
5a、735b及び735cの3つ中心を結んで得られ
る三角形747の形状が不等辺三角形となるように3つ
の貫通孔がホログラム5に設けられている。
【0507】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500に固定する際、ホログラム5
に設けた第1、第2及び第3の貫通孔735a、735
b及び735cにそれぞれ、第1、第2及び第3の固定
用ピン736a、736b及び736cを通し、ホログ
ラム5をホログラム接触面729上に固定する。
【0508】この実施例によるレーザ転写加工装置は以
上のような構成を有しているので、ホログラム5に設け
た第1、第2及び第3の貫通孔735a、735b及び
735cの位置を簡易に規定することができ、ホログラ
ム5を装置中の所定の位置に設置し調整することが可能
となるので、装置の保守性が向上する。また、ホログラ
ム5上の3点の位置が規定されているので、ホログラム
接触面729上に設置した際のホログラムの位置及び角
度ずれに対する安定性はさらに増加する。さらに、3つ
の貫通孔の中心を結んで得られる三角形の形状が不等辺
三角形であるので、ホログラム5の表裏及び向きを正し
く設定しなければ、ホログラム5をホログラム接触面7
29上に設置することが不可能である。このため、上記
実施例86で示したような誤装着を防止する手段を別段
講じることなく、確実に誤装着を防止することができ
る。
【0509】実施例89.図132はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図1における参照符号と同一
の符号は同一もしくは相当部分を示している。この実施
例によるホログラム5は、1つの貫通孔の直径が他の貫
通孔の直径とは異なるような3つの貫通孔を有してい
る。例えば、図132に示すように、第3の貫通孔73
5cの直径は、第1及び第2の貫通孔735a及び73
5bの直径よりも大きく、またこれに対応して第3の固
定用ピン736cの直径は、第1及び第2の固定用ピン
736a及び736bの直径よりも大きい。また、第3
の貫通孔735cの直径は、第3の固定用ピンの直径よ
りもやや大きくなるように形成されている。この実施例
においても、前記実施例88と同様にホログラム5がホ
ログラムホルダ500のホログラム接触面729上に固
定される。
【0510】この実施例によるレーザ転写加工装置によ
れば、ホログラム5に設けられた3つの貫通孔の中心を
結んで得られる三角形の形状がたとえ正三角形を除く2
等辺三角形でであっても、底辺上にある1つの貫通孔の
直径を他の貫通孔の直径と異なるようにすることによっ
て、ホログラム5の表裏及び向きを正しく設定しない限
り、ホログラム5をホログラム接触面729上に設置す
ることが不可能である。このため、上記実施例86で示
したような誤装着を防止する手段を別段講じることな
く、確実に誤装着を防止することができる。
【0511】この実施例においては、ホログラムに設け
た3つの貫通孔の内1つの貫通孔の直径を他の2つの貫
通孔の直径とは異なるようにしたが、3つの貫通孔の内
1つの貫通孔の形状を他の2つのものとは異なるように
してもよい。
【0512】実施例90.図133はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図1における参照符号と同一
の符号は同一もしくは相当部分を示している。この実施
例によるホログラム5は、異なる直径を有している3つ
の貫通孔を具備している。例えば、図133に示すよう
に、第1の貫通孔735a、第2の貫通孔735b、第
3の貫通孔735cの順番で直径が大きくなっている。
また、これに対応して第1の固定用ピン736a、第2
の固定用ピン736b、第3の固定用ピン736cの順
番で直径が大きくなっている。また、各貫通孔の直径
は、対応する固定用ピンの直径よりもやや大きくなるよ
うに形成されている。この実施例においても、上記実施
例89と同様にホログラム5がホログラムホルダ500
のホログラム接触面729上に固定される。
【0513】この実施例によるレーザ転写加工装置によ
れば、ホログラム5に設けられた3つの貫通孔の中心を
結んで得られる三角形の形状がたとえ正三角形であって
も、ホログラム5の表裏及び向きを正しく設定しない限
り、ホログラム5をホログラム接触面729上に設置す
ることが不可能である。このため、上記実施例86で示
したような誤装着を防止する手段を別段講じることな
く、確実に誤装着を防止することができる。
【0514】この実施例においては、ホログラムに設け
た3つの貫通孔の直径を全て異なるようにしたが、3つ
の貫通孔の形状を全て異なるようにしてもよい。
【0515】実施例91.図134はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図133における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、73
7は位置検知用レーザ、738は位置検知用レーザから
放射されたレーザ光(以下、位置検知用レーザ光と記
す)を所定の光路を通るように調整するために設けられ
た調整用ミラー、739は位置検知用レーザ光を検知す
るための光検知器である。
【0516】この実施例によるホログラム5には、3つ
の貫通孔735a、735b及び735cが設けられて
いるが、第1及び第2の貫通孔735a及び735bは
上記実施例90で示したような固定用ピン736a及び
736bを規定する手段として、第3の貫通孔735c
は上記実施例87で示したような、位置検出用レーザ光
を通過させ、ホログラム5が所定の位置にあるか否かを
検知する手段として用いられている。また、3つの貫通
孔の中心を結んで得られる三角形の形状が不等辺三角形
となるように3つの貫通孔がホログラム5に設けられて
いる。
【0517】次に動作について説明する。第1の貫通孔
735a及び第2の貫通孔735bを固定用ピン736
a及び736bに通して、ホログラム5をホログラムホ
ルダ500の所定の位置に固定した後、ホログラム5に
設けた貫通孔735cを位置検知用レーザ光が通過する
ように調整用ミラー738を用いてレーザ光の光路を調
整する。また、調整されたレーザ光の光路上には光検知
器739が設けられており、これによって貫通孔735
cを通過後の位置検知用レーザ光の光強度を検知する。
【0518】この実施例によるレーザ転写加工装置は以
上のような構成を有しているので、2つの貫通孔を使用
してホログラム5の位置を容易に規定することができ、
ホログラム5を装置中の所定の位置へ容易に設置して調
整することが可能となるので、装置の保守性が向上す
る。さらに、第3の貫通孔の位置が所定の位置にあるか
否かを検知する手段を有するので、貫通孔と固定用ピン
との組み合わせを誤りホログラム5をホログラム接触面
729上に誤装着した場合、光検知器739に到達する
位置検知用レーザ光の光強度が低下するため、誤装着を
未然に防止することができる。
【0519】実施例92.図135はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図126における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、74
8aは第1の固定用ピン736aに設けられた第1の固
定用ネジ、748bは第2の固定用ピン736bに設け
られた第2の固定用ネジ、749aは第1の固定用ネジ
748aと協働してホログラム5を固定するための第1
の固定用ナット、749bは第2の固定用ネジ748b
と協働してホログラム5を固定するための第2の固定用
ナットである。
【0520】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500に固定する際、ホログラム5
に設けた第1及び第2の貫通孔735a及び735bに
それぞれ、第1及び第2の固定用ピン736a及び73
6bを通し、第1の固定用ネジ748aを介して第1の
固定用ナット749aで、第2の固定用ネジ748bを
介して第2の固定用ナット749bで、ホログラム5を
ホログラム接触面729上に固定する。
【0521】このように、この実施例によるホログラム
