JP3216987B2 - Laser transfer processing apparatus and laser transfer processing method - Google Patents

Laser transfer processing apparatus and laser transfer processing method

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JP3216987B2
JP3216987B2 JP05947196A JP5947196A JP3216987B2 JP 3216987 B2 JP3216987 B2 JP 3216987B2 JP 05947196 A JP05947196 A JP 05947196A JP 5947196 A JP5947196 A JP 5947196A JP 3216987 B2 JP3216987 B2 JP 3216987B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、加工光学系に光
透過型のホログラムを使用し、被加工物を任意の照射強
度分布で効率よくレーザ加工するレーザ転写加工装置お
よびレーザ転写加工方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser transfer processing apparatus and a laser transfer processing method for efficiently processing a workpiece with an arbitrary irradiation intensity distribution by using a light transmission type hologram as a processing optical system. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】図20は、例えばProseeding
of SPIE,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
図である。図において、レーザ発振器1より発せられた
レーザビーム(ビームと記載する。)はマスク照射用ビ
ームホモジナイズ光学系3を通して均一な強度分布でマ
スク6に照射される。マスク6を透過したビームによる
マスクパターン像は転写レンズ7によって偏向ミラー2
に向けられ後に、加工対象である加工ターゲット(以
下、ターゲットと記載する)8に偏向されて結像され
る。
2. Description of the Related Art FIG.
1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a conventional laser transfer processing apparatus disclosed in SPIE, Vol. 1377, pp. 30-35. In the figure, a laser beam (hereinafter, referred to as a beam) emitted from a laser oscillator 1 is applied to a mask 6 with a uniform intensity distribution through a mask irradiation beam homogenizing optical system 3. The mask pattern image by the beam transmitted through the mask 6 is transferred by the transfer lens 7 to the deflection mirror 2.
After that, the light is deflected to a processing target (hereinafter, referred to as a target) 8 as a processing target to form an image.

【0003】次に従来装置の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
たビームは、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の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ビームによるマスク
パターン像は、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、レーザ加工が行われる。尚、転
写レンズ7で転写されたビームは、ターゲット8への照
射以前に、偏向ミラー2によってターゲット8の方向に
偏向されて結像される。
Next, the operation of the conventional apparatus will be described. A beam emitted from a laser oscillator 1 which is, for example, an excimer laser is applied to a beam homogenizing optical system 3 for mask irradiation.
Thus, the light is irradiated onto the mask 6 with a uniform intensity distribution.
A mask pattern image formed by a beam transmitted through the transfer pattern of the mask 6 is formed as a transfer image on a target 8 by a transfer lens 7, and laser processing is performed. The beam transferred by the transfer lens 7 is deflected by the deflecting mirror 2 in the direction of the target 8 before being irradiated on the target 8 to form an image.

【0004】また、例えば、Applied Opti
cs Vol.13 No.2 p269−273、特開昭
51ー73698号公報、特開昭54ー102692号
公報、特開昭57ー81986号公報、 Applie
d Optics Vol.30No.25 p3604
−3606等に開示されている他の従来装置は、図19
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、加工光学系にホログラムを使用している。
In addition, for example, Applied Opti
cs Vol.13 No.2 p269-273, JP-A-51-73698, JP-A-54-102692, JP-A-57-81986, Applie
d Optics Vol. 30 No. 25 p3604
Another conventional device disclosed in US Pat.
In order to perform processing similar to that of the laser transfer processing apparatus shown in FIG. 1, a hologram is used in a processing optical system.

【0005】そして、加工光学系にホログラムを用いた
一例として、図21に概略構成を示す加工光学系があ
る。この加工光学系は「Applied Optics
Vol.13 No.2 p269−273」に開示さ
れ、ホログラムの一種であるModulated Zo
ne Plateと呼ばれるホログラム素子を用いてい
る。
[0005] As an example of using a hologram for the processing optical system, there is a processing optical system schematically shown in FIG. This processing optical system is called “Applied Optics
Vol. 13 No. 2 pp. 269-273, Modulated Zo which is a kind of hologram
A hologram element called ne Plate is used.

【0006】図において、レーザ発振器1から発せられ
たビームはビーム拡大光学系11で拡大され、拡大され
たビームはホログラム5による回折によりパターン像が
ターゲット8上に照射される。また、ホログラム5には
加工パターンに沿った干渉縞が表面に形成されている。
In the figure, a beam emitted from a laser oscillator 1 is expanded by a beam expanding optical system 11, and a pattern image of the expanded beam is irradiated on a target 8 by diffraction by a hologram 5. The hologram 5 has interference fringes formed on the surface along the processing pattern.

【0007】次に、加工光学系にホログラム5を用いた
従来装置の動作について説明する。レーザ発振器1から
発せられたビームは、ビーム拡大光学系11を通って拡
大され、ホログラム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
程度のパターンをターゲット8上にレーザ加工すること
ができる。
Next, the operation of the conventional apparatus using the hologram 5 for the processing optical system will be described. The beam emitted from the laser oscillator 1 is expanded through the beam expanding optical system 11 and is diffracted by the hologram 5 so that the target 8
Irradiated in the form of a processing pattern above. As a result, a certain pattern can be laser-processed on the target 8.

【0008】他にホログラムを用いた加工光学系とし
て、図22に示すように特開昭57ー81986号公報
に開示されたレーザ加工装置がある。この装置の加工光
学系の構成は図20に示した加工光学系とほぼ同様であ
り、光学系素子の配置が異なる。レーザ発振器1から発
せられたビームは、ビーム拡大光学系11を通ると拡大
されてホログラム5に入射され回折される。
As another processing optical system using a hologram, there is a laser processing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-81986 as shown in FIG. The configuration of the processing optical system of this apparatus is almost the same as that of the processing optical system shown in FIG. 20, and the arrangement of the optical system elements is different. When the beam emitted from the laser oscillator 1 passes through the beam expanding optical system 11, it is expanded, enters the hologram 5, and is diffracted.

【0009】ホログラム5を回折したビームは所定の加
工パターンを有するようにしてターゲット8上に結像さ
れ、加工面上に加工パターンを再生する。これによって
所定のパターンにターゲット8がレーザ加工される。
尚、加工光学系の基本的な構成は図21に示された加工
光学系と同様である。
The beam diffracted from the hologram 5 is imaged on the target 8 so as to have a predetermined processing pattern, and reproduces the processing pattern on the processing surface. Thus, the target 8 is laser-processed into a predetermined pattern.
The basic configuration of the processing optical system is the same as that of the processing optical system shown in FIG.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されているので、マスク上に照射されたビーム
の内の殆どの部分が、例えばマスクの遮光部に当たって
マスク6を透過しないためビーム利用効率を著しく低下
してしまうという問題点があった。例えば、エキシマレ
ーザによる転写加工方法では、一般的にターゲットの全
表面の内極僅かの部分にしかレーザを照射して加工しな
い。
Since the conventional apparatus is constructed as described above, most of the beam irradiated on the mask does not pass through the mask 6, for example, hitting the light shielding portion of the mask. There is a problem that the beam use efficiency is significantly reduced. For example, in a transfer processing method using an excimer laser, generally, only a small portion of the inner surface of the entire surface of a target is irradiated with a laser and processed.

【0011】更に、電子回路実装用のポリイミド基板
に、導電用の穴を開けるレーザ加工においては、ポリイ
ミド基板1cm2あたり、直径100μm程度の穴を1
00個程度開けるレーザ加工が一般的である。このよう
な場合、加工対象の全表面の内、実際にレーザ加工され
る面積の割合は0.8%以下である。そのため、このよ
うな加工を図19に示した従来の加工光学系を用いたレ
ーザ加工装置でおこなうと、ビームのエネルギはマスク
の遮光部によってほとんどの失われる。従って、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%以下になりレーザ転写加工におけるビーム利用
効率は著しく低いという問題点があった。
Further, in laser processing for forming a hole for electric conduction in a polyimide substrate for mounting an electronic circuit, a hole having a diameter of about 100 μm is formed per cm 2 of the polyimide substrate.
Laser processing for opening about 00 pieces is common. In such a case, the ratio of the area actually laser-processed to all the surfaces to be processed is 0.8% or less. Therefore, when such processing is performed by the laser processing apparatus using the conventional processing optical system shown in FIG. 19, most of the energy of the beam is lost by the light shielding portion of the mask. Therefore, there is a problem that the energy actually used for processing is 0.8% or less of the output of the laser oscillator, and the beam use efficiency in laser transfer processing is extremely low.

【0012】また、例えば電子基板の穴開け加工のよう
に、穴を一つずつ加工するためにビームを1スポットず
つ照射する場合は、光を有効利用する目的で照射する領
域を狭くしてビームを穴開け加工位置に沿って多数走査
する加工方法もある。
In the case of irradiating a beam one spot at a time in order to machine holes one by one, as in the case of drilling a hole in an electronic substrate, for example, the area to be illuminated is narrowed for effective use of light. There is also a processing method of scanning a large number of holes along a drilling processing position.

【0013】しかし、照射領域を狭くして実質的に光の
利用効率を高めようとすると、ビーム照射領域のほとん
どの部分で光を透過させなければならないので、照射す
る面積が極めて狭くなる。穴開け加工の場合は、穴1つ
もしくは2つずつの加工になる。それため、加工領域全
体を細かく分割して順次加工していかなければならな
い。このように順次加工する方法を採ると、ビーム走査
とそれに伴う照射位置決めに多くの時間が要し、加工時
間が長くなり結果的には非能率的な加工方法になるとい
う問題点があった。
However, in order to substantially increase the light use efficiency by narrowing the irradiation area, most of the beam irradiation area must transmit light, so that the irradiation area becomes extremely small. In the case of drilling, one or two holes are formed. Therefore, it is necessary to divide the entire processing area into small pieces and sequentially process them. If such a method of sequentially processing is employed, there is a problem that much time is required for beam scanning and the associated irradiation positioning, and the processing time becomes long, resulting in an inefficient processing method.

【0014】また、ホログラムを用いて構成した加工光
学系は、マスクを用いて加工パターンをターゲットに結
像する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21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、時間的なコヒーレンスの非
常に高いビームを照射しなければならない。
Further, the processing optical system constituted by using the hologram is for improving the defect of the transfer optical system for forming an image of the processing pattern on the target by using the mask.
However, in a conventional processing optical system using a hologram as shown in FIG. 21, in order to reproduce a correct processing pattern by the hologram, a beam having a very high spatial and temporal coherence must be applied.

【0015】ホログラムを用いた加工方法では、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
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および加工
の精度等は、ホログラムの性能および照射ビームの性質
によって決まってしまう。そのため、エキシマレーザの
ような空間的なコヒーレンスの低いレーザを用いる場合
には、正確な加工パターンを得るために、一般的には例
えば飯塚啓吾著「光工学」p250−252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なコヒ
ーレンスを高めなければならない。
In a processing method using a hologram, the reproduction pattern of the hologram, which is a processing pattern, directly depends on the property (coherence) of the irradiated beam. That is, the processing pattern and the processing accuracy by such a processing method are determined by the performance of the hologram and the properties of the irradiation beam. Therefore, when a laser having low spatial coherence, such as an excimer laser, is used, in order to obtain an accurate processing pattern, as shown in, for example, Keigo Iizuka, “Optical Engineering”, pp. 250-252. The spatial coherence must be enhanced using a spatial filter.

【0016】スペイシャルフィルタは、図23に示すよ
うにレンズ24の焦点位置に非常に径の小さなピンホー
ルを有するプレート13を設置してビーム中の乱れた波
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、焦点位置でのビームの主プローブの幅に等しい
径のピンホールを用いる。しかし、空間的なコヒーレン
スの低いビームではスペイシャルフィルタのエネルギー
透過率は非常に低下してしまうので、高いレーザ利用効
率を達成することができない。
In the spatial filter, as shown in FIG. 23, a plate 13 having a pinhole having a very small diameter is provided at a focal position of a lens 24 to remove light of a disturbed wavefront in a beam. To remove the distorted wavefront, a pinhole with a diameter equal to the width of the main probe of the beam at the focal position is used. However, with a beam having low spatial coherence, the energy transmittance of the spatial filter is greatly reduced, so that a high laser use efficiency cannot be achieved.

