JP4647388B2

JP4647388B2 - Laser processing method and apparatus

Info

Publication number: JP4647388B2
Application number: JP2005141586A
Authority: JP
Inventors: 直晃福田; 和良國塩; 茂昭中山; 太郎桑原
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: JP2006315053A

Description

本発明は、レーザビームを使用して被加工材に加工を施す方法及びその方法を実施する装置に関するものである。 The present invention relates to a method of processing a workpiece using a laser beam and an apparatus for performing the method.

近年、半導体薄膜、薄膜太陽電池、液晶パネル等への薄膜パターン形成や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイや、透明複層薄膜構造製品等の薄膜除去に、レーザビームが利用されている。このレーザビームを使用した薄膜除去において、従来は、レーザビームを基板に対して垂直に入射させていた。 In recent years, laser beams have been used to form thin film patterns on semiconductor thin films, thin film solar cells, liquid crystal panels, etc., and to remove thin films such as organic EL (Electro Luminescence) displays and transparent multilayer thin film structure products. In removing a thin film using this laser beam, conventionally, the laser beam is incident perpendicularly to the substrate.

そして、その際、基板に熱影響を与えないように、(1)非常に短い焦点距離の集光光学系を使用したり、(2)短波長のレーザを使用したり、(3)短時間照射を利用する方法が実施されている。これら(1)〜(3)の方法では、基板の素材、色、層構造の状態により適正な薄膜除去条件が異なるので、薄膜を除去する基板状態を限定してその加工を行っていた。 At that time, in order not to have a thermal effect on the substrate, (1) using a condensing optical system with a very short focal length, (2) using a short wavelength laser, (3) short time A method using irradiation has been implemented. In these methods (1) to (3), the appropriate thin film removal conditions differ depending on the material, color, and layer structure of the substrate. Therefore, the processing is performed by limiting the substrate state from which the thin film is removed.

しかしながら、基板の薄膜除去に短焦点の集光光学系を用いる(1)の方法では、焦点深度が浅くなるので、レーザーヘッドと被加工物との位置決め精度が厳しくなり、高精度の加工機が必要となる。 However, with the method (1) using a short-focus condensing optical system for removing the thin film on the substrate, the depth of focus becomes shallow, so the positioning accuracy between the laser head and the workpiece becomes strict, and a high-precision processing machine is required. Necessary.

また、たとえばＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）層からなる薄膜の除去には、１０６４ｎｍよりも短波長のレーザを使用することが有効である（(2)の方法）と言われている。しかしながら、従来の垂直入射では、基板内にブラックマトリックス層が存在する場合には、このブラックマトリックス層に熱影響を与えてしまうことが、発明者らの実験で判明している。 For example, it is said that it is effective to use a laser having a wavelength shorter than 1064 nm (method (2)) for removing a thin film made of an ITO (indium tin oxide) layer. However, it has been found by the inventors' experiments that the conventional normal incidence causes a thermal effect on the black matrix layer when the black matrix layer is present in the substrate.

また、(3)の方法の実施には、フェムト秒レーザというものがある。このレーザを使用すると、前記ＩＴＯ層のみを除去することが可能であるが、このフェムト秒レーザは非常に高価で、また、エネルギ変換効率が非常に低いので、研究段階の域を脱していない。 In addition, the implementation of the method (3) includes a femtosecond laser. Using this laser, it is possible to remove only the ITO layer, but this femtosecond laser is very expensive and its energy conversion efficiency is so low that it has not left the research stage.

加えて、これら(1)〜(3)の方法では、前記のように基板の素材、色、層構造の状態により適正な薄膜除去条件が異なるので、同一基板上で材質、色、層構造などの状態が変化すると、薄膜除去状態が変化したり、基板に熱影響を与えたりする。 In addition, in these methods (1) to (3), the appropriate thin film removal conditions differ depending on the material, color, and layer structure of the substrate as described above, so the material, color, layer structure, etc. on the same substrate. If the state changes, the thin film removal state changes or the substrate is thermally affected.

