JP4388445B2 - Light irradiation apparatus adjustment method and light irradiation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は被光照射物に光を照射する光照射装置及びその調整方法に関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus for irradiating a light irradiation object with light and an adjustment method thereof.
従来、レーザー照射による複数の貫通孔や凹部を加工対象物に形成して所定の孔パターンや凹部パターンを得るレーザー加工法が広く用いられている。近年では、レーザー加工技術の進歩により、マイクロマシン半導体製品の孔パターンや、インクジェットヘッドのインク吐出口パターンなどといった微細ピッチのレーザー加工も可能になってきている。 Conventionally, a laser processing method is widely used in which a plurality of through holes and recesses formed by laser irradiation are formed on a processing object to obtain a predetermined hole pattern or recess pattern. In recent years, with the progress of laser processing technology, it is possible to perform laser processing with a fine pitch such as a hole pattern of a micromachine semiconductor product and an ink discharge port pattern of an inkjet head.
このように、孔パターンやインク吐出口パターンなど、多数の孔や凹部からなるパターンを形成するレーザー加工においては、孔や凹部を１つずつ形成していく方法を採用すると、相当な加工時間が必要になって効率が悪い。 Thus, in laser processing for forming a pattern consisting of a large number of holes and recesses such as a hole pattern and an ink discharge port pattern, if a method of forming holes and recesses one by one is adopted, a considerable processing time is required. It is necessary and inefficient.
そのため、従来、特許文献１に記載されているような光照射法により、加工対象物（光照射対象物）に対して複数のレーザースポットを同時に当てて、一度に複数の孔や凹部を形成するレーザー加工法を用いることが好ましい。
Therefore, conventionally, by a light irradiation method as described in
この特許文献１に記載の光照射法は、まず、レーザー発振器などの光源から発せられた光をフライアレイレンズの如きレンズアレイに入射して、光軸と直交する方向に複数に分割し、得られた複数の分割光を、アパーチャーマスクの入射面に互いに重ね合わせる。このような分割と重ね合わせとにより、光の横断面方向における強度分布の均一化を図る。次いで、アパーチャーマスクの複数の開口を通過して得られた複数のマスク処理光を、マスク処理後集光レンズに通すことで、それぞれを、通過してきたマスク開口の中心軸に向けて集光しつつ加工対象物に当てる。
In the light irradiation method described in
このようなプロセスにより、アパーチヤーマスクによって得られる複数のマスク処理光を、それぞれ加工対象物の光照射面に対してほぼ垂直に入射せしめるテレセントリックな光学系を実現することができる。なお、ここでいうテレセントリッタとは、複数のマスク処理光をそれぞれほぼ平行な状態で加工対象物の光照射面に入射せしめることを意味する。 By such a process, it is possible to realize a telecentric optical system in which a plurality of mask processing lights obtained by the aperture mask are incident substantially perpendicularly to the light irradiation surface of the workpiece. Here, the telecentric means that a plurality of mask processing lights are incident on the light irradiation surface of the workpiece in a substantially parallel state.
しかしながら、上述した従来の光照射法にあっては、個々のマスク処理光の加工対象物面における形状を乱し易くなるという課題がある。例えば、アパーチャーマスクとして開口形状が真円であるものを用いたとしても、加工対象物の光入射面における光の形状が、部分的な出っ張りや凹みのあるものになったり、楕円状になったりするのである。このような形状のマスク処理光では、レーザー加工による孔や凹部の断面形状がいびつなものになってしまうという問題を生じる。 However, the above-described conventional light irradiation method has a problem that the shape of each mask processing light on the surface of the object to be processed is easily disturbed. For example, even if an aperture mask having a perfect opening shape is used, the shape of the light on the light incident surface of the object to be processed may have a partial bulge or dent, or an elliptical shape. To do. In the mask processing light having such a shape, there arises a problem that the cross-sectional shape of the hole or the recess formed by laser processing becomes distorted.
なお、マスク処理孔の加工対象物面における形状を乱し易いという問題は、アパーチャーマスクの開口数にかかわらず発生する。したがって、複数の開口が形成されたアパーチヤーマスクを用いる場合に限らず、開口が１つだけ設けられたアパーチャーマスクを用いる場合にも、同様の問題が生じ得る。 The problem that the shape of the mask processing hole on the surface of the workpiece is likely to be disturbed occurs regardless of the numerical aperture of the aperture mask. Therefore, the same problem may occur not only when an aperture mask having a plurality of openings is used, but also when an aperture mask having only one opening is used.
例えば、複数のマスク処理光によって複数の孔を一括加工し得るレーザー加工装置に対し、何らかの理由により、開口が１つだけのアパーチャーマスクを一時的に装着してレーザー加工を行うことも考えられる。このような場合であっても、アパーチャーマスク通過後のマスク処理光によって加工される孔の形状をいびつにしてしまうといった問題が生じ得る。 For example, it is conceivable to perform laser processing by temporarily mounting an aperture mask having only one opening for some reason on a laser processing apparatus capable of processing a plurality of holes at once with a plurality of mask processing lights. Even in such a case, there may arise a problem that the shape of the hole processed by the mask processing light after passing through the aperture mask is distorted.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる光照射装置の調整方法及び光照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a light irradiation apparatus adjustment method and a light irradiation apparatus capable of adjusting the shape of mask processing light on the light incident surface of a light irradiation object. And
上記の課題を解決するため、請求項１の光照射装置の調整方法は、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置を調整する光照射装置の調整方法において、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいてレンズ群又は分割後集光レンズを光軸方向に移動させる位置調整をする構成としたものである。
In order to solve the above-described problems, the light irradiation apparatus adjustment method according to
請求項２の光照射装置の調整方法は、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置を調整する光照射装置の調整方法において、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいてレンズ群又は分割後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をする構成としたものである。
The light irradiation apparatus adjustment method according to
請求項３の光照射装置の調整方法は、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置を調整する光照射装置の調整方法において、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいてマスク処理後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をする構成としたものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a light irradiation apparatus adjusting method comprising: a fixing base for fixing a light irradiation object; a light source that emits light; and a plurality of lenses arranged on a plane perpendicular to the optical axis from the light source. A lens group that divides the light into divided light, a divided condensing lens that condenses the divided light, an aperture mask in which a light-shielding member has an aperture for passing light, and an aperture that passes through the condensed light lens after the division And a post-mask processing condensing lens that condenses the mask processing light obtained by passing a part of the plurality of split lights superimposed on the light incident surface of the mask through the aperture mask aperture. In the adjustment method of the light irradiation device for adjusting the light irradiation device applied to the light irradiation object fixed to the fixed base while condensing the mask processing light including the divided light by the condensing lens after the mask processing, After the mask processing of the mask processing light, the dispersion state in the cross-sectional direction of the split light component of the mask processing light upstream of the focus by the condensing lens is measured, and based on the measurement result, the condensing lens after the mask processing is used as the optical axis. The position is adjusted to be moved in the orthogonal direction.
請求項４の光照射装置の調整方法は、上記請求項１ないし３のいずれかの光照射装置の調整方法において、光照射対象物と固定台との間にスペーサ部材を介在させ、光照射対象物に対して焦点よりも上流側でマスク処理光を当て、横断面方向分散状態を測定する構成としたものである。
The light irradiation apparatus adjustment method according to claim 4 is the light irradiation apparatus adjustment method according to any one of
請求項５の光照射装置の調整方法は、上記請求項１ないし３のいずれかの光照射装置の調整方法において、マスク処理光の光軸方向に移動可能な固定台を用いて、この固定台を光軸方向に移動させて、光照射対象物に対して焦点よりも上流側でマスク処理光を当て、横断面方向分散状態を測定する構成としたものである。
The light irradiation apparatus adjustment method according to
請求項６の光照射装置の調整方法は、上記請求項１ないし３のいずれかの光照射装置の調整方法において、光照射装置は、アパーチャーマスクからマスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、マスク処理後集光レンズから固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更可能であって、２つの距離の比を変えることなくマスク処理光の焦点を固定台に固定される光照射対象物の光入射面よりも下流側にするように２つの距離をそれぞれ設定した条件下で、光照射対象物に対して焦点よりも上流側でマスク処理光を当て、横断面方向分散状態を測定する構成としたものである。
The light irradiation apparatus adjustment method according to
請求項７の光照射装置の調整方法は、上記請求項４ないし６のいずれかの光照射装置の調整方法において、光照射対象物として、マスク処理光の照射によって変性又は破壊されるものを使用し、マスク処理光を照射した後の光照射対象物の変性痕に基づいて、横断面方向分散状態を測定する構成としたものである。
The light irradiation apparatus adjustment method according to
請求項８の光照射装置の調整方法は、上記請求項４ないし６のいずれかの光照射装置の調整方法において、光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の照射スポット像を撮影手段によって撮影して得られた撮影像に基づいて横断面方向分散状態を測定する構成としたものである。
An adjustment method of the light irradiation apparatus according to
請求項９の光照射装置の調整方法は、上記請求項１ないし３のいずれかの光照射装置の調整方法において、マスク処理光を焦点よりも上流側で撮影する撮影手段の撮影データに基づいて横断面方向分散状態を解析手段で解析する構成としたものである。 A method for adjusting a light irradiation apparatus according to a ninth aspect is the light irradiation apparatus adjustment method according to any one of the first to third aspects, based on imaging data of imaging means for imaging the mask processing light upstream of the focus. The dispersion state in the cross-sectional direction is analyzed by the analyzing means.
請求項１０の光照射装置の調整方法は、上記請求項９の光照射装置の調整方法において、マスク処理光の強度を弱めるフィルタ手段を、マスク処理光の光路における撮影手段よりも上流側に配設する構成としたものである。 The light irradiation apparatus adjustment method according to claim 10 is the light irradiation apparatus adjustment method according to claim 9, wherein the filter means for reducing the intensity of the mask processing light is arranged upstream of the imaging means in the optical path of the mask processing light. It is set as the structure to install.
請求項１１の光照射装置の調整方法は、上記請求項９又は１０の光照射装置の調整方法において、光照射装置は、アパーチャーマスクからマスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、マスク処理後集光レンズから固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更可能であって、２つの距離の比を変えることなくマスク処理光の焦点を固定台に固定される光照射対象物の光入射面よりも下流側にするように２つの距離をそれぞれ設定した条件下で、マスク処理後集光レンズと固定台との間に光反射手段を配設し、この光反射手段による反射光を撮影手段で撮影させる構成とした。 The light irradiation apparatus adjustment method according to claim 11 is the light irradiation apparatus adjustment method according to claim 9 or 10, wherein the light irradiation apparatus includes a distance from the aperture mask to the condenser lens after mask processing, and mask processing. The distance from the rear condenser lens to the fixed base can be individually changed, and the focus of the mask processing light is fixed to the fixed base without changing the ratio of the two distances. A light reflecting means is disposed between the condensing lens and the fixed base after masking under the condition that the two distances are set so as to be on the downstream side of the light incident surface, and the reflected light by the light reflecting means is provided. Is configured to be photographed by photographing means.
請求項１２の光照射装置は、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置を調整する光照射装置において、マスク処理光をマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側で撮影する撮影手段と、撮影手段による撮影データに基づいて焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を解析する解析手段とを備える構成とした。 The light irradiation device according to claim 12 is a plurality of divided light beams by a fixing base for fixing a light irradiation object, a light source that emits light, and a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source. A lens group to be divided, a divided condensing lens that collects the divided light, an aperture mask in which a light-shielding member is provided with an aperture for passing light, and light from the aperture mask that passes through the divided condensing lens And a post-mask processing condensing lens that condenses the mask processing light obtained by passing a part of the plurality of split light superimposed on the entrance surface through the aperture mask aperture, and the plurality of split light by the lens group In a light irradiation apparatus that adjusts a light irradiation apparatus that applies a mask processing light containing a mask to a light irradiation target that is fixed to a fixed base while being collected by a condenser lens after mask processing, the mask processing light is masked. An imaging means for taking an image on the upstream side of the focus by the condenser lens after the processing, and an analysis means for analyzing the dispersion state in the cross-sectional direction of the divided light component of the mask processing light on the upstream side of the focus based on the photographing data by the imaging means It was set as the structure provided with.
請求項１３の光照射装置は、上記請求項１２の光照射装置において、マスク処理光の強度を、記マスク処理光の光路における撮影手段よりも上流側で弱めるフィルタ手段が設けられている構成とした。 The light irradiation device according to claim 13 is the light irradiation device according to claim 12, wherein the light irradiation device according to claim 12 is provided with filter means for weakening the intensity of the mask processing light upstream of the photographing means in the optical path of the mask processing light. did.
請求項１４の光照射装置は、上記請求項１２又は１３の光照射装置において、アパーチャーマスクからマスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、マスク処理後集光レンズから固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更する距離変更手段と、マスク処理後集光レンズと固定台との間でマスク処理光を撮影手段に向けて反射させる光反射手段と、この光反射手段をマスク処理光の光路に進入させ、光路から退避させるように移動させる移動手段とを設けた構成とした。 The light irradiation apparatus according to claim 14 is the light irradiation apparatus according to claim 12 or 13, wherein the distance from the aperture mask to the condensing lens after mask processing and the distance from the condensing lens after mask processing to the fixing base. Distance changing means for individually changing the distance, light reflecting means for reflecting the mask processing light toward the photographing means between the condensing lens and the fixed base after mask processing, and masking the light reflecting means A moving means is provided for entering the optical path of the light and moving it so as to be retracted from the optical path.
