JPH06285664A - Laser irradiation device - Google Patents

Laser irradiation device

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Publication number
JPH06285664A
JPH06285664A JP5075492A JP7549293A JPH06285664A JP H06285664 A JPH06285664 A JP H06285664A JP 5075492 A JP5075492 A JP 5075492A JP 7549293 A JP7549293 A JP 7549293A JP H06285664 A JPH06285664 A JP H06285664A
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JP
Japan
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stage
laser light
laser
work
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP5075492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Kondo
正昌 近藤
Tatsuo Ito
達男 伊藤
Hiroyuki Nagano
寛之 長野
Takashi Inoue
隆史 井上
Tetsuya Kawamura
哲也 川村
Yutaka Miyata
豊 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5075492A priority Critical patent/JPH06285664A/en
Publication of JPH06285664A publication Critical patent/JPH06285664A/en
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  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a laser irradiation device capable of irradiation so that a quantity of energy per unit area is constant. CONSTITUTION:The laser irradiation device is constituted of a laser beam source 51 emitting a laser beam with variable intensity, a work 52, a fixing bed 53 fixing the work 52, a rack 54 fixed on the fixing bed 53, a first guide 55 installed in parallel with Y1 and Y2 directions on the fixing bed 53, a first stage 56 possible to move back and forth in Y1 and Y2 directions on the guide 55, a driving means 57 driving the first stage 56 in Y1 and Y2 directions, a second guide 58 installed in parallel with X1 and X2 directions on the first stage 56, a second stage 59 capable of moving back and forth in X1 and X2 directions on the second guide 58, a driving means 60 driving the second stage 59 in X1 and X2 directions, a first optical member 61 bending a laser beam coming from the laser beam source 51 in Z2 direction, which is on the second stage 59 and a beam forming means 63 fixed on the second stage 59.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工等で用いられ
ているレーザ照射装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser irradiation device used in laser processing and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大面積のワークに対して、例えば
エキシマレーザ光を小面積のビームにし、それらを重ね
合わせながらスキャンさせワークを加工するマルチショ
ット方式のレーザ照射装置の研究開発が活発に行われて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of a multi-shot type laser irradiation apparatus for processing a work having a large area, for example, excimer laser light into a beam having a small area, and scanning the work while overlapping them, has been actively conducted. Has been done.

【0003】以下に従来のレーザ照射装置について説明
する。図9は従来のレーザ照射装置の構成を示すもので
ある。図9において、1はレーザ光源、2はワーク、3
はワーク2を固定する固定ベッド、4は固定ベッド3に
固定された架台、5は架台4上にありX1、X2方向に
平行に設置された第一の案内、6は案内5上をX1、X
2方向に往復運動可能な第一のステージ、7は第一のス
テージ6をX1、X2方向に駆動する駆動手段、8は第
一のステージ6上にありY1、Y2方向に平行に設置さ
れた第二の案内、9は第二の案内8上をY1、Y2方向
に往復運動可能な第二のステージ、10は第二のステー
ジ9上をY1、Y2方向に駆動する駆動手段、11は第
一のステージ6上にありレーザ光源1からくるレーザ光
をY2方向に曲げる第一の光学部材、12は第二のステ
ージ9上にありY2方向からくるレーザ光をZ2方向に
曲げる第二の光学部材、13、14、15、16、17
は第二のステージ9上にありそれぞれ第三、第四、第
五、第六、第七の光学部材でレーザ光を所定のビーム形
状に整え、18は絞り部材でレーザ光を所定のビーム形
状にする働きをする。
A conventional laser irradiation device will be described below. FIG. 9 shows the configuration of a conventional laser irradiation device. In FIG. 9, 1 is a laser light source, 2 is a work, 3
Is a fixed bed for fixing the work 2; 4 is a pedestal fixed to the fixed bed 3; 5 is a first guide installed on the pedestal 4 in parallel with the X1 and X2 directions; 6 is X1 on the guide 5; X
A first stage that can reciprocate in two directions, 7 is a drive unit that drives the first stage 6 in the X1 and X2 directions, and 8 is located on the first stage 6 and is installed parallel to the Y1 and Y2 directions. A second guide, 9 is a second stage that can reciprocate on the second guide 8 in the Y1 and Y2 directions, 10 is a driving unit that drives the second stage 9 on the Y1 and Y2 directions, and 11 is a first guide. A first optical member on the first stage 6 for bending the laser light coming from the laser light source 1 in the Y2 direction, and a second optical member 12 on the second stage 9 for bending the laser light coming from the Y2 direction in the Z2 direction. Member, 13, 14, 15, 16, 17
Is on the second stage 9, and the third, fourth, fifth, sixth, and seventh optical members respectively adjust the laser beam into a predetermined beam shape, and 18 is a diaphragm member that forms the laser beam into a predetermined beam shape. To work.

【0004】以上のように構成されたレーザ照射装置に
ついて、以下その動作について説明する。まず、ワーク
に対し小面積のビームを重ねながらスキャンさせるマル
チショット方式は1のレーザ光源から連続的にレーザ光
(例えばエキシマレーザ)を数100HZの一定の周波数
で一定出力で発しその間一定の速度で第一、第二のステ
ージ6、9の第一、第二の駆動手段7、10でX、Y方
向に移動させ、ワークにビームを重ね合わす。レーザ光
源1から照射されたレーザ光の第一のステージ6上にあ
る第一の光学部材11によりY2方向に曲げられる。そ
の間第一のステージ6はスキャンのため一定速度で移動
している。Y2方向に曲げられたレーザ光は第二のステ
ージ9上にある第二の光学部材12によりX2方向にま
げられる。レーザ光源1から発したレーザ光の形状は照
射口では例えば数cm角の形状からなる。このレーザ光を
ワーク上で例えば縦1cm、横1cmの形にすめために第
三、第五の光学部材13、15は例えばシリンドリカル
レンズを用いてレーザ光の縦方向の大きさを変え、また
第四、第六の光学部材14、16にもシリンドリカルレ
ンズを用いてレーザ光の横方向の大きさを変え所定の形
状に近くなった状態で今度は第七の光学部材17により
伸縮を行い約縦1cm、横1cmの形にする。最終的には絞
り部材18を用いて所定形状にする。この所定形状のレ
ーザ光で連続的に一定量のエネルギーでワーク2に照射
し加工を行う。
The operation of the laser irradiation apparatus configured as described above will be described below. First of all, in the multi-shot method in which a beam having a small area is superposed on a workpiece to scan, laser light (for example, an excimer laser) is continuously emitted from one laser light source at a constant frequency of several 100 Hz and at a constant speed during that period. The beams are superimposed on the work by moving the first and second stages 6 and 9 in the X and Y directions by the first and second driving units 7 and 10. The laser light emitted from the laser light source 1 is bent in the Y2 direction by the first optical member 11 on the first stage 6. During that time, the first stage 6 is moving at a constant speed for scanning. The laser light bent in the Y2 direction is bent in the X2 direction by the second optical member 12 on the second stage 9. The shape of the laser light emitted from the laser light source 1 is, for example, a shape of several cm square at the irradiation port. The third and fifth optical members 13 and 15 use, for example, a cylindrical lens to change the size of the laser beam in the vertical direction in order to set the laser beam to a shape of, for example, 1 cm in length and 1 cm in width on the work. Cylindrical lenses are also used for the fourth and sixth optical members 14 and 16 to change the lateral size of the laser light so that the laser light is close to a predetermined shape. Make it 1 cm wide and 1 cm wide. Finally, the diaphragm member 18 is used to form a predetermined shape. The workpiece 2 is continuously irradiated with a predetermined amount of energy by the laser beam having the predetermined shape to perform processing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においてレーザ光はレーザ光源照射口から広が
り角を持つため例えば第一のステージ6と第二のステー
ジ9がX1方向、Y1方向の最端部にいる場合とX2方
向、Y2方向の最端部にいる場合ではレーザ光路長が異
なるため第一の光学部材11、第二の光学部材12を通
過するレーザ光の形状が異なり、その結果、エネルギー
密度がワーク照射位置により異なる。最終的に絞り部材
18により所定の形状になってもワーク照射位置により
エネルギー密度の異なったレーザ光となりワークに対し
て一定量のエネルギーによる照射ができないという問題
を有していた。
However, in such a structure, since the laser light has a divergence angle from the laser light source irradiation port, for example, the first stage 6 and the second stage 9 are the extreme ends in the X1 direction and the Y1 direction. Since the laser optical path length is different between the case of being in the portion and the case of being at the extreme end in the X2 direction and the Y2 direction, the shape of the laser light passing through the first optical member 11 and the second optical member 12 is different, and as a result, Energy density depends on the work irradiation position. There is a problem that even if the diaphragm member 18 is finally formed into a predetermined shape, laser light having different energy densities is obtained depending on the irradiation position of the work, and the work cannot be irradiated with a certain amount of energy.

