JP2855866B2 - Liquid crystal mask type laser marking system - Google Patents
Liquid crystal mask type laser marking systemInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は被加工物にパターン情報
を転写するための液晶マスク型レーザマーキングシステ
ムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal mask type laser marking system for transferring pattern information to a workpiece.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体素子，抵抗等の電気部品は、合成
樹脂部材の被覆からなる絶縁層に包囲されている。絶縁
層には製造会社のマーク，製造番号等のパターン情報を
附している。パターン情報は電気部品の種類，製造年月
日等の相違により変更する必要がある。近年、外部より
パターン情報が自由に変更できる液晶マスク型レーザマ
ーキングシステムが注目され、特開昭64−11088 号公報
及び特開平2−165880 号公報にも提案されている。2. Description of the Related Art Electrical components such as semiconductor elements and resistors are surrounded by an insulating layer made of a synthetic resin member. The insulating layer is provided with pattern information such as a mark of a manufacturing company and a serial number. The pattern information needs to be changed depending on the type of the electrical component, the date of manufacture, and the like. In recent years, a liquid crystal mask type laser marking system in which pattern information can be freely changed from the outside has attracted attention, and has also been proposed in JP-A-64-11088 and JP-A-2-165880.
【０００３】液晶マスク型レーザマーキングは、外部よ
りパターン情報を表示した液晶素子より成る液晶マスク
にレーザ光を照射する。液晶マスクを通過したレーザ光
が絶縁層である被加工物に照射し、被加工物の一部を熱
的に蒸発させて、パターン情報を刻印する。[0003] In the liquid crystal mask type laser marking, a laser beam is applied to a liquid crystal mask composed of a liquid crystal element displaying pattern information from the outside. The laser light that has passed through the liquid crystal mask is applied to a workpiece that is an insulating layer, and a part of the workpiece is thermally evaporated to imprint pattern information.
【０００４】ところで、電子部品の一部には、例えばプ
リント基板や液晶セルなど、基板上にレジストを塗布
し、このレジストを紫外域光に露光し、現像してエッチ
ングして、基板上に電気回路を形成して成る電子部品が
存する。このような電子部品の製造にあたって、従来の
技術を用いることは、次の理由によってできない。Incidentally, a resist is applied to a part of an electronic component, for example, a printed board or a liquid crystal cell, and the resist is exposed to ultraviolet light, developed and etched, and an electrical component is formed on the board. There are electronic components that form circuits. In manufacturing such an electronic component, it is impossible to use a conventional technique for the following reasons.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】１）レジストが感光す
る波長とレーザ発振器が発する赤外レーザ光又は可視レ
ーザ光の波長とが一致しない。すなわち、赤外レーザ光
又は可視レーザ光ではレジストが感光しない。1) The wavelength at which the resist is exposed does not match the wavelength of the infrared laser light or visible laser light emitted by the laser oscillator. That is, the resist is not exposed to infrared laser light or visible laser light.
【０００６】２）レジストが感光する波長、たとえば紫
外域のレーザ光を液晶マスクに照射すると、液晶マスク
内の液晶分子が分解してしまう。2) When a laser beam having a wavelength at which the resist is exposed, for example, an ultraviolet laser beam, is applied to the liquid crystal mask, the liquid crystal molecules in the liquid crystal mask are decomposed.
【０００７】本発明の目的は、液晶マスクに損傷を与え
ることなく、被加工物たとえばレジストに鮮明なパター
ン情報を転写することができる液晶マスク型レーザマー
キングシステムを提供することにある。An object of the present invention is to provide a liquid crystal mask type laser marking system capable of transferring clear pattern information to a workpiece such as a resist without damaging the liquid crystal mask.
【０００８】本発明の他の目的は、レーザ光の波長変換
効率を良くして、システム全体を小型化した液晶マスク
型レーザマーキングシステムを提供することにある。It is another object of the present invention to provide a liquid crystal mask type laser marking system in which the wavelength conversion efficiency of laser light is improved and the entire system is downsized.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶マスク型レ
ーザマーキングシステムは、赤外レーザ光又は可視レー
ザ光を発するレーザ発振器と、パターンマスクを有し、
且つ前記レーザ発振器からのレーザ光が照射される液晶
マスクと、この液晶マスクからの出射レーザ光を被加工
物が感光する波長のレーザ光に変換し、且つこの変換さ
れたレーザ光を被加工物に照射する波長変換装置とを含
む。A liquid crystal mask type laser marking system according to the present invention includes a laser oscillator emitting infrared laser light or visible laser light, and a pattern mask.
A liquid crystal mask irradiated with laser light from the laser oscillator; a laser beam emitted from the liquid crystal mask is converted into a laser light having a wavelength sensitive to the workpiece; and the converted laser light is converted into a workpiece. And a wavelength converter for irradiating the light.
【００１０】波長変換装置と被加工物との間に結像レン
ズを配置することもできる。また、液晶マスクと波長変
換装置との間に集光レンズを配置することもできる。[0010] An imaging lens can be arranged between the wavelength conversion device and the workpiece. Further, a condenser lens can be arranged between the liquid crystal mask and the wavelength converter.