そこで、前述の問題を解決するために、レーザビームを基板表面に対して斜め方向から照射する薄膜除去技術が、特許文献１で提案された。この技術によれば、同一基板上で材質、色、層構造などの状態が変化する状態であっても、薄膜の除去状態を変化させず、しかも安価で汎用的なレーザ発振器を用いて、高い位置決め精度で薄膜を除去できる。
特開２００４−４２１４０号公報 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, Patent Document 1 proposes a thin film removal technique in which a laser beam is irradiated from an oblique direction with respect to the substrate surface. According to this technology, even if the state of the material, color, layer structure, and the like changes on the same substrate, the removal state of the thin film is not changed, and it is high using an inexpensive and general-purpose laser oscillator. The thin film can be removed with positioning accuracy.
JP 2004-42140 A

ところで、通常のレーザ加工では、レーザ発振器から出射されたレーザビームは、均一化光学系でエネルギ分布を均一となされた後に被加工物に垂直な方向から照射される。しかしながら、本来は垂直方向から照射する前記レーザビームを、特許文献１のように被加工物の表面に対して斜め方向から照射すると、被加工物表面から近い部分と遠い部分とでエネルギ分布に差が生じ、均一なエネルギ分布が得られないという問題があった。 By the way, in normal laser processing, the laser beam emitted from the laser oscillator is irradiated from a direction perpendicular to the workpiece after the energy distribution is made uniform by the homogenizing optical system. However, when the laser beam originally irradiated from the vertical direction is irradiated obliquely with respect to the surface of the workpiece as in Patent Document 1, there is a difference in energy distribution between a portion near and far from the workpiece surface. There was a problem that a uniform energy distribution could not be obtained.

本発明が解決しようとする問題点は、レーザビームを被加工物の表面に対して斜め方向から照射する従来の薄膜除去では、被加工物表面の照射面で、均一なエネルギ分布が得られないという点である。 The problem to be solved by the present invention is that the conventional thin film removal in which the laser beam is irradiated obliquely with respect to the surface of the workpiece cannot obtain a uniform energy distribution on the irradiation surface of the workpiece surface. That is the point.

本発明のレーザ加工方法は、
レーザビームを被加工物の表面に対して斜め方向から照射した場合であっても、被加工物表面の照射面で、均一なエネルギ分布が得られるようにするために、
レーザビームをトップハット形状のエネルギ分布に成形して、被加工物に対して斜め方向から照射することで加工する方法において、
前記レーザビームを、プリズムを通過するレーザビームの幅Ｄ（mm）の中心からの距離Ｌ（mm）と、プリズムの面角度θ（度）の関係が下記(1)式で表すことができる、面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＹ方向の均一化光学系と、下記(2)式で表すことができる面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＸ方向の均一化光学系を介して被加工物に照射することを最も主要な特徴としている。
θ＝｛１／（ｎ−１）｝tan ^−１｛Ｄ（ｉ−ｋ）／２ｍ（ｆ−Ｌtanα）｝…(1)
θ＝｛１／（ｎ−１）｝tan ^−１｛Ｄ／（２ｆ＋Ｄtanα）｝…(2)
但し、ｎ：プリズムの屈折率
ｍ：プリズムの構成面数
ｉ：プリズムの横断面中心からの面の順番
ｋ：係数（前記構成面数が奇数の場合は１、偶数の場合は０）
α：レーザビームの被加工物への照射角度（度） The laser processing method of the present invention comprises:
In order to obtain a uniform energy distribution on the irradiated surface of the workpiece surface even when the laser beam is irradiated from an oblique direction to the surface of the workpiece,
In a method of processing by forming a laser beam into a top hat energy distribution and irradiating the workpiece from an oblique direction,
The laser beam, the distance from the center of the width D of the laser beam passing through the prism (mm) L (mm), the relationship of the surface angle of the prism theta (degrees) can be expressed by the following equation (1), face angle theta having a (degrees), and the uniformization optical system in the Y direction which is configured with in the focal length f (mm) is different prism depending on the irradiation position, the following (2) the surface angle can be represented by formula theta ( The main feature is that the workpiece is irradiated through a uniformizing optical system in the X direction constituted by prisms having a focal length f (mm) depending on the irradiation position .
θ = {1 / (n−1)} tan ⁻¹ {D (i−k) / 2m (f−Ltanα)} (1)
θ = {1 / (n−1)} tan ⁻¹ {D / (2f + Dtanα)} (2)
Where n is the refractive index of the prism
m: Number of prism surfaces
i: Order of surfaces from the center of the cross section of the prism
k: coefficient (1 when the number of constituent surfaces is odd, 0 when the number is even)
α: Laser beam irradiation angle (degrees)

