JPH079181A - レーザ加工光学装置 - Google Patents
レーザ加工光学装置Info
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- JPH079181A JPH079181A JP5153277A JP15327793A JPH079181A JP H079181 A JPH079181 A JP H079181A JP 5153277 A JP5153277 A JP 5153277A JP 15327793 A JP15327793 A JP 15327793A JP H079181 A JPH079181 A JP H079181A
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- JP
- Japan
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- mask
- laser
- polarization
- light
- laser beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】マスク転写方式のレーザ加工装置において、レ
ーザ光の偏光を利用することによりマスクからの反射光
を再びマスクに照射し、レーザ光の利用効率を向上させ
ること。 【構成】レーザ発振器とマスクの間の光軸上に偏光分離
素子と波長板を設け、レーザ光の偏光を分離してマスク
に照射し、マスクからの反射光の偏光面を波長板により
９０°回転させることによりマスクからの反射光を再び
マスク面に照射する光学系。 【効果】レーザ光を用いた有機物等の加工法において、
レーザ光の利用効率が高く、ひいては加工能率が向上す
る。
ーザ光の偏光を利用することによりマスクからの反射光
を再びマスクに照射し、レーザ光の利用効率を向上させ
ること。 【構成】レーザ発振器とマスクの間の光軸上に偏光分離
素子と波長板を設け、レーザ光の偏光を分離してマスク
に照射し、マスクからの反射光の偏光面を波長板により
９０°回転させることによりマスクからの反射光を再び
マスク面に照射する光学系。 【効果】レーザ光を用いた有機物等の加工法において、
レーザ光の利用効率が高く、ひいては加工能率が向上す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を用いたプリン
ト基板等の有機材料の加工法に係り、特に加工能率の高
いレーザ加工光学装置に関する。
ト基板等の有機材料の加工法に係り、特に加工能率の高
いレーザ加工光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機材料を層間絶縁材料として用いる電
子回路基板において、層間の導通をとるため絶縁層に形
成されるバイアホール寸法は、実装密度の向上と共に年
々小さくなる傾向にある。また、バイアホールの穴数も
急激に増加する傾向にある。このようなバイアホールを
精度良く、しかも高能率で加工するため、レーザ光を応
用した加工方法が注目されている。図１は、例えば特開
昭６３−２２０９９１号公報に示された従来のレーザ加
工装置を示す。この図において、１は光源（図示せず）
から出射されたレーザ光であり、エキシマレーザが用い
られている。２はレーザ光１のビームを拡大するビーム
エキスパンダ、３はマスク、４はマスク３のパターンを
試料５に転写するための光学系である。
子回路基板において、層間の導通をとるため絶縁層に形
成されるバイアホール寸法は、実装密度の向上と共に年
々小さくなる傾向にある。また、バイアホールの穴数も
急激に増加する傾向にある。このようなバイアホールを
精度良く、しかも高能率で加工するため、レーザ光を応
用した加工方法が注目されている。図１は、例えば特開
昭６３−２２０９９１号公報に示された従来のレーザ加
工装置を示す。この図において、１は光源（図示せず）
から出射されたレーザ光であり、エキシマレーザが用い
られている。２はレーザ光１のビームを拡大するビーム
エキスパンダ、３はマスク、４はマスク３のパターンを
試料５に転写するための光学系である。
【０００３】ここで、バイアホールの径は一般に２０〜
６０μｍ程度であり、マスク３の光の透過部であるバイ
アホール３ａの面積は、マスク全体の面積に対して一般
に０.１％以下である。したがって、レーザ光１の９９.
９％はマスク３ｂで反射し、損失となる。
６０μｍ程度であり、マスク３の光の透過部であるバイ
アホール３ａの面積は、マスク全体の面積に対して一般
に０.１％以下である。したがって、レーザ光１の９９.
