JP7348647B2 - Laser irradiation device - Google Patents
Laser irradiation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7348647B2 JP7348647B2 JP2019230844A JP2019230844A JP7348647B2 JP 7348647 B2 JP7348647 B2 JP 7348647B2 JP 2019230844 A JP2019230844 A JP 2019230844A JP 2019230844 A JP2019230844 A JP 2019230844A JP 7348647 B2 JP7348647 B2 JP 7348647B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- lens
- laser
- laser beam
- slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 65
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 8
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 5
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
本発明は、レーザ照射装置に関する。 The present invention relates to a laser irradiation device.
特許文献1には、相互に平行な2つの辺を有する貫通孔を有するマスクでレーザビームの断面を整形し、反射ミラーでビームを反射し、ガルバノスキャナでビームを2次元方向に走査し、fθレンズで貫通孔の像を加工対象物の表面上に結像させて、加工対象物の一部を除去する加工を行うレーザ加工装置が開示されている。
In
しかしながら、引用文献1に記載の発明では、矩形の像(ビームスポット)を加工対象物上に結像させるが、ビームスポットの大きさを小さくすることは考慮されていない。すなわち、引用文献1に記載の発明では、任意の形状の微小な像を結像させることはできない。
However, in the invention described in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レーザ光を走査しつつ、精緻な像を結像させることができるレーザ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 circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser irradiation device that can form a precise image while scanning with laser light.
上記課題を解決するために、本発明に係るレーザ照射装置は、例えば、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光の一部を通過させるスリットが形成されたマスクと、前記スリットを通過したレーザ光が通過するスキャン光学系と、前記スキャン光学系を通過したスリット像を縮小して加工面に投影する縮小光学系と、を備え、前記スキャン光学系は、前記スリットを通過したレーザ光を平行光にする第1光学部材と、前記第1光学部材を通過したレーザ光を反射するスキャンミラーであって、回動可能に設けられたスキャンミラーと、前記スキャンミラーで反射されたレーザ光を中間像面に結像させる第2光学部材と、を有し、前記縮小光学系は、前記中間像面に結像した前記スリット像を縮小する第3光学部材と、前記第3光学部材の焦点位置に開口位置がくるように設けられた対物レンズと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a laser irradiation device according to the present invention includes, for example, a light source that emits laser light, a mask in which a slit is formed that allows a part of the laser light emitted from the light source to pass, and A scanning optical system through which the laser beam that has passed through the slit passes; and a reduction optical system that reduces the slit image that has passed through the scanning optical system and projects it onto a processing surface, the scanning optical system passing through the slit. a first optical member that converts the laser light into parallel light; a scan mirror that reflects the laser light that has passed through the first optical member, the scan mirror being rotatably provided; a second optical member that focuses the laser beam on an intermediate image plane; the reduction optical system includes a third optical member that reduces the slit image formed on the intermediate image plane; It is characterized by having an objective lens provided so that the aperture position is located at the focal point position of the optical member.
本発明に係るレーザ照射装置によれば、レーザ光の強度分布を均一化してスリットで成形し、スリットを通過したレーザ光を第1光学部材で平行光にし、第2光学部材でレーザ光を中間像面に結像させるとともに、スキャンミラーにより中間像面上でレーザ光を走査する。また、縮小光学系は、中間像面に結像したスリット像を縮小して加工対象物の加工面に結像させる。このような構成とすることで、レーザ光を走査しつつ、精緻な像を結像させることができる。 According to the laser irradiation device according to the present invention, the intensity distribution of the laser beam is made uniform and the laser beam is shaped by the slit, the laser beam that has passed through the slit is made into parallel light by the first optical member, and the laser beam is intermediated by the second optical member. An image is formed on the image plane, and the laser beam is scanned on the intermediate image plane by a scan mirror. Further, the reduction optical system reduces the slit image formed on the intermediate image plane and forms the image on the processing surface of the workpiece. With such a configuration, a precise image can be formed while scanning with laser light.
ここで、前記第2光学部材は、fθレンズであってもよい。これにより、第3光学部材と対物レンズとの距離を常に一定にすることができる。 Here, the second optical member may be an fθ lens. Thereby, the distance between the third optical member and the objective lens can always be kept constant.