及びホログラムホルダは固定用ピンが固定用ネジを兼ね
ている構成を有しているので、保持機能を有しており、
ホログラムのホログラムホルダへの固定をより簡易に行
うことができる。
【0522】さらに、ホログラム5に設けた第1及び第
2の貫通孔735a及び735bの位置を簡易に規定す
ることができ、ホログラム5を装置中の所定の位置に設
置し調整することが可能となるので、装置の保守性が向
上する。また、この実施例では、上記実施例79から8
2で示したホログラム729上に段差を形成する手段を
講じることなくホログラム5の法線に平行な直線を軸と
した回転を防止することができ、保守性と共に、転写加
工の安全性を向上させることができる。
【0523】実施例93.図136はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、750はホログラム5の中央
領域を除く表面上に設けられたマークである。
【0524】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ上に装着する際に、マーク750に
よって、ホログラム5の表裏及び方向を目視にて簡易に
識別することができる。
【0525】この実施例によるホログラムは以上のよう
に構成されたので、マークが常に一定の位置となるよう
にホログラムをホログラムホルダに装着することによ
り、ホログラムの誤装着を防止できる。
【0526】実施例94.図137はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、751はホログラム5の中央
領域を除く表面上に設けられた突起である。
【0527】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ上に装着する際に、突起750によ
って、ホログラム5の表裏及び方向を目視並びに指先等
との接触にて簡易に識別できる。
【0528】この実施例によるホログラムは以上のよう
に構成されたので、突起が常に一定の位置となるように
ホログラムをホログラムホルダに装着することにより、
ホログラムの誤装着を防止できる。さらに、突起は指先
等との接触によっても容易に識別できるため、さらに誤
装着防止効果を高めることができる。
【0529】実施例95.図138はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、752はホログラム5の中央
領域を除く表面上に設けられた未貫通の窪みから成る止
め穴である。
【0530】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ上に装着する際に、止め穴752に
よって、ホログラム5の表裏及び方向を目視並びに指先
等との接触にて簡易に識別できる。
【0531】この実施例によるレーザ転写加工装置は以
上のように構成されたので、止め穴が常に一定の位置と
なるようにホログラムをホログラムホルダに装着するこ
とにより、ホログラムの誤装着を防止できる。さらに、
止め穴は指先等との接触によっても容易に識別できるた
め、さらに誤装着防止効果を高めることができる。ま
た、止め穴は他の物体との接触による磨耗や破損するこ
とは稀であるので、ホログラム5の表裏及び方向を示す
基準としての信頼性が向上する。
【0532】実施例96.図139はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、753はホログラム5の4角の内任意の1
つの角が面取りされた面取り角である。また、754は
面取り角753を形成する際に切り落とした部分であ
る。尚、ホログラム5は長方形状を有する。
【0533】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ上に装着する際に、目視によってホ
ログラム5の長方形状の短辺と長辺の方向及び面取り角
753の位置を判断して、ホログラム5の表裏及び方向
を目視にて簡易に識別できる。
【0534】この実施例によるホログラムは以上のよう
に構成されたので、ホログラム5の長方形状の短辺と長
辺の方向及び面取り角753の位置が容易に判断される
ので、ホログラム5をホログラムホルダに正常に装着す
ることができ、ホログラムの誤装着を防止できる。
【0535】また、ホログラム5が正方形状を有する場
合、短辺と長辺の区別がないでの、上記の方法によって
ホログラム5の表裏及び方向を目視にて簡易に識別でき
ないが、面取り角753を形成する際に切り落とした部
分の形状を、図139(b)に示すように、面取りを施
した角を頂点とする二等辺三角形としなければ、面取り
角753の形状からホログラム5の表裏及び方向を目視
にて簡易に識別でき、誤装着を防止できる。
【0536】また、面取り角の形状が、円弧、又は、ホ
ログラム5の直交する2辺を滑らかに結ぶ曲線から形成
された場合であっても、同様な効果が得られる。
【0537】実施例97.図140はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、750はホログラム5の表面
に設けられたマーク、753はホログラム5の4角の内
任意の1つの角が面取りされた面取り角である。尚、ホ
ログラム5は長方形状を有する。
【0538】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ上に装着する際に、マーク750及
び面取り角753をもって、ホログラム5の表裏及び方
向を目視にて簡易に識別できる。
【0539】この実施例によるホログラムは以上のよう
に構成されたので、面取り角又はマークが設けられた場
合よりも、さらに容易にホログラム5の表裏及び方向を
目視にて識別でき誤装着を防止する効果をさらに高める
ことができるうえに、マークによりホログラム5の表裏
を簡単に識別できるので、ホログラム5が正方形状であ
り且つ面取り角753を形成した際の切り落とした部分
の形状が面取り角を頂点とする二等辺三角形であって
も、ホログラム5の表裏及び方向を目視にて簡易に識別
してホログラムホルダに正常に装着することができ、ホ
ログラムの誤装着を防止できる。
【0540】また、ホログラム5に設けられたマークの
代わりに、上記実施例94及び95で示した突起又は止
め穴を設けてもよく、同様な効果が得られる。
【0541】実施例98.図141はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、図122における参照符号と
同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、75
3はホログラム5の4角の内任意の1つの角が面取りさ
れた面取り角、755はホログラム接触面上に設けられ
た誤装着防止突起である。誤装着防止用突起755は、
ホログラム接触面729上においてホログラム5を所定
の位置に設置した際に、面取り角753の辺に当接する
ように設けられている。また、ホログラム5は長方形状
を有する。下部固定用ブロック730と側部固定用ブロ
ック734とは、ホログラム5の外形中平行でない2つ
の直線部の位置を規定するようにホログラム接触面72
9上に設けられている。
【0542】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500上に装着する際に、面取り角
753が誤装着防止用突起部755に当接するととも
に、2つの直交する辺がそれぞれ下部固定用ブロック7
30及び側部固定用ブロック734に当接するように、
ホログラム5を装着する。
【0543】この実施例によるホログラム及びホログラ
ムホルダは以上のように構成されたので、ホログラム5
の表裏及び方向を正しく設定しなければ、ホログラム5
をホログラムホルダのホログラム接触面上に固定するこ
とが不可能であるので、ホログラムの誤装着を確実に防
止できる。
【0544】実施例99.図142はこの発明の一実施
例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図であり、図において、756はホログラム5の4辺
の内任意の1つの辺の中央を除く部分に設けられた切り
欠きである。切り欠き756は、ホログラム5の縦方向
