CN117500631A - 激光加工装置、激光加工方法和电子器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

激光加工装置对在加工面配置有树脂层的被加工物照射通过在一对放电电极间进行放电激励而输出的激光，而在被加工物形成孔，其中，该激光加工装置具有：激光装置，其输出第1发散角比第2发散角大的激光，该第1发散角是一对放电电极间的放电方向的发散角，该第2发散角是相对于放电方向和激光的行进方向垂直的方向的发散角；转印掩模，其形成转印图案；导入光学系统，其用于将激光引导至转印掩模；投影光学系统，其使转印图案成像于树脂层；以及发散角调整光学系统，其被配置于激光的光路上，进行调整以使第1发散角与第2发散角之差变小。

Description

激光加工装置、激光加工方法和电子器件的制造方法
技术领域
本公开涉及激光加工装置、激光加工方法和电子器件的制造方法。
背景技术
近年来，在半导体曝光装置中，随着半导体集成电路的微细化和高集成化，要求分辨率的提高。因此，从曝光用光源发射的光的短波长化得以发展。例如，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长大约为248.0nm的激光的KrF准分子激光装置、以及输出波长大约为193.4nm的激光的ArF准分子激光装置。
KrF准分子激光装置和ArF准分子激光装置的自然振荡光的谱线宽度较宽，大约为350pm～400pm。因此，在利用使KrF和ArF激光这种紫外线透过的材料构成投影透镜时，有时产生色差。其结果，分辨率可能降低。因此，需要将从气体激光装置输出的激光的谱线宽度窄带化到能够无视色差的程度。因此，在气体激光装置的激光谐振器内，为了使谱线宽度窄带化，有时设置有包含窄带化元件(标准具、光栅等)的窄带化模块(Line NarrowingModule：LNM)。下面，将谱线宽度被窄带化的气体激光装置称为窄带化气体激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-186185号公报
专利文献2：美国专利第9168614号说明书
专利文献3：日本特开2017-51990号公报
专利文献4：日本特开平10-314965号公报
发明内容
本公开的1个观点的激光加工装置对在加工面配置有树脂层的被加工物照射通过在一对放电电极间进行放电激励而输出的激光，而在被加工物形成孔，其中，该激光加工装置具有：激光装置，其输出第1发散角比第2发散角大的激光，该第1发散角是一对放电电极间的放电方向的发散角，该第2发散角是相对于放电方向和激光的行进方向垂直的方向的发散角；转印掩模，其形成转印图案；导入光学系统，其用于将激光引导至转印掩模；投影光学系统，其使转印图案成像于树脂层；以及发散角调整光学系统，其被配置于激光的光路上，进行调整以使第1发散角与第2发散角之差变小。
本公开的1个观点的激光加工方法对在加工面配置有树脂层的被加工物照射通过在一对放电电极间进行放电激励而输出的激光，而在被加工物形成孔，其中，该激光加工方法具有以下工序：被加工物设置工序，将配置有树脂层的被加工物设置于移动台的载台；转印定位工序，进行转印位置与被加工物之间的相对定位，以使转印位置和树脂层的表面一致；激光输出工序，对配置有树脂层的被加工物输出第1发散角比第2发散角大的激光，该第1发散角是一对放电电极间的放电方向的发散角，该第2发散角是相对于放电方向和激光的行进方向垂直的方向的发散角；导入光学工序，将激光引导至转印掩模；转印图案形成工序，形成转印图案；转印成像工序，使转印图案成像于树脂层；以及发散角调整工序，将第1发散角与第2发散角之差调整为较小。
本公开的1个观点的电子器件的制造方法具有以下工序：第1结合工序，使中介层和集成电路芯片结合而彼此电连接；以及第2结合工序，使中介层和电路基板结合而彼此电连接，中介层包含形成有多个贯通孔的绝缘性的基板和被设置于该多个贯通孔内的导电体，多个贯通孔通过如下的激光加工方法来形成：在被照射到绝缘性的基板的多个激光各自的照射位置形成孔，该绝缘性的基板在加工面配置有树脂层，激光加工方法包含以下步骤：生成第1发散角比第2发散角大的激光，该第1发散角是一对放电电极间的放电方向的发散角，该第2发散角是相对于放电方向和激光的行进方向垂直的方向的发散角，在针对该激光减小第1发散角与第2发散角之差后，使激光成像于树脂层，在绝缘性的基板形成贯通孔。
附图说明
下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。
图1概略地示出比较例的激光加工装置的结构。
图2是示出激光加工顺序的流程图。
图3是示出激光加工的处理顺序的流程图。
图4示出被照射到转印掩模的激光的射束形状。
图5示出被照射到转印掩模的激光的第1发散角和第2发散角的一例。
图6示出激光的发散角的计测方法的一例。
图7示出透过转印掩模而入射到投影光学系统的激光的射束形状与投影有效区域之间的关系。
图8是示出通过基于比较例的激光加工装置的开孔加工在加工孔周边产生了隆起的状况的照片。
图9是示出通过基于比较例的激光加工装置的开孔加工产生了破裂的状况的照片。
图10示出使用比较例的激光加工装置在将树脂膜配置于表面而得到的被加工物中形成贯通孔的例子。
图11是示出图10所示的开孔加工中的注量与射束直径之间的关系的曲线图。
图12是示出使用比较例的激光加工装置对配置有树脂膜的被加工物进行了开孔加工的结果的照片。
图13示出针对未配置树脂膜的被加工物的开孔加工的结果和针对配置有树脂膜的被加工物的开孔加工的结果。
图14概略地示出第1实施方式的激光加工装置的结构。
图15是示出NA调整光阑的结构的图。
图16示出透过转印掩模而入射到NA调整光阑的激光的射束形状与投影有效区域之间的关系。
图17是示出第1实施方式的激光加工顺序的流程图。
图18示出使用第1实施方式的激光加工装置进行的配置有树脂膜的被加工物的激光加工的概略。
图19示出透过NA调整光阑后的激光的第1发散角与第2发散角之间的关系。
图20是示出第1实施方式的激光加工装置对配置有树脂膜的被加工物的加工中的隆起抑制效果的曲线图。
图21是示出在第1实施方式的激光加工装置对配置有树脂膜的被加工物的加工中抑制破裂的曲线图。
图22是示出使用第1实施方式的激光加工装置进行的配置有树脂膜的玻璃基板的激光加工的结果的照片。
图23是示出改善了加工孔的形状的结果的照片。
图24是示出NA调整光阑的第1变形例的图。
图25是示出NA调整光阑的第2变形例的图。
图26概略地示出第2实施方式的激光加工装置的结构。
图27示出射束宽度扩大型扩束器的结构。
图28示出射束宽度缩小型扩束器的结构。
图29示出射束宽度扩大型扩束器的结构。
图30示出射束宽度缩小型扩束器的结构。
图31示出使用射束宽度扩大型扩束器实施激光加工的动作的概略。
图32是示出被照射到转印掩模的射束形状的图。
图33示出被照射到扩束器的射束形状的NA差。
图34是示出被照射到转印掩模的射束形状的图。
图35示出使用射束宽度缩小型扩束器实施激光加工的动作的概略。
图36是示出被照射到转印掩模的射束形状的图。
图37概略地示出变形例的激光加工装置的结构。
图38是示出复眼透镜的第1结构例的立体图。
图39是示出复眼透镜的第2结构例的立体图。
图40是示出对复眼透镜照射通过扩束器将Y方向的射束宽度扩大为B2的激光L的状况的示意图。
图41是示出对投影光学系统的有效区域照射透过多点转印掩模后的激光L的状况的示意图。
图42是示出电子器件的概略结构例的示意图。
图43是示出电子器件的制造方法的流程图。