また、本発明のレーザ加工装置は、
前記本発明のレーザ加工方法を実施する装置であって、
被加工物に対して、レーザビームをトップハット形状のエネルギ分布に成形して斜め方向から照射することで加工する装置であって、
レーザ発振器と、
このレーザ発振器から出射されたレーザビームを入射され、被加工物に対して斜め方向から照射する、プリズムを通過するレーザビームの幅Ｄ（mm）の中心からの距離Ｌ（mm）と、前記プリズムの面角度θ（度）の関係が前記(1)式で表すことができる、面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＹ方向の均一化光学系と、前記(2)式で表すことができる面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＸ方向の均一化光学系を備えたことを最も主要な特徴としている。 The laser processing apparatus of the present invention is
An apparatus for carrying out the laser processing method of the present invention,
An apparatus for processing a workpiece by forming a laser beam into an energy distribution of a top hat shape and irradiating it from an oblique direction,
And Les over The oscillator,
A distance L (mm) from the center of the width D (mm) of the laser beam that enters the laser beam emitted from the laser oscillator and irradiates the workpiece from an oblique direction and passes through the prism , and the prism The relationship between the surface angle θ (degrees) of the lens can be expressed by the above equation (1), and the surface angle θ (degrees) is uniform, and the Y direction is made uniform by using prisms having different focal lengths f (mm) depending on the irradiation position . An X-direction uniformizing optical system comprising an optical system and a prism having a surface angle θ (degrees) that can be expressed by the expression (2) and having a focal length f (mm) that differs depending on the irradiation position is provided. The most important feature.

本発明では、レーザビームの照射位置により、均一化光学系の焦点距離を変更するので、被加工物に対して斜め方向から照射した場合であっても、被加工物表面の照射面で均一なエネルギ分布を得ることができる。 In the present invention, since the focal length of the homogenizing optical system is changed depending on the irradiation position of the laser beam, even when the workpiece is irradiated from an oblique direction, it is uniform on the irradiation surface of the workpiece surface. An energy distribution can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図５を用いて詳細に説明する。
図１は本発明のレーザ加工装置の概略基本構成図、図２、図３は１枚のプリズムでＹ方向、Ｘ方向の均一化光学系を構成する場合の、プリズムの面角度を求める際に必要なビーム照射角度などを示す図、図４はプリズムの面角度を示した図、図５は本発明のレーザ加工装置において、レーザビーム断面のＸＹ方向を成形する場合の例を説明する概略基本構成図である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic basic configuration diagram of a laser processing apparatus according to the present invention. FIGS . 2 and 3 are diagrams for determining a prism surface angle when a single prism is used to form a uniform optical system in the Y and X directions. FIG. 4 is a diagram showing the required beam irradiation angle, FIG. 4 is a diagram showing the surface angle of the prism, and FIG. 5 is a schematic basic diagram for explaining an example of shaping the XY direction of the laser beam cross section in the laser processing apparatus of the present invention. It is a block diagram.