【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、第一、第二のステージ位置に関係なく一定量のエネ
ルギーで照射を行う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 solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a laser irradiation apparatus capable of performing irradiation with a constant amount of energy regardless of the positions of the first and second stages. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の第一の発明のレーザ照射装置は、ワークの所
定の位置を集積したレーザ光で小面積のビームを重ねな
がらスキャンさせ照射し、ワークの加工を行うレーザ照
射装置において、前記レーザ光の出力を可変的に第一の
方向に発するレーザ光源と前記ワークを保持する第一の
ステージと前記第一のステージを前記第一の方向に垂直
な第二の方向に往復運動可能な第一の案内と、前記第一
のステージを前記第二の方向に往復運動させる第一の駆
動手段と、前記ワークに対向して配置された架台と、前
記架台上に前記第一の方向に平行に設置された第二の案
内と、前記第二の案内上を前記第一の方向に往復運動可
能な第二のステージと、前記第二のステージを前記第一
の方向に駆動する第二の駆動手段と、前記第二のステー
ジに固定され前記レーザ光を前記第一の方向と、前記第
二の方向に直角な第三の方向に曲げる第一の光学部材
と、前記第二のステージ上にあり前記第一の光学部材の
前記第三の方向に平行に配置されたビーム形成手段と、
前記ビーム形成手段の透過前または透過後の前記レーザ
光のエネルギー密度を計測する第一の計測手段もしく
は、前記レーザ光源から前記第二の光学部材までの光路
長を計測する第二の計測手段と、前記第一の計測手段ま
たは前記第二の計測手段より前記レーザ光源の出力を可
変にする制御手段を備えている。
In order to achieve this object, a laser irradiation apparatus according to the first invention of the present invention irradiates a workpiece by scanning while irradiating a laser beam integrating a predetermined position with a beam of a small area. Then, in a laser irradiation device for processing a work, a laser light source that variably emits an output of the laser light in a first direction, a first stage that holds the work, and the first stage are the first A first guide capable of reciprocating in a second direction perpendicular to the first direction, first driving means for reciprocating the first stage in the second direction, and the first guide arranged to face the work. A mount, a second guide installed on the mount parallel to the first direction, a second stage capable of reciprocating on the second guide in the first direction, and the second stage Drive the stage in the first direction Two drive means, a first optical member fixed to the second stage and bending the laser light in the first direction and a third direction perpendicular to the second direction, and the second optical member. Beam forming means on the stage and arranged parallel to the third direction of the first optical member,
A first measuring means for measuring the energy density of the laser light before or after passing through the beam forming means, or a second measuring means for measuring an optical path length from the laser light source to the second optical member; Control means is provided for varying the output of the laser light source from the first measuring means or the second measuring means.

【0008】また第二の発明ではレーザ光源が所定の出
力と周波数でレーザ光を発し、前記制御手段により前記
第一のステージと前記第二のステージの移動速度が可変
できる構成を有している。
Further, in the second invention, the laser light source emits laser light at a predetermined output and frequency, and the moving speed of the first stage and the second stage can be varied by the control means. .

【0009】また第三の発明ではレーザ光源が所定の出
力でレーザを発し、前記第一のステージと前記第二のス
テージを所定の速度で移動し、前記制御手段により前記
レーザ光源の周波数を可変できる構成を有している。
Further, in the third invention, the laser light source emits a laser with a predetermined output, the first stage and the second stage are moved at a predetermined speed, and the frequency of the laser light source is changed by the control means. It has a configuration that can.

【0010】また、第四の発明ではレーザ光源が所定の
出力でレーザ光を発し、前記第二のステージ上にあり前
記第三の方向に平行に設置された第三のステージと前記
第三のステージ上にあり前記第二の光学部材の前記第三
の方向に平行に配置された第三、第四の光学部材と前記
第三のステージを前記第三の方向に駆動する第三の駆動
手段と前記第三の方向に平行で前記第三、第四の光学部
材に順に前記第二のステージ上に固定された第五、第
六、第七の光学部材と、前記制御手段により構成され前
記制御手段により前記第三の駆動手段を駆動できる構成
を有している。
In the fourth invention, the laser light source emits a laser beam with a predetermined output, and the third stage and the third stage, which are on the second stage and are arranged in parallel to the third direction, are provided. Third driving means for driving the third and fourth optical members on the stage and arranged in parallel to the third direction of the second optical member and the third stage in the third direction And the fifth, sixth, and seventh optical members that are fixed on the second stage in order to the third and fourth optical members in parallel with the third direction, and are configured by the control means. The control means can drive the third drive means.

【0011】また第五の発明ではレーザ光源が所定の出
力を発し、前記レーザ光の光路上に配置された前記制御
手段により透過率を可変できる透過率可変部材を備えて
いる。
In the fifth aspect of the invention, the laser light source emits a predetermined output, and the laser light source is provided with a transmittance variable member capable of varying the transmittance by the control means arranged on the optical path of the laser light.

【0012】さらに第六の発明では記第一の駆動手段と
前記第二の駆動手段を同時に駆動することにより前記レ
ーザ光を前記第一と第二の方向に45度をなす第四の方
向と前記第四の方向に直角な第五の方向にスキャンでき
る構成を有している。
Further, in the sixth invention, by simultaneously driving the first driving means and the second driving means, the laser light is moved to the fourth direction forming 45 degrees in the first and second directions. It has a configuration capable of scanning in a fifth direction perpendicular to the fourth direction.

【0013】[0013]

【作用】第一の発明の作用はレーザ光のエネルギー密度
を計測もしくはレーザ光路長より予測し、レーザ光源か
らのレーザ光が加工位置近傍で一定のエネルギー密度を
発するようにレーザ光の出力を調整することにより均一
なエネルギー密度を持ったレーザ光により一定量のエネ
ルギーで均一な照射を行うことができる。
The function of the first invention is to measure the energy density of the laser light or predict it from the laser optical path length, and adjust the output of the laser light so that the laser light from the laser light source emits a constant energy density near the processing position. By doing so, it is possible to perform uniform irradiation with a constant amount of energy by using a laser beam having a uniform energy density.

【0014】また、第二の発明の作用はレーザ光源から
のレーザ光を一定の周波数で一定の出力で発し第一のス
テージと第二のステージの移動速度を変化させることに
よりステージの位置によりワーク上での単位面積当たり
エネルギー密度がちがってもレーザ光を重ね合わすこと
により単位面積当たりの照射エネルギー量を一定にする
ことで均一な照射を行うことができる。
The operation of the second invention is that the laser light from the laser light source is emitted at a constant frequency and at a constant output, and the moving speeds of the first stage and the second stage are changed to change the work depending on the position of the stage. Even if the above energy density per unit area is different, the irradiation energy amount per unit area can be made constant by superimposing the laser beams, so that uniform irradiation can be performed.

【0015】また、第三の発明の作用はレーザ光源から
のレーザ光を一定の出力で発し、第一のステージと第二
のステージの移動速度を一定にし、レーザ光の発する周
波数を変化させることによりステージの位置によりワー
ク上での単位面積当たりのエネルギー密度が違ってもレ
ーザ光を重ね合わすことにより単位面積当たりの照射エ
ネルギー量を一定にすることで均一な照射を行うことが
できる。
The operation of the third invention is to emit the laser light from the laser light source with a constant output, to keep the moving speed of the first stage and the second stage constant, and to change the frequency of the laser light. Thus, even if the energy density per unit area on the work differs depending on the position of the stage, the irradiation energy amount per unit area can be made constant by superimposing the laser beams, so that uniform irradiation can be performed.

【0016】また、第四の発明の作用はレーザ光源から
は一定の出力でレーザ光を発しステージが移動すること
により形状の異なったレーザ光が第二の光学部材を通過
してもレーザ光のエネルギー密度を計測もしくはレーザ
光路長より予測し、レーザ光源からのレーザ光が加工位
置近傍で一定のエネルギー密度になるように第三、第四
の光学部材と第五、第六の光学部材の間隔を調整するこ
とによりレーザ光形状を調節し均一なエネルギー密度を
持ったレーザ光により単位面積当たりの照射エネルギー
量を一定にすることで均一な照射を行うことができる。
The operation of the fourth invention is that the laser light is emitted from the laser light source with a constant output and the stage moves, so that the laser light of different shape passes through the second optical member. Measure the energy density or predict it from the laser optical path length and set the distance between the third and fourth optical members and the fifth and sixth optical members so that the laser light from the laser light source has a constant energy density near the processing position. It is possible to perform uniform irradiation by adjusting the shape of the laser light by adjusting and adjusting the amount of irradiation energy per unit area with the laser light having a uniform energy density.