本発明に係る光照射装置の調整方法によれば、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいてレンズ群又は分割後集光レンズを光軸方向に移動させる位置調整をする構成とし、または、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側こおけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいてレンズ群又は分割後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をする構成とし、若しくは、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側こおけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいてマスク処理後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をする構成したので、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる。 According to the method for adjusting a light irradiation device according to the present invention, the dispersion state in the cross-sectional direction of the divided light component of the mask processing light upstream of the focus by the condenser lens after the mask processing of the mask processing light is measured, and this measurement is performed. Based on the result, the lens group or the post-divided condensing lens is moved in the direction of the optical axis, or the mask processing light of the mask processing light is located upstream from the focal point of the condensing lens after the mask processing. The cross-sectional direction dispersion state of the divided light component is measured, and the position adjustment is performed to move the lens group or the divided condensing lens in the direction orthogonal to the optical axis based on the measurement result, or the mask processing light Measure the dispersion state in the cross-sectional direction of the split light component of the mask processing light upstream of the focus by the condensing lens after the mask processing, and based on the measurement results, the condensing lens after the mask processing Since it is configured to position adjustment of moving in a direction perpendicular to the optical axis, you are possible to adjust the shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object to be fixed to the fixed base of the light irradiation device.
本発明に係る光照射装置によれば、マスク処理光をマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側で撮影する撮影手段と、撮影手段による撮影データに基づいて焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を解析する解析手段とを備えるので、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる。 According to the light irradiation apparatus of the present invention, the imaging unit that captures the mask processing light on the upstream side of the focus by the condenser lens after the mask processing, and the mask processing on the upstream side of the focus based on the imaging data by the imaging unit And analyzing means for analyzing the dispersion state of the divided light component of the light in the cross-sectional direction, so that the shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object fixed to the fixing base of the light irradiation apparatus can be adjusted. .
以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る光照射装置の調整方法の第１実施形態で調整する光照射装置であるレーザー加工装置について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は同レーザー加工装置を示す概略構成図、図２は同加工装置のホモジェナイザーの拡大説明図、図３は同ホモジェナイザーの４枚のレンズアレイを示す斜視説明図、図４は同加工装置のアパーチャーマスクの平面模式的説明図である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a laser processing apparatus which is a light irradiation apparatus adjusted in the first embodiment of the light irradiation apparatus adjustment method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic configuration diagram showing the laser processing apparatus, FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a homogenizer of the processing apparatus, and FIG. 3 is a perspective explanatory view showing four lens arrays of the homogenizer. 4 is a schematic plan view of an aperture mask of the processing apparatus.
このレーザー加工装置は、ＫｒＦ（クリプトンフッ素）レーザー等のエキシマレーザー光Ｌを発する光源であるとレーザー発振器１と、このレーザー発振器１からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによってレーザー光Ｌを複数の分割光Ｌ１１に分割するレンズ群であるホモジェナイザー２と、このホモジェナイザー２からの分割光Ｌ１１をそれぞれ集光する分割後集光レンズであるフィールドレンズ３と、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスク４と、フィールドレンズ３を通過してアパーチャーマスク４の光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスク４の開口を通過することによって得られるマスク処理光Ｌ１２を集光するマスク処理後集光レンズである結像レンズ５と、光照射対象物であるワーク１００を固定する固定台６とを備えている。
When this laser processing apparatus is a light source that emits excimer laser light L such as KrF (krypton fluorine) laser, laser light is emitted from a
そして、このレーザー加工装置においては、レーザー発振器１から出射されたエキシマレーザー光Ｌは、ホモジエナイザー２、フィールドレンズ３、アパーチャーマスク４、結像レンズ５を順次通過した後、固定台６に固定されたワーク１００に当ることで、ワーク１００に複数の貫通孔を形成する。なお、このレーザー加工装置には、できるだけコンパクトにする目的で、エキシマレーザー光Ｌの進行方向をその光路の途中で変化させる複数の反射ミラーを備えているが、図１では、便宜上、それら反射ミラーについては図示を省略している。
In this laser processing apparatus, the excimer laser light L emitted from the
ここで、ワーク１００は、インクジェット記録方式の画像形成装置に用いられるインクジェットヘッドのインク吐出基板の前駆体であり、図１に示したレーザー加工装置での加工により、複数のインク吐出孔が穿孔加工される。なお、この実施形態では、レーザー加工装置での加工によってインク吐出基板を加工する例について説明するが、マイクロマシン半導体製品など、他の材料をレーザー加工する光照射装置にも本発明を適用することができる。また、ワーク１００に対して孔を加工する場合の他、凹部を加工する光照射装置などにも本発明を適用することができる。
Here, the
ホモジェナイザー２は、図２に示すように、第１レンズアレイ対２１と、第２レンズアレイ対２２と、分散抑制レンズ２７とを有している。第１レンズアレイ対２１，第２レンズアレイ対２２は、それぞれ、ｙ軸分割レンズアレイ２３，２５と、ｘ軸分割レンズアレイ２４，２６とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、このホモジェナイザー２内では、２枚のｙ軸分割レンズアレイ２３，２５、２枚のｘ軸分割レンズアレイ２４，２６と、１枚の分散抑制用集光レンズ２７が、エキシマレーザー光Ｌの光軸Ｃ上に一直線状に並ぶように配設されている。ホモジェナイザー２に進入したエキシマレーザー光Ｌは、ｙ軸分割レンズアレイ２３、ｘ軸分割レンズアレイ２４、ｙ軸分割レンズアレイ２５、ｘ軸分割レンズアレイ２６、分散抑制用集光レンズ２７を順次通過する。
In the
このホモジェナイザー２における４枚のレンズアレイは、図３に示すように、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のうち、ｚ軸は、エキシマレーザー光Ｌの光軸Ｃと平行な軸である。
As shown in FIG. 3, the four lens arrays in the
第１レンズアレイ対２１のｙ軸分割レンズアレイ２３は、２ｍｍ×２４ｍｍの横長形状のシリンドリカルレンズ２３ａがｙ軸方向に１１個並べられたものである。これら１１個のシリンドリカルレンズ２３ａは、入射してくるエキシマレーザー光Ｌをｙ軸方向に１１分割する。
The y-axis
一方、第１レンズアレイ対２１のｘ軸分割レンズアレイ２４は、２２ｍｍ×８ｍｍの縦長形状のシリンドリカルレンズ２４ａがｘ軸方向に３個並べられたものである。これら３個のシリンドリカルレンズ２４ａは、ｙ軸方向で１１分割された分割光を、ｘ軸方向に３分割する。
On the other hand, the x-axis
これにより、ホモジェナイザー２に進入したエキシマレーザー光Ｌは、第１レンズアレイ対２１により、ｙ軸方向、ｘ軸方向にそれぞれ１１分割、３分割されて、合計で３３本の分割光となる。これら分割光は、ｙ軸方向に１１本、ｘ軸方向に３本というマトリクスで並ぶものである。
As a result, the excimer laser light L that has entered the
また、第２レンズアレイ対２２のｙ軸分割レンズアレイ２５は、２ｍｍ×２４ｍｍの横長形状のシリンドリカルレンズ２５ａがｙ軸方向に１１個並べられたものである。また、第２レンズアレイ対２２のｘ軸分割レンズアレイ２６は、２２ｍｍ×８ｍｍの縦長形状のシリンドリカルレンズ２６ａがｘ軸方向に３個並べられたものである。
Further, the y-axis
したがって、第１レンズアレイ対２１によって得られた３３本の分割光は、第２レンズアレイ対２２を通過する。第２レンズアレイ対２２では、３３本の分割光が、それぞれシリンドリカルレンズ間を跨がずに、各シリンドリカルレンズの何れかに収まるように通過していく。
Therefore, the 33 divided lights obtained by the first
このため、第２レンズアレイ対２２内で、３３本の分割光が更に分割されることはない。つまり、例えば、第２レンズアレイ対２２のｙ軸分割レンズアレイ２５では、３３本の分割光のうち、同一のｘ軸上に並ぶ３本ずつが、ｙ軸分割レンズアレイ２５に設けられた１１個のシリンドリカルレンズ２５ａのうちの同一のものに進入する。また、ｘ軸分割レンズアレイ２６では、３３本の分割光のうち、同一のｙ軸上に並ぶ１１本ずつが、ｘ軸分割レンズアレイ２６に設けられた３個のシリンドリかレレンズ２６ａのうちの同一のものに進入する。そして、第２レンズアレイ対２２を通過した３３本の分割光は、それぞれ、異なる光軸を中心にして、焦点に向けて集光するようになる。
For this reason, the 33 divided lights are not further divided in the second
分割後集光レンズであるフィールドレンズ３は、次段に配設されるアパーチャーマスク４を介して、結像レンズ５のレンズ入射瞳に結像するように３３本の分割光を導くいわゆる絞りとしての役割を担っている。ホモジェナイザー２から出てくる３３本の分割光は、アパーチヤーマスク４の光入射面上で互いにピッタリと重なり合って、１８ｍｍ×４．５ｍｍのレーザースポットを形成する。
The
アパーチャーマスク４は、遮光板に光通過用のマスク開口４ａを６６個形成したものである。一直線上に並ぶ３３個のマスク開口４ａからなる開口列が２列並べられている。上述したようにアパーチャーマスク４の光入射面でピッタリと重なり合った分割光が部分的にこれらマスク開口４ａを通過することにより、６６個のマスク処理光が生成される。これらマスク処理光は、マスク処理後集光レンズである結像レンズ５によって、ワーク１００の光入射面におけるそれぞれ異なる位置に結像される。
The aperture mask 4 is formed by forming 66 light
これにより、ワーク１００に６６個のインク吐出孔が一括加工される。レーザー加工時には、各マスク処理光の焦点と、ワーク１００の光入射面とを一致させるように、各光学系が設定される。
As a result, 66 ink ejection holes are collectively processed in the
固定台６には図示しない吸引機構が設けられている。この吸引機構は、固定台６に設けられた図示しない無数の吸引孔を通して、ワーク１００を吸引して固定台６上に固定保持することができる。
The fixed
次に、このレーザー加工装置の調整方法について図５以降をも参照して説明する。
まず、本発明者らによる第１実験について説明する。通常の加工時には、ワーク１００を図１に示すように固定台６に直接載置して加工を行うのであるが、本来よりも、結像レンズ５に近づけて固定したワーク１００を加工する第１実験を行った。
Next, the adjustment method of this laser processing apparatus will be described with reference to FIG.