中央線737上以外にあり、また横方向中央線738上
にもない。ホログラム5は長方形状を有する。
【0545】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ上に装着する際に、切り欠き750
によって、ホログラム5の表裏及び方向を目視にて簡易
に識別できる。
【0546】この実施例によるホログラムは以上のよう
に構成されたので、切り欠きが常に一定の位置となるよ
うにホログラムをホログラムホルダのホログラム接触面
上に装着することにより、ホログラムの誤装着を防止で
きる。
【0547】実施例100.図143はこの発明の一実
施例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分
構成図であり、図において、750はホログラム5の表
面上に設けられたマーカ、756はホログラム5の4辺
の内任意の1つの辺に設けられた切り欠きである。ま
た、ホログラム5は長方形状を有する。
【0548】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ上に装着する際に、切り欠き756
及びマーカ750によって、ホログラム5の表裏及び方
向を目視にて簡易に識別できる。
【0549】この実施例によるホログラムは以上のよう
に構成されたので、切り欠き又はマーカを有するホログ
ラムに比較して、ホログラム5の表裏及び方向を識別す
ることがより容易になり誤装着を防止する効果が高くな
るばかりでなく、マーク750によりホログラム5の表
裏を簡易に識別することが可能となるので、切り欠き7
56を長方形状を有するホログラム5の任意の一辺の中
央に設けても、ホログラム5の表裏及び方向を容易に識
別することができ、ホログラムの誤装着を防止できる。
【0550】また、ホログラム5に設けられたマークの
代わりに、上記実施例94及び95で示した突起又は止
め穴を設けてもよく、同様な効果が得られる。
【0551】実施例101.図144はこの発明の一実
施例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分
構成図であり、図において、図141における参照符号
と同一の符号は同一もしくは相当部分を示しており、7
55はホログラム接触面上に設けられた誤装着防止突
起、756はホログラム5の4辺の内任意の1つの辺上
に形成された切り欠きである。誤装着防止用突起755
は、ホログラム接触面729上においてホログラム5を
所定の位置に設置した際に、切り欠き755内の辺に当
接するように設けられている。また、ホログラム5は長
方形状を有する。下部固定用ブロック730と側部固定
用ブロック734とは、ホログラム5の外形中平行でな
い2つの直線部の位置を規定するようにホログラム接触
面729上に設けられている。
【0552】次に動作について説明する。ホログラム5
をホログラムホルダ500上に装着する際に、切り欠き
755内の辺が誤装着防止用突起部755に当接すよう
に切り欠き755が突起部755に係合するとともに、
2つの直交する辺がそれぞれ下部固定用ブロック730
及び側部固定用ブロック734に当接するように、ホロ
グラム5を装着する。
【0553】この実施例によるホログラムは以上のよう
に構成されたので、ホログラム5の表裏及び方向を正し
く設定しなければ、ホログラム5をホログラムホルダの
ホログラム接触面上に固定することが不可能であるの
で、ホログラムの誤装着を確実に防止できる。
【0554】実施例102.図145はこの発明の一実
施例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分
構成図であり、図において、757はホログラム5の表
面上に設けられた数字を含む任意の文字列、記号又は図
形、若しくはこれらを組み合わせたものが記録されたラ
ベルである。
【0555】上記したこの発明によるレーザ転写加工装
置を用いて、複数のホログラムパターンを用いて加工す
る場合、又は、多種多様な被加工物を加工する場合、多
くの種類のホログラムが必要となる。このような場合、
この実施例によるホログラムに設けられたラベルはホロ
グラムを識別する手段として非常に有効である。即ち、
ホログラムの表面に設けるラベル757に、ホログラム
5の有する機能、使用するレーザ等の情報を数字を含む
任意の文字列、又は記号を用いて記録することによっ
て、所望する1つのホログラムを他のホログラムから識
別して、容易に選別することができる。これにより、複
数のホログラムを使用する加工を行う際、ホログラムの
交換に要する時間を短縮することができるので、加工効
率が向上するばかりでなく、誤ったホログラムをレーザ
転写加工装置に装着するミスを防止する効果があるの
で、レーザ転写加工装置としての信頼性を向上させるこ
とができる。
【0556】また、この実施例によるホログラムのラベ
ルに記録される形態としては、数字を含む任意の文字
列、記号又は図形、若しくはこれらを組み合わせたもの
に限定されるのではなく、ラベルの色又は配色をホログ
ラム5の有する機能、使用するレーザ等の情報に応じて
変えてもよく、また、ラベルの形をホログラム5の有す
る機能、使用するレーザ等の情報に応じて変えてもよ
い。
【0557】また、バーコード等のコンピュータによっ
て処理しやすい形態でラベルにホログラム5の有する機
能、使用するレーザ等の情報を記録してもよい。このよ
うな形態のラベルによれば、複数の情報を記録でき、ま
たバーコードリーダを介してバーコードを読みとりコン
ピュータ等によって容易に情報処理ができるので、多数
のホログラムを使用する場合にはホログラムの保守管理
が容易となる。また、ホログラムの種類を容易に認識で
きるので、ホログラム交換を自動化する際には有効であ
る。
【0558】また、各ホログラムの表面に設けたラベル
が、上記実施例93におけるマークを兼ねていてもよ
い。
【0559】実施例103.図146(a)はこの発明
の一実施例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示
す部分構成図であり、図において、758は弾性体によ
り成り、ホログラム5の周囲に設けられた弾性体フレー
ムである。また、図146(b)は図146(a)のI
I−II’線に沿った断面図である。弾性体フレーム7
58は、図146に示すように、ホログラム5の中心領
域を露出させつつホログラム5の全周にわたって設けら
れており、またその厚みはホログラム5の厚みよりも大
きい。
【0560】この実施例によるホログラムは上記のよう
に構成されたので、外部からホログラム5本体に加えら
れる衝撃を弾性体フレーム758によってある程度吸収
することができるので、破損防止効果を高めることがで
きる。
【0561】実施例104.図147はこの発明の一実
施例によるレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分
構成図であり、図において、760はホログラム5のホ
ログラムパターン719の周囲に塗布された蛍光体であ
る。この蛍光体760は転写加工に使用するレーザ光が
照射されると、可視光を発生するものである。
【0562】この実施例によるホログラムは上記のよう
に構成されたので、転写加工に使用するレーザ光の波長
が可視領域外であっても、レーザ光の光軸ずれやホログ
ラム5の位置ずれ等によってレーザ光がホログラム5の
ホログラムパターン719からはずれた場合、ずれたレ
ーザ光の入射によって発光体760が可視光を発するの
で、目視により直ちにこれを検知してレーザ光軸等の修
正を行うことができ、装置の信頼性を向上させることが
できる。
【0563】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、被加工物上に形成する所望の加工形状に対応したパ
ターン形状を有するようにレーザビームを整形するため
の整形手段と、整形手段とは別個に設けられており、整
形手段によって整形されたレーザビームから、それぞれ
がパターン形状を有する複数のレーザビームを生成する
生成手段とを備えており、生成手段は複数のレーザビー
ムの被加工物に対する複数の放射方向を同時に規定して
複数のレーザビームを放射するように構成したので、所
