JP2002263876A - Equipment and method for laser machining - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide equipment and method for laser machining which has excellent machining quality and high machinability. SOLUTION: The equipment is provided with multiple pulse laser oscillators 1101a and 1101b, means 1102a and 1102b for driving the pulse laser oscillators successively by shifting respective oscillation phases and a means 1109 for branching respective beams 1104a and 1104b emitted from the pulse laser oscillators into a plurality of beams, and irradiates workpiece with the plurality of beams obtained by the branching means.

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、加工品質が高く微
細加工も可能で量産性に優れたレーザ加工装置及び前記
レーザ加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus having high processing quality, capable of fine processing, and excellent in mass productivity, and to the laser processing method.

【背景技術】レーザ加工装置としては、CO₂レーザを使
った金属板の切断・穴あけ加工や、YAGレーザによる金
属薄板の精密加工が広く知られている。とくに、小型で
メンテナンス性が良く、直径数10μmの集光スポットが
容易に得られるという理由から、YAGレーザは各種の精
密加工に通している。さらに、YAGレーザでは第2高調波
（波長532nm）が得られるので、アブレーション効果を
利用した微細な薄膜加工へも応用できる。レーザアブレ
ーションとは、高分子材料にエキシマレーザやYAG高調
波なとの短波長・短パルスレーザを照射した時に、瞬時
に分解・気化・飛散が起こり、局所的に材料が除去され
る現象のことである。事実、半導体製造用マスクの欠陥
修正、薄膜センサの検出部のパターンニング、液晶パネ
ルの電極パターンニング等に、QスイッチYAGレーザが利
用され始めた。Qスイッチを用いる理由は、パルス幅が
短くピークパワーが大きいビームを利用することによ
り、被加工部材への熱的損傷がない高品質な加工が実現
できるからである。なお、アブレーション加工について
は、“短波長・短パルスレーザによる除去加工に関する
研究“（精密工学会誌、Vol.3，473−478（1993））に
詳しい。BACKGROUND ART As a laser processing apparatus, cutting and drilling of a metal plate using a CO ₂ laser and precision processing of a metal thin plate using a YAG laser are widely known. In particular, YAG lasers are used for various types of precision processing because they are small, have good maintainability, and can easily obtain condensed spots with a diameter of several tens of μm. Further, since the second harmonic (wavelength 532 nm) can be obtained with the YAG laser, it can be applied to fine thin film processing utilizing the ablation effect. Laser ablation is a phenomenon in which when a polymer material is irradiated with a short-wavelength / short-pulse laser such as an excimer laser or a YAG harmonic, instantaneous decomposition, vaporization, and scattering occur, and the material is locally removed. It is. In fact, Q-switched YAG lasers have begun to be used for defect correction of masks for semiconductor manufacturing, patterning of detection sections of thin film sensors, and electrode patterning of liquid crystal panels. The reason why the Q switch is used is that by using a beam having a short pulse width and a large peak power, high quality processing without thermal damage to a workpiece can be realized. The ablation processing is described in detail in “Research on Removal Processing by Short-Wavelength / Short-Pulse Laser” (Journal of the Japan Society of Precision Engineering, Vol. 3, 473-478 (1993)).

【０００２】薄膜加工における最近の大きなニーズのひ
とつに、液晶パネルの透明電極のパターンニングがあ
り、加工品質かつ加工能力に優れた加工技術に対する期
待が高まっている。液晶パネルの電極のパターンニング
は、一般には、透光性導伝膜が被着した基板をレーザビ
ームに対して移動させながら、導電膜を所定の間隔で切
断することにより行う。この時の加工品質すなわち導電
膜の電気特性は、QスイッチYAGレーザの特性（主にピー
クパワー）から決まる。そして、レーザの特性はQスイ
ッチ周波数に左右される。すなわち、Qスイッチ周波数
を低くすると、パルス幅が狭くなり、ピークパワーは大
きくなる。逆に、Qスイッチ周波数を高くすると、パル
ス幅が広がり、ピークパワーは小さくなる。[0002] One of recent great needs in thin film processing is patterning of a transparent electrode of a liquid crystal panel, and there is a growing expectation for a processing technique excellent in processing quality and processing ability. Patterning of the electrodes of the liquid crystal panel is generally performed by cutting the conductive film at predetermined intervals while moving the substrate on which the light-transmitting conductive film is attached with respect to the laser beam. The processing quality at this time, that is, the electrical characteristics of the conductive film is determined by the characteristics (mainly, peak power) of the Q-switched YAG laser. The characteristics of the laser depend on the Q-switch frequency. That is, when the Q switch frequency is lowered, the pulse width becomes narrower, and the peak power becomes larger. Conversely, increasing the Q-switch frequency increases the pulse width and decreases the peak power.

【０００３】加工品質の観点からは、Qスイッチ周波数
を低くして、ビームのピーク強度を高めることが望まし
い。こうすると、アブレーション効果を介して、瞬間的
に加工部位を除去することができ、加工部近傍や膜基板
へ熱的損傷を与えることがない。このような加工方法
が、特開昭60−261142、特開平2−259727に開示されて
いる。しかし、これらの加工方法には、生産性の点に問
題がある。なぜならば、Qスイッチ周波数を下げること
は、そのぶんだけ、ステージの送り速度を遅らせること
につながり、その結果として、加工速度が著しく低下す
るからである。From the viewpoint of processing quality, it is desirable to lower the Q switch frequency and increase the peak intensity of the beam. This makes it possible to instantaneously remove the processed portion via the ablation effect, and does not thermally damage the vicinity of the processed portion or the film substrate. Such a processing method is disclosed in JP-A-60-261142 and JP-A-2-259727. However, these processing methods have a problem in productivity. This is because lowering the Q switch frequency leads to a corresponding reduction in the stage feed speed, and as a result, the processing speed is significantly reduced.

【０００４】他方、加工速度の観点からは、Qスイッチ
周波数を高くして、ステージをすばやく移動させること
が望ましい。しかし、Qスイッチ周波数を高くすると、
ピークパワーが低下し、パルス幅が広がる。このため
に、液晶パネルの電極をパターンニングする時に、電極
基板であるガラスに熱的損傷を与え、微小なクラックや
くぼみを発生させる。このクラックやくぼみは、液晶パ
ネルの表示品質を揖ねる要因となる。また、ガラスに微
小量含まれているアルカリ金属イオンがクラック及びく
ぼみから液晶中に溶出し、このことが液晶パネルの表示
不良の原因となる。On the other hand, from the viewpoint of processing speed, it is desirable to increase the Q-switch frequency and move the stage quickly. However, when the Q switch frequency is increased,
The peak power decreases and the pulse width increases. For this reason, when the electrodes of the liquid crystal panel are patterned, glass that is an electrode substrate is thermally damaged, and minute cracks and depressions are generated. These cracks and dents are factors that affect the display quality of the liquid crystal panel. Further, alkali metal ions contained in glass in minute amounts are eluted from the cracks and depressions into the liquid crystal, which causes display defects of the liquid crystal panel.

【０００５】本発明の目的は上記の問題を解決し、加工
品質に優れかつ加工能力の高いレーザ加工装置および加
工方法を提供することにある。 （発明の開示）本発明のレーザ加工装置は、複数のパル
スレーザ発振器を発振サイクルの位相をずらして順次駆
動することと、前記複数のレーザ発振器からのビームの
品質を同じにすることと、前記複数のレーザ発振器から
のビームを楕円偏光にすることにより、（1）実効均な
発振周波数を低下させることなく、個々の発振器の発振
周波数を下げることが可能になり、（2）この結果、所
要のピークパワーとパルス幅を得て、被加工物に熱的損
傷を与えずに高品質の加工を行うことができ、（3）ビ
ームを楕円偏光にすることにより、被加工物が有する異
方性や被加工物上の付着物に左右されることなく、所要
の加工品質を恒常的に維持することができる。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a laser processing apparatus and a processing method which are excellent in processing quality and high in processing ability. (Disclosure of the Invention) A laser processing apparatus according to the present invention is configured to sequentially drive a plurality of pulsed laser oscillators while shifting the phase of an oscillation cycle, to make the quality of beams from the plurality of laser oscillators the same, By making the beams from multiple laser oscillators elliptically polarized, (1) it is possible to lower the oscillation frequency of each oscillator without lowering the effective average oscillation frequency, and (2) as a result, The peak power and pulse width can be obtained to perform high-quality processing without thermally damaging the workpiece. (3) By changing the beam to elliptically polarized light, the anisotropic The required processing quality can be constantly maintained without being affected by the properties or the deposits on the workpiece.

【０００６】さらに、位相変調作用を有する回折素子を
使い、前記レーザ発振器からのビームを複数本に分岐す
ることにより、被加工物表面の複数部位を同時に加工す
ることで、加工能力を大きく向上させることができる。
すなわち、ビーム分岐数をＮとすると、１本のビームで
加工した時の加工能力のＮ倍の加工能力を達成できる。Further, by using a diffractive element having a phase modulation function and splitting a beam from the laser oscillator into a plurality of beams, a plurality of portions on the surface of the workpiece are simultaneously processed, thereby greatly improving the processing capability. be able to.
That is, assuming that the number of beam branches is N, a processing capability N times the processing capability when processing with one beam can be achieved.

【０００７】本発明のレーザ加工法方により、上記の加
工装置を使い、基板上に被着された透光性導電膜に複数
のビームを選択的に照射し、前記基板あるいは前記複数
のビームを移動することにより、前記透光性導電膜に複
数の開溝を同時に形成することができる。分岐後の複数
ビームが等強度になるように設計された表面凹凸型２値
位相格子をビーム分岐手段に用いることにより、加工形
状ならびに加工品質が均一な開溝を形成できる。According to the laser processing method of the present invention, a plurality of beams are selectively irradiated on the light-transmitting conductive film deposited on the substrate by using the processing apparatus described above, and the substrate or the plurality of beams is irradiated. By moving, a plurality of grooves can be simultaneously formed in the light-transmitting conductive film. By using a surface uneven type binary phase grating designed so that a plurality of beams after branching have the same intensity as the beam branching unit, a groove having a uniform processing shape and processing quality can be formed.

【０００８】本発明の液晶パネルは、上記のレーザ加工
装置及び加工方法により加工されたストライプ状の電極
構造を有する液晶パネルである。電極間に存在する切断
溝（ギャップ）の幅が10μm以下であり、かつ、前記ギ
ャップが所定の間隔で表示エリア内に一様に形成されて
いるので、液晶パネルの表示品質を左右する主要因であ
るところの、コントラスト比ならびに視認性が大きく向
上している。また、フォトリソングラヒィにより電極を
パターニングする従来のやり方と比べても、本発明の電
極加工方法は、工程数が少なくかつウエット処理工程を
要しないという点で優れている。したがって、生産設備
が簡素になり、工程管理も容易にかつ確実になることか
ら、液晶パネルの生産コストの削減に大きく貢献するこ
とができる。A liquid crystal panel according to the present invention is a liquid crystal panel having a striped electrode structure processed by the above-described laser processing apparatus and processing method. Since the width of the cut groove (gap) existing between the electrodes is 10 μm or less and the gap is uniformly formed in the display area at a predetermined interval, the main factors affecting the display quality of the liquid crystal panel However, the contrast ratio and visibility are greatly improved. Further, compared with the conventional method of patterning an electrode by photolithography, the electrode processing method of the present invention is excellent in that the number of steps is small and a wet processing step is not required. Therefore, the production equipment is simplified, and the process management is made easier and more reliable, which can greatly contribute to the reduction of the production cost of the liquid crystal panel.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】ここでは、単純マトリクス駆動方
式の液晶パネルに使用きれるストライフ電極を加工する
事例の中で、本発振明の構成及び特徴について詳しく説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and features of the present oscillation light will be described in detail in a case of processing a stripe electrode usable for a liquid crystal panel of a simple matrix drive system.

【００１０】（実施例1）本発明のレーザ加工装置の構
成を図1に示す。レーザ発振器1101a、1101bはQスイッチ
YAGレーザであり、直線偏光のTEM₀₀モードを出射する。
レーザ発振器のQスイッチ周波数は、Qスイッチドライバ
1102a、1102bにより制御される。1103はＱスイッチコン
トローラであり、Qスイッチドライバが与える騒動信号
の位相を制御する。発振器内のブリュースター素子の設
置形態を工夫して、あるいは、発振器の外に波長板を配
置して、発振器から出射される2本のビーム1104a、1104
bが互いに直交する直線偏光となるようにする。エクス
パンダコリメータ1105a及び1105bにより、それそれのビ
ームを拡大し、さらに、偏光合成素子1107を用いて、2
本のビームの光路を共通にする。そして、波長板1108に
よりビームの偏光を楕円偏光にした後に、ビームを位相
格子1109へ入射させる。位相格子1109は、1本の入射ビ
ームを32本の回折ビームに分岐する作用を有する。位相
格子1109から出射された32本のと−ムは、集光レンズ11
10を介して、精密ステージ1112の上に保持された透光性
導電膜（ITO膜）基板1111の表面に、32個の集光スポッ
ト1113を等しい間隔で形成する。そして、精密ステージ
1112を移動することにより、直線状あるいは曲線状にIT
O膜を切断する。図中、1106は光路折り曲げミラーであ
る。Embodiment 1 FIG. 1 shows the configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. Laser oscillators 1101a and 1101b are Q switches
A YAG laser, emits a TEM ₀₀ mode of the linearly polarized light.
Laser oscillator Q switch frequency is Q switch driver
Controlled by 1102a and 1102b. Reference numeral 1103 denotes a Q-switch controller, which controls the phase of a noise signal provided by the Q-switch driver. By devising the arrangement of the Brewster element in the oscillator, or by disposing a wave plate outside the oscillator, two beams 1104a and 1104 emitted from the oscillator
b is set to be linearly polarized light orthogonal to each other. Each beam is expanded by the expander collimators 1105a and 1105b, and further, by using the polarization combining element 1107,
The optical path of the book beam is made common. Then, after the polarization of the beam is changed to elliptically polarized light by the wavelength plate 1108, the beam is incident on the phase grating 1109. The phase grating 1109 has an operation of splitting one incident beam into 32 diffraction beams. The 32 beams emitted from the phase grating 1109 are
On the surface of a light-transmitting conductive film (ITO film) substrate 1111 held on a precision stage 1112 via 32, 32 condensed spots 1113 are formed at equal intervals. And precision stage
By moving 1112, IT can be linear or curved
Cut the O film. In the figure, reference numeral 1106 denotes an optical path bending mirror.

【００１１】2本のビーム1104aと1104bを、それそれ、
倍率可変なエクスパンダコリメータ1105aと1105bに通す
ことにより、発振器の個体差に起因するビーム品質（広
がり声、ビーム径）を等しくする。こうすることによ
り、後で詳しく述べるように、均一な溝幅で電極膜を切
断することができる。また、波長板を用いてビームを楕
円偏光にすることにより、ITO膜が有する異方性、不均
一性や、ITO膜上の付着物に左右されることなく、均一
な幅と探さでITO膜を切断できるので、所要の加工品質
を恒常的に維持することが可能となる。[0011] The two beams 1104a and 1104b are
By passing the light through the expander collimators 1105a and 1105b with variable magnification, the beam quality (spread voice, beam diameter) caused by the individual difference of the oscillator is made equal. This allows the electrode film to be cut with a uniform groove width, as will be described later in detail. In addition, by making the beam elliptically polarized using a wave plate, the ITO film has a uniform width and search without being affected by the anisotropy and non-uniformity of the ITO film and the deposits on the ITO film. , It is possible to constantly maintain the required processing quality.

