[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE10085411B3 - Laserlichtbearbeitungsvorrichtung mit einem räumlichen Lichtmodulator - Google Patents

Laserlichtbearbeitungsvorrichtung mit einem räumlichen Lichtmodulator Download PDF

Info

Publication number
DE10085411B3
DE10085411B3 DE10085411.7T DE10085411T DE10085411B3 DE 10085411 B3 DE10085411 B3 DE 10085411B3 DE 10085411 T DE10085411 T DE 10085411T DE 10085411 B3 DE10085411 B3 DE 10085411B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
laser light
target
hologram pattern
irradiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE10085411.7T
Other languages
English (en)
Other versions
DE10085411T1 (de
Inventor
Norihiro Fukuchi
Yasunori Igasaki
Tsutomu Hara
Teruo Hiruma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP10865A external-priority patent/JP2000215766A/ja
Priority claimed from JP2000319584A external-priority patent/JP3980822B2/ja
Priority claimed from JP2000319594A external-priority patent/JP3990534B2/ja
Priority claimed from JP2000327386A external-priority patent/JP2001272636A/ja
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Publication of DE10085411T1 publication Critical patent/DE10085411T1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10085411B3 publication Critical patent/DE10085411B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/359Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by providing a line or line pattern, e.g. a dotted break initiation line
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/46Systems using spatial filters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2294Addressing the hologram to an active spatial light modulator
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/135Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/0005Adaptation of holography to specific applications
    • G03H2001/0094Adaptation of holography to specific applications for patterning or machining using the holobject as input light distribution
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0486Improving or monitoring the quality of the record, e.g. by compensating distortions, aberrations
    • G03H2001/0491Improving or monitoring the quality of the record, e.g. by compensating distortions, aberrations by monitoring the hologram formation, e.g. via a feed-back loop
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2202Reconstruction geometries or arrangements
    • G03H1/2205Reconstruction geometries or arrangements using downstream optical component
    • G03H2001/221Element having optical power, e.g. field lens
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2202Reconstruction geometries or arrangements
    • G03H1/2205Reconstruction geometries or arrangements using downstream optical component
    • G03H2001/2213Diffusing screen revealing the real holobject, e.g. container filed with gel to reveal the 3D holobject
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2202Reconstruction geometries or arrangements
    • G03H2001/2244Means for detecting or recording the holobject
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00Object characteristics
    • G03H2210/40Synthetic representation, i.e. digital or optical object decomposition
    • G03H2210/44Digital representation
    • G03H2210/441Numerical processing applied to the object data other than numerical propagation
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00Optical components
    • G03H2223/12Amplitude mask, e.g. diaphragm, Louver filter
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00Optical components
    • G03H2223/50Particular location or purpose of optical element
    • G03H2223/55Arranged at a Fourier plane
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2225/00Active addressable light modulator
    • G03H2225/20Nature, e.g. e-beam addressed
    • G03H2225/25Optically addressed SLM [OA-SLM]
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2225/00Active addressable light modulator
    • G03H2225/30Modulation
    • G03H2225/32Phase only
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2225/00Active addressable light modulator
    • G03H2225/52Reflective modulator