９％はマスク３ｂで反射し、損失となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のレーザ
加工装置では、マスクに照射されたレーザ光の大部分
（９９％以上）はマスクで反射され損失となるため、レ
ーザ光の利用効率が低い問題点があった。そこで、本発
明では上記問題点を解決し、レーザ光の利用効率が高い
加工光学装置を提供することを目的とする。
加工装置では、マスクに照射されたレーザ光の大部分
（９９％以上）はマスクで反射され損失となるため、レ
ーザ光の利用効率が低い問題点があった。そこで、本発
明では上記問題点を解決し、レーザ光の利用効率が高い
加工光学装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】レーザ光、特にエキシマ
レーザのような紫外レーザ光を用いて材料を除去する加
工において、レーザ光源とマスクの間の光軸上にレーザ
光の偏光を分離する光学素子及び波長板を設けることに
より、レーザ光をＳ、Ｐ偏光にそれぞれ分離してマスク
を照射する。次に、マスクからの反射光を波長板により
偏光面を９０°回転させた後、上記偏光分離素子で反射
させ、それを複数の偏光分離素子で繰り返しマスクを照
射し、試料を加工させるようにしたものである。
レーザのような紫外レーザ光を用いて材料を除去する加
工において、レーザ光源とマスクの間の光軸上にレーザ
光の偏光を分離する光学素子及び波長板を設けることに
より、レーザ光をＳ、Ｐ偏光にそれぞれ分離してマスク
を照射する。次に、マスクからの反射光を波長板により
偏光面を９０°回転させた後、上記偏光分離素子で反射
させ、それを複数の偏光分離素子で繰り返しマスクを照
射し、試料を加工させるようにしたものである。
【０００６】
【作用】本発明の基本概念を図１に示す。図中、６はレ
ーザ発振器、１はレーザ光、７は偏光ビームスプリッ
タ、８は１／４波長板、３はマスク、４は投影レンズ、
５は試料である。レーザ発振器６より発振されたレーザ
光１は一般にランダム偏光であり、偏光ビームスプリッ
タ７によりＳ、Ｐ偏光にそれぞれ分離することが出来
る。直進するＰ偏光は、１／４波長板８を通過しマスク
３を照射する。マスク３の開口部である３ａを透過した
レーザ光は投影レンズ４により試料５に転写され、所定
の形状５ａが加工される。一方、マスク３の反射部３ｂ
で反射したレーザ光は再び１／４波長板８を通過するこ
とにより偏光面が９０°回転し、Ｓ偏光に変換される。
したがって、反射光はレーザ発振器６に戻ることなく偏
光ビームスプリッタ７により反射される。そこで、上記
と同様の光学系を複数用いることによりマスク３からの
反射光を繰り返しマスク３に照射することが可能にな
り、レーザ光の利用効率が向上し、ひいては加工能率が
向上する。
ーザ発振器、１はレーザ光、７は偏光ビームスプリッ
タ、８は１／４波長板、３はマスク、４は投影レンズ、
５は試料である。レーザ発振器６より発振されたレーザ
光１は一般にランダム偏光であり、偏光ビームスプリッ
タ７によりＳ、Ｐ偏光にそれぞれ分離することが出来
る。直進するＰ偏光は、１／４波長板８を通過しマスク
３を照射する。マスク３の開口部である３ａを透過した
レーザ光は投影レンズ４により試料５に転写され、所定
の形状５ａが加工される。一方、マスク３の反射部３ｂ
で反射したレーザ光は再び１／４波長板８を通過するこ
とにより偏光面が９０°回転し、Ｓ偏光に変換される。
したがって、反射光はレーザ発振器６に戻ることなく偏
光ビームスプリッタ７により反射される。そこで、上記
と同様の光学系を複数用いることによりマスク３からの
反射光を繰り返しマスク３に照射することが可能にな
り、レーザ光の利用効率が向上し、ひいては加工能率が
向上する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。
明する。
【０００８】図２は、本発明の一実施例であるレーザ加
工装置の光学系を示す。本図において、６はレーザ発振
器であり、ここでは波長２４８ｎｍのエキシマレーザを
用いた。レーザ発振器６からの出射されたレーザ光１は
ランダム偏光であり、偏光ビームスプリッタ７により
Ｓ、Ｐ偏光それぞれに分離される。なお、偏光ビームス
プリッタ７は、誘電体多層膜を蒸着した合成石英製の直
角三角形プリズムを二枚貼り合わせたキューブタイプを
用いた。偏光ビームスプリッタ７を直進するＰ偏光は、
１／４波長板８を通過しマスク３を照射する。マスク３
の開口部３ａを透過したレーザ光は、投影レンズ４によ
り試料５に転写され、所定の形状５ａが加工される。一
方、マスク３の反射部３ｂで反射したレーザ光は再び１
／４波長板８を通過することにより偏光面が９０°回転
し、Ｓ偏光に変換される。ここで、マスク３の反射部で
ある３ｂは、誘電体多層膜を用いた。誘電体多層膜の反
射率を測定した結果、約９９％であった。次に、マスク
３ｂからの反射光であるＳ偏光は、偏光ビームスプリッ
タ７で反射し、偏光ビームスプリッタ７ｂに入射し、上
記と同様に再びマスク３を照射する。
工装置の光学系を示す。本図において、６はレーザ発振
器であり、ここでは波長２４８ｎｍのエキシマレーザを
用いた。レーザ発振器６からの出射されたレーザ光１は
ランダム偏光であり、偏光ビームスプリッタ７により
Ｓ、Ｐ偏光それぞれに分離される。なお、偏光ビームス
プリッタ７は、誘電体多層膜を蒸着した合成石英製の直
角三角形プリズムを二枚貼り合わせたキューブタイプを
用いた。偏光ビームスプリッタ７を直進するＰ偏光は、
１／４波長板８を通過しマスク３を照射する。マスク３
の開口部３ａを透過したレーザ光は、投影レンズ４によ
り試料５に転写され、所定の形状５ａが加工される。一
方、マスク３の反射部３ｂで反射したレーザ光は再び１