具体实施方式
<内容>
1.比较例
1.1 结构
1.2 动作
1.3 课题
2.第1实施方式
2.1 结构
2.2 动作
2.3作用/效果
2.4NA调整光阑的变形例
3.第2实施方式
3.1 结构
3.2 动作
3.3作用/效果
4.激光加工装置的变形例
4.1 结构
4.2 动作
4.3作用/效果
5.使用了本公开的激光加工装置的电子器件的制造方法
下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式示出本公开的几个例子，不限定本公开的内容。此外，各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。另外，对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。
1.比较例
1.1结构
图1概略地示出比较例的激光加工装置2的结构。另外，比较例是申请人认识到仅申请人知道的方式，不是申请人自己承认的公知例。
激光加工装置2包含激光装置3、光路管5和激光加工装置主体4作为主要结构。激光装置3和激光加工装置主体4通过光路管5来连接。下面，将与入射到被加工物41的激光的光轴方向平行的方向设为X方向、将与X方向正交的方向设为Z方向、将与X方向和Z方向正交的方向设为Y方向来进行说明。X方向对应于被加工物41的高度方向。
激光装置3包含壳体301、被配置于壳体301的内部空间的激光振荡器10、监视器模块11、光闸12和激光处理器13作为主要结构。激光装置3是使用包含氩(Ar)、氟(F2)和氖(Ne)的混合气体作为激光介质的ArF准分子激光装置。该激光装置3出射中心波长大约为193.4nm的激光。
另外，激光装置3也可以是ArF准分子激光装置以外的激光装置，例如，也可以是使用包含氪(Kr)、F2和Ne的混合气体的KrF准分子激光装置。该情况下，激光装置3出射中心波长大约为248.0nm的激光。下面，将作为激光介质的包含Ar、F2和Ne的混合气体、作为激光介质的包含Kr、F2和Ne的混合气体称为激光气体。
激光振荡器10包含激光腔21、充电器23、脉冲功率模块(PPM)24、后镜26和输出耦合镜27。图1示出从与激光的行进方向大致垂直的方向观察的激光腔21的内部结构。
激光腔21包含通过激光气体的激光介质的激励而产生光的内部空间。激光气体从未图示的激光气体供给源经由未图示的配管被供给到激光腔21的内部空间。通过激光介质的激励而产生的上述光向后述的窗口21a、21b行进。
在激光腔21的内部空间中，一对电极22a、22b彼此对置，被配置成长度方向沿着上述光的行进方向。一对电极22a、22b是用于通过辉光放电来激励激光介质的放电电极。在本例中，电极22a是阴极，电极22b是阳极。
电极22a被电绝缘部28支承。在激光腔21形成有开口，电绝缘部28堵住该开口。在电绝缘部28嵌入有导电部。导电部将从脉冲功率模块24供给的高电压施加给电极22a。电极22b被复位板21d支承。该复位板21d利用未图示的布线与激光腔21的内表面连接。
充电器23是以规定的电压对脉冲功率模块24中的未图示的充电电容器进行充电的直流电源装置。脉冲功率模块24包含由激光处理器13控制的开关24a。在开关24a从断开变成接通后，脉冲功率模块24利用被充电器23保持的电能生成脉冲状的高电压，将其施加在一对电极22a、22b之间。
在对电极22a与电极22b之间施加高电压后，在电极22a与电极22b之间产生放电。通过该放电的能量，激光腔21内的激光介质被激励。在被激励的激光介质向基态跃迁时发射激光。一对电极22a、22b的放电面的形状为矩形。电极22a和电极22b被配置成，电极22a的放电面和电极22b的放电面彼此在X方向上对置。
在激光腔21的两端设置有窗口21a、21b。窗口21a位于激光的行进方向上的一端侧，窗口21b位于另一端侧。如上所述进行振荡的激光经由窗口21a、21b向激光腔21的外部出射。激光是通过脉冲功率模块24对电极22a与电极22b之间施加脉冲状的高电压而生成的，因此是脉冲激光。
后镜26被配置于与激光腔21的一端侧连接的壳体26a的内部空间，使从激光腔21的窗口21a出射的光以高反射率反射而返回到激光腔21。输出耦合镜27被配置于与激光腔21的另一端侧连接的光路管147a的内部空间，使从激光腔21的窗口21b输出的光中的一部分透过并输出，使另外一部分反射而返回到激光腔21内。
利用后镜26和输出耦合镜27构成法布里-珀罗型的激光谐振器，激光腔21被配置于激光谐振器的光路上。从激光腔21出射的光在后镜26与输出耦合镜27之间往复，每当通过电极22a与电极22b之间的激光增益空间时被放大。被放大的光的一部分作为激光经由输出耦合镜27输出。
监视器模块11被配置于从输出耦合镜27出射的激光的光路上。监视器模块11包含壳体11c、分束器11a和光传感器11b。在壳体11c形成有开口，壳体11c的内部空间经由该开口与光路管27a的内部空间连通。在壳体11c的内部空间配置有分束器11a和光传感器11b。
分束器11a使从输出耦合镜27出射的激光以高透射率朝向光闸12透过，并且使激光的一部分朝向光传感器11b的受光面反射。光传感器11b计测入射到受光面的激光的脉冲能量E。光传感器11b与激光处理器13电连接，将计测出的脉冲能量E的数据输出到激光处理器13。
本公开的激光处理器13是包含未图示的存储有控制程序的存储装置和执行控制程序的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)的处理装置。此外，激光处理器13对激光装置3整体进行控制。
激光处理器13从监视器模块11的光传感器11b接收脉冲能量E的数据。此外，激光处理器13在与激光加工处理器32之间收发各种信号。例如，激光处理器13从激光加工处理器32接收发光触发Tr、目标脉冲能量Et的数据等。此外，激光处理器13对充电器23发送充电电压的设定信号，并且对脉冲功率模块24发送开关24a的接通或断开的指令信号。
激光处理器13从监视器模块11接收脉冲能量E的数据，参照接收到的数据对充电器23的充电电压进行控制。激光处理器13对充电器23的充电电压进行控制，由此对激光的能量进行控制。
光闸12被配置于与监视器模块11的壳体11c连接的光路管12a的内部空间中的、透过分束器11a后的激光的光路上。在壳体11c的与连接有光路管27a的一侧相反的一侧连接有光路管12a。光路管12a的内部空间经由被形成于壳体11c的开口与壳体11c的内部空间连通。此外，光路管12a经由被形成于壳体301的开口与光路管5连通。
光闸12与激光处理器13电连接。激光处理器13进行控制，以使得在激光振荡开始后、到从监视器模块11接收的脉冲能量E与目标脉冲能量Et之差处于容许范围内为止的期间内，关闭光闸12。激光处理器13进行控制，以使得在从监视器模块11接收的脉冲能量E与目标脉冲能量Et之差处于容许范围内的情况下，打开光闸12。激光处理器13与光闸12的开闭信号同步地，将表示能够受理激光的发光触发Tr的信号发送到激光加工装置主体4的激光加工处理器32。发光触发Tr由激光的规定的重复频率f和规定的脉冲数P来规定，是激光加工处理器32使激光振荡器10进行激光振荡的时机信号。激光的重复频率f例如在1kHz以上且10kHz以下的范围内。
在光路管12a和光路管27a的内部空间、壳体11c和壳体26a的内部空间填充有吹扫气体。吹扫气体包含高纯度氮等非活性气体。吹扫气体从未图示的吹扫气体供给源通过未图示的配管被供给到光路管12a和光路管27a的内部空间、壳体11c和壳体26a的内部空间。