ここで、前記第2光学部材は、テレセントリック型のfθレンズであってもよい。これにより、レーザ光が対物レンズに全て入射するため、レーザ光を広範囲に走査してもエネルギーの損失が発生しない。 Here, the second optical member may be a telecentric fθ lens. As a result, all of the laser light is incident on the objective lens, so no energy loss occurs even if the laser light is scanned over a wide range.
ここで、前記スキャンミラーは、第1ミラー及び第2ミラーを有し、前記第1ミラーの反射面である第1反射面と、前記第2ミラーの反射面である第2反射面とは、異なる方向を向いており、前記第1反射面の回動中心と、前記第2反射面の回動中心とは、ねじれの位置にあってもよい。これにより、簡単な構成でレーザ光を二次元走査することができる。 Here, the scan mirror has a first mirror and a second mirror, and the first reflective surface that is the reflective surface of the first mirror and the second reflective surface that is the reflective surface of the second mirror are: The first reflective surface may face different directions, and the center of rotation of the first reflective surface and the center of rotation of the second reflective surface may be in twisted positions. This allows two-dimensional scanning with laser light with a simple configuration.
本発明によれば、レーザ光を走査しつつ、精緻な像を結像させることができる。 According to the present invention, a precise image can be formed while scanning with laser light.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明のレーザ照射装置は、xy方向にレーザ光を走査して加工対象物に加工を行うものである。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The laser irradiation device of the present invention processes a workpiece by scanning a laser beam in the x and y directions.
図1は、本発明のレーザ照射装置1の概略を示す図である。レーザ照射装置1は、主として、光源10と、ホモジナイザ11と、マスク12と、スキャン光学系13と、縮小光学系14と、を有し、加工対象物100にレーザ光を照射する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a
ここで、加工対象物100について説明する。図4は、加工対象物100の概略を模式的に示す図であり、(A)は側面図、(B)は平面図である。加工対象物100は、サファイア基板101上にLEDチップ102が形成されたものである。レーザ照射装置1は、サファイア基板101とLEDチップ102との界面にレーザを照射して、LEDチップ102をサファイア基板101から剥離する。LEDチップ102の大きさは、幅d1が略30~70μm、高さd2が略10~30μmである。
Here, the
LEDチップ102を外して基板(図示省略)に実装することで表示装置を製造するため、所望のLEDチップ102のみをサファイア基板101から剥離しなければならない。例えば、サファイア基板101にLEDチップ102のRGBが順に並んでいるときに、まず基板にRの画素のみを実装し、次にGの画素を実装し、最後にBの画素を実装することで表示装置を製造する場合がある。このような場合には、3個おきにLEDチップ102をサファイア基板101から剥離しなければならない。
Since a display device is manufactured by removing the
図4では、まずLEDチップ102aにレーザ光Lを照射し、次に3個離れた位置に配置されたLEDチップ102bにレーザ光Lを照射する例を示している。
FIG. 4 shows an example in which the
所望のLEDチップ102のみ剥離するため、レーザ照射装置1が照射するレーザ光Lは、LEDチップ102の形状に略一致している必要がある。また、隣接するLEDチップ102にレーザ光Lを照射しないようにするため、数10μmオーダーの精度でレーザ光Lを照射する必要がある。さらに、生産効率を高くするため、レーザ光の照射位置を素早く変更する必要がある。