望の加工形状を有したレーザビームから同時に複数のレ
ーザビームが生成されるので、高い光利用効率を有し且
つ加工時間を短縮化できる効果がある。
【0564】請求項2の発明によれば、生成手段がフー
リエ変換型ホログラムを含むように構成したので、フー
リエ変換ホログラムは高いレーザ光利用効率を有してい
るので加工時間を短縮化でき、さらに、比較的低い空間
的コヒーレンスを有したエキシマレーザ等に適用できる
効果がある。
【0565】請求項3の発明によれば、フーリエ変換型
ホログラムが、2段階の位相を有しており、入射レーザ
ビームに対して対称なパターン配置を有する複数のレー
ザビームを生成するデジタル位相ホログラムであるよう
に構成したので、位相ホログラムの製作が容易であり且
つ位相ホログラムの光利用効率は大きいので、低コスト
で加工でき且つ対称で精度の高い加工パターンの加工が
できる効果がある。
【0566】請求項4の発明によれば、フーリエ変換型
ホログラムが、少なくとも3段階の位相を有したデジタ
ル位相ホログラムであるように構成したので、位相ホロ
グラムの光利用効率は大きく、非対称で精度の高い加工
パターンの加工ができる効果がある。
【0567】請求項5の発明によれば、フーリエ変換型
ログラムが、それぞれ同一のホログラムパターンを有
する複数のホログラムをタイル状に張り合わせて形成さ
れたホログラムであるように構成したので、ホログラム
の面積が大きくなり光学系全体の開口数が高くなるので
加工のための転写像を高効率で且つ高解像度で転写する
効果がある。
【0568】請求項6の発明によれば、フーリエ変換型
ログラムから発生される0次光も利用して被加工物を
加工するように構成したので、0次光も効率よく利用す
る効果がある。
【0569】請求項7の発明によれば、整形手段が、レ
ーザ光源から放射されたレーザ光のレーザビーム径を調
整するためのビーム整形光学系と、光学系によって調整
されたレーザビームのパターンからパターン形状に対応
したパターンを切り出してレーザビームを透過させるた
めのマスクとを具備するように構成したので、マスクの
レーザ光透過率が増大され、これによりレーザ光のエネ
ルギ利用効率を向上させる効果がある。
【0570】請求項8の発明によれば、整形手段が、レ
ーザ光源から放射されたレーザ光を導光するための光フ
ァイバと、光ファイバから出射したレーザビームのパタ
ーンからパターン形状に対応したパターンを切り出して
レーザビームを透過させるためのマスクとを具備するよ
うに構成したので、高いレーザ光利用効率が得られる上
に、光ファイバ透過後のレーザ光は均一の光強度分布を
有しているので、むらのない安定した加工ができる効果
がある。
【0571】請求項9の発明によれば、整形手段が、そ
の出射面がパターン形状を有しており、レーザ光源から
放射されたレーザ光を導光するための光ファイバを具備
するように構成したので、高いレーザ光利用効率が得ら
れる上に、光ファイバ透過後のレーザ光は均一の光強度
分布を有しているので、むらのない安定した加工ができ
る効果がある。
【0572】請求項10の発明によれば、整形手段が、
レーザ光源の光共振器内に設けられており、光共振器内
で生成されたレーザビームがパターン形状を有するよう
に該レーザビームのパターンを規定して透過させるため
のマスクを具備するように構成したので、レーザ発振光
が全てマスクを透過しレーザ光透過率が増大する上に、
質の良いレーザビームが形成されるので、レーザ光のエ
ネルギ利用効率が向上すると共に加工精度の良い加工が
できる効果がある。
【0573】請求項11の発明によれば、生成手段が転
写光学系と被加工物との間に配置されるように構成した
ので、加工位置の精度の高い調整が可能であり、相似な
配置の加工パターンを容易に提供できる効果がある。
【0574】請求項12の発明によれば、生成手段が転
写光学系と整形手段との間に配置されるように構成した
ので、被加工物の加工面に構造物がある場合等における
3次元加工ができる効果がある。
【0575】請求項13の発明によれば、転写光学系の
レンズが生成手段のレーザ光路に関して後方に設けら
れ、被加工物がレンズの焦点位置に配置されるように構
成したので、常に安定した加工状態を提供できる効果が
ある。
【0576】請求項14の発明によれば、転写光学系の
レンズは生成手段のレーザ光路に関して後方に設けられ
ており、レンズの生成手段以後の部分の開口絞りがレン
ズの前方の焦点距離に一致しており且つ生成手段はレン
ズの焦点位置に配置されるように構成したので、比較的
厚い又は硬い被加工物の加工を提供できる効果がある。
【0577】請求項15の発明によれば、生成手段から
放射された複数のレーザビームの一部を選択的に遮蔽す
る遮蔽手段を備えるように構成したので、転写像として
投影されるレーザビームの一部を所望する加工パターン
に合わせて遮蔽することにより加工パターンの変更が容
易となる効果がある。
【0578】請求項16の発明によれば、生成手段が入
射したレーザビームのレーザ強度に対して、生成する複
数のレーザビームのそれぞれが固有のレーザ強度を有す
るように複数のレーザビームを同時に生成するように構
成したので、レーザ強度を転写像毎に設定でき、加工程
度の異なる複数の加工を同時に提供できる効果がある。
【0579】請求項17の発明によれば、生成手段が、
生成する複数のレーザビームの内の少なくとも2つ以上
のレーザビームによる被加工物上での転写像のそれぞれ
が少なくとも1つの他の転写像と一部が互いに重なり合
うか又は隣接するように、複数のレーザビームを同時に
生成するように構成したので、重なり合うか又は隣接す
るように投影された場所には、一連の加工穴等を形成す
ることができ、大きな面積を有する加工パターンの加工
並び複雑な加工パターンの加工ができる効果がある。
【0580】請求項18の発明によれば、放射するレー
ザ光の波長幅を狭くするための手段を備えるように構成
したので、ホログラム等の光学系による色収差を減じる
ことができ、加工精度の良い加工を提供できる効果があ
る。
【0581】請求項19の発明によれば、生成手段が、
被加工物の加工のための複数のレーザビーム以外に、複
数のレーザビームの被加工物に対する位置決めのために
少なくとも1つのレーザビームを生成するように構成し
たので、このレーザビームを検知することにより、生成
手段等の位置調整を容易に行うことができ、加工パター
ンの加工位置制御が容易で且つ加工精度の良い加工を提
供できる効果がある。
【0582】請求項20の発明によれば、複数の生成手
段のいずれかを選択して整形手段から被加工物へのレー
ザ光路上に選択した生成手段を配置する手段を備えるよ
うに構成したので、所望の生成手段を選択してこれらを
切り替えて併用することにより、多様な加工パターンの
加工を提供できる効果がある。
【0583】
【0584】
【0585】
【0586】
【0587】
【0588】
【0589】
【0590】
【0591】
【0592】
【0593】
【0594】
【0595】
【0596】
【0597】
【0598】
【0599】
【0600】
【0601】
【0602】
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1及び請求項2の発明の一実施例によ
るレーザ転写加工装置の構成を概略的に示す構成図であ
る。
【図2】 図1に示したレーザ転写加工装置の主要部の
構成を示す斜視図である。
【図3】 請求項3の発明の一実施例による位相ホログ
ラムの位相分布パターンを示す図である。
【図4】 図3に示した2段階の位相を有する位相ホロ
グラムの各種の構造を説明するための位相ホログラムの
断面図である。
【図5】 図3に示した2段階位相を有するホログラム
を用いたレーザ転写加工装置の一部の構成を示す部分構
成図である。
【図6】 請求項4の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置の位相ホログラムの構成を概略的に示す断面図
である。
【図7】 この発明の一実施例によるレーザ転写加工装
置のホログラムの構成を概略的に示す断面図である。
【図8】 図7に示したホログラムを用いたレーザ転写
加工装置の一部の構成を示す部分構成図である。
【図9】 請求項5の発明の一実施例によるレーザ転写
