JPH0534927A - レーザマーカ - Google Patents
レーザマーカInfo
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- JPH0534927A JPH0534927A JP3192861A JP19286191A JPH0534927A JP H0534927 A JPH0534927 A JP H0534927A JP 3192861 A JP3192861 A JP 3192861A JP 19286191 A JP19286191 A JP 19286191A JP H0534927 A JPH0534927 A JP H0534927A
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- wavelength
- laser
- light
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3534—Three-wave interaction, e.g. sum-difference frequency generation
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
- G02F1/3507—Arrangements comprising two or more nonlinear optical devices
-
- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/354—Third or higher harmonic generation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザ光をパターン形成用の液晶マスクに通
し、液晶マスク上のパターンを被加工物体表面上に転写
させる際、フォトレジストなど紫外光のみに感光する物
質にもマーキングできるレーザマーカを提供する。 【構成】レーザマーカ１１では、ＹＡＧレーザ発振器１
から発振する基本波を、非線形光学素子３ａに通して、
第二高調波を発生させ、これと残留基本波とを、液晶複
合体から成る液晶マスク５に通してから、第二の非線形
光学素子３ｂ中に集光させて、発生する紫外光である第
三高調波により、液晶マスク５のパターンを、フォトレ
ジスト板６に転写させる。
し、液晶マスク上のパターンを被加工物体表面上に転写
させる際、フォトレジストなど紫外光のみに感光する物
質にもマーキングできるレーザマーカを提供する。 【構成】レーザマーカ１１では、ＹＡＧレーザ発振器１
から発振する基本波を、非線形光学素子３ａに通して、
第二高調波を発生させ、これと残留基本波とを、液晶複
合体から成る液晶マスク５に通してから、第二の非線形
光学素子３ｂ中に集光させて、発生する紫外光である第
三高調波により、液晶マスク５のパターンを、フォトレ
ジスト板６に転写させる。
Description
【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を用いたマーキ
ング装置に係り、特に、被加工物表面が紫外光のみに感
光する場合にも対応できるレーザマーカに関する。
ング装置に係り、特に、被加工物表面が紫外光のみに感
光する場合にも対応できるレーザマーカに関する。
【従来の技術】一般に、レーザ光を用いたマーキング装
置では、コンパクトで取扱い易い固体レーザであるＹＡ
Ｇレーザが広く利用されている。このＹＡＧレーザから
発振するレーザ光は、通常、波長１.０６４μｍ の赤外
光であり、被加工物であるＩＣ部品などに対して照射さ
れたこの赤外光の熱的作用を利用し、被加工物表面を炭
化させることで、文字などがマーキングされる。これに
対して、例えば、フォトレジストなど紫外光（波長約
０.４μｍ 以下）のみに感光する物質にもマーキングで
きるようにする場合、ＹＡＧレーザをそのまま利用する
ならば、非線形光学素子を利用して、以下のように発振
する赤外光を波長変換させると、紫外光を発生させるこ
とができる。それには先ず発振する波長１.０６４μｍ
のレーザ光（これは基本波と呼ばれる。）を非線形光学
素子に通して、波長０.５３２μｍ のレーザ光（これは
第二高調波と呼ばれる）を発生させ、これを第二の非線
形光学素子に通すと波長０.２６６μｍ のレーザ光（こ
れは第四高調波と呼ばれる。）が発生し、これは紫外光
となる。また別の方法で紫外光を発生させるには、基本
波を非線形光学素子に通して第二高調波を発生させ、こ
の第二高調波と、波長変換されずに残った残留基本波と
を、第二の非線形光学素子に通して、和周波数を発生さ
せる。その結果、波長０.３５５μｍ のレーザ光（これ
は第三高調波と呼ばれる。）が発生する。
置では、コンパクトで取扱い易い固体レーザであるＹＡ
Ｇレーザが広く利用されている。このＹＡＧレーザから
発振するレーザ光は、通常、波長１.０６４μｍ の赤外
光であり、被加工物であるＩＣ部品などに対して照射さ
れたこの赤外光の熱的作用を利用し、被加工物表面を炭
化させることで、文字などがマーキングされる。これに