【００１１】本発明の他の液晶マスク型レーザマーキン
グシステムは、紫外レーザ光を発するレーザ発振器と、
このレーザ発振器からの紫外レーザ光を可視レーザ光に
変換する第１の波長変換装置と、該第１の波長変換装置
からの可視レーザ光が照射される液晶マスクと、この液
晶マスクからの出射レーザ光を紫外レーザ光に変換し、
且つこの変換されたレーザ光を被加工物に照射する第２
の波長変換装置とを含む。紫外レーザ光を発するレーザ
発振器はエキシマレーザ発振器とすることができる。[0011] Another liquid crystal mask type laser marking system of the present invention comprises a laser oscillator for emitting ultraviolet laser light,
A first wavelength converter for converting ultraviolet laser light from the laser oscillator into visible laser light, a liquid crystal mask irradiated with the visible laser light from the first wavelength converter, and a laser emitted from the liquid crystal mask. Convert the light into ultraviolet laser light,
And a second step of irradiating the work with the converted laser light.
Wavelength conversion device. The laser oscillator that emits ultraviolet laser light can be an excimer laser oscillator.
【００１２】本発明の更に他の液晶マスク型レーザマー
キングシステムは、液晶マスクにパターン情報を表示さ
せるとともに、表示させた後にレーザ発振器からのレー
ザ光を液晶マスクに照射するように制御する制御装置を
含む。Still another liquid crystal mask type laser marking system of the present invention is to provide a control device for displaying pattern information on a liquid crystal mask and controlling the laser light from a laser oscillator to irradiate the liquid crystal mask after the display. Including.
【００１３】本発明の更に他の液晶マスク型レーザマー
キングシステムは、被加工物をその内に配置する、反応
ガスを充填した容器と、液晶マスクからの出射レーザ光
を紫外レーザ光に変換するとともに、変換された紫外レ
ーザ光を前記容器内に照射して、この紫外レーザ光と前
記反応ガスとの反応によって生成される物質により、被
加工物にパターン情報を転写する波長変換装置とを含
む。[0013] Still another liquid crystal mask type laser marking system of the present invention comprises a container filled with a reaction gas, in which a workpiece is placed, a laser beam emitted from the liquid crystal mask, and an ultraviolet laser beam. A wavelength converter that irradiates the converted ultraviolet laser light into the container and transfers pattern information to a workpiece using a substance generated by a reaction between the ultraviolet laser light and the reaction gas.
【００１４】本発明のまた更に他の液晶マスク型レーザ
マーキングシステムは、液晶マスクより出射されるレー
ザ光の互いに直交する２つの偏向方向が、波長変換装置
を構成する非線形光学素子の光軸に対して、それぞれ特
定の角度をなすように、このレーザ光を波長変換装置に
入射させて、第２種位相整合の条件を満足させるよう
に、前記液晶マスクに対して前記波長変換装置を指向，
配列させている。According to still another liquid crystal mask type laser marking system of the present invention, two deflection directions of a laser beam emitted from a liquid crystal mask are orthogonal to each other with respect to the optical axis of a nonlinear optical element constituting a wavelength converter. Then, the laser light is made incident on the wavelength conversion device so as to form a specific angle, and the wavelength conversion device is directed to the liquid crystal mask so as to satisfy the condition of the second type phase matching.
They are arranged.
【００１５】[0015]
【作用】上述のように、本発明の液晶マスク型レーザマ
ーカシステムは、パターン情報を有する液晶マスクを通
過した後の光を、被加工物が感光する波長の光に変換さ
れるように構成されているから、液晶を損傷させない波
長の光を液晶に照射することが出来る。従って、本発明
によれば、液晶マスクに損傷を与えることなく、被加工
物に鮮明なパターン情報を転写することができる。As described above, the liquid crystal mask type laser marker system of the present invention is configured so that the light after passing through the liquid crystal mask having the pattern information is converted into light having a wavelength to which the workpiece is exposed. Therefore, the liquid crystal can be irradiated with light having a wavelength that does not damage the liquid crystal. Therefore, according to the present invention, clear pattern information can be transferred to a workpiece without damaging the liquid crystal mask.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図１により説明す
る。図１は本発明の液晶マスク型レーザマーキングシス
テムの概略説明図である。図１において、赤外レーザ光
又は可視レーザ光を発するレーザ発振器１からの直線偏
光レーザ光２(例えばＰ偏向)は、パターンマスクを有す
る液晶マスク３に照射される。すると、刻印パターンに
相当する部分を通るレーザ光は偏光方向が変わらない
が、背景に相当する部分を通るレーザ光は偏光方向が回
転してＳ偏光のレーザ光４となる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic explanatory view of a liquid crystal mask type laser marking system of the present invention. In FIG. 1, linearly polarized laser light 2 (for example, P-polarized light) from a laser oscillator 1 that emits infrared laser light or visible laser light is applied to a liquid crystal mask 3 having a pattern mask. Then, the laser light passing through the portion corresponding to the engraved pattern does not change the polarization direction, but the laser light passing through the portion corresponding to the background rotates the polarization direction to become the S-polarized laser light 4.