図１において、１はたとえばＹＡＧレーザ発振器（以下、単にレーザ発振器という。）であり、このレーザ発振器１から出射されたガウシアン波形のレーザビーム２ａ（（ｂ）図参照）は、均一化光学系３により、（ｃ）図に示すようなトップハット形状の波形に成形される。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes, for example, a YAG laser oscillator (hereinafter simply referred to as a laser oscillator). A laser beam 2 a having a Gaussian waveform emitted from the laser oscillator 1 (see FIG. 1B) is a uniformizing optical system 3. (C) is formed into a top-hat-shaped waveform as shown in FIG.

そして、トップハット形状の波形に成形されたレーザビーム２ｂは、たとえばマスク４で任意の形状となされた後、結像レンズ５を経て基板等の被加工物１１に対して斜め方向から照射される。 Then, the laser beam 2b shaped into a top hat-shaped waveform is formed into an arbitrary shape by, for example, the mask 4, and then irradiated to the workpiece 11 such as a substrate from an oblique direction through the imaging lens 5. .

ところで、本発明では、前記均一化光学系３は、従来の均一化光学系と異なり、ガウシアン波形のレーザビーム２ａをトップハット形状の波形に成形する際に、斜め方向から被加工物１１に照射した場合でも、被加工物１１の照射面で均一なエネルギ分布が得られるように、以下のように構成している。 By the way, in the present invention, unlike the conventional homogenizing optical system, the homogenizing optical system 3 irradiates the workpiece 11 from an oblique direction when forming a laser beam 2a having a Gaussian waveform into a top hat-shaped waveform. Even in this case, the following configuration is made so that a uniform energy distribution can be obtained on the irradiation surface of the workpiece 11.

図２及び図３は、均一化光学系３として使用する、レーザビーム２ａが入射される位置によって、焦点距離が異なるプリズム３ｂを示したもので、図２はＹ方向（図１（ａ）の紙面前後方向）に、図３はＸ方向（図１（ａ）の紙面上におけるレーザビーム２ａの照射方向に対して直交する方向）に均一化するものである。 2 and 3 show the prism 3b used as the uniformizing optical system 3 and having a different focal length depending on the position where the laser beam 2a is incident. FIG. 2 shows the Y direction (FIG. 1A). 3 is uniform in the X direction (the direction perpendicular to the irradiation direction of the laser beam 2a on the paper surface of FIG. 1A ) in the longitudinal direction of the paper surface.

１枚のプリズム３ｂでＹ方向の均一化光学系３を構成する場合の、プリズム３ｂを通過するレーザビーム２ａの幅Ｄ（mm）の中心からの距離Ｌ（mm）と、プリズム３ｂの面角度θ（度）の関係は、図２に示すように、プリズム３ｂの焦点距離をｆ（mm）、屈折率をｎ、プリズム３ｂの構成面数をｍ、レーザビーム２ｂのマスク４への照射角度をα（度）、プリズム３ｂの横断面中心からの面の順番をｉ（図２（ｅ）（ｆ）参照）、係数をｋ（前記構成面数が奇数の場合が１、偶数の場合が０）とした場合、
θ＝｛１／（ｎ−１）｝tan^−１｛Ｄ（ｉ−ｋ）／２ｍ（ｆ−Ｌtanα）｝
で表すことができる。 The distance L (mm) from the center of the width D (mm) of the laser beam 2a passing through the prism 3b and the surface angle of the prism 3b when the Y-direction uniformizing optical system 3 is constituted by one prism 3b. As shown in FIG. 2 , the relationship of θ (degrees) is such that the focal length of the prism 3b is f (mm), the refractive index is n, the number of constituent surfaces of the prism 3b is m, and the irradiation angle of the laser beam 2b to the mask 4 Α (degrees), the order of the surfaces from the center of the cross section of the prism 3b is i (see FIGS. 2 (e) and 2 (f)), and the coefficient is k (1 when the number of constituent surfaces is an odd number, 1 when the number is even) 0)
θ = {1 / (n−1)} tan ⁻¹ {D (i−k) / 2m (f−Ltanα)}
Can be expressed as

