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JPH10166172A - Laser beam machining method and its machine - Google Patents

Laser beam machining method and its machine

Info

Publication number
JPH10166172A
JPH10166172A JP8342799A JP34279996A JPH10166172A JP H10166172 A JPH10166172 A JP H10166172A JP 8342799 A JP8342799 A JP 8342799A JP 34279996 A JP34279996 A JP 34279996A JP H10166172 A JPH10166172 A JP H10166172A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
laser
light
opening
workpiece
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.)
Pending
Application number
JP8342799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakagawa
正弘 中川
Koichiro Komatsu
宏一郎 小松
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8342799A priority Critical patent/JPH10166172A/en
Publication of JPH10166172A publication Critical patent/JPH10166172A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining method and its machine applying a prescribed working to an object to be machined by condensing the laser beam in plurality of places and increasing energy. SOLUTION: The laser beam L0 from a laser beam source 1 is irradiated on a phase pattern plate 2, the ± primary diffracted lights L1, L2 are irradiated on a mask 4 having an opening part 4a with an illuminating optical system 3 to generate interferential strips, the light part of interferential stripes is made to coincide with the opening part 4a, the laser beam passed through the opening part is projected on the object 6 to be machined at a projective magnification with a projective optical system 5, and the object 6 to be machined is machined into the shape correspondant to the opening pattern of the mask 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工方法及
びその装置に関し、詳しくは、マスクにレーザ光を照射
してそのパターンを被加工物に投影し、被加工物に加工
を施すレーザ加工方法及びその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 processing method and apparatus, and more particularly, to a laser processing method for irradiating a mask with a laser beam to project a pattern on the workpiece and processing the workpiece. And its device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、レーザ加工装置としては、例えば
特開昭61―254346号公報などに開示されている
ものがある。この装置は、レーザ光をマスクに照射し
て、被加工物を加工するとともに、マスクの開口パター
ンを通過せずに反射したレーザ光を再反射させてマスク
に照射し、マスク上の照度を上げている。レーザ加工装
置では、レーザ光による照度を上げることによって、被
加工物を加工する際の加工効率を向上させて、加工時間
の短縮化が図られている。
2. Description of the Related Art A conventional laser processing apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-254346. This device irradiates the mask with laser light to process the workpiece, and irradiates the mask with the laser light reflected back without passing through the opening pattern of the mask to irradiate the mask to increase the illuminance on the mask. ing. 2. Description of the Related Art In a laser processing apparatus, by increasing the illuminance by a laser beam, the processing efficiency in processing a workpiece is improved, and the processing time is reduced.

【0003】図6は、この種のレーザ加工装置の一例を
示すものである。レーザ発振器20から射出したレーザ
光21は、偏向ミラー22でその進行方向が変えられ、
光軸に対して僅かに傾けて配置したマスク23に照射さ
れる。マスク23で反射されたレーザ光21は偏向ミラ
ー22には戻らずに全反射ミラー24に達し、そこで再
び反射させてマスク23を照射している。レーザ光は全
反射ミラー24とマスク23とで反射を繰り返して、マ
スク23上の照度を高めている。マスク23には、所定
の開口パターンが設けられ、その開口パターンはレンズ
25を介して被加工物26上に結像され、被加工物26
を開口パターンに対応した形状に加工することができ
る。
FIG. 6 shows an example of this type of laser processing apparatus. The traveling direction of the laser light 21 emitted from the laser oscillator 20 is changed by the deflection mirror 22,
Irradiation is performed on the mask 23 arranged at a slight angle to the optical axis. The laser beam 21 reflected by the mask 23 reaches the total reflection mirror 24 without returning to the deflecting mirror 22, where it is reflected again to irradiate the mask 23. The laser light is repeatedly reflected by the total reflection mirror 24 and the mask 23 to increase the illuminance on the mask 23. A predetermined opening pattern is provided on the mask 23, and the opening pattern is imaged on the workpiece 26 via the lens 25,
Can be processed into a shape corresponding to the opening pattern.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記、従来のレーザ加
工装置では、マスクからの反射光を再反射させて、マス
クを照射し、マスクの照射面の照度を高めるようにして
いる。しかしながら、このような装置では、反射率がそ
の面上で一様とは言えないマスクからの反射光を再利用
するため、マスク上に照度ムラが発生しやすい欠点があ
る。レーザ加工装置の加工効率は、マスクの照射面の最
低照度によって制限を受ける。したがって、所定の加工
を達成するためには、マスク上の最低照度を高めるべ
く、レーザ光の強度を高めなけばならない。その結果、
無駄なエネルギーを費やすことなり、レーザ加工装置の
ランニングコストを増大させる問題があった。
In the above-described conventional laser processing apparatus, the light reflected from the mask is re-reflected to irradiate the mask, thereby increasing the illuminance on the irradiation surface of the mask. However, such a device has a drawback that illuminance unevenness is likely to occur on the mask because the light reflected from the mask whose reflectivity is not uniform on the surface is reused. The processing efficiency of the laser processing apparatus is limited by the minimum illuminance of the irradiation surface of the mask. Therefore, in order to achieve predetermined processing, the intensity of the laser beam must be increased in order to increase the minimum illuminance on the mask. as a result,
There is a problem that wasteful energy is consumed and the running cost of the laser processing apparatus is increased.

【0005】さらに、従来のレーザ加工装置では、微細
な穴が所定の間隔で開口したマスクであっても、加工効
率を向上させるためには、マスク全面に大きなエネルギ
ーのレーザ光を照射しなければならず、無駄なエネルギ
ーを費やすことなる欠点があった。
Further, in the conventional laser processing apparatus, even if the mask has fine holes opened at predetermined intervals, in order to improve the processing efficiency, it is necessary to irradiate the entire surface of the mask with a laser beam of a large energy. In addition, there is a disadvantage that wasteful energy is consumed.

【0006】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あって、レーザ光を複数の箇所に集光して、エネルギー
を増大させて被加工物に所定の加工を施すレーザ加工方
法及びその装置を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a laser processing method and apparatus for converging a laser beam to a plurality of locations, increasing energy, and performing predetermined processing on a workpiece. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、請求項1の発明によるレーザ加工方法
は、複数のレーザ光束を発生させる工程と;前記複数の
レーザ光を、開口部を有するマスクに照射して干渉縞を
発生させる工程と;前記開口部と前記干渉縞の明部を一
致させる工程と;前記開口部を通過したレーザ光を被加
工物に投影して、前記開口部に対応した形状に前記被加
工物を加工する工程と;を含むことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a laser processing method according to the first aspect of the present invention, comprising the steps of: generating a plurality of laser light fluxes; Irradiating a mask having a portion to generate interference fringes; matching the opening with a bright portion of the interference fringes; projecting a laser beam passing through the opening onto a workpiece; Processing the workpiece into a shape corresponding to the opening.