【００１７】制御装置５は液晶マスク３にパターン情報
を表示させるとともに、表示させた後にレーザ発振器１
からのレーザ光２を液晶マスク３に照射するようにレー
ザ発振器１及び液晶マスク３を制御している。ビームス
プリッタ６はＰ偏光のレーザ光２とＳ偏光のレーザ光４
とを分離する役目を果たしている。かくて、ビームスプ
リッタ６を通過したレーザ光はＰ偏光のレーザ光２だけ
である。The control device 5 displays the pattern information on the liquid crystal mask 3 and, after displaying the pattern information, the laser oscillator 1.
The laser oscillator 1 and the liquid crystal mask 3 are controlled so that the liquid crystal mask 3 is irradiated with the laser light 2 from the laser. The beam splitter 6 has a P-polarized laser beam 2 and an S-polarized laser beam 4
And serves to separate them. Thus, the laser beam that has passed through the beam splitter 6 is only the P-polarized laser beam 2.
【００１８】刻印パターンに相当するこのレーザ光２
は、被加工物１０が感光する波長のレーザ光、例えば紫
外レーザ光８に、波長変換装置７によって変換される。
この変換された紫外レーザ光８は結像レンズ９を経て、
被加工物１０の表面にパターン情報を転写する。この被
加工物１０は、赤外レーザ光及び可視レーザ光には感光
しないが、紫外レーザ光には感光するものである。This laser beam 2 corresponding to the marking pattern
Is converted by a wavelength converter 7 into a laser beam having a wavelength to which the workpiece 10 is exposed, for example, an ultraviolet laser beam 8.
The converted ultraviolet laser light 8 passes through the imaging lens 9 and
The pattern information is transferred to the surface of the workpiece 10. The workpiece 10 is not sensitive to infrared laser light and visible laser light, but is sensitive to ultraviolet laser light.
【００１９】波長変換装置７の動作について説明する。
一例として、レーザ発振器１にＮｄ：ＹＡＧレーザ、被
加工物１０として、プリント基板１１の場合を述べる。The operation of the wavelength converter 7 will be described.
As an example, a case where the laser oscillator 1 is an Nd: YAG laser and the workpiece 10 is a printed circuit board 11 will be described.
【００２０】Ｎｄ：ＹＡＧレーザの発振波長は１０６４
ｎｍ、である。プリント基板１１は、図２に示すように
樹脂製の基板１２上に銅板１３が積層され、その上にホ
トレジスト１４が塗布されている。ホトレジスト１４と
しては種々あるが例えば、(株)日立化成工業の感光性ポ
リイミドPhoto −ＰＡＬ登録商標の場合、図４に示すよ
うな分光感度特性を有しており、波長２５０〜４６０ｎ
ｍの範囲で感光する。したがって、ホトレジスト１４に
直接Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光を照射しても、刻印パターン
に相当する部分を感光させることはできない。The oscillation wavelength of the Nd: YAG laser is 1064
nm. As shown in FIG. 2, the printed circuit board 11 has a copper plate 13 laminated on a resin substrate 12, and a photoresist 14 is applied thereon. There are various types of photoresists 14. For example, in the case of a photosensitive polyimide Photo-PAL (registered trademark) of Hitachi Chemical Co., Ltd., it has a spectral sensitivity characteristic as shown in FIG.
m. Therefore, even if the photoresist 14 is directly irradiated with the Nd: YAG laser beam, the portion corresponding to the engraved pattern cannot be exposed.
【００２１】そこで、本発明ではレーザ波長変換装置７
にたとえばＮｄ：ＹＡＧレーザの波長変換素子であるＫ
ＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）とＢＢＯ（β−ＢａＢ2Ｏ4)とを
組合わせて用いて、波長をまず１０６４ｎｍから５３
２.１ｎｍ に変換し、更に３５４.７ｎｍ と波長変換さ
れて、上述のホトレジスト１４を感光させることができ
る。感光されたプリント基板１１は、エッチング等の処
理により、図３に示す如く、紫外レーザ光８が照射され
た部分（刻印パターン相当部）のみ銅板１３が残り、結
果として、鮮明な刻印パターンを形成することができ
る。Therefore, in the present invention, the laser wavelength converter 7
For example, K which is a wavelength conversion element of an Nd: YAG laser
Using TP (KTiOPO 4 ) and BBO (β-BaB 2 O 4 ) in combination, the wavelength is first changed from 1064 nm to 53
The photoresist 14 is converted to a wavelength of 2.1 nm and further converted to a wavelength of 354.7 nm to expose the photoresist 14 described above. As shown in FIG. 3, the exposed printed circuit board 11 has a copper plate 13 only in a portion (corresponding to a marking pattern) irradiated with the ultraviolet laser light 8 as shown in FIG. 3, thereby forming a clear marking pattern. can do.
【００２２】また波長変換装置７で波長変換されないレ
ーザ光２に対しては、波長変換装置７の後にレーザ光２
を排除するフィルター（図示せず）を配置して、これを
除去することにより鮮明な刻印パターンをすることがで
きる。For the laser beam 2 that is not wavelength-converted by the wavelength converter 7, the laser beam 2
By disposing a filter (not shown) that eliminates, a clear engraved pattern can be formed by removing the filter.
【００２３】ここで、波長変換装置７へ入射するレーザ
光の偏光方向について説明する。Here, the polarization direction of the laser beam incident on the wavelength converter 7 will be described.