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung, beinhaltend: einen räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp; eine Hologrammmusterschreibeinrichtung, um in den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp ein zu einem auf ein Ziel zu strahlendes optisches Bild gehörendes Hologrammmuster einzuschreiben; eine Laserlichtstrahleinrichtung um Leselicht auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp in einem Einstrahlwinkel θ einzustrahlen; und eine Fourierlinse zur Durchführung einer Fouriertransformation des von dem räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp phasenmodulierten Leselichtes, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtstrahleinrichtung auf einer Einstrahlachse um einen Einstrahlwinkel θ zu einer Normallinie der mit Leselicht zu bestrahlenden Einstrahlfläche des räumlichen Lichtmodulators vom Reflektionstyp geneigt vorgesehen ist und die Fourierlinse auf einer Reflektionsstrahlachse um einen Reflektionswinkel ϕ, wobei der Reflektionswinkel ϕ gleich dem Einstrahlwinkel θ ist, relativ zur Normallinie innerhalb einer Ebene mit der Normallinie und der Einstrahlachse geneigt platziert ist, die Laserlichtstrahleinrichtung P-polarisiertes Licht als Leselicht zur Einstrahlfläche des räumlichen Lichtmodulators in einem Einstrahlwinkel θ strahlt, der Lichtmodulator vom Reflektionstyp Flüssigkristalle als lichtmodulierendes Material verwendet, deren Orientierungsrichtung sich innerhalb einer Normalebene in Abhängigkeit von der angelegten Spannung je nach Pixelposition ändert, welche Normalebene die Achse des einstrahlenden Lichts, die Achse des ausgestrahlten Lichts und eine zum Spiegel normale Linie umfasst, und die Fourierlinse das optische Bild auf dem Ziel abbildet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung mit einem räumlichen Lichtmodulator.
  • Stand der Technik
  • Als Beispiele dieser Art von Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gibt es die in der Japanischen Patentanmeldung JP H05-77067 A (ab nun „Ref. 1”) und japanischen Patentanmeldung JP S62-44718 A (ab nun „Ref 2”) vorgestellten Einrichtungen. Jedoch wird in diesen Laserlichtbearbeitungsvorrichtungen, die auf den räumlichen Flüssigkristall-Lichtmodulator abgebildeten Licht- und Dunkelmuster lediglich als Aperturmaske benutzt. Als Ergebnis resultiert das Problem der geringeren Lichtausnutzungseffizienz, da das meiste von der Laserlichtquelle ausgestrahlte Licht von der Maske absorbiert wird und nicht zur Bearbeitung benutzt werden kann.
  • Dagegen wird in der Japanischen Patentanmeldung JP H06-208088 A (ab nun „Ref. 3”) ein optischer Markierapparat vorgestellt, in dem Leselicht einem räumlichen Lichtmodulator ausgesetzt wird und, durch eine Fouriertransformation des phasenmodulierten Lichtes, das optische Bild rekonstruiert wird. Weil in diesem optischen Markierapparat eine Fouriertransformation benutzt wird, ist es theoretisch möglich, 100% des Leselichtes zum Markieren zu benutzen. Jedoch wird in der Realität, weil dieser räumliche Lichtmodulator eine Transmissions-Struktur besitzt, Licht von den Bildelementelektroden, Drähten etc. absorbiert und die Lichtausnutzungseffizienz sinkt.
  • Da räumliche Lichtmodulatoren vom Transmissionstyp den unausweichlichen Nachteil der niedrigeren Lichtausnutzungseffizienz besitzen, wurde darüber nachgedacht, einen räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp zu benutzen, der in der Lage sein sollte, dieses Problem zu umgehen. Jedoch ist es in der Praxis, wenn ein räumlicher Lichtmodulator vom Reflektionstyp lediglich als Mustermaske benutzt wird, wie in Ref. 1 und Ref. 2 beschrieben, nicht möglich die gesamten 100% des auf den räumlichen Lichtmodulator ausgestrahlten Leselichtes zu benutzen.
  • Um damit umzugehen, wird in der Japanischen Patentanmeldung JP H10-186283 A , beziehungsweise in deren Familienmitglied EP 0 840 159 A2 , (ab nun „Ref. 4”) eine Technik offenbart, bei der eine Fouriertransformation an dem auf den räumlichen Lichtmodulator ausgestrahlten Leselicht durchgeführt wird und der Lichtausnutzungsfaktor verbessert wird.
  • In anderen Worten, mit der in der Ref. 4 offenbarten Technik, wird die Lichtkomponente nullter Ordnung des Fourier-transformierten Bildes des aus dem Reflektionstyp räumlichen Lichtmodulator ausgelesenen Musters phasenverschoben und, durch eine reverse Fouriertransformation, interferiert es mit den anderen Lichtkomponenten. Indem so ein wiedererschaffenes Bild gemacht wird, kann der Kontrast des Musters erhöht werden.
  • Ähnliche Vorrichtungen und/oder Techniken sind auch aus den Dokumenten EP 0 153 147 A2 , EP 0 152 186 A2 , DE 691 31 061 T2 , US 5 233 554 A , US 5 187 598 A und US 5 132 811 A bekannt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfinder haben, als Ergebnis der Studie der oben erwähnten Technik, die folgende Tatsache entdeckt. Die in der oben erwähnten Ref. 4 dargelegte Technik hat eine Struktur, wo das wiedererschaffene Bild durch Interferenz des Lichtes nullter Ordnung mit den anderen Lichtkomponenten geformt wird. Als Ergebnis funktioniert sie nur effektiv bei 25–75% Auslastungsgrad des Musters (der Teil des gesamten Bildschirms, der für das Muster benutzt wird). Mit anderen Worten, in der in der Ref. 4 offenbarten Technik ist, wenn Licht der Intensität I von einer Lichtquelle abgestrahlt wird, die Intensität des Leistungslichtes durch die folgende Gleichung angegeben I(x, y) = 2[1 – cos(ϕ(x, y))]
  • Mit anderen Worten liegt die Intensität I des Leistungslichtes in der Spanne von 0 bis 4 und kann selbst bei Maximum nur 4 erreichen. Da diese Gleichung für die Intensität I invariant ist, ist es theoretisch schwierig, die Intensität des Leistungslichtes über diesen Wert zu steigern. Somit wird als Konsequenz, selbst wenn der Auslastungsgrad 25% oder kleiner ist, die Intensität nicht über diesen Wert verbessert, aber der Kontrast verschlechtert und die Lichtausnutzungseffizienz verringert.
  • Somit ist die in Ref. 4 offenbarte Technik ungeeignet für die Bearbeitung von Mustern, bei denen der Auslastungsgrad gering ist, etwa in dem Fall, wenn nur auf einen Punkt der Ausgabefläche aufgestrahlt werden soll, und es ergab sich das Problem, dass der Grad an Freiheit für die bearbeitbaren Muster beschränkt wurde.
  • Mit dem vorangegangenen im Blick, ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung mit einem hohen Grad an Freiheit für die bearbeitbaren Muster bei gleichzeitig möglicher höherer Ausnutzungseffizienz des Leselichtes bereitzustellen.
  • Die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp, eine Hologrammmusterschreibeinrichtung, um auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp ein zu dem optischen Bild, welches man auf das Ziel aufstrahlen möchte, gehörendes Hologrammmuster einzuschreiben, eine Laserlichtstrahleinrichtung, um Leselicht auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp im Einstrahlwinkel θ einzustrahlen, und eine Fourierlinse, um eine Fouriertransformation an dem Leselicht, welches durch den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp phasenmoduliert wurde, durchzuführen.
  • Mit dieser Laserlichtbearbeitungsvorrichtung wird das auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp eingestrahlte Leselicht anhand des Hologrammmusters phasenmoduliert und in Richtung des Ziels reflektiert. Dann wird das phasenmodulierte Leselicht durch die Fourierlinse Fourier-transformiert. Daraufhin wird das gewünschte Bild abgebildet und die Bearbeitung auf der dafür vorgesehenen Fläche des Ziels, auf die das optische Bild aufgestrahlt wird, durchgeführt. Weil das von dem Hologrammmuster auf diese Weise phasenmodulierte Leselicht so Fourier-transformiert wird, dass das Bild angezeigt wird, ist es mit dieser Laserlichtbearbeitungsvorrichtung möglich, eine höhere Ausnutzungseffizienz des Leselichts zu erreichen. Da es zusätzlich keine Beschränkungen des Auslastungsgrades gibt, existiert ein hoher Grad an Freiheit für die bearbeitbaren Muster.
  • Bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung ist die Laserlichtstrahleinrichtung auf einer Einstrahlachse mit einem Einstrahlwinkel θ zu der Normallinie der mit Leselicht zu bestrahlenden Einstrahlfläche des räumlichen Lichtmodulators vom Reflektionstyp vorgesehen und die Fourierlinse wird auf einer Reflektionsstrahlachse mit einem Reflektionswinkel ϕ relativ zur Normallinie innerhalb einer Ebene mit der Normallinie und der Einstrahlachse platziert.
  • Bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn eine Bühne zur Positionierung des Ziels vorgesehen wird. Ist dies der Fall, kann die Präzision der Bearbeitung des Ziels verbessert werden.
  • Weiterhin ist es bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung zusätzlich vorteilhaft, wenn die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern der zu einem gewünschten auf das Ziel aufgestrahlten optischen Bild zugehörigen Hologrammmuster besitzt. Wird dies getan, kann die Hologrammmusterschreibeinrichtung nur durch Lesen von in einer Speichereinrichtung gespeicherten Hologrammmusterdaten in den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp einzuschreiben. In anderen Worten, da der Aufwand zur Erzeugung eines Hologrammmusters aus dem gewünschten optischen Bild beseitigt werden kann, ist es möglich, Hologrammmuster in den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp in Videogeschwindigkeit einzuschreiben.
  • Zusätzlich ist es bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung vorteilhaft, wenn die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine Struktur hat, so dass ein zu einem korrigierten Bild, welches durch Modifikation des gewünschten optischen Bildes durch einen Faktor von 1/cosϕ in eine bestimmte Richtung erhalten wird, gehörendes Hologrammmuster auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp angezeigt wird, wenn das gewünschte optische Bild auf dem Ziel aufgestrahlt wird. Das in einem Einstrahlwinkel ϕ auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp eingestrahlte Leselicht wird anhand des Hologrammmusters phasenmoduliert und wird in Richtung des Ziels in einem Zustand reflektiert, in dem es die Bild-Hologrammmusterinformationen enthält. Dieses Leselicht, welches die Bild-Hologrammmusterinformationen enthält, wird verzerrt und mit einem Faktor von 1/cosϕ in eine bestimmte Richtung modifiziert. Jedoch kann, weil das Hologrammmuster selbst, welches die Informationsquelle der im Leselicht enthaltenen Bildinformationen ist, zu einem Hologrammmuster eines korrigierten Bildes, welches relativ zu dem gewünschten optischen Bild mit einem Faktor von 1/cosφ modifiziert wurde, gehört, der Verzerrungseffekt aufgehoben werden. Als Resultat wird das gewünschte optische Bild auf das Ziel aufgestrahlt.
  • Weiterhin ist es bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung zusätzlich vorteilhaft, wenn die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine auf dem Lichtpfad des Leselichtes von der Fourierlinse zu dem Ziel aufgestellte Maskiereinrichtung zum Ausschneiden von Licht nullter Ordnung besitzt. Das auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp aufgestrahlte Leselicht wird anhand des Hologrammmusters moduliert. Dann wird dieses phasenmodulierte Leselicht von einer Fourierlinse Fourier-transformiert. Daraufhin bilden das gewünschte optische Bild und das Licht nullter Ordnung ein Bild. Daraufhin wird, weil eine Maskiereinrichtung zum Ausschneiden von Licht nullter Ordnung auf dem Lichtpfad des Leselichtes von der Fourierlinse zu dem Ziel aufgestellt wurde, das Licht nullter Ordnung durch diese Maskiereinrichtung ausgeschnitten und nur das gewünschte optische Bild auf dem Ziel zur Bearbeitung aufgestrahlt.
  • Weiterhin ist es bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung zusätzlich vorteilhaft, wenn die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung eine Bildlinse zum Abbilden des von der Fourierlinse Fourier-transformierten Leselichtes auf der dafür vorgesehenen Fläche des Ziels sowie eine auf dem Lichtpfad des Leselichtes von der Fourierlinse zu der Bildlinse aufgestellte Maskiereinrichtung zum Ausschneiden von Licht nullter Ordnung besitzt. Das auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp aufgestrahlte Leselicht wird anhand des Hologrammmusters moduliert. Dann wird dieses phasenmodulierte Leselicht von einer Fourierlinse Fourier-transformiert, daraufhin bilden das gewünschte optische Bild und das Licht nullter Ordnung ein Bild. Daraufhin wird, nachdem das Licht nullter Ordnung durch diese Maskiereinrichtung ausgeschnitten wurde, nur das gewünschte optische Bild mit Hilfe der Bildlinse auf dem Ziel zur Bearbeitung aufgestrahlt.
  • Weiterhin ist zusätzlich vorteilhaft, wenn eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung eine Objektpositionserkennungseinrichtung zur Erlangung von Positionsinformationen des Ziels beinhaltet, und die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine Struktur besitzt, die die Erzeugung von an die Position des Ziels, basierend auf von den Objektpositionserkennungseinrichtungen erlangten Positionsinformationen des Ziels, gepassten Hologrammmuster ermöglicht. Wird dies getan, kann, selbst wenn sich die Position des Ziels, welches das zu bearbeitende Objekt ist, aus der dafür vorgesehenen Position verschoben hat, die Hologrammmusterschreibeinrichtung ein zu der Position des Ziels passendes Hologrammmuster, basierend auf von den Objektpositionserkennungseinrichtungen erlangten Positionsinformationen des Ziels, erzeugen. Somit ist eine genaue Bearbeitung ohne einen Einfluss durch die Bandbreite der Positionen der Probe möglich.