【００１２】本実施例の構成に用いる位相格子は、1次
元の表面凹凸型位相格子である。断面形状はほぼ矩形で
あり、学問的には、2値位相格子として分類されるもの
である。本実施例の位相格子の位相分布（1周期分）を
図8に模式的に示す。図中、白部分の位相値がπrad、斜
線部分の位相値が0radである。The phase grating used in the structure of this embodiment is a one-dimensional surface unevenness type phase grating. The cross-sectional shape is almost rectangular, and is academically classified as a binary phase grating. FIG. 8 schematically shows the phase distribution (for one period) of the phase grating of this embodiment. In the figure, the phase value of the white portion is πrad, and the phase value of the hatched portion is 0 rad.

【００１３】位相格子の主要な設計事項は、1周期の
長さ、全体の大きさ、1周期内の位相分布の3つであ
る。1周期の長さはITO膜上に形成する開溝の間隔から決
まり、全体の大きさは入射ビーム径から決まる。そし
て、1周期内の位相分布は、所要のビーム分岐数及び所
要のビーム強度の均一性から決まる。There are three main design items for the phase grating: the length of one cycle, the overall size, and the phase distribution within one cycle. The length of one cycle is determined by the interval between grooves formed on the ITO film, and the overall size is determined by the diameter of the incident beam. The phase distribution within one cycle is determined by the required number of beam splits and the required uniformity of the beam intensity.

【００１４】回折理論から、位相格子の周期は次式で与
えられる。From the diffraction theory, the period of the phase grating is given by the following equation.

【００１５】 ｐ＝mλf／△ｘ； m＝1（ビーム分岐数が奇数の時） ・・・・（1） m＝2（ビーム分岐数が偶数の時） ただし、λはレーザ波長（532nm）、fは集光レンズの焦
点距離、△ｘは開溝の間隔である。例えば、分岐数を偶
数として、f＝100mm、△ｘ＝200μmとすると、ｐ＝532
μmとなる。P = mλf / △ x; m = 1 (when the number of beam branches is an odd number)... (1) m = 2 (when the number of beam branches is an even number) where λ is the laser wavelength (532 nm) , F is the focal length of the condenser lens, and Δx is the distance between the grooves. For example, if the number of branches is an even number and f = 100 mm and Δx = 200 μm, p = 532
μm.

【００１６】位相格子の全体の大ききDは、波動光学の
理論から、次式のように決まる。The overall size D of the phase grating is determined as follows from the theory of wave optics.

【００１７】 D＞d＝2f・tan［sin^−１（2λ／πｗ）］・・・・（2） ただし、dは入射ビーム径（1／e²）、ｗは所要の集光ス
ポット径（1／e²）である。例えば、f＝100mm、ｗ＝10
μmとすると、D＞d＝4mmとなる。位相格子の位相分布の
計算には、シミュレーテッドアニーリング法（Science2
20，671−680（1983）、以後、SA法と略す）を用いた。
これまでにも、SA法を用いて位相格子を設計した事例が
いくつか報告されている（Appl．Opt．32，2512−2518
（1993）、Appl．Opt．31，3320−3336（1992）、App
l．Opt．31，27−37（1992）、）。しかし、SA法の運用
に必要なルールの構築には経験が必要であり、このルー
ルの出来不出来が、”良い解”が得られるかどうかを大
きく左右する。”良い解”とは位相格子に要求される光
学性能を満足する解のことであり、前記の光学性能は位
相格子の使用目的から決まる。D> d = 2f · tan [sin ⁻¹ (2λ / πw)] (2) where d is the incident beam diameter (1 / e ² ), and w is the required focused spot diameter ( 1 / e ² ). For example, f = 100mm, w = 10
Assuming μm, D> d = 4 mm. The phase distribution of the phase grating is calculated using the simulated annealing method (Science2
20, 671-680 (1983), hereinafter abbreviated as SA method).
Several examples of designing a phase grating using the SA method have been reported (Appl. Opt. 32, 2512-2518).
(1993), Appl. Opt. 31, 3320-3336 (1992), App
l. Opt. 31, 27-37 (1992)). However, the construction of the rules necessary for the operation of the SA method requires experience, and the failure of these rules greatly determines whether a "good solution" can be obtained. A "good solution" is a solution that satisfies the optical performance required for a phase grating, and the optical performance is determined by the purpose of use of the phase grating.

【００１８】SA法を用いて位相格子を設計するには、少
なくとも、評価関数の定義と重みの設定、温度スケ
ジューリング、平衡状態の判定について、運用のルー
ルを定めなければならない。なお、評価関数とは位相格
子の性能に関する推定値と目標値の差に対応する量であ
り、この関数値が最も小さくなる時の解が最適解であ
る。In order to design a phase grating by using the SA method, it is necessary to define operation rules for at least the definition of an evaluation function and the setting of weights, temperature scheduling, and determination of an equilibrium state. The evaluation function is an amount corresponding to the difference between the estimated value and the target value related to the performance of the phase grating, and the solution when the function value is the smallest is the optimal solution.

【００１９】本実施例で用いる位相格子に要求される光
学性能を以下にあげる。 （1）光利用効率が80％以上であること。 （2）分岐級のビーム強度均一性が0．90以上であるこ
と。 ここで、光利用効率とは、所要の回折次数のビームに供
給し得る光エネルギーの割合を意味する。ビーム強度均
一性とは、分岐された複数の回折ビームにおける強度の
最小と最大の比を意味する。上記（1）と（2）の条件
は、後で述べるように、レーザ発振器出カと、加工閾値
と、要求される加工均一性から決まる。The optical performance required for the phase grating used in this embodiment will be described below. (1) The light use efficiency is 80% or more. (2) The beam intensity uniformity of the branching class is 0.90 or more. Here, the light use efficiency means a ratio of light energy that can be supplied to a beam of a required diffraction order. The beam intensity uniformity means a ratio between the minimum and maximum intensities of the plurality of split diffraction beams. The conditions (1) and (2) are determined from the output of the laser oscillator, the processing threshold value, and the required processing uniformity, as described later.

【００２０】実際の計算では、（1）と（2）の条件を評
価関数の中に取り入れて、（1）と（2）の条件を満足す
る解の中から、さらに、位相格子の作製誤差を考慮し
て、以下の（3）と（4）の条件を満足する解を選択し
た。（3）位相格子の最小線幅ができるだけ太いこと。
（4）位相格子の性能が作製誤差に大きく左右されない
こと。上記（3）と（4）の条件は、位相格子の作製に使
用するフォトマスク描画装置、露光・現像装置、及びエ
ッチング装置の各装置のパターン転写能力から決まる。
以上のことからも理解できるように、SA法により求めた
位相格子の位相分布データには、設計者の創造性が反映
されていると言える。この状況は、レンズ設計における
レンズデータの立場とよく似ている。このような観点か
ら、本出願においては、発明の実施に際して用いた位相
格子の位相分布データを全て開示することにした。In the actual calculation, the conditions (1) and (2) are taken into the evaluation function, and a solution satisfying the conditions (1) and (2) is further extracted from the solutions satisfying the conditions (1) and (2). In consideration of the above, a solution satisfying the following conditions (3) and (4) was selected. (3) The minimum line width of the phase grating must be as large as possible.
(4) The performance of the phase grating is not greatly affected by manufacturing errors. The conditions (3) and (4) are determined by the pattern transfer capabilities of the photomask drawing apparatus, exposure / development apparatus, and etching apparatus used for manufacturing the phase grating.
As can be understood from the above, it can be said that the phase distribution data of the phase grating obtained by the SA method reflects the creativity of the designer. This situation is very similar to lens data in lens design. From this point of view, the present application discloses all phase distribution data of the phase grating used in carrying out the invention.

【００２１】以下、表1、表2、表3においては、位相値
が0radからπrad（この逆でもよい）に変化する位置の
座標を1周期分について示した。表4、表5、表6において
は、1周期を256または128の区間に等分割して、各区間
の位相値を0と1で示した。0が0rad、1がπradに対応す
る（この逆でもよい）。 （位相格子１） ・分岐数：３２ 表１・位相格子１の位相分布データ （位相格子２） ・分岐数：１６ 表２．位相格子２の位相分布データ （位相格子３） ・分岐数：２ 表３．位相格子３の位相分布データ （位相格子４） ・分岐数：１６ 表４・位相格子４の位相分布データ （位相格子５） ・分岐数：８ 表５．位相格子５の位相分布データ （位相格子６） ・分岐数：５ 表６．位相格子６の位相分布データ 表1から表6に示したデータを使い、以下の工程にし左が
って、高品質な石英基板へ表面凹凸型位相格子を形成し
た。 （1）フォトマスクデータ作成 （2）フォトマスク作製 （3）レジスト露光及び現像 （4）反応性イオンエッチング及びレジスト除去 作製した回折格子は、とれも、光利用効率80％以上、ビ
ーム強度均一性0．90以上であり、所要の光学性能を満
足した。さらに、偏光依存性は存在しなかった。偏光依
存性がないということは入射光の偏光状態に関係なく、
所要の光利用効率及びビーム強度均一性が得られるとい
うことであり、楕円偏光ビームを用いる薄膜加工には欠
かせない性質である。Hereinafter, in Tables 1, 2 and 3, the coordinates of the position where the phase value changes from 0 rad to π rad (or vice versa) are shown for one cycle. In Tables 4, 5, and 6, one cycle is equally divided into 256 or 128 sections, and the phase values of each section are indicated by 0 and 1. 0 corresponds to 0 rad and 1 corresponds to π rad (or vice versa). (Phase grating 1)-Number of branches: 32 Table 1-Phase distribution data of phase grating 1 (Phase grating 2) Number of branches: 16 Table 2. Phase distribution data of phase grating 2 (Phase grating 3) Number of branches: 2 Table 3. Phase distribution data of phase grating 3 (Phase grating 4)-Number of branches: 16 Table 4-Phase distribution data of phase grating 4 (Phase grating 5)-Number of branches: 8 Table 5. Phase distribution data of phase grating 5 (Phase grating 6) Number of branches: 5 Table 6. Phase distribution data of phase grating 6 Using the data shown in Tables 1 to 6, a surface roughness type phase grating was formed on a high quality quartz substrate by following the steps below. (1) Creation of photomask data (2) Preparation of photomask (3) Exposure and development of resist (4) Reactive ion etching and removal of resist The resulting diffraction grating has a light utilization efficiency of 80% or more and uniform beam intensity. 0.90 or more, which satisfied the required optical performance. Furthermore, there was no polarization dependence. The absence of polarization dependence means that regardless of the polarization state of the incident light,
The required light use efficiency and beam intensity uniformity can be obtained, which is an essential property for thin film processing using an elliptically polarized beam.

【００２２】以上のようにして作製した位相格子を図1
のレーザ加工装置へ搭載し、ガラス基板上のITO膜を間
隔200μm、幅10μmで切断することにより、液晶パネル
のストライプ電極を形成した。図7に、ITO膜及びガラス
基板の断面を示す。ガラス基板1403の材質はソーダガラ
スであり、このガラス基板上に、SiO₂の緩衝膜1402を介
して、ITO膜1401を1500オングストロームだけ堆積させ
てある。FIG. 1 shows the phase grating produced as described above.
Then, the ITO film on the glass substrate was cut at an interval of 200 μm and a width of 10 μm to form a stripe electrode of a liquid crystal panel. FIG. 7 shows a cross section of the ITO film and the glass substrate. The material of the glass substrate 1403 is soda glass, and an ITO film 1401 is deposited on this glass substrate through an SiO ₂ buffer film 1402 by 1500 angstroms.

【００２３】ビーム分岐に用いた位相格子は、先に示し
た位相格子1のデータから作製したものである。10μmの
幅の開溝を200μmの間隔でITO膜上に形成するために、
集光レンズの焦点距離を100mm位相格子の1周期の長さを
532μmと定め、集光レンズの収差を考慮して、ビーム径
を12mm、位相格子の大きさを15mmと定めた。この時の位
相格子における最小線幅は6．4μmであり、先に述べた
作製工程にしたがい、設計寸法に忠実に、位相格子の凹
凸構造を石英基板へ形成できることを確認している。The phase grating used for beam splitting is produced from the data of the phase grating 1 described above. In order to form grooves with a width of 10 μm on the ITO film at intervals of 200 μm,
Set the focal length of the condenser lens to 100 mm
The beam diameter was set to 12 mm and the size of the phase grating was set to 15 mm in consideration of aberration of the condenser lens. At this time, the minimum line width of the phase grating is 6.4 μm, and it has been confirmed that the concave-convex structure of the phase grating can be formed on a quartz substrate in accordance with the above-described manufacturing process, in accordance with the design dimensions.

【００２４】使用したレーザ発振器はQuantronix社製の
ランプ励起型QスイッチYAGレーザであり、発振波長532n
m、定格平均出力8Wである。加工条件とガラス基板への
損傷について調べるために、位相格子を使用せずに、Q
スイッチ周波数を変えて1本の閑溝を加工する実験を繰
り返した。その結果、Qスイッチ周波数を10KHz以下に設
定すれば、ITO膜及び下地のガラス基板にダメージを与
えることなく、開溝を形成できることが判明した。ま
た、加工できるかどうかは、Qスイッチ周波数に依らず
に、ピークパワーの大小から決まることが判明した。The laser oscillator used is a lamp-pumped Q-switched YAG laser manufactured by Quantronix, and has an oscillation wavelength of 532 nm.
m, rated average output 8W. In order to investigate the processing conditions and damage to the glass substrate, Q
The experiment of machining a single groove by changing the switch frequency was repeated. As a result, it was found that the groove could be formed without damaging the ITO film and the underlying glass substrate when the Q switch frequency was set to 10 KHz or less. It was also found that whether or not processing could be performed was determined by the magnitude of the peak power, regardless of the Q switch frequency.

【００２５】図5（a）（b）に、それそれ、Qスイッチ周
波数が10KHzと30KHzの時のレーザ出力と時間の関係を示
した。加工時のピークパワーを150Wとすると、Qスイッ
チ周波数が10KHzの時のパルス幅とパルスエネルギー
は、それぞれ、150nsec、23μJである。他方、Qスイッ
チ周波数が30KHzの時のパルス幅とパルスエネルギー
は、それそれ、300nsec、45μJである。これらのレーザ
発振条件でガラス基板上のITO膜を加工すると、Qスイッ
チ周波数が10KHzの条件では損傷は生じなかったが、30K
Hzの条件では溝周縁部ならびにガラス基板表面に微細な
損傷が発生した。30KHzの時に損傷か発振生した理由
は、パルス幅が広がり、過剰のエネルギーが投入された
からである。すなわち、ピークパワーが加工閾値に達し
ている場合でも、Qスイッチ周波数から決まるパルス幅
が許容値以上に広がっていると、加工時の損傷が避けら
れないのである。このような場合には、損傷を避けるこ
とを目的として、パルスエネルギーを小さくすることは
効果がない。なぜならば、ピークパワーが加工閾値を超
えなくなり、加工できなくなるからである。FIGS. 5A and 5B show the relationship between the laser output and the time when the Q switch frequency is 10 KHz and 30 KHz, respectively. Assuming that the peak power during processing is 150 W, the pulse width and pulse energy when the Q switch frequency is 10 KHz are 150 nsec and 23 μJ, respectively. On the other hand, the pulse width and pulse energy when the Q switch frequency is 30 KHz are 300 nsec and 45 μJ, respectively. When processing the ITO film on the glass substrate under these laser oscillation conditions, no damage occurred when the Q switch frequency was 10 kHz,
Under the condition of Hz, microscopic damage occurred on the groove periphery and the glass substrate surface. The reason why damage or oscillation occurred at 30 KHz was that the pulse width was widened and excessive energy was input. In other words, even when the peak power has reached the processing threshold, if the pulse width determined by the Q switch frequency is wider than the allowable value, damage during processing is inevitable. In such a case, reducing the pulse energy for the purpose of avoiding damage is not effective. This is because the peak power does not exceed the processing threshold value and processing cannot be performed.