【0008】この発明では、レーザ光を2光束に分け
て、マスク上に干渉縞を発生させて、この干渉縞の明部
とマスクの開口部とを一致させることにより、マスクの
開口部の照度を増大させて、被加工物に加工を施すのに
十分な強度のレーザ光を得る。
According to the present invention, the laser light is divided into two light beams, interference fringes are generated on the mask, and the bright portions of the interference fringes are made to coincide with the openings of the mask, so that the illuminance of the openings of the mask is increased. Is increased, and a laser beam having an intensity sufficient to process the workpiece is obtained.

【0009】また、請求項2の発明によるレーザ加工方
法は、請求項1記載のレーザ加工方法において、前記複
数のレーザ光束を発生させる工程は、前記マスクと共役
な位置又はその近傍の位置にてレーザ光を所定の2方向
へ発生する工程を含み、前記干渉縞を発生させる工程
は、前記レーザ光が所定の2方向へ発生する前記マスク
と共役な位置又はその近傍の位置を横切る所定の面を、
第1の所定の投影倍率で前記開口部を有するマスクに投
影して干渉縞を発生させる工程を含み、前記被加工物を
加工する工程は、前記開口部を通過したレーザ光を、第
2の所定倍率で、被加工物に投影して、前記被加工物を
加工することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the laser processing method according to the first aspect, the step of generating the plurality of laser beams is performed at a position conjugate with the mask or at a position near the mask. Generating a laser beam in two predetermined directions, wherein the step of generating the interference fringes includes a predetermined surface crossing a position conjugate with the mask or a position in the vicinity of the mask where the laser light is generated in the two predetermined directions. To
Projecting the interference fringes by projecting the mask with the first predetermined projection magnification onto the mask having the opening; and the step of processing the workpiece includes: The method is characterized in that the work is projected on the work at a predetermined magnification to process the work.

【0010】この発明では、マスクの開口パターンが形
成された面と共役な位置又はその近傍の位置を横切る所
定の面からレーザ光を2光束に分割させて射出させ、マ
スク面に所定の倍率で投影して、このレーザ光同士の2
光束干渉作用による干渉縞を発生させ、レーザ光の集光
による干渉縞の明部を、マスクの開口部に一致させ、レ
ーザ光の照度を増大させて、被加工物に加工を施すのに
十分な強度のレーザ光を得る。
According to the present invention, a laser beam is divided into two light beams and emitted from a predetermined surface which crosses a position conjugate to a surface on which the opening pattern of the mask is formed or a position in the vicinity thereof, and the laser light is projected onto the mask surface at a predetermined magnification. By projecting, this 2
Generates interference fringes due to luminous flux interference, aligns the bright portions of the interference fringes due to the condensing of the laser light with the openings in the mask, increases the illuminance of the laser light, and is sufficient to process the workpiece. A laser beam with a high intensity is obtained.

【0011】また、請求項3の発明によるレーザ加工方
法は、請求項2のレーザ加工方法において、前記干渉縞
の明部を一致させる工程は、前記第1の所定倍率を調整
する工程を含むことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the laser processing method according to the second aspect, the step of matching the bright portions of the interference fringes includes the step of adjusting the first predetermined magnification. It is characterized by.

【0012】この発明では、マスク面に所定の倍率で投
影して、このレーザ光同士の2光束干渉作用による干渉
縞を発生させることで、干渉縞の明部と開口部とを容易
に一致させ得る。
According to the present invention, by projecting the laser beam onto the mask surface at a predetermined magnification and generating interference fringes due to the two-beam interference between the laser beams, the bright portion of the interference fringe and the opening can be easily matched. obtain.

【0013】また、請求項4の発明によるレーザ加工装
置は、レーザ光源から供給されるレーザ光を所定の開口
部を有するマスクに照射することにより、マスクの開口
部に対応した形状に被加工物を加工するレーザ加工装置
に於いて、前記レーザ光源と該マスクとの間に配置され
て前記マスク上に干渉縞を生成する干渉縞生成系と、前
記マスクの開口部の像を前記被加工物に投影する投影光
学系とを有し、前記干渉縞生成系は、前記干渉縞の明部
を前記マスクの開口部に一致するように構成されたこと
を特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus which irradiates a mask having a predetermined opening with a laser beam supplied from a laser light source, so that the workpiece has a shape corresponding to the opening of the mask. An interference fringe generation system disposed between the laser light source and the mask to generate interference fringes on the mask, and an image of an opening of the mask for processing the workpiece. And a projection optical system for projecting the interference fringes, wherein the interference fringe generation system is configured such that a bright portion of the interference fringes coincides with an opening of the mask.

【0014】この発明では、干渉縞生成系が、レーザ光
を2光束に分割して、これらをマスクに重ねて照射する
ことでマスク上に干渉縞を発生させる。この干渉縞の明
部はマスクの開口パターンと一致させられる。そして投
影光学系により開口部の像が被加工物に投影される。こ
のような2光束干渉作用によるレーザ光の集光によっ
て、開口部を通過するレーザ光の照度を増大させて、被
加工物に加工を施すのに十分な強度のレーザ光を効果的
に得ることができる。
According to the present invention, the interference fringe generation system divides the laser beam into two light beams, and irradiates the two light beams onto the mask so as to generate interference fringes on the mask. The bright portion of this interference fringe is made to coincide with the opening pattern of the mask. Then, the image of the opening is projected onto the workpiece by the projection optical system. By condensing the laser light by such a two-beam interference effect, the illuminance of the laser light passing through the opening is increased to effectively obtain a laser light having sufficient intensity for processing the workpiece. Can be.

【0015】また、請求項5の発明によるレーザ加工装
置は、請求項4の発明において、前記干渉縞生成系は、
前記レーザ光を複数に分割する光分割部材と、該分割さ
れた複数のレーザ光を前記マスク上に導く照明光学系と
を有することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the fourth aspect, the interference fringe generation system includes:
A light dividing member for dividing the laser light into a plurality of parts and an illumination optical system for guiding the plurality of divided laser lights onto the mask are provided.

【0016】この発明では、光分割部材がレーザ光を複
数の光束に分割し、これらを照明光学系がマスク上に導
くので、これらの光束の干渉により干渉縞が生成され
る。
According to the present invention, since the light splitting member splits the laser beam into a plurality of light beams, and these are guided by the illumination optical system onto the mask, interference fringes are generated by interference of these light beams.

【0017】また、請求項6の発明によるレーザ加工装
置は、請求項5の発明において、前記光分割部材は、前
記マスクと共役な位置又はその近傍の位置に配置され
て、ほぼ垂直に入射するレーザ光を所定の2方向へ発生
する回折光に変換する位相型のパターン板を有すること
を特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the fifth aspect, the light splitting member is arranged at a position conjugate to the mask or at a position near the mask, and is incident substantially perpendicularly. It is characterized by having a phase type pattern plate for converting laser light into diffracted light generated in two predetermined directions.