  • Weiterhin ist zusätzlich vorteilhaft, wenn eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung dieser Erfindung eine physische Körperformerkennungseinrichtung zur Erlangung von dreidimensionalen Informationen des Ziels beinhaltet und die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine Struktur besitzt, die die Erzeugung von an der Form des Ziels, basierend auf von den physischen Körperformerkennungseinrichtungen erlangten dreidimensionalen Informationen des Ziels, angepassten Hologrammmuster ermöglicht. Wird dies getan, so kann die Hologrammmusterschreibeinrichtung Hologrammmuster generieren, welche dreidimensionale Muster bilden, die sich an die Form des Ziels anpassen, basierend auf den von den physischen Körperformerkennungseinrichtungen erlangten dreidimensionalen Informationen. Als Resultat werden die Fälle eines verzerrten auf das Ziel aufgestrahlten Musters verringert und eine genauere Bearbeitung wird ermöglicht.
  • Die vorliegende Erfindung wird besser anhand der detaillierten Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden. Diese werden nur zum Zweck der Erläuterung gezeigt und sollten nicht limitierend für die vorliegende Erfindung verstanden werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer ersten Ausführungsform einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Schnittansicht der Struktur eines in einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung enthaltenen räumlichen Lichtmodulators;
  • 3 ist ein Flussdiagramm welches die Methode zur Erzeugung von Hologrammmustern zeigt;
  • 4 ist eine schematische Ansicht, welches den Mechanismus zeigt, durch den das Leselicht, welches Hologrammmusterbildinformationen enthält, von dem räumlichen Lichtmodulator reflektiert und verzerrt wird;
  • 5A ist eine Ansicht des gewünschten optischen Bildes, welches auf das Ziel angestrahlt werden soll;
  • 5B ist eine Ansicht, welche einen verlängerten Zustand des optischen Bildes zeigt, welches in Längsrichtung verzerrt wurde, im Fall, dass das zu dem gewünschten optischen Bild gehörenden Hologrammmuster nicht in Längsrichtung um einen Faktor von 1/cosθ geändert wurde;
  • 6 ist ein Schaltdiagramm, welches ein Beispiel eines Aufbaus eines elektrischen Signalgenerators zum Schreiben zeigt, welcher in der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform enthalten ist;
  • 7 ist eine schematische Ansicht, welche den Aufbau der dritten Ausführungsform einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8A ist eine Ansicht der Oberfläche einer zu bearbeitenden Probe vor dem Aufbringen einer Maskierplatte für Licht nullter Ordnung;
  • 8B ist eine Ansicht der Oberfläche einer zu bearbeitenden Probe nach dem Aufbringen der Maskierplatte für Licht nullter Ordnung;
  • 9 ist die schematische Ansicht, welche den Aufbau der vierten Ausführungsform einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 ist die schematische Ansicht, welche den Aufbau der fünften Ausführungsform einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; sowie
  • 11 ist die schematische Ansicht, welche den Aufbau der sechsten Ausführungsform einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bester Modus zur Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden wird, bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen, die bevorzugten Ausführungsformen einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Es sei angemerkt, dass Elemente, die in den verschiedenen Figuren gleich sind, auch mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und wiederholende Beschreibungen weggelassen wurden.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer ersten Ausführungsform einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in der Figur gezeigt, beinhaltet die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 einen räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp (SLM) 20, eine Hologrammmusterschreibeinrichtung 40, eine Laserlichtstrahleinrichtung 50; eine Fourierlinse 60 und eine Bühne 110 zur Positionierung der Probe T.
  • Der SLM 20 ist ein räumlicher Lichtmodulator vom Phasenverschiebungs-Typ, welcher einen parallel orientierten nematischen Flüssigkristall als lichtmodulierendes Material benutzt. Wie in 2 gezeigt, ist der SLM 20 mit einem Glassubstrat 22 versehen, welches mit einer AR-Schicht überzogen ist, um unnötige Reflektionen des Schreiblichtes auf der Oberfläche, auf die das Schreiblicht fällt, zu verhindern. Auf der Einstrahloberfläche und auf der Oberfläche der gegenüberliegenden Seite sind zwei Schichten laminiert: eine photoleitfähige Schicht 24 aus amorphem Silicium (a-Si), welche, über die transparente Elektrode 23 aus ITO (Indium-Zinn-Oxid), ihren Widerstand im Verhältnis zu der Intensität des einstrahlenden Lichtes ändert, und eine Spiegelschicht 25, welche aus einem dielektrischen Multischichtfilm gemacht ist. Zusätzlich ist der SLM 20 mit einem Glassubstrat 27 versehen, welches mit einer AR-Schicht 26 überzogen ist, ähnlich zu der Leselichteinstrahloberfläche. Genauso sind auf der Einstrahloberfläche und auf der Oberfläche der gegenüberliegenden Seite die transparenten Elektroden 28 aus ITO laminiert sowie auf der oben erwähnten Spiegelschicht 25 bzw. den transparenten Elektroden 28 die Orientierungsschichten 29 und 30 ausgeformt. Diese Schichten 29 und 30 sind einander gegenüberliegend und miteinander durch rahmenförmige Abstandhalter 31 verbunden. Der Zwischenraum zwischen den Abstandhaltern 31 ist mit nematischem Flüssigkristall gefüllt, welcher eine Flüssigkristallschicht bildet und eine Lichtmodulierungsschicht 32 darstellt. Durch diese Orientierungsschichten 29 und 30 sind die nematischen Flüssigkristalle in der Lichtmodulierungsschicht 32 entweder parallel oder senkrecht zu den Oberflächen der Orientierungsschichten 29 und 30 angeordnet. Dann wird der Treiber 33 zwischen den beiden transparenten Elektroden 23 und 28 verbunden, um eine spezifische Spannung anzulegen. Hier, wenn ein Fouriertransferhologramm benutzt wird, wie später erläutert wird, ist es notwendig, wenn der SLM 20 im Phasenmodulierungsmodus benutzt wird, die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle und die Polarisierungsrichtung des Leselichtes abzustimmen. Zum Beispiel, im Fall, dass das Leselicht mit der Polarisation P einstrahlt, ist es notwendig, die Flüssigkristalle in der Lichtmodulierungsschicht 32 parallel zu den Oberflächen der Orientierungsschichten 29 und 30 anzuordnen.
  • Wie in 1 gezeigt, ist die Hologrammmusterschreibeinrichtung 40 auf der Seite des SLM 20 (welcher den oben beschriebenen Aufbau hat) angeordnet, in die das Schreiblicht eingestrahlt wird.
  • Die Hologrammmusterschreibeinrichtung 40 beinhaltet eine Lichtquelle 41 zum Ausstrahlen von Schreiblicht, einen Flüssigkristallbildschirms vom Transmissionstyp 42, um ein Bild des Schreiblichtes anzuzeigen, ein elektrischer Signalgenerator zum Schreiben 43, um die Bildanzeige des Flüssigkristallbildschirm vom Transmissionstyp 42 zu kontrollieren, und eine Bildlinse 44, um auf der photoleitfähigen Schicht 24 des SLM 20 ein Bild aus dem im Schreiblicht enthaltenen Bildsignal auszuformen.
  • Inzwischen ist auf der Seite des SLM 20, auf der das Leselicht eingestrahlt wird, eine Laserlichtprojektionseinrichtung 50 auf der Lichteinstrahlachse Li vorgesehen, welche zu der Normalachse Ln in der Normalebene dieser Einstrahloberfläche 20a um den Einstrahlwinkel θ (θ ≠ 0) geneigt ist. Es sei angemerkt, dass mit der „Normalebene” die Ebene gemeint ist, welche, wenn linear polarisiertes Licht auf einen Spiegel eingestrahlt und reflektiert wird, die Achse des eingestrahlten Lichtes, die Achse des reflektierten Lichtes und eine Linie senkrecht zum Spiegel, beinhaltet.
  • Die Laserlichtprojektionseinrichtung 50 beinhaltet eine Laserlichtquelle 51 zur Abstrahlung von Leselicht, eine Linse 52 zur Vergrößerung des von der Laserlichtquelle 51 ausgestrahlten Leselichtes, und eine Kollimationslinse 53, um das vergrößerte Leselicht in kollimiertes Licht umzuwandeln.
  • Zusätzlich ist die Fourierlinse 60 auf der Reflektionslichtachse Lr des Leselichtes angeordnet, welche zu der Normallinie Ln der Normalebene der angestrahlten Oberfläche 20a des SLM 20 um den Reflektionswinkel ϕ geneigt ist. Hier wird der Reflektionswinkel ϕ durch den Einstrahlwinkel θ bestimmt und tatsächlich sind sie identisch.
  • Die Bühne 110 hat die Funktion, eine Positionierung so durchzuführen, dass die Oberfläche der zu bearbeitenden Probe T in die Position des durch die Fourierlinse 60 abgebildeteten Bildes kommt. Diese Bühne 110 kann z. B. etwas wie ein Förderer sein, welcher kontinuierlich eine Mehrzahl von Proben T anliefert.
  • Die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 ist gemäß dieser Ausführungsform wie oben beschrieben angeordnet.
  • In dieser Hinsicht, bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäss dieser Ausführungsform, hat die Struktur der Hologrammmusterschreibeinrichtung 40 und insbesondere die Struktur des elektrischen Signalgenerators zum Schreiben 43 besondere Charakteristika.
  • Speziell, wird mit einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform das gewünschte optische Bild, welches auf die Probe T ausgestrahlt werden soll, nicht auf den SLM 20 „wie es ist” geschrieben. Stattdessen wird ein Hologrammmuster geschrieben, welches das gewünschte optische Bild reproduziert, wenn eine Fouriertransformation durch die Fourierlinse 60 durchgeführt wurde.
  • Im Folgenden wird die Methode zur Erzeugung der Hologrammmuster des elektrischen Signalgenerators zum Schreiben 43 anhand des Flussdiagrammes von 3 beschrieben.
  • Als eine Methode zur Erzeugung von Hologrammmustern zur Anzeige auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 kann die „wiederholtes Lernen”-Methode auf das Bild angewandt werden. Besonders, in dieser Ausführungsform, werden Hologrammmuster durch die „Simulierte Annealing”-Technik erzeugt, welche Teil der wiederholten Lernen-Methode ist.
  • Um dies zu tun, wird der Fall einer Anzeige eines Hologrammmusters auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 mit n × n Pixeln betrachtet. Zuerst wird z. B. durch eine Zufallsfunktion festgelegt, dass die Dichtewerte aller der n × n Pixel zufällig sein sollen und dies wird als der Anfangszustand festgelegt (Schritt S1).
  • Als nächstes wird der Dichtewert festgelegter Pixel verändert (Schritt S2) und beurteilt, ob das durch eine Fouriertransformation erhaltene Bild dieses Hologrammmusters näher an dem gewünschten optischen Bild ist oder nicht (Schritt S3).
  • Dann, wenn das durch eine Fouriertransformation erhaltene Bild dem gewünschten optischen Bild näher gekommen ist, werden die Dichtewerte dieser Pixel übernommen. Selbst wenn es sich von dem gewünschten Bild entfernt hat, können diese Dichtewerte übernommen werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, aber wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, dann werden diese Dichtewerte nicht übernommen und die vorherigen Dichtewerte beibehalten.
  • Dann wird festgestellt, ob dieser Entscheidungsvorgang für alle Dichtewerte der n × n Pixel durchgeführt wurde (Schritt S4). Dann, wenn dieser Entscheidungsvorgang noch nicht für alle Pixel beendet wurde, geht die Prozedur zurück zu Schritt S2, in dem der Entscheidungsvorgang über den Dichtewert für die nächsten Pixel durchgeführt wird. Wenn der Vorgang für alle Pixel durchgeführt wurde, wird beurteilt, ob es Pixel unter den n × n Pixel gibt, für die die geänderten Dichtewerte übernommen wurden (Schritt S5), und wenn einer dieser Pixel übernommen wurde, kehrt die Prozedur zu Schritt S2 zurück. Auf der anderen Seite ist, wenn keine Pixel geändert wurden, die Dichtewertebestimmung beendet und das so erhaltene Muster wird auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 als das optimale Hologrammmuster angezeigt.
  • Der elektrische Signalgenerator zum Schreiben 43 erhält so ein zu dem gewünschten optischen Bild gehörendes Hologrammmuster und bildet es auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 ab. Alternativ dazu kann der elektrische Signalgenerator zum Schreiben 43 auch zu dem gewünschten optischen Bild gehörende Hologrammmusterdaten erhalten, die vorher angefertigt und in einer Speichereinrichtung wie ein Speicher gespeichert wurden, und auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 abbilden. Auf diese Weise kann der elektrische Signalgenerator zum Schreiben 43 Hologrammmuster nur durch Lesen von in einer Speichereinrichtung gespeicherten Hologrammmusterdaten auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 anzeigen. In anderen Worten, da der Aufwand zur Erzeugung eines Hologrammmusters aus dem gewünschten optischen Bild beseitigt werden kann, ist es möglich, Hologrammmuster in dem räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp 20 in Videogeschwindigkeit zu schreiben.
  • Im Folgenden wird nun der Betrieb der oben angeführten Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 beschrieben.
  • Zuerst wird die Positionierung der Probe T durch die Bühne 110 vorgenommen. Dann wird das optische Bild, welches tatsächlich auf der Probe T ausgestrahlt und so bearbeitet werden soll, in den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 eingegeben. Daraufhin wird das zu diesem gewünschten Bild zugehörige Hologrammmuster in dem elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 erhalten und das Hologrammmuster auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 abgebildet.
  • Daraufhin wird auf der Schreiblichtseite das Schreiblicht von der Lichtquelle 41 in Richtung des Flüssigkristallbildschirms 42 ausgestrahlt. Woraufhin, wenn das Schreiblicht den Flüssigkristallbildschirm 42 passiert, die Bildinformation des Hologrammmusters hineingeschrieben wird. Das Schreiblicht, welches diese Bildinformationen enthält, zeigt mit Hilfe der Bildlinse 44 ein Bild auf der photoleitfähigen Schicht 24 des SLM 20. Dort wird eine Wechselstromspannung von wenigen Volt zwischen den transparenten Elektroden 23 und 28 des SLM 20 mit Hilfe des Treibers 33 angelegt. Gemäß des auf der photoleitfähigen Schicht 24 gezeigten Bildes ändert sich die elektrische Impedanz der photoleitfähigen Schicht 24, abhängig von der Pixelposition. Als Resultat werden sich die Partialspannungen der an die Lichtmodulierschicht angelegten Spannungen je nach Pixelposition ändern.