【００２６】以上の結果をふまえ、ビームの分岐数及び
加工速度に配慮して、2台のレーザ発振器のQスイッチ周
波数を10KHz、定格平均出力を8Kに定めた。この時のパ
ルス幅は150nsec、ピークパワーは定格出力時の5．3KV
である。そして、Qスイッチコントローラ1103から制御
信号を送り、それそれのQスイッチドライバを50μsecづ
つ位相をすらして駆動することにした。図2は、本案施
例におけるレーザ出力と時間の関係を示す図である。2
台の発振器を位相をずらして交互に駆動することによ
り、個々の発振器は10KHzで発振しながら、実効的に
は、20KHzで駆動した時と同じ加工速度が得られること
になる。Based on the above results, the Q switch frequency of the two laser oscillators was set to 10 KHz and the rated average output was set to 8 K in consideration of the number of beam splits and the processing speed. The pulse width at this time is 150nsec, and the peak power is 5.3KV at the rated output.
It is. Then, a control signal is sent from the Q switch controller 1103, and each Q switch driver is driven with a phase of even 50 μsec. FIG. 2 is a diagram showing a relationship between laser output and time in the embodiment of the present invention. Two
By driving the two oscillators alternately with their phases shifted, the individual oscillators oscillate at 10 KHz, but effectively obtain the same processing speed as when driven at 20 KHz.

【００２７】厚み1500オングストロームのITO膜に1本の
開溝を形成するには、110W以上のピークパワーを要す
る。そこで、先に述べた位相格子1109を使い、ピークパ
ワー5.3KWのビームを32本のビームに分岐することにし
た。そして、集光レンズで32本のビームを光学的にフー
リエ変換して、ITO膜の表面に間隔が200μmの32個の集
光スポットを照射した。この時の集光スポット径は18μ
mであり、ITO膜上に形成された加工痕の径は10μmであ
る。こうして、1発のパルスにより、直径10μmの加工痕
を32個同時に形成することができた。集光スポット径と
加工径の関係を図6に示した。ITO膜が有する閾値特性の
ために、集光スポット径よりも小さい加工痕が得られる
点に注目されたい。In order to form one groove in an ITO film having a thickness of 1500 angstroms, a peak power of 110 W or more is required. Therefore, using the above-described phase grating 1109, a beam having a peak power of 5.3KW is split into 32 beams. Then, 32 beams were optically Fourier-transformed by the condensing lens, and 32 condensed spots having an interval of 200 μm were irradiated on the surface of the ITO film. The focused spot diameter at this time is 18μ
m, and the diameter of the processing mark formed on the ITO film is 10 μm. Thus, 32 processing marks with a diameter of 10 μm could be simultaneously formed by one pulse. FIG. 6 shows the relationship between the focused spot diameter and the processing diameter. Note that a processing mark smaller than the focused spot diameter can be obtained due to the threshold characteristics of the ITO film.

【００２８】次のパルスが発振するまでの50μsecの間
欠時間に、精密ステージを使い、加工痕の直径の半分に
相当する5μmに等しい距離だけ基板を移動させる。こう
して2台の発振器からのパルスビームで、交互に、直径1
0μmの加工痕を32個同時に形成することを続けると、図
3に示すように、間隔200μm、幅10μmの溝を間欠部分な
く加工することができた。この間のステージの移動速度
は毎秒100mmであり、常に一定である。加工速度を、
（加工速度）＝（ビーム分岐数）×（ステージ移動速
度）と定義すると、同時に32本の溝を加工することによ
り、毎秒3200mmの加工速度を達成したことになる。図4
に、以上のようにして得た電極パターンを示した。At an intermittent time of 50 μsec until the next pulse is oscillated, the precision stage is used to move the substrate by a distance equal to 5 μm, which is equivalent to half the diameter of the processing mark. In this way, pulsed beams from two oscillators alternate in diameter 1
Continue to form 32 0μm processing traces simultaneously.
As shown in FIG. 3, a groove having an interval of 200 μm and a width of 10 μm could be processed without intermittent portions. During this time, the moving speed of the stage is 100 mm per second and is always constant. Processing speed,
Defining (processing speed) = (number of beam branches) × (stage moving speed) means that a processing speed of 3200 mm per second was achieved by simultaneously processing 32 grooves. Figure 4
The electrode pattern obtained as described above is shown below.

【００２９】32個の集光スポットの並びの方向をステー
ジ移動方向に対して傾けることにより、スポットの間隔
すなわち加工溝の間隔を調節することができる。スポッ
トの並び方向を傾けるには、回転ステージを使い、位相
格子をその面内で回転させればよい。この時の回転角度
をθとすると、加工溝の間隔△x’は次式で与えられ
る。By inclining the direction of arrangement of the 32 condensed spots with respect to the stage moving direction, the interval between spots, that is, the interval between processing grooves can be adjusted. In order to incline the arrangement direction of the spots, a rotation stage may be used and the phase grating may be rotated in the plane. Assuming that the rotation angle at this time is θ, the interval Δx ′ between the processing grooves is given by the following equation.

【００３０】 △x’＝mλf COS（θ）／p； m＝1（ビーム分岐数が奇数の時）・・・・（3 ） m＝2（ビーム分岐数が偶数の時） このような調節機構を備えることにより、液晶パネルの
仕様に合わせて、高精度に電極パターニングを行うこと
が可能になり、さらに、電極間隔が異なる液晶パネルの
試作へも容易に対応できる。したがって、商品開発のリ
ードタイムを大幅に短縮できることになる。Δx ′ = mλf COS (θ) / p; m = 1 (when the number of beam branches is odd)... (3) m = 2 (when the number of beam branches is even) By providing the mechanism, it is possible to perform electrode patterning with high accuracy in accordance with the specifications of the liquid crystal panel, and it is also possible to easily cope with a trial production of a liquid crystal panel having a different electrode interval. Therefore, the lead time for product development can be significantly reduced.

【００３１】本実施例の加工装置ならびに加工方法によ
れば、ITO膜を10μm以下の切断幅でパターニングするこ
とができる。このことにより、液晶パネルの表示品質を
支配する主要因であるところの開口率ならびにコントラ
スト比が大きく向上する。他方、従来のフォトリソグラ
フイによる電極加工で得られる電極ギャップは30μmで
あり、液晶パネルの開口率ならびにコントラスト比を低
下させる大きな原因となっていた。According to the processing apparatus and the processing method of this embodiment, the ITO film can be patterned with a cutting width of 10 μm or less. As a result, the aperture ratio and the contrast ratio, which are the main factors controlling the display quality of the liquid crystal panel, are greatly improved. On the other hand, the electrode gap obtained by conventional electrode processing by photolithography is 30 μm, which is a major cause of lowering the aperture ratio and contrast ratio of a liquid crystal panel.

【００３２】本実施例では、ランプ励起型QスイッチYAG
レーザを用いたが、半導体レーザ励起型QスイッチYAGレ
ーザを用いてもよい。また、YAGレーザの代わりにYLFレ
ーザを使用した場合でも、同等の効果が得られる。さら
に、固体レーザに限らずに、パルス発振が可能な気体レ
ーザを用いることもできる。また、加工に適したQスイ
ッチ周波数はレーザ発振器の特性に依存し、本実施例に
おいて引用した10KHzに限るものではない。使用するレ
ーザ発振器の特性ならびに被加工物の特性に合わせて、
最適なQスイッチ周波数を決定しなければならない。In this embodiment, a lamp-excited Q switch YAG
Although a laser is used, a semiconductor laser pumped Q-switched YAG laser may be used. The same effect can be obtained even when a YLF laser is used instead of the YAG laser. Further, a gas laser capable of pulse oscillation can be used instead of the solid-state laser. Further, the Q switch frequency suitable for processing depends on the characteristics of the laser oscillator, and is not limited to 10 KHz cited in the present embodiment. According to the characteristics of the laser oscillator used and the characteristics of the workpiece,
The optimal Q-switch frequency must be determined.

【００３３】上記の実施例では、間隔200μm、幅10μm
の溝加工について発明の効果を説明したが、これらの条
件が異なる溝加工についても、位相格子の周期を変え
ることにより、あるいは、集光レンズの焦点距離を変
えることにより、容易に対応することができる。ビーム
分岐数も、32本に限るものではなく、レーザ加工装置の
仕様に合わせて決定すればよい。例えば、表2あるいは
表4のデータを使い、16分岐用の位相格子を作製して用
いることもできる。被加工物の物性、使用するレー
ザ発振器の出力及び台数を考慮し、加工能力の観点から
最適な分岐数を定め、所要の位相格子を設計、製作する
ことにより、多くの加工用途へ容易に対応することがで
きる。In the above embodiment, the interval is 200 μm and the width is 10 μm.
Although the effects of the present invention have been described with respect to groove processing, groove processing under these conditions can be easily dealt with by changing the period of the phase grating or by changing the focal length of the condenser lens. it can. The number of beam branches is not limited to 32, and may be determined according to the specifications of the laser processing apparatus. For example, using the data in Table 2 or Table 4, a phase grating for 16 branches can be produced and used. Considering the physical properties of the workpiece, the output and number of laser oscillators to be used, determining the optimal number of branches from the viewpoint of machining capacity, designing and manufacturing the required phase grating, easily supports many machining applications can do.

【００３４】（実施例2）本実施例のレーザ加工装置の
構成を図9に示す。実施例1に対する構成上の違いは、空
間フィルタを光路上に配置した点にある。空間フィルタ
でビーム波面に変調を加えることにより、集光スポット
の形状を制御する。(Embodiment 2) FIG. 9 shows the configuration of a laser processing apparatus according to this embodiment. The difference in configuration from the first embodiment is that a spatial filter is arranged on the optical path. The shape of the focused spot is controlled by modulating the beam wavefront with a spatial filter.

【００３５】空間フィルタを使用する目的は、開溝の幅
を狭くして、液晶パネルの表示品質をさらに高めること
にある。開溝の幅を狭くするには、他に、集光レンズ
の焦点距離を短くする、あるいは、集光レンズヘの入
射ビーム径を太くする、という方法もある。しかし、
の方法には、最小線幅が著しく細い（2μm以下）位相格
子が必要になり、所要の性能を満足する位相格子を作製
することが難しいという欠点がある。また、について
も、大口径かつ無収差の集光レンズの設計ならびに作製
が困難になり、レンズコストが大きく膨らむことにつな
がる。The purpose of using the spatial filter is to narrow the width of the groove to further improve the display quality of the liquid crystal panel. Other methods for reducing the width of the groove include shortening the focal length of the condenser lens or increasing the diameter of the beam incident on the condenser lens. But,
The method (1) requires a phase grating having a very small minimum line width (2 μm or less), and has a drawback that it is difficult to produce a phase grating satisfying required performance. In addition, it is difficult to design and manufacture a large-diameter and aberration-free condenser lens, which leads to a significant increase in lens cost.

【００３６】本実施例では、空間フィルタとして、図11
に示す振幅透過率分布を有する振幅フィルタを用いた。
振幅フィルタとは、このフィルタを透過するビームの位
相を変化させず振幅のみを変調する素子である。この振
幅フィルタ2101を位相格子1109の直前に配置して、ビー
ム波面に振幅変調を加えた。振幅フィルタを使用した時
と使用しない時の集光スポットの形状を、それぞれ、図
12（a）、（b）に示す。ビームの外側の強度を相対的に
高めることにより、図12（a）に示すように、集光後の
スポット径を細くすることができた。In this embodiment, the spatial filter shown in FIG.
An amplitude filter having an amplitude transmittance distribution shown in FIG.
An amplitude filter is an element that modulates only the amplitude without changing the phase of a beam transmitted through the filter. This amplitude filter 2101 was arranged immediately before the phase grating 1109 to apply amplitude modulation to the beam wavefront. The shape of the focused spot when the amplitude filter is used and when it is not used
This is shown in 12 (a) and (b). By relatively increasing the intensity outside the beam, the spot diameter after condensing could be reduced as shown in FIG.

【００３７】振幅フィルタを使用した時に得られた開溝
の平面図を図10に示す。溝の幅はおよそ6μmであり、実
施例1と比べて、より一層、液晶パネルの開口率とコン
トラスト比を高めることができた。FIG. 10 is a plan view of the groove obtained when the amplitude filter is used. The width of the groove was about 6 μm, and the aperture ratio and contrast ratio of the liquid crystal panel could be further increased as compared with Example 1.

【００３８】なお、上記の振幅フィルタの他にも、透過
率分布が異なるいくつもの振幅フィルタを用意してお
き、要求に合わせて交換して使用することにより、加工
溝の幅を太くしたり細くしたりすることができる。ま
た、蒸着等の手段により所要の透過率分布を位相格子基
板の裏面（格子が形成されていない面）に形成した場合
でも、同様の効果が得られる。In addition to the above-described amplitude filters, a number of amplitude filters having different transmittance distributions are prepared, and are exchanged according to requirements to be used. Or you can. Further, the same effect can be obtained even when the required transmittance distribution is formed on the back surface (the surface on which no grating is formed) of the phase grating substrate by means such as vapor deposition.

【００３９】（実施例3）本実施例のレーザ加工装置の
構成を図13に示す。実施例1に対する構成上の違いは、
非点収差を有する集光レンズを備えている点にある。非
点収差を有する集光レンズを使い、ステージ移動方向に
長い楕円状の集光スポットを発生させる。集光レンズ31
01はアナモルフィックであり、直交する2方向（x、y）
における波面変換作用が異なる。例えば、x方向には位
相格子の透過波面をフーリエ変換する作用を有し、y方
向には透過波面の強度分布を制御する作用を有する。こ
のようなアナモルフィック集光レンズは、非球面レン
ズにより、あるいは、球面レンズと円筒レンズの組み
合わせにより実現できる。アナモルフィック集光レンズ
により、ステージ移動方向に長い楕円状の集光スポット
を得て、ステージ移動速度を速めることにより、加工速
度を向上させることができる。(Embodiment 3) FIG. 13 shows the configuration of a laser processing apparatus according to this embodiment. The difference in configuration from Example 1 is
The point is that a condenser lens having astigmatism is provided. A converging lens having astigmatism is used to generate an elliptical converging spot that is long in the stage movement direction. Condensing lens 31
01 is anamorphic, two orthogonal directions (x, y)
Have different wavefront conversion effects. For example, in the x direction, it has an action of performing a Fourier transform of the transmitted wavefront of the phase grating, and in the y direction, it has an action of controlling the intensity distribution of the transmitted wavefront. Such an anamorphic condenser lens can be realized by an aspherical lens or a combination of a spherical lens and a cylindrical lens. By using an anamorphic condensing lens, an elliptical condensed spot long in the stage moving direction is obtained, and the stage moving speed is increased, whereby the processing speed can be improved.

【００４０】図15に、非球面アナモルフィック集光レン
ズを用いて集光スポットを発生させた時の様子を示す。
図15（a）で、1109は位相格子、3301は非球面アナモル
フィック集光レンズ、3302はレーザビーム、3303は32個
の集光スポットの並びである。位相格子はx方向にだけ
周期構造を有する1次元格子であり、実施例1で使用した
位相格子と同じものである。非球面アナモルフィック集
光レンズは、x方向には波面のフーリエ変換作用を有
し、y方向には波面の強度分布をガウス分布から矩形分
布へ変換する作用を有する。図15（b）に、得られた集
光スポットのy軸方向の光強度分布を示す。集光スポッ
トの幅は18μm、長さは28μmである。ただし、ピーク強
度の1／e²以上を与える部分の幅であり、長さである。
この集光スポットをITO膜上へ照射することにより、幅1
0μm、長さ20μmにわたり、ITO膜を除去することができ
た。FIG. 15 shows a state in which a focused spot is generated using an aspherical anamorphic focusing lens.
In FIG. 15A, reference numeral 1109 denotes a phase grating, 3301 denotes an aspherical anamorphic condensing lens, 3302 denotes a laser beam, and 3303 denotes an array of 32 condensed spots. The phase grating is a one-dimensional grating having a periodic structure only in the x direction, and is the same as the phase grating used in the first embodiment. The aspherical anamorphic condensing lens has a Fourier transform function of the wavefront in the x direction, and has a function of converting the intensity distribution of the wavefront from the Gaussian distribution to the rectangular distribution in the y direction. FIG. 15B shows the light intensity distribution of the obtained condensed spot in the y-axis direction. The width of the focused spot is 18 μm and the length is 28 μm. However, it is the width and length of the portion giving 1 / e ² or more of the peak intensity.
By irradiating this focused spot on the ITO film, the width 1
The ITO film was able to be removed over 0 μm and 20 μm in length.