In order to peel off only the desired
図1の説明に戻る。光源10は、例えば固体レーザ発振器であり、パルス状のレーザ光を出射する。
Returning to the explanation of FIG. The
ホモジナイザ11は、光源10から照射されたレーザ光の強度分布を均一化する光学系である。光源10から照射される光は、一般的に不均一な強度分布を有する(例えば、ガウシアンビーム)ため、ホモジナイザ11によりレーザ光の強度分布を均一にし、LEDチップ102に均一な強度のレーザ光を照射し、1個のLEDチップ102を確実にサファイア基板101から剥離する。
The
マスク12は、ホモジナイザ11を通過したレーザ光の一部を通過させるスリット12aが形成された略板状の部材である。スリット12aの形状は、加工対象物100に照射するレーザ光の形状、ここではLEDチップ102の形状と相似である。縮小光学系14にて縮小するため、スリット12aの大きさは、加工対象物100に照射するレーザ光の形状より大きく、本実施の形態では略20倍である。
The
スキャン光学系13は、スリット12aを通過したレーザ光が通過するものであり、スリット12aで形成された照射パターンを中間像面20に結像させる。スキャン光学系13は、主として、第1レンズ15と、スキャンミラー16と、第2レンズ17とを有する。
The scanning
第1レンズ15は、例えばチューブレンズであり、スリット12aを通過したレーザ光を平行光にする。
The
スキャンミラー16は、第1レンズ15を通過したレーザ光を反射するものであり、第1ミラー16a及び第2ミラー16bを有する。第1ミラー16a及び第2ミラー16bは、それぞれ、レーザ光が反射する反射面16c、16dを有する。反射面16cと反射面16dとは、異なる方向を向いている。
The
第1ミラー16a及び第2ミラー16bは、それぞれ、反射面16c、16dの向きが変えられるように回動可能に設けられている。反射面16cの回動中心16eは、第1ミラー16aの短辺に沿った線であり、第1ミラー16aの長手方向の略中央に配置されている。また、反射面16dの回動中心16fは、第2ミラー16bの短辺に沿った線であり、第2ミラー16bの長手方向の略中央に配置されている。回動中心16eと、回動中心16fの回動中心とは、ねじれの位置にある。
The
第1ミラー16aを回動中心16eを中心に回動させることで、反射面16cで反射したレーザ光は、第2ミラー16b上で線に沿って移動し、第2ミラー16bが固定されている場合には、反射面16dで反射したレーザ光は、第2レンズ17上(すなわち、中間像面20上)で線に沿って移動する。また、第2ミラー16bを回動中心16fを中心に回動させることで、反射面16dのある一点に入射したレーザ光は、第2レンズ17上(すなわち、中間像面20上)で線に沿って移動する。そして、第1ミラー16aを回動させたときのレーザ光の走査方向と、第2ミラー16bを回動させたときのレーザ光の走査方向とは略直交する。これにより、スキャンミラー16は、スリット12aで形成された照射パターンを中間像面20上で二次元走査することができる。また、スキャンミラー16を2枚構成とすることで、簡単な構成でレーザ光を二次元走査することができる。
By rotating the
第2レンズ17は、スキャンミラー16で反射されたレーザ光を、中間像面20に結像させるレンズである。本実施の形態では、スキャンミラー16で反射されたレーザ光が角度θで入射したときに、像高Yと入射角度との間に比例関係(Y=f・θ)が成立するfθレンズを第2レンズ17として用いる。特に、本実施の形態では、出力光線が光軸と平行な点に結像するテレセントリック型のfθレンズを第2レンズ17として用いる。第2レンズ17を通過したレーザ光は、中間像面20で結像し、縮小光学系14に入射する。
The
図2は、レーザ照射装置1の光路図である。図2では、主光線、上光線、下光線を図示している。図2の実線は、主光線が光軸上にある場合であり、図2の点線は、主光線が光軸上からずれた(スキャンミラー16でレーザ光が振れた)場合である。
FIG. 2 is an optical path diagram of the
スリット12aを通過した光は、広がりながら第1レンズ15に入射し、第1レンズ15でレーザ光が平行光に変換され、スキャンミラー16でレーザ光が反射される。スキャンミラー16において光軸の向きが変えられない(レーザ光が振られない)場合には、図2の実線で示すように、主光線の向きは変わらず、光軸上にある。それに対し、スキャンミラー16において光軸の向きが変えられた(レーザ光が振られた)場合には、図2の点線で示すように、主光線の向きが変わり、レーザ光が第2レンズ17に斜めに入射する。
The light passing through the
第2レンズ17に斜めに入射したレーザ光の主光線の向きは、斜めに入射しなかったレーザ光の主光線の向きと略平行になる。すなわち、第2レンズ17は、スキャンミラー16によりレーザ光の角度が変化したとしても、中間像面20上の主光線の角度を平行にする。また、第2レンズ17と縮小光学系14との間はテレセントリックであるため、第2レンズ17におけるレーザ光の主光線の振れ(第2レンズ17の中心と、レーザ光の主光線との位置ずれ)と、中間像面20におけるレーザ光の主光線の振れ(中間像面20の中心と、レーザ光の主光線との位置ずれ)とは略一致する。