【0017】また、第五の発明の作用はレーザ光のエネ
ルギー密度を計測もしくはレーザ光路長より予測し、照
射されるレーザ光のエネルギー密度が加工位置近傍で一
定になるように透過率可変部材の透過率を調整すること
により均一なエネルギー密度を持ったレーザ光を形成し
一定量のエネルギーで均一な照射を行うことができる。
The action of the fifth aspect of the invention is to measure the energy density of the laser beam or predict it from the laser beam path length, and to adjust the transmittance variable member so that the energy density of the irradiated laser beam becomes constant near the processing position. By adjusting the transmittance, laser light having a uniform energy density can be formed and uniform irradiation can be performed with a constant amount of energy.

【0018】また、第六の発明の作用はレーザ光を第四
の方向にスキャンさせるときにはレーザの光路長が変化
しないためレーザ光形状は一定となり一定のエネルギー
密度を持ったレーザ光を照射でき、レーザ光を第五の方
向にスキャンさせるときのみ、レーザ光源からのレーザ
光を調整すればよいので、連続的に調整する必要がな
く、高速送りが可能となり高生産性が得られる。
The operation of the sixth aspect of the invention is such that when the laser beam is scanned in the fourth direction, the optical path length of the laser does not change, so that the shape of the laser beam is constant and the laser beam having a constant energy density can be irradiated. Since the laser light from the laser light source may be adjusted only when the laser light is scanned in the fifth direction, it is not necessary to continuously adjust the laser light, and high-speed feeding is possible and high productivity can be obtained.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明の第一の発明の一実施例のレーザ
照射装置について、図面を参照しながら説明する。図1
は本発明の第一の実施例におけるレーザ照射装置の全体
構成を表した図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laser irradiation apparatus according to an embodiment of the first aspect of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a laser irradiation device according to a first embodiment of the present invention.

【0020】図1において、51は一定周波数で可変出
力のレーザ光を発するレーザ光源、52はワーク、53
はワーク52を固定する固定ベッド、54は固定ベッド
53に固定された架台、55は架台54上にありY1、
Y2方向に平行に設置された第一の案内、56は案内5
5上をY1、Y2方向に往復運動可能な第一のステー
ジ、57は第一のステージ56をY1、Y2方向に駆動
する駆動手段、58は架台54上にありX1、X2方向
に平行に設置された第二の案内、59は第二の案内58
上をX1、X2方向に往復運動可能な第二のステージ、
60は第二のステージ59をX1、X2方向に駆動する
駆動手段、61は第二のステージ59上にありレーザ光
源51からくるレーザ光をZ2方向に曲げる第一の光学
部材、63は第二のステージ59上に固定されレーザ光
のビーム形状を整えるビーム形成手段、64はレーザ光
のエネルギー密度を計測する計測手段である。
In FIG. 1, reference numeral 51 is a laser light source that emits laser light of variable output at a constant frequency, 52 is a work, and 53 is a work.
Is a fixed bed for fixing the work 52, 54 is a mount fixed to the fixed bed 53, 55 is on the mount 54 Y1,
The first guide 56, which is installed parallel to the Y2 direction, is guide 5
5 is a first stage that can reciprocate in the Y1 and Y2 directions, 57 is a drive unit that drives the first stage 56 in the Y1 and Y2 directions, and 58 is on a mount 54 and is installed parallel to the X1 and X2 directions. The second guide, 59 is the second guide 58
A second stage that can move back and forth in the X1 and X2 directions,
Reference numeral 60 is a driving means for driving the second stage 59 in the X1 and X2 directions, 61 is a first optical member on the second stage 59 for bending the laser light coming from the laser light source 51 in the Z2 direction, and 63 is a second optical member. A beam forming means fixed on the stage 59 for adjusting the beam shape of the laser light, and a measuring means 64 for measuring the energy density of the laser light.

【0021】以上のように構成されたレーザ照射装置に
ついて、以下その動作について説明する。まず、ワーク
に対し小面積のビームを重ねながらスキャンさせるマル
チショット方式はレーザ光源51から連続的に、しかも
出力を可変的に変えられるレーザ光(例えばエキシマレ
ーザ)を数100HZの周波数で発しその間一定の速度で
第一、第二のステージ56、59を第一、第二の駆動手
段57、60でY、X方向に移動させる。レーザ光源5
1から照射されたレーザ光は第二のステージ59上にあ
る第一の光学部材61によりZ2方向に曲げられる。そ
の間第一のステージ56はスキャンのため移動してい
る。レーザ光源51から発したレーザ光の形状は照射口
では例えば数cm角の形状からなる。このレーザ光をワー
ク上で例えば縦1cm、横1cmの形にするためにビーム形
成手段63を用いて所定形状に形成する。この所定形状
のレーザ光をワーク52近傍に設置した計測手段64に
よりレーザ光のエネルギー密度を計測し一定エネルギー
密度のレーザ光になるようにレーザ光源51にフィード
バックしその出力を調整することによりワーク52に一
定のエネルギー密度で一定量のエネルギーのレーザ光を
重ね合わせ照射し単位面積当たり一定量のエネルギーで
照射を行う。
The operation of the laser irradiation apparatus constructed as above will be described below. First of all, in the multi-shot method in which a beam having a small area is superposed on a work and scanned, a laser beam (for example, an excimer laser) whose output can be variably changed is continuously emitted from a laser light source 51 at a frequency of several hundred HZ and kept constant during that period. The first and second stages 56 and 59 are moved in the Y and X directions by the first and second driving means 57 and 60 at the speed of. Laser light source 5
The laser light emitted from No. 1 is bent in the Z2 direction by the first optical member 61 on the second stage 59. Meanwhile, the first stage 56 is moving for scanning. The shape of the laser light emitted from the laser light source 51 is, for example, several cm square at the irradiation port. The laser beam is formed into a predetermined shape by using the beam forming means 63 so that the laser beam has a length of 1 cm and a width of 1 cm on the work. The energy density of the laser light is measured by the measuring means 64 installed in the vicinity of the work 52 with the laser light having the predetermined shape, the laser light is fed back to the laser light source 51 so that the laser light has a constant energy density, and the output is adjusted. Then, a laser beam having a constant energy density and a constant amount of energy is superposed and irradiated, and irradiation is performed with a constant amount of energy per unit area.

【0022】以上のように本実施例によればレーザ光が
広がり角を持つためステージの位置によりレーザ光路長
が異なりレーザ光形状が異なってきて、単位面積当たり
のエネルギー密度が異なることを、計測手段によりレー
ザ光のエネルギー密度を計測して加工位置近傍で一定の
エネルギー密度を持つレーザ光になるようにレーザ光の
出力を調整する。この一定のエネルギー密度を持つレー
ザ光を重ねあわせ単位面積当たり一定量のエネルギーで
照射を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, since the laser light has a divergence angle, the laser light path length differs depending on the position of the stage, the shape of the laser light varies, and the energy density per unit area varies. The energy density of the laser light is measured by the means, and the output of the laser light is adjusted so that the laser light has a constant energy density near the processing position. It is possible to irradiate with a constant amount of energy per unit area by superimposing the laser beams having the constant energy density.

【0023】なお計測手段は、ビーム形成手段の直前で
もよく、またステージ位置を計測しその位置によりレー
ザ光の光路長を換算しエネルギー密度を計算で求めても
よい。
The measuring means may be just before the beam forming means, or the stage position may be measured and the optical path length of the laser beam may be converted by the position to calculate the energy density.

【0024】以下第一の実施例のレーザ照射装置につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は同実施例にお
けるレーザ照射装置の全体構成を表した図である。
The laser irradiation apparatus of the first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the laser irradiation apparatus in the embodiment.

【0025】図1において第一の実施例の構成と異なる
のは、一定の周波数で一定の出力でレーザ光を発するレ
ーザ光源51と移動速度を変化させることができる第一
のステージ56と第二のステージ59である。
1 is different from that of the first embodiment in that a laser light source 51 that emits a laser beam at a constant frequency and a constant output, a first stage 56 that can change the moving speed, and a second stage 56 It is stage 59 of.