【００２４】波長変換装置７を構成する非線形光学結晶
は、入射したレーザ光の偏光方向を、この非線形光学結
晶の光軸に対して特定の角度になるように選ぶと、波長
変換効率が高くなるという特性を有している。この特性
は「角度位相整合」と呼ばれている。In the nonlinear optical crystal constituting the wavelength conversion device 7, if the polarization direction of the incident laser beam is selected so as to be at a specific angle with respect to the optical axis of the nonlinear optical crystal, the wavelength conversion efficiency is increased. It has the characteristic. This characteristic is called “angular phase matching”.
【００２５】「角度位相整合」には、単一の偏光成分の
レーザ光が前記非線形光学結晶の光軸に対して特定の角
度になるようにする第１種位相整合と、互いに垂直な偏
光方向を持つレーザ光のそれぞれの偏光方向を前記非線
形光学結晶の光軸に対してそれぞれ特定の角度になるよ
うにする第２種位相整合とがある。"Angular phase matching" includes a first type phase matching in which laser light of a single polarization component is at a specific angle with respect to the optical axis of the nonlinear optical crystal, and a polarization direction perpendicular to each other. There is a second type phase matching that makes each polarization direction of the laser light having the above-mentioned angle be a specific angle with respect to the optical axis of the nonlinear optical crystal.
【００２６】第１種位相整合に比して第２種位相整合の
方が波長変換効率が高い。The wavelength conversion efficiency of the second type phase matching is higher than that of the first type phase matching.
【００２７】例えば、前述したＫＴＰ結晶の場合、第１
種位相整合よりも第２種位相整合の方がおよそ一桁だけ
高い波長変換効率を提供する。For example, in the case of the aforementioned KTP crystal, the first
The second type phase matching provides a wavelength conversion efficiency approximately one order higher than the second type phase matching.
【００２８】従来の技術においては、第２種位相整合を
行なうには２つの単一の偏光成分のレーザ光が、非線形
光学結晶内で、互いに垂直な２つの偏光成分となるよう
な方向に、２つのレーザ光を非線形、光学結晶に入射し
ていた。In the prior art, in order to perform the second type phase matching, two single polarization components of laser light are converted into two polarization components perpendicular to each other in the nonlinear optical crystal. Two laser beams were incident on the nonlinear, optical crystal.
【００２９】しかし、図１の実施例で説明したように、
液晶マスク３から出射されるレーザ光２及び４は、互い
に垂直な偏光方向を有しているので、図１の実施例のご
とく、レーザ光４をビームスプリッタ６で分離してしま
わないで、互いに垂直な偏光方向をもつレーザ光２及び
４を、そのまま波長変換装置７に入射して、第２種位相
整合を行なうことができる。このようにする液晶マスク
型レーザマーカシステムの実施例が図５に示されてい
る。図５において、図１と同じ符号は、図１のシステム
におけると同じ又は相当部分を示しているので、以下、
図１においては説明していなかったことだけを、図５に
ついて説明する。However, as described in the embodiment of FIG.
Since the laser beams 2 and 4 emitted from the liquid crystal mask 3 have polarization directions perpendicular to each other, the laser beams 4 are not separated by the beam splitter 6 as in the embodiment of FIG. The laser beams 2 and 4 having perpendicular polarization directions can be directly incident on the wavelength conversion device 7 to perform the second type phase matching. An embodiment of such a liquid crystal mask type laser marker system is shown in FIG. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts as in the system of FIG.
Only what was not described in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
【００３０】図５の実施例においては、液晶マスク３か
ら出射された、互いに垂直な偏光方向を有するレーザ光
２及び４が、第２種位相整合を行なうように、波長変換
装置７の非線形光学結晶の光軸に対して、それぞれの偏
光方向がそれぞれ特定の角度になるように、波長変換装
置７に入射される。In the embodiment shown in FIG. 5, the laser beams 2 and 4 emitted from the liquid crystal mask 3 and having polarization directions perpendicular to each other are subjected to the non-linear optics of the wavelength conversion device 7 so as to perform the second type phase matching. The light is incident on the wavelength conversion device 7 such that each polarization direction is at a specific angle with respect to the optical axis of the crystal.
【００３１】この実施例では不要な光として除かれてい
たレーザ光４（パターンにより変化するが、通常、入射
レーザ光の６０〜７０％を占める）を利用して、レーザ
光２に対しての波長変換効率を高めることができる。な
お、波長変換効率は１００％ではないので、未変換のレ
ーザ光が被加工物１０に照射されることになるが、この
レーザ光では、被加工物１０は感光されない。In this embodiment, the laser beam 4 (which varies depending on the pattern, but usually occupies 60 to 70% of the incident laser beam), which has been removed as unnecessary light, is used for the laser beam 2. The wavelength conversion efficiency can be increased. Since the wavelength conversion efficiency is not 100%, the workpiece 10 is irradiated with unconverted laser light, but the workpiece 10 is not exposed to the laser light.