【0017】そのため、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、比較的空間的なコヒーレンスの低いエ
キシマレーザ等はホログラムを用いた加工光学系に適用
できなかった。
Therefore, a processing optical system using a hologram can be used only for a laser having a very high coherence, and an excimer laser having a relatively low spatial coherence can be used for a processing optical system using a hologram. Could not be applied.

【0018】従って、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え
ず、加工装置全体としては信頼性の低いものとなってい
た。また、従来のホログラムを用いたレーザ加工装置
は、極めて高い空間的なコヒーレンスを有するビームに
しか適用できず、比較的低い空間的なコヒーレンスを有
するエキシマレーザ等のレーザに対しては、スペイシャ
ルフィルタ等のコヒーレンスを高める光学系を用いなけ
ればならず高いレーザ利用効率を達成することができな
いという問題点があった。
Therefore, the conventional laser transfer processing apparatus is inefficient, and if the processing time is to be reduced, the laser oscillator must be operated at a high output at the expense of the life and stability. Was unreliable. In addition, a conventional laser processing apparatus using a hologram can be applied only to a beam having an extremely high spatial coherence, and a spatial filter for an excimer laser or the like having a relatively low spatial coherence. However, there is a problem that an optical system for enhancing coherence must be used, and high laser use efficiency cannot be achieved.

【0019】こ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、ホログラムを用いて構成したレ
ーザ加工光学系において高いレーザ利用効率を達成する
ことができるレーザ転写加工装置およびレーザ転写加工
方法を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a laser transfer processing apparatus and a laser transfer processing method capable of achieving high laser use efficiency in a laser processing optical system formed using holograms. The purpose is to obtain a processing method.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、レ−ザ発振器と、このレーザ発振器より発せら
れたレーザビームを集光する集光レンズと、集光された
レーザービームを、被加工物に対する加工パターンに合
わせて開口した開口部を透過させるマスクと、このマス
クを透過したマスクパターン像を前記被加工物に転写す
る転写レンズと、前記レーザ発振器のビーム射出側より
前記マスクに至る光路の何れかの箇所に配置された、前
記マスクパターンに合わせて干渉縞パターンを形成した
ホログラムと、を備え、前記ホログラムにより分割され
た各ビームが前記マスクの開口形状により成形されるレ
ーザ転写加工装置において、レーザ発振器から被加工物
に至る光路中に、レーザビームの空間的なコヒーレンス
を低下させるコヒーレンス低下手段を配置したことを特
徴とするレーザ転写加工装置にある。また、コヒーレン
ス低下手段は、レーザビームが透過する透明な基板面に
光学的な厚みが厚い領域と薄い領域を順序不同に複数形
成した位相板であること特徴とする請求項1に記載のレ
ーザ転写加工装置にある。また、コヒーレンス低下手段
は、レーザビームが透過する透明な基板面に微細凹凸処
理を施した拡散板であること特徴とする請求項1に記載
のレーザ転写加工装置にある。また、一面に干渉縞パタ
ーンを形成したホログラムの基板の反対面に、光学的な
厚みが厚い領域と薄い領域を順序不同に複数形成し、こ
れら領域を透過するレーザビーム間に位相差を発生させ
て空間的なコヒーレンスを低下させる位相面を形成した
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
にある。また、一面に干渉縞パターンを形成したホログ
ラムの基板の反対面に微細凹凸処理を施し、透過するレ
ーザビームを拡散して空間的なコヒーレンスを低下させ
るた拡散面を形成した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にある。また、干渉縞パターンを
形成したホログラムの基板面に、光学的な厚みが厚い領
域と薄い領域を順序不同に複数形成し、これら領域を透
過するレーザビーム間に位相差を発生させて空間的なコ
ヒーレンスを低下させる位相面を同時に形成し たことを
特徴とする請求項1に記載のレーザ転写加工装置にあ
る。また、干渉縞パターンを形成したホログラムの基板
面に、微細凹凸処理を施し、透過するレーザビームを拡
散して空間的なコヒーレンスを低下させるた拡散面を形
成したことを特徴とする請求項1に記載のレーザ転写加
工装置にある。また、レーザ発振器より発せられたレー
ザビームを集光レンズで集光し、この集光されたレーザ
ービームを、被加工物に対する加工パターンに合わせて
開口したマスクの開口部を透過させ、この透過したマス
クパターン像を転写レンズにて前記被加工物に転写する
際に、前記マスクに透過させるレーザビームを前記マス
クパターンに合わせて干渉縞パターンを形成したホログ
ラムで透過させて複数に分割し、これらの分割された各
ビームが前記マスクの開口形状により成形され、ホログ
ラムによって分割された多数のレーザビームが、マスク
上で互いに部分的に重なりあって、一定の範囲内に任意
の強度分布を持つ照射領域を作り出すレーザ転写加工方
法であって、ホログラムによって分割され、マスク上で
重ね合わされるレーザビームの重ね合わせの間隔をホロ
グラムによって分割されたそれぞれのレーザビームのス
ポット径(半値幅)以下にしたことを特徴とするレーザ
転写加工方法にある。また、マスク上で重ね合わされる
レーザビームの重ね合わせの間隔に対するスポット径の
半値幅の割合をFP%とし、マスク上での所望の均一度
を±Er%とした場合、Er≧1.12√FPの条件を
満たすようにFPを設定したことを特徴とする請求項8
に記載のレーザ転写加工方法にある。また、ホログラム
に入射するレーザビームのレーザビーム幅d、上記集光
レンズの焦点距離f及び転写レンズの入射側NAが(d
/2)≦f・NAの関係を満たすことを特徴とする請求
項8に記載のレーザ転写加工方法にある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, the present invention provides a laser oscillator and a laser oscillator.
A focusing lens that focuses the focused laser beam,
The laser beam is applied to the processing pattern on the workpiece.
And a mask that allows the light to pass through the opening
Transfer the mask pattern image transmitted through the mask to the workpiece.
Transfer lens, from the beam emission side of the laser oscillator
Located at any point in the optical path to the mask,
An interference fringe pattern was formed to match the mask pattern
A hologram, and divided by the hologram.
Each beam is shaped according to the opening shape of the mask.
In the laser transfer processing device, the work piece is
Spatial coherence of the laser beam in the optical path to
That the coherence reducing means for reducing
It is in the laser transfer processing device. Also, coherent
Means for lowering the laser beam
Plurality of thick and thin optical areas in random order
The phase plate according to claim 1, wherein
User transfer processing equipment. Also, means for reducing coherence
Is a process for fine irregularities on the transparent substrate surface through which the laser beam passes.
2. The diffusion plate as claimed in claim 1, wherein
Laser processing machine. Also, the interference fringe pattern
Optical hologram on the opposite surface of the hologram substrate
A plurality of thick and thin regions are formed in random order and
A phase difference is generated between the laser beams passing through these regions.
Phase plane that reduces spatial coherence
The laser transfer processing apparatus according to claim 1, wherein:
It is in. A hologram with an interference fringe pattern formed on one side
The surface of the ram opposite to the substrate is subjected to fine irregularities to
Diffuses the laser beam to reduce spatial coherence
2. The method according to claim 1, wherein a diffusion surface is formed.
Laser processing machine. Also, the interference fringe pattern
On the substrate surface of the formed hologram, the optical thickness is
A plurality of regions and thin regions are formed in random order, and these regions are transparent.
Phase difference between the laser beams
That it has at the same time form a phase plane to lower the Hirensu
The laser transfer processing apparatus according to claim 1,
You. Also, a hologram substrate with an interference fringe pattern
The surface is subjected to fine unevenness processing to spread the transmitted laser beam.
Diffuse surfaces that scatter and reduce spatial coherence
2. The laser transfer process according to claim 1, wherein
In the construction equipment. In addition, the laser emitted from the laser oscillator
The beam is focused by a focusing lens and this focused laser
-Match the beam to the machining pattern for the workpiece
Transmit the light through the opening of the opened mask, and
Pattern image is transferred to the workpiece by a transfer lens.
At this time, the laser beam transmitted through the mask is
Hologram with interference fringe pattern formed
Ram and split it into several parts.
The beam is shaped according to the opening shape of the mask,
A number of laser beams split by the ram
Above, partially overlap each other and within a certain range
Laser transfer processing to create an irradiation area with an intensity distribution
Method, divided by a hologram and on a mask
Holographic spacing of the superposed laser beams
Of each laser beam divided by
A laser characterized by having a pot diameter (half width) or less.
Transfer processing method. It is also superimposed on the mask
Of the spot diameter to the laser beam superposition interval
Desired uniformity on the mask, with the ratio of the half width being FP%
Is ± Er%, the condition of Er ≧ 1.12√FP
9. The FP is set to satisfy the condition.
In the laser transfer processing method described in (1). The laser beam width d of the laser beam incident on the hologram, the focal length f of the condenser lens, and the incident side NA of the transfer lens are (d
The laser transfer processing method according to claim 8, wherein the relationship of (/ 2) ≦ f · NA is satisfied.

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【0037】[0037]

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.以下、この発明の実施の形態について説
明する。図1は本実施の形態によるレーザ転写加工装置
を示す図である。レーザ発振器1より発せられたレーザ
光は、ホログラムにより多数の任意の方向へ進むビーム
に分割される。そして、ホログラム9によって分割され
たビームは集光レンズ10によって集光され、マスク6
に照射される。マスク6を透過したマスクパターン像は
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
像される。
Embodiment 1 FIG. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a laser transfer processing apparatus according to the present embodiment. The laser beam emitted from the laser oscillator 1 is divided into a number of beams traveling in any directions by a hologram. The beam split by the hologram 9 is condensed by the condensing lens 10 and
Is irradiated. The mask pattern image transmitted through the mask 6 is formed as a transfer image on the target 8 by the transfer lens 7.

【0039】次に本実施の形態の動作について説明す
る。レーザ発振器1を出たレーザ光は、ホログラム9に
よって多数の任意の方向へ進むビームに分割される。そ
して、集光レンズ10によってそれぞれのビームが集光
されてマスク6上に照射される。マスク6のパターンを
透過したビームによるマスクパターン像は、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、レ
ーザ加工が行われる。
Next, the operation of this embodiment will be described. The laser light exiting the laser oscillator 1 is split by the hologram 9 into a number of beams traveling in arbitrary directions. Then, the respective beams are condensed by the condensing lens 10 and irradiated onto the mask 6. The mask pattern image formed by the beam transmitted through the pattern of the mask 6 is formed as a transfer image on the target 8 by the transfer lens 7, and laser processing is performed.

【0040】ビームはホログラム9で任意の方向へ進む
ビームに分割されるため、分割されたビームのそれぞれ
は、集光レンズ10によって集光されてマスク6上に照
射される。照射されて得られる多数の照射スポットは、
ホログラム9の干渉縞パターンによりマスク6上の任意
の位置に配置することができる。
Since the beam is split by the hologram 9 into a beam traveling in an arbitrary direction, each of the split beams is condensed by the condensing lens 10 and irradiated on the mask 6. Numerous irradiation spots obtained by irradiation are
The hologram 9 can be arranged at any position on the mask 6 by the interference fringe pattern.

【0041】そこで、干渉縞パターンをマスク6の開口
部の形状に対応して形成すると、それぞれの照射スポッ
トをマスク6上の開口部分上に選択的に配置することが
できる。その結果、マスクの遮光部分を無駄に照射する
ビームを減らすことができるため、マスクの遮光部によ
って消費されるレーザエネルギが殆どなくなり、レーザ
利用率の高い、高効率なレーザ加工を行うことができ
る。
Therefore, if the interference fringe pattern is formed corresponding to the shape of the opening of the mask 6, each irradiation spot can be selectively arranged on the opening on the mask 6. As a result, it is possible to reduce the number of beams that needlessly irradiate the light-shielding portion of the mask, so that the laser energy consumed by the light-shielding portion of the mask is almost eliminated, and high-efficiency laser processing with high laser utilization can be performed. .

【0042】多数の穴明け位置が加工面上に分布した加
工パターンのような場合は、上記のような方法でマスク
6上のそれぞれの開口部分上に間隔を置いて1つずつの
照射スポットを配置すればよい。しかし、加工パターン
が図2(a)に示すように複雑な形状を有することも考
えられる。
In the case of a processing pattern in which a large number of drilling positions are distributed on the processing surface, one irradiation spot is formed at intervals on each opening on the mask 6 by the above-described method. It should just be arranged. However, it is conceivable that the processing pattern has a complicated shape as shown in FIG.