【0026】以上のように構成されたレーザ照射装置に
ついて、以下その動作について説明する。まず、ワーク
に対し小面積のビームを重ねながらスキャンさせるマル
チショット方式はレーザ光源51から連続的に、しかも
一定の出力でレーザ光(例えばエキシマレーザ)を数1
00HZの周波数で発しその間第一、第二のステージ5
6、59を第一、第二の駆動手段57、60でY、X方
向に移動速度を変化させる。例えば、第二のステージ5
9の位置によってレーザ光の単位面積当たりのエネルギ
ー密度が小さい時、ステージ速度を遅くして一定周波数
でレーザ光を照射すると単位面積当たりのワークに対し
てのレーザ光の照射回転数が増加することになる。ま
た、逆にレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度が
大きい時、ステージ速度を遅くして一定周波数でレーザ
光を照射すると単位面積当たりのワークに対してのれレ
ーザの照射回数が減少することになる。その結果、両者
の単位面積当たりの照射エネルギーは等しくなって均一
な照射が行えることになる。
The operation of the laser irradiation apparatus having the above structure will be described below. First, in the multi-shot method in which a beam having a small area is superposed on a workpiece and scanned, a laser beam (for example, an excimer laser) is continuously emitted from a laser light source 51 and a constant output is obtained by a number 1
It emits at a frequency of 00HZ, during which the first and second stages 5
The moving speed of 6, 59 is changed in the Y and X directions by the first and second driving means 57, 60. For example, the second stage 5
When the energy density per unit area of the laser beam is small depending on the position of 9, the irradiation speed of the laser beam per unit area of the workpiece increases when the stage speed is slowed and the laser beam is irradiated at a constant frequency. become. On the contrary, when the energy density per unit area of the laser light is large, slowing down the stage speed and irradiating the laser light at a constant frequency reduces the number of times the laser beam irradiates the workpiece per unit area. Become. As a result, the irradiation energies per unit area of both are equal and uniform irradiation can be performed.

【0027】以上のように本実施例によればレーザ光が
広がり角を持つためステージの位置によりレーザ光路長
が異なりレーザ光形状が異なってきて、ワーク上での単
位面積当たりのエネルギー密度が違っても単位面積当た
りのレーザ照射回数をステージ速度を変化させることに
より単位面積当たりのエネルギー量が一定になるように
することで均一な照射を行うことができる。なお計測手
段は、ビーム形成手段の直前でもよく、またステージ位
置を計測しその位置によりレーザの光路長を換算しエネ
ルギー密度を産出してもよい。
As described above, according to the present embodiment, since the laser light has a divergence angle, the laser light path length differs depending on the position of the stage, and the laser light shape differs, so that the energy density per unit area on the work differs. Even if the number of laser irradiations per unit area is changed so that the amount of energy per unit area becomes constant by changing the stage speed, uniform irradiation can be performed. The measuring means may be just before the beam forming means, or the stage position may be measured and the optical path length of the laser may be converted by the position to produce the energy density.

【0028】以下本発明の第三の実施例のレーザ照射装
置について、図面を参照しながら説明する。図1は同実
施例におけるレーザ照射装置の全体構成を表した図であ
る。
A laser irradiation apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the laser irradiation apparatus in the embodiment.

【0029】図1において第一の実施例の構成と異なる
のは、可変の周波数で一定の出力でレーザ光を発するレ
ーザ光源51である。
In FIG. 1, what is different from the configuration of the first embodiment is a laser light source 51 which emits laser light at a variable frequency and a constant output.

【0030】以上のように構成されたれレーザ照射装置
について、以下その動作について説明する。まず、レー
ザ光源51から一定の出力でレーザ光を発しその間第
一、第二のステージ56、59を第一、第二の駆動手段
57、60でY、X方向に一定速度で移動させる。例え
ば、第二のステージ59の位置によってレーザ光の単位
面積当たりのエネルギー密度が小さい時、単位面積当た
りの基板に対してのレーザ光の照射回数を多くし、ま
た、逆にレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度が
大きい時、単位面積当たりのワークに対してのレーザ光
の照射回数を少なくすることにより、両者の単位面積当
たりの照射エネルギーは等しくなって均一な照射が行え
ることになる。
The operation of the laser beam irradiation apparatus configured as described above will be described below. First, laser light is emitted from the laser light source 51 at a constant output, during which the first and second stages 56 and 59 are moved at constant speeds in the Y and X directions by the first and second driving means 57 and 60. For example, when the energy density per unit area of the laser light is small depending on the position of the second stage 59, the number of times the substrate is irradiated with the laser light per unit area is increased, and conversely, the unit area of the laser light is increased. When the energy density per hit is high, the irradiation energy per unit area of both is equalized by reducing the number of times of irradiation of the work per unit area with the laser light, and uniform irradiation can be performed.

【0031】以上のように本実施例によればレーザ光が
広がり角を持つためステージの位置によりレーザ光路長
が異なりレーザ光形状が異なってきて、ワーク上での単
位面積当たりのエネルギー密度がちがっても単位面積当
たりのレーザ照射回数をステージ速度を一定にしてレー
ザ光源からのレーザ照射周波数を変化させることにより
単位面積当たりのエネルギー量が一定になるようにする
ことで均一な照射を行うことができる。なお計測手段
は、ビーム形成手段の直前でもよく、またステージ位置
を計測しその位置によりれーザ光の光路長を換算しエネ
ルギー密度を算出してもよい。
As described above, according to this embodiment, since the laser light has a divergence angle, the laser light path length differs depending on the position of the stage, and the laser light shape differs, resulting in a difference in energy density per unit area on the work. Even if the number of laser irradiations per unit area is kept constant and the laser irradiation frequency from the laser light source is changed so that the amount of energy per unit area becomes constant, uniform irradiation can be performed. it can. The measuring means may be just before the beam forming means, or the energy density may be calculated by measuring the stage position and converting the optical path length of the laser light according to the position.

【0032】以下本発明の第四実施例のレーザ照射装置
について、図面を参照しながら説明する。図2は同実施
例におけるレーザ照射装置の全体構成を表した図であ
る。
A laser irradiation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the laser irradiation apparatus in the same embodiment.

【0033】図2において、102はワーク、103は
ワーク102を固定する固定ベッド、固定ベッド103
に固定された架台、105は架台104上にありY1、
Y2方向に平行に設置された第一の案内、106は案内
105上をY1、Y2方向に往復運動可能な第一のステ
ージ、107は第一のステージ106をY1、Y2方向
に駆動する駆動手段、108は架台104上にありX
1、X2方向に平行に設置された第二の案内、109は
第二の案内108上をX1、X2方向に往復運動可能な
第二のステージ、110は第二のステージ109をX
1、X2方向に駆動する駆動手段、111は第二のステ
ージ109上にありレーザ光源からくるレーザ光をZ2
方向に曲げる第一の光学部材、113、114、11
5、116、117は第二のステージ109上にありそ
れぞれ第二、第三、第四、第五、第六の光学部材でレー
ザ光を所定のビーム形状に整え、118は絞り部材でレ
ーザ光を所定のビーム形状にする働きをする。119は
レーザ光のエネルギー密度を計測する計測手段である。
図1の構成と異なるのは、101の一定出力を発するレ
ーザ光源、120の第三の案内を第三の方向に平行に設
置し第二、第三の光学部材113、114を平行運動可
能にし121はその駆動手段である。
In FIG. 2, 102 is a work, 103 is a fixed bed for fixing the work 102, and fixed bed 103.
Fixed on the mount 105, on the mount 104 Y1,
A first guide 106 installed parallel to the Y2 direction, a first stage 106 that can reciprocate on the guide 105 in the Y1 and Y2 directions, and 107 a driving unit that drives the first stage 106 in the Y1 and Y2 directions. , 108 are on the gantry 104 and X
The second guide 109 installed parallel to the 1st and X2 directions, 109 is the second stage that can reciprocate in the X1 and X2 directions on the second guide 108, and 110 is the second stage 109.
Driving means for driving in the 1st and X2 directions, 111 is on the second stage 109, and laser light coming from the laser light source is Z2.
First optical member for bending in the direction 113, 114, 11
Reference numerals 5, 116, 117 are on the second stage 109, and the second, third, fourth, fifth, and sixth optical members respectively adjust the laser light into a predetermined beam shape, and 118 is a diaphragm member. To form a predetermined beam shape. Reference numeral 119 is a measuring means for measuring the energy density of the laser light.
The difference from the configuration of FIG. 1 is that a laser light source 101 that emits a constant output and a third guide 120 are installed in parallel to a third direction to allow the second and third optical members 113 and 114 to move in parallel. 121 is the drive means.