【００４１】本実施例では、アナモルフィック集光レン
ズで32本の回折ビームを光学的にフーリエ変換して、IT
O膜の表面に幅10μm、長き20μmの32個の加工痕を200μ
mの間隔で形成した。そして、50μsecのパルス間欠時間
に、加工痕の長さの半分に相当する10μmに等しい距離
だけステージを移動させた。こうして2台の発振器から
のパルスビームで、交互に、幅10μmで長さ20μmの加工
痕を32個同時に形成することを続けると、図14に示すよ
うに、間隔200μm、幅10μmの溝を間欠部分なく加工す
ることができた。この間のステージの移動速度は毎秒20
0mmであり、毎秒6400mmの加工速度を達成したことにな
る。In this embodiment, 32 diffracted beams are optically Fourier-transformed by an anamorphic condenser lens,
32 processing marks of 10μm wide and 20μm long on the surface of O film 200μ
Formed at intervals of m. Then, during the pulse intermittent time of 50 μsec, the stage was moved by a distance equal to 10 μm corresponding to half the length of the processing mark. If pulsed beams from the two oscillators were used to alternately form 32 processing marks with a width of 10 μm and a length of 20 μm at the same time, as shown in FIG. 14, grooves with an interval of 200 μm and a width of 10 μm were intermittently formed. It could be processed without any parts. During this time, the stage moves at a speed of 20 per second
0 mm, which means that a processing speed of 6400 mm per second has been achieved.

【００４２】なお、個々の加工痕が分離しない程度まで
ステージ移動量を大きくすることは可能であり、こうす
ることにより加工速度を最大限大きくできる。It is possible to increase the amount of stage movement to such an extent that individual processing marks do not separate, and this allows the processing speed to be maximized.

【００４３】（実施例4）本発明のレーザ加工装置の構
成を図16に示す。実施例1に対する構成上の相違は、1次
元格子の代わりに2次元位相格子を用いる点にある。2次
元位相格子4101を使うことにより、2列以上のスポット
並びを同時に発生させることができる。(Embodiment 4) FIG. 16 shows the configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. The configuration difference from the first embodiment is that a two-dimensional phase grating is used instead of a one-dimensional grating. By using the two-dimensional phase grating 4101, two or more rows of spots can be simultaneously generated.

【００４４】2次元格子の位相分布を決定するには、2つ
の1次元格子を直交させて重ねればよい。1次元格子の位
相値は0またはπであるから、以下の規則にしたがい、2
次元格子の位相分布も0またはπとなる。In order to determine the phase distribution of the two-dimensional grating, two one-dimensional gratings may be orthogonally overlapped. Since the phase value of a one-dimensional lattice is 0 or π, according to the following rules, 2
The phase distribution of the dimensional lattice is also 0 or π.

【００４５】 0＋0＝0、0＋π＝π、π＋π＝2π（＝0） ・・・・（4） 本実施例では、実施例1において示した位相格子1と位相
格子3のデータを用いて、32×2個の集光スポットを同時
に発生させ得る2次元格子を設計、作製した。位相格子
の位相分布の平面図を図18に示した。0 + 0 = 0, 0 + π = π, π + π = 2π (= 0) (4) In this embodiment, the data of the phase grating 1 and the phase grating 3 shown in the first embodiment are used to obtain 32 A two-dimensional grating capable of simultaneously generating × 2 condensed spots was designed and manufactured. FIG. 18 shows a plan view of the phase distribution of the phase grating.

【００４６】1列目と2列日の集光スポットの間隔を（2k
＋1）△y、パルス間欠時間におけるステージ移動量を2
△yとする。集光スポット間隔とステージ移動量との関
係を詳細に調べると、加工を始めた初期の部分に円形の
加工部分がつながらない箇所が生じる。これを考慮する
と、1列で加工した時の加工速度に対する加工速度比β
は次式で与えられる。The interval between the condensed spots on the first and second rows is (2k
+1) △ y, the stage movement amount during pulse intermittent time is 2
Δy. When the relationship between the focused spot interval and the amount of stage movement is examined in detail, a portion where a circular processed portion is not connected occurs at an initial portion where processing is started. In consideration of this, the processing speed ratio β to the processing speed when processing in one row
Is given by the following equation.

【００４７】 β＝2｛1−k／n｝ （kは自然数） ・・・・（5） ただし、△yは集光スポット径を考慮して決める畳、nは
照射したレーザパルスの数である。1列目と2列目の集光
スポットの間には位相差があるので、この位相差に起因
する集光スポット形状の変化が加工に悪影響を与えない
程度に、集光スポットの間隔（2k＋1）△yを広げる必要
がある。Β = 2 ｛1−k / n｝ (k is a natural number) (5) where Δy is a tatami mat determined in consideration of a focused spot diameter, and n is the number of irradiated laser pulses. is there. Since there is a phase difference between the condensed spots in the first and second rows, the distance between the condensed spots (2k + 1 ) It is necessary to expand △ y.

【００４８】式（5）の関係を図19に示した。液晶パネ
ルの画素部を縦断するために要するステージ移動距離
（レーザパルス照射数nとステージ移動量2△yの積に等
しい）と比べると、集光スポット並びの間隔（2k＋1）
△yは無視し得るくらいに短いので、加工速度比βは実
効的に2に等しくなる。すなわち、1次元格子の場合の2
倍の加工速度が得られることになる。FIG. 19 shows the relationship of equation (5). Compared to the stage movement distance required to traverse the pixel portion of the liquid crystal panel (equal to the product of the number n of laser pulses irradiated and the stage movement amount 2 △ y), the interval between the condensed spots (2k + 1)
Since Δy is negligibly short, the processing speed ratio β is effectively equal to 2. In other words, 2
Double processing speed can be obtained.

【００４９】本実施例では、ステージ移動方向のスポッ
ト間隔を15μmに定め、50μsecのパルス間欠時間に、10
μmだけステージを移動させた（k＝1，△y＝5μmに相当
する）。こうして2台の発振器からのパルスビームで、
交互に、直径10μmの加工痕を32×2個同時に形成するこ
とを続けると、図17に示すように、間隔200μm、幅10μ
mの溝を間欠部分なく加工することができた。この間の
ステージの移動速度は毎秒200mmであり、毎秒6400mmの
加工速度を達成したことになる。図17の左端において加
工されていない部分が残っているが、ステージ移動速度
と2列のスポット間隔との関係で生じるものであり、無
視し得る程度のものである。In this embodiment, the spot interval in the stage movement direction is set to 15 μm, and the pulse interval of 50 μsec is set to 10 μm.
The stage was moved by μm (corresponding to k = 1, Δy = 5 μm). In this way, the pulse beams from the two oscillators
Alternately, if 32 × 2 processing marks with a diameter of 10 μm are continuously formed simultaneously, as shown in FIG. 17, an interval of 200 μm and a width of 10 μm
m grooves could be machined without intermittent parts. During this period, the moving speed of the stage was 200 mm / sec, and a processing speed of 6400 mm / sec was achieved. Although an unprocessed portion remains at the left end of FIG. 17, it occurs due to the relationship between the stage moving speed and the interval between the two rows of spots, and is negligible.

【００５０】さらに、ステージ移動方向のビーム分岐数
を増やし、集光スポットの並びの数をm、それぞれの間
隔を（mk＋1）△yとすると、加工速度比βは次式で与え
られる。Further, assuming that the number of beam branches in the stage movement direction is increased, the number of arrangements of the condensing spots is m, and the interval between them is (mk + 1) △ y, the processing speed ratio β is given by the following equation.

【００５１】 β＝m｛1−（m−1）k／n｝ （kは自然数）・・・・（6） すなわち、集光スポットを1列だけ並べて加工する時と
比べて、加工速度比βはm倍となり、加工速度を大きく
向上させることができる。Β = m ｛1− (m−1) k / n｝ (k is a natural number) (6) That is, the processing speed ratio is higher than when processing is performed by arranging the condensing spots in one row. β becomes m times, and the processing speed can be greatly improved.

【００５２】（実施例5）本発明のレーザ加工装置の構
成を図20に示す。実施例1に対する構成上の相違は、1次
元格子と偏光分離素子を組み合わせることにより、複数
列のスポット並びを同時に発生させる点にある。(Embodiment 5) FIG. 20 shows the configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. The configuration difference from the first embodiment is that a combination of a one-dimensional grating and a polarization splitting element simultaneously generates a plurality of rows of spots.

【００５３】レーザ発振機1101a、1101bはQスイッチYAG
レーザであり、直線偏光のTEM₀₀モードを出射する。発
振器の内のブリュースター素子の姿勢を違えて、あるい
は、発振器の外に波長板を配置して、発振器から出射さ
れる2本のビーム1104a、1104bが互いに直交する直線偏
光となるようにする。2本のビーム1104aと1104bは、そ
れぞれ、エクスパンダコリメータ1105aと1105bで拡大さ
れる。偏光合成素子1107を通過した後に、ビームは共通
の光路を進み、偏光分離素子5101へ入射する。The laser oscillators 1101a and 1101b are Q switch YAG
A laser, emits a TEM ₀₀ mode of the linearly polarized light. The orientation of the Brewster element in the oscillator is changed, or a wave plate is arranged outside the oscillator, so that the two beams 1104a and 1104b emitted from the oscillator become linearly polarized light orthogonal to each other. The two beams 1104a and 1104b are expanded by expander collimators 1105a and 1105b, respectively. After passing through the polarization combining element 1107, the beams travel along a common optical path and enter the polarization splitting element 5101.

【００５４】偏光分離素子5101の進相軸（あるいは遅相
軸）の方位を、ビームの偏光方位に対して45°になるよ
うに定める。ビームの直交する2つの偏光成分は、所定
の角度だけ分離された後に、波長板1108により楕円偏光
になり、位相格子1109へ入射する。位相格子1109は、実
施例1で使用した位相格子と同じものであり、1本のビー
ムを32本のビームに分岐する作用を有する。この後で、
集光レンズ110を介して、ステージ移動方向に所定の間
隔だけ離して、32個の集光スポットの並びを2列、ITO膜
上に形成する。1列目と2列目の集光スポットの間には位
相差があるので、この位相差に起因する集光スポット形
状の変化が加工に悪影響を与えない程度に、集光スポッ
トの間隔を広げる必要がある。こうして、2次元格子の
場合と同じく（実施例4）、加工速度比を2倍に向上させ
ることができる。The direction of the fast axis (or the slow axis) of the polarization separation element 5101 is determined so as to be 45 ° with respect to the polarization direction of the beam. After the two orthogonal polarization components of the beam are separated by a predetermined angle, they become elliptically polarized by the wave plate 1108 and enter the phase grating 1109. The phase grating 1109 is the same as the phase grating used in the first embodiment, and has a function of splitting one beam into 32 beams. After this,
Two rows of 32 condensed spots are formed on the ITO film via the condensing lens 110 at predetermined intervals in the stage movement direction. Since there is a phase difference between the focused spots in the first and second rows, widen the intervals between the focused spots so that changes in the focused spot shape caused by this phase difference do not adversely affect processing. There is a need. Thus, as in the case of the two-dimensional lattice (Example 4), the processing speed ratio can be doubled.

【００５５】本実施例に用いた偏光分離素子の構成を図
22に示す。この素子は、屈折率が異なる2つのくさび（5
301、5302）が張り合わされて成る。一方のくさびの屈
折率をn₁e、n₁o、もう片方の屈折率をn₂e、n₂oとおい
て、n₁e＝n₁o、n₂e≠n₂o＝n₁eなる関係を満足するよう
に、くさび材料を選ぶ。ただし、添字のe、oは異常光
線、常光線を表す。このようにすると、S偏光成分から
得た32本の回折ビームは直進し、P偏光成分から得た32
本の回折ビームは所定の角度だけ偏向される。なお、屈
折率の組み合わせを違えることにより、2本のビームを
ともに互いに反対方向へ所定の角度だけ偏向させること
もできる。The structure of the polarization beam splitter used in this embodiment is shown in FIG.
See Figure 22. This element consists of two wedges (5
301, 5302). Assuming that the refractive index of _one wedge is n ₁ e, n ₁ o and the other is n ₂ e, n ₂ o, n ₁ e = n ₁ o, n ₂ e ≠ n ₂ o = n ₁ e Select wedge materials to satisfy the following relationship. However, the subscripts e and o represent extraordinary rays and ordinary rays. In this way, the 32 diffracted beams obtained from the S-polarized light component go straight, and the 32
The diffracted beams are deflected by a predetermined angle. By changing the combination of the refractive indices, both beams can be deflected by a predetermined angle in directions opposite to each other.

【００５６】1列目と2列目のスポット並びの間隔（2k＋
1）△yと、偏光分離素子が与える分離角度θ、の間には
次の関係がある。The interval between the arrangement of spots in the first and second rows (2k +
1) The following relationship exists between Δy and the separation angle θ given by the polarization beam splitter.

【００５７】（2k＋1）△y＝f・θ ・・・・（7） 式（7）から、分離角度θは、 θ＝（2k＋1）△y／f ・・・・（8） となる。例えば、f＝100mm、（2k＋1）△y＝15μm、と
すると、θ＝0.15radとなる。(2k + 1) △ y = f · θ (7) From equation (7), the separation angle θ is given by θ = (2k + 1) △ y / f (8) For example, if f = 100 mm and (2k + 1) △ y = 15 μm, θ = 0.15 rad.

【００５８】偏光分離素子のくさびの角度をφ、偏向に
要する屈折率差を△nとすると、 φ・△n≒θ ・・・・（9） であるから、φ＝150mradとすると△n≒0.001となる。
△nとしては、十分に実現できる値である。Assuming that the angle of the wedge of the polarization splitting element is φ and the refractive index difference required for deflection is △ n, φ · △ n ≒ θ (9) Therefore, if φ = 150 mrad, {n ≒ It becomes 0.001.
Δn is a value that can be sufficiently realized.

【００５９】本実施例では、ステージ移動方向のスポッ
ト間隔を15μmに定め、50μsecのパルス間欠時間に、10
μmだけステージを移動させた。こうして2台の発振器か
らのパルスビームで、交互に、直径10μmの加工痕を32
×2個同時に形成することを続けると、図17に示すよう
に、間隔200μm、幅10μmの溝を間欠部分なく加工する
ことができた。この間のステージの移動速度は毎秒200m
mであり、毎秒6400mmの加工速度を達成したことにな
る。In the present embodiment, the spot interval in the stage movement direction is set to 15 μm, and the pulse interval of 50 μsec is set to 10 μm.
The stage was moved by μm. In this way, pulsed beams from the two oscillators alternately form machining marks with a diameter of 10 μm.
If the formation of × 2 pieces was continued at the same time, as shown in FIG. 17, grooves having an interval of 200 μm and a width of 10 μm could be processed without intermittent portions. During this time, the stage moves at a speed of 200 m / s
m, which means that a processing speed of 6400 mm per second has been achieved.