【0043】このような複雑な加工形状に対しては、図
2(b)のように加工形状に添って多数の照射スポット
をお互い部分的に重なり合うように配置し、加工パター
ン内で照射強度が一定になるように調整することで、複
雑な加工パターンに対しても高い効率で安定したレーザ
加工を行うことができる。
For such a complicated processing shape, as shown in FIG. 2B, a number of irradiation spots are arranged so as to partially overlap each other along the processing shape, and the irradiation intensity within the processing pattern is reduced. By making adjustments to be constant, stable laser processing can be performed with high efficiency even for complicated processing patterns.

【0044】また、多数の加工パターンを同時に加工す
る場合、それぞれの加工パターンの加工深さが異なると
き、加工パターン毎にビーム照射強度を変える必要があ
る。このような加工に対しては、ホログラム9によって
分割される各ビームの強度比を任意に選ぶことで、レー
ザ発振器1の出力を調整することなく、ターゲット8を
加工パターン毎に異なった深度でレーザ加工することが
できる。
When a large number of processing patterns are processed simultaneously, when the processing depth of each processing pattern is different, it is necessary to change the beam irradiation intensity for each processing pattern. For such processing, the target 8 can be set at different depths for each processing pattern without adjusting the output of the laser oscillator 1 by arbitrarily selecting the intensity ratio of each beam split by the hologram 9. Can be processed.

【0045】実施の形態2.図3はレーザ発振器1より
発せられたビームのビーム幅を縮小するための縮小光学
系を備えたレーザ転写加工装置の構成図である。尚、図
中、図1と同一符号は同一または相当部分を示す。図3
において、14はレーザ発振器1より発せられたビーム
4のビーム幅を縮小する縮小光学系である。縮小光学系
14は凸レンズと凹レンズより構成されている。
Embodiment 2 FIG. 3 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus provided with a reduction optical system for reducing the beam width of the beam emitted from the laser oscillator 1. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. FIG.
Reference numeral 14 denotes a reduction optical system that reduces the beam width of the beam 4 emitted from the laser oscillator 1. The reduction optical system 14 includes a convex lens and a concave lens.

【0046】次に、本実施の形態の動作につて説明す
る。ビーム4は縮小光学系14に入射され、ビーム径が
縮小される。その後ビーム4はホログラム9によって整
形された後に複数のビーム4aに分割される。各ビーム
4aは集光レンズ10によって集光されてマスク6面に
照射される。マスク6面には加工パターンに合わせた形
状の開口部が設けられている。開口部を透過したビーム
は、マスク6によって成形されたビームプロファイルを
持ち、転写レンズ7によって任意の倍率に縮小されてタ
ーゲット8の加工面に転写される。
Next, the operation of this embodiment will be described. The beam 4 is incident on the reduction optical system 14, and the beam diameter is reduced. Thereafter, the beam 4 is divided into a plurality of beams 4a after being shaped by the hologram 9. Each beam 4a is condensed by the condensing lens 10 and is irradiated on the surface of the mask 6. An opening having a shape corresponding to the processing pattern is provided on the surface of the mask 6. The beam transmitted through the opening has a beam profile formed by the mask 6, is reduced to an arbitrary magnification by the transfer lens 7, and is transferred to the processing surface of the target 8.

【0047】次に本実施の形態の特徴の1つである縮小
光学系14の役割とその効果について述べる。縮小光学
系14の役割の1つはビーム4を有効に利用することに
ある。ビーム4を有効に利用するためには、ビーム4が
縮小光学系14、ホログラム9、集光レンズ10、マス
ク6を通して転写レンズ7に入射するとき、転写レンズ
7の入射側NA(Numerical Apertur
e)、ホログラム9に入射するビーム4のビーム幅d及
び集光レンズの焦点距離fとの間には以下の関係がある
ことが必要である。
Next, the role and effect of the reduction optical system 14, which is one of the features of the present embodiment, will be described. One of the roles of the reduction optical system 14 is to effectively use the beam 4. In order to use the beam 4 effectively, when the beam 4 enters the transfer lens 7 through the reduction optical system 14, the hologram 9, the condenser lens 10, and the mask 6, the incident side NA (Numerical Apertur) of the transfer lens 7 is used.
e), the following relationship needs to be established between the beam width d of the beam 4 incident on the hologram 9 and the focal length f of the condenser lens.

【0048】(d/2)≦f・NA(D / 2) ≦ f · NA

【0049】これはホログラム9の前に縮小光学系14
を配置し、ビーム4のビーム幅dを狭めることにより実
現される。このように光学系を構成することにより、マ
スク6を通過した後のビームの発散角度が大きいために
転写レンズ7を透過する間にビームの一部を失うことが
なくなり、ビームを有効に利用することができる。縮小
光学系14を省く場合は、予め転写レンズ7の入射側N
Aを大きくとって設計する必要がある。
This means that the reduction optical system 14 is provided before the hologram 9.
And the beam width d of the beam 4 is reduced. By configuring the optical system in this manner, since the divergence angle of the beam after passing through the mask 6 is large, a part of the beam is not lost while passing through the transfer lens 7, and the beam is effectively used. be able to. When the reduction optical system 14 is omitted, the incident side N of the transfer lens 7 is set in advance.
A needs to be designed with a large value.

【0050】実施の形態3.次に、マスク6上でのビー
ムの強度分布を均一にする方法について説明する。図4
はホログラム9によって分割され、集光レンズ10によ
ってマスク6に集光されるビームのスポットの重なり具
合15を表す。
Embodiment 3 Next, a method of making the intensity distribution of the beam on the mask 6 uniform will be described. FIG.
Represents the degree of overlap 15 of the beam spots divided by the hologram 9 and focused on the mask 6 by the focusing lens 10.

【0051】ホログラム9によって任意の複数の方向に
分割されたビームはそれぞれ集光レンズ10によってマ
スク6に集光される。このとき各ビームが重ね合わされ
たマスク6面は全体的に任意のビーム強度分布が現れ
る。
The beams split in a plurality of arbitrary directions by the hologram 9 are respectively focused on the mask 6 by the focusing lens 10. At this time, an arbitrary beam intensity distribution appears on the mask 6 surface on which the beams are superimposed.

【0052】そこで全体的に均一な強度分布を得るため
にはそれぞれのビームのスポット径と隣接するスポット
の重ね合わせのピッチを最適な値に設定する必要があ
る。強度分布を均一化させるためには重ね合わせのピッ
チを変化させて上記の条件を満たすようにすることと、
集光スポットのガウス分布の幅を変化させる2通りの方
法がある。
Therefore, in order to obtain a uniform intensity distribution as a whole, it is necessary to set the spot diameter of each beam and the superimposing pitch of adjacent spots to optimum values. In order to make the intensity distribution uniform, it is necessary to change the overlapping pitch so as to satisfy the above conditions,
There are two methods for changing the width of the Gaussian distribution of the converging spot.

【0053】そして重ね合わせのピッチを変化させる
と、マスク6上では図4に示すように集光レンズ10に
よって集光されたガウス分布を持つ光が、多数重ね合わ
せられることになる。そして集光されたビームがガウス
分布である場合、重ね合わせのピッチ(p)はそれぞれ
半値幅の約70%以内であれば強度分布は均一化され
る。
When the pitch of the superposition is changed, a large number of light beams having a Gaussian distribution condensed by the condenser lens 10 are superimposed on the mask 6 as shown in FIG. When the focused beam has a Gaussian distribution, the intensity distribution is uniformed if the superimposing pitch (p) is within about 70% of the half width.

【0054】また、集光スポットのガウス分布の幅を変
化させる場合は、集光レンズ10とマスク6との間の距
離を変えるか、または縮小光学系14の縮小率を変える
とビームの発散角が変わり、その結果ガウス分布の幅を
変化させることができる。
When the width of the Gaussian distribution of the converging spot is changed, the divergence angle of the beam is changed by changing the distance between the condensing lens 10 and the mask 6 or changing the reduction ratio of the reduction optical system 14. Is changed, so that the width of the Gaussian distribution can be changed.

【0055】しかし、ホログラム9の干渉縞パターンの
形成方法により集光スポットの重ね合わせのピッチを変
化させて強度分布を均一化する際に、集光されたビーム
がガウス分布ではない場合、それぞれのビームのスポッ
ト径と重ね合わせの間隔は上記の条件(半値幅の約70
%以内)から外れる。例えば集光されたビームが三角波
の様な場合は、重ね合わせのピッチがそれぞれの集光さ
れたビームのスポット径(半値幅)と同程度以内であれ
ばよい。
However, when the intensity distribution is made uniform by changing the overlapping pitch of the converging spots by the method of forming the interference fringe pattern of the hologram 9, if the converged beam is not Gaussian, The spot diameter of the beam and the interval of superposition are set under the above conditions (about 70% of the half width)
%). For example, when the focused beam is like a triangular wave, the overlapping pitch may be within the same order of magnitude as the spot diameter (half width) of each focused beam.

【0056】実施の形態4.実施の形態2のようにホロ
グラム9によって分割され集光レンズ10によって集光
された各ビームの強度は、ホログラム9の制作精度によ
り±10%程度のばらつきを生じることもある。このよ
うな場合(図4に示すEの値が存在する場合)は、重ね
合わせのピッチpは更に小さくする必要がある。
Embodiment 4 As in the second embodiment, the intensity of each beam divided by the hologram 9 and condensed by the condensing lens 10 may vary by about ± 10% depending on the production accuracy of the hologram 9. In such a case (when the value of E shown in FIG. 4 exists), it is necessary to further reduce the overlapping pitch p.

【0057】図5はホログラムによって分割されたそれ
ぞれのビームの強度のばらつき(Irregular
%)が5%及び10%の場合に、マスク面上でのビーム
のスポット径(ガウス分布の半値幅)に対する重ね合わ
せの間隔(FWHM/Pitch%)を横軸に、全体強
度の均一度(Error%)を縦軸にとったものであ
る。図5から分かるようにそれぞれのビームの強度にば
らつきがある場合、全体強度を所定の均一度以内にする
ためには、ばらつきの大きさによって重ね合わせのピッ
チを変える必要がある。
FIG. 5 shows the variation in the intensity of each beam divided by the hologram (Irregular).
%) Are 5% and 10%, the uniformity of the overall intensity (FWHM / Pitch%) with respect to the spot diameter of the beam on the mask surface (FWHM / Pitch%) with respect to the beam spot diameter (half-width of Gaussian distribution) Error%) is plotted on the vertical axis. As can be seen from FIG. 5, when the intensities of the beams vary, it is necessary to change the overlapping pitch depending on the magnitude of the variations in order to keep the overall intensity within a predetermined uniformity.

【0058】例えばそれぞれのビームのばらつきが±1
0%である場合、均一度を±5パーセント以内にするた
めにはピッチをそれぞれのビームのガウス分布の半値幅
の20%以内にする必要がある。
For example, the variation of each beam is ± 1.
In the case of 0%, the pitch needs to be within 20% of the half width of the Gaussian distribution of each beam in order to keep the uniformity within ± 5%.

【0059】ホログラム9によって分割されたそれぞれ
のビームの強度にばらつきが±10%程度であるとき、
マスク6上で重ね合わされるビームの重ね合わせの間隔
に対するスポット径の半値幅の割合をFP%とし、マス
ク6上での所望の均一度を±Er%とした場合、Er≧
1.12√FPの条件を満たすようにFPを設定するこ
とにより均一度を所定の範囲内に抑えることができる。
When the intensity of each beam split by the hologram 9 is about ± 10%,
Assuming that the ratio of the half value width of the spot diameter to the interval of superposition of the beams superimposed on the mask 6 is FP% and the desired uniformity on the mask 6 is ± Er%, Er ≧
By setting the FP so as to satisfy the condition of 1.12√FP, the uniformity can be suppressed within a predetermined range.

【0060】この光学系の特徴の一つは集光されたビー
ムの強度にばらつきがある場合にこのような方法を用い
て均一度を所定の範囲内に抑えることができることであ
る。
One of the features of this optical system is that the uniformity can be suppressed within a predetermined range by using such a method when the intensity of the focused beam varies.