【００３２】このように本発明によれば、一般に紫外領
域（波長３５４.７ｎｍ)では有機物である液晶材料自体
も吸収率が高く、液晶マスク内の液晶分子が分解する
為、マスクとしてくり返し使用できない。しかし、本発
明では、液晶材料を分解することがないＮｄ：ＹＡＧレ
ーザ１の出射レーザ光２が液晶マスク３を通過後、波長
変換装置７で紫外レーザ光８に波長変換して被加工物１
０に照射するようにしたので、液晶マスク３を損傷する
ことなく、紫外レーザ光８で感光する被加工物にパター
ン情報を鮮明に転写できるようになった。As described above, according to the present invention, generally, in the ultraviolet region (wavelength 354.7 nm), the liquid crystal material itself, which is an organic substance, also has a high absorptivity, and the liquid crystal molecules in the liquid crystal mask are decomposed, so that the mask cannot be used repeatedly. . However, according to the present invention, the laser beam 2 emitted from the Nd: YAG laser 1 that does not decompose the liquid crystal material passes through the liquid crystal mask 3 and is then wavelength-converted into an ultraviolet laser beam 8 by a wavelength conversion device 7 to process the workpiece 1.
Since the irradiation is performed at 0, the pattern information can be clearly transferred to a workpiece exposed to the ultraviolet laser beam 8 without damaging the liquid crystal mask 3.
【００３３】また、レーザ光２，４をそのまま波長変換
装置７に入射して第２種位相整合を行ない波長変換効率
を向上させて、この分レーザ発振器１を小型化できるの
で、液晶マスク型レーザマーキングシステムを小型化で
きるようになった。Further, the laser beams 2 and 4 are directly incident on the wavelength conversion device 7 to perform the second type phase matching to improve the wavelength conversion efficiency, and the laser oscillator 1 can be downsized by this amount. The marking system can now be miniaturized.
【００３４】次に、本発明の更に他の実施例を図６から
図９までにより説明する。Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００３５】これらの図において、図１に用いたと同じ
符号に図１のシステムにおけると同じ又は相当部分を示
している。In these figures, the same reference numerals as used in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts as in the system of FIG.
【００３６】図６に示した実施例においては、液晶マス
ク３からの出射レーザ光を結像させる結像レンズ９ａが
配置され、結像レンズ９ａの焦点近傍に波長変換装置７
を配置した点が図１の装置とは異なる。つまり、結像レ
ンズ９ａの出射レーザ光側に波長変換装置７を配置す
る。In the embodiment shown in FIG. 6, an image forming lens 9a for forming an image of the laser beam emitted from the liquid crystal mask 3 is arranged, and a wavelength converter 7 is provided near the focal point of the image forming lens 9a.
Is different from the apparatus of FIG. That is, the wavelength conversion device 7 is arranged on the emission laser light side of the imaging lens 9a.
【００３７】結像レンズ９ａの焦点近傍に波長変換装置
７を配置することにより、波長変換装置７においてレー
ザパワー強度が高くなり、波長変換の効率が高くなると
いう利点がある。このことは、従来、被加工物の入射光
側にレーザ光を絞る焦点レンズを配置していたが、その
役目を波長変換装置７が兼ねることにより、焦点レンズ
を省略した分、波長変換装置７と被加工物１０との間を
縮少できる。更に焦点距離近傍に波長変換装置７を配置
して変換効率を良くしたので、この分レンズ発振器１を
小型化できる。これらの小型化により、本発明の液晶マ
スク型レーザマーキングシステム全体を小型化すること
ができるようになった。By arranging the wavelength converter 7 near the focal point of the imaging lens 9a, there is an advantage that the laser power intensity in the wavelength converter 7 is increased and the efficiency of wavelength conversion is increased. Conventionally, a focusing lens for narrowing a laser beam is arranged on the incident light side of a workpiece. However, since the wavelength converting device 7 also serves the function, the wavelength converting device 7 is omitted because the focusing lens is omitted. And the workpiece 10 can be reduced. Furthermore, since the conversion efficiency is improved by disposing the wavelength conversion device 7 near the focal length, the lens oscillator 1 can be downsized by that much. Due to these miniaturizations, the entire liquid crystal mask type laser marking system of the present invention can be miniaturized.
【００３８】図７に示した実施例においては、図６の実
施例と相違して、ビームスプリッタ６を用いていない。
垂直な偏光方向をもつレーザ光２及び４は、そのまま波
長変換装置７に入射されて、図５の実施例で説明したと
同様に、第２種位相整合を行なうようにされる。すなわ
ち、波長変換装置７を構成する非線形光学結晶の光軸に
対して、レーザ光２及び４の２つの偏光方向がそれぞれ
特定の角度になるように、液晶マスク３に対して波長変
換装置７を指向，配列させているのである。このように
することによって、レーザ光２の波長変換効率を高くす
ることができることは、図５の実施例で既に説明したと
同様な効果を達成することができる。In the embodiment shown in FIG. 7, unlike the embodiment shown in FIG. 6, the beam splitter 6 is not used.
The laser beams 2 and 4 having the perpendicular polarization directions are directly incident on the wavelength conversion device 7 so as to perform the second type phase matching as described in the embodiment of FIG. That is, the wavelength conversion device 7 is moved with respect to the liquid crystal mask 3 such that the two polarization directions of the laser beams 2 and 4 are at specific angles with respect to the optical axis of the nonlinear optical crystal constituting the wavelength conversion device 7. They are oriented and arranged. By increasing the wavelength conversion efficiency of the laser light 2 by doing in this way, the same effect as that already described in the embodiment of FIG. 5 can be achieved.