屈折率ｎを１．５７、プリズム３ｂに入射する前のレーザビーム２ａの幅Ｄを６mm、プリズム３ｂの構成面数を２、プリズム３ｂの焦点距離ｆを５０mm、レーザビーム２ｂの前記照射角度αを４５度とした場合に、前記関係式を用いて、プリズム３ｂに照射されるレーザビーム２ａの幅中心（０mm）と、レーザビーム２ａの上端（３mm）及び下端（−３mm）の位置での面角度を求めると、図４（ａ）に示すように、それぞれ２．５８度、２．５１度、２．４５度になる。 The refractive index n is 1.57, the width D of the laser beam 2a before entering the prism 3b is 6 mm, the number of constituent surfaces of the prism 3b is 2, the focal length f of the prism 3b is 50 mm, and the irradiation angle α of the laser beam 2b Is 45 degrees using the above relational expression, at the position of the width center (0 mm) of the laser beam 2a irradiated to the prism 3b and the upper end (3 mm) and lower end (-3 mm) of the laser beam 2a. When determining the surface angle, as shown in FIG. 4 (a), 2.58 degrees, respectively, 2.51 degrees, 2.45 degrees.

また、１枚のプリズム３ｂでＸ方向の均一化光学系３を構成する場合の、プリズム３ｂの面角度θ（度）は、図３に示すように、プリズム３ｂの焦点距離をｆ（mm）、屈折率をｎ、プリズム３ｂに入射する前のレーザビーム２ａの幅をＤ（mm）、レーザビーム２ｂのマスク４への照射角度をα（度）とした場合、
θ＝｛１／（ｎ−１）｝tan^−１｛Ｄ／（２ｆ＋Ｄtanα）｝
で表すことができる。 Further, in the case of constituting the homogenizing optical system 3 in the X direction with a single prism 3b, the surface angle of the prism 3b theta (degrees), as shown in FIG. 3, the focal length of the prism 3b f (mm) When the refractive index is n, the width of the laser beam 2a before entering the prism 3b is D (mm), and the irradiation angle of the laser beam 2b to the mask 4 is α (degrees),
θ = {1 / (n−1)} tan ⁻¹ {D / (2f + Dtanα)}
Can be expressed as

屈折率ｎを１．５７、プリズム３ｂに入射する前のレーザビーム２ａの幅Ｄを６mm、プリズム３ｂの焦点距離ｆを１００mm、レーザビーム２ｂの前記照射角度αを４５度とした場合に、前記式を用いて、プリズム３ｂの面角度を求めると、図４（ｂ）に示すように、２．４５度になる。 When the refractive index n is 1.57, the width D of the laser beam 2a before entering the prism 3b is 6 mm, the focal length f of the prism 3b is 100 mm, and the irradiation angle α of the laser beam 2b is 45 degrees, using equation and determine the surface angle of the prism 3b, as shown in FIG. 4 (b), becomes 2.45 degrees.

均一化光学系３を、以上説明したように構成することで、被加工物１１に対して斜め方向から照射した場合であっても、被加工物１１表面の照射面で、Ｙ方向又はＸ方向に均一なエネルギ分布が得られるようになる。 By configuring the homogenizing optical system 3 as described above, even if the workpiece 11 is irradiated from an oblique direction, the irradiation surface on the surface of the workpiece 11 is in the Y direction or the X direction. A uniform energy distribution can be obtained.

以上の例はレーザビームのＹ方向又はＸ方向の断面のみが、図１（ｃ）に示すようなトップハット形状のエネルギ分布となっており、ライン状に加工する場合に適している。 In the above example, only the Y-direction or X-direction cross section of the laser beam has a top hat-shaped energy distribution as shown in FIG. 1C, which is suitable for processing in a line shape.