【0061】実施の形態5.ビームの品質の劣化によっ
て発散角が変わった場合、マスク6面でのスポット径が
変わって集光された各ビームの強度が変わってしまう。
このような場合、全体的に強度の均一化されたビームの
加工面での強度分布及びエネルギー密度が変わらない様
にするために、予め考えうる発散角(もしくはスポット
径)の最大値、最小値を考慮に入れて重ね合わせのピッ
チを設定する必要がある。
Embodiment 5 When the divergence angle changes due to the deterioration of the beam quality, the spot diameter on the mask 6 surface changes and the intensity of each focused beam changes.
In such a case, in order to keep the intensity distribution and the energy density of the beam having uniform intensity as a whole on the processing surface unchanged, the maximum and minimum values of the divergence angle (or spot diameter) that can be considered in advance are considered. It is necessary to set the overlapping pitch in consideration of the above.

【0062】ピッチの設定方法は集光点のスポット径
(もしくは発散角)の最小値において、実施の形態2及
び3の条件を満たすようにピッチを決め、さらに集光点
のスポット径(もしくは発散角)の最大値において所望
の照射範囲内の強度分布が均一になるように重ね合わせ
る集光ビームの数を決める。このようにすることでビー
ムの品質が劣化して発散角が変わっても所望の照射範囲
内の強度分布の均一度は変化せず、エネルギー密度も一
定に保たれる。
The method of setting the pitch is such that the pitch is determined so as to satisfy the conditions of Embodiments 2 and 3 at the minimum value of the spot diameter (or divergence angle) of the focal point, and the spot diameter (or divergence) of the focal point is further determined. The number of condensed beams to be superimposed is determined so that the intensity distribution within the desired irradiation range becomes uniform at the maximum value of the angle. In this way, even if the beam quality deteriorates and the divergence angle changes, the uniformity of the intensity distribution within the desired irradiation range does not change, and the energy density is kept constant.

【0063】図6はZ方向をビームの進む向きにとった
場合、X方向のスポット径の最大値を80μm、最小値
を40μmとし、Y方向のスポット径の最大値を100
0μm、最小値を300μmとしたとき、所望の照射範
囲内で強度分布及びエネルギー密度が変わらないように
した具体的な例である。
FIG. 6 shows that when the direction of the beam is taken in the Z direction, the maximum value of the spot diameter in the X direction is 80 μm, the minimum value is 40 μm, and the maximum value of the spot diameter in the Y direction is 100 μm.
This is a specific example in which the intensity distribution and the energy density do not change within a desired irradiation range when 0 μm and the minimum value are 300 μm.

【0064】図のように所望の照射範囲を点線内(X方
向±200μm、Y方向±5000μm)に設定する
と、スポット径が広がってもガウス分布の裾野の部分の
傾きがなだらかになるだけで所望の照射範囲内の強度分
布及びエネルギー密度は変化しない。またこのとき所望
の照射範囲は1次元の線状に設定せず、2次元の平面と
して設定すべきである。
When the desired irradiation range is set within the dotted line (± 200 μm in the X direction and ± 5000 μm in the Y direction) as shown in the figure, even if the spot diameter increases, only the slope of the foot of the Gaussian distribution becomes gentler. Does not change in the intensity distribution and the energy density within the irradiation range. At this time, the desired irradiation range should be set not as a one-dimensional linear shape but as a two-dimensional plane.

【0065】この加工装置の特徴の一つは上記のような
方法で集光されたビームの発散角(もしくはスポット
径)が変化しても、所定の照射範囲内で強度分布あるい
はエネルギー密度が変化しないようにできることであ
る。
One of the features of this processing apparatus is that even if the divergence angle (or spot diameter) of the beam condensed by the above method changes, the intensity distribution or energy density changes within a predetermined irradiation range. It is possible to prevent it.

【0066】実施の形態6.上記各実施例1〜5は、光
軸上においてホログラム9の位置を固定としたが、本実
施の形態ではホログラム9を光軸と平行に移動させて集
光レンズ10に入射するビームの角度を調整する。
Embodiment 6 FIG. In each of the above Examples 1 to 5, the position of the hologram 9 is fixed on the optical axis, but in the present embodiment, the hologram 9 is moved in parallel with the optical axis to change the angle of the beam incident on the condenser lens 10. adjust.

【0067】図7の(a)及び(b)は本実施の形態に
よるレーザ転写加工装置の加工光学系の一部を示す構成
図である。ホログラム9は、光軸に沿ってレーザ発振器
1、ホログラム9、集光レンズ10の順に配置されてい
る。レーザ発振器1より発せられてホログラム9に入射
したビームは、ホログラム9によって多数のビームに分
割される。そして、これらビームは集光レンズ10によ
ってそれぞれ集光されてマスク6上に多数の照射スポッ
トを作り出す。
FIGS. 7A and 7B are configuration diagrams showing a part of the processing optical system of the laser transfer processing apparatus according to the present embodiment. The hologram 9 is arranged along the optical axis in the order of the laser oscillator 1, the hologram 9, and the condenser lens 10. The beam emitted from the laser oscillator 1 and incident on the hologram 9 is split by the hologram 9 into a number of beams. These beams are respectively condensed by the condensing lens 10 to create a number of irradiation spots on the mask 6.

【0068】このような加工光学系の構成において、ホ
ログラム9を光軸と平行に動かすことにより、マスク6
に照射されるビームの入射角度は、図7(a)および
(b)に示すように変化させることができる。マスク6
を透過したビームはその後転写レンズ7(図1を参照)
に入射される。転写レンズ7に入射されたビームが光軸
から大きく離れていたり、光軸に対して大きな角度を持
って入射したりすると、転写レンズ7において各ビーム
を収差なくターゲット8(図1を参照)上に結像するの
が難しくなる。しかし、ホログラム9を光軸と平行に動
かせるように光学系を構成すると、集光レンズ10に入
射するビームの角度を調整することができるため、転写
レンズ7の性能を有効に引き出すことができる。
In such a configuration of the processing optical system, the mask 6 is moved by moving the hologram 9 in parallel with the optical axis.
Can be changed as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). Mask 6
The beam transmitted through is then transferred to a transfer lens 7 (see FIG. 1).
Is incident on. When the beam incident on the transfer lens 7 is far away from the optical axis or is incident at a large angle with respect to the optical axis, each beam is transferred onto the target 8 (see FIG. 1) without aberration by the transfer lens 7. It is difficult to form an image. However, when the optical system is configured so that the hologram 9 can be moved in parallel with the optical axis, the angle of the beam incident on the condenser lens 10 can be adjusted, so that the performance of the transfer lens 7 can be effectively brought out.

【0069】特に、ホログラム9を集光レンズ10の入
射光側の焦点位置に配置すると、マスク6に対してホロ
グラム9で分割されたビームがすべて集光レンズ10に
垂直に入射することになり、入射側テレセントリック構
成の転写レンズ7を用いることでターゲット8上で安定
したレーザ加工が行える。
In particular, when the hologram 9 is arranged at the focal position on the incident light side of the condenser lens 10, all the beams split by the hologram 9 enter the mask 6 perpendicularly to the condenser lens 10. By using the transfer lens 7 having the entrance side telecentric configuration, stable laser processing can be performed on the target 8.

【0070】また、集光レンズ10とマスク6の間の距
離が精度高く集光レンズ10の焦点距離に保たれると、
ホログラム9を光軸と平行に移動させてもマスク6上の
照射スポットの位置は変化せず、マスク6への入射角度
のみが変化することで、よりレーザ加工の安定性が増
す。
When the distance between the condenser lens 10 and the mask 6 is maintained at the focal length of the condenser lens 10 with high accuracy,
Even if the hologram 9 is moved in parallel with the optical axis, the position of the irradiation spot on the mask 6 does not change, and only the angle of incidence on the mask 6 changes, thereby further increasing the stability of laser processing.

【0071】実施の形態7.上記実施の形態1〜6は光
軸上にホログラム9、集光レンズ10、マスク6の順に
光学系素子を配置して加工光学系を構成したが、本実施
の形態は図8に示すように、ホログラム9は集光レンズ
10とマスク6の間に配置されている。従って、レーザ
発振器1より発せられたビームは集光レンズ10によっ
て集光されてホログラム9に入射し、ホログラム9によ
って多数のビームに分割された後にマスク6上に多数の
照射スポットを作り出す。
Embodiment 7 FIG. In the first to sixth embodiments, a processing optical system is configured by arranging an optical system element on the optical axis in the order of the hologram 9, the condensing lens 10, and the mask 6, but in the present embodiment, as shown in FIG. The hologram 9 is disposed between the condenser lens 10 and the mask 6. Therefore, the beam emitted from the laser oscillator 1 is condensed by the condensing lens 10 and is incident on the hologram 9, and after being divided into a number of beams by the hologram 9, creates a number of irradiation spots on the mask 6.

【0072】このようなホログラム9の配置によれば、
ビームはホログラム9を通過する以前に集光レンズ10
を通過するので、集光レンズ10は光軸に沿って垂直に
入射するビームを集光できればよい。従って、集光レン
ズ10は口径の小さなレンズでよく、光学系の構成が単
純になり装置の小型化・低コスト化が計れる。
According to such an arrangement of the hologram 9,
Before the beam passes through the hologram 9, the focusing lens 10
, The condensing lens 10 only needs to be able to condense a beam that enters perpendicularly along the optical axis. Therefore, the condensing lens 10 may be a lens having a small aperture, the configuration of the optical system is simplified, and the size and cost of the apparatus can be reduced.

【0073】実施の形態8.レーザ発振器1にエキシマ
レーザに使用する場合、ビームの径と発散角はレーザ発
振器の励起ガスのガス流方向と放電方向で値が異なる。
このため上記実施の形態2、3、4、5はガス流方向と
放電方向のそれぞれに対して独立に実施することができ
る。
Embodiment 8 FIG. When an excimer laser is used for the laser oscillator 1, the beam diameter and the divergence angle have different values depending on the gas flow direction and the discharge direction of the excitation gas of the laser oscillator.
Therefore, the second, third, fourth, and fifth embodiments can be implemented independently for each of the gas flow direction and the discharge direction.

【0074】つまり実施の形態2ではガス流方向と放電
方向それぞれに独立の縮小光学系を使用し(シリンドリ
カルレンズを使用することによる)それぞれ独立にビー
ム径を変化させることができる。図19はそれぞれに独
立の縮小光学系を使用したレーザ転写加工装置の構成図
である。尚、図中、図1と同一符号は同一または相当部
分を示す。図において、14aはエキシマレーザのガス
流の方向に作用する縮小光学系、14bは同じくエキシ
マレーザの放電方向に作用する縮小光学系である。この
縮小光学系によれば、ビームの進行方向をZ軸にとる
と、ビーム径のX軸方向を縮小光学系4aで変化させ、
ビーム径のY軸方向を縮小光学系4bで変化させること
で所望のビーム径を得ることができる。
That is, in the second embodiment, independent reduction optical systems are used in each of the gas flow direction and the discharge direction (by using a cylindrical lens), and the beam diameter can be changed independently. FIG. 19 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus using independent reduction optical systems. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In the drawing, reference numeral 14a denotes a reduction optical system that acts in the direction of the gas flow of the excimer laser, and 14b denotes a reduction optical system that also acts in the discharge direction of the excimer laser. According to this reduction optical system, when the traveling direction of the beam is taken on the Z axis, the X axis direction of the beam diameter is changed by the reduction optical system 4a,
A desired beam diameter can be obtained by changing the Y-axis direction of the beam diameter with the reduction optical system 4b.

【0075】また実施の形態3、4では集光レンズによ
ってマスク上に集光されたビームのスポット径はガス流
方向と放電方向でそれぞれ異なるため、重ね合わせのピ
ッチはガス流方向と放電方向にそれぞれ別のピッチ間隔
を設定することができる。
In Embodiments 3 and 4, since the spot diameter of the beam focused on the mask by the focusing lens differs in the gas flow direction and the discharge direction, the overlapping pitch is in the gas flow direction and the discharge direction. Different pitch intervals can be set for each.

【0076】またビームの発散角も同様にガス流方向と
放電方向を別々に変化させることができる。実施の形態
5において、X方向をガス流方向、Y方向を放電方向と
した場合に、X方向のスポット径の最大値、最小値とY
方向のスポット径の最大値、最小値をガス流方向と放電
方向それぞれに独立の縮小光学系4a,4bを使用し別
々に設定することができる。
Similarly, the divergence angle of the beam can be changed separately in the gas flow direction and the discharge direction. In the fifth embodiment, when the X direction is the gas flow direction and the Y direction is the discharge direction, the maximum and minimum values of the spot diameter in the X direction and Y
The maximum value and the minimum value of the spot diameter in the directions can be set separately for the gas flow direction and the discharge direction using independent reduction optical systems 4a and 4b.