【0018】この発明では、位相パターン板がレーザ光
を2方向への回折光に変換し、これらの回折光によりマ
スク上に干渉縞が生成される。
According to the present invention, the phase pattern plate converts the laser light into diffracted light in two directions, and the diffraction light generates interference fringes on the mask.

【0019】また、請求項7の発明によるレーザ加工装
置は、請求項5又は6の発明において、前記照明光学系
は、前記光分割部材にて分割された複数のレーザ光を受
けて複数の光源を形成するオプティカルインテグレータ
と、前記複数の光源からの光を集光して前記マスク上を
重畳的に照明するコンデンサー光学系とを有することを
特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the fifth or sixth aspect, the illumination optical system receives a plurality of laser beams split by the light splitting member and a plurality of light sources. , And a condenser optical system that collects light from the plurality of light sources and illuminates the mask in a superimposed manner.

【0020】この発明では、オプティカルインテグレー
タが複数の光源を形成し、マスクを重畳的に照明するの
で、マスク上の照度を一様にし得る他、オプティカルイ
ンテグレータを用いて複数の光源像として集光すること
で、マスク上の各開口パターン毎の照度を容易に均一化
することができるとともに、マスク上の照明光の開口角
度を比較的大きくすることができ、被加工物に投影され
るマスクのパターン像の像強度分布にリンギングなどの
ムラが生じにくくなり、被加工物をさらに効率よく加工
できる。
According to the present invention, since the optical integrator forms a plurality of light sources and illuminates the mask in a superimposed manner, the illuminance on the mask can be made uniform, and the light is condensed as a plurality of light source images using the optical integrator. This makes it possible to easily equalize the illuminance for each of the opening patterns on the mask, to make the opening angle of the illumination light on the mask relatively large, and to make the pattern of the mask projected on the workpiece. Irregularities such as ringing hardly occur in the image intensity distribution of the image, and the workpiece can be processed more efficiently.

【0021】また、請求項8の発明によるレーザ加工装
置は、請求項4乃至7のいずれかの発明において、前記
マスクの開口部の形状に応じて前記干渉縞生成系を交換
する切り換え機構を、さらに有することを特徴とする。
In the laser processing apparatus according to the present invention, the switching mechanism for exchanging the interference fringe generation system according to the shape of the opening of the mask is provided. It is further characterized by having.

【0022】この発明では、被加工物の加工形状や被加
工物に開口される穴のピッチを変更する場合、マスクの
開口部の大きさや形状、及び開口パターンの分布を変え
るべく、マスクを交換し、同時に複数の位相パターン板
から適当な位相パターン板を選択して差し替えることが
できるので、マスクの開口パターンに対応した位置にレ
ーザ光を集光させることができる。
According to the present invention, when the processing shape of the workpiece or the pitch of the holes formed in the workpiece is changed, the mask is changed to change the size and shape of the opening of the mask and the distribution of the opening pattern. However, since an appropriate phase pattern plate can be selected and replaced from a plurality of phase pattern plates at the same time, the laser beam can be focused on a position corresponding to the opening pattern of the mask.

【0023】また、請求項9の発明によるレーザ加工装
置は、請求項4の発明において、前記干渉縞生成系は、
前記レーザ光を互いに異なった2方向へ向かう2つの光
に分割して、該分割された一方向の光を前記マスクへ導
くように配置されたビームスプリッタと、前記ビームス
プリッタにより分割された他方向の光を反射して、前記
マスクへ導くように配置された反射部材を有することを
特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the fourth aspect, the interference fringe generation system includes:
A beam splitter that divides the laser light into two lights traveling in two different directions, and guides the divided light in one direction to the mask; and a beam splitter that is split by the beam splitter. And a reflecting member arranged to reflect the light to the mask.

【0024】この発明では、レーザ光をビームスプリッ
タによって、2方向へ向かう2つの光束を発生し、これ
らをマスクに導き干渉させることにより、マスク上に干
渉縞を生成させて、周期的な光の集光部分を形成して、
レーザ光加工に用いている。
According to the present invention, the laser beam is generated by the beam splitter into two light beams traveling in two directions, and the two light beams are guided to the mask and caused to interfere with each other. Forming a light-collecting part,
Used for laser light processing.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ加工方
法及びその装置の実施形態について、図面を参照して説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a laser processing method and apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】(実施形態1)図1は、本発明のレーザ加
工装置の一実施形態の概略図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.

【0027】図1のレーザ加工装置の主な構成は、レー
ザ光源1、位相パターン板2、照明光学系3、被加工物
に加工を施すための開口パターンが形成されたマスク
(レチクルであってもよい)4、および投影光学系5が
この順番で配列され、さらに投影光学系5の先には被加
工物6が置かれており、位相パターン板2とマスク4は
照明光学系3において、またマスク4と被加工物6は、
投影光学系5において、それぞれ共役な位置に配置され
ている。
The main structure of the laser processing apparatus shown in FIG. 1 is a laser light source 1, a phase pattern plate 2, an illumination optical system 3, and a mask (a reticle having an opening pattern for processing a workpiece. 4), and a projection optical system 5 are arranged in this order, and a workpiece 6 is placed in front of the projection optical system 5. The phase pattern plate 2 and the mask 4 are The mask 4 and the workpiece 6 are
In the projection optical system 5, they are arranged at conjugate positions.

【0028】位相パターン板2は、平行光束のレーザ光
L0 がほぼ垂直に入射され、レーザ光L0 の1/2波長
の位相差が与えられ、±1次回折光を射出する透過型の
位相格子板である。レーザ光L0 は、位相パターン板2
によって+1次回折光L1 と−1次回折光L2 に分割さ
れ、これら±1次回折光L1 ,L2 を所定の倍率βで照
明光学系3でマスク4上に照射して、2光束干渉作用に
よる干渉縞をマスク4上に発生させる。但し、照明光学
系3の倍率βが1の場合もある。
The phase pattern plate 2 is a transmission type phase grating plate which receives a laser beam L0 of a parallel light beam substantially perpendicularly, gives a phase difference of 1/2 wavelength of the laser beam L0, and emits ± 1st-order diffracted light. It is. The laser beam L0 is applied to the phase pattern plate 2
Are divided into + 1st-order diffracted light L1 and -1st-order diffracted light L2, and these ± 1st-order diffracted lights L1 and L2 are irradiated onto the mask 4 by the illumination optical system 3 at a predetermined magnification β, and interference fringes due to two-beam interference are formed. Generated on the mask 4. However, the magnification β of the illumination optical system 3 may be 1 in some cases.