另外，在激光装置3的内部空间配置有未图示的排气装置，该排气装置用于排放从激光腔21的内部空间排放的激光气体。排气装置针对从激光腔21的内部空间排放的气体进行通过卤素过滤器去除F2气的处理等，而向激光装置3的壳体301放出气体。
激光在光闸12打开的期间内透过光闸12而从激光装置3的光路管12a输出。下面，将从激光装置3输出的激光表记为激光L。
激光加工装置主体4包含激光加工处理器32、载台33、移动台34、光学装置36、壳体37和框架38。在壳体37内配置有光学装置36。在框架38固定有壳体37和移动台34。
载台33支承被加工物41。被加工物41是被照射激光L而被进行激光加工的加工对象。被加工物41由对紫外线的激光L而言透明的材料、例如合成石英玻璃形成。在本比较例中，激光加工是在被加工物41开设孔的开孔加工。
移动台34支承载台33。移动台34能够在X方向、Y方向和Z方向上移动，通过调整载台33的位置，能够对被加工物41的位置进行调整。移动台34在激光加工处理器32的控制下对被加工物41的位置进行调整，以使从光学装置36出射的激光L照射到期望的加工位置。
激光加工装置2例如在被加工物41的1个或多个位置实施开孔加工。在激光加工处理器32依次设置有表示加工位置的位置数据。位置数据例如是以移动台34的原点位置为基准的、规定了各加工位置的X方向、Y方向和Z方向各自的位置的坐标数据。激光加工处理器32根据坐标数据对移动台34的移动量进行控制，而对移动台34上的被加工物41进行定位。
光学装置36例如具有高反射镜36a、36b、衰减器52、导入光学系统46、转印掩模47和投影光学系统48，在被加工物41的表面转印与加工形状对应的像。高反射镜36a、36b、导入光学系统46、转印掩模47和投影光学系统48分别被固定于未图示的保持架，在壳体37内被配置于规定的位置。
高反射镜36a、36b使紫外区域的激光L以高反射率反射。高反射镜36a使从激光装置3输入的激光L朝向高反射镜36b反射。高反射镜36b使激光L朝向导入光学系统46反射。
导入光学系统46包含高反射镜46a，被配置成对在高反射镜36b反射后的激光L的光强度分布进行均匀化，利用矩形的射束形状的激光L对转印掩模47进行科勒照明。高反射镜46a例如是由合成石英、氟化钙形成的透明基板，在其表面涂敷有使激光L高反射的反射膜。
转印掩模47被配置于导入光学系统46和投影光学系统48之间的光路上。转印掩模47使从导入光学系统46出射的激光L的一部分透过，由此形成与针对被加工物41的加工形状对应的像。转印掩模47例如是具有对激光L进行遮挡的遮光性的遮光板，形成有与转印图案的形状对应的透过孔。在本例中，转印图案为圆形图案，透过孔是圆形的针孔47a。
通过使用这样的转印掩模47，本例的激光加工装置主体4对被加工物41实施形成截面为圆形的孔的开孔加工。
投影光学系统48使入射的激光L会聚并经由窗口42朝向被加工物41出射。投影光学系统48构成如下的转印光学系统：使激光L透过转印掩模47而生成的转印像形成于与投影光学系统48的焦距对应的位置。下面，将通过投影光学系统48的作用而形成转印像的成像位置称为转印位置。
该转印位置在X方向上被设定在与供激光L入射的入射侧的表面一致的位置。下面，在仅称为被加工物41的表面的情况下，意味着被加工物41的入射侧的表面。
投影光学系统48例如通过多枚透镜的组合来构成。投影光学系统48是使比形成于转印掩模47的针孔47a的实际尺寸小的转印像形成于转印位置的缩小光学系统。由投影光学系统48构成的转印光学系统的倍率M例如为1/10～1/5。另外，也可以仅利用单透镜构成投影光学系统48。
窗口42被配置于投影光学系统48与被加工物41之间的光路上，在被O型环(未图示)密封的状态下被固定在形成于壳体37的开口。
衰减器52在壳体37内被配置于高反射镜36a与高反射镜36b之间的光路上。衰减器52例如包含2枚部分反射镜52a、52b和这些部分反射镜的旋转台52c、52d。2枚部分反射镜52a、52b是透射率根据激光L的入射角度而变化的光学元件。部分反射镜52a和部分反射镜52b被旋转台52c和旋转台52d调整倾斜角度，以使激光L的入射角度彼此一致，并且成为期望的透射率。
由此，激光L被减光为期望的能量而通过衰减器52。衰减器52根据激光加工处理器32的控制信号对透射率T进行控制。激光加工处理器32通过目标脉冲能量Et对激光装置3输出的激光L的注量进行控制，而且，通过对衰减器52的透射率T进行控制，对激光L的注量进行控制。
在壳体37的内部，在激光加工装置2的工作中，作为非活性气体的氮(N2)气始终流动。在壳体37设置有将氮气吸入到壳体37的吸入端口37a和从壳体37向外部排出氮气的排出端口37b。在吸入端口37a和排出端口37b能够连接未图示的吸气管、排出管。在吸入端口37a连接有氮气供给源43。
1.2动作
参照图2和图3对激光加工装置2的动作进行说明。
如图2所示，在进行激光加工的情况下，被加工物41被设置于移动台34的载台33(S100)。激光加工处理器32在移动台34中设置初始的加工位置的位置数据(S110)。
激光加工处理器32对移动台34进行控制，而对被加工物41的YZ平面的位置进行调整(S120)。在S120中，激光加工处理器32根据位置数据中包含的YZ平面内的坐标数据对移动台34的移动量进行控制，由此对被加工物41的YZ平面内的位置进行调整。由此，被加工物41的YZ平面内的位置被定位。
接着，激光加工处理器32对移动台34进行控制，而对被加工物41的X方向的位置进行调整，以使激光L的转印像的转印位置与被加工物41的表面一致(S130)。具体而言，在位置数据中，被加工物41的X方向的位置被规定为，激光L的转印像的转印位置与被加工物41的表面一致。转印像的转印位置根据转印掩模47与投影光学系统48之间的距离和投影光学系统48的焦距等来决定。
在S130中，激光加工处理器32根据位置数据对移动台34的移动量进行控制，由此对被加工物41的X方向的位置进行调整。由此，在X方向上，进行转印位置与被加工物41之间的相对定位，以使转印位置和被加工物41的表面一致。X方向与入射到被加工物41的激光L的光轴方向平行，因此，X方向的定位相当于与激光L的光轴方向有关的定位。
当被加工物41的定位结束后，进行激光加工(S140)。
激光加工按照图3所示的流程图来进行。激光加工处理器32对能量进行控制，以使转印像的转印位置即被加工物41的表面处的激光L成为目标注量Ft。具体而言，激光加工处理器32通过目标脉冲能量Et和衰减器52的透射率T的控制，对入射到被加工物41的能量进行控制。此外，激光加工处理器32对激光装置3的激光处理器13发送目标脉冲能量Et。由此，在激光处理器13中设定目标脉冲能量Et(S141)。
这里，目标注量Ft是激光加工所需要的注量，是激光L的转印像的转印位置处的激光L的能量密度。在能够忽略光学装置36的光损失的情况下，目标注量Ft由下式(1)来定义。
Ft＝M-2(T·Et)/SIL[mJ/cm2]…(1)
这里，SIL是对转印掩模47进行科勒照明的激光L的射束面积。
被照射到转印掩模47的激光L中的、仅透过作为转印图案的针孔47a的成分被照射到被加工物41而有助于注量。在如本例那样投影光学系统48是缩小光学系统的情况下，倍率M的值越小、即越缩小像，则注量越大。
激光处理器13在从激光加工处理器32接收目标脉冲能量Et后，关闭光闸12，使充电器23进行动作。然后，激光处理器13通过未图示的内部触发来接通脉冲功率模块24的开关24a。由此，激光振荡器10进行激光振荡。