  • Inzwischen wird linear polarisiertes Schreiblicht von der Laserlichtquelle 51 ausgestrahlt, wobei das Schreiblicht in kollimiertes Licht durch die Linse 52 und die Kollimierlinse 53 umgewandelt wurde. Zu dieser Zeit wird das Licht auf die Lichtmodulierschicht 32 des SLM 20 als P polarisiertes Licht eingestrahlt. Wie oben erklärt, verändert sich in der Lichtmodulierschicht 32 die Partialspannung der angelegten Spannung je nach Pixelposition und die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle wird sich abhängig von der Partialspannung ändern. Hier ändert sich die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle innerhalb der Normalebene. Als Ergebnis ändert sich der Brechungskoeffizient der Lichtmodulierschicht 32 je nach der Pixelposition. Das Schreiblicht, welches auf die Lichtmodulierschicht 32 einstrahlt, wird je nach dieser Änderung des Brechungskoeffizienten phasenmoduliert und wird von der Spiegelschicht 25 reflektiert und von der Oberfläche 20a wieder ausgesandt.
  • Dann kann, durch Fouriertransformation des phasenmodulierten Schreiblichtes durch die Fourierlinse 60 und die Abbildung desselben, das gewünschte optische Bild auf Probe T aufgestrahlt werden.
  • Als Ergebnis werden die Teile der Probenoberfläche, auf die das Laserlicht auftrifft, verdampft oder durch die Hitze geändert und die Probe somit in gewünschter Weise bearbeitet.
  • Wie oben erläutert, schreibt die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform Hologrammmuster in den SLM 20 durch die Hologrammmusterschreibeinrichtung 40. Das gewünschte optische Bild wird durch Fouriertransformation des Schreiblichtes, welches anhand dieses Hologrammmusters phasenmoduliert wurde, mit Hilfe der Fourierlinse 60 erhalten. Die Bearbeitung kann dann durch Aufstrahlung dieses Bildes auf das Ziel geschehen. Auf diese Weise, durch Zuhilfenahme einer Fouriertransformation, kann die Ausnutzungseffizienz des Schreiblichtes verbessert werden. Da der SLM 20 einen Reflektionstyp-Aufbau hat, gibt es keine Beschränkungen des Schreiblichtes aufgrund Bildelementelektroden oder -drahten wie in dem Fall von transparenten Typen, und es besteht keine Gefahr, dass die Ausnutzungseffizienz des Schreiblichtes verringert wird. Als Ergebnis kann die Intensität des von der Laserlichtquelle 51 ausgestrahlten Schreiblichtes verringert werden, welches somit die Miniaturisierung der Laserlichtquelle 51, und davon ausgehend, der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 selbst erlaubt.
  • Zusätzlich, mit dieser Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10, ist es das Ziel, keine Interferenz zwischen 0. Ordnung-Lichtkomponenten und anderen Lichtkomponenten an der Fourierebene zu verursachen und somit den Kontrast zu erhöhen, wie in der als Stand der Technik erwähnten japanischen Patentanmeldung JP H10-186283 A offengelegten Technologie. Somit gibt es keine Beschränkungen auf den Arbeitszyklus und es gibt keine Gefahr der Beschränkung des Freiheitsgrades der zu verarbeitenden Muster.
  • Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4, 5A, 5B und 6 beschrieben. Es sei angemerkt, dass Elemente, die mit Elementen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gleich sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und wiederholende Beschreibungen weggelassen wurden.
  • Die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform hat dieselbe Grundstruktur wie die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der zuvor unter Be Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen ersten Ausführungsform. Jedoch sind die Strukturen der Hologrammmusterschreibeinrichtung 40, und speziell die des elektrischen Signalgenerators zum Schreiben 43 verschieden von der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform.
  • In anderen Worten, mit der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform wird das Schreiblicht auf den SLM vom Reflektionstyp 20 diagonal, in einem Eintrittswinkel θ relativ zu der Einstrahloberfläche 20a aufgestrahlt. Durch Verschiebung der Lichtachsen des Schreiblichtes und des modulierten Lichtes kann moduliertes Licht erhalten werden und so wird, indem kein Halbspiegel mehr benutzt wird, eine Verringerung der Lichtausnutzungseffizienz vermieden. Jedoch, indem das Schreiblicht auf die Einstrahloberfläche 20a des SLM 20 in einem Winkel eingestrahlt wird, wird die Größe des auf die Probe T projezierten optischen Bildes zu groß im Vergleich zu der gewählten Größe, und es besteht die Gefahr, dass sich das Bild über die Fläche, die bestrahlt werden sollte, erstreckt. Bei Laserlichtbearbeitungsvorrichtungen ist es insbesondere notwendig, das optische Bild einer spezifischen Größe präzise auf den ausgewählten Ort zu projizieren und so die Bearbeitung durchzuführen, somit ist es auf diesem Gebiet ein großes Problem, wenn das optische Bild über die gewählten Grenzen überhängt.
  • Um damit umzugehen, haben die Erfinder ausführlich das „optische Bildüberhang”-Problem studiert, welches auftritt, wenn das Schreiblicht diagonal auf den SLM 20 eingestrahlt wird. Als Ergebnis haben sie entdeckt, dass die Verzerrung des auf die Probe T aufgestrahlten optischen Bildes mit dem Schreiblichteinstrahlwinkel θ in Zusammenhang steht.
  • In anderen Worten, wie in 4 gezeigt, wird das Schreiblicht auf den SLM in einem spezifischen Einstrahlwinkel θ eingestrahlt, und wenn es durch das Hologrammmuster phasenmoduliert und reflektiert wird, wird dieses modulierte Licht in Längsrichtung um einen Faktor cosθ geändert. In anderen Worten, wenn die Weite des auf dem SLM 20 angezeigten Hologrammmusters z. B. A ist, dann wird das Schreiblicht, welches Hologrammmusterinformationen enthält, in Längsrichtung verzerrt und seine Länge wird Acosθ. Somit wurde es klar, dass das durch Fouriertransformation dieses durch einen Faktor cosθ modifizierten modulierten Lichtes erhaltene optische Bild, wie in 5B gezeigt, in Längsrichtung je nach dem Einstrahlwinkel θ gestreckt ist, verglichen mit dem in 5A gezeigten gewünschten optischen Bild.
  • Um das optische Bild präzise auf die Probe T einzustrahlen und den Verzerrungseffekt zu verhindern, wird in einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform die Struktur der Hologrammmusterschreibeinrichtung 40 und insbesondere die des elektrischen Signalgenerators zum Schreiben 43 verbessert.
  • In anderen Worten, der elektrischer Signalgenerator zum Schreiben 43 hat eine Struktur, welche ein korrektes Bild erzeugt, bestehend aus dem zurzeitig auf der Probe T projezierten optischen Bild modifiziert mit einem Faktor 1/cosθ in Längsrichtung, und erlaubt, ein zu diesem korrigierten Bild zugehöriges Hologrammmuster zu erhalten und auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 anzuzeigen. Somit, wenn die Breite des optischen Bildes, von dem tatsächlich gewünscht ist, dass es auf die Probe T projeziert werden soll, als B festgesetzt ist, hat der elektrische Signalgenerator zum Schreiben 43 eine Struktur, die ein korrigiertes Bild mit der Breite B/cosθ erzeugt, und erlaubt, ein zu diesem korrigiertem Bild zugehöriges Hologrammmuster zu finden und auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 anzuzeigen.
  • Ein Beispiel eines Aufbaus eines elektrischen Signalgenerators zum Schreiben 43 zur Erzeugung dieses Hologrammmusters ist im Schaltdiagramm von 6 angezeigt. Wie in der Figur gezeigt, wird das optische Bild durch Eingabe von Informationen über das optische Bild, welches tatsächlich auf der Probe T projiziert werden soll, in den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 in dem ersten Rechner 43a erzeugt. Danach wird ein korrigiertes Bild mit der mit dem Faktor 1/cosθ modifizierten Breite dieses optischen Bildes durch den Multiplikationsrechner 43b erzeugt. Danach wird ein zu dem korrigierten Bild zugehöriges Hologrammmuster durch den zweiten Rechner 43c gefunden und das Resultat auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 angezeigt.
  • Es ist für den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 akzeptabel, das zu dem gewünschten optischen Bild zugehörige Hologrammmuster jedesmal durch Berechnungen zu finden, es ist aber genauso akzeptabel, wenn der elektrische Signalgenerator zum Schreiben 43 zu dem gewünschten optischen Bild gehörende Hologrammmusterdaten erhält, die vorher (unter Berücksichtigung der Verzerrung) angefertigt und in einer Speichereinrichtung wie ein Speicher gespeichert wurden, und auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 abbildet. Auf diese Weise kann der elektrische Signalgenerator zum Schreiben 43 ein Hologrammmuster nur durch Lesen von in einer Speichereinrichtung gespeicherten Hologrammmusterdaten auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 anzeigen. In anderen Worten, da der Aufwand zur Erzeugung eines Hologrammmusters aus dem gewünschten optischen Bild beseitigt werden kann, ist es möglich, Hologrammmuster in dem SLM 20 in Videogeschwindigkeit zu schreiben.
  • Auf diese Weise hat, bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform, die Hologrammmusterschreibeinrichtung 40 eine Struktur, welche das Schreiben von einem korrigierten Bild, welches aus dem gewünschten optischen Bild modifiziert mit einem Faktor von 1/cosθ in Längsrichtung besteht, zugeordneten Hologrammmustern in den SLM 20 erlaubt, wann immer das gewünschte optische Bild auf die Probe T aufgestrahlt werden soll.
  • Als Konsequenz wird, selbst wenn das Leselicht, welches die Bild-Hologrammmusterinformationen enthält, reflektiert vom SLM 20, verzerrt wird und somit durch einen Faktor cosθ in Längsrichtung modifiziert wird, weil das Hologrammmuster selbst zu einem korrigierten optischen Bild gehört, welches das gewünschte Bild modifiziert mit einem Faktor 1/cosθ in Längsrichtung ist, als Ergebnis der Verzerrungseffekt aufgehoben. Als ein Ergebnis kann durch Fouriertransformation des Leselichtes, welche die Bild-Hologrammmusterinformationen enthält, mit Hilfe der Fourierlinse 60 und Aufstrahlen des Lichtes das gewünschte optische Bild präzise in eine genaue Position auf der Probe T aufgestrahlt werden.
  • Da Überlegungen für den Fall des Einstrahlens von Leselicht in einem spezifischen Einstrahlwinkel θ innerhalb der Normalebene angestellt wurden, waren innerhalb dieser Ausführungsform die in den SLM 20 eingestrahlten Hologrammmuster solche, die zu einem korrigierten Bild gehörten, welches das gewünschte optische Bild mit einer Modifikation von 1/cosθ in Längsrichtung, aber ohne Modifikation in Querrichtung darstellte. Im Kontrast dazu, wird im Fall, dass das Leselicht in einem wählbaren Winkel zu der Einstrahlfläche 20a eingestrahlt wird, die Einstrahlrichtung des Leselichtes in eine Längsrichtung und Querrichtung aufgeteilt, mit einem Einstrahlwinkel α in Längsrichtung und β in Querrichtung. Dann ist es vorteilhaft, wenn der elektrische Signalgenerator zum Schreiben 43 eine Struktur besitzt, dass Hologrammmuster in den SLM 20 geschrieben werden können, die zu einem korrigierten Bild gehören, welches das gewünschte optische Bild modifiziert mit einem Faktor 1/cosα in Längs- und 1/cosβ in Querrichtung darstellt. Wenn dies getan wird, wird es möglich, das gewünschte Bild auf die vorgesehene Stelle der Probe T mit guter Präzision zu projizieren, egal aus welcher Richtung das Leselicht auf die Einstrahloberfläche des SLM 20 eingestrahlt wird.
  • Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die 7, 8A und 8B beschrieben. Es sei angemerkt, dass Elemente, die mit Elementen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gleich sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und wiederholende Beschreibungen weggelassen wurden.
  • Mit einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform wird moduliertes Licht, welches durch in den SLM 20 eingeschriebene Hologrammmuster phasenmoduliert wurde, durch die Fourierlinse 60 Fourier-transformiert und in das gewünschte optische Bild abgebildet, welches dann auf die Probe T aufgestrahlt wird. Jedoch, wenn moduliertes Licht, welches durch Hologrammmuster phasenmoduliert wurde, Fourier-transformiert wird, erscheint Licht nullter Ordnung in der Fourierebene. Somit wird zusätzlich zum gewünschten Muster Licht nullter Ordnung auf das zu bearbeitende Ziel T aufgestrahlt und somit besteht die Gefahr, dass unerwünschte Regionen des Ziels zur selben Zeit bearbeitet werden.
  • Um damit umzugehen, ist die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer im Lichtpfad von der Fourierlinse 60 zur Probe T angeordneten Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 versehen ist, um Licht nullter Ordnung auszuschalten. Mit anderen Worten, bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, ist die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 direkt vor der Probe T im Lichtpfad des Leselichts von der Fourierlinse 60 zur Probe T angeordnet, um Licht nullter Ordnung auszuschalten, welches aus der Fouriertransformation des phasenmodulierten Leselichtes resultiert. Weil, wie in 8a gezeigt, das Licht nullter Ordnung 72 an bestimmten Positionen auf der Fläche der zu bearbeitenden Probe T auftritt, ist die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 so angeordnet und gesichert, wie in 8B zu sehen, dass nur Licht nullter Ordnung 72 ausgeschnitten wird, ohne das gewünschte Bild 74 zu stören.