加工装置のホログラムの構成を示す図である。
【図10】 請求項11の発明の一実施例によるレーザ
転写加工装置の一部の構成を示す部分構成図である。
【図11】 請求項12の発明の一実施例によるレーザ
転写加工装置の一部の構成を示す部分構成図である。
【図12】 請求項13の発明の一実施例によるレーザ
転写加工装置の一部の構成を示す部分構成図である。
【図13】 請求項14の発明の一実施例によるレーザ
転写加工装置の一部の構成を示す部分構成図である。
【図14】 この発明の一実施例によるレーザ転写加工
装置の構成を示す構成図である。
【図15】 請求項7の発明の一実施例によるレーザ転
写加工装置の構成を示す構成図である。
【図16】 請求項8及び請求項9の発明の一実施例に
よるレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図17】 請求項10の発明の一実施例によるレーザ
転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図18】 この発明の一実施例によるレーザ転写加工
装置の構成を示す構成図である。
【図19】 この発明の一実施例である、マスクパター
ンへ反射光を戻すためのミラーを備えたレーザ転写加工
装置の構成を示す構成図である。
【図20】 この発明の一実施例である、マスクパター
ン外の入射レーザ光を屈折させるプリズム素子を有する
マスクを備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図
である。
【図21】 この発明の一実施例である、コンデンサコ
ーン形状のマスクを備えたレーザ転写加工装置の構成を
示す構成図である。
【図22】 図21に示したコンデンサコーン形状のマ
スクの他の実施例の構成を示す構成図である。
【図23】 この発明の一実施例である、冷却ガス流を
マスクに吹き付けるノズルを備えたレーザ転写加工装置
の構成を示す構成図である。
【図24】 この発明の一実施例である、羽を有するマ
スクの構成を示す斜視図である。
【図25】 この発明の一実施例である、冷却パイプが
設けられたマスクの構成を示す斜視図である。
【図26】 この発明の一実施例である、ミラー部が設
けられたマスクの構成を示す斜視図である。
【図27】 この発明の一実施例である、回転式マスク
切り替え駆動部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示
す構成図である。
【図28】 この発明の一実施例である、反射型位相ホ
ログラムを備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成
図である。
【図29】 図28に示す反射型位相ホログラムの入射
レーザに対する配置関係を説明するための説明図であ
る。
【図30】 図28に示す反射型位相ホログラムの入射
レーザビームの入射角度及び位相ホログラムの線ヒッチ
を説明するための説明図である。
【図31】 図28に示す反射型位相ホログラムの入射
レーザに対する配置関係を説明するための説明図であ
る。
【図32】 図28に示す反射型位相ホログラムと入射
レーザビームのなす角度を説明するための説明図であ
る。
【図33】 レーザビームの反射型位相ホログラムに対
するなす角度と加工誤差の割合(%)との関係を示して
いるグラフ図である。
【図34】 請求項15の発明の一実施例である、レー
ザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図35】 請求項16の発明の一実施例である、レー
ザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図36】 図35に示す実施例によるホログラムの一
例を用いて加工された加工ターゲット8の線I−I’上
の断面図である。
【図37】 図35に示す実施例によるホログラムの一
例を用いて加工された加工ターゲット8の平面図であ
る。
【図38】 図35に示す実施例によるホログラムの一
例を用いて加工された加工ターゲット8の平面図であ
る。
【図39】 図35に示す実施例によるホログラムの一
例を用いて加工された加工ターゲット8の平面図であ
る。
【図40】 この発明の一実施例によるターゲット移動
手段を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図で
ある。
【図41】 図40に示す実施例を用いて加工された加
工ターゲット8の一例を示す平面図である。
【図42】 図40に示す実施例を用いて加工された加
工ターゲット8の一例を示す平面図である。
【図43】 請求項17の発明の一実施例である、レー
ザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図44】 マスクパターンの一例と、図43に示す実
施例によるレーザ転写加工装置のホログラムを用いて加
工された加工ターゲットの一例とを示す平面図である。
【図45】 マスクパターンの一例と、図43に示す実
施例によるレーザ転写加工装置のホログラムを用いて加
工された加工ターゲットの一例とを示す平面図である。
【図46】 マスクパターンの一例と、図43に示す実
施例によるレーザ転写加工装置のホログラムを用いて加
工された加工ターゲットの一例とを示す平面図である。
【図47】 マスクパターンの一例と、図43に示す実
施例によるレーザ転写加工装置のホログラムを用いて加
工された加工ターゲットの一例とを示す平面図である。
【図48】 この発明の一実施例である、偏向ミラー駆
動部及びマスク駆動部を備えたレーザ転写加工装置の構
成を示す構成図である。
【図49】 図48に示す実施例によるレーザ転写加工
装置を用いて加工された加工ターゲットの一例を示す平
面図である。
【図50】 図48に示す実施例によるレーザ転写加工
装置を用いて加工された加工ターゲットの一例を示す平
面図である。
【図51】 この発明の一実施例である、偏向ミラー駆
動部、マスク駆動部及びこれらの駆動部を制御する制御
部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
る。
【図52】 この発明の一実施例である、ホログラムの
回転駆動機後部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示
す構成図である。
【図53】 ホログラムが停止している場合における、
図52に示す実施例によるレーザ転写加工装置を用いて
加工された加工ターゲットの一例を示す平面図である。
【図54】 ホログラムの回転中にレーザ発振器が停止
している場合における、図52に示す実施例によるレー
ザ転写加工装置を用いて加工された加工ターゲットの一
例を示す平面図である。
【図55】 ホログラムの回転中にレーザ発振器が発振
している場合における、図52に示す実施例によるレー
ザ転写加工装置を用いて加工された加工ターゲットの一
例を示す平面図である。
【図56】 この発明の一実施例である、ホログラムの
回転駆動機後部及び偏向ミラー駆動部を備えたレーザ転
写加工装置の構成を示す構成図である。
【図57】 この発明の一実施例である、偏向ミラー駆
動部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図で
ある。
【図58】 この発明の一実施例である、偏向ミラー駆
動部、及び該駆動部とレーザ発振器をとを制御する制御
部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
る。
【図59】 この発明の一実施例である、電圧又は磁気
により屈折率が変化する物質を用いた位相ホログラムを
備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図60】 図59に示す位相ホログラムの構成を示す
斜視図である。
【図61】 この発明の一実施例である、PLZTを用
いた位相ホログラムを備えたレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図62】 図61に示す位相ホログラムの構成を示す
斜視図である。
【図63】 この発明の一実施例である、マイクロ放電