【００３９】図８に示した実施例においては、反射形液
晶マスク１５を採用している。反射形液晶マスク１５は
レーザ光の光路を所望の方向に変更できる利点があると
共に、液晶マスク１５が反射ミラーを兼ねるのでこの分
液晶マスク型マーキングシステムを小型化できる利点が
ある。In the embodiment shown in FIG. 8, a reflective liquid crystal mask 15 is employed. The reflection type liquid crystal mask 15 has an advantage that the optical path of the laser beam can be changed to a desired direction, and also has an advantage that the liquid crystal mask type marking system can be reduced in size because the liquid crystal mask 15 also functions as a reflection mirror.
【００４０】図９の実施例においては、スキャニングミ
ラー１６，１７を用いて、液晶マスク２上をレーザ光が
走査するようにしている。この構成によれば、比較的小
出力のレーザ発振器１で広範囲のマーキングを実現でき
る。In the embodiment shown in FIG. 9, the scanning mirrors 16 and 17 are used to scan the liquid crystal mask 2 with laser light. According to this configuration, a wide range of marking can be realized with the laser oscillator 1 having a relatively small output.
【００４１】これら上述の実施例では、Ｎｄ：ＹＡＧレ
ーザと波長変換素子としてのＫＴＰ，ＢＢＯの組合わせ
について説明したが、レーザとしては、他のレーザ、例
えば、アレキサンドライトレーザ，ルビーレーザ，アル
ゴンレーザ等を、波長変換装置には、有機材料から成る
波長変換素子を、それぞれ使うこともできる。In the above-described embodiments, the combination of the Nd: YAG laser and the KTP and BBO as the wavelength conversion element has been described. The wavelength conversion device may use a wavelength conversion element made of an organic material.
【００４２】また、エキシマレーザ発振器を使用する場
合、エキシマレーザ光は紫外光なので、液晶マスクの入
射側光路に紫外光を可視光に変換する第１波長変換装置
を使用すれば、エキシマレーザ発振器も使用出来る。When an excimer laser oscillator is used, since the excimer laser light is ultraviolet light, the use of a first wavelength conversion device for converting ultraviolet light into visible light in the light path on the incident side of the liquid crystal mask also enables the excimer laser oscillator to be used. Can be used.
【００４３】図１ａは、かようなエキシマレーザ発振器
１ａを採用した実施例を示すものである。FIG. 1A shows an embodiment employing such an excimer laser oscillator 1a.
【００４４】エキシマレーザ発振器１ａから発された紫
外レーザ光は、第１の波長変換装置７ａによって可視レ
ーザ光に変換される。液晶マスク３から出射されたレー
ザ光は第２の波長変換装置７ｂによって紫外レーザ光に
変換されるのである。The ultraviolet laser light emitted from the excimer laser oscillator 1a is converted into a visible laser light by the first wavelength converter 7a. The laser light emitted from the liquid crystal mask 3 is converted into an ultraviolet laser light by the second wavelength converter 7b.
【００４５】尚、実施例として、液晶マスク３によるパ
ターンは基本的にはドット構成となるが、ドットとドッ
ト間のレーザ光に照射されない部分を除く為に、被加工
物をレーザ光に対し、微小幅で振動させても良い。In the embodiment, the pattern formed by the liquid crystal mask 3 basically has a dot structure. In order to remove a portion between the dots that is not irradiated with the laser light, the workpiece is irradiated with the laser light. You may vibrate with a minute width.
【００４６】さらに、被加工物としてレジストが塗布さ
れたプリント板の例を述べたが、特にこれに限るもので
はなく、液晶セルや半導体ウェハー等でも良い。また、
被加工物に照射するレーザ光は紫外レーザ光でなくて
も、被加工物が反応する波長のレーザ光であれば良い。Further, the example of a printed board coated with a resist as a workpiece has been described. However, the present invention is not limited to this, and a liquid crystal cell or a semiconductor wafer may be used. Also,
The laser beam applied to the workpiece is not limited to the ultraviolet laser beam, but may be any laser beam having a wavelength at which the workpiece responds.
【００４７】図１１の実施例においては、レジストを用
いない半導体基板又はプリント基板などに金属膜を形成
するために本発明が利用されている。In the embodiment shown in FIG. 11, the present invention is used to form a metal film on a semiconductor substrate or a printed circuit board without using a resist.
【００４８】例えば基板２０は、気密容器２１の内部に
位置決めされる。気密容器２１は反応性ガス室２２に連
通されており、金属反応ガス２４例えば六弗化タングス
テン（ＷＦ6）、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）が気密容器
２１内に注入される。レーザ発振器１からのレーザ光は
ミラー１８によって直角方向に反射されて液晶マスク３
に照射される。液晶マスク３から出射したパターン情報
を有する可視レーザ光２は結像レンズ９ａを通り、結像
レンズ９ａの焦点近傍に配置された波長変換装置７に照
射される。波長変換装置７から出射する紫外レーザ光８
は気密容器２１の紫外レーザ光透過窓２５を透過し、気
密容器２１内の蒸気金属２３たとえばタングステン，チ
タンに衝突する。すると、図１２に示すように蒸気金属
２３は活性化されて基板２０上に液晶のパターン情報に
対応したパターンの金属のデポジット２３Ａを形成す
る。For example, the substrate 20 is positioned inside the airtight container 21. The hermetic container 21 is communicated with a reactive gas chamber 22, and a metal reaction gas 24, for example, tungsten hexafluoride (WF 6 ) or titanium tetrachloride (TiCl 4 ) is injected into the hermetic container 21. The laser light from the laser oscillator 1 is reflected by the mirror 18 in the right angle direction, and
Is irradiated. The visible laser light 2 having the pattern information emitted from the liquid crystal mask 3 passes through the imaging lens 9a and is applied to the wavelength conversion device 7 arranged near the focal point of the imaging lens 9a. Ultraviolet laser light 8 emitted from wavelength converter 7
Transmits through the ultraviolet laser beam transmitting window 25 of the hermetic container 21 and collides with a vapor metal 23 such as tungsten or titanium in the hermetic container 21. Then, as shown in FIG. 12, the vapor metal 23 is activated to form a metal deposit 23A having a pattern corresponding to the liquid crystal pattern information on the substrate 20.