  • Es sei angemerkt, dass das Material und die Struktur der Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 frei gewählt werden können, solange diese in der Lage sind, Licht nullter Ordnung auszuschneiden. Zum Beispiel kann die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 aus einer Metallplatte oder aus einer Glasplatte mit aufgedampftem Metallüberzug etc. bestehen.
  • Weil die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform eine auf diese Weise im Lichtpfad des Leselichts von der Fourierlinse 60 zur Probe T angeordnete Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 umfasst, um Licht nullter Ordnung auszuschalten, kann das Licht nullter Ordnung, welches aus der Fouriertransformation des durch den SLM 20 phasenmodulierten Leselichtes resultiert, ausgeschnitten werden. Somit wird nur das gewünschte optische Bild auf die Probe T aufgestrahlt und die Bearbeitung ungewünschter Regionen durch Licht nullter Ordnung kann verhindert werden.
  • Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Es sei angemerkt, dass Elemente, die mit Elementen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gleich sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und wiederholende Beschreibungen weggelassen wurden.
  • Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der der dritten Ausführungsform dadurch, dass sie eine Bildlinse 80 zum Abbilden des Leselichts, welches durch die Fourierlinse 60 Fourier-transformiert wurde, auf einer dafür vorgesehenen Oberfläche der Probe T sowie eine auf dem Lichtpfad von der Fourierlinse 60 zur Bildlinse 80 angeordnete Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 zum Ausschneiden von Licht nullter Ordnung besitzt.
  • Mit anderen Worten wurde bei der dritten Ausführungsform das Leselicht durch die Fourierlinse 60 Fourier-transformiert und ein Bild und das Licht nullter Ordnung wurde direkt auf der Fläche der anhand des gewünschten optischen Bildes zu bearbeitenden Probe T abgebildet, und dieses Licht nullter Ordnung wurde durch die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 mit einer Position direkt vor der Probe T ausgeschnitten. Im Gegensatz dazu wird bei dieser Ausführungsform zuerst das von der Fourierlinse 60 Fouriertransformierte Leselicht abgebildet und Licht nullter Ordnung durch die Maskierplatte 70 ausgeschnitten. Danach wird mit Hilfe der Bildlinse 80 nur das gewünschte optische Bild auf der zu bearbeitenden Probe T aufgestrahlt. Da das Licht nullter Ordnung bei einer spezifischen Position auftritt, ist es vorteilhaft, die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 im Brennpunkt des von der Fourierlinse 60 Fourier-transformierten Leselichtes anzuordnen. Es ist genauso vorteilhaft, sie vorher so anzuordnen, dass nur die Regionen, wo Licht nullter Ordnung auftritt, ausgeschnitten werden und dort zu sichern.
  • Die Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform ist in dieser Weise mit einer Bildlinse 80 ausgestattet, um das von der Fourierlinse 60 Fouriertransformierte Leselicht auf der dafür vorgesehenen Oberfläche der Probe T abzubilden. Weil die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 im Lichtpfad von der Fourierlinse 60 zur Bildlinse 80 angeordnet ist, kann das aus der Fouriertransformation des durch den SLM 20 phasenmodulierten Leselichtes resultierende Licht Nullter Ordnung ausgeschnitten und nur das gewünschte optische Bild auf der zu bearbeitenden Probe T aufgestrahlt werden. Somit kann die Gefahr der Bearbeitung ungewünschter Regionen aufgrund von Licht Nullter Ordnung verhindert werden
  • Speziell bei dieser Ausführungsform kann, weil die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 im Lichtpfad von der Fourierlinse 60 zur Bildlinse 80 angeordnet und dort gesichert ist, die Arbeit zum Aufstellen der Vorrichtung 10 gegenüber dem Fall, wenn die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung genau vor der Probe T aufgestellt und gesichert werden muss, vereinfacht werden.
  • Im Folgenden wird eine fünfte Ausführungsform der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Es sei angemerkt, dass Elemente, die mit Elementen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gleich sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und wiederholende Beschreibungen weggelassen wurden.
  • Bei den Laserlichtbearbeitungsvorrichtungen gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, wenn ein gewünschtes Muster auf der Fläche der zu bearbeitenden Probe T, welche sich in der gewünschten Position befand, ausgebildet wurde. Jedoch wird es nicht immer der Fall sein, dass die eingestellte Position der Probe T fixiert ist. Im Fall, dass sich die Position der Probe T von der gewünschten Position verschiebt, besteht die Gefahr, dass, wenn ein Muster in der Annahme, dass sich die Probe T in der gewünschten Position befindet, aufgestrahlt wird, das Muster auf der Fläche der Probe T vergrößert, verkleinert, verzerrt, etc. sein kann und sich somit die Präzision der Maschine verringert.
  • Bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform wird, diese Probleme im Blick, zusätzlich eine Objektpositionserkennungseinrichtung vorgesehen, um Positionsinformationen der Probe T zu gewinnen, wie in 10 gezeigt. Diese Objektpositionserkennungseinrichtung ist intern mit einer Laserentfernungsmessungseinrichtung 90 ausgestattet, welche ein Photoemittierelement 92 wie eine Halbleiterdiode und ein Photoakzeptorelement 94 wie eine Photodiode etc. besitzt. Diese Laserentfernungsmessungseinrichtung 90 sendet einen Laserstrahl vom Photoemittierelement 92 zum Ziel T und misst, nachdem der reflektierte Strahl vom Photoakzeptorelement 94 empfangen wurde, die Position (Abstand) des Ziels. Diese Laserentfernungsmessungseinrichtung 90 ist mit dem elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 verbunden.
  • Bei dieser Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 wird die von der Laserentfernungsmessungseinrichtung 90 gemessene Positionsinformation des Ziels T an den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 gesendet. Dann wird das optische Bild, welches auf die Probe T aufgestrahlt werden soll, in den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 eingegeben. Daraufhin wird das zu diesem optischen Bild auf der Basis der Position der Probe T gehörende Hologrammmuster durch den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 gefunden und das Hologrammmuster auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 angezeigt.
  • Als nächstes wird nach der Ausstrahlung des Schreiblichtes von der Lichtquelle 41, welche sich auf der Schreiblichtseite befindet, zum Flüssigkristallbildschirm 42 die Bild-Hologrammmusterinformationen in das Schreiblicht eingeschrieben, wenn es den Flüssigkristallbildschirm passiert. Das Schreiblicht, welches die Bildinformationen besitzt, formt ein Bild auf der photoleitfähigen Schicht 24 des SLM 20 mit Hilfe der Bildlinse 44.
  • Inzwischen wird linear polarisiertes Schreiblicht von der Laserlichtquelle 51 ausgestrahlt, wobei das Schreiblicht in kollimiertes Licht durch die Linse 52 und die Kollimierlinse 53 umgewandelt wurde. Zu dieser Zeit wird das Licht auf die Lichtmodulierschicht 32 des SLM 20 als P polarisiertes Licht eingestrahlt. Das Schreiblicht, welches auf die Lichtmodulierschicht 32 einstrahlt, wird durch das Hologrammmuster phasenmoduliert von der Spiegelschicht 25 reflektiert und von der Oberfläche wieder ausgesandt.
  • Dann, durch Abbildung dieses phasenmodulierten Schreiblichtes durch Fouriertransformation bei der Fourierlinse 60, wird das gewünschte optische Bild, an die Position der Probe T angepasst, auf die Probe T aufgestrahlt. Als Ergebnis werden die Teile der Probenoberfläche, auf die das Laserlicht auftrifft, verdampft oder durch die Hitze geändert und die Probe somit in gewünschter Weise bearbeitet.
  • Da eine Objektpositionserkennungseinrichtung zur Erlangung von Positionsinformationen der Probe T vorgesehen ist, wird es mit einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform möglich, an die Position der Probe T angepasste Muster zu generieren. Somit ist eine genaue Bearbeitung ohne einen Einfluss durch die Bandbreite der Positionen der Probe T möglich.
  • Im Folgenden wird eine sechste Ausführungsform der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Es sei angemerkt, dass Elemente, die mit Elementen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform gleich sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und wiederholende Beschreibungen weggelassen wurden.
  • Bei den Laserlichtbearbeitungsvorrichtungen gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, dass die Fläche der zu bearbeitenden Probe T flach ist, jedoch wird es nicht immer der Fall sein, dass die Fläche der zu bearbeitenden Probe T flach ist. Im Fall, dass ein Muster auf eine dreidimensionale Fläche der zu bearbeitenden Probe T unter der Annahme aufgestrahlt wird, dass die Oberfläche flach ist, existiert die Gefahr, dass das Muster aufgrund der Tiefen und Höhen der Fläche der zu bearbeitenden Probe T verzerrt wird und dies in verringerter Präzision der Maschine resultiert.
  • Bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform wird, diese Probleme im Blick, zusätzlich eine physische Körperformerkennungseinrichtung vorgesehen, um dreidimensionale Informationen über die Probe T zu gewinnen, wie in 11 gezeigt. Diese physische Körperformerkennungseinrichtung ist mit zwei Bilderfassungsvorrichtungen 100 und 102 ausgestattet, die jeweils Bilder der Probe T erfassen können. Diese Bilderfassungsvorrichtungen 100 und 102 sind im wesentlichen symmetrisch zur Lichtachse von der Bildlinse 80 zur Probe T aufgestellt und beide mit dem elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 verbunden.
  • Bei dieser Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 werden die von den Bilderfassungsvorrichtungen 100 und 102 erfassten Stereobilder der Probe T jeweils an den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 gesendet. Dann wird der Zusammenhang zwischen Pixeln der beiden von dem Paar der Bilderfassungsvorrichtungen 100 und 102 erfassten Bildern gefunden und die Menge an Pixelverschiebungen zusammenhängender Punkte (das ist die Parallax) berechnet und, durch Dreiecksaufnahme die Distanz zum Ziel berechnet. Dadurch können dreidimensionale Informationen, wie Höhen und Tiefen für die Probe T berechnet werden und somit die Kenntnis der dreidimensionalen Form der Probe T erreicht werden. Es sei angemerkt, dass mit der Laserbearbeitungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform die Bilderfassungsvorrichtungen 100 und 102, weil sie als Körperformerkennungseinrichtungen agieren, auch Positionsinformationen über das Ziel T erhalten können und somit auch als Objektpositionserkennungseinrichtungen fungieren können.
  • Dann wird, indem das optische Bild, welches auf die Probe T aufgestrahlt werden soll, in den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 eingegeben wird, daraufhin das zu diesem optischen Bild auf der Basis der dreidimensionalen Form der Probe T gehörende Hologrammmuster durch den elektrischen Signalgenerator zum Schreiben 43 gefunden und das Hologrammmuster auf dem Flüssigkristallbildschirm 42 angezeigt.
  • Als nächstes wird nach der Ausstrahlung des Schreiblichtes von der Lichtquelle 41, welche sich auf der Schreiblichtseite befindet, zum Flüssigkristallbildschirm 42 die Bild-Hologrammmusterinformationen in das Schreiblicht eingeschrieben, wenn es den Flüssigkristallbildschirm passiert. Das Schreiblicht, welches die Bildinformationen besitzt, formt ein Bild auf der photoleitfähigen Schicht 24 des SLM 20 mit Hilfe der Bildlinse 44.
  • Inzwischen wird linear polarisiertes Schreiblicht von der Laserlichtquelle 51 ausgestrahlt, wobei das Schreiblicht in kollimiertes Licht durch die Linse 52 und die Kollimierlinse 53 umgewandelt wurde. Zu dieser Zeit wird das Licht auf die Lichtmodulierschicht 32 des SLM 20 als P polarisiertes Licht eingestrahlt. Das Schreiblicht, welches auf die Lichtmodulierschicht 32 einstrahlt, wird durch das Hologrammmuster phasenmoduliert von der Spiegelschicht 25 reflektiert und von der Oberfläche wieder ausgesandt.
  • Dann, nachdem dieses phasenmodulierte Licht durch die Fourierlinse 60 Fouriertransformiert wird und Licht nullter Ordnung durch die Maskierplatte für Licht nullter Ordnung 70 ausgeschnitten wurde, wird das gewünschte optische Bild durch die Bildlinse 80 abgebildet. Dadurch wird das gewünschte optische Bild auf die dreidimensionale Oberfläche der Probe T angepasst an die Form der Probe T aufgestrahlt. Als Ergebnis werden die Teile der Probenoberfläche, auf die das Laserlicht auftrifft, verdampft oder durch die Hitze geändert und die Probe somit in gewünschter Weise bearbeitet.
  • Da sie mit einer physische Körperformerkennungseinrichtung zur Erlangung von dreidimensionalen Informationen über die Probe T vorgesehen ist, wird es mit einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform möglich, ein an die Form der Probe T angepasstes Muster zu generieren und Verzerrungen des aufgestrahlten Musters auf der Oberfläche der Probe T zu vermeiden und es somit möglich zu machen, jedwede Verminderung der Maschinenpräzision zu vermeiden. Es sei angemerkt, dass zur Aufstrahlung des gewünschten Musters auf die zu bearbeitende Probe T mit einer dreidimensionalen Form, die in der Patentanmeldung JP H11-6981 A offengelegte Technik benutzt werden kann.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Mit einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung der Ausnutzungseffizienz des Leselichts zu erwarten. Somit ist eine Miniaturisierung der Laserlichtstrahleinrichtung und der Laserlichtbearbeitungsvorrichtung selbst möglich. Zusätzlich ist bei einer Laserlichtbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund der hohen Freiheitsgrade in bezug auf die zu bearbeitenden Muster möglich, Ziele mit einer großen Bandbreite an Mustern zu bearbeiten.