First, the first experiment by the present inventors will be described. During normal processing, the
具体的には、図５に示すように、多孔質材料からなる通気性のスペーサ１０１を固定台６に載せ、その上に、実験用ワークとしてポリイミドフィルム１０２を載せた。そして、通気性のスペーサ１０１を介して、ポリイミドフィルム１０２を吸引固定した。このようにして、各マスク処理光Ｌ１１をその焦点よりも上流側でポリイミドフィルム１０２の光入射面に当てながら、ポリイミドフィルム１０２に多数の凹部を−括加工した。
Specifically, as shown in FIG. 5, a
なお、通気性のスペーサ１０１としては、ワーク１００と良好な密着性を発揮し得る弾性や可擦性を発揮するものを用いている。このようなスペーサ１０１を用いることで、ワーク１００に生ずる皺や歪みなどを抑えることができる。良好な密着性を発揮し得る弾性や可撓性を発揮するスペーサ１０１としては、例えば、繊椎で編んだ布地を挙げることができる。
In addition, as the air
図６にこの第１実験において第１マスク処理光Ｌ１２（以下、便宜上「Ｌ１０１」の符号で表記する。）によってポリイミドフィルム１０２に加工された凹部の拡大模式図を示している。なお、この第１マスク処理光Ｌ１０１とは、アパーチヤーマスク４に設けられた６６個の開口（２列×３３行）のうち、図４に示した第１列第１行目の開口によって形成されたマスク処理光である。また、ここで言う「列」、「行」とは、それぞれ、ｙ軸方向の並び、ｘ軸方向の並びのことである。
FIG. 6 shows an enlarged schematic view of the concave portion processed into the
この図６において、平面形状が楕円状となっている３つの凹部１５０、１５１、１５２は、それぞれ、第１マスク処理光Ｌ１０１によって加工されたもので、列方向に並んで形成される。マスク処理光Ｌ１２の焦点と、ワーク１００の光入射面とを一致させた加工では、１個のマスク処理光によって１個の凹部（又は孔）が形成される。
In FIG. 6, three
これに対し、マスク処理光Ｌ１２を焦点よりも上流側でワーク１００に当てると、図６に示すように、１本のマスク処理光Ｌ１２によって多数の凹部（又は孔）が形成される。これは、焦点よりも上流側では、マスク処理光Ｌ１２が複数の分割光成分に分かれているためである。
On the other hand, when the mask processing light L12 is applied to the
図６における凹部１５０、１５１、１５２は、それぞれ、第１マスク処理光Ｌ１０１に含まれる３つのｙ分割光群の何れかによって加工されたものである。これら３つのｙ分割光群は、それぞれ、上述した３３本の分割光（レンズアレイによる分割光）のうち、同一のｙ軸上に並んでいる１１本の分割光から構成されるものである。
焦点よりも上流側において、マスク処理光Ｌ１２が３つのｙ分割光群に分かれるのは、ホモジェナイザー２におけるエキシマレーザー光Ｌのｘ軸方向の分割が３分割であり、３分割光のｘ軸方向への振る舞いがそれぞれ異なることに由来している。また、凹部１５０、１５１、１５２がそれぞれ円状ではなく楕円状に加工されるのは、ｙ分割光群内において、１１の分割光のｙ軸方向への振る舞いがそれぞれ異なることに由来している。
The mask processing light L12 is divided into three y-divided light groups upstream of the focal point because the excimer laser light L in the
図６に示す加工形状は、マスク処理光内の３３本の分割光における横断面方向の分布そのものを示している。なお、以下、図中上端、真ん中、下端に形成されている凹部１５０、１５１、１５２を、それぞれ上分割凹部１５０、中分割凹部１５１、下分割凹部１５２という。また、これら３つの分割凹部１５０〜１５２をまとめて「分割凹部群」という。
The processed shape shown in FIG. 6 shows the distribution itself in the cross-sectional direction of the 33 divided lights in the mask processing light. In the following, the
この図６から、アパーチャーマスク４の開口の第１列第１行目に対応する第１マスク処理光Ｌ１０１における３つのｙ分割光群の分布ピッチは異なっていることが分かる。つまり、上分割凹部１５０を加工したｙ分割光群と、中分割凹部１５１を加工したｙ分割光群との距離Ｌ１よりも、中分割凹部１５１を加工したｙ分割光群と、下分割凹部１５２を加工したｙ分割光群との距離Ｌ２の方が長くなっている。
From FIG. 6, it can be seen that the distribution pitches of the three y-divided light groups in the first mask processing light L101 corresponding to the first column and the first row of the aperture of the aperture mask 4 are different. That is, the y-divided light group obtained by processing the middle divided
このポリイミドフィルム１０２を顕微鏡で観察したところ、距離Ｌ１＝３２μｍ、距離Ｌ２＝５２μｍで、５（１０÷２）μｍもの中心ズレあることが確認された。
When this
次に、図７に第１実験において第１７マスク処理光Ｌ１２（便宜上「Ｌ１１７」と表記する。）によってポリイミドフィルム１０２に加工された分割凹部群の拡大模式図を示している。なお、この第１７マスク処理光Ｌ１１７とは、アパーチャーマスク４に設けられた６６個の開口（２列×３３行）のうち、第１列第１７行目の開口（図４参照）によって形成されたマスク処理光である。
Next, FIG. 7 shows an enlarged schematic diagram of a group of divided concave portions processed into the
この図７から、第１７マスク処理光Ｌ１１７においては、各ｙ分割光群のｘ軸方向におけるピッチがそれぞれほぼ等しくなっていることが分かる。ポリイミドフィルム１０２を顕微鏡で観察したところ、距離Ｌ１＝４５μｍ、距離Ｌ２＝４８μｍで、その中心ズレは僅かに１．５（３／２）μｍであることが確認された。
As can be seen from FIG. 7, in the seventeenth mask processing light L117, the pitches in the x-axis direction of the respective y-divided light groups are substantially equal. When the
同様に、図８には第１実験において第３３マスク処理光Ｌ１２（便宜上「Ｌ１３３」と表記する。）によってポリイミドフィルム１０２に加工された分割凹部群の拡大模式図を示している。この第３３マスク処理光Ｌ１３３とは、アパーチャーマスク４に設けられた６６個の開口（２列×３３行）のうち、第１列第３３行目の開口によって形成されたマスク処理光である。
Similarly, FIG. 8 shows an enlarged schematic view of the divided concave group processed into the
この図８から、第３３マスク処理光Ｌ１３３においては、各ｙ分割光群のｘ軸方向におけるピッチが異なっており、第１マスク処理光Ｌ１０１とは逆寄りの分布になっていることが分かる。ポリイミドフィルム１０２を顕微鏡で観察したところ、距離Ｌ１＝５０μｍ、距離Ｌ２＝４０μｍで、５（１０／２）μｍもの中心ズレがあることが確認された。
From FIG. 8, it can be seen that in the 33rd mask processing light L133, the pitch in the x-axis direction of each y-divided light group is different, and the distribution is opposite to that of the first mask processing light L101. When the
次に、図５に示したスペーサ１０１を取り外し、ポリイミドフィルム１０２を固定台６に直接固定して、ポリイミドフィルム１０２にレーザー加工による凹部を形成し、その凹部を顕微鏡によって観察した。この結果、図９、図１０に示すように、断面形状が真円ではなく、いびつな形状になってしまう孔が多数発生していることが確認された。
Next, the
このようないびつな形状は、特に、小さい行番号（例えば１行目）に対応するマスク処理光や、大きい行番号（例えば３３行目）に対応するマスク処理光で形成された凹部で確認された。これに対して、中間の１７行目あたりの行番号に対応するマスク処理光で形成された凹部は真円に近いものが多かった。 Such an irregular shape is confirmed particularly by a mask processing light corresponding to a small row number (for example, the first row) or a recess formed by a mask processing light corresponding to a large row number (for example, the 33rd row). It was. On the other hand, the concave portions formed by the mask processing light corresponding to the row numbers around the middle 17th row are often close to a perfect circle.
そこで、本発明者らは、アパーチャーマスク４の開口の１行目から３３行目に至るまで、できるだけｙ分割光群のピッチを等しくするような光学系の調整を行うために様々な試験を行い、試行錯誤の結果、図１に示したフィールドレンズ３を光軸Ｃの方向に移動させることで、このような調整が可能になることを見出した。
Therefore, the present inventors conducted various tests to adjust the optical system so as to make the pitch of the y-divided light group as equal as possible from the first line to the 33rd line of the aperture of the aperture mask 4. As a result of trial and error, it has been found that such adjustment is possible by moving the
具体的には、フィールドレンズ３を、適切な絞りが可能になる位置よりも、アパーチヤーマスク４に近づけるように移動させることで、ｙ分割光群のピッチを均一化させることができた。このような調整を行った後、第１実験と同じ条件で第２実験の加工を行った。
Specifically, the pitch of the y-divided light group could be made uniform by moving the
この第２実験において、第１、第１７、第３３マスク処理光Ｌ１０１、Ｌ１１７、Ｌ１３３によってポリイミドフィルム１０２に加工された分割凹部群を、図１１、図１２、図１３に示している。
In this second experiment, the divided concave portions processed into the
これを顕微鏡で観察したところ、第１マスク処理光Ｌ１０１による分割凹部群（図１１）では、距離Ｌ１、距離Ｌ２は、それぞれ３４μｍ、３４μｍであり、両者の差がゼロであることが、同様に、第１７マスク処理光Ｌ１１７による分割凹部群（図１２）では、距離Ｌ１、距離Ｌ２は、それぞれ３６μｍ、３５μｍであり、中心ズレは僅かに０．５（１／２）μｍであることが、さらに、第３３マスク処理光Ｌ１３３による分割凹部群（図１３）では、距離Ｌ１、距離Ｌ２は、それぞれ３７μｍ、３０μｍであり、中心ズレは僅かに３．５（７／２）μｍであることが、それぞれ確認された。 When this was observed with a microscope, the distance L1 and the distance L2 were 34 μm and 34 μm, respectively, in the divided concave group (FIG. 11) by the first mask processing light L101. In the divided concave group (FIG. 12) using the seventeenth mask processing light L117, the distance L1 and the distance L2 are 36 μm and 35 μm, respectively, and the center deviation is only 0.5 (1/2) μm. Further, in the divided concave group (FIG. 13) by the 33rd mask processing light L133, the distance L1 and the distance L2 are 37 μm and 30 μm, respectively, and the center deviation is only 3.5 (7/2) μm. , Each confirmed.
このような分割光成分の分布となる条件下で、ワーク１００を固定台６に直接固定し、ワーク面とマスク処理光の焦点とを一致させてレーザー加工を行ったところ、インク吐出孔の平断面形状の乱れが大幅に改善されることが確認された。
When the
以上から、本発明の第１実施形態に係る光照射装置の調整方法においては、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定する分散状態測定工程と、この測定結果に基づいて分割後集光レンズ（ここではフィールドレンズ３）を光軸Ｃ方向に移動させて位置調整するレンズ位置調整工程と行う。 As described above, in the adjustment method of the light irradiation apparatus according to the first embodiment of the present invention, the cross-sectional direction dispersion of the divided light component of the mask processing light upstream of the focal point of the post-mask processing condensing lens of the mask processing light. A dispersion state measurement step for measuring the state and a lens position adjustment step for adjusting the position by moving the divided condensing lens (here, the field lens 3) in the optical axis C direction based on the measurement result.
ここで、分散状態測定工程においては、光照射対象物であるワーク１００と、固定台６との間にスペーサ１０１を介在させることにより、ワーク１００に対してマスク処理光Ｌ１２をその焦点よりも上流側で当てる。そして、これによってポリイミドフィルム１０２に分割凹部群を加工した後、ポリイミドフィルム１０２を固定台６から取り外して、顕微鏡にて各分割凹部の位置を観察することで、マスク処理光における各分割光成分の横断面方向分散状態を測定する。
Here, in the dispersion state measurement step, the
なお、本発明者らの実験によれば、殆どの実験において、中分割凹部１５１は締麗な楕円状に形成されるが、その上下の上分割凹部１５０や下分割凹部１５２は、三日月に近い楕円形状となった。このような三日月に近い楕円形状では、その短径方向の中心位置を割り出し難い。このため、各分割凹部のピッチを計ることが困難である。
According to the experiments by the present inventors, in most of the experiments, the middle divided
そこで、ピッチについては、図１４に示すように、中心が容易にわかる中分割凹部１５１の短径方向の中心から、上分割凹部１５０の短径方向外縁に至るまでの距離Ｌ３や、下分割凹部１５２の短径方向外縁に至るまでの距離Ｌ４を求めて、これをピッチとして把握すると良い。
Therefore, with respect to the pitch, as shown in FIG. 14, the distance L3 from the center in the minor axis direction of the middle divided
また、フィールドレンズ３を光軸Ｃ方向に移動させて３つのｙ分割光群の間隔を等しくする例で説明したが、フィールドレンズ３の代わりに、各レンズアレイ（２３、２４、２５、２６）を光軸Ｃ方向に移動させても、同様の効果を得ることができる。
Further, the example in which the
さらに、分散状態測定工程にて、マスク処理光をその焦点よりも上流側でポリイミドフィルム１０２に当てて分割凹部群を形成する例で説明したが、分割凹部の代わりに分割孔を形成しても良い。また、３列分割によってｙ分割光群が３つに分かれる例で説明したが、レンズアレイによってレーザー光を４分割以上にするレーザー加工装置の調整についても、同様に本発明を適用することができる。
Furthermore, in the dispersion state measurement step, the example in which the mask processing light is applied to the
また、レーザー光をレンズアレイによって１１行分割（ｙ軸方向の分割）にする場合に限らず、これよりも多くあるいは少なく行分割するレーザー加工装置の調整についても本発明を適用することができる。 Further, the present invention can be applied not only to the case where the laser beam is divided into 11 rows by the lens array (division in the y-axis direction), but also to adjustment of a laser processing apparatus that divides more or less rows.
このように、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置において、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定する分散状態測定工程と、この測定結果に基づいてマスク処理後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をする位置調整工程とを実施することにより、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる。 In this way, a fixing base for fixing the light irradiation object, a light source that emits light, and a lens group that divides light into a plurality of divided lights by a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source, The divided condensing lens for condensing the divided light, the aperture mask provided with a light passing opening in the light shielding member, and the light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens are overlapped with each other. A mask-processed condensing lens that condenses the mask-processed light that is obtained when a part of the combined plurality of split lights passes through the aperture mask aperture, and includes a plurality of split lights by the lens group Is applied to a light irradiation target fixed on a fixed base while condensing by a condensing lens after mask processing, than the focal point of the condensing lens after mask processing of the mask processing light. A dispersion state measurement step for measuring the dispersion state in the cross-sectional direction of the split light component of the mask processing light on the flow side, and a position adjustment for moving the condensing lens after the mask processing in a direction orthogonal to the optical axis based on the measurement result By performing the position adjusting step, the shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object fixed to the fixing base of the light irradiation apparatus can be adjusted.
つまり、上述したように、本発明者らは、光照射装置であるレーザー加工装置において、加工対象物をレーザー光の焦点よりも上流側で加工した。このレーザー加工装置は、レーザー光源から発せられるレーザー光をレンズ群たるレンズアレイによって３３本（３列×１１行）に分割する。そして、得られた３３本の分割光をアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わせた後、６６個のマスク開口に通過させて６６組のマスク処理光を得る。これら６６組のマスク処理光のそれぞれは、レンズアレイによって分割された３３本の分割光成分を含んでいる。 That is, as described above, the present inventors processed the object to be processed upstream of the focal point of the laser beam in the laser processing apparatus that is a light irradiation apparatus. This laser processing apparatus divides laser light emitted from a laser light source into 33 pieces (3 columns × 11 rows) by a lens array which is a lens group. The 33 divided lights thus obtained are superimposed on the light incident surface of the aperture mask, and then passed through 66 mask openings to obtain 66 sets of mask processing light. Each of these 66 sets of mask processing light includes 33 divided light components divided by the lens array.