【0077】実施の形態9.縮小光学系を通過した後、
ホログラム9に入射するビームは平行光にすべきであ
る。平行光にするとホログラム9による収差の発生を抑
えることができる。またビームは平行光にすると、ホロ
グラムによって分割されたそれぞれのビームも平行光に
なる。その結果、それぞれのビームに対して集光レンズ
10の焦点距離が一意的に決まるためマスク6面にでき
るスポット径の調整(実施の形態3の方法による)は容
易になる。
Embodiment 9 After passing through the reduction optics,
The beam incident on the hologram 9 should be a parallel light. When the light is made parallel, the occurrence of aberration by the hologram 9 can be suppressed. When the beams are made parallel light, the respective beams split by the hologram also become parallel light. As a result, since the focal length of the condenser lens 10 is uniquely determined for each beam, the adjustment of the spot diameter formed on the surface of the mask 6 (by the method of the third embodiment) becomes easy.

【0078】実施の形態10.上記各実施例1〜9は空
間的なコヒーレンシ−が低いレーザ発振器を使用した場
合で各動作説明を行ったが、本実施例は空間的なコヒー
レンシ−が高いレーザ発振器を使用した場合であって
も、それぞれのビーム同士が干渉することなく、ターゲ
ット8上で均一なレーザ照射強度が得られるようにす
る。
Embodiment 10 FIG. Each of the above-described embodiments 1 to 9 has been described for the case where a laser oscillator having a low spatial coherency is used. However, in the present embodiment, a laser oscillator having a high spatial coherency is used. This also ensures that the uniform laser irradiation intensity is obtained on the target 8 without interference between the beams.

【0079】図9は本実施の形態におけるレーザ転写加
工装置の構成図である。尚、図中、図1と同一符号は同
一または相当部分を示す。図において、16はレーザ発
振器1とホログラム9との間に配置した位相板である。
位相板16は、図10に示すようにビームに部分的な位
相差を与えるために位相板16の表面に屈折率を加味し
た光学的厚みを部分的にランダムに変化させている。図
によれば、ハッチング部17は他の白抜きの部分18に
比較して光学的に厚い領域を示す。
FIG. 9 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to the present embodiment. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In the figure, reference numeral 16 denotes a phase plate arranged between the laser oscillator 1 and the hologram 9.
As shown in FIG. 10, in the phase plate 16, the optical thickness of the surface of the phase plate 16 in consideration of the refractive index is partially changed at random to give a partial phase difference to the beam. According to the figure, the hatched portion 17 shows an area that is optically thicker than the other white portions 18.

【0080】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。レーザ発振器1として、例えば空間的なコヒーレン
シ−が低い通常のエキシマレーザ発振器を用いた場合
に、ホログラム9により分割された多数のビームが集光
レンズ10、マスク6を通してターゲット8上で結像さ
れたとしても、ビームの空間的なコヒーレンシ−は低い
ために各ビーム同士が干渉することない。従って、ター
ゲット8上では均一なレーザ照射強度が得られることに
なる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When, for example, a normal excimer laser oscillator having low spatial coherency is used as the laser oscillator 1, a large number of beams split by the hologram 9 are imaged on the target 8 through the condenser lens 10 and the mask 6. However, since the spatial coherency of the beams is low, the beams do not interfere with each other. Therefore, a uniform laser irradiation intensity can be obtained on the target 8.

【0081】ところが、レーザ発振器1として例えば長
パルスエキシマレーザ発振器、YAGレーザ発振器或い
はCO2レーザ発振器を用いた場合、これらレーザ発振
器は空間的なコヒーレンシ−が高いビームを発する。そ
のため、ターゲット8上で均一な照射強度を得るために
ビームを重ね合わさせると、それぞれのビームが互いに
干渉し合い干渉縞を生じることによって照射強度の均一
性が失われる。従って、空間的なコヒーレンシ−が高い
ビームを用いるとターゲット8のレーザ加工の安定性が
損なわれる結果となる。
However, when, for example, a long pulse excimer laser oscillator, a YAG laser oscillator or a CO 2 laser oscillator is used as the laser oscillator 1, these laser oscillators emit a beam having high spatial coherency. Therefore, when the beams are superimposed on each other to obtain a uniform irradiation intensity on the target 8, the respective beams interfere with each other to generate interference fringes, thereby losing the uniformity of the irradiation intensity. Therefore, using a beam having a high spatial coherency results in a loss of the stability of laser processing of the target 8.

【0082】そこで本実施の形態では、空間的なコヒー
レンシ−を低めるため、位相板16をレーザ発振器1と
ホログラム9の間に挿入し、ビームを位相板16に透過
させている。ビームは部分的に光学厚みの厚い領域1
7、薄い領域18を透過するため、これら領域を透過し
たビームは相対的に位相が変化する。この結果、位相板
16を透過する前には位相が揃っていた空間的なコヒー
レンシーの高いビームの位相は部分的に乱された状態と
なって、空間的なコヒーレンシーの低いビームに変える
ことができる。
Therefore, in this embodiment, in order to reduce the spatial coherency, the phase plate 16 is inserted between the laser oscillator 1 and the hologram 9, and the beam is transmitted through the phase plate 16. The beam is partially in the optically thick region 1
7. Since the light passes through the thin region 18, the phase of the beam transmitted through these regions changes relatively. As a result, the phase of the spatially high coherency beam, which is in phase before passing through the phase plate 16, is partially disturbed and can be changed to a spatially low coherency beam. .

【0083】以上のように、本実施の形態に係るレーザ
転写加工装置は、部分的に光学的厚みの厚い領域、薄い
領域をもつ位相板16をレーザ発振器1とホログラム9
の間に挿入したので、レーザ発振器1から出た空間的な
コヒーレンシーの高いビームのコヒーレンシーを低下さ
せることができる。従って、ターゲット8上で多数のビ
ームを重ね合わせても、互いのビームが干渉することな
く均一な照射強度を得ることが可能となり、安定したレ
ーザ加工が簡易な構成で行えるという効果がある。
As described above, in the laser transfer processing apparatus according to the present embodiment, the phase plate 16 having a region where the optical thickness is partially large and the region where the optical thickness is small is partially combined with the laser oscillator 1 and the hologram 9.
, The coherency of the beam having high spatial coherency emitted from the laser oscillator 1 can be reduced. Therefore, even when a large number of beams are superimposed on the target 8, it is possible to obtain a uniform irradiation intensity without interference between the beams, and there is an effect that stable laser processing can be performed with a simple configuration.

【0084】なお、本実施の形態では位相板16をレー
ザ発振器1とホログラム9の間に配置したが、位相板1
6の作用はターゲット8上で多数のビームが重ね合わさ
れた時に互いのビームの干渉を防ぐために、ビームに部
分的に位相差を与えることにある。従って、位相板16
はレーザ発振器1からターゲット8までの光路中のいず
れの箇所に配置しても良い。或いは図11に示すように
レーザ発振器1の中に配置しても良い。更に、ビーム全
体が位相板16を透過せず、ビームの一部分のみが位相
板16を透過するように位相板16の配置を決めてもビ
ームに部分的に位相差を与えるという効果は変わるもの
ではない。
In the present embodiment, the phase plate 16 is arranged between the laser oscillator 1 and the hologram 9;
The function of 6 is to partially impart a phase difference to the beams when multiple beams are superimposed on the target 8 in order to prevent interference between the beams. Therefore, the phase plate 16
May be arranged at any point in the optical path from the laser oscillator 1 to the target 8. Alternatively, it may be arranged in the laser oscillator 1 as shown in FIG. Furthermore, even if the arrangement of the phase plate 16 is determined so that the entire beam does not pass through the phase plate 16 and only a part of the beam passes through the phase plate 16, the effect of partially giving a phase difference to the beam does not change. Absent.

【0085】実施の形態11.上記実施の形態10は、
ガラス板表面の光学的厚みを部分的に変化させて位相板
16を形成したが、本実施の形態では少なくとも片面を
磨りガラス状にした拡散板を使用する。図12は本実施
の形態におけるレーザ転写加工装置の構成図である。
尚、図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示
す。図において、19はレーザ発振器1とホログラム9
との間に配置した拡散板である。図13は本実施の形態
に係る拡散板19の正面図と断面図である。拡散板19
は入射するビームに部分的に位相差を与えるためにガラ
ス板の片面を磨ガラス状に形成する。
Embodiment 11 FIG. Embodiment 10
Although the phase plate 16 is formed by partially changing the optical thickness of the surface of the glass plate, in the present embodiment, a diffusion plate having at least one surface polished into a glass is used. FIG. 12 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to the present embodiment.
In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In the figure, reference numeral 19 denotes the laser oscillator 1 and the hologram 9
And a diffusion plate disposed between the two. FIG. 13 is a front view and a sectional view of the diffusion plate 19 according to the present embodiment. Diffusion plate 19
Forms one side of a glass plate in the shape of polished glass to partially impart a phase difference to an incident beam.

【0086】具体的には石英からなる板ガラスの表面に
微細な凹凸形状を多数ランダムに施して拡散板19を形
成すると、拡散板19の厚みが微細な凹凸形状に合わせ
てランダムに異なる。そのため、板ガラスの光学的厚み
も凹凸形状に応じてランダムに変化することで透過した
ビームの位相もランダムに変化する。
More specifically, when a large number of fine irregularities are randomly formed on the surface of a glass plate made of quartz to form the diffusion plate 19, the thickness of the diffusion plate 19 varies at random according to the fine irregularities. Therefore, the optical thickness of the glass sheet also changes randomly in accordance with the uneven shape, so that the phase of the transmitted beam also changes randomly.

【0087】従って、拡散板19を透過する前に位相が
揃っていた空間的なコヒーレンシーの高いビームは、拡
散板16を透過した後は位相はランダムに乱されたビー
ムとなり、空間的なコヒーレンシーの低いビームとな
る。
Therefore, a beam having a high spatial coherency having a uniform phase before passing through the diffusion plate 19 becomes a beam whose phase is randomly disturbed after passing through the diffusion plate 16, and a beam having a high spatial coherency is obtained. It becomes a low beam.

【0088】以上のように、本発明に係わるレーザ転写
加工装置は、位相板16のように光学的に厚い部分、薄
い部分をエッチングや押し型成形などで作る必要がな
く、ビームの波長オーダ以下の微細な傷をガラスの表面
につけることで、ガラス表面に多数のランダムな微細凹
凸を形成した磨りガラス状の拡散板19を作成すること
ができる。
As described above, the laser transfer processing apparatus according to the present invention does not need to make optically thick or thin portions such as the phase plate 16 by etching or stamping, so that the beam wavelength order is less than the order of the wavelength of the beam. By making fine scratches on the surface of the glass, it is possible to produce a polished glass-like diffusion plate 19 having a large number of random fine irregularities formed on the glass surface.

【0089】このような方法で作成した拡散板19をレ
ーザ発振器1とホログラム6の間に挿入することで、レ
ーザ発振器1から発せられた空間的なコヒーレンシーの
高いビームを安価な構成で空間的なコヒーレンシーの低
いビームで低下させることができる。
By inserting the diffusing plate 19 formed in this manner between the laser oscillator 1 and the hologram 6, a beam having a high spatial coherency emitted from the laser oscillator 1 can be inexpensively converted into a spatially coherent beam. It can be reduced with low coherency beams.

【0090】従って、被加工物であるターゲット8上で
多数のビームを重ね合わせても、互いのビームが干渉す
ることなく均一な照射強度を得ることが可能となり、安
定したレーザ加工が低コストで行える効果がある。尚、
拡散板19を配置する箇所、及びにビームの一部が拡散
板19を透過するように拡散板19の配置を選択するこ
とは、位相板16の場合と同様に任意に選択できる。
Therefore, even when a large number of beams are superimposed on the target 8 as a workpiece, a uniform irradiation intensity can be obtained without interference between the beams, and stable laser processing can be performed at low cost. There is an effect that can be done. still,
As in the case of the phase plate 16, it is possible to arbitrarily select the position where the diffusion plate 19 is arranged and the arrangement of the diffusion plate 19 so that a part of the beam passes through the diffusion plate 19.