监视器模块11对从激光振荡器10输出的激光L进行采样，计测能量的实测值即脉冲能量E。激光处理器13对充电器23的充电电压进行控制，以使脉冲能量E与目标脉冲能量Et之差ΔE接近0。具体而言，激光处理器13对充电电压进行控制，以使差ΔE处于容许范围(S142)。
激光处理器13监视差ΔE是否处于容许范围(S142)。激光处理器13在差ΔE处于容许范围的情况下(S142：是)，对激光加工处理器32发送用于通知发光触发Tr的接收准备已完成的接收准备完成信号，并且打开光闸12。由此，激光装置3成为发光触发Tr的接收准备完成状态(S143)。
激光加工处理器32在接收到接收准备完成信号的情况下，设定衰减器52的透射率T，以使激光L的转印像的转印位置处的注量成为目标注量Ft(S144)。
在没有光学装置36的光损失的情况下，根据上式(1)，如下式(2)那样求出衰减器52的透射率T。
T＝(Ft/Et)SIL·M2… (2)
激光加工处理器32在设定了衰减器52的透射率T后，将由规定的重复频率f和规定的脉冲数N规定的发光触发Tr发送到激光处理器13(S145)。其结果，与发光触发Tr同步地，透过监视器模块11的分束器11a后的激光L从激光装置3输出而入射到激光加工装置主体4。
入射到激光加工装置主体4的激光L经由高反射镜36a在衰减器52中被减光。透过衰减器52后的激光L在高反射镜36b反射而入射到导入光学系统46。在导入光学系统46中，激光L的光强度在空间上被均匀化，该激光L以矩形的射束形状对转印掩模47进行科勒照明。
被照射到转印掩模47的激光L中的、透过针孔47a后的激光L入射到投影光学系统48。通过投影光学系统48，被缩小的转印像经由窗口42被转印到被加工物41的表面。这样的激光L的激光照射按照由激光加工所需要的重复频率f和脉冲数N规定的发光触发Tr来进行(S145)。通过该激光照射，在被加工物41形成有圆形的孔。
1.3课题
被广泛用于各种电子设备的电路基板被要求电路布线的微细化和高密度化，以实现电子设备的小型化和高功能化。此外，为了实现高质量的电路基板，也要求电路布线的微细化和高密度化。为了实现电路布线的微细化和高密度化，例如在形成孔的情况下，要求能够抑制孔的周围的隆起和破裂的开孔加工技术，该孔贯通电路基板中的连接导体层之间的绝缘层。下面，将贯通被加工物41的孔称为贯通孔。
从激光装置3输出的激光L不是平行光线，而是具有宽度而发散的发散光。其发散角在放电方向即X方向和与放电方向正交的方向即Y方向中不同。该发散角的差异依赖于从Z方向观察的矩形的放电空间的纵横比。在激光装置3中，与电极22a、22b的宽度相比，电极22a与电极22b之间的间隔较长，因此，关于放电空间，与Y方向相比，X方向较长。因此，从激光装置3输出的激光L的X方向的发散角比Y方向的发散角大。下面，将X方向的发散角称为第1发散角θ1，将Y方向的发散角称为第2发散角θ2。
图4示出被照射到转印掩模47的激光L的射束形状的一例。图5示出被照射到转印掩模47的激光L的第1发散角θ1和第2发散角θ2的一例。
在激光加工装置2中，在高反射镜36b反射后的激光L被导入光学系统46的高反射镜46c反射，以图4所示的这种矩形(B1×B2)的射束形状入射到转印掩模47。如图5所示，被照射到转印掩模47的激光L以具有第1发散角θ1与第2发散角θ2之差的状态行进。
在转印掩模47中，第1发散角θ1对应于Z方向上的发散角，第2发散角θ2对应于Y方向上的发散角。下面，将第1发散角θ1与第2发散角θ2之差称为NA(Numerical Aperture：数值孔径)差。
图6示出激光L的发散角的计测方法的一例。例如，如图6所示，使从激光装置3输出的激光L经由透镜18成像于二维图像传感器17。计测成像于二维图像传感器17的激光L的像的大小，并除以透镜18与二维图像传感器17之间的距离d，由此，能够计测第1发散角θ1和第2发散角θ2。
图7示出透过转印掩模47而入射到投影光学系统48的激光L的射束形状与投影光学系统48的有效区域48A之间的关系。透过转印掩模47后的激光L形成照射图案，但是，如图7所示，以具有NA差的状态入射到投影光学系统48。然后，透过投影光学系统48后的激光L以具有NA差的状态被照射到被加工物41的表面。即，在从被加工物41观察的情况下，具有NA差的激光L被照射到表面，产生烧蚀，由此形成微细的孔。下面，将被形成于被加工物41的孔称为加工孔。
本申请人发现存在如下课题：当利用具有NA差的激光L进行开孔加工时，在被加工物41的加工孔周边产生隆起和破裂。图8是示出通过基于比较例的激光加工装置2的开孔加工在加工孔周边产生了隆起的状况的SEM(Scanning Electron Microscope：扫描电子显微镜)照片。如图8所示，在利用具有NA差的激光L对被加工物41进行开孔加工时，加工孔周边被加工残渣覆盖，由此产生隆起。图9是示出通过基于比较例的激光加工装置2的开孔加工产生了破裂的状况的SEM照片。如图9所示，在利用具有NA差的激光L对被加工物41进行开孔加工时，在加工孔周边产生破裂。
为了解决上述课题，考虑在被加工物41的表面配置作为保护材料的树脂膜40。图10示出使用比较例的激光加工装置2在将树脂膜40配置于表面而得到的被加工物41形成贯通孔的例子。如图10所示，在被加工物41的表面配置树脂膜40来进行开孔加工。具体而言，为了抑制产生破裂，对激光L的转印像的转印位置FP和树脂膜40的表面40a一致的位置处的注量和射束直径进行调整来进行开孔加工。但是，隆起和破裂的问题没有被改善。
图11是示出图10所示的开孔加工中的注量与射束直径之间的关系的曲线图。如图11所示，在射束直径为20.9μm、且注量为23J/cm2以上的情况下，加工孔贯通而形成了贯通孔，但是产生了破裂。在射束直径为16.7μm、且注量为30J/cm2以上的情况下，形成了贯通孔，但是产生了破裂。在射束直径为14.6μm、且注量为42J/cm2以上的情况下，形成了贯通孔，但是产生了破裂。在射束直径为12.5μm、且注量为55J/cm2以上的情况下，形成了贯通孔，但是产生了破裂。在射束直径为12.5μm、且注量为39J/cm2以下的情况下，未产生破裂，但是，加工孔未贯通，未形成贯通孔。在射束直径为12.5μm、且注量为47J/cm2的情况下，产生破裂，并且未形成贯通孔。在射束直径为10.4μm、且注量为52J/cm2以下的情况下，未产生破裂，但是，未形成贯通孔。
这样，在将贯通孔形成于被加工物41的开孔加工中，即使在被加工物41的表面配置树脂膜40，也无法消除破裂的问题。反而产生了新的课题。即，在高注量下，如图12所示，产生了加工孔的形状在一定方向上被破坏而成为大致椭圆状这样的不理想的现象。图12是示出使用比较例的激光加工装置2对配置有树脂膜40的被加工物41进行了开孔加工的结果的SEM照片。
图13示出针对未配置树脂膜40的被加工物41的开孔加工的结果和针对配置有树脂膜40的被加工物41的开孔加工的结果。在未配置树脂膜40的被加工物41的情况下，与注量无关地产生了隆起和破裂。在配置有树脂膜40的被加工物41的情况下，例如在21J/cm2的低注量下，破裂稍微被改善，但是未形成贯通孔。进而，在配置有树脂膜40的被加工物41的情况下，例如在36J/cm2的高注量下，形成了贯通孔，但是，无法抑制隆起和破裂。
如上所述，在比较例的激光加工装置2中，无法通过注量或射束直径的调整来抑制被加工物41的加工孔周边的隆起和破裂。
因此，在以下的实施方式中，公开能够抑制被加工物41的加工孔周边的隆起和破裂的激光加工装置和激光加工方法。
2.第1实施方式