これに対して、Ｘ方向とこれに直交するＹ方向ともにトップハット形状のエネルギ分布とするには、例えば図５に示すように、Ｙ方向には図２に示したプリズム３ｂからなる均一化光学系３を、Ｘ方向には図３に示したプリズム３ｂからなる均一化光学系３を配置すればよい。 In contrast, in the energy distribution of the top-hat shape in the Y direction both perpendicular to the X direction, as shown in FIG. 5 For example, uniform consisting prism 3b shown in FIG. 2 in the Y direction the optical system 3, the X direction may be arranged uniformizing optical system 3 comprising a prism 3b shown in FIG.

本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範囲内において、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above examples, and it is needless to say that the embodiments may be appropriately changed within the scope of the technical idea described in each claim.

本発明は、薄膜除去だけでなく、被加工物に均一にレーザビームを照射する必要のある加工であれば、微細加工等、どのようなレーザ加工にも適用が可能である。 The present invention can be applied not only to removing a thin film but also to any laser processing such as fine processing as long as it is necessary to uniformly irradiate a workpiece with a laser beam.

（ａ）は本発明のレーザ加工装置の概略基本構成図、（ｂ）は均一化光学系に入射前のレーザビームのエネルギ分布を示した図、（ｃ）は均一化光学系から照射されるレーザビームのエネルギ分布を示した図である。(A) is a schematic basic configuration diagram of the laser processing apparatus of the present invention, (b) is a diagram showing energy distribution of a laser beam before being incident on the homogenizing optical system, and (c) is irradiated from the homogenizing optical system. It is the figure which showed energy distribution of the laser beam. １枚のプリズムを用いてＹ方向の均一化光学系を構成する場合の、プリズムを通過するレーザビームの幅中心からの距離と、プリズムの面角度の関係式を求める際に必要なビーム照射角度などを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）（ｃ）は（ａ）を平面から見た図で面数が偶数と奇数の場合の図、（ｄ）はプリズムの縦断面した位置の図、（ｅ）（ｆ）はプリズム３ｃの横断面中心からの面の順番を示した図である。Beam irradiation angle required to obtain the relational expression between the distance from the center of the width of the laser beam passing through the prism and the surface angle of the prism when a single prism is used to form a uniform optical system in the Y direction. (A) is a perspective view, (b) (c) is a diagram in which (a) is viewed from the top, and is a diagram when the number of surfaces is even and odd, and ( d) is a longitudinal section of the prism. FIGS. 5E and 5F are views showing the order of the surfaces from the center of the cross section of the prism 3c . １枚のプリズムを用いてＸ方向の均一化光学系を構成する場合の、プリズムの面角度を求める際に必要なビーム照射角度などを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）はプリズムの縦断面した位置の図である。FIG. 6 is a diagram showing a beam irradiation angle and the like necessary for obtaining a prism surface angle when a uniform optical system in the X direction is configured using one prism, where (a) is a perspective view , and (b ) is a perspective view. It is a figure of the position which carried out the longitudinal section of the prism . （ａ）は図２に示したプリズムに照射されるレーザビームの幅中心と、上端及び下端の位置における面角度を示した図、（ｂ）は図３に示したプリズムの面角度を示した図である。 (A) is the figure which showed the surface angle in the width center of the laser beam irradiated to the prism shown in FIG. 2, and the position of an upper end and a lower end, (b) showed the surface angle of the prism shown in FIG. FIG. 本発明のレーザ加工装置において、レーザビーム断面のＸＹ方向すべてを成形する場合の例を説明する概略基本構成図である。 In the laser processing apparatus of this invention, it is a general | schematic basic block diagram explaining the example in the case of shape | molding all the XY directions of a laser beam cross section .