【0091】実施の形態12.上記実施の形態10は位
相板16とホログラム9をそれぞれ個別に設けたが、本
実施の形態では、例えば石英ガラスのようなガラス板材
の一面に位相板となる位相面を形成し、多面にホログラ
ムとなる干渉縞パターンを形成して位相板とホログラム
とを単一形成とする。図14は本実施の形態に係るレー
ザ転写加工装置の構成図である。尚、図中、図1と同一
符号は同一または相当部分を示す。図において、9Aは
位相板とホログラムとを一体に形成した位相ホログラム
である。
Embodiment 12 FIG. In the tenth embodiment, the phase plate 16 and the hologram 9 are individually provided. However, in the present embodiment, a phase plate serving as a phase plate is formed on one surface of a glass plate material such as quartz glass, and the hologram is formed on multiple surfaces. Is formed to form a single phase plate and hologram. FIG. 14 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to the present embodiment. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In the figure, 9A is a phase hologram in which a phase plate and a hologram are integrally formed.

【0092】位相ホログラム9Aは図15にその構成を
示すように、単一の基板(石英ガラス板)の一面である
ビーム入射面に実施例10で構成を説明した位相板の位
相面20を形成し、他面に干渉縞パターンを形成したホ
ログラム21を形成する。
As shown in FIG. 15, the phase hologram 9A has the phase plane 20 of the phase plate described in the tenth embodiment formed on the beam incident surface which is one surface of a single substrate (quartz glass plate). Then, a hologram 21 having an interference fringe pattern formed on the other surface is formed.

【0093】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。ビームが位相面20の部分的に光学的厚みの厚い領
域、薄い領域を透過するとき、これら領域を透過したビ
ームは相対的に位相が変化する。そしてし、位相面20
を透過する前には揃っていた空間的なコヒーレンシーの
高いビームの位相は部分的に乱された状態となり、空間
的なコヒーレンシーの低いビームとなる。このビームは
ホログラム21により任意の方向に進む分割されたビー
ムとなる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. When a beam partially passes through a region having a large optical thickness or a region having a small optical thickness on the phase plane 20, the phase of the beam passing through these regions changes relatively. And the phase plane 20
The phase of the beam having a high spatial coherency that has been aligned before passing through is partially disturbed, and the beam has a low spatial coherency. This beam becomes a split beam that travels in an arbitrary direction by the hologram 21.

【0094】本実施の形態では、同一基板の裏表にそれ
ぞれ部分的に光学的厚みの厚い領域、薄い領域をもつ位
相面20とホログラム21とを作成したので、位相板と
ホログラムとを単独に光路中に挿入した場合に比べて、
構成が簡単で、かつ不要な面での反射によるロスを低減
して、レーザ発振器1から出た空間的に高いコヒーレン
シーをもつビームのコヒーレンシーを低下させることが
できる。従って、被加工物であるターゲット8上で多数
のビームを重ね合わせても、互いのビームが干渉するこ
となく均一な照射強度を得ることが可能となるため、安
定したレーザ加工が高い効率で行えるという効果があ
る。
In the present embodiment, the phase plane 20 and the hologram 21 having a region having a thick optical thickness and a region having a thin optical region are respectively formed on the front and the back of the same substrate. Compared to when inserted inside,
The configuration is simple, and the loss due to reflection on unnecessary surfaces can be reduced, and the coherency of the beam having high spatial coherency emitted from the laser oscillator 1 can be reduced. Therefore, even when a large number of beams are superimposed on the target 8 which is a workpiece, a uniform irradiation intensity can be obtained without interference between the beams, so that stable laser processing can be performed with high efficiency. This has the effect.

【0095】なお、基板の一面全面に位相面20を設け
ずとも、ビームの一部分が位相面20を通るように位相
面2の形成領域を設定してもビームに部分的に位相差を
与えることができる。また、位相面20或いはホログラ
ム21を基板の何れの面に形成するかは、マスクパタン
に対応して干渉縞パターンを形成する際に任意に決める
ことができる。
It is to be noted that even if the phase plane 20 is not provided on the entire surface of the substrate, even if the formation area of the phase plane 2 is set so that a part of the beam passes through the phase plane 20, a partial phase difference is given to the beam. Can be. Further, on which surface of the substrate the phase plane 20 or the hologram 21 is formed can be arbitrarily determined when forming the interference fringe pattern corresponding to the mask pattern.

【0096】実施の形態13.上記実施の形態11は拡
散板19とホログラム9をそれぞれ個別に設けたが、本
実施の形態では、例えば石英ガラスのようなガラス板材
の一面に拡散板となる拡散面を形成し、他面にホログラ
ムとなる干渉縞パターンを形成して拡散板とホログラム
とを単一形成とする。図16は本実施の形態に係るレー
ザ転写加工装置の構成図である。尚、図中、図1と同一
符号は同一または相当部分を示す。図において、9Bは
拡散板とホログラムとを一体に形成した拡散ホログラム
である。
Embodiment 13 FIG. In the eleventh embodiment, the diffusion plate 19 and the hologram 9 are individually provided. However, in this embodiment, a diffusion surface serving as a diffusion plate is formed on one surface of a glass plate material such as quartz glass, and the diffusion surface is formed on the other surface. A diffusion plate and a hologram are formed as a single unit by forming an interference fringe pattern serving as a hologram. FIG. 16 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to the present embodiment. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In the drawing, reference numeral 9B denotes a diffusion hologram in which a diffusion plate and a hologram are integrally formed.

【0097】拡散ホログラム9Bは図17にその構成を
示すように、単一の基板(石英ガラス板)の一面である
ビーム入射面に実施例11で構成を説明した拡散板の拡
散面22を形成し、他面に干渉縞パターンを形成したホ
ログラム21を形成する。
As shown in FIG. 17, the diffusion hologram 9B has the diffusion surface 22 of the diffusion plate described in the eleventh embodiment formed on the beam incident surface which is one surface of a single substrate (quartz glass plate). Then, a hologram 21 having an interference fringe pattern formed on the other surface is formed.

【0098】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。ビームが拡散面22の微細凹凸部分を透過すると
き、これら部分を透過したビームは相対的に位相が変化
する。そして、拡散面22を透過する前には揃っていた
空間的なコヒーレンシーの高いビームの位相は部分的に
乱された状態となり、空間的コヒーレンシーの低いビー
ムとなる。このビームはホログラム21により任意の方
向に進む分割されたビームとなる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the beam passes through the fine irregularities of the diffusion surface 22, the phase of the beam passing through these portions changes relatively. Then, the phase of the beam having high spatial coherency, which has been aligned before transmitting through the diffusion surface 22, is partially disturbed, and becomes a beam having low spatial coherency. This beam becomes a split beam that travels in an arbitrary direction by the hologram 21.

【0099】本実施の形態では、同一基板の裏表にそれ
ぞれ微細凹凸面をもつ拡散面22とホログラム21とを
作成したので、拡散板とホログラムとを単独に光路中に
挿入した場合に比べて、構成が簡単で、かつ不要な面で
の反射によるロスを低減し、レーザ発振器1から出た空
間的に高いコヒーレンシーをもつビームのコヒーレンシ
ーを低下させることができる。従って、被加工物である
ターゲット8上で多数のビームを重ね合わせても、互い
のビームが干渉することなく均一な照射強度を得ること
が可能となるため、安定したレーザ加工を高い効率で行
えるという効果がある。
In the present embodiment, the diffusion surface 22 and the hologram 21 having fine irregularities are formed on the front and the back of the same substrate, respectively. Therefore, compared to the case where the diffusion plate and the hologram are separately inserted into the optical path, The configuration is simple, the loss due to reflection on unnecessary surfaces can be reduced, and the coherency of the beam having high spatial coherency emitted from the laser oscillator 1 can be reduced. Therefore, even when a large number of beams are superimposed on the target 8 which is a workpiece, it is possible to obtain a uniform irradiation intensity without interference between the beams, so that stable laser processing can be performed with high efficiency. This has the effect.

【0100】なお、基板の一面全面に拡散面22を設け
ずとも、ビームの一部分が拡散面22を通るように拡散
面2の形成領域を設定してもビームに部分的に位相差を
与えることができる。また、拡散面22或いはホログラ
ム21を基板の何れの面に形成するかは、マスクパタン
に対応して干渉縞パターンを形成する際に任意に決める
ことができる。
It is to be noted that even if the diffusion surface 22 is not provided on the entire surface of the substrate, even if the formation area of the diffusion surface 2 is set so that a part of the beam passes through the diffusion surface 22, a partial phase difference may be given to the beam. Can be. The surface on which the diffusion surface 22 or the hologram 21 is formed can be arbitrarily determined when forming the interference fringe pattern corresponding to the mask pattern.

【0101】実施の形態14.上記実施の形態12は、
同一の基板の裏表にそれぞれ位相面20とホログラム2
1とを形成して位相板とホログラムとを一体形成した
が、本実施の形態では基板の同一面上にホログラム用の
干渉縞パターンと光学的厚みの厚い領域、薄い領域から
なるランダムパターンを同時に形成してホログラムと位
相面とを同時作成する。
Embodiment 14 FIG. In the twelfth embodiment,
Phase plane 20 and hologram 2 on the front and back of the same substrate, respectively.
1, the phase plate and the hologram are integrally formed. In this embodiment, however, the interference fringe pattern for the hologram and the random pattern composed of the optically thick and thin regions are simultaneously formed on the same surface of the substrate. The hologram and the phase plane are simultaneously formed.

【0102】図18は上記のようにホログラムと位相面
とを基板の同一面上に同時作成した位相ホログラム23
の表面図である。このように作成された位相ホログラム
を通したビームを、被加工物であるターゲット8上で多
数のビームを重ね合わせても、ビームの空間的なコヒー
レンンシーは低下しているため互いのビームが干渉する
ことなく、ターゲット8上で均一な照射強度を得ること
ができる。そのため、照射強度が安定したレーザ転写加
工が低コストで実現できるという効果がある。
FIG. 18 shows a phase hologram 23 in which the hologram and the phase plane are simultaneously formed on the same plane of the substrate as described above.
FIG. Even if a large number of beams are superimposed on the target 8 which is a workpiece, the beams passing through the phase hologram created in this way are overlapped with each other because the spatial coherency of the beams is reduced. Without irradiation, a uniform irradiation intensity can be obtained on the target 8. Therefore, there is an effect that laser transfer processing with stable irradiation intensity can be realized at low cost.

【0103】なお、上記実施の形態では、ビーム間の干
渉をなくし、均一な照射強度のビームを得るために、ホ
ログラムと位相板とを基板の同一面上に合成したが、ホ
ログラムと拡散面を1つの面に合成する。即ち、ホログ
ラムの表面を磨りガラス状に形成することによっても、
照射強度が安定したレーザ加工がより低コストで実現で
きるという効果がある。
In the above embodiment, the hologram and the phase plate are combined on the same surface of the substrate in order to eliminate the interference between the beams and obtain a beam with uniform irradiation intensity. Merge into one surface. That is, by forming the surface of the hologram into a polished glass shape,
There is an effect that laser processing with stable irradiation intensity can be realized at lower cost.

【0104】[0104]

【発明の効果】この発明によれば、レ−ザ発振器と、こ
のレーザ発振器より発せられたレーザビームを集光する
集光レンズと、集光されたレーザービームを、被加工物
に対する加工パターンに合わせて開口した開口部を透過
させるマスクと、このマスクを透過したマスクパターン
像を前記被加工物に転写する転写レンズとを備え、前記
レーザ発振器のビーム射出側より前記マスクに至る光路
の何れかの箇所に、前記加工パターンに合わせて干渉縞
パターンを形成したホログラムを配置したので、マスク
遮光部分を照射するビームを低減することができるの
で、マスクによって消費されるレーザエネルギは殆どな
くなり、エネルギ利用効率の高い、高効率なレーザ加工
を行えるという効果がある。
According to the present invention, a laser oscillator, a condensing lens for condensing a laser beam emitted from the laser oscillator, and the condensed laser beam are formed into a processing pattern for a workpiece. A mask that transmits the opening that is aligned with the mask, and a transfer lens that transfers a mask pattern image that has passed through the mask to the workpiece; and any one of optical paths from the beam emission side of the laser oscillator to the mask. Since a hologram in which an interference fringe pattern is formed in accordance with the processing pattern is arranged at the position (1), the beam irradiating the light-shielding portion of the mask can be reduced. There is an effect that highly efficient laser processing can be performed with high efficiency.