ここで、マスク処理光の焦点よりも光進行方向の上流側（以下「焦点上流位置」ともいう。）では、マスク処理光に含まれる３３本の分割光成分のそれぞれの中心が互いに微妙にずれており、各分割光成分がマスク処理光の横断面方向に散在した状態になっている。具体的には、焦点上流位置におけるマスク処理光は、互いに距離をおいて並ぶ３本の光束から構成される。これら３本の光束は、レンズアレイによる３列分割に由来するもので、それぞれ横断面形状が楕円状になっている。そして、互いに間隔をあけるように楕円の短径方向に沿って並んでいる。３本の光束の内部では、それぞれ、レンズアレイによる１１行分割に由来する１１本の分割光成分が互いに接するように楕円の長径方向に沿って並んでいる。 Here, on the upstream side in the light traveling direction from the focus of the mask processing light (hereinafter also referred to as “focus upstream position”), the centers of the 33 divided light components included in the mask processing light are slightly shifted from each other. Each divided light component is scattered in the cross-sectional direction of the mask processing light. Specifically, the mask processing light at the focal upstream position is composed of three light beams arranged at a distance from each other. These three light beams are derived from the three-row division by the lens array, and each has a cross-sectional shape of an ellipse. And it is located in a line along the minor axis direction of the ellipse so as to be spaced from each other. Inside the three light beams, eleven split light components derived from eleven rows divided by the lens array are arranged along the major axis direction of the ellipse so as to contact each other.
このような光構成になる焦点上流位置にて加工対象物を加工すると、１組のマスク処理光により、３つの楕円形状の凹部（これらをまとめて「分割凹部群」という。）が形成される。これに対し、焦点位置では、３本の光束内でそれぞれ１１本の分割光成分が互いに重なり合い、且つ３本の光束も互いに重なり合う。即ち、３３本の分割光成分が全て重なり合うため、１組のマスク処理光によって１つの凹部（又は孔）が加工される。ただし、この凹部の平面形状が真円にならずに、いびつな形状になってしまう。 When a workpiece is processed at the focal upstream position having such an optical configuration, three oval concave portions (collectively referred to as “divided concave group”) are formed by one set of mask processing light. . On the other hand, at the focal position, eleven split light components overlap each other in the three light beams, and the three light beams also overlap each other. That is, since all 33 divided light components overlap, one recess (or hole) is processed by one set of mask processing light. However, the planar shape of the concave portion does not become a perfect circle but becomes an irregular shape.
本発明者らは、焦点上流位置で加工された加工対象物における上述の分割凹部群内の凹部配列ピッチと、焦点位置で加工された加工対象物における孔形状の乱れとの関係に着目した。その結果、焦点上流位置で加工された加工対象物における分割凹部組内の凹部配列ピッチが不均一になるほど、焦点位置で加工される加工対象物における凹部形状の乱れが大きくなることが判明した。また、試行錯誤の末に、レンズアレイ又は分割後集光レンズの何れか一方を光軸方向に移動させることで、加工対象物に形成される複数の分割凹部群におけるそれぞれの凹部配列ピッチをほぼ均一にし得ることを見出した。 The inventors paid attention to the relationship between the recess arrangement pitch in the above-described divided recess group in the processing object processed at the focal upstream position and the disturbance of the hole shape in the processing object processed at the focal position. As a result, it has been found that as the recess arrangement pitch in the divided recess set in the workpiece processed at the focus upstream position becomes non-uniform, the irregularity of the recess shape in the workpiece processed at the focus position increases. In addition, after trial and error, by moving either the lens array or the divided condensing lens in the optical axis direction, the respective concave array pitches in the plurality of divided concave groups formed on the object to be processed are almost equal. It has been found that it can be made uniform.
そこで、焦点上流位置におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、その測定結果に基づいてレンズ群又は分割後集光レンズを光軸方向に移動させて位置調整することで、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる。 Therefore, by measuring the cross-sectional direction dispersion state of the split light component of the mask processing light at the focal upstream position, and adjusting the position by moving the lens group or the split condenser lens in the optical axis direction based on the measurement result. The shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object fixed on the fixing base of the light irradiation apparatus can be adjusted.
次に、本発明に係る光照射装置の調整方法の第２実施形態について説明する。なお、この第２実施形態に係る調整方法の調整対象となるレーザー加工装置の構成は、前記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。 Next, a second embodiment of the light irradiation apparatus adjustment method according to the present invention will be described. The configuration of the laser processing apparatus that is the adjustment target of the adjustment method according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
図１５には前述した第２実験と同様の条件下でレーザー加工を行った第３実験において、第１７マスク処理光Ｌ１１７によってポリイミドフィルム１０２に加工された分割凹部群の拡大模式図を示している。
FIG. 15 shows an enlarged schematic diagram of the group of divided concave portions processed into the
この図１５において、分割凹部群の周りに存在する黒い模様３０１は、デブリによって形成されたデブリ模様である。分割凹部群内における各分割凹部のピッチはほぼ等しくなっているが、デブリ模様の分布が分割凹部群の周りの図中右側に片寄っている。このような場合にも、焦点距離で加工されたワークにおける凹部（又は孔）形状を乱し易くなることが本発明者らの実験によって判明した。
In FIG. 15, a
そこで、本発明者らは、デブリ模様３０１の分布をできるだけ分割凹部群の凹部長径方向中心にバランスよく位置させ得る調整方法を見出すために様々な試験を行ってみた。試行錯誤の結果、図１に示したフィールドレンズ３を光軸Ｃに直交する方向であって、且つ図１５に示す分割凹部の長径方向（ｙ軸方向）に対応する方向に移動させることで、このような調整が可能になることを見出した。かかる調整を行った後、上述した第３実験と同じ条件で第４実験の加工を行った、
Therefore, the present inventors conducted various tests in order to find an adjustment method that can position the distribution of the
図１６にはこの第４実験において、第１７マスク処理光Ｌ１１７によってポリイミドフィルム１０２に加工された分割凹部群の模式拡大図を示している。この図１６から分かるように、第４実験の加工では、デブリ模様３０１の分布中心が分割凹部の長径方向中心にバランスよく位置している。
FIG. 16 is a schematic enlarged view of a group of divided concave portions processed into the
このような分割光成分の分布となる条件下で、ワーク１００を固定台６に直接固定し、ワーク面とマスク処理光Ｌ１２の焦点とを一致させてレーザー加工を行ったところ、第１７マスク処理光Ｌ１１７によるインク吐出孔の平断面形状を更に真円に近づけることができた。
When the
また、本発明者らは、各分割凹部群間の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスを整えることによって、焦点距離で加工されたワークにおける凹部（又は孔）形状の乱れが抑えられることを見出した。 In addition, the present inventors have found that the irregularity of the concave portion (or hole) shape in the workpiece processed at the focal length can be suppressed by adjusting the balance in the concave portion arrangement direction of the concave portion pitch deviation between the respective divided concave portion groups. .
具体的には、前述した図４に示すように、アパーチャーマスク４の第１列目の開口列は、３３個のマスク開口４ａから構成されており、これらマスク開口４ａによって３３個のマスク処理光（第１マスク処理光Ｌ１０１〜第３３マスク処理光Ｌ１３３）が形戎される（第２列目の開口列でも、同様にして３個本のマスク処理光が形成される）。
Specifically, as shown in FIG. 4 described above, the first opening row of the aperture mask 4 is composed of 33
そして、これら３３個のマスク処理光は、それぞれ焦点よりも上流側で上、中、下の分割凹部からなる分割凹部群を形成する。即ち、第１列目の開口列による３３個のマスク処理光は、合計で３３個×３＝９９個の分割凹部を形成する。これら９９個の分割凹部は、開口列の列方向に一直線上に並ぶように形戎される。 And these 33 mask processing lights form the division | segmentation recessed part group which consists of an upper part, a middle, and a lower division | segmentation recessed part respectively upstream from a focus. That is, the 33 mask processing light beams from the first aperture row form a total of 33 × 3 = 99 divided concave portions. These 99 divided recesses are shaped so as to be aligned in a straight line in the row direction of the opening row.
このため、第１列目に対応するワーク加工領域では、第１マスク処理光による上分割凹部（１５０）が９９個の分割凹部の列の端に位置する。また、第３３マスク処理光による下分割凹部（１５２）がこれとは逆の端に位置する。 For this reason, in the workpiece processing region corresponding to the first row, the upper divided recess (150) by the first mask processing light is located at the end of the 99 divided recess rows. Further, the lower divided concave portion (152) by the 33rd mask processing light is located at the opposite end.
ここで、フィールドレンズ３をアパーチャーマスク４に近づけることにより、分割凹部群内の凹部配列ピッチを均一化し得ることは既に述べたとおりであるが、全ての分割凹部群において凹部配列ピッチを正確に均一にすることはできない。
Here, as described above, the concave portion arrangement pitch in the divided concave group can be made uniform by bringing the
つまり、通常は、列並びになっている複数のマスク処理光のうち、列中心から離れた位置にあるものほど、どうしてもｙ分割光群のピッチがずれてしまうからである。例えば、第１列目による３３個のマスク処理光においては、第１７マスク処理光Ｌ１１７が列中心に位置する。このような第１７マスク処理光Ｌ１１７では、ｙ分割光群のピッチが正確に均等になる。ところが、第１７マスク処理光Ｌ１１７よりも第１マスク処理光Ｌ１０１の側に位置するもの（第１〜第１６マスク処理光）では、それぞれ、ｙ分割光群の分布が外側に広がる傾向にある。このため、先に図６に示したように、外側の距離Ｌ２の方が内側の距離Ｌ１よりも大きくなる。距離Ｌ１と距離Ｌ２との差は、外側のマスク処理光ほど大きくなる。したがって、第１マスク処理光による分割凹部群では、どうしても１μｍ程度のピッチ中心ズレが生ずるのが通常である。 That is, normally, the pitch of the y-divided light group is inevitably shifted as the distance from the column center among the plurality of mask processing lights arranged in a row. For example, in the 33 mask processing lights in the first row, the 17th mask processing light L117 is located at the center of the row. In such a 17th mask processing light L117, the pitches of the y-divided light groups are accurately equalized. However, in the light that is located closer to the first mask processing light L101 than the 17th mask processing light L117 (first to 16th mask processing light), the distribution of the y-divided light group tends to spread outward. For this reason, as shown in FIG. 6, the outer distance L2 is larger than the inner distance L1. The difference between the distance L1 and the distance L2 increases as the outer mask processing light increases. Therefore, it is normal that a pitch center deviation of about 1 μm always occurs in the divided concave group by the first mask processing light.
また、第１７マスク処理光Ｌ１１７よりも第３３マスク処理光Ｌ１３３の側に位置するマスク処理光（第１８〜第３３マスク処理光）でも、それぞれ、ｙ分割光群の分布が外側に広がる傾向にあり、先に図８に示したように、距離Ｌ１＞距離Ｌ２となる。そして、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差は、外側のマスク処理光ほど大きくなる。したがって、第３３マスク処理光による分割光群でも、どうしても１μｍ程度のピッチ中心ズレが生ずるのが通常である。 Also, in the mask processing light (18th to 33rd mask processing light) positioned closer to the 33rd mask processing light L133 than the 17th mask processing light L117, the distribution of the y-divided light group tends to spread outward. Yes, as previously shown in FIG. 8, distance L1> distance L2. The difference between the distance L1 and the distance L2 becomes larger as the outer mask processing light is increased. Therefore, even in the divided light group by the 33rd mask processing light, it is normal that a pitch center shift of about 1 μm always occurs.
本発明者らは、第１マスク処理光によるピッチ中心ズレと、第３３マスク処理光による逆方向のピッチ中心ズレとの差が大きくなるほど、焦点距離で加工されたワークにおける凹部（又は孔）形状が乱れ易くなることを見出した。かかる差を小さくするほど、即ち、各分割凹部群間の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスを整えることにより、焦点距離で加工されたワークにおける凹部（又は孔）形状の乱れが抑えられるのである。 As the difference between the pitch center shift caused by the first mask processing light and the pitch center shift in the reverse direction caused by the 33rd mask process light increases, the inventors of the present invention have a concave (or hole) shape in the workpiece processed at the focal length. Has been found to be easily disturbed. As the difference is reduced, that is, by adjusting the balance in the recess arrangement direction of the recess pitch deviation between the divided recess groups, the disturbance of the recess (or hole) shape in the workpiece processed at the focal length can be suppressed.