【００６０】なお、本実施例では、1枚の偏光分離素子
を使い、32×2個の集光スポットを同時に発生させた
が、複数の偏光分離素子を波長板を挟んで重ねることに
より、32個の集光スポットの並びを2列以上同時に発生
させることもできる。In this embodiment, one polarization splitting element is used to simultaneously generate 32 × 2 condensed spots. Two or more rows of the condensed light spots can be generated simultaneously.

【００６１】（実施例6）本発明のレーザ加工装置の構
成を図23に示す。実施例1に対する構成上の相違は、1次
元格子と偏向分離素子を組み合わせることにより、集光
スポットの並びを2列同時に発振生させる点にある。(Embodiment 6) FIG. 23 shows the configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. The difference from the configuration of the first embodiment is that two rows of condensed spots are oscillated simultaneously by combining a one-dimensional grating and a deflection separation element.

【００６２】レーザ発振器1101a、1101bはQスイッチYAG
レーザであり、直線偏光のTEM₀₀モードを出射する。レ
ーザ発振器内のブリュースター偏光素子の姿勢を違え
て、あるいは、波長板を用いて、レーザ発振器から出射
される2本のビーム1104a、1104bが互いに直交する直線
偏光となるようにする。2本のビームはエクスパンダコ
リメータ1105aと1105bで拡大される。偏光合成素子1107
により合成され、先のふたつのビームは共通の光路を進
む。波長板6101を用いて、ビームの偏光方位を、偏光分
離素子6102の進相軸（あるいは違相軸）の方位に対して
45°に定める。こうすることにより、偏光分離素子6102
へ入射したビームは、等しく振幅分割される。分割され
たそれぞれの成分は、波長板1108により楕円偏光にな
り、偏向分離素子6104へ入射する。The laser oscillators 1101a and 1101b are Q switch YAG
A laser, emits a TEM ₀₀ mode of the linearly polarized light. By changing the orientation of the Brewster polarizing element in the laser oscillator, or using a wave plate, the two beams 1104a and 1104b emitted from the laser oscillator are linearly polarized orthogonal to each other. The two beams are expanded by expander collimators 1105a and 1105b. Polarization combining element 1107
And the two beams travel along a common optical path. Using the wave plate 6101, the polarization direction of the beam is adjusted with respect to the direction of the fast axis (or out-of-phase axis) of the polarization separation element 6102.
Set to 45 °. By doing so, the polarization separation element 6102
The beam incident on is equally split in amplitude. Each of the divided components is converted into elliptically polarized light by the wavelength plate 1108, and enters the polarization splitting element 6104.

【００６３】偏向分離素子6104の構造を図25に示した。
偏向分離素子6104の表面には位相格子が形成されてい
て、裏面にはウエッジが形成されている。位相格子6301
は2つの領域（図中のA、B）を有し、領域Aは偏向分離素
子により分割された半分の振幅成分を、領域Bは残りの
半分の振幅成分を受ける。領域A、Bに形成した位相格子
はどちらも、実施例1に示した位相データ1から作製した
位相格子であり、等しく振幅分割された2つの成分のそ
れぞれを32本のビームに分岐する作用を有する。ウエッ
ジ6304のウエッジ法線6305は、位相格子の格子ベクトル
6302と基板法線6303がつくる平面内にある。FIG. 25 shows the structure of the deflection separation element 6104.
A phase grating is formed on the front surface of the deflection separation element 6104, and a wedge is formed on the back surface. Phase grating 6301
Has two regions (A and B in the figure), the region A receives a half amplitude component divided by the deflection separation element, and the region B receives the other half amplitude component. Each of the phase gratings formed in the regions A and B is a phase grating produced from the phase data 1 shown in the first embodiment, and has an action of branching each of the two equally divided components into 32 beams. Have. The wedge normal 6305 of wedge 6304 is the lattice vector of the phase grating.
6302 and the substrate normal 6303 are in the plane created.

【００６４】偏向分離素子6104の裏面に形成されたウッ
ジ6304により、位相格子を透過した2つの振幅成分の間
には所定の角度が与えられる。この結果、半分の振幅成
分から得た32本のビームと残りの半分の振幅成分から得
た32本のビームは、それぞれ、集光レンズ1110を介し
て、ステージ移動方向に所定の間隔だけ離れた位置に、
32個の集光スポットの並びをITO膜上に形成する。A predetermined angle is given between the two amplitude components transmitted through the phase grating by the wedge 6304 formed on the back surface of the deflection separation element 6104. As a result, the 32 beams obtained from the half amplitude component and the 32 beams obtained from the other half amplitude components were separated by a predetermined distance in the stage movement direction via the condenser lens 1110, respectively. position,
An array of 32 focusing spots is formed on the ITO film.

【００６５】本実施例では、スポット間隔を15μmに定
め、50μsecのパルス間欠時間に、10μmだけステージを
移動させた。この結果、図24に示すように、幅10μmの
溝を間欠部分なく加工することができた。この間のステ
ージの移動速度は毎秒200mmであり、毎秒6400mmの加工
速度を達成したことになる。こうして、2次元格子の場
合と同じく、加工速度比を2倍に向上させることができ
た。In this embodiment, the spot interval is set to 15 μm, and the stage is moved by 10 μm during the pulse intermittent time of 50 μsec. As a result, as shown in FIG. 24, a groove having a width of 10 μm could be processed without intermittent portions. During this period, the moving speed of the stage was 200 mm / sec, and a processing speed of 6400 mm / sec was achieved. Thus, as in the case of the two-dimensional lattice, the processing speed ratio could be doubled.

【００６６】（実施例7）本発明のレーザ加工装置の構
成を図26に示す。実施例1に対する構成上の相違は、複
数の開溝を同時に形成する代わりに、ステージ移動方向
に長い棒状の集光強度分布をつくり、ステージをより速
く移動させることで、加工速度を高める点にある。(Embodiment 7) FIG. 26 shows the configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. The difference in configuration from Example 1 is that instead of forming a plurality of grooves at the same time, a long rod-like condensed light intensity distribution is created in the stage movement direction, and the stage is moved faster to increase the processing speed. is there.

【００６７】レーザ発振器1101a、1101bはQスイッチYAG
レーザであり、直線偏光のTEM₀₀モードを出射する。発
振器の内のブリュースター素子の姿勢を違えて、あるい
は、発振器の外に波長板を配置して、それぞれの発振器
から出射される2本のビーム1104a、1104bが互いに直交
する直線偏光となるようにする。2本のビーム1104aと11
04bは、それぞれ、エクスパンダコリメータ1105aと1105
bで拡大される。この後で、ビームは、偏光合成素子110
7により合成され、共通の光路を進み、偏光分離素子710
1へ入射する。本実施例で用いた偏光分離素子の構造
は、基本的には、先に図22に示したものと同じである。
なお、図26の構成には、ビームを楕円偏光化するための
波長板は使用しない。The laser oscillators 1101a and 1101b are Q switch YAG
A laser, emits a TEM ₀₀ mode of the linearly polarized light. With a different orientation of the Brewster element in the oscillator, or by disposing a wave plate outside the oscillator, the two beams 1104a and 1104b emitted from each oscillator become linearly polarized light orthogonal to each other. I do. Two beams 1104a and 11
04b are expander collimators 1105a and 1105, respectively.
Expanded by b. After this, the beam is
7 and travels along a common optical path,
Light is incident on 1. The structure of the polarization beam splitting element used in this example is basically the same as that shown in FIG.
The configuration shown in FIG. 26 does not use a wave plate for elliptically polarizing the beam.

【００６８】各々のビームの直交するふたつの偏光成分
は、所定の角度だけ分離された後に、位相格子7102へ入
射する。位相格子7102は、実施例1に示した位相格子6の
データから作製した位相格子であり、1本のビームを5本
のビームに分岐する作用を有する。そして、一方の偏光
成分から得た5本の回折ビームと、もう一方の偏光成分
から得た5本の回折ビームに集光レンズ1110を作用させ
ることにより、ITO膜の表面に、スポット間隔の半分だ
け互いにずれたスポット列を、ステージ移動方向と平行
な同一直線上に形成する。The two orthogonal polarization components of each beam enter a phase grating 7102 after being separated by a predetermined angle. The phase grating 7102 is a phase grating produced from the data of the phase grating 6 shown in the first embodiment, and has a function of splitting one beam into five beams. The condensing lens 1110 is applied to the five diffraction beams obtained from one polarization component and the five diffraction beams obtained from the other polarization component, so that half of the spot interval is formed on the surface of the ITO film. Are formed on the same straight line parallel to the stage moving direction.

【００６９】図28に、集光スポットが照射されるITO膜
の表面における光強度分布を示す。図28（a）は、一方
の偏光成分がつくる光強度分布、図28（b）は、もう一
方の偏光成分がつくる光強度分布である。それぞれの光
強度分布は互いに、スポット間隔の半分だけ位置がずれ
ている。これらの光強度分布をコヒーレントに足し合わ
せると（振幅と位相を配慮して足し合わせる）、図28
（c）のようになる。すなわち、幅がスポット径にほぼ
等しく、長さがスポット径のおよそ5.5倍の光強度分布
をつくることができる。図28（a）（b）に示した光強度
分布は、偏光方向が互いに直交するので、干渉すること
がない。したがって、隣接する集光スポット間の位相差
の影響を受けることがないので、ほぼ均一な光強度分布
が得られる。均一な幅と深さの溝を形成するには、ITO
膜上での光強度分布を均一にする必要がある。ITO膜上
での光強度分布の均一性は、位相格子とビームの相対的
な大きさから決まる。本実施例では、位相格子へ入射す
るビーム径を格子周期の長さのほぼ2倍に等しくし、エ
クスパンダコリメータを用いてビーム径を調節すること
により、スポットの並びの複素振幅分布の形状を最適化
した。ビーム径を12mm（1／e²）とすると、位相格子の
周期pは、p＝6．5mmとなる。FIG. 28 shows a light intensity distribution on the surface of the ITO film irradiated with the converging spot. FIG. 28 (a) shows a light intensity distribution created by one polarized light component, and FIG. 28 (b) shows a light intensity distribution created by the other polarized light component. The positions of the respective light intensity distributions are shifted from each other by half of the spot interval. When these light intensity distributions are added coherently (they are added in consideration of amplitude and phase), FIG.
(C). That is, it is possible to create a light intensity distribution whose width is almost equal to the spot diameter and whose length is about 5.5 times the spot diameter. The light intensity distributions shown in FIGS. 28A and 28B do not interfere because the polarization directions are orthogonal to each other. Therefore, since there is no influence of the phase difference between adjacent condensed spots, a substantially uniform light intensity distribution can be obtained. To form grooves of uniform width and depth, use ITO
It is necessary to make the light intensity distribution on the film uniform. The uniformity of the light intensity distribution on the ITO film is determined by the relative size of the phase grating and the beam. In this embodiment, the shape of the complex amplitude distribution of the array of spots is adjusted by making the beam diameter incident on the phase grating substantially equal to twice the length of the grating period and adjusting the beam diameter using an expander collimator. Optimized. When the beam diameter is 12 mm (1 / e ² ), the period p of the phase grating is p = 6.5 mm.

【００７０】集光スポットのずらし量△sと偏光分離素
子が与える分離角度θの間には、つぎの関係がある。 △s＝f・θ ・・・・（10） これから、スポット径の半分だけスポットの並びをステ
ージ移動方向へずらすには、△s＝w／2から、w＝10μ
m、f＝100mmとすると、θ＝50μradとなる。The following relationship exists between the shift amount Δs of the focused spot and the separation angle θ given by the polarization beam splitter. Δs = f · θ (10) From now on, to shift the arrangement of spots by half the spot diameter in the stage moving direction, from Δs = w / 2, w = 10μ
If m and f = 100 mm, θ = 50 μrad.

【００７１】偏光分離素子のくさびの角度をφ、偏向に
要する屈折率差を△nとすると、 φ・△n≒θ ・・・・（11） であるから、φ＝50mradとすると△n≒0．001となる。
△nとしては、十分に実現できる値である。Assuming that the angle of the wedge of the polarization splitting element is φ and the refractive index difference required for deflection is φn, φ · △ n ・ θ (11) Therefore, if φ = 50 mrad, {n ≒ It becomes 0.001.
Δn is a value that can be sufficiently realized.

【００７２】本実施例では、ピークパワー5．3xWのビー
ム1本を偏光分離素子で2本に分岐して、それそれの偏光
成分から、位相格子7102により5本の回折ビームを得
た。そして、集光レンズ1110により、合計10本の回折ビ
ームを光学的にフーリエ変換し、ITO膜の表面に、幅18
μmで長さ99μmの集光強度分布を形成した。この集光強
度分布により、幅10μm、長さ91μmにわたり、ITO膜を
除去することができた。In this embodiment, one beam having a peak power of 5.3 × W is split into two beams by a polarization splitting element, and five diffracted beams are obtained from the respective polarization components by a phase grating 7102. Then, a total of 10 diffracted beams are optically Fourier-transformed by the condensing lens 1110, and a width of 18
A condensed light intensity distribution with a length of 99 μm was formed at μm. With this light intensity distribution, the ITO film could be removed over a width of 10 μm and a length of 91 μm.

【００７３】本実施例では、50μsecのパルス間欠時間
にステージを45μmだけ移動させた。こうして、図27に
示すように、幅10μmの溝を間欠部分なく、ITO膜の表面
に加工することができた。この時の加工速度は、ステー
ジの移動速度に等しく、毎秒90mmである。In this embodiment, the stage was moved by 45 μm during the pulse intermittent time of 50 μsec. In this way, as shown in FIG. 27, a groove having a width of 10 μm could be formed on the surface of the ITO film without any intermittent portions. The processing speed at this time is equal to the moving speed of the stage, and is 90 mm per second.

【００７４】本実施例では5分岐用の位相格子を用いた
が、ステージ制御系からの要求に合わせて、分岐数を増
減することは可能である。 被加工物の閾値特性、使用するレーザ発振器の出力
及び台数、ステージ制御系への負荷を考慮してビーム
径と位相格子の大きさを決めることにより、集光スポッ
トの並びの複素振幅分布を最適化して均一な加工溝を得
ることができる。In this embodiment, the phase grating for five branches is used, but the number of branches can be increased or decreased according to a request from the stage control system. Optimum complex amplitude distribution of condensed spots by deciding the beam diameter and phase grating size in consideration of the threshold characteristics of the workpiece, the output and number of laser oscillators used, and the load on the stage control system. And a uniform processing groove can be obtained.

【００７５】（実施例8）本実施例のレーザ加工装置の
構成を図29に示す。実施例1に対する構成上の相違は、
複数の開溝を同時に形成する代わりに、ステージ移動方
向に長い棒状の集光強度分布をつくり、ステージ移動速
度を速くすることにより加工速度を高める点にある。(Embodiment 8) FIG. 29 shows the configuration of a laser processing apparatus according to this embodiment. The difference in configuration from Example 1 is
Instead of forming a plurality of grooves at the same time, a rod-shaped condensed light intensity distribution long in the stage moving direction is formed, and the processing speed is increased by increasing the stage moving speed.