【0034】以上のように構成されたレーザ照射装置に
ついて、以下その動作について説明する。レーザ光源1
01から連続的に、しかも一定のエネルギー密度で発せ
られたレーザ光(例えばエキシマレーザ)は、広がり角
を持つためステージの位置によりレーザ光路長が異なり
レーザ光の形状が異なってきて、しかも単位面積当たり
のエネルギー密度が異なるが、ワーク近傍102に設置
した計測手段119でレーザ光のエネルギー密度を計測
し一定のエネルギー密度になるように、第二と第三の光
学部材113、114と第四と第五の光学部材115、
116との間隔をの第三の駆動手段121を用いてその
位置を変え第二と第三との光学部材113、114の位
置を調整することによりレーザ光形状を調整し、一定密
度のレーザ光にワーク102に一定量のエネルギーでレ
ーザ光を照射する。
The operation of the laser irradiation apparatus having the above structure will be described below. Laser light source 1
Since laser light emitted continuously from 01 with a constant energy density (for example, excimer laser) has a divergence angle, the laser light path length varies depending on the position of the stage, and the shape of the laser light also varies. Although the energy density per hit is different, the second and third optical members 113, 114, and the fourth optical member 113, 114, and the fourth optical member 113, 114, and the fourth optical member 113, 114 are arranged so that the energy density of the laser light is measured by the measuring means 119 installed in the vicinity of the work 102 to obtain a constant energy density. The fifth optical member 115,
The laser light shape is adjusted by adjusting the position of the second and third optical members 113 and 114 by changing the position of the third drive means 121 with respect to the interval of the laser light of a constant density. Then, the work 102 is irradiated with laser light with a certain amount of energy.

【0035】以上のように本実施例によればレーザ光が
広がり角を持つためステージの位置によりレーザ光路長
が異なりレーザ光の形状が異なってきて、しかも単位面
積当たりのエネルギー密度が異なることを、ワーク近傍
に設置した計測手段によりレーザ光のエネルギー密度を
計測し一定エネルギー密度のレーザ光になるように光学
部材の位置を変えることによりレーザ光形状を調整し、
一定エネルギー密度のレーザ光にしワークに一定量のエ
ネルギーでレーザ光を照射する。
As described above, according to this embodiment, since the laser light has a divergence angle, the laser light path length differs depending on the position of the stage, the shape of the laser light differs, and the energy density per unit area also differs. , The energy density of the laser light is measured by the measuring means installed near the work, and the laser light shape is adjusted by changing the position of the optical member so that the laser light has a constant energy density,
A laser beam having a constant energy density is formed and the work is irradiated with the laser beam with a constant amount of energy.

【0036】なお計測手段は、ビーム形成手段の直前で
もよく、またステージ位置を計測しその位置によりレー
ザ光の光路長を換算しエネルギー密度を算出してもよ
い。なお本実施例では、絞り部材はワーク直前にだけ配
置しているが、他にもう一つの絞り部材を前記第二の光
学部材の直前にも配置し、前記第二の光学部材へ入射す
るレーザ光形状を整えることによりさらに均一なレーザ
光を形成できる。
The measuring means may be just before the beam forming means, or the position of the stage may be measured and the optical path length of the laser beam may be converted by the position to calculate the energy density. In this embodiment, the diaphragm member is arranged only immediately before the work, but another diaphragm member is also arranged immediately before the second optical member, and the laser beam is incident on the second optical member. By adjusting the light shape, more uniform laser light can be formed.

【0037】以下本発明の第五実施例のレーザ照射装置
について、図面を参照しながら説明する。図3は同実施
例におけるレーザ照射装置の全体構成を表した図であ
る。
A laser irradiation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the laser irradiation apparatus in the embodiment.

【0038】図3において、201は一定出力のレーザ
光を発するレーザ光源、202はワーク、203はワー
ク202を固定する固定ベッド、204は固定ベッド2
03に固定された架台、205は架台204上にありY
1、Y2方向に平行に設置された第一の案内、206は
案内205上をY1、Y2方向に往復運動可能な第一の
ステージ、207は第一のステージ206をY1、Y2
方向に駆動する駆動手段、208は架台204上にあり
X1、X2方向に平行に設置された第二の案内、209
は第二の案内208上をX1、X2方向に往復運動可能
な第二のステージ、210は第二のステージ209をX
1、X2方向に駆動する駆動手段、211は第二のステ
ージ209上にありレーザ光源201からくるレーザ光
をZ2方向に曲げる第一の光学部材、213は第二のス
テージ209上に固定されレーザ光のビーム形状を整え
るビーム形成手段、214はレーザ光のエネルギー密度
を計測する計測手段、215はビームの透過率を変え、
エネルギー強度を調節する透過率可変部材である。
In FIG. 3, 201 is a laser light source which emits a laser beam having a constant output, 202 is a work, 203 is a fixed bed for fixing the work 202, and 204 is a fixed bed 2.
The base fixed to 03, 205 is on the base 204 Y
1, a first guide installed parallel to the Y and Y2 directions, 206 is a first stage that can reciprocate on the guide 205 in the Y1 and Y2 directions, and 207 is a first stage 206 that is Y1 and Y2.
209 is a second guide installed on the gantry 204 in parallel with the X1 and X2 directions.
Is a second stage that can reciprocate in the X1 and X2 directions on the second guide 208, and 210 is a second stage 209 that moves X.
1, driving means for driving in the X2 direction, 211 is on the second stage 209, and a first optical member for bending the laser light from the laser light source 201 in the Z2 direction, 213 is fixed on the second stage 209 and is a laser Beam forming means for adjusting the beam shape of the light, 214 is a measuring means for measuring the energy density of the laser light, 215 is changing the transmittance of the beam,
It is a transmittance variable member that adjusts the energy intensity.

【0039】以上のように構成されたレーザ照射装置に
ついて、以下その動作について説明する。まず、ワーク
に対し小面積のビームを重ねながらスキャンさせるマル
チショット方式はレーザ光源201から連続的に、一定
出力のレーザ光(例えばエキシマレーザ)を数100HZ
の周波数で発しその間一定の速度で第一、第二のステー
ジ206、209を第一、第二の駆動手段207、21
0でY、X方向に移動させる。レーザ光源201から照
射されたレーザ光は第二のステージ209上にある第一
の光学部材211によりZ2方向に曲げられる。その間
第一のステージ206はスキャンのため移動している。
このレーザ光をビーム形成手段213を用いて所定形状
に形成し、透過率可変部材215を透過させ、ワーク2
02近傍に設置した計測手段214によりレーザ光のエ
ネルギー密度を計測し一定エネルギー密度のレーザ光に
なるように透過率可変部材215にフィードバックして
透過率を調整することによりワーク202に一定のエネ
ルギー密度で一定量のエネルギーのレーザ光を重ね合わ
せて照射することができる。
The operation of the laser irradiation apparatus constructed as above will be described below. First, in the multi-shot method in which a beam having a small area is superposed on a work for scanning, a laser beam (for example, an excimer laser) having a constant output is continuously emitted from the laser light source 201 for several hundred Hz.
And the first and second stages 206 and 209 are driven at a constant speed during the first and second driving means 207 and 21.
When it is 0, it is moved in the Y and X directions. The laser light emitted from the laser light source 201 is bent in the Z2 direction by the first optical member 211 on the second stage 209. Meanwhile, the first stage 206 is moving for scanning.
This laser light is formed into a predetermined shape by using the beam forming means 213 and transmitted through the transmittance varying member 215, and the work 2
The energy density of the laser beam is measured by the measuring means 214 installed in the vicinity of 02, and is fed back to the transmittance variable member 215 to adjust the transmittance so that the laser beam has a constant energy density. Thus, it is possible to superimpose and irradiate laser light having a certain amount of energy.

【0040】以上のように本実施例によればレーザ光が
広がり角を持つためステージの位置によりレーザ光路長
が異なりレーザ光形状が異なってきて、単位面積当たり
のエネルギー密度も異なることを、基板近傍に設置した
計測手段によりレーザ光のエネルギー密度を計測し一定
のエネルギー密度を持つレーザ光になるように透過率可
変部材の透過率を調整する。この一定のエネルギー密度
を持つレーザ光を重ね合わせ単位面積当たり一定量のエ
ネルギーで照射を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, since the laser light has a divergence angle, the laser light path length differs depending on the position of the stage, the laser light shape differs, and the energy density per unit area also differs. The energy density of the laser light is measured by a measuring means installed in the vicinity, and the transmittance of the transmittance variable member is adjusted so that the laser light has a constant energy density. Irradiation can be performed with a constant amount of energy per unit area by superimposing the laser beams having the constant energy density.