対して、例えば、フォトレジストなど紫外光（波長約
０.４μｍ 以下）のみに感光する物質にもマーキングで
きるようにする場合、ＹＡＧレーザをそのまま利用する
ならば、非線形光学素子を利用して、以下のように発振
する赤外光を波長変換させると、紫外光を発生させるこ
とができる。それには先ず発振する波長１.０６４μｍ
のレーザ光（これは基本波と呼ばれる。）を非線形光学
素子に通して、波長０.５３２μｍ のレーザ光（これは
第二高調波と呼ばれる）を発生させ、これを第二の非線
形光学素子に通すと波長０.２６６μｍ のレーザ光（こ
れは第四高調波と呼ばれる。）が発生し、これは紫外光
となる。また別の方法で紫外光を発生させるには、基本
波を非線形光学素子に通して第二高調波を発生させ、こ
の第二高調波と、波長変換されずに残った残留基本波と
を、第二の非線形光学素子に通して、和周波数を発生さ
せる。その結果、波長０.３５５μｍ のレーザ光（これ
は第三高調波と呼ばれる。）が発生する。
【発明が解決しようとする課題】ところが上記のように
紫外光を発生させてこれをパターン形成用の液晶マスク
に通すと、液晶マスクの液晶は有機物からなるため、紫
外光によって劣化することがある。つまり、紫外光は光
子のエネルギが高いため、有機物を構成する炭素や水素
などの結合エネルギよりも高くなることがあり、それら
の結合が解離してしまうことがある。その結果、液晶が
材質的に劣化することがあった。従って基本波のレーザ
光を液晶マスクに通し、出射するレーザ光を上記の二通
りの方法により、紫外光に波長変換させるか、あるいは
上記の二通りの方法の内、第四高調波を発生させる方法
の場合は、基本波から第二高調波に波長変換させたもの
を液晶マスクに通し、ここから出射したレーザ光を第二
の非線形光学素子に通すことで第四高調波を発生させる
ことが考えられる。尚、以上のような液晶マスク型レー
ザマーカシステムに関して、例えば、特願平2−56374号
明細書において説明されている。ところが第四高調波を
発生させる方法では、基本波を第二高調波に波長変換さ
せる必要はあっても、波長変換されずに残った残留基本
波（一般に第二高調波に波長変換されるパワーの割合は
高くとも３０％から４０％程度であり、残りは基本波の
ままであり、これは残留基本波と呼ばれる。）は利用さ
れない。そのため第四高調波への波長変換効率は、さら
にその３０％程度となり、基本波のおよそ１０％程度し
かない。また、第四高調波を発生させる方法の別の問題
点を以下に説明する。残留基本波が多く存在し、フォト
レジストなどの被加工物表面に到達してしまうと、これ
は赤外光であるため、熱的作用により被加工物表面を炭
化させてしまうことがあった。とくにフォトレジストは
熱に弱いため、この点が問題になっていた。本発明の目
的は、レーザ光をパターン形成用の液晶マスクに通し、
液晶マスク上のパターンを被加工物体表面上に転写させ
るレーザマーキングにおいて、フォトレジストなど紫外
光のみに感光する物質にもマーキングできるレーザマー
カを提供することにある。
紫外光を発生させてこれをパターン形成用の液晶マスク
に通すと、液晶マスクの液晶は有機物からなるため、紫
外光によって劣化することがある。つまり、紫外光は光
子のエネルギが高いため、有機物を構成する炭素や水素
などの結合エネルギよりも高くなることがあり、それら
の結合が解離してしまうことがある。その結果、液晶が
材質的に劣化することがあった。従って基本波のレーザ
光を液晶マスクに通し、出射するレーザ光を上記の二通
りの方法により、紫外光に波長変換させるか、あるいは
上記の二通りの方法の内、第四高調波を発生させる方法
の場合は、基本波から第二高調波に波長変換させたもの
を液晶マスクに通し、ここから出射したレーザ光を第二
の非線形光学素子に通すことで第四高調波を発生させる
ことが考えられる。尚、以上のような液晶マスク型レー
ザマーカシステムに関して、例えば、特願平2−56374号
明細書において説明されている。ところが第四高調波を
発生させる方法では、基本波を第二高調波に波長変換さ
せる必要はあっても、波長変換されずに残った残留基本
波（一般に第二高調波に波長変換されるパワーの割合は
高くとも３０％から４０％程度であり、残りは基本波の
ままであり、これは残留基本波と呼ばれる。）は利用さ
れない。そのため第四高調波への波長変換効率は、さら
にその３０％程度となり、基本波のおよそ１０％程度し
かない。また、第四高調波を発生させる方法の別の問題
点を以下に説明する。残留基本波が多く存在し、フォト
レジストなどの被加工物表面に到達してしまうと、これ
は赤外光であるため、熱的作用により被加工物表面を炭
化させてしまうことがあった。とくにフォトレジストは
熱に弱いため、この点が問題になっていた。本発明の目
的は、レーザ光をパターン形成用の液晶マスクに通し、
液晶マスク上のパターンを被加工物体表面上に転写させ
るレーザマーキングにおいて、フォトレジストなど紫外
光のみに感光する物質にもマーキングできるレーザマー
カを提供することにある。
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、液晶マスクに入射させるレーザ光が、波長１.