【0105】また、ホログラムを、レーザ発振器と集光
レンズ間の光路中に配置したので、マスクで遮断される
ビームを極端に低減させることができるため効率良くレ
ーザ加工を行えるという効果がある。
Further , since the hologram is arranged in the optical path between the laser oscillator and the condenser lens, the beam cut off by the mask can be extremely reduced, so that there is an effect that the laser processing can be performed efficiently.

【0106】また、ホログラムを、集光レンズとマスク
間の光路中に配置したので、マスクで遮断されるビーム
を極端に低減させることができるため効率良くレーザ加
工を行えるという効果がある。
Further , since the hologram is arranged in the optical path between the condenser lens and the mask, the beam cut off by the mask can be extremely reduced, so that the laser processing can be performed efficiently.

【0107】また、ホログラムに入射されるレーザビー
ムの径を縮小する縮小光学系を、ホログラムの前方に配
置したので、集光レンズを通過した後のビームの発散角
度が大きくなり、転写レンズを透過する間にビームの一
部を失うということがなくなりビームを有効に利用でき
るという効果がある。
Also, since the reduction optical system for reducing the diameter of the laser beam incident on the hologram is disposed in front of the hologram, the divergence angle of the beam after passing through the condenser lens becomes large, and the beam passes through the transfer lens. There is an effect that a part of the beam is not lost during the operation and the beam can be used effectively.

【0108】また、縮小光学系は、レーザ発振器のガス
流と放電方向それぞれ独立に設置できるシリンドリカル
レンズもしくはシリンドリカルミラーを使用したので、
木目細かいビームの調整を行うことができるという効果
がある。
Also, since the reduction optical system uses a cylindrical lens or a cylindrical mirror which can be installed independently of the gas flow of the laser oscillator and the discharge direction,
There is an effect that the beam can be finely adjusted.

【0109】また、ホログラムが、光路と平行に可動で
きるようにしたので、転写レンズに対する入射光の角度
を調整できるため、転写レンズの性能を有効に引き出す
ことができるという効果がある。
Further , since the hologram can be moved in parallel with the optical path, the angle of the incident light with respect to the transfer lens can be adjusted, so that the performance of the transfer lens can be effectively brought out.

【0110】また、レーザ発振器から被加工物に至る光
路中に、レーザビームの空間的なコヒーレンスを低下さ
せるコヒーレンス低下手段を配置したので、被加工物上
で多数のビームが重ね合わされても、互いのビーム同士
が干渉することなく均一の照射強度を得ることが可能と
なり、安定したレーザ加工を行うことができるという効
果がある。
Further , since the coherence reducing means for reducing the spatial coherence of the laser beam is arranged in the optical path from the laser oscillator to the workpiece, even if a large number of beams are superimposed on the workpiece, they are not mutually coherent. It is possible to obtain a uniform irradiation intensity without interference between the beams, and it is possible to perform stable laser processing.

【0111】また、コヒーレンス低下手段が、レーザビ
ームが透過する透明な基板面に光学的な厚みが厚い領域
と薄い領域を複数形成した位相板であるので、被加工物
上で多数のビームが重ね合わされても、互いのビーム同
士が干渉することなく均一の照射強度を得ることが可能
となり、安定したレーザ加工を行うことができるという
効果がある。
Further , since the coherence reducing means is a phase plate in which a plurality of regions having a large optical thickness and a plurality of regions having a small optical thickness are formed on a transparent substrate surface through which a laser beam is transmitted, a large number of beams are superimposed on a workpiece. Even so, it is possible to obtain a uniform irradiation intensity without interference between the beams, and there is an effect that stable laser processing can be performed.

【0112】また、コヒーレンス低下手段は、レーザビ
ームが透過する透明な基板面に微細凹凸処理を施した拡
散板であるので、被加工物上で多数のビームが重ね合わ
されても、互いのビーム同士が干渉することなく均一の
照射強度を得ることが可能となり、安定したレーザ加工
を安価に行うことができるという効果がある。
Further , since the coherence reducing means is a diffusion plate in which a transparent substrate through which a laser beam is transmitted has been subjected to fine unevenness processing, even if a large number of beams are superimposed on a workpiece, the two beams are not connected to each other. It is possible to obtain a uniform irradiation intensity without interference, and it is possible to perform stable laser processing at low cost.

【0113】また、一面に干渉縞パターンを形成したホ
ログラムの基板の反対面に、厚みが厚い領域と薄い領域
を複数形成し、これら領域を透過するレーザビーム間に
位相差発生させて空間的なコヒーレンスを低下させるた
位相面を形成したので、被加工物上で多数のビームが重
ね合わされても、互いのビーム同士が干渉することなく
均一の照射強度を得ることが可能となり、安定したレー
ザ加工を行うことができると共に、位相板とホログラム
を単独に光路中に配置した場合と比較して、構成が簡単
で、且つ、不要な面でのビーム反射によるレーザエネル
ギの低減できるという効果がある。
[0113] Further, the opposite surface of the substrate of the hologram forming an interference fringe pattern on one side, the thick region and the thin region thickness forming a plurality of spatial by generating a phase difference between the laser beam passing through these areas Because a phase plane that reduces coherence is formed, even if many beams are superimposed on the workpiece, it is possible to obtain a uniform irradiation intensity without interference between the beams, and stable laser processing And an effect that the configuration is simpler and the laser energy can be reduced by beam reflection on an unnecessary surface, as compared with the case where the phase plate and the hologram are individually arranged in the optical path.

【0114】また、一面に干渉縞パターンを形成したホ
ログラムの基板の反対面に微細凹凸処理を施し、透過す
るレーザビームを拡散して空間的なコヒーレンスを低下
させるた拡散面を形成したので、互いのビーム同士が干
渉することなく均一の照射強度を得ることが可能とな
り、安定したレーザ加工を安価に行うことができると共
に、拡散板とホログラムを単独に光路中に配置した場合
と比較して、構成が簡単で、且つ、不要な面でのビーム
反射によるレーザエネルギの低減できるという効果があ
る。
Also, the opposite surface of the substrate of the hologram having the interference fringe pattern formed on one surface is subjected to fine unevenness processing to form a diffusion surface which diffuses a transmitted laser beam and reduces spatial coherence. It becomes possible to obtain a uniform irradiation intensity without interference between the beams, and it is possible to perform stable laser processing at a low cost, as compared with a case where the diffusion plate and the hologram are arranged alone in the optical path, There is an effect that the configuration is simple and the laser energy can be reduced by beam reflection on an unnecessary surface.

【0115】また、干渉縞パターンを形成したホログラ
ムの基板面に、厚みが厚い領域と薄い領域を複数形成
し、これら領域を透過するレーザビーム間に位相差発生
させて空間的なコヒーレンスを低下させるた位相面を形
成したので、安定したレーザ加工を行うことができると
共に、位相板とホログラムを単独に光路中に配置した場
合と比較して、構成が簡単で、且つ、不要な面でのビー
ム反射によるレーザエネルギの低減できるという効果が
ある。
Further, a plurality of thick and thin regions are formed on the substrate surface of the hologram on which the interference fringe pattern is formed, and a phase difference is generated between laser beams passing through these regions to reduce spatial coherence. As a result, a stable laser processing can be performed, and the beam is formed on an unnecessary surface with a simpler structure than when a phase plate and a hologram are individually arranged in the optical path. There is an effect that laser energy can be reduced by reflection.

【0116】また、干渉縞パターンを形成したホログラ
ムの基板面に、微細凹凸処理を施し、透過するレーザビ
ームを拡散して空間的なコヒーレンスを低下させるた拡
散面を形成したので、安定したレーザ加工を安価に行う
ことができると共に、拡散板とホログラムを単独に光路
中に配置した場合と比較して、構成が簡単で、且つ、不
要な面でのビーム反射によるレーザエネルギの低減でき
るという効果がある。
Further , the surface of the hologram on which the interference fringe pattern is formed is subjected to fine unevenness processing to form a diffusion surface which diffuses a transmitted laser beam and reduces spatial coherence, thereby providing stable laser processing. And the effect that the laser energy can be reduced by the beam reflection on an unnecessary surface compared with the case where the diffusing plate and the hologram are individually arranged in the optical path. is there.

【0117】また、レーザ発振器より発せられたレーザ
ビームを集光レンズで集光し、この集光されたレーザー
ビームを、被加工物に対する加工パターンに合わせて開
口したマスクの開口部を透過させ、この透過したマスク
パターン像を転写レンズにて前記被加工物に転写する際
に、前記マスクに透過させるレーザビームを前記加工パ
ターンに合わせて干渉縞パターンを形成したホログラム
で透過させて複数に分割するようにしたので、マスク遮
光部分を照射するビームを低減することができるので、
マスクによって消費されるレーザエネルギは殆どなくな
り、エネルギ利用効率の高い、高効率なレーザ加工を行
えるという効果がある。
A laser beam emitted from a laser oscillator is condensed by a condensing lens, and the condensed laser beam is transmitted through an opening of a mask opened in accordance with a processing pattern for a workpiece. When the transmitted mask pattern image is transferred to the workpiece by the transfer lens, a laser beam transmitted through the mask is transmitted through a hologram having an interference fringe pattern formed in accordance with the processing pattern to be divided into a plurality of pieces. As a result, the beam irradiating the mask light-shielding portion can be reduced,
There is almost no laser energy consumed by the mask, and there is an effect that laser processing with high energy utilization efficiency and high efficiency can be performed.

【0118】また、ホログラムによって分割された多数
のレーザビームが、マスク上で互いに部分的に重なりあ
って、一定の範囲内に任意の強度分布を持つ照射領域を
作り出すようにしたので、マスク上でビームの強度分布
が均一になるという効果がある。
Also, since a large number of laser beams split by the hologram partially overlap each other on the mask to create an irradiation area having an arbitrary intensity distribution within a certain range, the laser beam is formed on the mask. There is an effect that the beam intensity distribution becomes uniform.

【0119】また、ホログラムによって分割され、マス
ク上で重ね合わされるレーザビームの重ね合わせの間隔
をホログラムによって分割されたそれぞれのレーザビー
ムのスポット径(半値幅)以下にしたので、加工面に任
意の強度分布、任意のパターンのビームを照射してレー
ザ加工できるという効果がある。
[0119] Also, split by the hologram, since the distance between the superposition of the laser beams are superimposed on the mask and below the spot diameter of each of the laser beams split by the hologram (half width), optionally in the processed surface There is an effect that laser processing can be performed by irradiating an intensity distribution and an arbitrary pattern beam.

【0120】また、マスク上で重ね合わされるレーザビ
ームの重ね合わせの間隔に対するスポット径の半値幅の
割合をFP%とし、マスク上での所望の均一度を±Er
%とした場合、Er≧1.12√FPの条件を満たすよ
うにFPを設定するするようにしたので、ビームの強度
に10%程のばらつきがあっても強度の均一度を所定の
範囲内に抑えることができるという効果がある。
Further, the ratio of the half value width of the spot diameter to the interval of superposition of the laser beams superposed on the mask is defined as FP%, and the desired uniformity on the mask is ± Er.
%, The FP is set so as to satisfy the condition of Er ≧ 1.12√FP, so that even if the beam intensity varies by about 10%, the uniformity of the intensity is within a predetermined range. There is an effect that can be suppressed.

【0121】また、ホログラムに入射するレーザビーム
のレーザビーム幅dと、上記集光レンズの焦点距離f
と、転写レンズの入射側NAが(d/2)≦f・NAの
関係を満たすようにしたので、転写レンズに入射したビ
ームのすべてを有効利用できるという効果がある。
Further, the laser beam width d of the laser beam incident on the hologram and the focal length f of the condenser lens
And the incident side NA of the transfer lens satisfies the relationship of (d / 2) ≦ f · NA, so that there is an effect that all the beams incident on the transfer lens can be effectively used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係るレーザ転写加
工装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 加工パターンを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a processing pattern.

【図3】 この発明の実施の形態2に係るレーザ転写加
工装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】 実施の形態3においてホログラムで回折され
集光レンズによって集光されるビームを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a beam diffracted by a hologram and condensed by a condenser lens in the third embodiment.