【0041】なお計測手段は、ビーム形成手段の直前で
もよく、またステージ位置を計測しその位置によりレー
ザ光の光路長を換算しエネルギー密度を算出してもよ
い。
The measuring means may be just before the beam forming means, or the stage position may be measured and the optical path length of the laser beam may be converted by the position to calculate the energy density.

【0042】以下本発明の第六実施例のレーザ照射装置
について、図面を参照しながら説明する。図4は本発明
の第六の実施例におけるレーザ照射装置の全体構成を表
した図である。図5は同実施例におけるワーク上のレー
ザ光照射径路を表した図である。図6は同実施例におけ
るワーク上のレーザ照射位置とレーザ光路長の関係を表
した図である。図7は本発明の第七実施例におけるワー
ク上のレーザ光照射径路を表した図である。図8は同実
施例におけるワーク上のレーザ照射位置とレーザ光路長
の関係を表した図である。
A laser irradiation apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of the laser irradiation apparatus in the sixth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a laser light irradiation path on a work in the same embodiment. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the laser irradiation position on the work and the laser optical path length in the same example. FIG. 7 is a diagram showing a laser light irradiation path on a work in the seventh embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the laser irradiation position on the work and the laser optical path length in the same example.

【0043】図4において、151は一定出力のレーザ
光を発するレーザ光源、152はX方向とY方向に45
度をなすように置かれたワーク、153はワーク152
を固定する固定ベッド、154は固定ベッド153に固
定された架台、155は固定ベッド153上にありY
1、Y2方向に平行に設置された第一の案内、156は
案内155上をY1、Y2方向に往復運動可能な第一の
ステージ、157は第一のステージ156をY1、Y2
方向に駆動する駆動手段、158は架台154上にあり
X1、X2方向に平行に設置された第二の案内、159
は第二の案内158上をX1、X2方向に往復運動可能
な第二のステージ、160は第二のステージ159をX
1、X2方向に駆動する駆動手段、161は第二のステ
ージ156上にありレーザ光源151からくるレーザ光
をZ2方向に曲げる第一の光学部材、163は第二のス
テージ159上に固定されレーザ光のビーム形状を整え
るビーム形成手段、164はレーザ光のエネルギー密度
を計測する計測手段である。
In FIG. 4, reference numeral 151 denotes a laser light source that emits laser light having a constant output, and 152 denotes 45 in the X and Y directions.
The work 153 is placed so as to make a turn, and the work 152 is
Is fixed on the fixed bed 153, and 155 is on the fixed bed 153.
A first guide 156 installed parallel to the 1 and Y2 directions, a first stage 156 capable of reciprocating on a guide 155 in the Y1 and Y2 directions, and 157 a first stage 156 which is moved to the Y1 and Y2 directions.
The driving means 158 for driving in the direction 158 is a second guide 159 which is installed on the pedestal 154 in parallel with the X1 and X2 directions.
Is a second stage that can reciprocate on the second guide 158 in the X1 and X2 directions, and 160 is a second stage 159 that moves X.
Driving means for driving in the 1st and X2 directions, 161 is a first optical member on the second stage 156 for bending the laser light coming from the laser light source 151 in the Z2 direction, and 163 is a laser fixed on the second stage 159. A beam forming unit 164 for adjusting the beam shape of light is a measuring unit 164 for measuring the energy density of laser light.

【0044】以上のように構成されたレーザ照射装置に
ついて、以下その動作について説明する。まず、ワーク
に対し小面積のビームを重ねながらスキャンさせるマル
チショット方式はレーザ光源151から連続的に、しか
も出力を可変的に変えられるレーザ光(例えばエキシマ
レーザ)を数100HZの周波数で発しその間一定の速度
で第一、第二のステージ156、159を第一、第二の
駆動手段157、160でX、Y方向に移動させる。レ
ーザ光源151から照射されたレーザ光は第二のステー
ジ159上にある第一の光学部材161によりZ2方向
に曲げられる。このレーザ光を163のビーム形成手段
163により所定形状に形成し、この所定形状のレーザ
光をワーク152近傍に設置した計測手段164により
レーザ光のエネルギー密度を計測し一定エネルギー密度
のレーザ光になるようにレーザ光源151にフィードバ
ックしその出力を調整することによりワーク152に一
定のエネルギー密度で一定量のエネルギーのレーザ光を
重ね合わせ照射し単位面積当たり一定量のエネルギーで
照射を行う。このとき図5に示すようにレーザ光をX方
向例えばA点からB点、Y方向例えばB点からC点にス
キャンさせると図6に示すようにX方向の移動により光
路長が変化するが、図7に示すようにレーザ光を例えば
X方向、Y方向と45度をなすU方向例えばA点からB
点、V方向例えばB点からC点にスキャンさせると図8
に示すようにU方向の移動では光路長が緩やかで151
のレーザ光源の出力調整の速応性があまり問題とならな
いため、レーザにとって出力の変動が少なく高速スキャ
ンに対してもレーザの出力は追従でき高生産性のレーザ
照射装置を実現できる。なお出力調整は、ステージの移
動速度を可変にしても、レーザ周波数を可変にしても、
ビーム形成手段の光学部材の間隔を可変にしても、透過
率可変部材の透過率を可変にしても同様の効果が得られ
る。なお計測手段は、ビーム形成手段の直前でもよく、
またステージ位置を計測しその位置によりレーザ光の光
路長を換算しエネルギー密度を計算で求めてもよい。
The operation of the laser irradiation apparatus having the above structure will be described below. First, in the multi-shot method in which a beam having a small area is superposed on a work for scanning, a laser light source 151 emits a laser beam (for example, an excimer laser) whose output can be variably changed at a frequency of several hundreds of Hz and is constant during that period. The first and second stages 156 and 159 are moved in the X and Y directions by the first and second driving means 157 and 160 at the speed of. The laser light emitted from the laser light source 151 is bent in the Z2 direction by the first optical member 161 on the second stage 159. This laser light is formed into a predetermined shape by the beam forming means 163 of 163, and the energy density of the laser light is measured by the measuring means 164 installed near the work 152 to obtain the laser light having a constant energy density. By thus feeding back to the laser light source 151 and adjusting the output thereof, the work 152 is overlapped and irradiated with laser light of a certain amount of energy at a certain energy density, and is irradiated with a certain amount of energy per unit area. At this time, as shown in FIG. 5, when the laser light is scanned in the X direction, for example, from the point A to the point B, and in the Y direction, for example, from the point B to the point C, the optical path length changes due to the movement in the X direction as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the laser light is directed in the U direction, which forms 45 degrees with the X and Y directions, for example, from point A
When scanning from the point, the V direction, for example, from point B to point C
As shown in, the optical path length is 151
Since the quick response of the output adjustment of the laser light source does not pose a problem so much, the output of the laser is small and the output of the laser can follow the high-speed scan, and a highly productive laser irradiation device can be realized. The output can be adjusted by changing the moving speed of the stage or changing the laser frequency.
Similar effects can be obtained even if the distance between the optical members of the beam forming unit is variable or the transmittance of the transmittance variable member is variable. The measuring means may be just before the beam forming means,
Alternatively, the energy density may be calculated by measuring the stage position and converting the optical path length of the laser light according to the position.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように第一の発明によれば、ワー
クの所定の位置を集積したレーザ光で小面積のビームを
重ねながらスキャンさせ照射し、ワークの加工を行うレ
ーザ照射装置において、前記レーザ光の出力を可変的に
第一の方向に発するレーザ光源と、前記ワークを保持す
る第一のステージと、前記第一のステージを前記第一の
方向に垂直な第二の方向に往復運動可能な第一の案内
と、前記第一のステージを前記第二の方向に往復運動さ
せる第一の駆動手段と、前記ワークに対向して設置され
た架台と、前記架台上に前記第一の方向に平行に設置さ
れた第二の案内と、前記第二の案内上を前記第一の方向
に往復運動可能な第二のステージと、前記第二のステー
ジを前記第一の方向に駆動する第二の駆動手段と、前記
第二のステージに固定され前記レーザ光を前記第一の方
向と前記第二の方向に直角な第三の方向に曲げる第一の
光学部材と、前記第二のステージ上にあり前記第一の光
学部材の前記第三の方向に平行に配置されたビーム形成
手段と、前記ビーム形成手段の透過前または透過後の前
記レーザ光のエネルギー密度を計測する第一の計測手段
もしくは、前記レーザ光源から前記第二の光学部材まで
の光路長を計測する第二の計測手段と、前記第一の計測
手段または前記第二の計測手段より前記レーザ光源の出
力を可変にする制御手段を設けることにより、レーザ光
が広がり角を持つためステージ位置によりレーザ光路長
が異なりレーザ光形状が異なってきて、単位面積当たり
のエネルギー密度が異なることを、ビーム形成手段の透
過前または透過後のレーザ光のエネルギー密度を計測す
る計測手段もしくは、レーザ光源から第二の光学部材ま
での光路長を計測する計測手段と、これらの計測手段よ
りレーザ光源の出力を可変にする制御手段により、レー
ザ光のエネルギー密度を計測もしくは予測して一定のエ
ネルギー密度を持つレーザ光になるようにレーザ光源の
出力を調整することによりワークに一定エネルギー密度
を持つレーザ光で一定量のエネルギーを照射することに
より優れたレーザ照射を実現できるものである。
As described above, according to the first aspect of the invention, in the laser irradiation device for processing a work by irradiating while irradiating while scanning a beam of a small area with a laser beam in which a predetermined position of the work is integrated, A laser light source that variably emits the output of the laser light in a first direction, a first stage that holds the work, and a first stage that reciprocates in a second direction that is perpendicular to the first direction. A movable first guide, a first drive means for reciprocating the first stage in the second direction, a mount installed to face the work, and the first mount on the mount. Second guide installed parallel to the direction, a second stage capable of reciprocating on the second guide in the first direction, and driving the second stage in the first direction. The second drive means and the second stage. A first optical member for bending the laser light in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction; and the third optical member on the second stage Beam forming means arranged in parallel to the direction, and first measuring means for measuring the energy density of the laser light before or after passing through the beam forming means, or from the laser light source to the second optical member. By providing a second measuring means for measuring the optical path length up to and a control means for varying the output of the laser light source from the first measuring means or the second measuring means, the divergence angle of the laser light is increased. Since the laser beam path length varies depending on the stage position and the laser beam shape varies, the energy density per unit area varies. Energy density of laser light by measuring means for measuring the density, measuring means for measuring the optical path length from the laser light source to the second optical member, and control means for varying the output of the laser light source from these measuring means. Excellent laser irradiation by irradiating the work with a certain amount of energy by adjusting the output of the laser light source so that the laser light with a constant energy density can be measured or predicted. Can be realized.