０６４μｍと波長０.５３２μｍとの二つの波長を含
み、前記液晶マスクから出射するレーザ光を、非線形光
学素子に入射させたものである。また、被加工物体表面
上に転写させるパターンのコントラストを高くするため
に、前記液晶マスクとして液晶複合体を用いたものであ
る。
ために、液晶マスクに入射させるレーザ光が、波長１.
０６４μｍと波長０.５３２μｍとの二つの波長を含
み、前記液晶マスクから出射するレーザ光を、非線形光
学素子に入射させたものである。また、被加工物体表面
上に転写させるパターンのコントラストを高くするため
に、前記液晶マスクとして液晶複合体を用いたものであ
る。
【作用】波長１.０６４μｍ のレーザ光は、上述のよう
に、ＹＡＧレーザの基本波に当り、波長０.５３２μｍ
のレーザ光は、ＹＡＧレーザの第二高調波に当り、それ
ぞれ赤外光と可視光である。そのためどちらのレーザ光
を液晶マスクに通しても、液晶マスクは劣化しにくい。
そこでこれら二つの波長を含むレーザ光を液晶マスクに
通してから、非線形光学素子により波長変換させて、第
三高調波を発生させれば、紫外光が得られる。この場合
は、第二高調波を発生させる波長変換時に伴う残留基本
波は、第三高調波の発生に利用されるため、最後まで残
る基本波を十分小さくすることができる。具体的には、
第三高調波を発生させる時に利用される基本波のパワー
分だけ、第四高調波を発生させる場合の残留基本波のパ
ワーよりも、小さくなる。また液晶マスクとして液晶複
合体を用いると、以下に説明する原理より、入射レーザ
光が二つの異なる波長を含んでいても、精度良く動作で
きる。液晶複合体を液晶マスクとして、このマスク上の
パターンを対象物に転写させる場合、マスク上のパター
ンを形成する各画素に入射する光が対象物に到達できる
ようにするオン状態と、各画素に入射する光が対象物に
到達できないようにするオフ状態とを、図４及び図５を
用いて説明する。図４及び図５はそれぞれ液晶複合体に
おけるオフ状態を示す説明図、及び液晶複合体における
オン状態を示す説明図である。図４及び図５に示したよ
うに、液晶複合体２０ａ，２０ｂは、粒子状の液晶２１
が、ポリマー２２の中に閉じ込められている。（尚、図
中に円形で示された部分は全て粒子状の液晶である。）
液晶２１における常光線の屈折率は、異常光線の屈折率
よりも通常１５％程度小さいが、ポリマの屈折率とはほ
ぼ等しい。例えば、常光線の屈折率は約１.５３、異常
光線の屈折率は約１.７５、及びポリマの屈折率は約１.
５２ である。尚、２４と２４′はガラス板である。図
４において、オフ状態では、透明電極２３と２３′との
間には、スイッチ２９がオフ状態であり、電源３０から
の電界が印加されていないため、液晶２１の配列方向は
ランダムである。（尚、図中で液晶２１を表す円形の中
の短い線分はランダムな状態の配列を示したものであ
る。）その結果、入射するレーザ光２８ａの液晶２１に
対する屈折率は、常光線の屈折率と異常光線の屈折率と
の平均値となるが、やはりポリマの屈折率よりは大き
い。それによって、レーザ光２８ａは、液晶２１に入射
する時と液晶２１から出射する時に屈折し、レンズ２５
を通過すると、レーザ光２８ａ′の方向に進み、絞り２
６でカットされ、対象物２７に到達できない。尚、この
絞り２６は、対象物２７に転写される光学系の焦点の位
置に、その穴が位置するように設定される。これに対し
て、図５に示してあるように、オン状態では、透明電極
２３と23′との間には、スイッチ２９がオン状態であ
り、電源３０からの電界が印加されているため、液晶２
１ｂの配列方向が揃い、入射するレーザ光２８ｂの液晶
２１に対する屈折率は常光線の屈折率になる。この時、