さらに、本発明者らは、フィールドレンズ３を光軸Ｃに直交する方向であって、且つ、図１６に示すように、分割凹部の並び方向（ｘ軸方向）に対応する方向に移動させることによって、各分割凹部群の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスを整え得ることを見出した。
Furthermore, the inventors move the
具体的には、フィールドレンズ３をアパーチャーマスク４に近づけることによって各分割凹部群内の凹部配列ピッチの均一化を図った例を前述した図１１ないし図１３に示した。これらのうち、図１１は、第１マスク処理光による分割凹部群を示しており、ピッチ中心ズレがゼロになったのは既に述べたとおりである。しかしながら、通常であれば、第１マスク処理光による分割凹部群内では、１μｍ程度のピッチ中心ズレが生ずるはずである。他方、図１３は、第３３マスク処理光による分割凹部群を示しており、ピッチ中心ズレが３．５μｍになったのは、既に述べたとおりである。これは、通常の１μｍ程度よりも大きな値である。
Specifically, an example in which the
つまり、図１１ないし図１３に示した例では、フィールドレンズ３をアパーチヤーマスク４に近づけることによって各分割凹部群内の凹部配列ピッチの均一化が図られているものの、各分割凹部群間の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスが整っていないのである。
That is, in the example shown in FIGS. 11 to 13, the
そこで、フィールドレンズ３を凹部の並び方向（ｘ軸方向）に対応する方向に移動させて位置調整を図ったところ、図１１に示した分割凹部群のピッチ中心ズレを１μｍ程度にすることができた（Ｌ１＜Ｌ２）。また、図１２に示した分割凹部群のピッチ中心ズレをゼロにすることができた。さらに、図１３に示した分割凹部群のピッチ中心ズレを１μｍ程度にすることができた（Ｌ１＞Ｌ２）。そして、焦点位置で加工したワークにおけるインク吐出孔の形状を更に真円に近づけることができた。
Therefore, when the position of the
そこで、本第２実施形態に係る調整方法は、前述した第１実施形態と同様の分散状態測定工程を行った後、これによる測定結果に基づいて分割後集光レンズであるフィールドレンズ３を光軸Ｃと直交する方向に移動させて位置調整するレンズ位置調整工程とを行う。
Therefore, in the adjustment method according to the second embodiment, after performing the dispersion state measurement step similar to that of the first embodiment described above, the
なお、ここでは、フィールドレンズ３を光軸Ｃと直交する方向に移動させてデブリ模様の分布を凹部長径方向中心に寄せたり、各分割凹部群間の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスを整えたりする例について説明したが、次のようにしても同様の効果を得ることができる。即ち、フィールドレンズ３の代わりに、各レンズアレイ（２３、２４、２５、２６）を光軸と直交する方向に移動させることによっても同様の作用効果を得ることができる。
Here, the
このように、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置を調整する光照射装置において、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定する分散状態測定工程と、この測定結果に基づいてレンズ群又は分割後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をするレンズ位置調整工程とを行うことにより、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる。 In this way, a fixing base for fixing the light irradiation object, a light source that emits light, and a lens group that divides light into a plurality of divided lights by a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source, The divided condensing lens for condensing the divided light, the aperture mask provided with a light passing opening in the light shielding member, and the light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens are overlapped with each other. A mask-processed condensing lens that condenses the mask-processed light that is obtained when a part of the combined plurality of split lights passes through the aperture mask aperture, and includes a plurality of split lights by the lens group In the light irradiation device for adjusting the light irradiation device applied to the light irradiation object fixed on the fixed base while condensing by the condensing lens after the mask processing, the condensing level of the mask processing light after the mask processing is adjusted. The dispersion state measurement step for measuring the dispersion state in the cross-sectional direction of the divided light component of the mask processing light upstream from the focal point due to the projection, and the lens group or the divided condensing lens based on the measurement result are orthogonal to the optical axis By performing the lens position adjustment process for adjusting the position to be moved in the direction, it is possible to adjust the shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation target fixed to the fixing base of the light irradiation apparatus.
つまり、上述したように、本発明者らは、光照射対象物のレーザー照射部位から放出される微小粒子（いわゆるデブリ）によって上述の分割凹部群の周囲に形成される模様（デブリ模様）の分布と、焦点位置で加工された加工対象物における凹部形状の乱れとの関係に着目した。その結果、分割凹部群の周囲に形成されるデブリ模様の分布が、分割凹部群の周囲の一部に片寄るほど、焦点位置で加工された加工対象物における凹部形状の乱れが大きくなることが判明した。 That is, as described above, the present inventors have distributed a pattern (debris pattern) formed around the above-described divided recess group by fine particles (so-called debris) emitted from the laser irradiation site of the light irradiation object. And the relationship between the concave shape of the workpiece processed at the focal position. As a result, the distribution of the debris pattern formed around the divided concave group is found to be more disordered in the concave shape of the workpiece processed at the focal position as the distribution of the debris pattern is shifted to a part around the divided concave group. did.
また、試行錯誤の末に、レンズアレイ又は分割後集光レンズの何れか一方を、光軸に直交する方向であって、且つ上述の分割凹部群の凹部長径方向に対応する方向に移動させることで、焦点位置よりも上流側で加工された加工対象物の複数の分割凹部群の周囲に形成されるデブリ模様のバランスを均等にし得ることを見出した。 In addition, after trial and error, either the lens array or the divided condenser lens is moved in a direction orthogonal to the optical axis and in a direction corresponding to the major axis direction of the above-described divided concave group. Thus, it has been found that the balance of the debris pattern formed around the plurality of divided recess groups of the workpiece processed upstream of the focal position can be made uniform.
さらに、本発明者らは、各分割凹部群間の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスと、焦点位置で加工された加工対象物における凹部形状の乱れとの関係に着目した。その結果、このバランスが悪くなるほど、焦点位置で加工された加工対象物における凹部形状の乱れが大きくなることが判明した。 Furthermore, the present inventors paid attention to the relationship between the balance in the recess arrangement direction of the recess pitch deviation between the divided recess groups and the disturbance of the recess shape in the workpiece processed at the focal position. As a result, it has been found that the worse the balance, the greater the disturbance of the concave shape in the workpiece processed at the focal position.
また、試行錯誤の末に、レンズアレイ又は分割後集光レンズの何れか一方を、光軸に直交する方向であって、且つ上述の分割凹部群の凹部並び方向に対応する方向に移動させることで、このバランスを整え得ることが分かった。 In addition, after trial and error, either the lens array or the divided condenser lens is moved in a direction perpendicular to the optical axis and in a direction corresponding to the concave portion arrangement direction of the above-described divided concave portion group. I found out that this balance can be adjusted.
そこで、焦点上流位置におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、その結果に基づいてレンズ群又は分割後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させて位置調整することで、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができるのである。 Therefore, the cross-sectional direction dispersion state of the divided light component of the mask processing light at the focal upstream position is measured, and the position is adjusted by moving the lens group or the divided condenser lens in the direction orthogonal to the optical axis based on the result. Thus, the shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object fixed to the fixing base of the light irradiation apparatus can be adjusted.
次に、本発明に係る調整方法の第３実施形態について説明する。なお、この第３実施形態に係る調整方法の調整対象となるレーザー加工装置の構成も、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。 Next, a third embodiment of the adjustment method according to the present invention will be described. The configuration of the laser processing apparatus that is an adjustment target of the adjustment method according to the third embodiment is also the same as that of the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.
図１７には前述した第２実験と同様の条件下でレーザー加工を行った第５実験において、第１７マスク処理光Ｌ１１７によってポリイミドフィルム１０２に加工された分割凹部群の拡大模式図を示している。
FIG. 17 shows an enlarged schematic diagram of the group of divided concave portions processed into the
この図１７から分かるように、各分割凹部内には、中分割凹部１５１内から同心円上に広がる波紋状の模様が形成されている。この波紋状の模様は、分割凹部内にだけ形成され、凹部間には形成されない。このような波紋状の模様が形成される理由は定かでない。
As can be seen from FIG. 17, a ripple-shaped pattern extending concentrically from the middle divided
ここで、波紋状の模様の中心は、中分割凹部１５１の楕円長径方向の中心よりもやや左側に寄っている。本発明者らは、本来であれば、各分割凹部が波紋状の模様の中心を境にして左右均等の大きさに形成されるはずなのに、中心よりも図中左側が本来よりも小さく形成されているために、模様の中心が左側に寄っているように見えていることを鋭意研究によって見出した。また、各分割凹部がこのように左右均等の大きさに形成されていない場合に、焦点位置で加工されたワークの凹部（又は孔）形状を乱し易くなることも見出した。
Here, the center of the ripple-shaped pattern is slightly closer to the left side than the center of the middle divided
そこで、本発明者らは、波紋状の模様の中心を境にして、各分割凹部をできるだけ左右均等の大きさに形成し得る調整方法を見出すために様々な試験を行った。試行錯誤の結果、図１に示した結像レンズ５を光軸Ｃに直交する方向であって、且つ図１６に示す分割凹部の長径方向（ｙ軸方向）に対応する方向に移動させることで、このような調整が可能になることを見出した。
Therefore, the present inventors conducted various tests in order to find an adjustment method capable of forming each divided concave portion as equally as possible on the left and right sides with the center of the rippled pattern as a boundary. As a result of trial and error, the
かかる調整を行った後、第５実験と同じ条件で加工を行った第６実験において、第１７マスク処理光Ｌ１１７によってポリイミドフィルム１０２に加工された分割凹部群を図１８に示している。この図１８から分かるように、３つの分割凹部が、それぞれ、波紋状の模様の中心を境にして、左右均等な大きさに形成されている。
FIG. 18 shows a group of divided concave portions processed into the
このような分割光成分の分布となる条件下で、ポリイミドフィルム１０２を固定台６に直接固定し、フイルム面とマスク処理光の焦点とを一致させてレーザー加工を行ったところ、第１７マスク処理光Ｌ１１７によるインク吐出孔の平断面形状を更に真円に近づけることができた。
Under such conditions that the split light components are distributed, the
前述した第２実施形態で説明したように、フィールドレンズ３を光軸Ｃに直交する方向であって、且つ、分割凹部の並び方向（ｘ軸方向）に対応する方向に移動させると、各分割凹部群の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスを整えることができる。本発明者らは、結像レンズ５についても、かかる方向に移動させることで、各分割凹部の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスを整え得ることを見出した。
As described in the second embodiment, when the
そこで、第３実施形態に係る調整方法においては、前述した第１実施形態と同様の分散距駄測定工程を行った後、これによる測定結果に基づいてマスク処理後集光レンズである結像レンズ５を光軸Ｃと直交する方向に移動させて位置調整するレンズ位置調整工程とを行う。 Therefore, in the adjustment method according to the third embodiment, after performing the dispersion litter measurement process similar to that of the first embodiment described above, an imaging lens which is a condensing lens after mask processing based on the measurement result thereby And a lens position adjusting step for adjusting the position by moving 5 in a direction orthogonal to the optical axis C.
このように、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置を調整する光照射装置において、マスク処理光のマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定する分散状態測定工程と、この測定結果に基づいてマスク処理後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をするレンズ位置調整工程とを行うことにより、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる。 In this way, a fixing base for fixing the light irradiation object, a light source that emits light, and a lens group that divides light into a plurality of divided lights by a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source, The divided condensing lens for condensing the divided light, the aperture mask provided with a light passing opening in the light shielding member, and the light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens are overlapped with each other. A mask-processed condensing lens that condenses the mask-processed light that is obtained when a part of the combined plurality of split lights passes through the aperture mask aperture, and includes a plurality of split lights by the lens group In the light irradiation device for adjusting the light irradiation device applied to the light irradiation object fixed on the fixed base while condensing by the condensing lens after the mask processing, the condensing level of the mask processing light after the mask processing is adjusted. The dispersion state measurement step for measuring the dispersion state in the cross-sectional direction of the split light component of the mask processing light upstream of the focal point by the mask, and the masked condensing lens in the direction orthogonal to the optical axis based on the measurement result By performing the lens position adjustment step of adjusting the position to be moved, the shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object fixed to the fixed base of the light irradiation apparatus can be adjusted.
つまり、前述した分割凹部内には、原因は不明であるが波紋状の模様が形成される。この湖に石を投下した際に同心円上に広がるように湖面に形成される波模様と同様の模様が、３つの分割凹部のうち、真ん中の分割凹部を中心にして形成されるのである。 That is, a ripple-like pattern is formed in the above-described divided recess, although the cause is unknown. A pattern similar to the wave pattern formed on the surface of the lake so as to spread concentrically when a stone is dropped on the lake is formed around the middle divided recess among the three divided recesses.
本発明者らは、この波紋状の模様の中心を境にした分割凹部の左右大きさバランスと、焦点位置で加工された加工対象物における凹部形状の乱れとの関係に着目した。その結果、左右大きさバランスが悪くなるほど、焦点位置で加工される加工対象物における凹部形状の乱れが大きくなることが判明した。 The present inventors paid attention to the relationship between the left / right size balance of the divided concave portions with the center of the ripple-shaped pattern as a boundary and the disturbance of the concave shape in the processing target processed at the focal position. As a result, it has been found that as the right-and-left size balance is worsened, the irregularity of the recess shape in the workpiece to be processed at the focal position increases.
また、試行錯誤の末に、マスク処理後集光レンズを、光軸に直交する方向であって、且つ分割凹部群の凹部長径方向に対応する方向に移動させることで、左右大きさバランスを整え得ることを見出した。 Also, after trial and error, the right and left size balance is adjusted by moving the condensing lens after mask processing in a direction perpendicular to the optical axis and corresponding to the major axis direction of the concave portion of the divided concave group. Found to get.
さらには、レンズアレイ又は分割後集光レンズの何れか一方を、光軸に直交する方向であって、且つ分割凹部群の凹部並び方向に対応する方向に移動させることで、各分割凹部群間の凹部ピッチズレの凹部並び方向におけるバランスを整え得ることは既に述べたとおりであるが、マスク処理後集光レンズを同様の方向に移動させることによっても、かかるバランスを整え得ることを見出した。 Furthermore, by moving either the lens array or the divided condensing lens in a direction orthogonal to the optical axis and in a direction corresponding to the concave line arrangement direction of the divided concave groups, As described above, it is possible to adjust the balance in the recess arrangement direction of the recess pitch deviation, but it has been found that the balance can also be adjusted by moving the condensing lens in the same direction after the mask processing.
そこで、焦点上流位置におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、その結果に基づいてマスク処理後レンズを光軸と直交する方向に移動させて位置調整することで、光照射装置の固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができるのである。 Therefore, the cross-sectional direction dispersion state of the split light component of the mask processing light at the focal upstream position is measured, and based on the result, the post-mask processing lens is moved in the direction perpendicular to the optical axis to adjust the position. It is possible to adjust the shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object fixed to the fixing base of the irradiation apparatus.