【0046】また、第二の発明によれば、レーザ光源が
所定の出力と周波数でレーザ光を発し、第一のステージ
と第二のステージの移動速度が可変できることにより単
位面積当たりのレーザ照射回数を変化させ、単位面積当
たりのエネルギー量が一定になるようにすることで均一
な優れたレーザ照射を実現できるものである。
Further, according to the second invention, the laser light source emits laser light at a predetermined output and frequency, and the moving speeds of the first stage and the second stage can be varied, so that the number of laser irradiations per unit area is increased. By changing so that the amount of energy per unit area becomes constant, uniform and excellent laser irradiation can be realized.

【0047】また、第三の発明によれば、レーザ光源が
所定の出力を可変の周波数でレーザ光を発し、第一のス
テージと前記第二のステージを所定の速度で移動させる
ことによりワーク上での単位面積当たりのエネルギー密
度が違っても単位面積当たりのレーザ照射回数をレーザ
光源からのレーザ照射周波数を変化させることにより単
位面積当たりのエネルギー量を一定にすることで均一な
優れたレーザ照射を実現できるものである。
According to the third aspect of the invention, the laser light source emits a laser beam having a predetermined output at a variable frequency, and the first stage and the second stage are moved at a predetermined speed so that the workpiece is moved. Even if the energy density per unit area is different, the number of laser irradiations per unit area can be changed by changing the laser irradiation frequency from the laser light source to keep the amount of energy per unit area constant and excellent laser irradiation. Can be realized.

【0048】また、第四の発明によれば、レーザ光源が
所定の出力でレーザ光を発し、前記第二のステージ上に
あり前記第三の方向に平行に設置された第三のステージ
と前記第三のステージ上にあり前記第一の光学部材と前
記第三の方向に平行に配置された第二、第三の光学部材
と前記第三のステージを前記第三の方向に駆動する第三
の駆動手段と前記第三の方向に平行で前記第四、第五の
光学部材に順に前記第二のステージ上に固定された第六
の光学部材と前記レーザ光を所定の大きさに調整する絞
り部材と、前記制御手段により構成され前記制御手段に
より前記第三の駆動手段を駆動できるレーザ照射装置を
設けることにより、レーザ光が広がり角を持つためステ
ージの位置によりレーザ光路長が異なりレーザ光の形状
が異なってきて、単位面積当たりのエネルギー密度が異
なることを、ビーム形成手段の透過前または透過後の前
記レーザ光のエネルギー密度を計測する第一の計測手段
もしくは、前記レーザ光源から前記第二の光学部材まで
の光路長を計測する第二の計測手段と、前記第一の計測
手段または前記第二の計測手段より前記第三の駆動手段
を駆動する制御手段を設けることによりレーザ光のエネ
ルギー密度を計測もしくは予測し、一定密度のレーザ光
になるように光学部材の位置を変えることにより一定の
エネルギー密度のレーザ光にしワークに照射することに
より単位面積当たりエネルギー量が一定になるようにす
ることで均一で優れたレーザ照射を実現できるものであ
る。
Further, according to the fourth invention, the laser light source emits a laser beam with a predetermined output, and the third stage and the third stage, which are on the second stage and are parallel to the third direction, are provided. A second and third optical member which is on a third stage and is arranged in parallel with the first optical member in the third direction, and a third stage which drives the third stage in the third direction. The driving means and a sixth optical member which is parallel to the third direction and is fixed to the fourth and fifth optical members on the second stage in order, and the laser light is adjusted to a predetermined size. By providing a diaphragm member and a laser irradiation device configured by the control means and capable of driving the third drive means by the control means, the laser light path length differs depending on the position of the stage because the laser light has a divergence angle. The shape of The different energy densities per unit area means that the first measuring means for measuring the energy density of the laser light before or after passing through the beam forming means or the optical path from the laser light source to the second optical member. A second measuring means for measuring the length and a control means for driving the third driving means from the first measuring means or the second measuring means are provided to measure or predict the energy density of the laser light. By changing the position of the optical member so that the laser light has a constant density, the laser light having a constant energy density is irradiated and the work is irradiated, so that the amount of energy per unit area becomes constant and excellent. Laser irradiation can be realized.

【0049】また第五の発明によれば、レーザ光源が所
定の出力を発し、レーザ光路上に配置したレーザ光の光
量を可変できる透過率可動部材を備えた請求項1記載の
レーザ照射装置を設けることにより、レーザ光が広がり
角を持つためステージ位置によりレーザ光路長が異なり
レーザ光の形状が異なってきて、単位面積当たりのエネ
ルギー密度が異なることを、ビーム形成手段の透過前ま
たは透過後の前記レーザ光のエネルギー密度を計測する
第一の計測手段もしくは、前記レーザ光源から前記第一
の光学部材までの光路長を計測する第二の計測手段と、
前記第一の計測手段または前記第二の計測手段より前記
レーザ光源の出力を可変にする制御手段を設けることに
よりレーザ光のエネルギー密度を計測もしくは予測し、
一定密度のレーザ光になるように透過率可変部材の透過
率を調整することにより一定エネルギー密度のレーザ光
に対してワークに照射することにより単位面積当たりの
エネルギー量が一定になるようにすることで均一で優れ
たレーザ照射を実現できるものである。
According to a fifth aspect of the invention, there is provided the laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the laser light source emits a predetermined output, and the transmittance irradiating member is arranged on the laser optical path and is capable of varying the light amount of the laser light. Since the laser beam has a divergence angle, the laser beam path length varies depending on the stage position, and the shape of the laser beam varies depending on the stage position. First measuring means for measuring the energy density of the laser light, or second measuring means for measuring the optical path length from the laser light source to the first optical member,
Measuring or predicting the energy density of the laser light by providing a control means for varying the output of the laser light source from the first measuring means or the second measuring means,
By adjusting the transmittance of the transmittance variable member so that the laser light has a constant density, irradiating the work with the laser light having a constant energy density so that the energy amount per unit area becomes constant. Therefore, uniform and excellent laser irradiation can be realized.