常光線の屈折率は異常光線の屈折率とほぼ等しいため、
レーザ光２８ｂは、液晶２１に入射する時と液晶２１か
ら出射する時に、ほとんど屈折しない。その結果、レン
ズ２５により対象物２７に転写させる光学系の焦点を通
るようになり、その焦点に絞り２６の穴が来るように絞
り２６を設置すれば、レーザ光２８ｂ′は対象物２７ま
で到達できる。以上のように、レーザ光を液晶複合体で
屈折させると、オフ状態にできるが、その屈折が生じる
原因は、常光線の屈折率と異常光線の屈折率との平均値
とポリマの屈折率とが異なるからである。これに対し
て、常光線の屈折率，異常光線の屈折率及びポリマの屈
折率はどれも入射する光の波長依存性をもち、それらは
通常波長が短くなると大きくなるが、その単位波長当り
の変化率には大差がない。従って波長が短くなると、常
光線の屈折率と異常光線の屈折率との平均値も、ポリマ
の屈折率も共に小さくなることから、屈折を生じさせる
効果（常光線の屈折率と異常光線の屈折率との平均値
と、ポリマの屈折率との差に依存する。）が無くなるこ
とはない。また、オン状態においては、入射する光の波
長が短くなると、常光線の屈折率もポリマの屈折率も共
に小さくなることから、常光線の屈折率とポリマの屈折
率とは依然等しいままである。そのため入射光の波長に
よらずオン状態を形成させることができる。以上で説明
したように、液晶マスクとして液晶複合体を用いると、
用いられるレーザ光の波長によらずに、マスク上の各画
素ごとのオン状態とオフ状態を制御でき、コントラスト
の高い像を転写することができる。それによってレーザ
光が波長１.０６４μｍと波長０.５３２μｍとの２波長
を含んでいても、オン，オフ状態に関し、これら二波長
では同等に動作する。尚、液晶複合体に関しては、例え
ば、応用物理，第６０巻，第１号，第４５頁から第４８
頁（１９９１年）において説明されている。
に、ＹＡＧレーザの基本波に当り、波長０.５３２μｍ
のレーザ光は、ＹＡＧレーザの第二高調波に当り、それ
ぞれ赤外光と可視光である。そのためどちらのレーザ光
を液晶マスクに通しても、液晶マスクは劣化しにくい。
そこでこれら二つの波長を含むレーザ光を液晶マスクに
通してから、非線形光学素子により波長変換させて、第
三高調波を発生させれば、紫外光が得られる。この場合
は、第二高調波を発生させる波長変換時に伴う残留基本
波は、第三高調波の発生に利用されるため、最後まで残
る基本波を十分小さくすることができる。具体的には、
第三高調波を発生させる時に利用される基本波のパワー
分だけ、第四高調波を発生させる場合の残留基本波のパ
ワーよりも、小さくなる。また液晶マスクとして液晶複
合体を用いると、以下に説明する原理より、入射レーザ
光が二つの異なる波長を含んでいても、精度良く動作で
きる。液晶複合体を液晶マスクとして、このマスク上の
パターンを対象物に転写させる場合、マスク上のパター
ンを形成する各画素に入射する光が対象物に到達できる
ようにするオン状態と、各画素に入射する光が対象物に
到達できないようにするオフ状態とを、図４及び図５を
用いて説明する。図４及び図５はそれぞれ液晶複合体に
おけるオフ状態を示す説明図、及び液晶複合体における
オン状態を示す説明図である。図４及び図５に示したよ
うに、液晶複合体２０ａ，２０ｂは、粒子状の液晶２１
が、ポリマー２２の中に閉じ込められている。（尚、図
中に円形で示された部分は全て粒子状の液晶である。）
液晶２１における常光線の屈折率は、異常光線の屈折率
よりも通常１５％程度小さいが、ポリマの屈折率とはほ
ぼ等しい。例えば、常光線の屈折率は約１.５３、異常
光線の屈折率は約１.７５、及びポリマの屈折率は約１.