接着，对第1实施方式的激光加工装置和激光加工方法进行说明。另外，对与上述说明的结构相同的结构标注相同的标号，除了特别说明的情况以外，省略重复的说明。
2.1结构
图14概略地示出第1实施方式的激光加工装置2A的结构。第1实施方式的激光加工装置2A代替参照图1说明的比较例的激光加工装置2的激光加工装置主体4而具有激光加工装置主体4A。
第1实施方式的激光加工装置主体4A与比较例的激光加工装置主体4不同，包含NA调整光阑49。激光加工装置主体4A的其他结构与比较例的激光加工装置主体4相同。NA调整光阑49是本公开的技术的“发散角调整光学系统”的一例。
NA调整光阑49被配置于转印掩模47与投影光学系统48之间的激光L的光路上。另外，NA调整光阑49不限于本例的配置。NA调整光阑49被配置于转印掩模47与被加工物41之间的激光L的光路上即可。
图15示出NA调整光阑49的结构的一例。如图15所示，在NA调整光阑49形成有用于减少激光L的NA差的光圈孔49a。光圈孔49a被形成于透过转印掩模47后的激光L被投影的投影有效区域49b内。在本实施方式中，光圈孔49a的形状为圆形。光圈孔49a是本公开的技术的“开口”的一例。
导入光学系统46和转印掩模47被配置成，向光圈孔49a照射激光L。图16示出透过转印掩模47而入射到NA调整光阑49的激光L的射束形状与投影有效区域49b之间的关系。转印掩模47被配置成，激光L的Y方向上的射束宽度B2比光圈孔49a的直径短，Z方向上的射束宽度B1比光圈孔49a的直径长。
在本例中，透过转印掩模47后的激光L以射束形状的Z方向成分包含在投影有效区域49b内、且射束形状的Y方向成分包含在光圈孔49a内的方式被照射到NA调整光阑49。NA调整光阑49通过光圈孔49a遮蔽激光L的一部分，由此减少NA差。
在本实施方式中，在被加工物41的作为加工面的表面配置树脂膜40。在本例中，作为树脂膜40，使用由聚酰亚胺形成的膜。另外，树脂膜40只要是由耐热性优异的树脂材料形成的膜即可。树脂膜40例如也可以是PTFE(聚氟乙烯)膜、PPS(聚苯硫醚)膜、PEEK(聚醚醚酮)膜等由氟类高分子材料等形成的膜。树脂膜40是本公开的技术的“树脂层”的一例。
2.2动作
接着，对本实施方式中的激光加工装置2A的动作和激光加工方法进行说明。图17是示出本实施方式中的激光加工方法的工序的流程图。第1实施方式的流程图和比较例的流程图的不同之处在于，步骤S100被变更为步骤S100A这点、以及步骤S130被变更为步骤S130A这点，其他相同。
首先，将树脂膜40配置于被加工物41的表面。例如，将树脂膜40粘贴于被加工物41的表面。配置有树脂膜40的被加工物41被设置于移动台34的载台33(S100A)。激光加工处理器32A与比较例同样地执行步骤S110～步骤S120的处理后，执行步骤S130A。
在步骤S130A中，激光加工处理器32A根据位置数据对移动台34的移动量进行控制，由此对被加工物41的X方向的位置进行调整。由此，在X方向上，进行转印位置FP与被加工物41之间的相对定位，以使转印位置FP和树脂膜40的表面40a一致。
当被加工物41的定位结束后，进行激光加工(S140)。步骤S140的处理内容与图3所示的比较例的处理相同。
图18示出使用第1实施方式的激光加工装置2A进行的配置有树脂膜40的被加工物41的激光加工。如图18所示，在本例中，透过转印掩模47后的激光L在NA调整光阑49中减少NA差而被照射到投影光学系统48。然后，投影光学系统48以入射的激光L的射束的转印像的转印位置FP与树脂膜40的表面40a一致的方式照射激光L。
NA调整光阑49将从转印掩模47入射的激光L减少NA差而照射到投影光学系统48。即，如图19所示，NA调整光阑49使第1发散角θ1和第2发散角θ2大致相同。这样，在本例中，利用减少了NA差的激光L对被加工物41进行开孔加工。
2.3作用/效果
如以上说明的那样，本实施方式的激光加工装置2A对在加工面配置有树脂膜40的被加工物41照射通过在一对电极22a、22b间进行放电激励而输出的激光L，而在被加工物41形成孔，其中，激光加工装置2A具有：激光装置3，其输出第1发散角θ1比第2发散角θ2大的激光L，第1发散角θ1是一对电极22a、22b间的放电方向的发射角，第2发散角θ2是相对于放电方向和激光L的行进方向垂直的方向的发散角；转印掩模47，其形成圆形图案；导入光学系统46，其用于将激光L引导至转印掩模47；投影光学系统48，其使圆形图案成像于树脂层；以及NA调整光阑49，其被配置于激光L的光路上，将第1发散角θ1与第2发散角θ2之差调整为较小。
本实施方式的激光加工方法对在加工面配置有树脂膜40的被加工物41照射通过在一对电极22a、22b间进行放电激励而输出的激光L，而在被加工物41形成孔，其中，激光加工方法具有以下工序：被加工物设置工序S100A，将配置有树脂膜40的被加工物41设置于移动台34的载台33；转印定位工序S130，进行转印位置FP与被加工物41之间的相对定位，以使转印位置FP和树脂膜40的表面40a一致；激光输出工序，对配置有树脂膜40的被加工物41输出第1发散角θ1比第2发散角θ2大的激光L，第1发散角θ1是一对电极22a、22b间的放电方向的发散角，第2发散角θ2是相对于放电方向和激光L的行进方向垂直的方向的发散角；导入光学工序，将激光L引导至转印掩模47；转印图案形成工序，形成圆形图案；转印成像工序，使圆形图案成像于树脂膜40；以及发散角调整工序，将第1发散角θ1与第2发散角θ2之差调整为较小。
根据本实施方式的激光加工装置2A和激光加工方法，利用减少了NA差的激光L对配置有树脂膜40的被加工物41实施开孔加工，因此，加工孔的形状从比较例所示的这种大致椭圆形接近圆形。由此，能够抑制加工孔周边的隆起和破裂。
为了确认本实施方式的作用/效果，将厚度不同的多个树脂膜40配置于被加工物41，利用激光加工装置2A实施开孔加工。这里，作为被加工物41，使用厚度为400μm的玻璃基板。
图20是示出对配置有5个厚度不同的树脂膜40的玻璃基板实施了开孔加工的情况下的树脂膜40的厚度与隆起量之间的关系的曲线图。
在使用0.08mm厚的聚酰亚胺膜作为树脂膜40的情况下，抑制了被加工物41的破裂。此外，同时，加工孔周边的隆起量减少到350nm以下。
随着树脂膜40的厚度从0.08mm变厚为0.4mm，加工孔周边的隆起量也减少。进而，在树脂膜40的厚度成为0.4mm以上时，隆起量减少到150nm左右。
这样，根据第1实施方式确认了，即使是加工贯通孔所需要的高注量的激光L，也能够抑制被加工物41的加工孔周边的隆起和破裂。
此外，使用激光加工装置2A、以多个注量和射束直径对配置有厚度为0.1mm的树脂膜40的玻璃基板实施了开孔加工。图21是示出激光L的注量与射束直径之间的关系的曲线图。如图21所示，在射束直径为20.9μm、且注量为23J/cm2以上的情况下，未产生破裂，并且形成了贯通孔。即，根据第1实施方式确认了，即使是形成贯通孔所需要的注量和射束直径，也能够抑制破裂。
图22和图23是示出配置有树脂膜40的玻璃基板的激光加工的结果的SEM照片。根据第1实施方式确认了，如图22所示，形成没有破裂的完好的贯通孔，并且，如图23所示，贯通孔的形状被改善为圆状。
2.4NA调整光阑的变形例
接着，对NA调整光阑49的变形例进行说明。在第1实施方式中，设NA调整光阑49的光圈孔49a的形状为圆形，但是，光圈孔49a的形状不限于圆形，也可以是矩形等多边形。
图24示出NA调整光阑49的第1变形例。第1变形例的NA调整光阑49具有正方形的光圈孔49a。在本例中，光圈孔49a的形状是将与透过转印掩模47后的激光L的射束宽度B2的长度大致相同的长度设为边长的正方形。