【００７６】レーザ発振器1101a、1101bはQスイヅチYAG
レーザであり、直線偏光のTEM₀₀モードを出射する。レ
ーザ発振器内のブリュースター偏光素子の姿勢を違え
て、あるいは、発振器の外に波長板を配置して、それそ
れの発振器から出射されるビームが互いに直交する直線
偏光となるようにする。2本のビーム1104aと1104bは、
エクスパンダコリメータ1105aと1105bで拡大される。こ
の後で、偏光合成素子1107により合成され、先のふたつ
のビームは共通の光路を進む。波長板8101を用いて、ビ
ームの偏光方位を、偏光分離素子8102の進相軸（あるい
は遅相軸）の方位に対して45°に定める。こうすること
により、偏光分離素子8102へ入射したビームは、等しく
振幅分割される。分割されたそれぞれの成分は、偏向分
離素子8104へ入射する。The laser oscillators 1101a and 1101b are Q switch YAG
A laser, emits a TEM ₀₀ mode of the linearly polarized light. The Brewster polarizing element in the laser oscillator is placed in a different position, or a wave plate is arranged outside the oscillator so that the beams emitted from the respective oscillators become linearly polarized light orthogonal to each other. The two beams 1104a and 1104b are
It is enlarged by the expander collimators 1105a and 1105b. Thereafter, the two beams are combined by the polarization combining element 1107 and travel along a common optical path. The polarization direction of the beam is set to 45 ° with respect to the direction of the fast axis (or slow axis) of the polarization separation element 8102 using the wave plate 8101. By doing so, the beam incident on the polarization splitting element 8102 is equally split in amplitude. Each of the divided components enters the deflection / separation element 8104.

【００７７】本実施例で用いた偏向分離素子の構造は、
基本時には、先に図25に示したものと同じである。位相
格子が形成されていて、裏面にはウエッジが形成されて
いる。位相格子は2つの領域を有し、一方の領域は偏光
分離された半分の振幅成分を、もう一方の領域は残りの
半分の振幅成分を受ける。ふたつの領域に形成した位相
格子はどちらも、実施例1に示した位相格子4のデータか
ら作製した位相格子である。The structure of the deflection separation element used in this embodiment is as follows.
At the time of basic operation, it is the same as that shown in FIG. A phase grating is formed, and a wedge is formed on the back surface. The phase grating has two regions, one region receiving half the amplitude component separated by polarization, and the other region receiving the other half amplitude component. Each of the phase gratings formed in the two regions is a phase grating produced from the data of the phase grating 4 shown in the first embodiment.

【００７８】偏向分離素子8103の裏面に形成されたウエ
ッジにより、位相格子を透過した2つの振幅成分の間に
は所定の角度が与えられるので、半分の振幅成分から得
た8本のビームと、残りの半分の振幅成分から得た8本の
ビームに集光レンズ1110を作用させることにより、ITO
膜の表面に、スポット間隔の半分だけ互いにずれたスポ
ット列を、ステージ移動方向と平行な同一直線上に形成
する。A predetermined angle is given between the two amplitude components transmitted through the phase grating by the wedge formed on the back surface of the deflection separation element 8103, so that eight beams obtained from half amplitude components are provided. By applying the condenser lens 1110 to the eight beams obtained from the other half amplitude components, the ITO
On the surface of the film, spot rows shifted from each other by half of the spot interval are formed on the same straight line parallel to the stage moving direction.

【００７９】図31に、集光スポットが照射されるITO膜
の表面における照射強度分布を示す。図31（a）は、一
方の偏光成分がつくる光強度分布、図31（b）は、もう
一方の偏光成分がつくる光強度分布である。それぞれの
光強度分布は互いに、スポット間隔の半分だけ位置がず
れている。これらの照射強度分布を足し合わせると、図
31（c）のにようになる。すなわち、幅がスポット径に
ほぼ等しく、長さがスポット径のおよそ8．5倍の光強度
分布をつくることができる。図31（a）（b）に示した光
強度分布は、偏光方向が互いに直交するので、干渉する
ことがない。したがって、隣接する集光スポット間の位
相差の影響を安けることがないので、ほぼ均一な光強度
分布が得られる。なお、図29の構成には、ビーム1113を
楕円偏光化するための波長板は使用しない。FIG. 31 shows an irradiation intensity distribution on the surface of the ITO film irradiated with the converging spot. FIG. 31 (a) shows a light intensity distribution created by one polarized light component, and FIG. 31 (b) shows a light intensity distribution created by the other polarized light component. The positions of the respective light intensity distributions are shifted from each other by half of the spot interval. When these irradiation intensity distributions are added together,
It looks like 31 (c). That is, it is possible to create a light intensity distribution whose width is almost equal to the spot diameter and whose length is about 8.5 times the spot diameter. The light intensity distributions shown in FIGS. 31A and 31B do not interfere with each other because the polarization directions are orthogonal to each other. Therefore, the effect of the phase difference between the adjacent condensed spots is not reduced, so that a substantially uniform light intensity distribution can be obtained. In the configuration of FIG. 29, a wave plate for elliptically polarizing the beam 1113 is not used.

【００８０】均一な幅と深さの溝を形成するには、ITO
膜上での光強度分布を均一にする必要がある。ITO膜上
での光強度分布の均一性は、位相格子とビームの相対的
な大きさから決まる。本実施例では、位相格子へ入射す
るビ−ム径を格子周期の長さと等しくし、エクスパンダ
コリメータを用いてビーム径を調節することにより、ス
ポットの並びの複素振幅分布の形状を最適化した。ビー
ム径を12mm（1／e²）とすると、位相格子の周期pは、p
＝12mmとなる。To form grooves of uniform width and depth, use ITO
It is necessary to make the light intensity distribution on the film uniform. The uniformity of the light intensity distribution on the ITO film is determined by the relative size of the phase grating and the beam. In the present embodiment, the shape of the complex amplitude distribution of the array of spots is optimized by making the beam diameter incident on the phase grating equal to the length of the grating period and adjusting the beam diameter using an expander collimator. . If the beam diameter is 12 mm (1 / e ² ), the period p of the phase grating is p
= 12 mm.

【００８１】集光スポットのずらし量△sと偏光分離素
子が与える分離角度θの間には、つぎの関係がある。 △s＝f・θ ・・・・（12） これから、スポット径の半分だけスポットの並びをステ
ージ移動方向へずらすには、△s＝w／2から、w＝10μ
m、f＝100mmとすると、θ＝50μradとなる。The following relationship exists between the shift amount Δs of the focused spot and the separation angle θ given by the polarization beam splitter. Δs = f · θ (12) From now on, to shift the arrangement of spots by half the spot diameter in the stage moving direction, from Δs = w / 2, w = 10μ
If m and f = 100 mm, θ = 50 μrad.

【００８２】偏光分離素子のくさびの角度をφ、偏向に
要する屈折率差を△nとすると、 φ・△n≒θ ・・・・（13） であるから）φ＝50mradとすると△≒0．001となる。△
nとしては、十分に実現できる値である。Assuming that the angle of the wedge of the polarization splitting element is φ and the refractive index difference required for deflection is Δn, φ · △ n ≒ θ (13)) When φ = 50 mrad, △ ≒ 0 .001. △
n is a value that can be sufficiently realized.

【００８３】本実施例では、ピークパワー5．3xWのビー
ム1本を偏向分離素子で2本に分岐して、それぞれの振幅
成分から、位相格子8104で8本の回折ビームを得た。そ
して、集光レンズにより、合計16本の回折ビームを光学
的にフーリエ変換し、ITO膜の表面に、幅18μmで長さ15
3μmの集光強度分布を形成した。この集光強度分布によ
り、幅10μm、長さ145μmにわたり、ITO膜膿を除去する
ことができた。In this embodiment, one beam having a peak power of 5.3 × W is split into two beams by the deflection separation element, and eight diffraction beams are obtained by the phase grating 8104 from the respective amplitude components. Then, a total of 16 diffracted beams are optically Fourier-transformed by the condensing lens, and a width of 18 μm and a length of 15 μm are formed on the surface of the ITO film.
A condensed light intensity distribution of 3 μm was formed. With this light intensity distribution, ITO film pus could be removed over a width of 10 μm and a length of 145 μm.

【００８４】本実施例では、50μsecのパルス間欠時間
にステージを70μmだけ移動させた。こうして、図31に
示すように、幅10μmの溝を間欠部分なく、ITO膜の表面
に加工することができた。この時の加工速度は、ステー
ジの移動速度に等しく、毎秒1400mmである。In the present embodiment, the stage was moved by 70 μm during the pulse intermittent time of 50 μsec. In this manner, as shown in FIG. 31, a groove having a width of 10 μm could be formed on the surface of the ITO film without any intermittent portions. The processing speed at this time is equal to the moving speed of the stage, and is 1400 mm per second.

【００８５】本実施例では8分岐用の位相格子を用いた
が、ステージ制御系からの要求に合わせて、分岐数を増
減することは可能である。被加工物の閾値特性、使
用するレーザ発振器の出力及び台数、ステージ制御系
への負荷を考慮してビーム径と位相格子の大きさを決め
ることにより、集光スポットの並びの複素振幅分布を最
適化して均一な加工溝を得ることができる。In this embodiment, the phase grating for eight branches is used, but the number of branches can be increased or decreased according to a request from the stage control system. Optimum complex amplitude distribution of condensed spots by deciding the beam diameter and phase grating size in consideration of the threshold characteristics of the workpiece, the output and number of laser oscillators used, and the load on the stage control system. And a uniform processing groove can be obtained.

【００８６】(実施例9)本発明のレーザ加工装置の構成
を図32に示す。実施例1ないし8に対する構成上の相違点
は、レーザ発振器を1台だけ備えている点にある。(Embodiment 9) FIG. 32 shows the configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. The difference from Embodiments 1 to 8 in the configuration is that only one laser oscillator is provided.

【００８７】レーザ発振器9101はQスイッチYAGレーザで
あり、直線偏光のTEM₀₀モードを出射する。レーザ発振
器のQスイッチ周波数は、Qスイッチドライバ9102により
制御される。エクスパンダコリメータ9104により、発振
器から出射されるビーム9103を拡大する。波長板9106に
よりビームの偏光を楕円偏光にした後に、位相格子9107
へ入射させる。位相格子9107は、1本の入射ビームを32
本の回折ビームに分岐する作用を有する。位相格子9107
から出射された32本のビームは、集光レンズ9108を介し
て、精密ステージ9110の上に保持きれたITO膜9109の表
面に、32個の集光スポット9111を所定の間隔で形成す
る。そして、精密ステージ9110を移動することにより、
直線状あるいは曲線状にITO膜を切断する。図中、9105
は光路折り曲げミラーである。The laser oscillator 9101 is a Q-switched YAG laser and emits linearly polarized light in the TEM ₀₀ mode. The Q switch frequency of the laser oscillator is controlled by a Q switch driver 9102. The beam 9103 emitted from the oscillator is expanded by the expander collimator 9104. After changing the polarization of the beam to elliptically polarized light by the wave plate 9106, the phase grating 9107
To be incident. The phase grating 9107 divides one incident beam into 32
It has the effect of branching into a diffracted beam. Phase grating 9107
Of the 32 beams emitted from the laser beam form a condensing lens 9108, and form 32 condensed spots 9111 at predetermined intervals on the surface of the ITO film 9109 held on the precision stage 9110. Then, by moving the precision stage 9110,
The ITO film is cut straight or curved. In the figure, 9105
Is an optical path bending mirror.

【００８８】波長板を用いてビームを楕円偏光にするこ
とにより、ITO膜が有する異方性、不均一性や、ITO膜上
の付着物に左右されることなく、均一な幅と深さでITO
膜を切断できるので、所要の加工品質を恒常均に維持す
ることが可能となる。By making the beam elliptically polarized by using a wave plate, the beam can be made uniform in width and depth without being affected by the anisotropy and non-uniformity of the ITO film and the deposits on the ITO film. ITO
Since the film can be cut, the required processing quality can be maintained at a constant level.

【００８９】使用したレーザ発振器はQuantronix社製の
ランプ励定型QスイッチYAGレーザであり、発振波長532n
m、定格平均出力8Wである。加工条件とガラス基板への
損傷について調べるために、位相格子を使用せずに、Q
スイッチ周波準を変えて1本の開溝を加工する実験を繰
り返した。その結果、Qスイッチ周波数を10KHz以下に設
定すれば、ITO膜及び下地のガラス基板にダメージを与
えることなく、開溝を形成できることが判明した。ま
た、加工できるかどうかは、Qスイッチ周波数に依らす
に、ピークパワーの大小から決まることが判明した。The laser oscillator used was a lamp-excited Q-switched YAG laser manufactured by Quantronix and had an oscillation wavelength of 532 nm.
m, rated average output 8W. In order to investigate the processing conditions and damage to the glass substrate, Q
The experiment of machining one groove by changing the switch frequency was repeated. As a result, it was found that the groove could be formed without damaging the ITO film and the underlying glass substrate when the Q switch frequency was set to 10 KHz or less. It was also found that whether or not processing could be performed was determined by the magnitude of the peak power, depending on the Q-switch frequency.

【００９０】図5（a）（b）に、それぞれ、Qスイッチ周
波数が10KHzと30KHzの時のレーザ出力と時間の関係を示
した。加工時のピークパワーを150Wとすると、Qスイッ
チ周波数が10KHzの時のパルス幅とパルスエネルギー
は、それぞれ、150nsec、23μJである。他方、Qスイッ
チ周波数が30KHzの時のパルス幅とパルスエネルギー
は、それぞれ、300nsec、45μJであるこれらのレーザ発
振条件でガラス基板上のITO膜を加工すると、Qスイッチ
周波数が10KHzの条件では損傷は生じなかったが、30KHz
の条件では溝周縁部ならびにガラス基板表面に微細な損
傷が発生した。30KHzの時に損傷が発生した理由は、パ
ルス幅が広がり、過剰のエネルギーが投入されたからで
ある。すなわち、ピークパワーが加工閾値に達している
場合でも、Qスイッチ周波数から決まるパルス幅が許容
値以上に広がっていると、加工時の損傷が避けられない
のである。このような場合には、損傷を避けることを目
的に、パルスエネルギーを小さくすることは効果がな
い。なぜならば、ピークパワーが加工閾値を超えなくな
り、加工できなくなるからである。FIGS. 5A and 5B show the relationship between the laser output and the time when the Q switch frequency is 10 KHz and 30 KHz, respectively. Assuming that the peak power during processing is 150 W, the pulse width and pulse energy when the Q switch frequency is 10 KHz are 150 nsec and 23 μJ, respectively. On the other hand, when the Q-switch frequency is 30 KHz, the pulse width and the pulse energy are 300 nsec and 45 μJ, respectively, and when the ITO film on the glass substrate is processed under these laser oscillation conditions, damage will not occur at the Q-switch frequency of 10 KHz. Did not occur, but 30KHz
Under the conditions (1) and (2), fine damage was generated on the periphery of the groove and on the glass substrate surface. The reason that the damage occurred at 30 KHz was that the pulse width was widened and excessive energy was injected. In other words, even when the peak power has reached the processing threshold, if the pulse width determined by the Q switch frequency is wider than the allowable value, damage during processing is inevitable. In such a case, it is not effective to reduce the pulse energy for the purpose of avoiding damage. This is because the peak power does not exceed the processing threshold value and processing cannot be performed.

【００９１】以上の結果をふまえ、ビームの分岐数及び
加工速度に配慮して、レーザ発振器のQスイッチ周波数
を10KHz、定格平均出力を8Wに定めた。この時のパルス
幅は150nsec、ピークパワーは定格出力時の5．3KWであ
る。図33は、本実施例におけるレーザ出力と時間の関係
を示す図である。Based on the above results, the Q switch frequency of the laser oscillator was set to 10 KHz, and the rated average output was set to 8 W in consideration of the number of beam branches and the processing speed. The pulse width at this time is 150 nsec, and the peak power is 5.3 KW at the rated output. FIG. 33 is a diagram showing the relationship between the laser output and time in this example.