The direction of the principal ray of the laser beam that is obliquely incident on the
図1の説明に戻る。縮小光学系14は、スキャン光学系を通過した光を縮小するものであり、主として、第3レンズ18と、対物レンズ19とを有する。本実施の形態では、縮小光学系14は、中間像面20の照射パターンを略1/20倍に縮小して、加工対象物100の加工面に投影する。
Returning to the explanation of FIG. The reduction
第3レンズ18は、第2レンズ17を通過し、中間像面20で結像したスリット像が入射するレンズであり、例えばチューブレンズである。中間像面20と第3レンズ18との距離は、第3レンズ18の焦点距離と略一致する。第3レンズ18は、中間像面20の照射パターンを略1/20倍に縮小して、対物レンズ19に入射させる。
The
対物レンズ19は、第3レンズ18で縮小された中間像面20の照射パターンを加工対象物100の加工面に結像させる。対物レンズ19は、第3レンズ18の焦点位置に対物レンズ19の開口位置がくるように設けられている。本実施の形態では、第2レンズ17がfθレンズであり、第2レンズ17と第3レンズ18との間がテレセントリックであるため、第3レンズ18と対物レンズ19との距離が常に一定である。
The
図2に示すように、主光線の交差点を対物レンズ19の瞳位置とすることで、エネルギーの損失を無くすことができる。
As shown in FIG. 2, energy loss can be eliminated by setting the intersection of the principal rays at the pupil position of the
図3は、スキャンミラー16でレーザ光を振った場合の光路を模式的に示す図であり、(A)は(B)、(C)、(D)に示すすべての光線を重ねた状態を示し、(B)はスキャンミラー16における反射前後の主光線のなす角度が鈍角である場合を示し、(C)は主光線が光軸上にある(スキャンミラー16における反射前後の主光線のなす角度が直角である)場合を示し、(D)はスキャンミラー16における反射前後の主光線のなす角度が鋭角である場合を示す。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the optical path when the laser beam is swung by the
主光線が光軸上にある場合も主光線が光軸上に無い場合も、主光線、上光線及び下光線は、対物レンズ19上の同じ位置に入射する。したがって、対物レンズ19の開口部においてエネルギーロスは発生しない。
The principal ray, the upper ray, and the lower ray are incident on the same position on the
本実施の形態によれば、スキャン光学系13でスリット像を中間像面20に結像し、それを縮小光学系14で縮小するため、レーザ光を走査しつつ、精緻な像を結像させることができる。
According to this embodiment, a slit image is formed on the
また、本実施の形態によれば、テレセントリック型のfθレンズでスリット像を中間像面20に結像し、それを縮小光学系14で縮小するため、スキャンミラー16により中間像面20上でレーザ光を振っても、レーザ光が対物レンズ19の瞳上の同じ位置に入射する。したがって、レーザエネルギーの損失を無くすことができる。
Further, according to the present embodiment, a slit image is formed on the
図5は、従来のレーザ照射装置110の概略を示す図である。レーザ照射装置110は、主として、光源10と、ホモジナイザ11と、マスク12と、結像レンズ21と、スキャンミラー16と、対物レンズ22(ここでは、fθレンズ)とを有する。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a conventional
レーザ照射装置110では、スキャンミラー16を中心にしてスキャン時のレーザ光の光線の角度が変わるため、対物レンズ22の開口部においてレーザ光の一部が対物レンズ22の開口部から外れるおそれがある。
In the
図6は、レーザ照射装置110において、スキャンミラー16でレーザ光を振った場合の光路を模式的に示す図であり、(A)は(B)、(C)、(D)に示すすべての光線を重ねた状態を示し、(B)はスキャンミラー16における反射前後の主光線のなす角度が鋭角である場合を示し、(C)は主光線が光軸上にある(スキャンミラー16における反射前後の主光線のなす角度が直角である)場合を示し、(D)はスキャンミラー16における反射前後の主光線のなす角度が鈍角である場合を示す。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the optical path when the laser beam is swung by the