【0029】マスク4は、所定のピッチで開口部4aが
形成され、明暗線Aの明部A1 がマスク4の開口部4a
と一致するようにマスク4が配置されている。なお、A
2 は暗部を示している。
The mask 4 has openings 4a formed at a predetermined pitch, and the bright portion A1 of the light / dark line A is formed in the opening 4a of the mask 4.
The mask 4 is arranged so as to coincide with. Note that A
2 indicates a dark area.

【0030】投影光学系5は、マスク4の開口パターン
を所定の縮小倍率で投影することによって、被加工物6
面には開口パターンに対応してレーザ光を集光させ、被
加工物6に、例えば、直径が50ミクロン程度の連続す
る微細な穴を開口させることができる。このレーザ加工
装置では、1〜100J/cm2 のエネルギーを発生さ
せる。
The projection optical system 5 projects the opening pattern of the mask 4 at a predetermined reduction magnification, thereby forming a workpiece 6.
Laser light is focused on the surface in accordance with the opening pattern, and continuous fine holes having a diameter of, for example, about 50 microns can be opened in the workpiece 6. In this laser processing apparatus, energy of 1 to 100 J / cm 2 is generated.

【0031】次に、図1を参照して、レーザ加工方法に
ついて説明する。レーザ光源1からエキシマレーザ光等
のレーザ光L0 が射出され、平行光束のレーザ光L0 が
位相パターン板2に垂直に照射される。位相パターン板
2は、波長λのレーザ光L0の1/2波長の位相差が所
定のピッチPで繰り返す一次元位相パターンがガラス等
の平行平面板に施されている。レーザ光L0 は位相パタ
ーン板2に垂直に入射されると、1/2波長の位相差が
与えれたレーザ光が、ほとんど±1次の回折光L1 ,L
2 となって射出され、照明光学系3に入射される。そし
て、回折光L1,L2 は照明光学系3を介して、位相パ
ターン板2と共役な位置に配置されたマスク4に所定の
倍率βで投影される。マスク4上には、±1次の回折光
L1 ,L2 の2光束干渉による干渉縞が、明暗線Aで示
したように発生する。干渉縞のピッチは、βP/2とな
る。
Next, a laser processing method will be described with reference to FIG. A laser beam L0 such as an excimer laser beam is emitted from a laser light source 1, and a laser beam L0 of a parallel light beam is irradiated on the phase pattern plate 2 vertically. In the phase pattern plate 2, a one-dimensional phase pattern in which a phase difference of a half wavelength of the laser light L0 having a wavelength λ repeats at a predetermined pitch P is applied to a parallel flat plate made of glass or the like. When the laser beam L0 is perpendicularly incident on the phase pattern plate 2, the laser beam having a phase difference of 1/2 wavelength becomes almost ± 1st order diffracted light L1, L
The light is emitted as 2 and enters the illumination optical system 3. Then, the diffracted lights L1 and L2 are projected via the illumination optical system 3 onto the mask 4 arranged at a position conjugate with the phase pattern plate 2 at a predetermined magnification β. On the mask 4, interference fringes due to two-beam interference of the ± 1st-order diffracted lights L 1 and L 2 are generated as shown by a light-dark line A. The pitch of the interference fringes is βP / 2.

【0032】また、マスク4には、所定のピッチで開口
部4aが形成され、開口部4aの長さは、干渉縞の周期
方向に沿ってβP/4以下に設定されている。このよう
に設定すると、位相パターン板2を光軸と垂直な面内
で、その位置を調整することによって、マスク4上の干
渉縞の明部A1 とマスク4の開口部4aとを一致させる
ことができる。開口部4aに投影されるレーザ光の照度
は約2倍に増大し、マスク4の開口パターン4aを投影
光学系5で所定の倍率で被加工物6に投影することで、
例えば開口4aが点状の開口である場合、被加工物6に
微細な穴を開口させることができる。
Openings 4a are formed at a predetermined pitch in the mask 4, and the length of the openings 4a is set to βP / 4 or less along the periodic direction of the interference fringes. With this setting, by adjusting the position of the phase pattern plate 2 in a plane perpendicular to the optical axis, the bright portion A1 of the interference fringe on the mask 4 matches the opening 4a of the mask 4. Can be. The illuminance of the laser light projected onto the opening 4a is increased about twice, and the opening pattern 4a of the mask 4 is projected onto the workpiece 6 by the projection optical system 5 at a predetermined magnification.
For example, when the opening 4a is a point-like opening, a minute hole can be opened in the workpiece 6.

【0033】即ち、本実施形態では、干渉縞を発生させ
る工程では、±1次回折光L1 ,L2 であるレーザ光が
所定の2方向へ発生する面であって、マスクと共役な位
置、またはマスクと共役な位置の近傍の位置を横切る所
定の面を、照明光学系により所定の投影倍率βで開口部
4aを有するマスク4に投影して干渉縞を発生させてい
る。この所定の投影倍率βは1を含む。
That is, in the present embodiment, in the step of generating interference fringes, the surface on which the laser beams as the ± 1st-order diffracted lights L1 and L2 are generated in two predetermined directions is conjugate with the mask or the mask. A predetermined surface crossing a position near a position conjugate with the above is projected onto the mask 4 having the opening 4a at a predetermined projection magnification β by an illumination optical system to generate interference fringes. The predetermined projection magnification β includes 1.

【0034】また、被加工物を加工する工程は、マスク
4の開口部4aを通過したレーザ光を、所定倍率で被加
工物6に縮小投影して、被加工物6に加工を施す工程で
ある。
Further, the step of processing the workpiece is a step of reducing and projecting the laser beam passing through the opening 4a of the mask 4 onto the workpiece 6 at a predetermined magnification to process the workpiece 6. is there.

【0035】また、開口パターンからの光を投影光学系
5で集光して、被加工物5上に開口パターン像を転写す
ることにより、被加工物5に所定のピッチで例えば微細
な穴を形成することができる。被加工物5には、レーザ
光が集光され、単位面積当たりのレーザ光量が増大する
ので、大きなエネルギー密度を発生させることができ
る。
The light from the aperture pattern is condensed by the projection optical system 5 and the aperture pattern image is transferred onto the workpiece 5 to form fine holes in the workpiece 5 at a predetermined pitch. Can be formed. Since the laser light is focused on the workpiece 5 and the laser light amount per unit area increases, a large energy density can be generated.