管を用いた位相ホログラムを備えたレーザ転写加工装置
の構成を示す構成図である。
【図64】 図63に示す位相ホログラムの構成を示す
斜視図である。
【図65】 この発明の一実施例である、外部信号によ
り部分的に厚みが変化する機構を用いた反射型位相ホロ
グラムを備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図
である。
【図66】 図65に示す反射型位相ホログラムの構成
を示す断面図及び平面図である。
【図67】 この発明の一実施例である、マスクパター
ンを変更するための電気光学素子板を備えたレーザ転写
加工装置の構成を示す構成図である。
【図68】 図67に示す電気光学素子板の詳細な構成
を示す斜視図である。
【図69】 この発明の一実施例である、レーザ光を複
数回ホログラムを透過させるための球面ミラーを備えた
レーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図70】 図69に示す実施例による球面ミラー上の
回折光の位置を説明するための図である。
【図71】 図69に示す実施例によるレーザ転写加工
装置によって加工された加工ターゲットの一例を示す平
面図である。
【図72】 この発明の一実施例である、レーザ光を複
数回ホログラムを透過させるための部分反射球面ミラー
及び全反射球面ミラーを備えたレーザ転写加工装置の構
成を示す構成図である。
【図73】 この発明の一実施例である、2つの異なる
波長のレーザ光を用いたレーザ転写加工装置の構成を示
す構成図である。
【図74】 図73に示す実施例によるレーザ転写加工
装置によって加工された加工ターゲットの一例を示す平
面図である。
【図75】 この発明の一実施例である、2つの異なる
ホログラムパターンを有するホログラムを同時に使用す
るように構成されたレーザ転写加工装置の構成を示す構
成図である。
【図76】 図75に示す実施例によるレーザ転写加工
装置によって加工された加工ターゲットの一例を示す平
面図である。
【図77】 図75に示す実施例によるレーザ転写加工
装置によって加工された加工ターゲットの一例を示す平
面図である。
【図78】 請求項20の発明の一実施例である、3つ
の異なるホログラムを切り替えて使用できるように構成
されたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図79】 図78に示す実施例によるレーザ転写加工
装置によって加工された加工ターゲットの一例を示す平
面図である。
【図80】 請求項20の発明の一実施例である、4つ
の異なるホログラムを切り替えて使用できるように構成
されたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図81】 請求項20の発明の一実施例である、4つ
の異なるホログラムを切り替えて使用できるように構成
されたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図82】 この発明の一実施例である、3つのマスク
を切り替えて使用できるように構成されたレーザ転写加
工装置の構成を示す構成図である。
【図83】 この発明の一実施例である、4つのマスク
を切り替えて使用できるように構成されたレーザ転写加
工装置の構成を示す構成図である。
【図84】 この発明の一実施例である、4つのマスク
を切り替えて使用できるように構成されたレーザ転写加
工装置の構成を示す構成図である。
【図85】 この発明の一実施例である、3つのマスク
を切り替えて使用できるように構成されており、且つ4
つのホログラムを切り替えて使用できるように構成され
たレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図86】 図85の実施例の切り替え作業を制御する
制御部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図
である。
【図87】 この発明の一実施例である、1つのホログ
ラム上の4つの異なるホログラムパターンを切り替えて
使用できるように構成されたレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図88】 この発明の一実施例である、1つのホログ
ラム上の4つの異なるホログラムパターンを切り替えて
使用できるように構成されたレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図89】 この発明の一実施例である、1つのマスク
上の4つの異なるマスクパターンを切り替えて使用でき
るように構成されたレーザ転写加工装置の構成を示す構
成図である。
【図90】 この発明の一実施例である、1つのマスク
上の4つの異なるマスクパターンを切り替えて使用でき
るように構成されたレーザ転写加工装置の構成を示す構
成図である。
【図91】 この発明の一実施例である、1つのホログ
ラム上の4つの異なるホログラムパターンを切り替えて
使用できるように構成され、且つ1つのマスク上の4つ
の異なるマスクパターンを切り替えて使用できるように
構成されたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
る。
【図92】 図91の実施例の切り替え作業を制御する
制御部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図
である。
【図93】 典型的な位相ホログラムにおける位相シフ
ト部を透過したレーザ光の半波長からの位相のずれに対
する、0次光の持つエネルギーの割合を示したグラフ図
である
【図94】 請求項6の発明の一実施例である、0次光
を有効利用すべく構成されたレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図95】 図94に示した実施例のレーザ転写加工装
置によって加工された加工ターゲットの一例を示す平面
図である。
【図96】 請求項6の発明の一実施例である、0次光
を有効利用すべく構成されたレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図97】 請求項6の発明の一実施例である、0次光
を有効利用すべく構成されたレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図98】 請求項6の発明の一実施例である、0次光
を有効利用すべく構成されたレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図99】 この発明の一実施例である、0次光等の加
工に不必要なレーザ光を遮断するための遮光板を備えた
レーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図100】 図99に示した実施例による遮光板の構
造を示す詳細図である。
【図101】 この発明の一実施例である、0次光等の
加工に不必要なレーザ光を遮断するためのレンズを備え
たレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図102】 この発明の一実施例である、0次光等の
加工に不必要なレーザ光を遮断するためのプリズムを備
えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図103】 この発明の一実施例である、0次光等の
加工に不必要なレーザ光を遮断するための電気光学素子
板を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成図であ
る。
【図104】 図103に示した実施例による電気光学
素子板の構造を示す詳細図である。
【図105】 請求項18の発明の一実施例である、狭
帯域化部を有するレーザ発振器を備えたレーザ転写加工
装置の構成を示す構成図である。
【図106】 この発明の一実施例である、色収差キャ
ンセル部を備えたレーザ転写加工装置の構成を示す構成
図である。
【図107】 この発明の一実施例である、色収差キャ
ンセルのためのリレー光学系を備えたレーザ転写加工装