主光線が光軸上にある場合は、図6(C)に示すように、対物レンズ22に全ての光線が入射するためエネルギー損失は発生しないが、主光線が光軸上にない場合は、図6(B)、(D)に示すように、一部の光線が対物レンズ19から外れてしまう。
When the principal ray is on the optical axis, no energy loss occurs because all the rays enter the
例えば、倍率20倍、N/Aが0.36、実視野がφ1.2mm、開口径がφ7.7mmの対物レンズを用いるとする。スキャン位置を±0.6mmとすると、対物レンズ22への主光線の入射角は±3.43°となる。スキャンミラー16の位置が対物レンズ22の開口部から50mm離れているとすると、対物レンズ22の開口部における主光線の位置ずれは±3mmになる。
For example, assume that an objective lens with a magnification of 20 times, an N/A of 0.36, an actual field of view of 1.2 mm, and an aperture diameter of 7.7 mm is used. If the scan position is ±0.6 mm, the angle of incidence of the chief ray on the
つまり、対物レンズの開口径φ7.7mmに対し、主光線が±3mmもずれてしまう。したがって、図6(B)、(D)に示すようにレーザ光が振られた場合には、レーザ光の一部が対物レンズに入射せず、エネルギーの損失が発生してしまう。 In other words, the principal ray deviates by ±3 mm with respect to the aperture diameter of the objective lens of φ7.7 mm. Therefore, when the laser beam is deflected as shown in FIGS. 6(B) and (D), a portion of the laser beam does not enter the objective lens, resulting in energy loss.
それに対し、本実施の形態では、スキャンミラー16でレーザ光を振っても、レーザ光が対物レンズ19の瞳上の同じ位置に入射するため、エネルギーの損失が発生しない。
In contrast, in this embodiment, even if the laser beam is swung by the
また、本実施の形態では、ホモジナイザ11でレーザ光の強度分布を均一化し、スリット12aでビームを整形しているため、LEDチップ102全体に均一な強度のレーザ光を照射することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
なお、本実施の形態では、第2レンズ17がfθレンズであり、第2レンズ17と第3レンズ18との間がテレセントリックであったが、第2レンズ17はfθレンズに限られない。ただし、第2レンズ17と第3レンズ18との間がテレセントリックにならないレンズを第2レンズ17として用いる場合には、第3レンズ18の焦点距離の変化に応じて第3レンズ18と対物レンズ19との距離を動かす必要がある。
Note that in this embodiment, the
また、本実施の形態では、スキャンミラー16が2枚のミラー(第1ミラー16a及び第2ミラー16b)を有したが、スキャンミラー16の構成はこれに限られない。例えば、スキャンミラーが有するミラーは1枚でもよい。その1枚のミラーが、1方向に回動可能である場合には1次元の走査が可能であり、2方向に回動可能である場合には2次元の走査が可能である。ただし、1枚のミラーでレーザ光を二次元走査しようとすると構成が複雑になるため、2枚のミラーで2次元走査することが望ましい。
Further, in this embodiment, the
また、本実施の形態では、光源10から出射されたレーザ光の強度分布がホモジナイザ11で均一化され、ホモジナイザ11を通過したレーザ光の一部がスリット12aを通過したが、ホモジナイザ11は必須ではない。例えば、光源10から出射されたレーザ光(ガウシアンビーム)のうちの強度の強い部分のみを使用する(スリット12aを通過させる)場合も、ある程度均一な照射が可能となる。ただし、エネルギー損失の発生を減らすためには、ホモジナイザ11で強度分布が均一化されたレーザ光を用いることが望ましい。
Further, in this embodiment, the intensity distribution of the laser light emitted from the
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiment of this invention has been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes, etc. within the scope of the gist of this invention are also included. .