符号の説明Explanation of symbols

１レーザ発振器
２ａ，２ｂレーザビーム
３均一化光学系
３ｂプリズム
１１被加工物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2a, 2b Laser beam 3 Uniformization optical system
3 b Prism 11 Workpiece

Claims

レーザビームをトップハット形状のエネルギ分布に成形して、被加工物に対して斜め方向から照射することで加工する方法において、
前記レーザビームを、
プリズムを通過するレーザビームの幅Ｄ（mm）の中心からの距離Ｌ（mm）と、プリズムの面角度θ（度）の関係が下記(1)式で表すことができる、面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＹ方向の均一化光学系と、下記(2)式で表すことができる面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＸ方向の均一化光学系を介して被加工物に照射することを特徴とするレーザ加工方法。
θ＝｛１／（ｎ−１）｝tan ^−１｛Ｄ（ｉ−ｋ）／２ｍ（ｆ−Ｌtanα）｝…(1)
θ＝｛１／（ｎ−１）｝tan ^−１｛Ｄ／（２ｆ＋Ｄtanα）｝…(2)
但し、ｎ：プリズムの屈折率
ｍ：プリズムの構成面数
ｉ：プリズムの横断面中心からの面の順番
ｋ：係数（前記構成面数が奇数の場合は１、偶数の場合は０）
α：レーザビームの被加工物への照射角度（度） In a method of processing by forming a laser beam into a top hat energy distribution and irradiating the workpiece from an oblique direction,
The laser beam,
The distance from the center of the width D of the laser beam passing through the prism (mm) L (mm), the relationship of the surface angle of the prism theta (degrees) can be expressed by the following equation (1), the plane angle theta (degrees ) having, has a homogenizing optical system in the Y direction which is configured with in the focal length f (mm) is different prism depending on the irradiation position, the plane angle can be expressed by the following equation (2) θ (degrees), A laser processing method for irradiating a workpiece through a uniformizing optical system in the X direction constituted by prisms having different focal lengths f (mm) depending on irradiation positions .
θ = {1 / (n−1)} tan ⁻¹ {D (i−k) / 2m (f−Ltanα)} (1)
θ = {1 / (n−1)} tan ⁻¹ {D / (2f + Dtanα)} (2)
Where n is the refractive index of the prism
m: Number of prism surfaces
i: Order of surfaces from the center of the cross section of the prism
k: coefficient (1 when the number of constituent surfaces is odd, 0 when the number is even)
α: Laser beam irradiation angle (degrees)

被加工物に対して、レーザビームをトップハット形状のエネルギ分布に成形して斜め方向から照射することで加工する請求項１に記載の方法を実施する装置であって、
レーザ発振器と、
このレーザ発振器から出射されたレーザビームを入射され、被加工物に対して斜め方向から照射する、プリズムを通過するレーザビームの幅Ｄ（mm）の中心からの距離Ｌ（mm）と、前記プリズムの面角度θ（度）の関係が前記(1)式で表すことができる、面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＹ方向の均一化光学系と、前記(2)式で表すことができる面角度θ（度）を有する、照射位置によって焦点距離ｆ（mm）が異なるプリズムで構成したＸ方向の均一化光学系を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 The workpiece, a device for implementing the method according to claim 1 by molding the laser beam energy distribution of the top-hat shape is processed by irradiating the oblique Me direction,
A laser oscillator;
A distance L (mm) from the center of the width D (mm) of the laser beam that enters the laser beam emitted from the laser oscillator and irradiates the workpiece from an oblique direction and passes through the prism, and the prism The relationship between the surface angle θ (degrees) of the lens can be expressed by the above equation (1), and the surface angle θ (degrees) is uniform, and the Y direction is made uniform by using prisms having different focal lengths f (mm) depending on the irradiation position. An X-direction uniformizing optical system comprising an optical system and a prism having a surface angle θ (degrees) that can be expressed by the expression (2) and having a focal length f (mm) that differs depending on the irradiation position is provided. A featured laser processing apparatus .