置の構成を示す構成図である。
【図108】 この発明の一実施例である、色収差キャ
ンセルのための凸レンズ及び凹レンズを備えたレーザ転
写加工装置の構成を示す構成図である。
【図109】 この発明の一実施例である、色収差キャ
ンセルのための凸レンズ及び凹レンズを備えたレーザ転
写加工装置の構成を示す構成図である。
【図110】 この発明の一実施例である、位相ホログ
ラム表面がレーザ光が入射してくる方向に向けられた位
相ホログラムを備えたレーザ転写加工装置の構成を示す
構成図である。
【図111】 この発明の一実施例である、位相ホログ
ラム裏面のクリーニング機構の構成を示す構成図であ
る。
【図112】 図111に示すクリーニング機構を説明
するための平面図である。
【図113】 この発明の一実施例である、位相ホログ
ラム裏面のクリーニング機構の構成を示す構成図であ
る。
【図114】 図113に示すクリーニング機構を説明
するための平面図である。
【図115】 この発明の一実施例である、位相ホログ
ラム上への加工の際に発生する微粒子等の付着を防止す
るためのレーザ光透過シートを備えたレーザ転写加工装
置の構成を示す構成図である。
【図116】 この発明の一実施例である、位相ホログ
ラム上への加工の際に発生する微粒子等の付着を防止す
るためのガス流を発生し得るレーザ転写加工装置の構成
を示す構成図である。
【図117】 この発明の一実施例である、位相ホログ
ラム上への加工の際に発生する微粒子等の付着を防止す
るためのガス気流層を発生し得るレーザ転写加工装置の
構成を示す構成図である。
【図118】 この発明の一実施例である、位相ホログ
ラム上への加工の際に発生する微粒子等の付着を防止す
るための汚染防止容器を備えたレーザ転写加工装置の構
成を示す構成図である。
【図119】 請求項19の発明の一実施例である、加
工ターゲット外に結像する加工パターンの位置決めのた
めのレーザビームを生成する位相ホログラムを備えたレ
ーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図120】 請求項19の発明の一実施例である、加
工ターゲット内に結像する加工パターンの位置決めのた
めのレーザビームを生成する位相ホログラムを備えたレ
ーザ転写加工装置の構成を示す構成図である。
【図121】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダの構成を示す構成図である。
【図122】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダの構成を示す構成図である。
【図123】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図124】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及び位置検知用レーザの構成を示す構成図である。
【図125】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図126】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図127】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図128】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図129】 図127に示す実施例によるホログラム
ホルダ及びホログラムによる誤装着を防止するための図
128に示す実施例の手段を説明するための図である。
【図130】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及び位置検知用レーザの構成を示す構成図である。
【図131】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図132】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図133】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図134】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及び位置検知用レーザの構成を示す構成図である。
【図135】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図136】 この発明の一実施例によるマークを有す
るホログラムの構成を示す構成図である。
【図137】 この発明の一実施例による突起を有する
ホログラムの構成を示す構成図である。
【図138】 この発明の一実施例による止め穴を有す
るホログラムの構成を示す構成図である。
【図139】 この発明の一実施例による面取り角を有
するホログラムの構成を示す構成図である。
【図140】 この発明の一実施例によるマーク及び面
取り角を有するホログラムの構成を示す構成図である。
【図141】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図142】 この発明の一実施例による切り欠きを有
するホログラムの構成を示す構成図である。
【図143】 この発明の一実施例によるマーク及び切
り欠きを有するホログラムの構成を示す構成図である。
【図144】 この発明の一実施例によるホログラムホ
ルダ及びホログラムの構成を示す構成図である。
【図145】 この発明の一実施例によるラベルを有す
るホログラムの構成を示す構成図である。
【図146】 この発明の一実施例による弾性体フレー
ムを有するホログラムの構成を示す構成図である。
【図147】 この発明の一実施例によるホログラムパ
ターンの周囲に蛍光体が塗布されたホログラムの構成を
示す構成図である。
【図148】 従来のレーザ転写加工装置の一例の構成
を示す構成図である。
【図149】 ホログラムを使用した従来のレーザ転写
加工装置の一例の構成を示す構成図である。
【図150】 従来のレーザ加工装置の一例の構成を示
す構成図である。
【図151】 スペイシャルフィルタの構成を示す構成
図である。
【符号の説明】
1 レーザ発振器(レーザ光源)、5,51,52,5
9 ホログラム(生成手段)、6 マスク(整形手
段)、6b 第2のマスク(遮蔽手段)、7 転写レン
ズ(転写光学系)、8 加工ターゲット(被加工物)、
15 ビーム整形光学系、23 光ファイバ(整形手
段)、59 タイル状のホログラム(ホログラム要
素)、302 0次光、504 狭帯域化部(波長幅を
狭くするための手段)、702 x方向可動式ホログラ
ムホルダ、704 xy方向可動式ホログラムホルダ、
705 回転式ホログラムホルダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/00 H05K 3/00 N (72)発明者 若田 仁志 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (72)発明者 井上 満夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (72)発明者 鈴木 昭弘 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (72)発明者 藤川 周一 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (72)発明者 斉藤 善夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−102692(JP,A) 特開 昭57−81986(JP,A) 特開 昭62−263862(JP,A) 特開 昭49−56650(JP,A)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光源より放射されるレーザビーム
    を用いて被加工物上に加工を行うためのレーザ転写加工
    装置において、前記被加工物上に形成する所望の加工形
    状に対応したパターン形状を有するようにレーザビーム