５２ である。尚、２４と２４′はガラス板である。図
４において、オフ状態では、透明電極２３と２３′との
間には、スイッチ２９がオフ状態であり、電源３０から
の電界が印加されていないため、液晶２１の配列方向は
ランダムである。（尚、図中で液晶２１を表す円形の中
の短い線分はランダムな状態の配列を示したものであ
る。）その結果、入射するレーザ光２８ａの液晶２１に
対する屈折率は、常光線の屈折率と異常光線の屈折率と
の平均値となるが、やはりポリマの屈折率よりは大き
い。それによって、レーザ光２８ａは、液晶２１に入射
する時と液晶２１から出射する時に屈折し、レンズ２５
を通過すると、レーザ光２８ａ′の方向に進み、絞り２
６でカットされ、対象物２７に到達できない。尚、この
絞り２６は、対象物２７に転写される光学系の焦点の位
置に、その穴が位置するように設定される。これに対し
て、図５に示してあるように、オン状態では、透明電極
２３と23′との間には、スイッチ２９がオン状態であ
り、電源３０からの電界が印加されているため、液晶２
１ｂの配列方向が揃い、入射するレーザ光２８ｂの液晶
２１に対する屈折率は常光線の屈折率になる。この時、
常光線の屈折率は異常光線の屈折率とほぼ等しいため、
レーザ光２８ｂは、液晶２１に入射する時と液晶２１か
ら出射する時に、ほとんど屈折しない。その結果、レン
ズ２５により対象物２７に転写させる光学系の焦点を通
るようになり、その焦点に絞り２６の穴が来るように絞
り２６を設置すれば、レーザ光２８ｂ′は対象物２７ま
で到達できる。以上のように、レーザ光を液晶複合体で
屈折させると、オフ状態にできるが、その屈折が生じる
原因は、常光線の屈折率と異常光線の屈折率との平均値
とポリマの屈折率とが異なるからである。これに対し
て、常光線の屈折率，異常光線の屈折率及びポリマの屈
折率はどれも入射する光の波長依存性をもち、それらは
通常波長が短くなると大きくなるが、その単位波長当り
の変化率には大差がない。従って波長が短くなると、常
光線の屈折率と異常光線の屈折率との平均値も、ポリマ
の屈折率も共に小さくなることから、屈折を生じさせる
効果（常光線の屈折率と異常光線の屈折率との平均値
と、ポリマの屈折率との差に依存する。）が無くなるこ
とはない。また、オン状態においては、入射する光の波
長が短くなると、常光線の屈折率もポリマの屈折率も共
に小さくなることから、常光線の屈折率とポリマの屈折
率とは依然等しいままである。そのため入射光の波長に
よらずオン状態を形成させることができる。以上で説明
したように、液晶マスクとして液晶複合体を用いると、
用いられるレーザ光の波長によらずに、マスク上の各画
素ごとのオン状態とオフ状態を制御でき、コントラスト
の高い像を転写することができる。それによってレーザ
光が波長１.０６４μｍと波長０.５３２μｍとの２波長
を含んでいても、オン，オフ状態に関し、これら二波長
では同等に動作する。尚、液晶複合体に関しては、例え
ば、応用物理，第６０巻，第１号，第４５頁から第４８
頁（１９９１年）において説明されている。
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。本発明の第一実施例を図１を用いて説明する。図１
は、本実施例に係るレーザマーカ１１の構成を説明する
ための構成図である。レーザマーカ１１は、ＹＡＧレー
ザ発振器１，液晶マスク５、及び紫外光を発生させるた
めの二個の非線形光学素子３ａ，３ｂとを含んでいる。
またマーキングさせる被加工物としては、フォトレジス
ト板６を対象としている。以下、動作機構を詳細に説明
する。ＹＡＧレーザ発振器１から取り出される波長１.
０６４μｍ のレーザ光２ａは、レンズ４ａにより、非
線形光学素子３ａ中で集光される。これにより波長０.