【0036】また、図2は、位相パターン板2の一実施
例を示しており、同図(a)は平面図であり、同図
(b)はそのX−Y線に沿った断面図である。図2の位
相パターン板2は、市松状に凸部2aを有するパターン
が形成された位相型のパターン板である。同図(a)で
は、影を付けた部分が凹部、白抜きの部分2aが凸部を
示している。この位相パターン板2を用いて、干渉縞の
発生を2次元化し、上記と同様な2光束干渉作用によ
り、被加工物面での照度を約4倍に増大させることがで
きる。この方法により、さらに、レーザ加工の時間を短
縮することができる。
FIG. 2 shows an embodiment of the phase pattern plate 2, wherein FIG. 2 (a) is a plan view and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line XY. is there. The phase pattern plate 2 in FIG. 2 is a phase type pattern plate on which a pattern having a checkered convex portion 2a is formed. In FIG. 3A, the shaded portion indicates a concave portion, and the white portion 2a indicates a convex portion. Using the phase pattern plate 2, the generation of interference fringes is made two-dimensional, and the illuminance on the workpiece surface can be increased about four times by the same two-beam interference effect as described above. With this method, the time for laser processing can be further reduced.

【0037】また、本実施形態では、位相パターン板2
に隣接して、位相パターン板2を交換し得る交換機構を
設けてもよい。この交換機構には、数種の位相パターン
板が収納され、被加工物の開口パターンに応じて、所望
の位相パターン板を選択して差し換える例えばタレット
機構である。このタレット機構では、被加工物の加工形
状や開口部の分布を変更する場合に、マスクの開口部の
大きさや形状やマスク上の開口部の分布に合わせて、位
相パターン板を自動的に選択して差し替えることができ
る。被加工物の加工穴の径とその加工穴のピッチに合わ
せることができるので、加工処理能力が向上するととも
に、常にマスクの照度を高く設定できるので加工性能を
維持することができる。勿論、この交換機構は、位相パ
ターン板2をほとんど交換する必要が無い場合には、手
作業による交換が容易になし得る構造であってもよい。
In this embodiment, the phase pattern plate 2
An exchange mechanism that can exchange the phase pattern plate 2 may be provided adjacent to. This exchange mechanism accommodates several types of phase pattern plates, and is, for example, a turret mechanism that selects and replaces a desired phase pattern plate according to the opening pattern of the workpiece. This turret mechanism automatically selects the phase pattern plate according to the size and shape of the opening of the mask and the distribution of the opening on the mask when changing the processing shape and the distribution of the opening of the workpiece. Can be replaced. Since it is possible to match the diameter of the processing hole of the workpiece and the pitch of the processing hole, the processing capacity is improved, and the illuminance of the mask can always be set high, so that the processing performance can be maintained. Needless to say, the exchange mechanism may have a structure that can be easily replaced by a manual operation when the phase pattern plate 2 hardly needs to be replaced.

【0038】(実施形態2)図3は、本発明に係るレー
ザ加工装置の他の実施形態を示す図である。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a view showing another embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.

【0039】同図は、図1の実施形態とは異なり、位相
パターン板8とマスク11の間の照明光学系として、オ
プティカルインテグレータ9とコンデンサーレンズ10
とを設けたレーザ加工装置である。この位相パターン板
8には、図4の断面図で示したように、入射されるレー
ザ光の1/2波長の位相差が所定のピッチPで繰り返す
位相パターン8aが複数形成されている。
FIG. 3 is different from the embodiment of FIG. 1 in that an optical integrator 9 and a condenser lens 10 are used as an illumination optical system between the phase pattern plate 8 and the mask 11.
And a laser processing apparatus provided with the above. As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the phase pattern plate 8 is formed with a plurality of phase patterns 8a in which a phase difference of a half wavelength of the incident laser light repeats at a predetermined pitch P.

【0040】エキシマレーザ等のレーザ光源1より射出
した平行光束のレーザ光L0 は、円筒レンズなどのビー
ム整形光学系7により適当な光束形状に整えられた後、
マスク11と共役な位置に配置した位相パターン板8の
パターン面に対してほぼ垂直に照射される。位相パター
ン板8から射出される±1次の回折光L1 ,L2 は、オ
プティカルインテグレータ9とコンデンサレンズ10を
介して倍率βでマスク11に投影される。オプティカル
インテグレータ9の光源側焦平面に配置した位相パター
ン8aから射出する±1次の回折光L1 ,L2 は、オプ
ティカルインテグレータ9のマスク側焦平面にて各集光
点F1 ,F2 が形成された後、コンデンサレンズ10で
さらに集光される。各集光点F1 ,F2 は、互いに異な
る入射角度でマスク11をケーラー照明する。このよう
にマスク11を照明することによって、マスク11上に
は、明暗線Aで示したように、βP/2のピッチで干渉
縞を生じる。
A laser beam L0 of a parallel light beam emitted from a laser light source 1 such as an excimer laser is adjusted to an appropriate light beam shape by a beam shaping optical system 7 such as a cylindrical lens.
Irradiation is performed almost perpendicularly to the pattern surface of the phase pattern plate 8 disposed at a position conjugate with the mask 11. The ± 1st-order diffracted lights L1 and L2 emitted from the phase pattern plate 8 are projected onto the mask 11 at a magnification β via an optical integrator 9 and a condenser lens 10. The ± 1st-order diffracted lights L1 and L2 emitted from the phase pattern 8a arranged on the light-source-side focal plane of the optical integrator 9 are formed after the respective focal points F1 and F2 are formed on the mask-side focal plane of the optical integrator 9. Is further condensed by the condenser lens 10. Each of the converging points F1 and F2 illuminates the mask 11 with Koehler illumination at mutually different incident angles. By illuminating the mask 11 in this manner, interference fringes are generated on the mask 11 at a pitch of βP / 2, as indicated by the light and dark lines A.

【0041】前記実施形態1と同様に、マスク11に施
された開口パターンの長さは、この干渉縞の周期方向に
沿ってβP/4以下に設定すれば、位相パターン板8を
光軸と垂直な面内でその位置を調整することで干渉縞の
明部とマスク上の開口パターンとを一致させることがで
きる。このようにして開口パターン面の照度を約2倍に
増大させることができる。また、位相パターンを2次元
化すれば上記と同様の2光束干渉作用によって約4倍に
照度が増大する。マスク11の開口パターンからの光は
投影光学系12で集光され、被加工物13上には開口パ
ターン像が形成され、開口パターンに応じた加工を被加
工物13に施すことができる。
As in the first embodiment, if the length of the opening pattern formed on the mask 11 is set to βP / 4 or less along the periodic direction of the interference fringes, the phase pattern plate 8 is By adjusting the position in a vertical plane, the bright portion of the interference fringe can be matched with the opening pattern on the mask. In this way, the illuminance on the opening pattern surface can be approximately doubled. If the phase pattern is made two-dimensional, the illuminance is increased about four times by the same two-beam interference effect as described above. Light from the opening pattern of the mask 11 is condensed by the projection optical system 12, an opening pattern image is formed on the work 13, and processing according to the opening pattern can be performed on the work 13.