    を整形するための整形手段と、前記整形手段とは別個に
    設け、前記整形手段によって整形されたレーザビームか
    ら、それぞれが前記パターン形状を有する複数のレーザ
    ビームを前記被加工物に対する複数の放射方向を同時に
    規定して生成する生成手段とを備えたことを特徴とする
    レーザ転写加工装置。
  2. 【請求項2】 前記生成手段は、フーリエ変換型ホログ
    ラムを含むことを特徴とする請求項1に記載のレーザ転
    写加工装置。
  3. 【請求項3】 前記フーリエ変換型ホログラムは、2段
    階の位相を有し、入射レーザビームに対して対称なパタ
    ーン配置を有する前記複数のレーザビームを生成するデ
    ジタル位相ホログラムであることを特徴とする請求項2
    に記載のレーザ転写加工装置。
  4. 【請求項4】 前記フーリエ変換型ホログラムは、少な
    くとも3段階の位相を有したデジタル位相ホログラムで
    あることを特徴とする請求項2または3に記載のレーザ
    転写加工装置。
  5. 【請求項5】 前記フーリエ変換型ホログラムは、それ
    ぞれ同一のホログラムパターンを有する複数のホログラ
    ム要素をタイル状に張り合わせて形成されたホログラム
    であることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれ
    か1項に記載のレーザ転写加工装置。
  6. 【請求項6】 前記レーザ転写加工装置は、前記フーリ
    エ変換型ホログラムから発生される0次光も利用して前
    記被加工物を加工するように構成されたことを特徴とす
    る請求項2から請求項5のいずれか1項に記載のレーザ
    転写加工装置。
  7. 【請求項7】 前記整形手段は、前記レーザ光源から放
    射されたレーザ光のレーザビーム径を調整するためのビ
    ーム整形光学系と、前記光学系によって調整されたレー
    ザビームのパターンから前記パターン形状に対応したパ
    ターンを切り出してレーザビームを透過させるためのマ
    スクとを具備したことを特徴とする請求項1から請求項
    6のいずれか1項に記載のレーザ転写加工装置。
  8. 【請求項8】 前記整形手段は、前記レーザ光源から放
    射されたレーザ光を導光するための光ファイバと、前記
    光ファイバから出射したレーザビームのパターンから前
    記パターン形状に対応したパターンを切り出してレーザ
    ビームを透過させるためのマスクとを具備したことを特
    徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の
    レーザ転写加工装置。
  9. 【請求項9】 前記整形手段は、その出射面が前記パタ
    ーン形状を有しており、前記レーザ光源から放射された
    レーザ光を導光するための光ファイバを具備したことを
    特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載
    のレーザ転写加工装置。
  10. 【請求項10】 前記整形手段は、前記レーザ光源の光
    共振器内に設けられており、前記光共振器内で生成され
    たレーザビームが前記パターン形状を有するように該レ
    ーザビームのパターンを規定して透過させるためのマス
    クを具備したことを特徴とする請求項1から請求項6の
    いずれか1項に記載のレーザ転写加工装置。
  11. 【請求項11】 前記レーザ転写加工装置は前記被加工
    物上に前記複数のレーザビームのそれぞれによる転写像
    を投影するための転写光学系を備え、前記生成手段は被
    加工物上に前記複数のレーザビームのそれぞれによる転
    写像を投影するための転写光学系を備え、前記転写光学
    系と前記被加工物との間に配置されたことを特徴とする
    請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のレーザ
    転写加工装置。
  12. 【請求項12】 前記レーザ転写加工装置は前記被加工
    物上に前記複数のレーザビームのそれぞれによる転写像
    を投影するための転写光学系を備え、前記生成手段は前
    記転写光学系と前記整形手段との間に配置されたことを
    特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記
    載のレーザ転写加工装置。
  13. 【請求項13】 前記レーザ転写加工装置は前記被加工
    物上に前記複数のレーザビームのそれぞれによる転写像
    を投影するための転写光学系を備え、前記転写光学系は
    前記生成手段のレーザ光路に関して後方に設けられた少
    なくとも1つのレンズを有し、前記被加工物は前記レン
    ズの焦点位置に配置されたことを特徴とする請求項1か
    ら請求項10のいずれか1項に記載のレーザ転写加工装
    置。
  14. 【請求項14】 前記レーザ転写加工装置は前記被加工
    物上に前記複数のレーザビームのそれぞれによる転写像
    を投影するための転写光学系を備え、前記転写光学系は
    前記生成手段のレーザ光路に関して後方に設けられた少
    なくとも1つのレンズを有し、前記レンズの前記生成手
    段以後の部分の開口絞りが前記レンズの前方の焦点距離
    に一致しており且つ前記生成手段は前記レンズの焦点位
    置に配置されたことを特徴とする請求項1から請求項1
    0のいずれか1項に記載のレーザ転写加工装置。
  15. 【請求項15】 前記レーザ転写加工装置は前記生成手
    段から放射された前記複数のレーザビームの一部を選択
    的に遮蔽するための遮蔽手段を備えたことを特徴とする
    請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のレーザ
    転写加工装置。
  16. 【請求項16】 前記生成手段は、入射したレーザビー
    ムのレーザ強度に対して、生成する前記複数のレーザビ
    ームのそれぞれが固有のレーザ強度を有するように前記
    複数のレーザビームを同時に生成すべく構成されたこと
    を特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に
    記載のレーザ転写加工装置。
  17. 【請求項17】 前記生成手段は、生成する前記複数の
    レーザビームの内の少なくとも2つ以上のレーザビーム
    による前記被加工物上での転写像のそれぞれが少なくと
    も1つの他の転写像と一部が互いに重なり合うか又は隣
    接するように、前記複数のレーザビームを同時に生成す
    べく構成されたことを特徴とする請求項1から請求項1
    6のいずれか1項に記載のレーザ転写加工装置。
  18. 【請求項18】 前記レーザ光源は、放射するレーザ光
    の波長幅を狭くするための手段を具備したことを特徴と
    する請求項1から請求項17のいずれか1項に記載のレ
    ーザ転写加工装置。
  19. 【請求項19】 前記生成手段は、前記被加工物の加工
    のための前記複数のレーザビーム以外に、前記複数のレ
    ーザビームの前記被加工物に対する位置決めのために少
    なくとも1つのレーザビームを生成すべく構成されたこ
    とを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項
    に記載のレーザ転写加工装置。
  20. 【請求項20】 前記レーザ転写加工装置は、複数の前
    記生成手段と、前記複数の生成手段のいずれかを選択し
    て前記整形手段から前記被加工物へのレーザ光路上に前
    記選択された生成手段を配置する配置手段とを備えたこ
    とを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか1項
    に記載のレーザ転写加工装置。
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