【0050】また第六の発明によれば、前記第一の駆動
手段と前記第二の駆動手段を同時に駆動することにより
前記レーザ光を前記ワーク平面内の前記第一と所定の角
度をなす第四の方向と前記第四の方向と直角な第五の方
向にスキャンさせ照射することのできる請求項1記載の
レーザ照射装置を設けることにより、レーザ光源の出力
調整を緩やかに行うことでも、高周波照射にレーザ出力
が追従可能となり、高性能性のレーザ照射装置を実現で
きるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, the first drive means and the second drive means are simultaneously driven so that the laser beam forms a predetermined angle with the first in the work plane. The laser irradiation device according to claim 1, which is capable of scanning and irradiating in four directions and a fifth direction perpendicular to the fourth direction, provides a high frequency even by gently adjusting the output of the laser light source. The laser output can follow the irradiation, and a high-performance laser irradiation device can be realized.

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

【図1】本発明の第一、第二、第三の実施例におけるレ
ーザ照射装置の斜視図
FIG. 1 is a perspective view of a laser irradiation apparatus according to first, second and third embodiments of the present invention.

【図2】本発明の第四の実施例におけるレーザ照射装置
の斜視図
FIG. 2 is a perspective view of a laser irradiation device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第五の実施例におけるレーザ照射装置
の斜視図
FIG. 3 is a perspective view of a laser irradiation device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第六の実施例におけるレーザ照射装置
の斜視図
FIG. 4 is a perspective view of a laser irradiation device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第七の実施例におけるレーザ照射装置
の斜視図
FIG. 5 is a perspective view of a laser irradiation device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第七の実施例におけるレーザ光の照射
径路とレーザ光路長の関係図
FIG. 6 is a relationship diagram of a laser light irradiation path and a laser light path length in a seventh embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第八の実施例におけるレーザ光の照射
径路図
FIG. 7 is an irradiation path diagram of laser light according to an eighth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第八の実施例におけるレーザ光の照射
径路とレーザ光路長の関係図
FIG. 8 is a relationship diagram of a laser light irradiation path and a laser light path length in an eighth embodiment of the present invention.

【図9】従来例におけるレーザ照射装置の斜視図FIG. 9 is a perspective view of a laser irradiation device in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 レーザ光源 52 ワーク 53 固定ベッド 54 架台 55 第一の案内 56 第一のステージ 57 第一の駆動手段 58 第二の案内 59 第二のステージ 60 第二の駆動手段 61 第一の光学部材 63 ビーム形成手段 64 計測手段 51 laser light source 52 work 53 fixed bed 54 frame 55 first guide 56 first stage 57 first drive means 58 second guide 59 second stage 60 second drive means 61 first optical member 63 beam Forming means 64 Measuring means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 隆史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川村 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮田 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Takashi Inoue Takashi Inoue 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Tetsuya Kawamura, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Yutaka Miyata 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワークの所定の位置を集積したレーザ光
で小面積のビームを重ねながらスキャンさせ照射し、ワ
ークの加工を行うレーザ照射装置において、前記レーザ
光の出力を可変的に第一の方向に発するレーザ光源と前
記ワークを保持する第一のステージと、前記第一のステ
ージを前記第一の方向に垂直な第二の方向に往復運動可
能な第一の案内と、前記第一のステージを前記第二の方
向に往復運動させる第一の駆動手段と、前記ワークに対
向して設置された架台と、前記架台上に前記第一の方向
に平行に設置された第二の案内と、前記第二の案内上を
前記第一の方向に往復運動可能な第二のステージと、前
記第二のステージを前記第一の方向に駆動する第二の駆
動手段と、前記第二のステージに固定された前記レーザ
光を前記第一の方向と前記第二の方向に直角な第三の方
向に曲げる第一の光学部材と、前記第二のステージ上に
あり前記第一の光学部材の前記第三の方向に平行に配置
されたビーム形成手段と、前記ビーム形成手段の透過前
または透過後の前記レーザ光のエネルギー密度を計測す
る第一の計測手段もしくは、前記レーザ光源から前記第
二の光学部材までの光路長を計測する第二の計測手段
と、前記第一の計測手段または前記第二の計測手段より
前記レーザ光源の出力を可変にする制御手段を備え、集
光された前記レーザ光で前記ワークの所定の位置を照射
することを特徴とするレーザ照射装置。
1. A laser irradiation device for processing a work by irradiating while scanning a beam of a small area while superimposing a beam of a small area with a laser beam integrating a predetermined position of the work to variably output the output of the laser beam. Direction of a laser light source and a first stage for holding the work, a first guide capable of reciprocating the first stage in a second direction perpendicular to the first direction, and the first stage. First drive means for reciprocating the stage in the second direction, a gantry installed facing the work, and a second guide installed on the gantry parallel to the first direction. A second stage capable of reciprocating on the second guide in the first direction, a second drive means for driving the second stage in the first direction, and the second stage The laser beam fixed to the first direction And a first optical member that bends in a third direction perpendicular to the second direction, and beam forming that is on the second stage and is arranged parallel to the third direction of the first optical member. Means and a first measuring means for measuring the energy density of the laser light before or after passing through the beam forming means, or a second measuring means for measuring the optical path length from the laser light source to the second optical member. Irradiating a predetermined position of the work with the condensed laser light, which comprises a measuring means and a control means for varying the output of the laser light source from the first measuring means or the second measuring means. Laser irradiation device characterized by.
【請求項2】 レーザ光源が所定の出力と周波数でレー
ザ光を発し、前記制御手段により第一のステージと第二
のステージの移動速度が可変できることを特徴とする請
求項1記載のレーザ照射装置。
2. The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the laser light source emits laser light at a predetermined output and frequency, and the moving speed of the first stage and the second stage can be varied by the control means. .
【請求項3】 レーザ光源が所定の出力でレーザ光を発
し、第一のステージと第二のステージを所定の速度で移
動し、制御手段によりレーザ光源の周波数を可変にする
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ照射装置。
3. The laser light source emits laser light with a predetermined output, the first stage and the second stage are moved at a predetermined speed, and the frequency of the laser light source is made variable by the control means. The laser irradiation device according to claim 1.
【請求項4】 レーザ光源が所定の出力でレーザ光を発
し、第二のステージ上にあり第三の方向に平行に設置さ
れた第三のステージと第三のステージ上にあり第二の光
学部材の第三の方向に平行に配置された第三、第四の光
学部材と前記第三のステージを前記第三の方向に駆動す
る第三の駆動手段と前記第三の方向に平行で前記第三、
第四の光学部材に順に前記第二のステージ上に固定され
た第五、第六、第七の光学部材と前記レーザ光を所定の
大きさに整理する絞り部材と、前記制御手段により構成
され前記制御手段により前記第三の駆動手段を駆動でき
ることを特徴とする請求項1記載のレーザ照射装置。
4. A laser beam source emits a laser beam with a predetermined output, and a second stage is provided on a third stage and a third stage which are on the second stage and are arranged parallel to the third direction. The third and fourth optical members arranged in parallel to the third direction of the member, the third driving means for driving the third stage in the third direction, and the third driving means parallel to the third direction. Third,
The fourth optical member is composed of a fifth, sixth, and seventh optical members fixed on the second stage in order, a diaphragm member for organizing the laser light into a predetermined size, and the control means. 2. The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the control means can drive the third drive means.
【請求項5】 レーザ光源が所定の出力のレーザ光を発
し、前記レーザ光の光路上に配置され前記制御手段によ
り透過率を可変できる透過率可変部材を備えたことを特
徴とする請求項1記載のレーザ照射装置。
5. A transmittance variable member which emits a laser beam of a predetermined output and is arranged on an optical path of the laser beam and whose transmittance can be varied by the control means. The laser irradiation device described.
【請求項6】 第一の駆動手段と第二の駆動手段を同時
に駆動することによりレーザ光をワーク平面内の前記第
一の方向に所定の角度をなす第四の方向と前記第四の方
向と直角な第五の方向にスキャンさせ照射することを特
徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のレーザ照射装
置。
6. A fourth direction and a fourth direction in which a laser beam is formed at a predetermined angle with respect to the first direction in a work plane by simultaneously driving the first driving means and the second driving means. 6. The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the laser irradiation apparatus scans and irradiates in a fifth direction perpendicular to.
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