图25示出NA调整光阑49的第2变形例。第2变形例的NA调整光阑49具有正方形的光圈孔49a。在本例中，光圈孔49a的形状是将比透过转印掩模47后的激光L的射束宽度B2的长度短的长度设为边长的正方形。
3.第2实施方式
接着，对第2实施方式的激光加工装置2B和激光加工方法进行说明。另外，对与上述说明的结构相同的结构标注相同的标号，除了特别说明的情况以外，省略重复的说明。
3.1结构
图26概略地示出第2实施方式的激光加工装置2B的结构。第2实施方式的激光加工装置2B代替第1实施方式的激光加工装置2A的激光加工装置主体4A而具有激光加工装置主体4B。
激光加工装置2B与第1实施方式的激光加工装置2A的不同之处在于，代替NA调整光阑49而具有扩束器50。激光加工装置2B的其他结构与第1实施方式的激光加工装置2A相同。扩束器50是本公开的技术的“发散角调整光学系统”的一例。
如图26所示，扩束器50被配置于导入光学系统46与转印掩模47之间。扩束器50由对激光L的射束宽度进行调整的至少1个光学元件构成。作为光学元件，例如举出棱镜、柱面透镜等。此外，光学元件的数量根据需要来选择。
通过扩束器50对激光L的射束宽度进行扩大或缩小，由此能够减少NA差。射束宽度的变化和发散角的变化处于反比例的关系。具体而言，在扩大射束宽度时，发散角变小，相反，在缩小射束宽度时，发散角变大。即，第1发散角θ1比第2发散角θ2大，因此，扩大与第1发散角θ1对应的射束宽度B1(参照图4)来减小第1发散角θ1，由此能够减少NA差。相反，缩小与第2发散角θ2对应的射束宽度B2(参照图4)来增大第2发散角θ2，由此也能够减少NA差。
图27示出射束宽度扩大型的扩束器50A的结构的一例。扩束器50A由等腰直角三角形的棱镜501A和棱镜502A构成。棱镜501A被配置于比棱镜502A靠上游侧的位置。
棱镜501A和棱镜502A例如被配置于从棱镜501A入射到棱镜502A的折射面的激光L的入射角度θN与棱镜502A的顶角θT相同的位置。优选棱镜501A和棱镜502A被配置成，入射到扩束器50A的激光L的行进方向和从扩束器50A出射的激光L的行进方向平行。
扩束器50A以射束扩大率Mbc1扩大激光L的射束宽度B1来缩小第1发散角θ1，由此减少NA差。射束扩大率Mbc1是第1发散角θ1除以第2发散角θ2而得到的值。第1发散角θ1的缩小率是射束扩大率Mbc1的倒数。具体而言，扩束器50A构成为满足以下的关系式(3)～(5)。
Mbc1＝θ1/θ2… (3)
BS1＝B1×Mbc1… (4)
BS2＝B2… (5)
这里，BS1是从扩束器50A出射的激光L的Z方向上的射束宽度。BS2是从扩束器50A出射的激光L的Y方向上的射束宽度。
图28示出射束宽度缩小型的扩束器50B的结构的一例。扩束器50B由等腰直角三角形的棱镜501B和棱镜502B构成。棱镜501B被配置于比棱镜502B靠下游侧的位置。除了位置关系相反以外，棱镜501B和棱镜502B是与图27所示的棱镜501A和棱镜502A相同的结构。
扩束器50B以射束缩小率Mbc2缩小激光L的射束宽度B2来扩大第2发散角θ2，由此减少NA差。射束缩小率Mbc2是第2发散角θ2除以第1发散角θ1而得到的值。第2发散角θ2的扩大率是射束缩小率Mbc2的倒数。具体而言，扩束器50B构成为满足以下的关系式(6)～(8)。
Mbc2＝θ2/θ1… (6)
BS2＝B2×Mbc2… (7)
BS1＝B1… (8)
图29示出射束宽度扩大型的扩束器的另一个结构例。如图29所示，扩束器50C包含柱面凹透镜503C和柱面凸透镜504C。柱面凹透镜503C被配置于比柱面凸透镜504C靠上游侧的位置。柱面凹透镜503C和柱面凸透镜504C构成为，扩大激光L的射束宽度B1来减小第1发散角θ1，由此减少NA差。
柱面凹透镜503C和柱面凸透镜504C分别具备：具有与光轴V平行的中心轴的圆筒面、和与激光L的VH面平行的平面。与柱面凹透镜503C的焦距相比，柱面凸透镜504C的焦距较长。柱面凹透镜503C和柱面凸透镜504C被配置成，它们的前方焦点的位置彼此大致重叠。
图30示出射束宽度缩小型的扩束器的另一个结构例。如图30所示，扩束器50D包含柱面凸透镜504D和柱面凹透镜503D。柱面凸透镜504D被配置于比柱面凹透镜503D靠上游侧的位置。柱面凸透镜504D和柱面凹透镜503D构成为，缩小激光L的射束宽度B2来增大第2发散角θ2，由此减少NA差。
柱面凸透镜504D的结构与使上述柱面凸透镜504C反转而配置于上游侧的结构相同。柱面凹透镜503D的结构与使上述柱面凹透镜503C反转而配置于下游侧的结构相同。
3.2动作
图31示出使用射束宽度扩大型的扩束器50A实施激光加工的动作的概略。如图31所示，在本例中，通过光学装置36后的激光L入射到扩束器50A。入射到扩束器50A的激光L通过棱镜501A和棱镜502A而射束宽度B1扩大为射束宽度BS1而出射。
在本例中，如图32所示，从扩束器50A出射的激光L被照射到转印掩模47。如上所述，射束宽度B1扩大，由此，第1发散角θ1减小，因此，如图33所示，被照射到转印掩模47的激光L的第2发散角θ2和第1发散角θ1大致相同。
被照射到转印掩模47的激光L中的、透过针孔47a后的激光L被照射到投影光学系统48。投影光学系统48以入射的激光L的射束的转印像的转印位置FP与树脂膜40的表面40a一致的方式照射激光L。由此，利用减少了NA差的激光L对被加工物41进行开孔加工。
在本例中，在使用射束宽度扩大型的扩束器50A的情况下，为了减少NA差而扩大射束宽度B1，因此，被照射到转印掩模47的激光L的射束形状的纵横比变大。因此，能够在转印掩模47形成多个针孔47a。
在本例中，能够使用图34所示的这种具有多个针孔47a的多点转印掩模47B实施开孔加工。在多点转印掩模47B中，在射束宽度B1被扩大的Z方向上排列有多个针孔47a。从扩束器50A出射的激光L以覆盖多个针孔47a的方式被照射。通过透过多个针孔47a后的激光L，在被加工物41同时形成多个孔。
图35示出使用射束宽度缩小型的扩束器50B实施激光加工的动作的概略。如图35所示，在本例中，通过光学装置36后的激光L入射到扩束器50B。入射到扩束器50B的激光L通过棱镜501B和棱镜502B而射束宽度B2缩小为射束宽度BS2而出射。
在本例中，如图36所示，从扩束器50B出射的激光L被照射到转印掩模47。如上所述，射束宽度B2缩小，由此，第2发散角θ2变大，因此，如图33所示，被照射到转印掩模47的激光L的第2发散角θ2和第1发散角θ1大致相同。
被照射到转印掩模47的激光L中的、透过针孔47a后的激光L被照射到投影光学系统48。投影光学系统48以入射的激光L的射束的转印像的转印位置FP与树脂膜40的表面40a一致的方式照射激光L。由此，利用减少了NA差的激光L对被加工物41进行开孔加工。
在本例中，在使用射束宽度缩小型的扩束器50B的情况下，为了减少NA差而缩小射束宽度B2，因此，被照射到转印掩模47的激光L的射束形状的纵横比变大。射束面积变小，但是，在针孔47a足够小的情况下，在本例中，也能够在转印掩模47形成多个针孔47a。
3.3作用/效果