以上の第１ないし第３実施形態において、上記分散状態測定工程において、光照射対象物に対して焦点よりも上流側でマスク処理光を当てて、横断面方向分散状態を測定することにより、マスク処理光をその焦点よりも上流で当てた光照射対象物の光入射面における光形状を観察するか、あるいはその光照射対象物に生じた変性痕を観察するかして、マスク処理光の焦点上流位置における分割光成分の横断面方向分散状態を測定することが可能である。 In the first to third embodiments described above, in the dispersion state measurement step, the mask processing light is applied to the light irradiation object on the upstream side of the focal point, and the dispersion state in the cross-sectional direction is measured. Focus the mask processing light by observing the light shape on the light incident surface of the light irradiation object to which the processing light is applied upstream from the focal point, or by observing the denaturation marks generated on the light irradiation object. It is possible to measure the cross-sectional direction dispersion state of the divided light component at the upstream position.
このような測定では、マスク処理光を焦点上流位置でピックアップして撮影手段に入射せしめるといった複雑なセンシング機構を設けなくても、分割光成分の横断面方向分散状態を測定することができる。なお、「変性痕」とは、凹部や孔などの破壊痕の他、色変化の痕や、化学的変化の痕などをも含む概念である。光照射後の視認可能な痕だけでなく、試薬等との反応によって初めて視認可能になる痕も含まれる。 In such a measurement, the dispersion state in the cross-sectional direction of the divided light component can be measured without providing a complicated sensing mechanism in which mask processing light is picked up at the focal upstream position and incident on the photographing means. The “denatured trace” is a concept that includes a trace of color change, a trace of chemical change, and the like in addition to a fracture trace such as a recess or a hole. Not only the visible trace after light irradiation but the trace which becomes visible only by reaction with a reagent etc. is also included.
つまり、分散状態測定工程において、光照射対象物として、マスク処理光の照射によって変性又は破壊されるものを使用し、マスク処理光を照射した後の光照射対象物の変性痕に基づいて、横断面方向分散状態を測定することで、光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の照射スポット像を撮影手段によって撮影しなくても、上記横断面方向分散状態を測定することができる。 That is, in the dispersion state measurement step, a light irradiation object that is denatured or destroyed by irradiation with mask processing light is used, and the crossing is performed based on the modification mark of the light irradiation object after irradiation with the mask processing light. By measuring the surface direction dispersion state, it is possible to measure the cross-sectional direction dispersion state without photographing an irradiation spot image of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object by the photographing means.
この場合、光照射装置の固定台と光照射対象物との間にスペーサを介在させることで、固定台をマスク処理光の光軸方向に移動させたり、マスク処理光の焦点が固定台よりも下流側になるように光源からマスク処理後集光レンズに至るまでの光学系を調整したりすることなく、マスク処理光をその焦点上流位置で光照射対象物に当てることができる。 In this case, by interposing a spacer between the fixed table of the light irradiation device and the light irradiation object, the fixed table can be moved in the optical axis direction of the mask processing light, or the focus of the mask processing light is more than the fixed table. Without adjusting the optical system from the light source to the condensing lens after mask processing so as to be on the downstream side, the mask processing light can be applied to the light irradiation target at the focal upstream position.
次に、第１、第２、第３実施形態の調整方法の何れかを用いる各変形例を第４ないし第７実施形態として説明する。 Next, modified examples using any of the adjustment methods of the first, second, and third embodiments will be described as fourth to seventh embodiments.
先ず、第４実施形態について図１９を参照して説明する。図１９は同実施形態に係る調整方法の調整対象となるレーザー加工装置の固定台部分の要部拡大説明図である。このレーザー加工装置は、固定台６を鉛直方向（矢示方向）に上下移動させる、つまり、固定台６をマスク処理光Ｌ１２の光軸方向に移動させる固定台移動機構を備えている。
First, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is an enlarged explanatory view of a main part of the fixed base portion of the laser processing apparatus to be adjusted by the adjustment method according to the embodiment. The laser processing apparatus includes a fixed base moving mechanism that moves the fixed
これによって、固定台６を上下移動させることで、実験用ワークであるポリイミドフィルム１０２を結像レンズ５に対して近づけたり遠ざけたりすることができる。そして、固定台６上に直接固定したポリイミドフィルム１０２の光入射面と、マスク処理光の焦点とを一致させる位置よりも、固定台６を結像レンズ５に近づけることで、ポリイミドフィルム１０２に対して焦点よりも上流側でマスク処理光を当てることができる。
Accordingly, the
分散状態測定工程にて、このようにしてポリイミドフィルム１０２に形成した分割凹部群を顕微鏡で観察することで、結像レンズ５による焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定する。
In the dispersion state measurement step, the divided concave portions formed in the
このような調整方法によれば、ポリイミドフィルム１０２と固定台６との間にスペーサ部材を介在させてポリイミドフィルム１０２を固定するといった手間のかかる作業を行わなくても、上記横断面方向分散状態を測定することができる。
According to such an adjusting method, the cross-sectional direction dispersion state can be achieved without performing a laborious operation of fixing the
つまり、マスク処理光の光軸方向に移動可能な固定台を用いて、この固定台を光軸方向に移動させて、光照射対象物に対して焦点よりも上流側でマスク処理光を当て、横断面方向分散状態を測定することにより、固定台をマスク処理光の光軸方向に移動させることで、固定台と光照射対象物との間にスペーサを介在させたり、マスク処理光の焦点が固定台よりも下流側になるように光源からマスク処理後集光レンズに至るまでの光学系を調整したりすることなく、マスク処理光をその焦点上流位置で光照射対象物に当てることができる。 In other words, using a fixed base that can move in the optical axis direction of the mask processing light, move this fixed base in the optical axis direction, and apply the mask processing light upstream of the focal point to the light irradiation object, By measuring the dispersion state in the cross-sectional direction, by moving the fixed base in the optical axis direction of the mask processing light, a spacer is interposed between the fixed base and the light irradiation object, or the focus of the mask processing light is Without adjusting the optical system from the light source to the condensing lens after mask processing so that it is on the downstream side of the fixed base, the mask processing light can be applied to the light irradiation object at the focal upstream position. .
次に、第５実施形態について図２０を参照して説明する。図２０は同実施形態に係る調整方法の調整対象となるレーザー加工装置の部分構成を拡大して示す拡大構成図である。 Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 20 is an enlarged configuration diagram illustrating a partial configuration of a laser processing apparatus to be adjusted by the adjustment method according to the embodiment.
このレーザー加工装置は、アパーチャーマスク４と結像レンズ５との間で、レーザー光の光路を約９０°偏向させるマスク下流第１反射ミラー７と、マスク下流第２反射ミラー８とを構えている。
This laser processing apparatus has a mask downstream
アパーチヤーマスク４を通過した６６個のマスク処理光は、鉛直方向上側から下側に向けて進むが、マスク下流第１反射ミラー７によって進行方向が約９０°偏向され、ほぼ水平方向に進行するようになる。次いで、マスク下流第２反射ミラー８によって更に進行方向が約９０°偏向されて、再び鉛直方向上側から下側に向けて進むようになる。その後、結像レンズ５を経由した後、固定台６に固定されたポリイミドフィルム１０２に到達する。
The 66 masked light beams that have passed through the aperture mask 4 travel from the upper side to the lower side in the vertical direction, but the traveling direction is deflected by about 90 ° by the first reflecting
レーザー加工装置は、様々な厚みのワークが固定台６に固定されても、その光入射面にマスク処理光の焦点を合わせ得るように、光学系の設定によって焦点距離を変化させることができる。したがって、ポリイミドフィルム１０２と固定台６との間にスペーサ一部材を介在させたり、固定台６を上下移動させたりしなくても、焦点距離を変えればマスク処理光を焦点よりも上流側でポリイミドフィルム１０２に当てることができる。
The laser processing apparatus can change the focal length according to the setting of the optical system so that the mask processing light can be focused on the light incident surface even when a workpiece having various thicknesses is fixed to the fixing
しかしながら、マスク処理光内の横断面方向における各分割光の分散状態は、光学系の倍率によって変化する。単純に焦点距離を変化させるだけでは、光学系の倍率も変化させてしまうため、ワーク加工時の分散状態を正確に測定することはできない。なお、光学系の倍率とは、アパーチヤーマスク４の厚み中心（光路方向中心）から結像レンズ５の厚み中心に至るまでの距離ｂと、結像レンズ５の厚み中心からワークの光入射面に至るまでの距離ａとの比であり、ｂ／ａとして求められるものである。
However, the dispersion state of each divided light in the cross-sectional direction in the mask processing light varies depending on the magnification of the optical system. Simply changing the focal length also changes the magnification of the optical system, so the dispersion state during workpiece machining cannot be measured accurately. The magnification of the optical system means the distance b from the thickness center (optical path direction center) of the aperture mask 4 to the thickness center of the
この第５実施形態に係る調整方法においては、焦点距離を変化させるとともに、光学系の倍率をワーク加工時と等しくするように、光学系を調整して分散状態測定工程を実施する。 In the adjustment method according to the fifth embodiment, the dispersion state measurement step is performed by adjusting the optical system so that the focal length is changed and the magnification of the optical system is equal to that during workpiece processing.
具体的には、図２０に示すように、固定台６のポリイミドフィルム１０２の光入射面と、マスク処理光の焦点Ｅとがちょうど一致するように光学系が設定されている。この状態から、結像レンズ５を図中下方に移動させてポリイミドフィルム１０２に近づければ、図２１に示すように、マスク処理光の焦点Ｅを、ポリイミドフィルム１０２の光入射面よりも下流側に位置させることができる。しかし、距離ａがより短くなるので、このままでは、図２０に示した状態とは光学系の倍率が異なってしまう。
Specifically, as shown in FIG. 20, the optical system is set so that the light incident surface of the
そこで、図２２に示すように、距離ａを縮めた分だけ、距離ｂも縮めて、光学系の倍率を図２０に示した状態と同じにする。具体的には、レーザー加工装置は、マスク下流第２反射ミラー８よりも上流側にある各機器を固定したまま、マスク下流第２反射ミラー８、結像レンズ５及び固定台６だけを図中水平方向に移動させることができる。この移動により、距離ｂを距離ａとは独立に変化させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 22, the distance b is reduced by the amount corresponding to the reduction of the distance a, so that the magnification of the optical system is the same as that shown in FIG. Specifically, in the laser processing apparatus, only the mask downstream
そして、マスク下流第２反射ミラー８等をマスク下流第１反射ミラー７に近づけることで、距離ｂを図２０の状態よりも縮めて、倍率を同じに設定することができる。即ち、両距離の比を変えることなくマスク処理光の焦点Ｅを固定台６に固定されるポリイミドフィルム１０２の光入射面よりも下流側にするように両距離をそれぞれ設定することができる。
Then, by bringing the mask downstream
このようにして、焦点距離を本来の加工時よりも延ばしつつ、倍率を変化させないように光学系を設定することで、マスク処理光の焦点Ｅよりも上流側における横断面方向の分割光成分の分散状態を、本加工時と同じにして測定することができる。 In this way, by setting the optical system so as not to change the magnification while extending the focal length compared to the original processing, the divided light component in the cross-sectional direction on the upstream side of the focus E of the mask processing light. The dispersion state can be measured in the same manner as in the main processing.
このような第５実施形態に係る調整方法においても、ポリイミドフィルム１０２と固定台６との間にスペーサ部材を介在させてポリイミドフィルム１０２を固定するといった手間のかかる作業を行わなくても、上記横断面方向分散状態を測定することができる。
Even in the adjustment method according to the fifth embodiment, the crossing can be performed without performing a laborious operation of fixing the
このように、光照射装置は、アパーチャーマスクからマスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、マスク処理後集光レンズから固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更可能であって、２つの距離の比を変えることなくマスク処理光の焦点を固定台に固定される光照射対象物の光入射面よりも下流側にするように２つの距離をそれぞれ設定した条件下で、光照射対象物に対して焦点よりも上流側でマスク処理光を当て、横断面方向分散状態を測定することにより、マスク処理光の焦点を固定台に固定される光照射対象物の光入射面よりも下流側にすることで、固定台と光照射対象物との間にスペーサを介在させたり、固定台をマスク処理光の光軸方向に移動させたりすることなく、マスク処理光をその焦点上流位置で光照射対象物に当てることができる。 In this way, the light irradiation device can individually change the distance from the aperture mask to the condensing lens after mask processing and the distance from the condensing lens to the fixed base after mask processing, respectively. Under the condition that the two distances are set so that the focus of the mask processing light is on the downstream side of the light incident surface of the light irradiation target fixed on the fixed base without changing the ratio of the two distances. From the light incident surface of the light irradiation object fixed on the fixed base by irradiating the mask processing light upstream of the focus on the irradiation object and measuring the dispersion state in the cross-sectional direction. By moving the mask processing light upstream of the focal point without interposing a spacer between the fixing base and the light irradiation object or moving the fixing base in the optical axis direction of the mask processing light. Light irradiation object at position It can be shed.
次に、第６実施形態に係る調整方法について図２３を参照して説明する。図２３は同実施形態に係る調整方法の調整対象となるレーザー加工装置の部分構成を拡大して示す拡大構成図である。 Next, an adjustment method according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 23 is an enlarged configuration diagram illustrating a partial configuration of a laser processing apparatus to be adjusted by the adjustment method according to the embodiment.
このレーザー加工装置は、前述した図２０に示したものとほぼ同様の構成になっているが、マスク下流第２反射ミラーの代わりに、ハーフミラー９を用いている。 This laser processing apparatus has substantially the same configuration as that shown in FIG. 20 described above, but uses a half mirror 9 instead of the mask downstream second reflection mirror.