／４波長板８を通過することにより偏光面が９０°回転
し、Ｓ偏光に変換される。ここで、マスク３の反射部で
ある３ｂは、誘電体多層膜を用いた。誘電体多層膜の反
射率を測定した結果、約９９％であった。次に、マスク
３ｂからの反射光であるＳ偏光は、偏光ビームスプリッ
タ７で反射し、偏光ビームスプリッタ７ｂに入射し、上
記と同様に再びマスク３を照射する。
【０００９】一方、偏光ビームスプリッタ７で分離され
たＳ偏光は、偏光ビームスプリッタ７ａで反射し、１／
４波長板８を通過し、マスク３を照射する。なお、マス
ク３からの反射光はＰ偏光に変換され偏光ビームスプリ
ッタ７ａを直進する。したがって、さらに上記と同様な
光学系を複数用いることにより、繰り返しマスク３を照
射することとが可能になる。
たＳ偏光は、偏光ビームスプリッタ７ａで反射し、１／
４波長板８を通過し、マスク３を照射する。なお、マス
ク３からの反射光はＰ偏光に変換され偏光ビームスプリ
ッタ７ａを直進する。したがって、さらに上記と同様な
光学系を複数用いることにより、繰り返しマスク３を照
射することとが可能になる。
【００１０】以上述べた第一の実施例によれば、レーザ
光の照射面積が約３倍となり、加工能率は約９倍に向上
した。
光の照射面積が約３倍となり、加工能率は約９倍に向上
した。
【００１１】図３は、本発明の他の実施例を示す。図３
において、偏光ビームスプリッタ９はガラス基板に誘電
体多層膜をコートした平板タイプを用いた。その他の構
成は図１と同様であり、説明を省略する。レーザ発振器
６からの出射されたレーザ光１は平板タイプの偏光ビー
ムスプリッタ９でＳ、Ｐ偏光それぞれに分離される。直
進するＰ偏光は、１／４波長板８を通過しマスク３を照
射する。マスク３の開口部である３ａを透過したレーザ
光は投影レンズ４により試料５に転写され、所定の形状
５ａが加工される。一方、マスク３の反射部３ｂで反射
したレーザ光は再び１／４波長板８を通過することによ
り偏光面が９０°回転し、Ｓ偏光に変換される。
において、偏光ビームスプリッタ９はガラス基板に誘電
体多層膜をコートした平板タイプを用いた。その他の構
成は図１と同様であり、説明を省略する。レーザ発振器
６からの出射されたレーザ光１は平板タイプの偏光ビー
ムスプリッタ９でＳ、Ｐ偏光それぞれに分離される。直
進するＰ偏光は、１／４波長板８を通過しマスク３を照
射する。マスク３の開口部である３ａを透過したレーザ
光は投影レンズ４により試料５に転写され、所定の形状
５ａが加工される。一方、マスク３の反射部３ｂで反射
したレーザ光は再び１／４波長板８を通過することによ
り偏光面が９０°回転し、Ｓ偏光に変換される。
【００１２】以上述べた実施例は、レーザ光１は固定し
て用いたが、従来のビーム走査技術によりレーザ光をマ
スク３の全面に照射しても良い。また、レーザ光１は固
定し、マスクと試料を一体にもしくは相対的に動かして
も同様の効果が得られる。また、偏光分離方法として、
ブリュースター角を利用しても良い。
て用いたが、従来のビーム走査技術によりレーザ光をマ
スク３の全面に照射しても良い。また、レーザ光１は固
定し、マスクと試料を一体にもしくは相対的に動かして
も同様の効果が得られる。また、偏光分離方法として、
ブリュースター角を利用しても良い。
【００１３】
【発明の効果】偏光分離素子によりレーザ光をＳ、Ｐ偏
光に分離してマスクに照射し、マスクからの反射光の偏
光面を９０°回転させることにより、反射光を再びマス
ク面に照射させることが可能となる。このためレーザ光
の利用効率が高く、ビームの大面積化が可能となること
から加工能率が大幅に向上する効果がある。
光に分離してマスクに照射し、マスクからの反射光の偏
光面を９０°回転させることにより、反射光を再びマス
ク面に照射させることが可能となる。このためレーザ光
の利用効率が高く、ビームの大面積化が可能となること
から加工能率が大幅に向上する効果がある。
【図１】本発明による偏光を用いたレーザ加工装置の基
本的光学系の構成図である。
本的光学系の構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示すレーザ加工装置の光学
系を示す図である。
系を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すレーザ加工装置の光
学系を示す図である。
学系を示す図である。
【図４】従来のマスク転写方式のレーザ加工装置の構成
図である。
図である。
１…レーザ光、 ６…レーザ発振器、 ３…マスク、 ４…投影レンズ、 ５…試料、 ７…偏光ビームスプリッタ、 ８…１／４波長板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 恭子 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】加工すべきパターンを形成したマスクと、
この加工パターンを試料に転写するための投影光学系か
らなるレーザ加工装置において、レーザ光源とマスクの
間の光軸上にレーザ光の偏光を分離する光学素子と波長
板とを設けたことを特徴とするレーザ加工光学装置。 - 【請求項２】加工すべきパターンを形成した高レーザ光
反射性マスクと、この加工パターンを試料に転写するた
めの投影光学系からなるマスク投影方式のレーザ加工装
置において、レーザ光を偏光分離素子によりＳ及びＰ偏
光にそれぞれ分離して試料に照射すると共に、マスク面
からの反射光を波長板を用いて偏光面を９０度回転させ
た後、該波長分離素子により光路を光軸上から折り曲げ
ると共に、複数の偏光分離素子を用いて、マスクからの
反射光を繰り返しマスクに照射することを特徴とするレ
ーザ加工光学装置。 - 【請求項３】レーザ光の偏光を分離する光学素子として