Claims (8)

  1. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung, beinhaltend: einen räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp; eine Hologrammmusterschreibeinrichtung, um in den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp ein zu einem auf ein Ziel zu strahlendes optisches Bild gehörendes Hologrammmuster einzuschreiben; eine Laserlichtstrahleinrichtung um Leselicht auf den räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp in einem Einstrahlwinkel θ einzustrahlen; und eine Fourierlinse zur Durchführung einer Fouriertransformation des von dem räumlichen Lichtmodulator vom Reflektionstyp phasenmodulierten Leselichtes, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtstrahleinrichtung auf einer Einstrahlachse um einen Einstrahlwinkel θ zu einer Normallinie der mit Leselicht zu bestrahlenden Einstrahlfläche des räumlichen Lichtmodulators vom Reflektionstyp geneigt vorgesehen ist und die Fourierlinse auf einer Reflektionsstrahlachse um einen Reflektionswinkel ϕ, wobei der Reflektionswinkel ϕ gleich dem Einstrahlwinkel θ ist, relativ zur Normallinie innerhalb einer Ebene mit der Normallinie und der Einstrahlachse geneigt platziert ist, die Laserlichtstrahleinrichtung P-polarisiertes Licht als Leselicht zur Einstrahlfläche des räumlichen Lichtmodulators in einem Einstrahlwinkel θ strahlt, der Lichtmodulator vom Reflektionstyp Flüssigkristalle als lichtmodulierendes Material verwendet, deren Orientierungsrichtung sich innerhalb einer Normalebene in Abhängigkeit von der angelegten Spannung je nach Pixelposition ändert, welche Normalebene die Achse des einstrahlenden Lichts, die Achse des ausgestrahlten Lichts und eine zum Spiegel normale Linie umfasst, und die Fourierlinse das optische Bild auf dem Ziel abbildet.
  2. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, zusätzlich beinhaltend eine Bühne zur Positionierung des Ziels.
  3. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern von zu einem auf das Ziel zu strahlendem optischen Bild gehörenden Hologrammmustern beinhaltet.
  4. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 3, wobei die Hologrammmusterschreibeinrichtung einen elektrischen Signalgenerator zum Schreiben hat, dass ein zu einem korrigierten Bild, erhalten durch Modifikation des gewünschten optischen Bildes mit einem Faktor von 1/cosθ in eine bestimmte Richtung, um den Distorsionseffekt des Leselichts einfallend in den Lichtmodulator vom Reflektionstyp bei einem Einstrahlwinkel θ aufzuheben, gehörendes Hologrammmuster in den räumlichen Lichtmodulator vom Reflexions-Typ eingeschrieben werden kann, wenn das Bild auf dem Ziel aufgestrahlt wird.
  5. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zusätzlich beinhaltend eine Maskiereinrichtung zum Ausschneiden von Licht nullter Ordnung, vorgesehen auf dem Lichtpfad des Leselichtes zwischen der Fourierlinse und dem Ziel.
  6. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zusätzlich beinhaltend eine Bildlinse zum Anzeigen des von der Fourierlinse Fourier-transformierten Schreiblichtes auf einer dafür vorgesehenen Oberfläche des Ziels und eine Maskiereinrichtung, welche auf dem Lichtpfad des Schreiblichtes, der sich von der Fourierlinse zu dem Ziel erstreckt, platziert ist, zum Ausschneiden von Licht nullter Ordnung.
  7. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich beinhaltend Objektpositionserkennungseinrichtungen um Positionsinformationen des Ziels zu erhalten, wobei die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine Struktur besitzt, die die Erzeugung eines der Position des Ziels, basierend auf den von den Objektpositionserkennungseinrichtungen erhaltenen Positionsinformationen über das Ziel, zugeordneten Hologrammmusters erlaubt.
  8. Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich beinhaltend physische Körperformerkennungseinrichtungen um dreidimensionale Informationen über das Ziel zu erhalten, wobei die Hologrammmusterschreibeinrichtung eine Struktur besitzt, die die Erzeugung eines der Form des Ziels, basierend auf den von den physische Körperformerkennungseinrichtungen erhaltenen dreidimensionalen Informationen über das Ziel, zugeordneten Hologrammmusters erlaubt.
DE10085411.7T 2000-01-19 2000-12-25 Laserlichtbearbeitungsvorrichtung mit einem räumlichen Lichtmodulator Expired - Lifetime DE10085411B3 (de)