固定台５には、エキシマレーザー光によって加工されない材料からなる被検フイルム１０３が固定されている。ハーフミラー９の上方には、撮影手段であるＣＣカメラ２００が配設されており、ハーフミラー９と、結像レンズ５とを通して、被検フイルム１０３の光照射面を撮影する。
A
ハーフミラー９としては、撮影手段であるＣＣＤカメラ２００からの可視光を透過しつつ、マスク下流第１反射ミラー７からの波長２４８ｎｍのレーザー光を反射させるという特性を発揮させるために、誘電体多層膜からなるものを用いることが好ましい。このハーフミラー９と、ＣＣＤカメラ２００とを設けることで、本発明に係る光照射装置を容易に構成することができる。
The half mirror 9 is a dielectric multilayer in order to exhibit the characteristic of reflecting the laser light having a wavelength of 248 nm from the first reflecting
そして、この第６実施形態においては、分散状態測定工程として、前述した各実施形態で説明したスペーサ部材、固定台６の上下移動、倍率固定した上での焦点距離延長による何れかの方法により、マスク処理光をその焦点よりも上流側で被検フイルム１０３に照射する。そして、この照射によって被検フイルム１０３の面に形成される光スポット像を、ＣＣＤカメラ２００によって撮影する。撮影像を拡大して図示しないモニタ画面に映し出して観察することで、マスク処理光の焦点よりも上流側における各分割光成分の横断面方向分散状態を測定することができる。その後、必要に応じて、フィールドレンズ３や結像レンズ５の位置調整を行った後、再び光スポット像を撮影するという作業を繰り返すことで、凹部（又は孔）形状の乱れを最小限に抑え得る最適な設定条件を容易に見出すことができる。
In the sixth embodiment, as a dispersion state measurement step, the spacer member described in each of the above-described embodiments, the vertical movement of the fixed
このように第６実施形態に係る調整方法においては、ポリイミドフィルム１０２を何度も取り替えてはそれをレーザー加工するといった手間のかかる作業を行うことなく、最適な設定条件を容易に探り出すことができる。ただし、デブリ模様や、波紋状の模様を観察することができないので、それらの観察に基づく光学系の調整を行うことはできない。
As described above, in the adjustment method according to the sixth embodiment, it is possible to easily find out the optimum setting conditions without performing laborious operations such as laser processing after replacing the
このように、光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の照射スポット像を撮影手段によって撮影して得られた撮影像に基づいて横断面方向分散状態を測定することにより、マスク処理光を焦点位置上流位置で光照射対象物に当てながら横断面方向分散状態を測定することができ、光照射対象物を固定台に何度もセットし直すといった面倒な作業を行うことなく、横断面方向分散状態の測定と測定結果に基づくレンズ位置調整とを繰り返して行うことができる。 In this way, by measuring the dispersion state in the cross-sectional direction based on the photographed image obtained by photographing the irradiation spot image of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object by the photographing means, the mask processing light is obtained. The cross-sectional direction dispersion state can be measured while being applied to the light irradiation object at the upstream position of the focal position, and the cross-sectional direction can be obtained without the troublesome work of resetting the light irradiation object on the fixed base many times. The measurement of the dispersion state and the lens position adjustment based on the measurement result can be repeated.
次に、第７実施形態に係る調整方法について図２４を参照して説明する。なお、図２４同調整方法における分散状態測定工程の説明に供する模式図である。 Next, an adjustment method according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 24 is a schematic diagram for explaining the dispersion state measurement step in the adjustment method.
この第７実施形態においては、まず、固定台６に固定されたワークの光入射面にマスク処理光の焦点を合致させるように、レーザー加工装置の光学系を設定する。次に、第５実施形態と同様にして、マスク処理光の焦点距離を延ばしつつ、光学系の倍率を変化させないように、各種光学系の設定を行う。ただし、焦点距離については、後述の計測用カメラに対し、焦点よりも上流側のマスク処理光を検知させるように、第５実施形態よりも大幅に延ばす。
In the seventh embodiment, first, the optical system of the laser processing apparatus is set so that the focus of the mask processing light coincides with the light incident surface of the work fixed to the fixed
そして、このようにして焦点距離を延ばしたら、次に、図２４に示すように、結像レンズ５から固定台６に至るまでの光路の途中に、ハーフミラー２０１を配設する。そして、このハーフミラー２０１による反射光の光路上に、フィルタ装置２０２と計測用カメラ２０３とを配設する。このフィルタ装置２０２は、計測用カメラ２０３をエキシマレーザー光によって破壊しないように、マスク処理光の分割光分布を変化させることなく強度を低減する。このようにして強度が低減されたマスク処理光が、その焦点よりも上流側で測定用カメラ２０３によって検知される。
If the focal length is thus extended, then, as shown in FIG. 24, the
測定用カメラ２０３によるマスク処理光の横断面映像の撮影結果は、デジタルデータとして、図示しない解析手段であるパーソナルコンピュータに送られる。このパーソナルコンピュータには、マスク処理光の横断面映像の撮影結果に基づいて、上述した３つのｙ分割光群のピッチや傾きを自動で解析するソフトウエア（プログラム）がインストールされている。このソフトウエアによる解析結果に基づいて、フィールドレンズ３や結像レンズ５を位置調整することで、最適な設定条件を容易に探り出すことができる。ただし、第６実施形態と同様の理由により、デブリ模様や、波紋状の模様の観察に基づく光学系の調整を行うことばできない。
The photographing result of the cross-sectional image of the mask processing light by the measuring
このように第７実施形態に係る調整方法によれば、ポリイミドフィルム１０２を何度も取り替えてはそれをレーザー加工するといった手間のかかる作業を行うことなく、最適な設定条件を容易に探り出すことができる。さらに、３つのｙ分割光群のピッチや傾きを手作業で計算するといった手間を省略することができる。
As described above, according to the adjustment method according to the seventh embodiment, it is possible to easily find out the optimum setting condition without performing a troublesome work such as laser processing after replacing the
なお、このような解析を行い得るハードウエアとしては、浜松ホトニクス社製のレーザビームプロファイラＬＥＰＡＳ−１１（商品名）などが挙げられる。また、コンピュータによってｙ分割光群のピッチを解析する方法としては、周知の方法によって求めた各ｙ分割光群（分割凹部群）の重心に基づいて解析する方法が挙げられる。重心については、撮影像と同じ面積で、且つ慣性モーメントが等しい楕円を想定し、撮影像の長さ、幅、傾き、縦横比等に基づいて計算することができる。 Examples of hardware that can perform such analysis include a laser beam profiler LEPAS-11 (trade name) manufactured by Hamamatsu Photonics. Further, as a method of analyzing the pitch of the y-divided light group by a computer, there is a method of analyzing based on the center of gravity of each y-divided light group (divided concave group) obtained by a known method. The center of gravity can be calculated based on the length, width, inclination, aspect ratio, etc. of the captured image, assuming an ellipse having the same area as the captured image and the same moment of inertia.
また、固定台６に固定されたワークを本加工する際には、図に示したハーフミラー２０１を撤去することは言うまでもない。
Needless to say, when the workpiece fixed to the fixed
また、図示のような扁平状のハーフミラー２０１を用いると、ハーフミラー２０１の表面で反射しないでハーフミラー２０１の内部に進入したレーザー光の一部を、ハーフミラー２０１の裏面で反射させる場合がある。そして、その反射光を、ゴースト光として測定用カメラ２０３に検知させてしまうことがある。このような場合には、ハーフミラー２０１として、裏面での反射角度を、ゴースト光として測定用カメラに検知させないような角度にするような形状のものを用いるとよい。例えば、図２５や図２６に示すような形状のものを用いる。
In addition, when the
なお、スライド移動機構などといった周知の移動手段により、ハーフミラー２０１を図に示した位置、即ち、マスク処理光の光路に進入する位置に移動させたり、そこから待避させたりするように移動させるようにすれば、本発明に係る光照射装置を容易に構成することができる。
Note that the
このように、マスク処理光を焦点よりも上流側で撮影する撮影手段の撮影データに基づいて横断面方向分散状態を解析手段で解析する構成とすることにより、横断面方向分散状態をコンピュータによって自動解析することができ、光照射対象物の光入射面における光形状を観察したり、光照射対象物に形成された変性痕を観察したりといった面倒な作業を行うことなく、横断面方向分散状態を測定することができる。 In this way, the configuration in which the analysis unit analyzes the cross-sectional direction dispersion state based on the imaging data of the imaging unit that images the mask processing light upstream of the focal point, so that the cross-sectional direction dispersion state is automatically performed by the computer. It can be analyzed and distributed in the cross-sectional direction without tedious work such as observing the light shape on the light incident surface of the light irradiation object or observing the denaturation marks formed on the light irradiation object Can be measured.
この場合、マスク処理光の強度を弱めるフィルタ手段を、マスク処理光の光路における撮影手段よりも上流側に配設する構成とすることにより、マスク処理光をフィルタに通してその強度を弱めてから撮影手段に入射せしめることができ、マスク処理光をそのままの強度で入射せしめることによる撮影手段の破損を回避することができる。 In this case, the filter means for reducing the intensity of the mask processing light is disposed upstream of the photographing means in the optical path of the mask processing light, so that the mask processing light passes through the filter and the intensity thereof is reduced. It is possible to make the light incident on the photographing means, and it is possible to avoid damage to the photographing means caused by making the mask processing light incident at the same intensity.
また、光照射装置として、アパーチャーマスクからマスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、マスク処理後集光レンズから固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更可能なものを用いて、２つの距離の比を変えることなくマスク処理光の焦点を固定台に固定される光照射対象物の光入射面よりも下流側にするように２つの距離をそれぞれ設定した条件下で、マスク処理後集光レンズと固定台との間に光反射手段を配設し、この光反射手段による反射光を撮影手段で撮影させる構成とすることにより、固定台に固定された光照射対象物にマスク処理光を当てながらレーザー加工などといった光照射による本来の処理を行う場合に比べて、マスク処理光の焦点距離を延長し、ハーフミラー等の光反射手段によってそのマスク処理光をマスク処理後集光レンズと固定台との間でピックアップすることができ、マスク処理後集光レンズと固定台との間に、カメラ等の撮影手段やフィルタを配設するだけのスペースがない場合であっても、マスク処理光をその焦点よりも上流側で撮影手段に入射させることができる。 Also, use a light irradiation device that can individually change the distance from the aperture mask to the condensing lens after mask processing and the distance from the condensing lens to the fixed base after mask processing. Under the condition that the two distances are set so that the focus of the mask processing light is on the downstream side of the light incident surface of the light irradiation target fixed on the fixed base without changing the ratio of the two distances. After the processing, the light reflecting means is disposed between the condenser lens and the fixed base, and the reflected light from the light reflecting means is photographed by the photographing means, so that the light irradiation object fixed on the fixed base is applied. Compared to the case where the original processing by light irradiation such as laser processing is performed while applying the mask processing light, the focal length of the mask processing light is extended, and the mask processing light is reflected by light reflecting means such as a half mirror. If there is not enough space between the condensing lens and the fixed base after the mask processing, and there is not enough space between the condensing lens and the fixed base after the mask processing Even so, the mask processing light can be incident on the imaging means upstream of the focal point.
また、上述したように、光照射対象物を固定する固定台と、光を発する光源と、この光源からの光軸に直交する平面上に並ぶ複数のレンズによって光を複数の分割光に分割するレンズ群と、分割光をそれぞれ集光する分割後集光レンズと、遮光部材に光通過用の開口が設けられたアパーチヤーマスクと、分割後集光レンズを通過してアパーチャーマスクの光入射面に互いに重ね合わさった複数の分割光の一部がアパーチャーマスクの開口を通過することによって得られるマスク処理光を集光するマスク処理後集光レンズとを備え、レンズ群による複数の分割光を含むマスク処理光を、マスク処理後集光レンズによって集光しながら固定台に固定される光照射対象物に当てる光照射装置を調整する光照射装置において、マスク処理光をマスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側で撮影する撮影手段と、撮影手段による撮影データに基づいて焦点よりも上流側におけるマスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を解析する解析手段とを備えることによって、マスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態をコンピュータによって解析し、解析結果に基づいてレンズ群、分割後集光レンズ又はマスク処理後集光レンズを位置調整することで、固定台に固定される光照射対象物の光入射面におけるマスク処理光の形状を整えることができる。 In addition, as described above, the light is divided into a plurality of divided lights by the fixing base for fixing the light irradiation target, the light source that emits light, and the plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source. A lens group, a divided condensing lens for condensing the divided light, an aperture mask provided with a light passage opening in the light shielding member, and a light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens And a post-mask processing condensing lens that condenses the mask processing light obtained by passing a part of the plurality of split light superimposed on each other through the aperture mask aperture, and includes a plurality of split light by the lens group In a light irradiation device that adjusts a light irradiation device that applies a mask processing light to a light irradiation target fixed on a fixed base while condensing by a condensing lens after the mask processing, the mask processing light is masked. Photographing means for photographing on the upstream side of the focal point by the rear condenser lens, and analyzing means for analyzing the dispersion state in the cross-sectional direction of the divided light component of the mask processing light on the upstream side of the focal point based on photographing data by the photographing means; By analyzing the cross-sectional direction dispersion state of the divided light component of the mask processing light by a computer, and adjusting the position of the lens group, the divided condensing lens or the condensing lens after mask processing based on the analysis result The shape of the mask processing light on the light incident surface of the light irradiation object fixed on the fixing base can be adjusted.