５３２μｍ である第二高調波が発生し、レンズ４ｂを
通って、レーザ光２ｂとして取り出される。このレーザ
光２ｂには、第二高調波と、非線形光学素子３ａにおい
て波長変換されなかった波長１.０６４μｍ の残留基本
波が含まれており、それらは波長板８を通過する。これ
により第二高調波の偏光方向が、残留基本波の偏光方向
と一致するように回転する。偏光方向を一致させる理由
は、これら二つの波長を含むレーザ光を液晶板５を利用
してパターン像を形成させるためと、和周波数を発生で
きるようにするためである。つまり、液晶板５を通過し
たレーザ光２ｃにおいて、液晶板５上におけるパターン
転写させるべき画素を通過する光の偏光方向は変化しな
いが、パターン転写させない画素を通過する光は、その
偏光方向がほぼ９０度回転するようになる。その結果、
レーザ光２ｃの中で、液晶板５上におけるパターン転写
させるべき画素を通過してきた光のみが、偏光ビームス
プリッタ９を透過でき、パターン転写させない画素を通
過してきた光は、偏光ビームスプリッタ９で反射して、
ストッパ１０の方向に進む。これにより、パターン転写
させるべき画素を通過してきた光のみで構成されるレー
ザ光は、レンズ４ｃを通って非線形光学素子３ｂ中に集
光される。これにより波長１.０６４μｍ と波長０.５
３２μｍ との和周波数である波長０.３５５μｍ の第
三高調波が発生し、これを含んだレーザ光２ｄは、フォ
トレジスト板６に向かい、ここでパターン転写する。こ
のレーザマーカ１１は、以下に説明するように、通常の
マーキングにも対応させることができる。これに関し
て、図２を用いて説明する。図２は本実施例のレーザマ
ーカ１１を用いて、赤外光によるマーキング時の構成の
構成図である。通常のマーキングには、被加工物の表面
を、レーザ光の熱的作用により、パターン状に炭化させ
ることによる。そのため、ＹＡＧレーザから発振する波
長１.０６４μｍ の赤外光が利用される。そこで、波長
１.０６４μｍ の赤外光によるパターン転写をするに
は、ＹＡＧレーザ発振器１には全く手を加えずに、非線
形光学素子３ａ，３ｂ，レンズ４ａ，４ｂ、及び波長板
８が固定されている固定台７を移動して、レーザの光路
から外せば良い。その結果、ＹＡＧレーザ発振器１から
発振する赤外域のレーザ光２ａは波長変換されずに、か
つ光路もほとんど変化しないため、被加工物６′をフォ
トレジスト板６と同じ位置に設定すれば、液晶マスク５
のパターン状に、被加工物６′の表面にマーキングさせ
ることができる。次に、本発明の他の実施例を図３を用
いて説明する。図３は、本発明のレーザマーカ12の構成
の説明図である。レーザマーカ12では、液晶マスク５と
して液晶複合体が用いられている。動作機構を以下で説
明する。ＹＡＧレーザ発振器１から取り出される波長
１.０６４μｍ のレーザ光２ａは、レンズ４ａにより、
非線形光学素子３ａ中で集光される。これにより波長
０.５３２μｍ である第二高調波が発生し、レンズ４ｂ
を通って、レーザ光２ｂとして取り出される。このレー
ザ光２ｂには、第二高調波と、非線形光学素子３ａにお
いて波長変換されなかった波長１.０６４μｍ の残留基
本波が含まれており、それらは液晶マスク５に入射す
る。液晶複合体から成る液晶マスク５の各画素におい
て、上述のようなオン状態に対応するレーザ光は、液晶
マスク５においてほとんど屈折せずに通過し、パターン
転写用のレンズ４ｃを通ると、フォトレジスト板６上の
位置で液晶マスク５のパターン像が形成される。この時
に、液晶マスク５中でオン状態にある各画素を通るレー
ザ光は、全てレンズ４ｃを通過すると、同一地点で焦点
を結ぶように進む。この焦点の位置に第二の非線形光学
素子３ｂが置かれている。その理由は、レーザ光が焦点
を結ぶと、そこでのレーザ光強度（単位断面積当りのレ
ーザパワー）は極めて高くなるため、非線形光学素子に
よる波長変換効率（レーザ光強度に比例する）が高くな
る。逆に、レーザ光が集光されずに非線形光学素子に入
射しても、レーザ光強度が低いため、ほとんど波長変換
されない。つまりオフ状態にある各画素を通過したレー
ザ光は、同一地点で焦点を結ばないため、波長変換され
ないが、オン状態にある各画素を通過したレーザ光だけ
が波長変換される。その結果、第二の非線形光学素子３
ｂによって、波長１.０６４μｍ と波長０.５３２μｍ
との和周波数である波長０.３５５μｍ の第三高調波が
発生し、レーザ光２ｃとしてフォトレジスト板６に当た
り、ここで液晶マスク５上の像がパターン転写される。
この実施例では、上述のように、従来液晶複合体による
パターン転写に必要となる絞り（図３では絞り２６であ
る。）を用いずとも、パターン転写できる。その理由
は、液晶マスク５中でオフ状態にある各画素を通るレー
ザ光は、非線形光学素子３ｂに入射しないか、あるいは
非線形光学素子３ｂ中で強く集光されないため、紫外光
に波長変換されない。その結果、フォトレジスト板６に
当っても、これを感光させないからである。
る。本発明の第一実施例を図１を用いて説明する。図１
は、本実施例に係るレーザマーカ１１の構成を説明する
ための構成図である。レーザマーカ１１は、ＹＡＧレー
ザ発振器１，液晶マスク５、及び紫外光を発生させるた
めの二個の非線形光学素子３ａ，３ｂとを含んでいる。
またマーキングさせる被加工物としては、フォトレジス
ト板６を対象としている。以下、動作機構を詳細に説明
する。ＹＡＧレーザ発振器１から取り出される波長１.