如以上说明的那样，本实施方式的激光加工装置2B对在加工面配置有树脂膜40的被加工物41照射通过在一对电极22a、22b间进行放电激励而输出的激光L，而在被加工物41形成孔，其中，激光加工装置2B具有：激光装置3，其输出第1发散角θ1比第2发散角θ2大的激光L，第1发散角θ1是一对电极22a、22b间的放电方向的发散角，第2发散角θ2是相对于放电方向和激光L的行进方向垂直的方向的发散角；转印掩模47，其形成圆形图案；导入光学系统46，其用于将激光L引导至转印掩模47；投影光学系统48，其使圆形图案成像于树脂层；以及扩束器50，其被配置于激光L的光路上，将第1发散角θ1与第2发散角θ2之差调整为较小。
根据本实施方式的激光加工装置2B和激光加工方法，对激光L的射束宽度进行调整，由此，利用减少了NA差的激光L对配置有树脂膜40的被加工物41实施开孔加工。因此，与第1实施方式同样，第2实施方式的激光加工装置2B能够抑制加工孔周边的隆起和破裂。
进而，根据第2实施方式的激光加工装置2B，射束形状的纵横比变大，因此，可以适当地使用多点转印掩模。
另外，在第2实施方式中，将扩束器50配置于导入光学系统46与转印掩模47之间，但是，也可以将扩束器50配置于比导入光学系统46靠上游侧的位置。
4.激光加工装置的变形例
在上述各实施方式中，激光加工装置能够进行各种变形。例如，作为在被加工物41同时加工多个孔的激光加工装置，也可以使用图37所示的激光加工装置2C。
图37概略地示出激光加工装置2C的结构。激光加工装置2C代替第2实施方式的激光加工装置2B的激光加工装置主体4B而具有激光加工装置主体4C。
4.1结构
激光加工装置主体4C与第2实施方式的激光加工装置主体4B的不同之处在于，包含多点转印掩模47C、复眼透镜55和聚光透镜56。激光加工装置主体4C代替转印掩模47而使用多点转印掩模47C。
在激光加工装置主体4C中，导入光学系统46、扩束器50、复眼透镜55、聚光透镜56和多点转印掩模47C被配置成，供激光L依次入射。激光加工装置2C的其他结构与第2实施方式的激光加工装置2B相同。
复眼透镜55是多个透镜例如呈蜂窝状排列而成的透镜，也被称为积分透镜。复眼透镜55被配置成，复眼透镜55的出射侧的焦点面和聚光透镜56的入射面侧的焦点面一致，以入射到聚光透镜56的激光L的能量密度均匀的方式出射光。
图38示出复眼透镜55的第1结构例。第1结构例的复眼透镜55包含透明体55A、柱面透镜55B和柱面透镜55C。复眼透镜55在透明体55A的一个面沿着一个方向平行地并排形成多个柱面透镜55B，并且，在透明体55A的另一个面沿着与一个面上的柱面透镜55B的方向垂直的方向平行地并排形成多个柱面透镜55C。
图39示出复眼透镜55的第2结构例。第2结构例的复眼透镜55是通过使透镜55D和透镜55E正交配置而构成的，透镜55D和透镜55E是在透明体55A的一个面沿着一个方向平行地并排形成多个柱面透镜而成的。
此外，复眼透镜55也可以是在合成石英基板等透明基板上通过光刻工艺形成透镜阵列而构成的。此外，复眼透镜55也可以是在合成石英基板等透明基板上通过光刻工艺形成多个菲涅尔透镜的图案而构成的。
图40示出对复眼透镜55照射通过扩束器50将Y方向的射束宽度扩大为B2的激光L的状况。复眼透镜55其自身具有减小NA差的功能。扩束器50是为了使激光L照射到复眼透镜55的整面而被配置的。图41示出对投影光学系统48的有效区域48A照射通过多点转印掩模407后的激光L的状况。
在本例中，激光L通过扩束器50而Y方向的射束宽度扩大为B2。因此，从扩束器50出射的激光L以NA差变大的状态被照射到复眼透镜55。复眼透镜55减小入射到聚光透镜56的激光L的NA差，并且，对激光L进行调整以使能量密度均匀。在本例中，复眼透镜55是本公开的技术的“发散角调整光学系统”的一例。
聚光透镜56是使从复眼透镜55出射的激光L会聚的透镜，被配置成聚光透镜56的出射侧的焦点面在多点转印掩模407上。
多点转印掩模47C例如是形成有供激光L的一部分透过的多个透过孔、且对激光L的另外一部分进行遮挡的板状部件。在本例中，透过孔由多个圆形的孔构成。激光L透过多个透过孔，由此，激光L被分割成多个激光L而形成转印图案。转印图案被转印到被加工物41，由此，与转印图案对应的孔被形成于被加工物41。
4.2动作
接着，关于激光加工装置2C的动作，以与第2实施方式的激光加工装置2B的动作不同的动作为中心进行说明。
如本例那样，入射到激光加工装置主体4C的激光L经由高反射镜36a、衰减器52、高反射镜36b、导入光学系统46、扩束器50、复眼透镜55和聚光透镜56被照射到多点转印掩模47C。在使用扩束器50、复眼透镜55和聚光透镜56时，对多点转印掩模47C照射减少了激光L的NA差、且光强度被均匀化的激光L。
如图41所示，在投影光学系统48的有效区域48A照射出减少了激光L的NA差的转印图案。由此，激光加工装置2C能够利用减少了激光L的NA差、且光强度被均匀化的激光L对被加工物41实施开孔加工。
4.3作用/效果
如以上说明的那样，激光加工装置2C对在加工面配置有树脂膜40的被加工物41照射通过在一对电极22a、22b间进行放电激励而输出的激光L，在被加工物41形成多个孔，其中，激光加工装置2C具有：激光装置3，其输出第1发散角θ1比第2发散角θ2大的激光L，第1发散角θ1是一对电极22a、22b间的放电方向的发散角，第2发散角θ2是相对于放电方向和激光L的行进方向垂直的方向的发散角，多点转印掩模47C，其形成多个圆形图案；导入光学系统46，其用于将激光L引导至多点转印掩模47C；扩束器50和聚光透镜56，它们被形成于多点转印掩模47C与导入光学系统46之间；投影光学系统48，其使多点转印掩模47C的多个圆形图案成像于树脂层；以及复眼透镜55，其被配置于激光L的光路上，将第1发散角θ1与第2发散角θ2之差调整为较小。
根据这种激光加工装置2C和激光加工方法，利用减少了NA差、且光强度被均匀化的激光L对配置有树脂膜40的被加工物41实施开孔加工。因此，变形例的激光加工装置2C能够同时形成抑制了隆起和破裂的多个孔。
5.使用了本公开的激光加工装置的电子器件的制造方法的说明
图42是示出电子器件600的概略结构例的示意图。图42所示的电子器件600具有集成电路芯片601、中介层602和电路基板603。集成电路芯片601例如是在硅基板形成有集成电路的芯片状的集成电路基板。在集成电路芯片601设置有与集成电路电连接的多个凸块601B。中介层602具有形成有多个贯通孔的玻璃基板等绝缘性的基板，在各个贯通孔内设置有使该基板的表背电连接的导电体。在中介层602的一个面形成有与被设置于集成电路芯片601的凸块601B连接的多个连接盘，各个连接盘与贯通孔内的导电体中的任意一方电连接。在中介层602的另一个面上设置有多个凸块602B，各个凸块602B与贯通孔内的导电体中的任意一方电连接。在电路基板603的一个面形成有与各个凸块602B连接的多个连接盘。此外，电路基板603具有与这些连接盘电连接的多个端子。
图43是示出电子器件600的制造方法的流程图。如图43所示，本说明中的电子器件600的制造方法具有第1结合工序SP1和第2结合工序SP2。在第1结合工序SP1中，使集成电路芯片601和中介层602结合。具体而言，将集成电路芯片601的各个凸块601B配置于中介层602的各个连接盘上，使凸块601B和连接盘电连接。这样，集成电路芯片601和中介层602被电连接。在第2结合工序SP2中，使中介层602和电路基板603结合。具体而言，将中介层602的各个凸块602B配置于电路基板603的各个连接盘上，使凸块602B和连接盘电连接。这样，集成电路芯片601经由中介层602与电路基板603电连接。经过以上的工序，制造电子器件600。