【００４９】この実施例の変更例として、反応性ガス２
４と紫外レーザ光との反応により生じた活性ガスによっ
て、気密容器内に配置された被加工物にパターン情報を
刻印することもできる。As a modification of this embodiment, the reactive gas 2
The pattern information can also be imprinted on the workpiece placed in the hermetic container by the active gas generated by the reaction between 4 and the ultraviolet laser light.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、液晶マ
スクに損傷を与えることなく、紫外光で感光する被加工
物に鮮明なパターン情報を転写することができると共
に、液晶マスク型レーザマーキングシステムを小型化す
ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to transfer clear pattern information to a workpiece exposed to ultraviolet light without damaging a liquid crystal mask, and to provide a liquid crystal mask type laser. The size of the marking system can be reduced.
【図１】本発明の液晶マスク型レーザマーキングシステ
ムの一実施例の構成を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the configuration of an embodiment of a liquid crystal mask type laser marking system of the present invention.
【図２】本発明のプリント基板の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a printed circuit board according to the present invention.
【図３】本発明のホットエッチングされたプリント基板
の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a hot-etched printed circuit board according to the present invention.
【図４】本発明のホットレジストの分光感度特性を示す
特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing spectral sensitivity characteristics of the hot resist of the present invention.
【図５】本発明の液晶マスク型レーザマーキングシステ
ムの別の実施例の構成を示す概略説明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory view showing the configuration of another embodiment of the liquid crystal mask type laser marking system of the present invention.
【図６】本発明の液晶マスク型レーザマーキングシステ
ムの別の実施例の構成を示す概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory view showing the configuration of another embodiment of the liquid crystal mask type laser marking system of the present invention.
【図７】本発明の液晶マスク型レーザマーキングシステ
ムの別の実施例の構成を示す概略説明図である。FIG. 7 is a schematic explanatory view showing the configuration of another embodiment of the liquid crystal mask type laser marking system of the present invention.
【図８】本発明の液晶マスク型レーザマーキングシステ
ムの別の実施例の構成を示す概略説明図である。FIG. 8 is a schematic explanatory view showing the configuration of another embodiment of the liquid crystal mask type laser marking system of the present invention.
【図９】本発明の液晶マスク型レーザマーキングシステ
ムの別の実施例の構成を示す概略説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view showing the configuration of another embodiment of the liquid crystal mask type laser marking system of the present invention.
【図１０】本発明の液晶マスク型レーザマーキングシス
テムの別の実施例の構成を示す概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory view showing the configuration of another embodiment of the liquid crystal mask type laser marking system of the present invention.
【図１１】本発明の基板に金属膜を形成するために本発
明を適用した別の実施例の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic structural view of another embodiment to which the present invention is applied for forming a metal film on a substrate of the present invention.
【図１２】本発明の基板上に金属膜が形成された被加工
物の側断面図である。FIG. 12 is a side sectional view of a workpiece having a metal film formed on a substrate according to the present invention.
１…レーザ発振器、３…液晶マスク、２…レーザ光、７
…波長変換装置、１０…被加工物。REFERENCE SIGNS LIST 1 laser oscillator 3 liquid crystal mask 2 laser light 7
... wavelength converter, 10 ... workpiece.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/06 G02F 1/13 505 G02F 1/37──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B23K 26/00-26/06 G02F 1/13 505 G02F 1/37
Claims (6)
スク型レーザマーキングシステムにおいて、赤外レーザ
光及び可視レーザ光のうち一方を発するレーザ発振器
と、パターンマスクを有し、かつ前記レーザ発振器から
のレーザ光が照射される液晶マスクと、この液晶マスク
からの出射レーザ光を被加工物が感光する波長のレーザ
光に変換し、かつこの変換されたレーザ光を前記被加工
物に照射する波長変換装置とを含むシステム。1. A liquid crystal mask type laser marking system for transferring pattern information to a workpiece, comprising: a laser oscillator emitting one of infrared laser light and visible laser light; and a pattern mask; A liquid crystal mask irradiated with the laser light, a laser beam emitted from the liquid crystal mask is converted into a laser light having a wavelength sensitive to the workpiece, and a wavelength at which the converted laser light is applied to the workpiece. A system including a conversion device.