【0042】また、オプティカルインテグレータ9を用
いることで、マスク11上の各開口パターン毎の照度を
容易に均一化することができる他、マスク11上の照明
光の開口角度を比較的大きくすることが可能となり、被
加工物13に投影されるマスクのパターン像の像強度分
布にリンギングなどのムラが生じにくくなって被加工物
をさらにに効率的に加工することができる。
Also, by using the optical integrator 9, the illuminance of each opening pattern on the mask 11 can be easily made uniform, and the opening angle of the illumination light on the mask 11 can be made relatively large. Thus, unevenness such as ringing does not easily occur in the image intensity distribution of the pattern image of the mask projected on the workpiece 13, and the workpiece can be processed more efficiently.

【0043】なお、実施形態1と同様に、位相パターン
板8の近傍に、複数の位相パターンを収納したタレット
機構を備えることによって、被加工物への加工形状や分
布を変更する場合に、マスク11を交換することで、マ
スクの開口パターンの大きさや形状及び開口パターンの
マスク上の分布を変更し、そのマスクの開口パターンに
応じて適当な位相パターン板8に差し替えることによ
り、常にマスクの照度を高く維持することができる。
As in the first embodiment, a turret mechanism containing a plurality of phase patterns is provided in the vicinity of the phase pattern plate 8 so as to change the processing shape and distribution on the workpiece when using a mask. 11 is changed to change the size and shape of the opening pattern of the mask and the distribution of the opening pattern on the mask, and by replacing the phase pattern plate 8 with an appropriate one according to the opening pattern of the mask, the illuminance of the mask is always changed. Can be kept high.

【0044】(実施形態3)図5は、本発明に係るレー
ザ加工装置の他の実施形態を示している。
(Embodiment 3) FIG. 5 shows another embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.

【0045】同図において、レーザ光源1から射出され
たレーザ光L0 はビームスプリッタ14に入射される。
ビームスプリッタ14に入射したレーザ光は、互いに異
なった2方向に向かう2つのレーザ光L4 、L5 に分割
される。分割された一方向のレーザ光L4 はマスク16
に導かれ、他方のレーザ光L5 は反射ミラー15で反射
して、その反射光L6 がマスク16へ導かれる。この分
割して得られたレーザ光L4 ,L6 の2光束を2方向か
らマスクに照射することによって、マスク16の照射面
には干渉縞が発生し、その明部をマスク16の開口部に
一致させる。マスク16を通過したスポット状のレーザ
光を投影光学系17で被加工物18に縮小投影して、被
加工物18に例えば微細な穴を開口することができるレ
ーザ加工装置である。
In FIG. 2, a laser beam L 0 emitted from a laser light source 1 is incident on a beam splitter 14.
The laser beam incident on the beam splitter 14 is split into two laser beams L4 and L5 traveling in two different directions. The divided one-way laser light L4 is applied to the mask 16
The other laser beam L5 is reflected by the reflection mirror 15, and the reflected light L6 is guided to the mask 16. By irradiating the mask with two luminous fluxes of the laser beams L4 and L6 obtained by the division from two directions, an interference fringe is generated on the irradiation surface of the mask 16, and the bright portion coincides with the opening of the mask 16. Let it. This is a laser processing apparatus capable of reducing and projecting a spot-shaped laser beam that has passed through a mask 16 onto a workpiece 18 by a projection optical system 17 to form, for example, a fine hole in the workpiece 18.

【0046】また、干渉縞の明部とマスク16の開口部
とを一致させる方法は、ビームスプリッタ14と反射ミ
ラー15を光軸方向に移動させ、かつ反射ミラー15の
面を傾けてマスク16の開口パターンに合わせることが
できる。
The method of matching the bright portion of the interference fringes with the opening of the mask 16 is such that the beam splitter 14 and the reflection mirror 15 are moved in the optical axis direction, and the surface of the reflection mirror 15 is tilted. It can be adjusted to the opening pattern.

【0047】この場合、二つに分割されたレーザ光L4
とL5 がマスク16上で干渉縞を発生させるためには、
レーザ光の進行方向に交差する面上での方向を一致させ
ることが好ましい。特に、エキシマレーザ等の波長の短
いレーザ光では重要である。そのためには、レーザ光L
4 とL5 の反射回数を同一とするか、両者の反射回数を
偶数回ずらすように構成すればよい。
In this case, the laser light L4 divided into two
In order for L5 and L5 to generate interference fringes on the mask 16,
It is preferable to make the directions on a plane intersecting the traveling direction of the laser light coincide. In particular, this is important for laser light having a short wavelength such as an excimer laser. For that purpose, the laser light L
The number of reflections of 4 and L5 may be the same, or the number of reflections of both may be shifted by an even number.

【0048】なお、反射ミラー15とマスク16との位
置を変えて、レーザ光L5 をマスク16に導き、レーザ
光L4 を反射ミラー15で反射させてマスクへ導くよう
に配置してもよいことは明らかであり、投影光学系17
の位置もマスク16に合わせて変更される。
The position of the reflection mirror 15 and the mask 16 may be changed so that the laser beam L5 is guided to the mask 16, and the laser beam L4 is reflected by the reflection mirror 15 and guided to the mask. It is clear that the projection optics 17
Is changed in accordance with the mask 16.

【0049】さらに、上記実施形態1、2において、照
明光学系のレンズやコンデンサレンズをズーム構成とし
て、マスクの開口パターンに応じて、位相パターンの投
影倍率を選んで、干渉縞の明部と開口パターンとを一致
させるようにしてもよいことは明らかである。
Further, in the first and second embodiments, the lens of the illumination optical system and the condenser lens have a zoom configuration, and the projection magnification of the phase pattern is selected in accordance with the aperture pattern of the mask, so that the bright portion of the interference fringe and the aperture are selected. Obviously, the pattern may be matched.

【0050】また、以上の実施形態1、2においては、
レーザ光L0を回折させて所定の2方向に回折光を生成
する回折用光学部材として位相パターン板2、8を用い
た例を示したが、これに限ることなく、例えば位相パタ
ーン板2、8の代わりに、音響光学変調素子(AOM)
を用いることができる。この音響光学変調素子は、光学
ガラス、水晶、石英、2酸化テルル(TeO2)の単結
晶あるいはモリブデン酸鉛単結晶等からなる音響光学媒
体と、それの一端に設けられたトランスデューサとを有
する構成である。
In the first and second embodiments,
The example in which the phase pattern plates 2 and 8 are used as the diffraction optical members for diffracting the laser light L0 to generate diffracted light in two predetermined directions has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the phase pattern plates 2 and 8 are used. Instead of acousto-optic modulator (AOM)
Can be used. This acousto-optic modulator has an acousto-optic medium made of optical glass, quartz, quartz, a single crystal of tellurium dioxide (TeO 2 ) or a single crystal of lead molybdate, and a transducer provided at one end thereof. It is.