【図5】 実施の形態4においてホログラムで回折され
たそれぞれのビームの強度のばらつきが5%及び10%
の場合のマスク面上でのビームのスポット径に対する重
ね合わせの間隔と全体の均一度の関係を示す図である。
FIG. 5 shows that the variation in the intensity of each beam diffracted by the hologram in the fourth embodiment is 5% and 10%.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the overlap distance and the overall uniformity with respect to the beam spot diameter on the mask surface in the case of FIG.

【図6】 実施の形態5において集光スポット径を変化
させたときのマスク面上でのレーザ強度分布を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a laser intensity distribution on a mask surface when a focused spot diameter is changed in a fifth embodiment.

【図7】 この発明の実施の形態6に係るすレーザ転写
加工装置のマスク照射光学系を表す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a mask irradiation optical system of a laser transfer processing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】 実施の形態7に示されるレーザ転写加工装置
のマスク照射光学系を表す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a mask irradiation optical system of the laser transfer processing apparatus described in the seventh embodiment.

【図9】 この発明の実施の形態9に係るレーザ転写加
工装置の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to Embodiment 9 of the present invention.

【図10】 実施の形態9に示されるレーザ転写加工装
置に用いる位相板の正面図である。
FIG. 10 is a front view of a phase plate used in the laser transfer processing apparatus described in the ninth embodiment.

【図11】 この発明の実施の形態10に係るレーザ転
写加工装置の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to Embodiment 10 of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態11に係るレーザ転
写加工装置の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to Embodiment 11 of the present invention.

【図13】 実施の形態11に示されすレーザ転写加工
装置に用いる拡散板の正面図と断面図である。
13A and 13B are a front view and a cross-sectional view of a diffusion plate used in the laser transfer processing device described in Embodiment 11.

【図14】 この発明の実施の形態12に係るレーザ転
写加工装置の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to Embodiment 12 of the present invention.

【図15】 実施の形態12に示されるレーザ転写加工
装置に用いる位相面(表面)とホログラム面(裏面)で
ある。
FIG. 15 illustrates a phase surface (front surface) and a hologram surface (back surface) used in the laser transfer processing apparatus described in Embodiment 12.

【図16】 この発明の実施の形態13に係るレーザ転
写加工装置の構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to Embodiment 13 of the present invention.

【図17】 実施の形態13に示されるレーザ転写加工
装置に用いる拡散面(表面)とホログラム面(裏面)で
ある。
FIG. 17 illustrates a diffusion surface (front surface) and a hologram surface (back surface) used in the laser transfer processing apparatus described in Embodiment 13.

【図18】 実施の形態14に示される位相ホログラム
の正面図である。
FIG. 18 is a front view of the phase hologram shown in the fourteenth embodiment.

【図19】 この発明の実施の形態8に係るレーザ転写
加工装置の構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a laser transfer processing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図20】 従来のレーザ転写加工装置の概略構成を示
す構成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a conventional laser transfer processing apparatus.

【図21】 ホログラムを用いた従来の加工光学系の概
略構成を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional processing optical system using a hologram.

【図22】 ホログラムを用いた従来の加工光学系の構
成図である。
FIG. 22 is a configuration diagram of a conventional processing optical system using a hologram.

【図23】 スペイシャルフィルタの概略な構成図であ
る。
FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a spatial filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ発振器、2 偏向ミラー、4 レーザ発振器
により射出されたビーム、6 マスク、4a ホログラ
ムにより分割されたビーム、8 ターゲット(被加工
物)、9 ホログラム、9A 位相ホログラム、9B
拡散ホログラム、10 集光レンズ、14 縮小光学
系、15 マスク面に集光されるビームのスポット、1
6 位相板、17 位相板の光学的に厚い部分、18
位相板の光学的に薄い部分、19 拡散板、20 ラン
ダムな位相面、21 ホログラム面、22 拡散面、2
3 ランダムな位相板を重ねたホログラム。
REFERENCE SIGNS LIST 1 laser oscillator, 2 deflecting mirror, 4 beams emitted by laser oscillator, 6 masks, 4 a beam split by hologram, 8 target (workpiece), 9 hologram, 9A phase hologram, 9B
Diffusion hologram, 10 condenser lens, 14 reduction optical system, 15 beam spot focused on mask surface, 1
6 phase plate, 17 optically thick part of phase plate, 18
Optically thin portion of phase plate, 19 diffuser, 20 random phase, 21 hologram, 22 diffuser, 2
3 Hologram with random phase plates.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−290264(JP,A) 特開 昭63−244736(JP,A) 特表 平9−512749(JP,A) 喜多,外1名,”エキシマレーザによ る微細加工の現状と将来”,機械技術, 日刊工業新聞社,平成7年11月,第43 巻,第12号,p.27−27−32 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-290264 (JP, A) JP-A-63-244736 (JP, A) JP-A-9-512749 (JP, A) Kita, one outsider , “Present and Future of Micromachining with Excimer Laser”, Mechanical Technology, Nikkan Kogyo Shimbun, November 1995, Vol. 43, No. 12, p. 27-27-32 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/06

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レ−ザ発振器と、このレーザ発振器より
発せられたレーザビームを集光する集光レンズと、集光
されたレーザービームを、被加工物に対する加工パター
ンに合わせて開口した開口部を透過させるマスクと、こ
のマスクを透過したマスクパターン像を前記被加工物に
転写する転写レンズと、前記レーザ発振器のビーム射出
側より前記マスクに至る光路の何れかの箇所に配置され
た、前記マスクパターンに合わせて干渉縞パターンを形
成したホログラムと、を備え、前記ホログラムにより分
割された各ビームが前記マスクの開口形状により成形さ
れるレーザ転写加工装置において、レーザ発振器から被
加工物に至る光路中に、レーザビームの空間的なコヒー
レンスを低下させるコヒーレンス低下手段を配置したこ
とを特徴とするレーザ転写加工装置。
1. A laser oscillator and a laser oscillator
A focusing lens that focuses the emitted laser beam and a focusing lens
Laser beam that has been processed
A mask that allows the light to pass through the opening
The mask pattern image transmitted through the mask
A transfer lens for transferring and a beam emission of the laser oscillator
Placed at any point in the optical path from the side to the mask
In addition, an interference fringe pattern is formed in accordance with the mask pattern.
And a hologram formed.
Each split beam is shaped according to the opening shape of the mask.
In laser transfer processing equipment,
In the optical path to the workpiece, the spatial coherence of the laser beam
Coherence reduction means to reduce
And a laser transfer processing apparatus.
【請求項2】 コヒーレンス低下手段は、レーザビーム
が透過する透明な基板面に光学的な厚みが厚い領域と薄
い領域を順序不同に複数形成した位相板であること特徴
とする請求項1に記載のレーザ転写加工装置。
2. The coherence reducing means includes a laser beam.
Optically thick and thin areas on a transparent substrate surface
Characteristic of a phase plate with multiple regions formed in random order
The laser transfer processing apparatus according to claim 1.
【請求項3】 コヒーレンス低下手段は、レーザビーム
が透過する透明な基板面に微細凹凸処理を施した拡散板
であること特徴とする請求項1に記載のレーザ転写加工
装置。
3. The coherence reducing means includes a laser beam.
Diffuser plate with fine irregularities on the transparent substrate surface
The laser transfer processing according to claim 1, wherein
apparatus.
【請求項4】 一面に干渉縞パターンを形成したホログ
ラムの基板の反対面に、光学的な厚みが厚い領域と薄い
領域を順序不同に複数形成し、これら領域を透過するレ
ーザビーム間に位相差を発生させて空間的なコヒーレン
スを低下させる位相面を形成した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。
4. A hologram having an interference fringe pattern formed on one surface.
On the opposite side of the ram substrate, the optically thick and thin areas
A plurality of regions are formed in any order, and
Spatial coherence by generating a phase difference between the laser beams
Characterized by forming a phase surface that reduces
Item 2. A laser transfer processing apparatus according to Item 1.
【請求項5】 一面に干渉縞パターンを形成したホログ
ラムの基板の反対面に微細凹凸処理を施し、透過するレ
ーザビームを拡散して空間的なコヒーレンスを低下させ
るた拡散面を形成した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。
5. A hologram having an interference fringe pattern formed on one surface.
The surface of the ram opposite to the substrate is subjected to fine irregularities to
Diffuses the laser beam to reduce spatial coherence
2. The method according to claim 1, wherein a diffusion surface is formed.
Laser transfer processing equipment.
【請求項6】 干渉縞パターンを形成したホログラムの
基板面に、光学的な厚みが厚い領域と薄い領域を順序不
同に複数形成し、これら領域を透過するレーザビーム間
に位相差を発生させて空間的なコヒーレンスを低下させ
る位相面を同時に形成した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。
6. A hologram having an interference fringe pattern formed thereon.
The order of thick and thin optical areas on the substrate surface is out of order.
Similarly, a plurality of laser beams are formed between laser beams passing through these regions.
Phase difference to reduce spatial coherence
Wherein the phase planes are formed at the same time.
The laser transfer processing apparatus as described in the above.
【請求項7】 干渉縞パターンを形成したホログラムの
基板面に、微細凹凸処理を施し、透過するレーザビーム
を拡散して空間的なコヒーレンスを低下させるた拡散面
を形成した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。
7. A hologram having an interference fringe pattern formed thereon.
A laser beam that passes through the substrate surface by applying a fine unevenness process
Diffuse surface that diffuses light and reduces spatial coherence
2. The laser drive according to claim 1, wherein
Photo processing equipment.
【請求項8】 レーザ発振器より発せられたレーザビー
ムを集光レンズで集光し、この集光されたレーザービー
ムを、被加工物に対する加工パターンに合わせて開口し
たマスクの開口部を透過させ、この透過したマスクパタ
ーン像を転写レンズにて前記被加工物に転写する際に、
前記マスクに透過させるレーザビームを前記マスクパタ
ーンに合わせて干渉縞パターンを形成したホログラムで
透過させて複数に分割し、これらの分割された各ビーム
が前記マスクの開口形状により成形され、ホログラムに
よって分割された多数のレーザビームが、マスク上で互
いに部分的に重なりあって、一定の範囲内に任意の強度
分布を持つ照射領域を作り出すレーザ転写加工方法であ
って、ホログラムによって分割され、マスク上で重ね合
わされるレーザビームの重ね合わせの間隔をホログラム
によって分割されたそれぞれのレーザビームのスポット
径(半値幅)以下にしたことを特徴とするレーザ転写加
工方法。
8. A laser beam emitted from a laser oscillator.
The laser beam is focused by a focusing lens, and the focused laser beam is
Open the arm according to the machining pattern for the workpiece.
Through the opening of the mask, and the mask pattern
When the transfer image is transferred to the workpiece by the transfer lens,
A laser beam transmitted through the mask is applied to the mask pattern.
Hologram with an interference fringe pattern
Transmitted and split into multiple beams, each of these split beams
Is formed by the opening shape of the mask,
Therefore, a large number of split laser beams are alternated on the mask.
Any overlap within a certain range
A laser transfer processing method that creates an irradiation area with a distribution
Is divided by the hologram and superimposed on the mask
The hologram is used to determine the laser beam
Of each laser beam divided by
Laser transfer processing characterized in that the diameter (half value width) or less
Construction method.
【請求項9】 マスク上で重ね合わされるレーザビーム
の重ね合わせの間隔に対するスポット径の半値幅の割合
をFP%とし、マスク上での所望の均一度を±Er%と
した場合、Er≧1.12√FPの条件を満たすように
FPを設定したことを特徴とする請求項8に記載のレー
ザ転写加工方法。
9. A laser beam superimposed on a mask
Of the spot value half width to the overlap distance
Is FP%, and the desired uniformity on the mask is ± Er%.
In this case, satisfy the condition Er ≧ 1.12√FP.
9. The laser according to claim 8, wherein an FP is set.
The transfer processing method.
【請求項10】 ホログラムに入射するレーザビームの
レーザビーム幅d、上記集光レンズの焦点距離f及び転
写レンズの入射側NAが(d/2)≦f・NAの関係を
満たすことを特徴とする請求項8に記載のレーザ転写加
工方法。
10. A laser beam incident on a hologram.
Laser beam width d, focal length f of the condenser lens, and
When the incident side NA of the imaging lens is (d / 2) ≦ f · NA,
9. The laser transfer process according to claim 8, wherein
Construction method.
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