０６４μｍ のレーザ光２ａは、レンズ４ａにより、非
線形光学素子３ａ中で集光される。これにより波長０.
５３２μｍ である第二高調波が発生し、レンズ４ｂを
通って、レーザ光２ｂとして取り出される。このレーザ
光２ｂには、第二高調波と、非線形光学素子３ａにおい
て波長変換されなかった波長１.０６４μｍ の残留基本
波が含まれており、それらは波長板８を通過する。これ
により第二高調波の偏光方向が、残留基本波の偏光方向
と一致するように回転する。偏光方向を一致させる理由
は、これら二つの波長を含むレーザ光を液晶板５を利用
してパターン像を形成させるためと、和周波数を発生で
きるようにするためである。つまり、液晶板５を通過し
たレーザ光２ｃにおいて、液晶板５上におけるパターン
転写させるべき画素を通過する光の偏光方向は変化しな
いが、パターン転写させない画素を通過する光は、その
偏光方向がほぼ９０度回転するようになる。その結果、
レーザ光２ｃの中で、液晶板５上におけるパターン転写
させるべき画素を通過してきた光のみが、偏光ビームス
プリッタ９を透過でき、パターン転写させない画素を通
過してきた光は、偏光ビームスプリッタ９で反射して、
ストッパ１０の方向に進む。これにより、パターン転写
させるべき画素を通過してきた光のみで構成されるレー
ザ光は、レンズ４ｃを通って非線形光学素子３ｂ中に集
光される。これにより波長１.０６４μｍ と波長０.５
３２μｍ との和周波数である波長０.３５５μｍ の第
三高調波が発生し、これを含んだレーザ光２ｄは、フォ
トレジスト板６に向かい、ここでパターン転写する。こ
のレーザマーカ１１は、以下に説明するように、通常の
マーキングにも対応させることができる。これに関し
て、図２を用いて説明する。図２は本実施例のレーザマ
ーカ１１を用いて、赤外光によるマーキング時の構成の
構成図である。通常のマーキングには、被加工物の表面
を、レーザ光の熱的作用により、パターン状に炭化させ
ることによる。そのため、ＹＡＧレーザから発振する波
長１.０６４μｍ の赤外光が利用される。そこで、波長
１.０６４μｍ の赤外光によるパターン転写をするに
は、ＹＡＧレーザ発振器１には全く手を加えずに、非線
形光学素子３ａ，３ｂ，レンズ４ａ，４ｂ、及び波長板
８が固定されている固定台７を移動して、レーザの光路
から外せば良い。その結果、ＹＡＧレーザ発振器１から
発振する赤外域のレーザ光２ａは波長変換されずに、か
つ光路もほとんど変化しないため、被加工物６′をフォ
トレジスト板６と同じ位置に設定すれば、液晶マスク５
のパターン状に、被加工物６′の表面にマーキングさせ
ることができる。次に、本発明の他の実施例を図３を用
いて説明する。図３は、本発明のレーザマーカ12の構成
の説明図である。レーザマーカ12では、液晶マスク５と
して液晶複合体が用いられている。動作機構を以下で説
明する。ＹＡＧレーザ発振器１から取り出される波長
１.０６４μｍ のレーザ光２ａは、レンズ４ａにより、
非線形光学素子３ａ中で集光される。これにより波長
０.５３２μｍ である第二高調波が発生し、レンズ４ｂ
を通って、レーザ光２ｂとして取り出される。このレー
ザ光２ｂには、第二高調波と、非線形光学素子３ａにお
いて波長変換されなかった波長１.０６４μｍ の残留基
本波が含まれており、それらは液晶マスク５に入射す
る。液晶複合体から成る液晶マスク５の各画素におい
て、上述のようなオン状態に対応するレーザ光は、液晶
マスク５においてほとんど屈折せずに通過し、パターン
転写用のレンズ４ｃを通ると、フォトレジスト板６上の
位置で液晶マスク５のパターン像が形成される。この時
に、液晶マスク５中でオン状態にある各画素を通るレー
ザ光は、全てレンズ４ｃを通過すると、同一地点で焦点
を結ぶように進む。この焦点の位置に第二の非線形光学
素子３ｂが置かれている。その理由は、レーザ光が焦点
を結ぶと、そこでのレーザ光強度（単位断面積当りのレ
ーザパワー）は極めて高くなるため、非線形光学素子に
よる波長変換効率（レーザ光強度に比例する）が高くな
る。逆に、レーザ光が集光されずに非線形光学素子に入
射しても、レーザ光強度が低いため、ほとんど波長変換
されない。つまりオフ状態にある各画素を通過したレー
ザ光は、同一地点で焦点を結ばないため、波長変換され
ないが、オン状態にある各画素を通過したレーザ光だけ
が波長変換される。その結果、第二の非線形光学素子３
ｂによって、波長１.０６４μｍ と波長０.５３２μｍ
との和周波数である波長０.３５５μｍ の第三高調波が
発生し、レーザ光２ｃとしてフォトレジスト板６に当た
り、ここで液晶マスク５上の像がパターン転写される。
この実施例では、上述のように、従来液晶複合体による
パターン転写に必要となる絞り（図３では絞り２６であ
る。）を用いずとも、パターン転写できる。その理由
は、液晶マスク５中でオフ状態にある各画素を通るレー
ザ光は、非線形光学素子３ｂに入射しないか、あるいは
非線形光学素子３ｂ中で強く集光されないため、紫外光
に波長変換されない。その結果、フォトレジスト板６に
当っても、これを感光させないからである。
【発明の効果】本発明によれば、光源となるＹＡＧレー