【００９２】厚み1500オングストロームのITO膜に1本の
開溝を形成するには、110W以上のピークパワーを要す
る。そこで、先に述べた位相格子1109を使い、ピークパ
ワー5．3KWのビームを32本のビームに分岐することにし
た。そして、集光レンズで32本のビームを光学的にフー
リエ変換して、ITO膜の表面に間隔が200μmの32個の集
光スポットを照射した。この時の集光スポット径は18μ
mであり、ITO膜上に形成された加工痕の径は10μmであ
る。こうして、1発のパルスにより、直径10μmの加工痕
を32個同時に形成することができるのである。集光スポ
ット径と加工径の閑孫を図6に示した。ITO膜が有する閾
値特性のために、集光スポット径よりも小さい加工痕が
得られる点に注目されたい。In order to form one groove in an ITO film having a thickness of 1500 angstroms, a peak power of 110 W or more is required. Therefore, using the above-described phase grating 1109, a beam with a peak power of 5.3 KW is split into 32 beams. Then, 32 beams were optically Fourier-transformed by the condensing lens, and 32 condensed spots having an interval of 200 μm were irradiated on the surface of the ITO film. The focused spot diameter at this time is 18μ
m, and the diameter of the processing mark formed on the ITO film is 10 μm. Thus, 32 pulses of 10 μm in diameter can be simultaneously formed by one pulse. Fig. 6 shows the convergent spot diameter and the processing diameter. Note that a processing mark smaller than the focused spot diameter can be obtained due to the threshold characteristics of the ITO film.

【００９３】次のパルスが発振するまでの100μsecの間
欠時間に、精密ステージを使い、加工痕の直径の半分に
相当する5μmに等しい距離だけ基板を移動させる。こう
して2台の発振器からのパルスビームで、交互に、直径1
0μmの加工痕を32個同時に形成することを続けると、図
34に示すように、間隔200μm、幅10μmの溝を間欠部分
なく加工することができた。この間のステージの移動速
度は毎秒50mmであり、常に一定である。同時に32本の溝
を加工することにより、毎秒1600mmの加工速度を達成し
たことになる。At an intermittent time of 100 μsec until the next pulse is oscillated, the precision stage is used to move the substrate by a distance equal to 5 μm, which is equivalent to half the diameter of the processing mark. In this way, pulsed beams from two oscillators alternate in diameter 1
Continue to form 32 0μm processing traces simultaneously.
As shown in FIG. 34, a groove having an interval of 200 μm and a width of 10 μm could be processed without intermittent portions. During this time, the moving speed of the stage is 50 mm per second and is always constant. By machining 32 grooves at the same time, a machining speed of 1600 mm per second has been achieved.

【００９４】32個の集光スポットの並び方向をステージ
移動方向に対して傾けることにより、スポットの間隔す
なわち加工溝の間隔を自由に調節することもできる。ス
ポットの並び方向を傾けるには、回転ステージを使い、
位相格子をその面内で回転させればよい。このような調
節機構を備えることにより、液晶パネルの仕様に合わせ
て、高精度に電極パターニングを行うことが可能にな
り、さらに、電極間隔が異なる液晶パネルの試作へも容
易に対応できる。したがって、商品開発のリードタイム
を大幅に短縮できることになる。By tilting the arrangement direction of the 32 condensed spots with respect to the moving direction of the stage, the interval between spots, that is, the interval between processing grooves can be freely adjusted. Use a rotating stage to tilt the direction of the spots,
What is necessary is just to rotate the phase grating in that plane. By providing such an adjusting mechanism, it is possible to perform electrode patterning with high accuracy in accordance with the specifications of the liquid crystal panel, and it is also possible to easily cope with a trial production of a liquid crystal panel having different electrode intervals. Therefore, the lead time for product development can be significantly reduced.

【００９５】本実施例の加工装置ならびに加工方法によ
れば、ITO膜を10μm以下の切断幅でパターニングするこ
とができる。このことにより、液晶パネルの表示品質を
支配する主要因であるところの開口率ならびにコントラ
スト比が大きく向上する。他方、従来のフォトリソグラ
フィによる電極加工で得られる電極ギャップは30μmで
あり、液晶パネルの開口率ならびにコントラスト比を低
下させる大きな原因となっていた。According to the processing apparatus and processing method of this embodiment, the ITO film can be patterned with a cutting width of 10 μm or less. As a result, the aperture ratio and the contrast ratio, which are the main factors controlling the display quality of the liquid crystal panel, are greatly improved. On the other hand, the electrode gap obtained by conventional electrode processing by photolithography is 30 μm, which is a major cause of lowering the aperture ratio and contrast ratio of a liquid crystal panel.

【００９６】本実施例では、ランプ励定型QスイッチYAG
レーザを用いたが、半導体レーザ励定型QスイッチYAGレ
ーザを用いてもよい。また、YAGレーザの代わりにYLFレ
ーザを使用した場合でも、同等の効果が得られる。さら
に、固体レーザに限らすに、パルス発振が可能な気体レ
ーザを用いることもできる。また、加工に適したQスイ
ッチ周波数はレーザ発振器の特性に依存し、本実施例に
おいて引用した10KHzに限るものではない。使用するレ
ーザ発振器の特性ならびに被加工物の特性に合わせて、
最適なQスイッチ周波数を決定しなければならない。In this embodiment, the lamp excitation type Q switch YAG
Although a laser is used, a semiconductor laser-excited Q-switched YAG laser may be used. The same effect can be obtained even when a YLF laser is used instead of the YAG laser. Further, a gas laser capable of pulse oscillation can be used instead of the solid laser. Further, the Q switch frequency suitable for processing depends on the characteristics of the laser oscillator, and is not limited to 10 KHz cited in the present embodiment. According to the characteristics of the laser oscillator used and the characteristics of the workpiece,
The optimal Q-switch frequency must be determined.

【００９７】上記の実施例では、間隔200μm、幅10μm
の溝加工について発明の効果を鋭明したが、これらの条
件が異なる溝加工についても、位相格子の周期を変え
ることにより、あるいは、集光レンズの焦点距離を変
えることにより、容易に対応することができる。ビーム
分岐数も、32本に限るものではなく、レーザ加工装置の
仕様に合わせて決定すればよい。例えば、表2あるいは
表4のデータを使い、16分岐用の位相格子を作製して用
いることもできる。被加工物の物性、使用するレー
ザ発振器の出力及び台数を考慮し、加工能力の観点から
最適な分岐数を定め、所要の位相格子を設計、製作する
ことにより、多くの加工用途へ容易に対応することがで
きる。In the above embodiment, the interval is 200 μm and the width is 10 μm.
The effect of the invention was sharpened for the groove processing of the above, but groove processing under these conditions can be easily dealt with by changing the period of the phase grating or by changing the focal length of the condenser lens. Can be. The number of beam branches is not limited to 32, and may be determined according to the specifications of the laser processing apparatus. For example, using the data in Table 2 or Table 4, a phase grating for 16 branches can be produced and used. Considering the physical properties of the workpiece, the output and number of laser oscillators to be used, determining the optimal number of branches from the viewpoint of machining capacity, designing and manufacturing the required phase grating, easily supports many machining applications can do.

【００９８】（実施例10）実施例1ないし9の加工装置に
より加工されたITO膜基板上に配向膜を形成し、この配
向膜に対して所要の配向処理（例えば、ラビング処理）
を加える。配向処理を終えた、電極パターンが直交する
2枚のITO膜基板の間に液晶を封入し、液晶パネルを組み
立てる。組み上げた液晶パネルに駆動回路を実装するに
は、図35に示すように、3つの方法がある。なお、以下
の説明で用いるTABなる語は、TapeAutomated Bonding
の略称であり、一般には、駆動回路をテープ上に形成す
ることを意味する。ここでは、駆動回路が形成されたテ
ープという意味で、TABテープなる語を用いる。 （1）TABテープをパネルの片側だけに実装する方法 TABテープ10102における配線間隔は、液晶パネルの画素
電極10101の間隔に等しい。の実装方法によれば、液晶
パネルとTABテープをつなぐ中間領域（例えば、図36に
おいて開溝が傾斜している領域）が不要になり、液晶パ
ネルの上下の一方ならびに左右の一方だけにTABテープ
を配置すれば足りるので、液晶パネルの収納スペースを
大幅に節約できる。液晶パネルの収納スペースを節約す
ることにより、表示装置を小さくかつ軽くできる、多彩
なオプション機能を付加できる、といった効果が生まれ
る（図35（a）参照） （2）TABテープをパネルの両側に千鳥状に実装する方法 TABテープには熱収縮があるので、液晶パネルの一辺の
長さにわたり、TABテープの配線間隔の精度を確保する
ことが難しい場合がある。この点に、上記（1）の実装
方法の技術的困難さがある。そこで、適当な長さのTAB
テープ10202を複数用意して、液晶パネルの上下及び左
右に千鳥状に配置することにより、TABテープの配線精
度を確保することができる。このような実装方法でも、
画素電極10201とTABテープ10202をつなぐ中間領域が不
要になるので、液晶パネルの収納スペースを節約する効
果は大きい。（図35（b）参照） （3）TABテープを中間領域を介して実装する方法 例えばガルバノミラーを使い、ステージ移動方向と直交
する方向にビームをふることにより、図36に示すような
電極パターンを形成する。このような電極パターンを中
間領域10303として設けて、画素電極10301とTABテープ1
0302を接続する。この方法は、液晶パネルの収納スペー
スを節約する効果は小さいが、従来の実装部品をそのま
ま使用できるので、上記（1）(2）の方法に比べて、実
装コストを低く抑える効果は格段に大きい。（図35
（c）参照） 実施例1ないし9の加工装置により加工された、単純マト
リクス駆動型液晶パネルのストライプ電極の平面図を図
37（a）に示した。電極ピッチは200μm、電極ギャップ
は10μmである。図中、11101は上側基板の電極ギャップ
であり、11102は下側基板の電極ギャップである。上側
と下側の区別は、液晶パネルの前に立った視認者から見
た時に、手前が上側、奥が下側というふうに定めた。(Embodiment 10) An alignment film is formed on an ITO film substrate processed by the processing apparatus of Examples 1 to 9, and a required alignment process (for example, rubbing process) is performed on the alignment film.
Add. After the alignment process, the electrode patterns are orthogonal
The liquid crystal is sealed between the two ITO film substrates, and the liquid crystal panel is assembled. As shown in FIG. 35, there are three methods for mounting the drive circuit on the assembled liquid crystal panel. The term TAB used in the following description is TapeAutomated Bonding
And generally means that a drive circuit is formed on a tape. Here, the term TAB tape is used to mean a tape on which a drive circuit is formed. (1) A method of mounting the TAB tape on only one side of the panel The wiring interval in the TAB tape 10102 is equal to the interval between the pixel electrodes 10101 of the liquid crystal panel. According to the mounting method, the intermediate area (for example, the area where the groove is inclined in FIG. 36) connecting the liquid crystal panel and the TAB tape is unnecessary, and the TAB tape is provided only on one of the upper and lower sides and the left and right sides of the liquid crystal panel. Is sufficient, so the storage space for the LCD panel can be greatly reduced. Saving the LCD panel storage space has the effect of reducing the size and weight of the display device and adding a variety of optional functions (see Fig. 35 (a)). (2) Stagger the TAB tape on both sides of the panel. Since the TAB tape undergoes heat shrinkage, it may be difficult to ensure the accuracy of the wiring interval of the TAB tape over the length of one side of the liquid crystal panel. In this regard, there is a technical difficulty in the mounting method (1). Therefore, TAB of appropriate length
By preparing a plurality of tapes 10202 and arranging them in a zigzag manner on the upper, lower, left and right sides of the liquid crystal panel, it is possible to secure the wiring accuracy of the TAB tape. Even with this implementation method,
Since an intermediate region connecting the pixel electrode 10201 and the TAB tape 10202 is not required, the effect of saving the storage space of the liquid crystal panel is great. (See Fig. 35 (b).) (3) Method of mounting TAB tape via the intermediate area For example, by using a galvanomirror and irradiating a beam in a direction perpendicular to the stage movement direction, the electrode pattern as shown in Fig. 36 To form By providing such an electrode pattern as the intermediate region 10303, the pixel electrode 10301 and the TAB tape 1
Connect 0302. This method has a small effect of saving the storage space of the liquid crystal panel, but since the mounted components can be used as they are, the effect of reducing the mounting cost is significantly greater than the above methods (1) and (2). . (Figure 35
(See (c)) A plan view of a stripe electrode of a simple matrix drive type liquid crystal panel processed by the processing apparatus of Examples 1 to 9
This is shown in 37 (a). The electrode pitch is 200 μm and the electrode gap is 10 μm. In the figure, reference numeral 11101 denotes an electrode gap of the upper substrate, and reference numeral 11102 denotes an electrode gap of the lower substrate. The distinction between the upper side and the lower side is defined such that, when viewed from a viewer standing in front of the liquid crystal panel, the near side is the upper side and the far side is the lower side.

【００９９】他方、従来のやり方にしたがい、フォトマ
スク露光によりパターニングされたストライプ電極の拡
大図を図37（b）に示す。図中、11201は上側基板の電極
ギャップであり、11202は下側基板の電極ギャップであ
る。電極ピッチは200μm、電極ギャップは30μmであ
る。On the other hand, FIG. 37B shows an enlarged view of a stripe electrode patterned by photomask exposure according to a conventional method. In the figure, 11201 is an electrode gap on the upper substrate, and 11202 is an electrode gap on the lower substrate. The electrode pitch is 200 μm and the electrode gap is 30 μm.

【０１００】液晶パネルの表示品質を決定する主たる要
因は、電極開口率と、コントラスト比である。電極開口
率とは、光の透過率（あるいは反射率）を制御すること
が可能な有効電極面積のことである。電極開口率を次式
により定義する。 α＝（P−g）²／P²＝（1−g／P）²・・・・（14） ただし、Pは電極ピッチ、gは電極ギャップである。当
然、α＜1である。The main factors that determine the display quality of a liquid crystal panel are the electrode aperture ratio and the contrast ratio. The electrode aperture ratio is an effective electrode area where light transmittance (or reflectance) can be controlled. The electrode aperture ratio is defined by the following equation. α = (P−g) ² / P ² = (1−g / P) ² (14) where P is the electrode pitch and g is the electrode gap. Naturally, α <1.

【０１０１】他方、コントラスト比とは、光の透過率
（あるいは反射率）の最大値と最小値の比のことであ
り、次式により定義できる。 C＝χ・P²〔P²−（P−g）²〕＝χ／（1−α）・・・・（15） ただし、χは、主に、液晶の配向条件、液晶層の厚さ、
駆動条件から決まる変数である。式（14）と式（15）か
ら、電極開口率とコントラスト比の間には、大きな相関
があることが理解できる。On the other hand, the contrast ratio is a ratio between the maximum value and the minimum value of light transmittance (or reflectance), and can be defined by the following equation. C = χ · P ² [P ² − (P−g) ² ] = χ / (1−α) (15) where χ is mainly the alignment condition of the liquid crystal and the thickness of the liquid crystal layer. ,
It is a variable determined from the driving conditions. From Equations (14) and (15), it can be understood that there is a large correlation between the electrode aperture ratio and the contrast ratio.

【０１０２】式（14）と式（15）を使い、図37に示した
2種瀬の液晶パネルの電極開口率とコントラスト比を計
算した。本発明の液晶パネルについては、電極開口率
0．90、コントラスト比20を得た。他方、従来の液晶パ
ネルでは、電極開口率0．72、コントラスト比3．6を得
た。これらの計算値に対して、実測値は、本発明の液晶
パネルが、電極開口率0．90、コントラスト比45であ
り、従来の液晶パネルが、電極開ロ率0．70、コントラ
スト比30であった。Using equations (14) and (15), FIG.
The electrode aperture ratio and contrast ratio of the two types of liquid crystal panels were calculated. For the liquid crystal panel of the present invention, the electrode aperture ratio
0.90 and a contrast ratio of 20 were obtained. On the other hand, in the conventional liquid crystal panel, an electrode aperture ratio of 0.72 and a contrast ratio of 3.6 were obtained. With respect to these calculated values, the measured values are as follows: the liquid crystal panel of the present invention has an electrode aperture ratio of 0.90 and a contrast ratio of 45, and the conventional liquid crystal panel has an electrode opening ratio of 0.70 and a contrast ratio of 30. there were.