Applications Claiming Priority (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10865A JP2000215766A (ja) 1999-01-21 2000-01-19 モニタリング診断装置
JP2000010853 2000-01-19
JP2000-10853 2000-01-19
JP2000010852 2000-01-19
JP2000-10852 2000-01-19
JP2000-10856 2000-01-19
JP2000-319594 2000-10-19
JP2000319584A JP3980822B2 (ja) 2000-01-19 2000-10-19 画像投射装置および画像投射方法
JP2000-319584 2000-10-19
JP2000319594A JP3990534B2 (ja) 2000-01-19 2000-10-19 レーザ加工装置
JP2000-327386 2000-10-26
JP2000327386A JP2001272636A (ja) 2000-01-19 2000-10-26 レーザ加工装置
PCT/JP2000/009192 WO2001053876A1 (en) 2000-01-19 2000-12-25 Laser machinning device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10085411T1 DE10085411T1 (de) 2002-12-19
DE10085411B3 true DE10085411B3 (de) 2017-03-02

Family

ID=27554710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10085411.7T Expired - Lifetime DE10085411B3 (de) 2000-01-19 2000-12-25 Laserlichtbearbeitungsvorrichtung mit einem räumlichen Lichtmodulator

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6710292B2 (de)
AU (1) AU2001222241A1 (de)
DE (1) DE10085411B3 (de)
WO (1) WO2001053876A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017008454A1 (de) * 2017-09-10 2019-03-14 Keming Du Anordnung zur Erzeugung von räumlich und zeitlich adressierbaren Strahlungsfeldern hoher Leistung/Energie