ザ発振器をそのまま用いることで、紫外光にしか感光し
ないフォトレジストなどに対して、液晶マスクによるパ
ターン転写ができるだけでなく、通常の被加工物に対し
ても、パターン転写が可能である。
ザ発振器をそのまま用いることで、紫外光にしか感光し
ないフォトレジストなどに対して、液晶マスクによるパ
ターン転写ができるだけでなく、通常の被加工物に対し
ても、パターン転写が可能である。
【図１】本発明の実施例であるレーザマーカの説明図。
【図２】赤外光によるマーキング時の説明図。
【図３】本発明の他の実施例であるレーザマーカの説明
図。
図。
【図４】液晶複合体におけるオフ状態の説明図。
【図５】液晶複合体におけるオン状態の説明図。
１…ＹＡＧレーザ発振器、２ａ，２ｂ，２ｃ…レーザ
光、３ａ，３ｂ…非線形光学素子、４ａ，４ｂ，４ｃ…
レンズ、５…液晶マスク、６…フォトレジスト板、６′
…被加工物、７…固定台、８…波長板、９…偏光ビーム
スプリッタ、１０…ストッパ。
光、３ａ，３ｂ…非線形光学素子、４ａ，４ｂ，４ｃ…
レンズ、５…液晶マスク、６…フォトレジスト板、６′
…被加工物、７…固定台、８…波長板、９…偏光ビーム
スプリッタ、１０…ストッパ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｈ０１Ｓ 3/108 8934−4Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】レーザ光をパターン形成用の液晶マスクに
通し、前記液晶マスク上の前記パターンを被加工物体の
表面上に転写させるレーザマーキングにおいて、前記液
晶マスクに入射させる前記レーザ光が、波長１.０６４
μｍと波長０.５３２μｍとの二つの波長を含み、か
つ、前記液晶マスクから出射する前記レーザ光が、非線
形光学素子に入射することを特徴とするレーザマーカ。 - 【請求項２】請求項１において、前記液晶マスクとして
液晶複合体を用いるレーザマーカ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192861A JPH0534927A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | レーザマーカ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192861A JPH0534927A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | レーザマーカ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534927A true JPH0534927A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16298194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3192861A Pending JPH0534927A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | レーザマーカ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534927A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5331446A (en) * | 1992-06-10 | 1994-07-19 | Ag Technology Co., Ltd. | Liquid crystal optical element and a laser projection apparatus using polymer dispersed liquid crystal |
| KR20040046422A (ko) * | 2002-11-27 | 2004-06-05 | 주식회사 이오테크닉스 | 1064/532 ㎚ 파장 겸용 레이저 시스템 및 칩 스케일 마커 |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP3192861A patent/JPH0534927A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5331446A (en) * | 1992-06-10 | 1994-07-19 | Ag Technology Co., Ltd. | Liquid crystal optical element and a laser projection apparatus using polymer dispersed liquid crystal |
| KR20040046422A (ko) * | 2002-11-27 | 2004-06-05 | 주식회사 이오테크닉스 | 1064/532 ㎚ 파장 겸용 레이저 시스템 및 칩 스케일 마커 |
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