【0051】この場合、音響光学変調素子内のトランス
デューサに対して不図示の駆動装置からの駆動信号が入
力されると、音響光学媒体内に超音波が付与され、その
媒体内には所定のピッチを持つ定在波が生成される。即
ち、媒体内に所定のピッチの粗密が定常的存在すること
になる。そして、この定在波が実質的に回折格子として
作用するため、音響光学変調素子に関しても位相パター
ン板2、8と実質的に同じ機能を持たせることができ
る。
In this case, when a drive signal from a drive unit (not shown) is input to the transducer in the acousto-optic modulation element, an ultrasonic wave is applied to the acousto-optic medium, and the medium has a predetermined pitch. Is generated. That is, the density of the predetermined pitch constantly exists in the medium. Since the standing wave substantially functions as a diffraction grating, the acousto-optic modulator can have substantially the same function as the phase pattern plates 2 and 8.

【0052】しかも、不図示の駆動装置によって音響光
学変調素子内のトランスデューサに入力される駆動信号
の出力あるいは周波数を変化させると、音響光学媒体内
に生成される定在波のピッチを変化させることができ
る。このため、被加工物6、13に加工穴のピッチに応
じて異なる開口部4a、11aの大きさや形状を持つマ
スク4、11を用いた場合でも、開口部4a、11aの
大きさや形状の異なるマスク4、11の変更に応じて、
不図示の駆動装置によって音響光学変調素子内のトラン
スデューサに入力される駆動信号の出力あるいは周波数
を変化させても良い。
Furthermore, when the output or frequency of the drive signal input to the transducer in the acousto-optic modulator is changed by a drive device (not shown), the pitch of the standing wave generated in the acousto-optic medium is changed. Can be. For this reason, even when using the masks 4 and 11 having different sizes and shapes of the openings 4a and 11a in the workpieces 6 and 13 in accordance with the pitch of the processing holes, the sizes and shapes of the openings 4a and 11a are different. According to the change of the masks 4 and 11,
The output or frequency of the drive signal input to the transducer in the acousto-optic modulator may be changed by a drive device (not shown).

【0053】また、実施形態3においては、2光束L4
とL6 のマスクへの入射角を変えることで干渉縞のピッ
チを変えることができ、やはり干渉縞の明部と開口パタ
ーンとを一致させるようにすることができる。
In the third embodiment, two light beams L4
The pitch of the interference fringes can be changed by changing the angles of incidence of L6 and L6 on the mask, so that the bright portion of the interference fringes and the aperture pattern can be matched.

【0054】[0054]

【発明の効果】上記説明のように、本発明によれば、レ
ーザ光の2光束干渉作用による干渉縞をマスクに発生さ
せて、その明部をマスクの開口部と一致させることによ
り、被加工物に照射されるレーザ光の照度を増大させる
ことが可能であり、レーザ加工の効率を向上させること
ができる利点がある。
As described above, according to the present invention, the interference fringes due to the two-beam interference of the laser light are generated on the mask, and the bright portions thereof are made to coincide with the openings of the mask, whereby the workpiece is processed. It is possible to increase the illuminance of the laser light applied to the object, and there is an advantage that the efficiency of laser processing can be improved.

【0055】また、マスクと共役な位置またはその近傍
を横切る面に位相パターン板を設け、その位相パターン
板を入射レーザ光の1/2波長の位相差が繰り返すパタ
ーンとして、その位相パターン板を射出する2光束のレ
ーザ光の干渉による光の集光によって、エネルギーを増
大させて、被加工物に所定の間隔で微細な穴を形成でき
るレーザ加工装置を提供できる利点がある。
Further, a phase pattern plate is provided on a plane traversing a position conjugate with the mask or in the vicinity thereof, and the phase pattern plate is emitted as a pattern in which the phase difference of a half wavelength of the incident laser light is repeated. There is an advantage that it is possible to provide a laser processing apparatus that can increase energy by forming light by interference of two light beams of laser light to form fine holes at predetermined intervals in a workpiece.

【0056】また、位相パターン板を位相パターンを2
次元化することによって、4倍の照度にすることができ
るので、レーザ加工装置の加工効率をさらに向上させる
ことができる利点がある。
Further, the phase pattern plate is set to a phase pattern of 2
By increasing the dimension, the illuminance can be increased to four times, so that there is an advantage that the processing efficiency of the laser processing apparatus can be further improved.

【0057】また、照明光学系がオプティカルインテグ
レータと、オプティカルインテグレータから射出したレ
ーザ光を集光してマスクを照射する集光光学系を備える
ことによって、不均一な光量分布を略均一にすることが
可能であり、被加工物に等しい形状の穴を所定の間隔で
形成することができるレーザ加工装置を提供できる利点
がある。
Further, by providing the illumination optical system with an optical integrator and a condensing optical system for condensing the laser light emitted from the optical integrator and irradiating the mask with the optical integrator, the uneven light amount distribution can be made substantially uniform. There is an advantage that it is possible to provide a laser processing apparatus capable of forming holes having the same shape as a workpiece at predetermined intervals.

【0058】また、マスクの開口パターンに応じて位相
パターンを交換する切り替え機構を備えることにより、
マスクの開口パターンと被加工物にエネルギーを最良の
状態に調整して被加工物に加工を施すことができるレー
ザ加工装置を提供できる利点がある。
Further, by providing a switching mechanism for exchanging the phase pattern according to the opening pattern of the mask,
There is an advantage that it is possible to provide a laser processing apparatus that can adjust the energy of the opening pattern of the mask and the workpiece to the best state and process the workpiece.

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

【図1】本発明に係る実施形態1の概略の構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment according to the present invention.

【図2】市松模様に配された2次元位相パターン板の概
要を示す図であり、(a)はその平面図であり、(b)
は図(a)のX−Y線に沿った断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a two-dimensional phase pattern plate arranged in a checkered pattern, (a) is a plan view thereof, and (b)
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XY of FIG.

【図3】本発明による実施形態2、即ちオプティカルイ
ンテグレータを用いる場合の概略の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration when a second embodiment of the present invention, that is, an optical integrator is used.

【図4】図3の実施形態に用いられる位相パターン板の
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a phase pattern plate used in the embodiment of FIG.

【図5】本発明による実施形態3、即ちビームスプリッ
ターを用いる場合の概略の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a third embodiment according to the present invention, that is, a case where a beam splitter is used.