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ125999A0 (en) * 1999-06-28 1999-07-22 Securency Pty Ltd Method of producing a diffractive structure in security documents
JP2001299941A (ja) * 2000-04-27 2001-10-30 Hamamatsu Photonics Kk レーザ治療装置
GB0121308D0 (en) 2001-09-03 2001-10-24 Thomas Swan & Company Ltd Optical processing
GB0213809D0 (en) * 2002-06-15 2002-07-24 Brocklehurst John R Dynamic shaping of laser beams
US20080239419A1 (en) * 2004-03-31 2008-10-02 Akihiro Tachibana Hologram Reproduction Apparatus and Hologram Reproduction Method
HUP0401338A2 (en) * 2004-06-29 2006-02-28 Optimal Optik Kft Optical mead and multiplexing methods for reflection type holographic storage
JP4664031B2 (ja) * 2004-08-31 2011-04-06 浜松ホトニクス株式会社 光パターン形成方法および装置、ならびに光ピンセット装置
EP1630588B1 (de) * 2004-08-31 2011-10-12 Hamamatsu Photonics K.K. Methode zur Bildung eines optischen Musters, optisches Muster Formationssystem und optische Pinzette
CA2656048C (en) * 2006-06-19 2014-09-09 Danmarks Tekniske Universitet Light beam generation
JP2008216579A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Olympus Corp ホログラフィックプロジェクション方法及びホログラフィックプロジェクション装置
JP5312748B2 (ja) * 2007-03-02 2013-10-09 オリンパス株式会社 ホログラフィックプロジェクション方法及びホログラフィックプロジェクション装置
DE112008003101T5 (de) 2007-11-14 2010-10-14 Hamamatsu Photonics K.K., Hamamatsu Laser-Bearbeitungsvorrichtung und Laser-Bearbeitungsverfahren
EP2335862B1 (de) * 2008-08-26 2016-10-19 Hamamatsu Photonics K.K. Laserbearbeitungsvorrichtung und laserbearbeitungsverfahren
JP5254761B2 (ja) * 2008-11-28 2013-08-07 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
ES2393896B1 (es) * 2009-06-10 2013-11-11 Easy Laser S.L. Sistema de proyección de imágenes por láser aplicable al marcaje de objetos y método para la generación de hologramas.
JP2012037572A (ja) 2010-08-03 2012-02-23 Hamamatsu Photonics Kk レーザ光整形及び波面制御用光学系
GB2499579B (en) * 2012-02-07 2014-11-26 Two Trees Photonics Ltd Lighting device
GB2504970A (en) 2012-08-15 2014-02-19 Swan Thomas & Co Ltd Optical device and methods to reduce cross-talk
JP6272145B2 (ja) 2014-05-29 2018-01-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
EP3164828B1 (de) 2014-07-01 2018-08-29 Qiova Mikrobearbeitungsverfahren und -system zur strukturierung eines materials und verfahren zur verwendung solch eines mikrobearbeitungssystems
CN105448681B (zh) * 2014-07-04 2018-11-09 上海微电子装备(集团)股份有限公司 激光退火装置
FR3026940B1 (fr) * 2014-10-08 2021-09-03 Univ Jean Monnet Dispositif et procede pour la decoupe d'une cornee ou d'un cristallin
JP6689646B2 (ja) * 2016-04-01 2020-04-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
US11031751B2 (en) 2016-08-10 2021-06-08 Hamamatsu Photonics K.K. Light-emitting device
JP6747910B2 (ja) * 2016-08-10 2020-08-26 浜松ホトニクス株式会社 発光装置
JP6747922B2 (ja) * 2016-09-07 2020-08-26 浜松ホトニクス株式会社 半導体発光素子及び発光装置
US10734786B2 (en) 2016-09-07 2020-08-04 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light emitting element and light emitting device including same
US11637409B2 (en) 2017-03-27 2023-04-25 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-emitting module and control method therefor
US11646546B2 (en) 2017-03-27 2023-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light emitting array with phase modulation regions for generating beam projection patterns
JP6959042B2 (ja) 2017-06-15 2021-11-02 浜松ホトニクス株式会社 発光装置
DE112018006285T5 (de) 2017-12-08 2021-01-28 Hamamatsu Photonics K.K. Lichtemittierende vorrichtung und herstellungsverfahren dafür
WO2019235535A1 (ja) 2018-06-08 2019-12-12 浜松ホトニクス株式会社 発光素子
CN114517291A (zh) * 2020-11-20 2022-05-20 赫智科技(苏州)有限公司 一种空间分辨的光诱导增材制造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0152186A2 (de) * 1984-02-07 1985-08-21 Stc Plc Optische Korrelationsvorrichtung
EP0153147A2 (de) * 1984-02-16 1985-08-28 International Standard Electric Corporation Kohärenter lichtoptischer Prozessor
JPS6244718A (ja) * 1985-08-23 1987-02-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd パタ−ン露光装置
US5132811A (en) * 1989-08-10 1992-07-21 Seiko Instruments Inc. Holographic operating optical apparatus
US5187598A (en) * 1991-08-26 1993-02-16 United Technologies Corporation Optical processor for pulse train identification
JPH0577067A (ja) * 1991-09-17 1993-03-30 Hitachi Ltd レーザ加工装置およびレーザ加工方法
US5233554A (en) * 1990-09-10 1993-08-03 United Technologies Corporation Programmable optical correlator
JPH06208088A (ja) * 1993-01-08 1994-07-26 Seiko Epson Corp 光刻印装置
EP0840159A2 (de) * 1996-11-01 1998-05-06 Hamamatsu Photonics K.K. Bilderzeugungsgerät
JPH116981A (ja) * 1997-06-18 1999-01-12 Hamamatsu Photonics Kk 光学像投影装置、光学像読取装置および化学合成器
DE69131061T2 (de) * 1990-06-05 1999-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Verfahren und Gerät zur optischen Informationsverarbeitung mit Verwendung vom zu einem Computer erzeugten Hologramm

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0820916B2 (ja) * 1989-09-25 1996-03-04 セイコー電子工業株式会社 光学的座標変換装置
JP2711194B2 (ja) 1991-09-30 1998-02-10 三菱電機株式会社 露光装置
US6130009A (en) * 1994-01-03 2000-10-10 Litel Instruments Apparatus and process for nozzle production utilizing computer generated holograms
JP3110609B2 (ja) 1994-04-28 2000-11-20 松下電子工業株式会社 ガス放電型表示装置およびその駆動方法
US5523543A (en) * 1994-09-09 1996-06-04 Litel Instruments Laser ablation control system and method
JPH09207343A (ja) * 1995-11-29 1997-08-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工方法
CA2761346A1 (en) * 1996-11-15 1998-05-22 Marsupial Holdings, Inc. In-line holographic mask for micromachining

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0152186A2 (de) * 1984-02-07 1985-08-21 Stc Plc Optische Korrelationsvorrichtung
EP0153147A2 (de) * 1984-02-16 1985-08-28 International Standard Electric Corporation Kohärenter lichtoptischer Prozessor
JPS6244718A (ja) * 1985-08-23 1987-02-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd パタ−ン露光装置
US5132811A (en) * 1989-08-10 1992-07-21 Seiko Instruments Inc. Holographic operating optical apparatus
DE69131061T2 (de) * 1990-06-05 1999-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Verfahren und Gerät zur optischen Informationsverarbeitung mit Verwendung vom zu einem Computer erzeugten Hologramm
US5233554A (en) * 1990-09-10 1993-08-03 United Technologies Corporation Programmable optical correlator
US5187598A (en) * 1991-08-26 1993-02-16 United Technologies Corporation Optical processor for pulse train identification
JPH0577067A (ja) * 1991-09-17 1993-03-30 Hitachi Ltd レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JPH06208088A (ja) * 1993-01-08 1994-07-26 Seiko Epson Corp 光刻印装置
EP0840159A2 (de) * 1996-11-01 1998-05-06 Hamamatsu Photonics K.K. Bilderzeugungsgerät
JPH10186283A (ja) * 1996-11-01 1998-07-14 Hamamatsu Photonics Kk 画像形成装置
JPH116981A (ja) * 1997-06-18 1999-01-12 Hamamatsu Photonics Kk 光学像投影装置、光学像読取装置および化学合成器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017008454A1 (de) * 2017-09-10 2019-03-14 Keming Du Anordnung zur Erzeugung von räumlich und zeitlich adressierbaren Strahlungsfeldern hoher Leistung/Energie
DE102017008454B4 (de) 2017-09-10 2019-05-02 Keming Du Anordnung zur Erzeugung von räumlich und zeitlich adressierbaren Strahlungsfeldern hoher Leistung/Energie

Also Published As

Publication number Publication date
US6710292B2 (en) 2004-03-23
US20030010763A1 (en) 2003-01-16
WO2001053876A1 (en) 2001-07-26
AU2001222241A1 (en) 2001-07-31
DE10085411T1 (de) 2002-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10085411B3 (de) Laserlichtbearbeitungsvorrichtung mit einem räumlichen Lichtmodulator
DE60018603T2 (de) Holographischer drucker
DE69732042T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur erzeugung eines diffraktiven elements unter verwendung einer flüssigkristallanzeige
DE69222113T2 (de) Optische vorrichtung und optisches bearbeitungssystem unter verwendung der optischen vorrichtung
DE69128771T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur transversalen Positionsmessung für Nah-Abstand-Lithographiesysteme
DE2820965C2 (de)
DE112008002148T5 (de) Vorrichtung zum dreidimensionalen Messen und Leiterplatinen-Untersuchungsvorrichtung
DE3888876T2 (de) Belichtungsvorrichtung.
DE2651430A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausrichten eines maskenmusters in bezug auf ein substrat
DE102010000122A1 (de) Vorrichtung zum dreidimensionalen Messen
DE10297658T5 (de) Verfahren und System zum Reparieren defekter Photomasken
WO2019076572A1 (de) Belichtungsvorrichtung zum aufnehmen eines hologramms, verfahren zum aufnehmen eines hologramms und verfahren zum steuern einer belichtungsvorrichtung zum aufnehmen eines hologramms
DE10243559A1 (de) Optische Belichtungsvorrichtung und Belichtungsverfahren
EP1377880B1 (de) Lithograph und mikroskop mit eindimensionaler triggermaske und verfahren zum herstellen digitaler hologramme in einem speichermedium
DE10116058A1 (de) Lithograph mit Strahlführung und Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium
DE2047316A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Er zeugen einer Anordnung diskreter Be reiche mit einer Photolackschicht
DE112013005399B4 (de) Lichtmodulationsvorrichtung
DE69023820T2 (de) Holographisches optisches Gerät.
DE1549625A1 (de) Anordnung zur Differentiation von Lichtmustern
DE2320521A1 (de) Optisches beugungssystem
DE2441288C2 (de) Korpuskularstrahlmikroskop, insbesondere elektronenmikroskop, mit verstelleinrichtungen zur aenderung der lage des abzubildenen objekts oder des objektbildes
DE1572868A1 (de) Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Abbildungen
DE3933065C2 (de)
DE1922388A1 (de) Einrichtung zur Erzeugung eines Bildrasters aus mehreren identischen Abbildungen
DE2515373A1 (de) Holographische speichervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: GROSSE, BOCKHORNI, SCHUMACHER, 81476 MUENCHEN

8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R071 Expiry of right