誘電体多層膜を用いたことを特徴とする請求項１記載の
レーザ加工光学装置。 - 【請求項４】加工すべきパターンを形成したマスクと、
この加工パターンを試料に転写するための投影光学系か
らなるマスク投影方式のレーザ加工装置において、マス
クとして誘電体多層膜を用いることを特徴とする請求項
１記載のレーザ加工光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153277A JPH079181A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | レーザ加工光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153277A JPH079181A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | レーザ加工光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079181A true JPH079181A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15558955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5153277A Pending JPH079181A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | レーザ加工光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079181A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6321067B1 (en) | 1996-09-13 | 2001-11-20 | Hitachi, Ltd. | Power transmission system IC card and information communication system using IC card |
| JP2004146456A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
| WO2011049842A3 (en) * | 2009-10-19 | 2011-07-28 | Ipg Photonics Corporation | Assembly for monitoring power of randomly polarized light |
| CN102267010A (zh) * | 2010-06-01 | 2011-12-07 | 三菱电机株式会社 | 偏振方位角调整装置以及激光加工装置 |
| US8278594B2 (en) * | 2005-03-04 | 2012-10-02 | Hitachi Via Mechanics, Ltd. | Method and apparatus for perforating printed circuit board |
| WO2019124004A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | ソニー株式会社 | レーザ装置およびレーザ加工方法 |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP5153277A patent/JPH079181A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6321067B1 (en) | 1996-09-13 | 2001-11-20 | Hitachi, Ltd. | Power transmission system IC card and information communication system using IC card |
| US6427065B1 (en) | 1996-09-13 | 2002-07-30 | Hitachi, Ltd. | Power transmission system, IC card and information communication system using IC card |
| JP2004146456A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
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| WO2019124004A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | ソニー株式会社 | レーザ装置およびレーザ加工方法 |
| CN111479649A (zh) * | 2017-12-20 | 2020-07-31 | 索尼公司 | 激光装置和激光处理方法 |
| JPWO2019124004A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2021-01-14 | ソニー株式会社 | レーザ装置およびレーザ加工方法 |
| US11325399B2 (en) | 2017-12-20 | 2022-05-10 | Sony Corporation | Laser device and laser processing method |
| CN111479649B (zh) * | 2017-12-20 | 2022-06-24 | 索尼公司 | 激光装置和激光处理方法 |
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