この場合、マスク処理光の強度を、マスク処理光の光路における撮影手段よりも上流側で弱めるフィルタ手段が設けられていることで、前述したように、マスク処理光をフィルタに通してその強度を弱めてから撮影手段に入射せしめることができ、マスク処理光をそのままの強度で入射せしめることによる撮影手段の破損を回避することができる。 In this case, by providing a filter unit that weakens the intensity of the mask processing light upstream of the imaging unit in the optical path of the mask processing light, as described above, the intensity of the mask processing light is passed through the filter to reduce the intensity. The light can be made incident on the photographing means after being weakened, and the photographing means can be prevented from being damaged by making the mask processing light incident at the same intensity.
また、アパーチャーマスクからマスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、マスク処理後集光レンズから固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更する距離変更手段と、マスク処理後集光レンズと固定台との間でマスク処理光を撮影手段に向けて反射させる光反射手段と、この光反射手段をマスク処理光の光路に進入させ、光路から退避させるように移動させる移動手段とを設けることにより、固定台に固定された光照射対象物にマスク処理光を当てながらレーザー加工などといった光照射による本来の処理を行う場合に比べて、マスク処理光の焦点距離を延長し、ハーフミラー等の光反射手段によってそのマスク処理光をマスク処理後集光レンズと固定台との間でピックアップすることができ、マスク処理後集光レンズと固定台との間に、カメラ等の撮影手段やフィルタを配設するだけのスペースがない場合であっても、マスク処理光をその焦点よりも上流側で撮影手段に入射させることができる。 In addition, distance changing means for individually changing the distance from the aperture mask to the condensing lens after mask processing and the distance from the condensing lens to the fixed base after mask processing, and condensing after mask processing A light reflecting means for reflecting the mask processing light toward the photographing means between the lens and the fixed base; and a moving means for moving the light reflecting means to enter the optical path of the mask processing light and to retract from the optical path. By providing, the focal length of the mask processing light is extended compared to the case of performing original processing by light irradiation such as laser processing while applying mask processing light to the light irradiation target fixed on the fixed base, and the half mirror The mask processing light can be picked up between the condensing lens and the fixing base after masking by the light reflecting means such as the condensing lens and the fixing base after masking. Between, even if there is no space to dispose the photographing means and a filter such as a camera, can be incident masked light imaging means upstream from its focal point.
１…レーザー発振器（光源）
２…ホモジェナイザー
３…フィールドレンズ（分割後集光レンズ）
４…アパーチャーマスク
５…結像レンズ（マスク処理後集光レンズ）
６…固定台
９…ハーフミラー
２１…第１レンズアレイ対
２２…第２レンズアレイ対
２３…ｙ軸分割レンズアレイ
２４…ｘ軸分割レンズアレイ
２５…ｙ軸分割レンズアレイ
２６…ｘ軸分割レンズアレイ
２７…分散抑制用集光レンズ
１００…ワーク（光照射対象物）
１０１…スペーサ（スペーサ部材）
１０２…ポリイミドフィルム（光照射対象物）
２０２…フィルタ装置（フィルタ手段）
２０３…計測用カメラ（撮影手段）
1 ... Laser oscillator (light source)
2 ...
4 ...
6 ... Fixing base 9 ...
101 ... Spacer (spacer member)
102 ... Polyimide film (light irradiation object)
202... Filter device (filter means)
203 ... Measuring camera (photographing means)
Claims (14)
前記マスク処理光の前記マスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側における前記マスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいて前記レンズ群又は分割後集光レンズを光軸方向に移動させる位置調整をすることを特徴とする光照射装置の調整方法。 A fixing base for fixing a light irradiation object, a light source that emits light, a lens group that divides the light into a plurality of divided lights by a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source, and the division A divided condensing lens for condensing light, an aperture mask provided with a light passage opening in a light shielding member, and a light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens. And a post-mask processing condensing lens that condenses mask processing light obtained by passing a part of the plurality of split light combined through the aperture mask opening, and includes the plurality of split light by the lens group Adjusting method of light irradiating device for adjusting light irradiating device that applies the mask processing light to the light irradiation object fixed to the fixed base while condensing by the condensing lens after the mask processing Oite,
Measure the dispersion state in the cross-sectional direction of the split light component of the mask processing light upstream of the focal point of the post-mask processing condensing lens of the mask processing light, and based on the measurement result, collect the lens group or post-split collection. A method of adjusting a light irradiation apparatus, wherein the position of the optical lens is moved in the optical axis direction.
前記マスク処理光の前記マスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側における前記マスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいて前記レンズ群又は分割後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をすることを特徴とする光照射装置の調整方法。 A fixing base for fixing a light irradiation object, a light source that emits light, a lens group that divides the light into a plurality of divided lights by a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source, and the division A divided condensing lens for condensing light, an aperture mask provided with a light passage opening in a light shielding member, and a light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens. And a post-mask processing condensing lens that condenses mask processing light obtained by passing a part of the plurality of split light combined through the aperture mask opening, and includes the plurality of split light by the lens group Adjusting method of light irradiating device for adjusting light irradiating device that applies the mask processing light to the light irradiation object fixed to the fixed base while condensing by the condensing lens after the mask processing Oite,
Measure the dispersion state in the cross-sectional direction of the split light component of the mask processing light upstream of the focal point of the post-mask processing condensing lens of the mask processing light, and based on the measurement result, collect the lens group or post-split collection. A method for adjusting a light irradiation apparatus, comprising: adjusting a position of moving an optical lens in a direction orthogonal to an optical axis.
前記マスク処理光の前記マスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側における前記マスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を測定し、この測定結果に基づいて前記マスク処理後集光レンズを光軸と直交する方向に移動させる位置調整をすることを特徴とする光照射装置の調整方法。 A fixing base for fixing a light irradiation object, a light source that emits light, a lens group that divides the light into a plurality of divided lights by a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source, and the division A divided condensing lens for condensing light, an aperture mask provided with a light passage opening in a light shielding member, and a light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens. And a post-mask processing condensing lens that condenses mask processing light obtained by passing a part of the plurality of split light combined through the aperture mask opening, and includes the plurality of split light by the lens group Adjusting method of light irradiating device for adjusting light irradiating device that applies the mask processing light to the light irradiation object fixed to the fixed base while condensing by the condensing lens after the mask processing Oite,
The dispersion state in the cross-sectional direction of the divided light component of the mask processing light upstream of the focus by the post-mask processing condensing lens of the mask processing light is measured, and the post-mask processing condensing lens based on the measurement result The method of adjusting the light irradiation apparatus is characterized in that the position is adjusted in a direction perpendicular to the optical axis.
前記光照射対象物と固定台との間にスペーサ部材を介在させ、前記光照射対象物に対して前記焦点よりも上流側で前記マスク処理光を当て、前記横断面方向分散状態を測定することを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus in any one of Claim 1 thru | or 3,
A spacer member is interposed between the light irradiation object and the fixed base, the mask processing light is applied to the light irradiation object upstream of the focal point, and the cross-sectional direction dispersion state is measured. The adjustment method of the light irradiation apparatus characterized by these.
前記マスク処理光の光軸方向に移動可能な前記固定台を用いて、この固定台を前記光軸方向に移動させて、前記光照射対象物に対して前記焦点よりも上流側で前記マスク処理光を当て、前記横断面方向分散状態を測定することを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus in any one of Claim 1 thru | or 3,
Using the fixed base movable in the optical axis direction of the mask processing light, moving the fixed base in the optical axis direction, the mask processing upstream of the focal point with respect to the light irradiation object A method for adjusting a light irradiating apparatus, characterized by measuring the dispersion state in the cross-sectional direction by applying light.
前記光照射装置は、前記アパーチャーマスクから前記マスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、前記マスク処理後集光レンズから前記固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更可能であって、
前記２つの距離の比を変えることなく前記マスク処理光の焦点を前記固定台に固定される前記光照射対象物の光入射面よりも下流側にするように前記２つの距離をそれぞれ設定した条件下で、前記光照射対象物に対して前記焦点よりも上流側で前記マスク処理光を当て、前記横断面方向分散状態を測定することを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus in any one of Claim 1 thru | or 3,
The light irradiation device can individually change a distance from the aperture mask to the post-mask processing condensing lens and a distance from the post-mask processing condensing lens to the fixed base. And
Conditions in which the two distances are set so that the focus of the mask processing light is on the downstream side of the light incident surface of the light irradiation object fixed to the fixed base without changing the ratio of the two distances. A method for adjusting a light irradiation apparatus, comprising: applying the mask processing light to the light irradiation object upstream of the focal point and measuring the dispersion state in the cross-sectional direction.
前記光照射対象物として、前記マスク処理光の照射によって変性又は破壊されるものを使用し、前記マスク処理光を照射した後の前記光照射対象物の変性痕に基づいて、前記横断面方向分散状態を測定することを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus in any one of Claim 4 thru | or 6,
The light irradiation object is one that is denatured or destroyed by irradiation with the mask processing light, and the cross-sectional direction dispersion is based on the modification marks of the light irradiation object after irradiation with the mask processing light. A method for adjusting a light irradiation device, characterized by measuring a state.
前記光照射対象物の光入射面における前記マスク処理光の照射スポット像を撮影手段によって撮影して得られた撮影像に基づいて前記横断面方向分散状態を測定することを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus in any one of Claim 4 thru | or 6,
A light irradiation apparatus for measuring the dispersion state in the cross-sectional direction based on a photographed image obtained by photographing an irradiation spot image of the mask processing light on a light incident surface of the light irradiation object by a photographing means. Adjustment method.
前記マスク処理光を前記焦点よりも上流側で撮影する撮影手段の撮影データに基づいて前記横断面方向分散状態を解析手段で解析することを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus in any one of Claim 1 thru | or 3,
A method of adjusting a light irradiating apparatus, characterized in that the analyzing unit analyzes the cross-sectional direction dispersion state based on imaging data of an imaging unit that images the mask processing light upstream of the focal point.
前記マスク処理光の強度を弱めるフィルタ手段を、前記マスク処理光の光路における前記撮影手段よりも上流側に配設することを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus of Claim 9,
A method for adjusting a light irradiating apparatus, comprising: a filter unit for reducing the intensity of the mask processing light, disposed upstream of the photographing unit in the optical path of the mask processing light.
前記光照射装置は、前記アパーチャーマスクから前記マスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、前記マスク処理後集光レンズから前記固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更可能であって、
前記２つの距離の比を変えることなく前記マスク処理光の焦点を前記固定台に固定される前記光照射対象物の光入射面よりも下流側にするように前記２つの距離をそれぞれ設定した条件下で、前記マスク処理後集光レンズと前記固定台との間に光反射手段を配設し、この光反射手段による反射光を前記撮影手段で撮影させることを特徴とする光照射装置の調整方法。 In the adjustment method of the light irradiation apparatus of Claim 9 or 10,
The light irradiation device can individually change a distance from the aperture mask to the post-mask processing condensing lens and a distance from the post-mask processing condensing lens to the fixed base. And
Conditions in which the two distances are set so that the focus of the mask processing light is on the downstream side of the light incident surface of the light irradiation object fixed to the fixed base without changing the ratio of the two distances. An adjustment of the light irradiation device, wherein a light reflecting means is disposed between the condensing lens after the mask processing and the fixed base, and the reflected light from the light reflecting means is photographed by the photographing means. Method.
前記マスク処理光を前記マスク処理後集光レンズによる焦点よりも上流側で撮影する撮影手段と、前記撮影手段による撮影データに基づいて前記焦点よりも上流側における前記マスク処理光の分割光成分の横断面方向分散状態を解析する解析手段とを備えることを特徴とする光照射装置。 A fixing base for fixing a light irradiation object, a light source that emits light, a lens group that divides the light into a plurality of divided lights by a plurality of lenses arranged on a plane orthogonal to the optical axis from the light source, and the division A divided condensing lens for condensing light, an aperture mask provided with a light passage opening in a light shielding member, and a light incident surface of the aperture mask passing through the divided condensing lens. And a post-mask processing condensing lens that condenses mask processing light obtained by passing a part of the plurality of split light combined through the aperture mask opening, and includes the plurality of split light by the lens group In the light irradiation apparatus for adjusting the light irradiation apparatus that applies the mask processing light to the light irradiation object fixed to the fixed base while condensing by the condensing lens after the mask processing,
An imaging unit that images the mask processing light upstream of the focus by the condensing lens after the mask processing, and a split light component of the mask processing light upstream of the focus based on imaging data by the imaging unit A light irradiation apparatus comprising: an analysis unit that analyzes a dispersion state in a cross-sectional direction.
前記マスク処理光の強度を、前記マスク処理光の光路における前記撮影手段よりも上流側で弱めるフィルタ手段が設けられていることを特徴とする光照射装置。 In the light irradiation apparatus of Claim 12,
A light irradiating apparatus comprising: a filter unit that weakens the intensity of the mask processing light upstream of the imaging unit in the optical path of the mask processing light.
前記アパーチャーマスクから前記マスク処理後集光レンズに至るまでの距離と、前記マスク処理後集光レンズから前記固定台に至るまでの距離とをそれぞれ個別的に変更する距離変更手段と、前記マスク処理後集光レンズと前記固定台との間で前記マスク処理光を前記撮影手段に向けて反射させる光反射手段と、この光反射手段を前記マスク処理光の光路に進入させ、前記光路から退避させるように移動させる移動手段とを設けたことを特徴とする光照射装置。 The light irradiation apparatus according to claim 12 or 13,
Distance changing means for individually changing a distance from the aperture mask to the post-mask processing condensing lens and a distance from the post-mask processing condensing lens to the fixed base; and the mask processing A light reflecting means for reflecting the mask processing light toward the photographing means between a rear condenser lens and the fixed base, and this light reflecting means enters the optical path of the mask processing light and retracts from the optical path. A light irradiation apparatus comprising a moving means for moving the light.
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