【０１０３】本発明のレーザ加工装置及び加工方法を用
いて液晶パネルの電極パターニングを行うことにより、
電極ギャップを従来の3分の1以下（10μm以下）狭め、
電極開口率を1．3倍に、コントラスト比を1．5倍にでき
た。この結果、本発明の液晶パネルの視認性は、従来の
液晶パネルと比ベて、格段に向上した。産業上の利用可
能性以上のように、本発明のレーザ加工装置は、微細切
断加工や微細穴開け加工へ幅広く利用できる。本発明の
レーザ加工方法は、とくに、液晶パネルの電極パターニ
ングに適している。本発明の液晶パネルは、開口率およ
びコントラスト比が高く、従来の液晶パネルよりも表示
品質において格段に優れている。By performing electrode patterning of a liquid crystal panel using the laser processing apparatus and the processing method of the present invention,
The electrode gap is narrowed by one third or less (10 μm or less)
The electrode aperture ratio was 1.3 times and the contrast ratio was 1.5 times. As a result, the visibility of the liquid crystal panel of the present invention was significantly improved as compared with the conventional liquid crystal panel. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the laser processing apparatus of the present invention can be widely used for micro-cutting and micro-perforation. The laser processing method of the present invention is particularly suitable for electrode patterning of a liquid crystal panel. The liquid crystal panel of the present invention has a high aperture ratio and a high contrast ratio, and is much superior in display quality to a conventional liquid crystal panel.

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

【図１】実施例1のレーザ加工装置の構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a first embodiment.

【図２】2台のレーザ発振器が交互に駆動されることを
説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating that two laser oscillators are driven alternately.

【図３】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a shape of a processing groove.

【図４】加工されたITO膜の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a processed ITO film.

【図５】Qスイッチ周波数とビーム特性の関係を示す図
である。 （a）Qスイッチ周波数が10KHz （b）Qスイッチ周波数が30KHzFIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a Q switch frequency and a beam characteristic. (A) Q switch frequency is 10KHz (b) Q switch frequency is 30KHz

【図６】集光スポット径と加工径の関係を説明する図で
ある。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a condensing spot diameter and a processing diameter.

【図７】ITO膜及びガラス基板の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an ITO film and a glass substrate.

【図８】1次元位相格子の概観を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an overview of a one-dimensional phase grating.

【図９】実施例2のレーザ加工装置の構成を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a second embodiment.

【図１０】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a shape of a processing groove.

【図１１】空間フィルタの振幅透過率分布を示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing an amplitude transmittance distribution of a spatial filter.

【図１２】集光スポットの形状を示す断面図である。 （a）空間フィルタあり （b）空間フィルタなしFIG. 12 is a cross-sectional view showing a shape of a converging spot. (A) With spatial filter (b) Without spatial filter

【図１３】実施例3のレーザ加工装置の構成を示す図で
ある。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a third embodiment.

【図１４】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a shape of a processing groove.

【図１５】アナモルフイツク集光レンズを説明する図で
ある。 （a）アナモルフイツク集光レンズの作用 （b）光強度分布FIG. 15 is a diagram illustrating an anamorphic condensing lens. (A) Function of anamorphic focusing lens (b) Light intensity distribution

【図１６】実施例4のレーザ加工装置の構成を示す図で
ある。FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment.

【図１７】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 17 is a plan view showing a shape of a processing groove.

【図１８】2次元位相格子の平面図である。FIG. 18 is a plan view of a two-dimensional phase grating.

【図１９】加工速度比が向上することを説明する図であ
る。FIG. 19 is a diagram for explaining that a processing speed ratio is improved.

【図２０】実施例5のレーザ加工装置の構成を示す図で
ある。FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a fifth embodiment.

【図２１】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 21 is a plan view showing a shape of a processing groove.

【図２２】偏光分離素子の構成を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a polarization separation element.

【図２３】実施例6のレーザ加工装置の構成を示す図で
ある。FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a sixth embodiment.

【図２４】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 24 is a plan view showing a shape of a processing groove.

【図２５】偏向分離素子の構成を示す図である。 （a）は偏光分離素子の平面図。 （b）は偏光分離素子の断面図。FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a deflection separation element. (A) is a top view of a polarization separation element. (B) is sectional drawing of a polarization separation element.

【図２６】実施例7のレーザ加工装置の構成を示す図で
ある。FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a seventh embodiment.

【図２７】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 27 is a plan view showing the shape of a processing groove.

【図２８】スリット状の光強度分布をつくる方法を説明
する図である。 （a）ビームのS偏向成分がつくる光強度分布。 （b）ビームのP偏向成分がつくる光強度分布。 （c）（a）と（b）のコヒーレント和FIG. 28 is a diagram for explaining a method of forming a slit-like light intensity distribution. (A) Light intensity distribution created by the S-polarized component of the beam. (B) Light intensity distribution created by the P-polarized component of the beam. (C) Coherent sum of (a) and (b)

【図２９】実施例8のレーザ加工装置の構成を示す図で
ある。FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to an eighth embodiment.

【図３０】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 30 is a plan view showing a shape of a processing groove.

【図３１】スリット状の光強度分布をつくる方法を説明
する図である。 （a）ビームのS偏向成分がつくる光強度分布。 （b）ビームのP偏向成分がつくる光強度分布。 （c）（a）と（b）のコヒーレント和FIG. 31 is a diagram for explaining a method of forming a slit-like light intensity distribution. (A) Light intensity distribution created by the S-polarized component of the beam. (B) Light intensity distribution created by the P-polarized component of the beam. (C) Coherent sum of (a) and (b)

【図３２】実施例9のレーザ加工装置の構成を示す図で
ある。FIG. 32 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to a ninth embodiment.

【図３３】レーザ出力と時間の関係を説明する図であ
る。FIG. 33 is a diagram illustrating the relationship between laser output and time.

【図３４】加工溝の形状を示す平面図である。FIG. 34 is a plan view showing the shape of a machining groove.

【図３５】液晶パネルの実装方法を説明する図である。 （a）TABテープをパネルの片側だけに実装する場合 （b）TABテープをパネルの両側に千鳥状に実装する場合 （c）TABテープを中間領域を介して実装する場合FIG. 35 is a diagram illustrating a method for mounting a liquid crystal panel. (A) When the TAB tape is mounted on only one side of the panel (b) When the TAB tape is mounted on both sides of the panel in a staggered manner (c) When the TAB tape is mounted via the intermediate area

【図３６】ストライプ電極とTABテープを接続する中間
領域の平面図である。FIG. 36 is a plan view of an intermediate region connecting a stripe electrode and a TAB tape.

【図３７】液晶パネルの電極パターンの平面図である。 （a）本発振明の加工装置及び加工方法により加工した
電極パターン （b）従来の加工方法により加工した電極パターンFIG. 37 is a plan view of an electrode pattern of the liquid crystal panel. (A) Electrode pattern processed by the processing device and processing method of the present oscillation light (b) Electrode pattern processed by the conventional processing method

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1101a レーザ発振器 1101b レーザ発振器 1102a Qスイッチドライバ 1102b Qスイッチドライバ 1103 コントローラ 1104a レーザビーム 1104b レーザビーム 1105a エクスパンダコリメータ 1105b エクスパンダコリメータ 1106 光路折り曲げミラー 1107 偏光合成素子 1108 波長板 1109 1次元位相格子 1110 集光レンズ 1111 ITO膜基板 1112 精密ステージ 1113 集光スポット 1201 加工溝 1202 ITO膜 1301 加工溝 1302 ITO膜 1401 ITO膜 1402 SiO₂緩衝膜 1403 ガラス基板 2101 空間フィルタ 2201 加工溝 2202 ITO膜 3101 アナモルフイツク集光レンズ 3201 加工溝 3202 ITO膜 3301 非球面アナモルフイツク集光レンズ 3302 レーザビーム 3303 楕円形状の集光スポットの並び 4101 2次元位相格子 4201 加工溝 4202 ITO膜 5101 偏光分離素子 5201 加工溝 5202 ITO 5301 くさび 5302 くさび 6101 波長板 6102 偏光分離素子 6103 光路折り曲げミラー 6104 偏向分離素子 6201 加工溝 6202 ITO膜 6301 位相格子 6302 格子ベクトル 6303 基板法線 6304 ウエッジ 6305 ウエッジ法線 7101 偏光分離素子 7102 1次元位相格子 7201 加工溝 7202 ITO膜 8101 波長板 8102 偏光分離素子 8103 光路折り曲げミラー 8104 偏光分離素子 8201 加工溝 8202 ITO膜 9101 レーザ発振器 9102 Qスイッチドライバ 9103 レーザビーム 9104 エクスパンダコリメータ 9105 光路折り曲げミラー 9106 波長板 9107 位相格子 9108 集光レンズ 9109 ITO膜基板 9110 精密ステージ 9111 集光スポット 10101 画素電極 10102 TABテープ 10201 画素電極 10202 TABテープ 10301 画素電極 10302 TABテープ 10303 中間領域 10401 加工溝 10402 ITO膜 11101 上側電極ギャップ 11102 下側電極ギャップ 11201 上側電極ギャップ 11202 下側電極ギャップ1101a Laser oscillator 1101b Laser oscillator 1102a Q switch driver 1102b Q switch driver 1103 Controller 1104a Laser beam 1104b Laser beam 1105a Expander collimator 1105b Expander collimator 1106 Optical path bending mirror 1107 Polarizing element 1108 Wave plate 1109 1D phase grating 1110 Condensing lens 1111 ITO film substrate 1112 precision stage 1113 focused spot 1201 kerfs 1202 ITO film 1301 kerfs 1302 ITO film 1401 ITO film 1402 SiO ₂ buffer layer 1403 a glass substrate 2101 spatial filter 2201 kerfs 2202 ITO film 3101 Anamorufuitsuku condenser lens 3201 machining Groove 3202 ITO film 3301 Aspheric anamorphic condensing lens 3302 Laser beam 3303 Arrangement of elliptical condensed spots 4101 2D phase grating 4201 Processing groove 4202 ITO film 5101 Polarization separation element 5201 Processing groove 5202 ITO 5301 Wedge 5302 Wedge 6101 Wave plate 6102 Polarization separation element 6103 Optical path bending Mirror 6104 Deflection / separation element 6201 Processing groove 6202 ITO film 6301 Phase grating 6302 Grating vector 6303 Substrate normal 6304 Wedge 6305 Wedge normal 7101 Polarization separation element 7102 One-dimensional phase grating 7201 Processing groove 7202 ITO film 8101 Wave plate 8102 Polarization separation element 8103 Optical path bending mirror 8104 Polarization separation element 8201 Machining groove 8202 ITO film 9101 Laser oscillator 9102 Q switch driver 9103 Laser beam 9104 Expander collimator 9105 Optical path bending mirror 9106 Wave plate 9107 Phase grating 9108 Focusing lens 9109 ITO film substrate 9110 Precision stage 9111 Light spot 10101 Pixel electrode 10102 TAB tape 10201 Pixel electrode 10202 TAB tape 10301 Pixel electrode 10302 TAB tape 10303 Intermediate area 10401 Processing groove 10402 ITO film 11101 Upper electrode gap 11102 Lower electrode gap 11201 Upper electrode gap 11202 Lower electrode gap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−186442 (32)優先日 平成５年７月28日(1993．7．28) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−240090 (32)優先日 平成５年９月27日(1993．9．27) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平6−4244 (32)優先日 平成６年１月19日(1994．1．19) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 曽根原 富雄 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 太田 勉 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 CA01 CD02 CD04 CD08 DA11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 5-186442 (32) Priority date July 28, 1993 (July 28, 1993) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 5-240090 (32) Priority date September 27, 1993 (September 27, 1993) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-4244 (32) Priority Date January 19, 1994 (Jan. 19, 1994) (33) Priority Country Japan (JP) (72) Inventor Tomio Sonehara Yamato 3-chome, Suwa City, Nagano Prefecture No. 3-5 Seiko Epson Corporation (72) Inventor Tsutomu Ota 3-5-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano F-term in Seiko Epson Corporation 4E068 CA01 CD02 CD04 CD08 DA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】レーザ発振器と、前記レーザ発振器から出
射されるビームを分岐する位相格子と、分岐されたビー
ムを集光し被加工物に照射する集光レンズと、を有する
レーザ加工装置において、前記位相格子により分岐され
た複数のビームを前記被加工物の複数箇所に同時に照射
し加工することを特徴とするレーザ加工装置。1. A laser processing apparatus comprising: a laser oscillator; a phase grating for splitting a beam emitted from the laser oscillator; and a condensing lens for condensing the split beam and irradiating the beam to a workpiece. A laser processing apparatus, wherein a plurality of beams branched by the phase grating are simultaneously irradiated on a plurality of portions of the workpiece to be processed. 【請求項２】 レーザ発振器と、前記レーザ発振器から
出射されるビームを分離する偏光分離素子と、前記ビー
ムを分岐する位相格子と、ビームを集光し被加工物に照
射する集光レンズと、を有するレーザ加工装置におい
て、前記ビームを複数列の集光スポットの並びに分ける
ことを特徴とするレーザ加工装置。2. A laser oscillator, a polarization separation element for separating a beam emitted from the laser oscillator, a phase grating for splitting the beam, a condenser lens for condensing the beam and irradiating the beam to a workpiece. Wherein the beam is divided into a plurality of converging spots in a plurality of rows. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のレーザ
加工装置において、前記被加工物が導電性膜であること
を特徴とするレーザ加工装置。3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the workpiece is a conductive film. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載のレーザ
加工装置において、前記レーザ発振器から出射されるビ
ームがYAGレーザであることを特徴とするレーザ加工装
置。4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a beam emitted from the laser oscillator is a YAG laser. 【請求項５】 レーザ発振器から出射されるビームを位
相格子に入射させ、前記位相格子により前記ビームを複
数に分岐し、分岐された複数のビームを集光レンズによ
り被加工物に照射して被加工物を加工するレーザ加工方
法において、前記位相格子により分岐された複数のビー
ムを前記被加工物の複数箇所に同時に照射させ加工する
ことを特徴とするレーザ加工方法。5. A beam emitted from a laser oscillator is made incident on a phase grating, the beam is branched into a plurality of beams by the phase grating, and a plurality of branched beams are irradiated on a workpiece by a condenser lens to be processed. A laser processing method for processing a workpiece, wherein a plurality of beams branched by the phase grating are simultaneously applied to a plurality of portions of the workpiece to perform processing. 【請求項６】 レーザ発振器から出射されるビームを偏
光分離素子および位相格子に入射させ、前記ビームを複
数に分岐し、分岐された複数のビームを集光レンズによ
り被加工物に照射して被加工物を加工するレーザ加工方
法において、前記ビームを複数列の集光スポットの並び
に分けることを特徴とするレーザ加工方法。6. A beam emitted from a laser oscillator is incident on a polarization splitting element and a phase grating, the beam is split into a plurality of beams, and a plurality of split beams are irradiated on a workpiece by a condenser lens to be processed. A laser processing method for processing a workpiece, wherein the beam is divided into a plurality of rows of condensed spots. 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載のレーザ
加工方法において、前記被加工物が導電性膜であること
を特徴とするレーザ加工方法。7. The laser processing method according to claim 5, wherein the workpiece is a conductive film. 【請求項８】 請求項５または請求項６に記載のレーザ
加工方法において、前記レーザ発振器から出射されるビ
ームがYAGレーザであることを特徴とするレーザ加工方
法。8. The laser processing method according to claim 5, wherein the beam emitted from the laser oscillator is a YAG laser.