スク型レーザマーキングシステムにおいて、赤外レーザ
光及び可視レーザ光のうち一方を発するレーザ発振器
と、パターンマスクを有し、かつ前記レーザ発振器から
のレーザ光が照射される液晶マスクと、該液晶マスクか
らの出射レーザ光を結像させる結像レンズと、該結像レ
ンズからの焦点近傍に配置され、前記出射レーザ光を被
加工物が感光する波長のレーザ光に変換し、かつこの変
換されたレーザ光を前記被加工物に照射する波長変換装
置を、含むシステム。2. A liquid crystal mask type laser marking system for transferring pattern information to a workpiece, comprising: a laser oscillator emitting one of an infrared laser beam and a visible laser beam; a pattern mask; A liquid crystal mask irradiated with the laser light, an imaging lens for forming an image of the laser light emitted from the liquid crystal mask, and a processing object which is disposed near a focal point from the imaging lens and receives the emitted laser light. A wavelength conversion device that converts the converted laser light into a laser light having a predetermined wavelength and irradiates the work with the converted laser light.
スク型レーザマーキングシステムにおいて、 紫外レーザ光を発するレーザ発振器と、このレーザ発振
器からの紫外レーザ光を可視レーザ光に変換する第１の
波長変換装置と、前記第１の波長変換装置からの可視レ
ーザ光を照射させる液晶マスクと、前記液晶マスクから
の出射レーザ光を紫外レーザ光に変換し、かつこの変換
されたレーザ光を前記被加工物に照射する第２の波長変
換装置を、含むシステム。3. A laser marking system for transferring pattern information to a workpiece, comprising: a laser oscillator for emitting an ultraviolet laser beam; and a first wavelength for converting the ultraviolet laser beam from the laser oscillator to a visible laser beam. A conversion device, a liquid crystal mask for irradiating the visible laser light from the first wavelength conversion device, and a laser beam emitted from the liquid crystal mask, the laser beam being converted into ultraviolet laser light, and the converted laser light being processed. A system including a second wavelength conversion device for irradiating an object.
情報を移し、この部分を感光させる、液晶マスク型レー
ザマーカーシステムであって、 赤外レーザ光及び可視レーザ光のうち一方を発するレー
ザ発振器と、前記レーザ発振器からのレーザ光が照射さ
れる液晶マスクと、該液晶マスクにパターン情報を表示
させるとともに、表示させた後に前記レーザ発振器から
のレーザ光を前記液晶マスクに照射するように制御する
制御装置と、前記液晶マスクを透過した出射レーザ光を
紫外レーザ光に変換するとともに、この紫外レーザ光を
被加工物であるホトレジストに照射する波長変換装置を
含むシステム。4. A liquid crystal mask type laser marker system for transferring pattern information onto a photoresist as a workpiece and exposing this portion, comprising: a laser oscillator for emitting one of infrared laser light and visible laser light. A liquid crystal mask to be irradiated with laser light from the laser oscillator, and control to display pattern information on the liquid crystal mask, and to control the laser light from the laser oscillator to irradiate the liquid crystal mask after the display. A system comprising: a device; and a wavelength conversion device that converts an emitted laser beam transmitted through the liquid crystal mask into an ultraviolet laser beam, and irradiates the ultraviolet laser beam to a photoresist as a workpiece.
スク型レーザマーカシステムであって、 前記被加工物をその内部に収容する、反応ガスを充填し
た容器と、赤外レーザ光及び可視レーザ光のうち一方を
発するレーザ発振器と、前記レーザ発振器１からのレー
ザ光が照射され且つパターンマスクを有する液晶マスク
と、前記液晶マスクからの出射レーザ光を紫外レーザ光
に変換するとともに、変換された紫外レーザ光を前記容
器内に照射して、該紫外レーザ光と前記反応ガスとの反
応によって生成される物質により、前記被加工物にパタ
ーン情報を転写する波長変換装置と、を含むシステム。5. A liquid crystal mask type laser marker system for transferring pattern information to a workpiece, comprising: a container filled with a reaction gas for accommodating the workpiece therein; and infrared laser light and visible laser light. A laser oscillator that emits one of them, a liquid crystal mask that is irradiated with laser light from the laser oscillator 1 and has a pattern mask, and converts the laser light emitted from the liquid crystal mask into ultraviolet laser light, and converts the converted ultraviolet light. A wavelength conversion device that irradiates the inside of the container with laser light and transfers pattern information to the workpiece by a substance generated by a reaction between the ultraviolet laser light and the reaction gas.
１つにおいて、前記液晶マスクより出射されるレーザ光
の互いに直交する３つの偏向方向が、前記波長変換装置
を構成する非線形光学素子の光軸に対して、それぞれ特
定の角度をなすように、このレーザ光を前記波長変換装
置に入射させて、第２種位相整合の条件を満足させるよ
うに、前記液晶マスクに対して前記波長変換装置が指
向，配列されているシステム。6. The method of claim 1, 2, 3, 4, in any one of 5, three deflecting mutually orthogonal directions of the laser light emitted from the liquid crystal mask constitutes the wavelength conversion device The laser light is incident on the wavelength conversion device so as to form a specific angle with respect to the optical axis of the nonlinear optical element, and the liquid crystal mask is adjusted so as to satisfy the condition of the second type phase matching. Wherein the wavelength converters are directed and arranged.
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