例えば、本発明のレーザ照射装置は、xy方向にレーザ光を走査して加工対象物に加工を行う様々な装置、例えば、レーザアニール装置に用いることができる。すなわち、本発明は、スキャンミラーを用いて素早くレーザ光を2次元方向に走査することが要求される様々な装置に適用することができる。 For example, the laser irradiation device of the present invention can be used in various devices, such as laser annealing devices, that process a workpiece by scanning laser light in the x and y directions. That is, the present invention can be applied to various devices that require a scanning mirror to quickly scan a laser beam in two-dimensional directions.
また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略平行とは、厳密に平行の場合には限られない。また、例えば、略矩形形状とは、厳密に矩形形状の場合には限られない。また、例えば、単に平行、直交、同一等と表現する場合において、厳密に平行、直交、同一等の場合のみでなく、略平行、略直交、略同一等の場合を含むものとする。 Furthermore, in the present invention, "substantially" is a concept that includes not only strictly the same case but also errors and deformations to the extent that the sameness is not lost. For example, "substantially parallel" is not limited to strictly parallel. Further, for example, a substantially rectangular shape is not limited to a strictly rectangular shape. Furthermore, for example, when simply expressing parallel, perpendicular, identical, etc., it includes not only cases of strictly parallel, orthogonal, identical, etc., but also cases of substantially parallel, substantially orthogonal, substantially identical, etc.
1 :レーザ照射装置
10 :光源
11 :ホモジナイザ
12 :マスク
12a :スリット
13 :スキャン光学系
14 :縮小光学系
15 :第1レンズ
16 :スキャンミラー
16a :第1ミラー
16b :第2ミラー
16c、16d:反射面
16e、16f:回動中心
17 :第2レンズ
18 :第3レンズ
19 :対物レンズ
20 :中間像面
21 :結像レンズ
22 :対物レンズ
100 :加工対象物
101 :サファイア基板
102、102a、102b:LEDチップ
110 :レーザ照射装置
1: Laser irradiation device 10: Light source 11: Homogenizer 12:
Claims (4)
前記光源から出射されたレーザ光の一部を通過させるスリットが形成されたマスクと、
前記スリットを通過したレーザ光が通過するスキャン光学系と、
前記スキャン光学系を通過したスリット像を縮小して加工面に投影する縮小光学系と、
を備え、
前記スキャン光学系は、前記スリットを通過したレーザ光を平行光にする第1光学部材と、前記第1光学部材を通過したレーザ光を反射するスキャンミラーであって、回動可能に設けられたスキャンミラーと、前記スキャンミラーで反射されたレーザ光を中間像面に結像させる第2光学部材と、を有し、
前記縮小光学系は、前記中間像面に結像した前記スリット像を縮小する第3光学部材と、前記第3光学部材の焦点位置に開口位置がくるように設けられた対物レンズと、を有する
ことを特徴とするレーザ照射装置。 a light source that emits laser light;
a mask in which a slit is formed through which a portion of the laser light emitted from the light source passes;
a scanning optical system through which the laser beam that has passed through the slit passes;
a reduction optical system that reduces the slit image that has passed through the scanning optical system and projects it onto the processing surface;
Equipped with
The scan optical system includes a first optical member that converts the laser light that has passed through the slit into parallel light, and a scan mirror that reflects the laser light that has passed through the first optical member, and is rotatably provided. comprising a scan mirror and a second optical member that images the laser beam reflected by the scan mirror on an intermediate image plane,
The reduction optical system includes a third optical member that reduces the slit image formed on the intermediate image plane, and an objective lens provided such that an aperture position is located at a focal position of the third optical member. A laser irradiation device characterized by:
前記第1ミラーの反射面である第1反射面と、前記第2ミラーの反射面である第2反射面とは、異なる方向を向いており、
前記第1反射面の回動中心と、前記第2反射面の回動中心とは、ねじれの位置にある
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のレーザ照射装置。 The scan mirror has a first mirror and a second mirror,
A first reflective surface that is a reflective surface of the first mirror and a second reflective surface that is a reflective surface of the second mirror face different directions,
The laser irradiation device according to any one of claims 1 to 3, wherein a center of rotation of the first reflective surface and a center of rotation of the second reflective surface are at twisted positions.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019230844A JP7348647B2 (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | Laser irradiation device |
TW109140942A TW202124075A (en) | 2019-12-20 | 2020-11-23 | Laser irradiation device |
PCT/JP2020/046595 WO2021125141A1 (en) | 2019-12-20 | 2020-12-14 | Laser irradiation device |
CN202080081247.4A CN114730075A (en) | 2019-12-20 | 2020-12-14 | Laser irradiation device |