本公开的技术的激光加工装置被用于上述第1结合工序SP1的中介层602的制造。具体而言，透过本公开的技术的发散角调整光学系统后的激光L减少了NA差，并且光强度被均匀化。该激光L被照射到作为被加工物41的中介层602的基板。在该照射位置处，中介层602的基板被烧蚀而形成孔。中介层602的基板被加工到该孔成为贯通孔为止，然后，在贯通孔的内部配置导电体。另外，被形成于中介层602的基板的孔不限于贯通孔。
即，电子器件600的制造方法具有以下工序：第1结合工序SP1，使中介层602和集成电路芯片601结合而彼此电连接；以及第2结合工序SP2，使中介层602和电路基板603结合而彼此电连接，中介层602包含形成有多个贯通孔的绝缘性的基板和被设置于该多个贯通孔内的导电体，多个贯通孔通过在被照射到绝缘性的基板的多个激光L各自的照射位置形成孔的激光加工方法来形成，激光加工方法包含以下步骤：生成第1发散角θ1比第2发散角θ2大的激光L，第1发散角θ1是一对放电电极间的放电方向的发散角，第2发散角θ2是相对于放电方向和激光L的行进方向垂直的方向的发散角，在针对该激光L减小第1发散角θ1与第2发散角θ2之差后，使激光L成像于绝缘层，在玻璃基板形成贯通孔。
上述的说明不是限制，而是简单的例示。因此，本领域技术人员明白能够在不脱离权利要求书的情况下对本公开的各实施方式施加变更。
本说明书和权利要求书整体所使用的用语应该解释为“非限定性”用语。例如，“包含”或“所包含”这样的用语应该解释为“不限于记载为所包含的部分”。“具有”这样的用语应该解释为“不限于记载为所具有的部分”。此外，本说明书和权利要求书所记载的修饰句“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。此外，“A、B和C中的至少一方”这样的用语应该解释为“A”、“B”、“C”、“A+B”、“A+C”、“B+C”或“A+B+C”，进而，应该解释为还包含它们和“A”、“B”、“C”以外的部分的组合。

Claims (19)

1.一种激光加工装置，其对在加工面配置有树脂层的被加工物照射通过在一对放电电极间进行放电激励而输出的激光，而在所述被加工物形成孔，其中，所述激光加工装置具有：
激光装置，其输出第1发散角比第2发散角大的激光，该第1发散角是所述一对放电电极间的放电方向的发散角，该第2发散角是相对于所述放电方向和激光的行进方向垂直的方向的发散角；
转印掩模，其形成转印图案；
导入光学系统，其用于将所述激光引导至所述转印掩模；
投影光学系统，其使所述转印图案成像于所述树脂层；以及
发散角调整光学系统，其被配置于所述激光的光路上，进行调整以使所述第1发散角与所述第2发散角之差变小。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述树脂层由聚酰亚胺或氟类的高分子材料形成，
所述被加工物是玻璃基板。
3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述发散角调整光学系统具有圆形的开口，被配置于所述转印掩模与所述被加工物之间的光路上，以使所述激光照射到所述开口。
4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述发散角调整光学系统具有矩形的开口，所述发散角调整光学系统被配置于所述转印掩模与所述被加工物之间的光路上，以使所述激光照射到所述开口。
5.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述发散角调整光学系统是对所述激光的所述第1发散角的射束宽度进行扩大的扩束器。
6.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述发散角调整光学系统是对所述激光的所述第2发散角的射束宽度进行缩小的扩束器。
7.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述转印掩模是多点转印掩模。
8.根据权利要求7所述的激光加工装置，其中，
所述转印掩模形成有多个透过孔，
所述发散角调整光学系统是复眼透镜，
所述激光加工装置具有用于将所述激光引导至所述复眼透镜的扩束器。
9.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，
所述激光是ArF激光。
10.一种激光加工方法，其对在加工面配置有树脂层的被加工物照射通过在一对放电电极间进行放电激励而输出的激光，而在所述被加工物形成孔，其中，所述激光加工方法具有以下工序：
被加工物设置工序，将配置有所述树脂层的所述被加工物设置于移动台的载台；
转印定位工序，进行转印位置与所述被加工物之间的相对定位，以使所述转印位置和所述树脂层的表面一致；
激光输出工序，对配置有所述树脂层的所述被加工物输出第1发散角比第2发散角大的所述激光，该第1发散角是所述一对放电电极间的放电方向的发散角，该第2发散角是相对于所述放电方向和所述激光的行进方向垂直的方向的发散角；
导入光学工序，将激光引导至转印掩模；
转印图案形成工序，形成转印图案；
转印成像工序，使所述转印图案成像于所述树脂层；以及
发散角调整工序，将所述第1发散角与所述第2发散角之差调整为较小。
11.根据权利要求10所述的激光加工方法，其中，
所述发散角调整工序是如下工序：所述激光通过被配置于所述转印掩模与所述被加工物之间的光路上的发散角调整光学系统的圆形的开口。
12.根据权利要求10所述的激光加工方法，其中，
所述发散角调整工序是如下工序：所述激光通过被配置于所述转印掩模与所述被加工物之间的光路上的发散角调整光学系统的矩形的开口。
13.根据权利要求10所述的激光加工方法，其中，
所述发散角调整工序是如下工序：对所述激光的所述第1发散角的射束宽度进行扩大。
14.根据权利要求10所述的激光加工方法，其中，
所述转印掩模是多点转印掩模。
15.一种电子器件的制造方法，其具有以下工序：
第1结合工序，使中介层和集成电路芯片结合而彼此电连接；以及
第2结合工序，使所述中介层和电路基板结合而彼此电连接，
所述中介层包含形成有多个贯通孔的绝缘性的基板和被设置于该多个贯通孔内的导电体，
所述多个贯通孔通过如下的激光加工方法来形成：在被照射到所述绝缘性的基板的多个激光各自的照射位置形成孔，所述绝缘性的基板在加工面配置有树脂层，
所述激光加工方法包含以下步骤：生成第1发散角比第2发散角大的激光，该第1发散角是一对放电电极间的放电方向的发散角，该第2发散角是相对于所述放电方向和激光的行进方向垂直的方向的发散角，在针对该激光减小所述第1发散角与所述第2发散角之差后，使所述激光成像于所述树脂层，在所述绝缘性的基板形成贯通孔。
16.根据权利要求15所述的电子器件的制造方法，其中，
所述激光加工方法包含以下步骤：所述激光通过被配置于转印掩模与被加工物之间的光路上的发散角调整光学系统的圆形的开口，由此减小所述第1发散角与所述第2发散角之差。
17.根据权利要求15所述的电子器件的制造方法，其中，
所述激光加工方法包含以下步骤：所述激光通过被配置于转印掩模与被加工物之间的光路上的发散角调整光学系统的矩形的开口，由此减小所述第1发散角与所述第2发散角之差。
18.根据权利要求15所述的电子器件的制造方法，其中，
所述激光加工方法包含以下步骤：对所述激光的所述第1发散角的射束宽度进行扩大，由此减小所述第1发散角与所述第2发散角之差。
19.根据权利要求15所述的电子器件的制造方法，其中，
所述激光加工方法包含以下步骤：将所述激光引导至多点转印掩模。
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