【図6】従来のレーザ加工装置を示す図である。FIG. 6 is a view showing a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 位相パターン板 3 照明光学系 4、11 マスク 4a 開口部 5 投影光学系 6 被加工物 7 ビーム整形光学系 8 位相パターン板 8a 位相パターン 9 オプティカルインテグレータ 10 コンデンサレンズ 11 マスク 11a 開口部 12 投影光学系 13 被加工物 14 ビームスプリッタ 15 反射ミラー 16 マスク 17 投影光学系 18 被加工物 REFERENCE SIGNS LIST 1 laser light source 2 phase pattern plate 3 illumination optical system 4, 11 mask 4 a opening 5 projection optical system 6 workpiece 7 beam shaping optical system 8 phase pattern plate 8 a phase pattern 9 optical integrator 10 condenser lens 11 mask 11 a opening 12 Projection optical system 13 Workpiece 14 Beam splitter 15 Reflection mirror 16 Mask 17 Projection optical system 18 Workpiece

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のレーザ光束を発生させる工程と;
前記複数のレーザ光を、開口部を有するマスクに照射し
て干渉縞を発生させる工程と;前記開口部と前記干渉縞
の明部を一致させる工程と;前記開口部を通過したレー
ザ光を被加工物に投影して、前記開口部に対応した形状
に前記被加工物を加工する工程と;を含むことを特徴と
するレーザ加工方法。
Generating a plurality of laser beams;
Irradiating the plurality of laser beams onto a mask having an opening to generate interference fringes; aligning the openings with the bright portions of the interference fringes; Projecting the workpiece onto the workpiece and processing the workpiece into a shape corresponding to the opening.
【請求項2】 前記複数のレーザ光束を発生させる工程
は、前記マスクと共役な位置又はその近傍の位置にてレ
ーザ光を所定の2方向へ発生する工程を含み;前記干渉
縞を発生させる工程は、前記レーザ光が所定の2方向へ
発生する前記マスクと共役な位置又はその近傍の位置を
横切る所定の面を、第1の所定の投影倍率で前記開口部
を有するマスクに投影して干渉縞を発生させる工程を含
み;前記被加工物を加工する工程は、前記開口部を通過
したレーザ光を、第2の所定倍率で、被加工物に投影し
て、前記被加工物を加工する工程を含むことを特徴とす
る請求項1に記載のレーザ加工方法。
2. The step of generating a plurality of laser beams includes a step of generating laser beams in two predetermined directions at a position conjugate to the mask or at a position near the mask; and a step of generating the interference fringes. Projecting a predetermined plane crossing a position conjugate to the mask or a position near the conjugate where the laser light is generated in two predetermined directions onto a mask having the opening at a first predetermined projection magnification to cause interference. The step of processing the workpiece includes projecting the laser beam that has passed through the opening onto the workpiece at a second predetermined magnification to process the workpiece. The method according to claim 1, further comprising a step.
【請求項3】 前記干渉縞の明部を一致させる工程は、
前記第1の所定倍率を調整する工程を含むことを特徴と
する請求項2項に記載のレーザ加工方法。
3. The step of matching bright portions of the interference fringes,
The laser processing method according to claim 2, further comprising a step of adjusting the first predetermined magnification.
【請求項4】 レーザ光源から供給されるレーザ光を所
定の開口部を有するマスクに照射することにより、マス
クの開口部に対応した形状に被加工物を加工するレーザ
加工装置に於いて;前記レーザ光源と該マスクとの間に
配置されて前記マスク上に干渉縞を生成する干渉縞生成
系と;前記マスクの開口部の像を前記被加工物に投影す
る投影光学系とを有し;前記干渉縞生成系は、前記干渉
縞の明部を前記マスクの開口部に一致するように構成さ
れたことを特徴とするレーザ加工装置。
4. A laser processing apparatus for processing a workpiece to a shape corresponding to an opening of a mask by irradiating a mask having a predetermined opening with laser light supplied from a laser light source; An interference fringe generation system disposed between the laser light source and the mask to generate interference fringes on the mask; and a projection optical system for projecting an image of the opening of the mask onto the workpiece; The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the interference fringe generation system is configured so that a bright portion of the interference fringe coincides with an opening of the mask.
【請求項5】 前記干渉縞生成系は、前記レーザ光を複
数に分割する光分割部材と、該分割された複数のレーザ
光を前記マスク上に導く照明光学系とを有することを特
徴とする請求項4に記載のレーザ加工装置。
5. The interference fringe generation system includes a light splitting member that splits the laser light into a plurality, and an illumination optical system that guides the split plurality of laser lights onto the mask. The laser processing device according to claim 4.
【請求項6】 前記光分割部材は、前記マスクと共役な
位置又はその近傍の位置に配置されて、ほぼ垂直に入射
するレーザ光を所定の2方向へ発生する回折光に変換す
る位相型のパターン板を有することを特徴とする請求項
5に記載のレーザ加工装置。
6. The phase splitting member, which is disposed at a position conjugate with the mask or at a position near the mask and converts a substantially perpendicularly incident laser beam into diffracted light generated in two predetermined directions. The laser processing apparatus according to claim 5, further comprising a pattern plate.
【請求項7】 前記照明光学系は、前記光分割部材にて
分割された複数のレーザ光を受けて複数の光源を形成す
るオプティカルインテグレータと、前記複数の光源から
の光を集光して前記マスク上を重畳的に照明するコンデ
ンサー光学系とを有することを特徴とする請求項5又は
請求項6に記載のレーザ加工装置。
7. An illumination optical system, comprising: an optical integrator for receiving a plurality of laser beams split by the light splitting member to form a plurality of light sources; and condensing light from the plurality of light sources. The laser processing apparatus according to claim 5, further comprising a condenser optical system that illuminates the mask in a superimposed manner.
【請求項8】 前記マスクの開口部の形状に応じて前記
干渉縞生成系を交換する切り換え機構を、さらに有する
ことを特徴とする請求項4乃至請求項7のいずれかに記
載のレーザ加工装置。
8. The laser processing apparatus according to claim 4, further comprising a switching mechanism for exchanging the interference fringe generation system according to the shape of the opening of the mask. .
【請求項9】 前記干渉縞生成系は、前記レーザ光を互
いに異なった2方向へ向かう2つの光に分割して、該分
割された一方向の光を前記マスクへ導くように配置され
たビームスプリッタと、前記ビームスプリッタにより分
割された他方向の光を反射して、前記マスクへ導くよう
に配置された反射部材を有することを特徴とする請求項
4に記載のレーザ加工装置。
9. The interference fringe generation system divides the laser light into two lights traveling in two different directions and arranges the divided light in one direction to the mask. The laser processing apparatus according to claim 4, further comprising: a splitter; and a reflecting member arranged to reflect the light in the other direction split by the beam splitter and guide the light to the mask.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5306374B2 (en) * 2008-12-17 2013-10-02 三菱電機株式会社 Laser processing apparatus, laser processing method, and method for manufacturing photovoltaic device
WO2023218582A1 (en) * 2022-05-11 2023-11-16 株式会社ニコン Processing apparatus and processing method

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