KR1020227017054A KR20220110484A (en) | 2019-12-20 | 2020-12-14 | laser irradiation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019230844A JP7348647B2 (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | Laser irradiation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021099419A JP2021099419A (en) | 2021-07-01 |
JP7348647B2 true JP7348647B2 (en) | 2023-09-21 |
Family
ID=76477535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019230844A Active JP7348647B2 (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | Laser irradiation device |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7348647B2 (en) |
KR (1) | KR20220110484A (en) |
CN (1) | CN114730075A (en) |
TW (1) | TW202124075A (en) |
WO (1) | WO2021125141A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4176925A (en) | 1978-06-07 | 1979-12-04 | Gte Laboratories Incorporated | Laser scanner for photolithography of slotted mask color cathode ray tubes |
US20120267345A1 (en) | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Rolls-Royce Plc | Method of manufacturing a component |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05237676A (en) * | 1992-02-27 | 1993-09-17 | Nippon Denki Laser Kiki Eng Kk | Laser beam machine |
JP2004098120A (en) | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Method and device of laser beam machining |
-
2019
- 2019-12-20 JP JP2019230844A patent/JP7348647B2/en active Active
-
2020
- 2020-11-23 TW TW109140942A patent/TW202124075A/en unknown
- 2020-12-14 WO PCT/JP2020/046595 patent/WO2021125141A1/en active Application Filing
- 2020-12-14 KR KR1020227017054A patent/KR20220110484A/en unknown
- 2020-12-14 CN CN202080081247.4A patent/CN114730075A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4176925A (en) | 1978-06-07 | 1979-12-04 | Gte Laboratories Incorporated | Laser scanner for photolithography of slotted mask color cathode ray tubes |
US20120267345A1 (en) | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Rolls-Royce Plc | Method of manufacturing a component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021125141A1 (en) | 2021-06-24 |
JP2021099419A (en) | 2021-07-01 |
TW202124075A (en) | 2021-07-01 |
KR20220110484A (en) | 2022-08-08 |
CN114730075A (en) | 2022-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6322958B1 (en) | Laser marking method and apparatus, and marked member | |
US20210325639A1 (en) | Laser processing apparatus | |
WO2018047823A1 (en) | Laser machining device | |
JP2009082958A (en) | Laser beam machining apparatus and axicon lens | |
US8094350B2 (en) | Laser processing apparatus | |
JP2019512397A5 (en) | ||
KR20200037904A (en) | Laser processing apparatus | |
KR101290519B1 (en) | Laser processing apparatus | |
JP7348647B2 (en) | Laser irradiation device | |
US11333897B2 (en) | Apparatus for forming a homogeneous intensity distribution with bright or dark edges | |
CN111266725B (en) | Laser processing device | |
JP2008244361A (en) | Laser beam machining method for printed circuit board | |
JP2008145605A (en) | Laser irradiation device and processing method | |
JP2020062658A (en) | Laser processing device and laser processing method | |
JP4925101B2 (en) | Beam irradiation method and beam irradiation apparatus | |
JP3642774B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
KR101928264B1 (en) | Laser beam shaping apparatus | |
JP4818958B2 (en) | Beam irradiation apparatus and beam irradiation method | |
WO2024018785A1 (en) | Beam adjusting device and laser annealing device | |
JP2006339266A (en) | Laser beam machining method | |
JP2020062657A (en) | Laser processing device and laser processing method | |
KR20180014556A (en) | Laser processing apparatus, laser processing method using the same and laser radiation unit | |
JP7197002B2 (en) | Groove processing device and groove processing method | |
JP2740021B2 (en) | Laser scanning device | |
US20160158887A1 (en) | Device for machining material using a laser beam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230901 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7348647 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |