JP2001212797A - 露光装置およびレーザ加工方法 - Google Patents
露光装置およびレーザ加工方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Micromachines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マスクおよびマスクパターンを投影する光学系
の大きさによって、パターン投影できる範囲に制限を受
けることがなく、広範囲な露光を行うことができる露光
装置およびレーザ加工方法を提供する。 【解決手段】光源からの光を用いて、マスクのパターン
を投影レンズにより被露光対象物に投影して露光する露
光装置において、前記マスクがパターンを動的に変位移
動させることができる構成を備え、該マスクによって表
示されるパターンの変位移動に同期させて、前記被露光
対象物を移動させながら露光するように構成する。
の大きさによって、パターン投影できる範囲に制限を受
けることがなく、広範囲な露光を行うことができる露光
装置およびレーザ加工方法を提供する。 【解決手段】光源からの光を用いて、マスクのパターン
を投影レンズにより被露光対象物に投影して露光する露
光装置において、前記マスクがパターンを動的に変位移
動させることができる構成を備え、該マスクによって表
示されるパターンの変位移動に同期させて、前記被露光
対象物を移動させながら露光するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被露光対象物に動
的にパターンをコントロールできるマスクを介して光を
照射する露光装置およびレーザ加工方法に関するもので
ある。また、さらにはマイクロマシン、ＩＣおよびハイ
ブリッドＩＣデバイス等の複雑材料および複雑形状の微
細加工に関するものである。
的にパターンをコントロールできるマスクを介して光を
照射する露光装置およびレーザ加工方法に関するもので
ある。また、さらにはマイクロマシン、ＩＣおよびハイ
ブリッドＩＣデバイス等の複雑材料および複雑形状の微
細加工に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、被露光対象物に光を投影パターン
照射するためのマスクには、電鋳法（エレクトロフォー
ミング）を用いて金属にパターンを形成した板や、石英
等のガラス板にクロム等の金属膜をパターニングした膜
を用いていた。
照射するためのマスクには、電鋳法（エレクトロフォー
ミング）を用いて金属にパターンを形成した板や、石英
等のガラス板にクロム等の金属膜をパターニングした膜
を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おけるこのようなパターンは、静的で変化しない固定的
なマスクおよびマスクパターンであるため、マスクの大
きさやマスクパターンを投影する光学系の大きさの制限
によって、パターンを投影できる範囲に制限を受けるこ
ととなる。例えば、実際上は８インチ角のマスクで投影
倍率の絶対値が１／５とすると、マスク全体のパターン
を投影しても、最大約４０ｍｍ角の範囲しか露光できな
いこととなっていた。
おけるこのようなパターンは、静的で変化しない固定的
なマスクおよびマスクパターンであるため、マスクの大
きさやマスクパターンを投影する光学系の大きさの制限
によって、パターンを投影できる範囲に制限を受けるこ
ととなる。例えば、実際上は８インチ角のマスクで投影
倍率の絶対値が１／５とすると、マスク全体のパターン
を投影しても、最大約４０ｍｍ角の範囲しか露光できな
いこととなっていた。
【０００４】また、投影倍率が１／１の光学系の場合に
は、最大８インチ角の範囲を露光することができるが、
マスク自体のパターン形状精度がそのまま投影されるこ
ととなり、被露光対象物に露光されるパターン精度が良
くならないといった不具合が生ずる。これは、投影像の
パターン形状精度は縮小投影の場合、投影倍率分だけ精
度が上がることとなるためである。また、８インチ角の
範囲を露光することができるとしても、このエリアで十
分事が足りるというものではない。
は、最大８インチ角の範囲を露光することができるが、
マスク自体のパターン形状精度がそのまま投影されるこ
ととなり、被露光対象物に露光されるパターン精度が良
くならないといった不具合が生ずる。これは、投影像の
パターン形状精度は縮小投影の場合、投影倍率分だけ精
度が上がることとなるためである。また、８インチ角の
範囲を露光することができるとしても、このエリアで十
分事が足りるというものではない。
【０００５】そこで、本発明は、上記従来のものにおけ
る課題を解決し、マスクの大きさやマスクパターンを投
影する光学系の大きさによって、パターン投影できる範
囲に制限を受けることがなく、広範囲な露光を行うこと
ができる露光装置およびレーザ加工方法を提供すること
を目的とするものである。
る課題を解決し、マスクの大きさやマスクパターンを投
影する光学系の大きさによって、パターン投影できる範
囲に制限を受けることがなく、広範囲な露光を行うこと
ができる露光装置およびレーザ加工方法を提供すること
を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、つぎの（１）〜（１６）のように構成し
た露光装置およびレーザ加工方法を提供するものであ
る。 （１）光源からの光を用いて、マスクのパターンを投影
レンズにより被露光対象物に投影して露光する露光装置
において、前記マスクは光軸に対して固定であって前記
パターンを動的に変位移動させる手段と前記被露光対象
物を移動させる手段を備え、前記マスクによって表示さ
れるパターンの変位移動に同期させて、前記被露光対象
物を移動させながら露光することを特徴とする露光装
置。 （２）前記被露光対象物を移動させる手段が、前記マス
クによって表示されるパターンの変位移動に同期させ
て、前記被露光対象物を光軸と垂直面内で移動させる手
段であることを特徴とする上記（１）に記載の露光装
置。 （３）前記マスクのパターンを動的に変位移動させる手
段が、動的にパターンをコントロールできる液晶デバイ
スによる光透過マスクであることを特徴とする上記
（１）または上記（２）に記載の露光装置。 （４）前記光源からの光は直線偏光であって、液晶デバ
イスに用いる偏光フィルターは、ネガまたはポジ透過設
定に合わせて、前記入射光の偏光方向に対して垂直また
は平行の単一枚の光出射偏光フィルターのみで構成され
ていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか
に記載の露光装置。 （５）前記光源からの光が、１ピコ秒以下のパルス放射
時間で空間的時間的なエネルギー密度の大きい光パルス
を連続放射するレーザ発振器からのレーザ光であること
を特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の露光装
置。 （６）前記レーザ発振器は、光伝播の空間圧縮装置を有
しているレーザ発振器であることを特徴とする上記
（５）に記載の露光装置。 （７）前記光伝播の空間圧縮装置は、チャープドパルス
を生成する手段と光波長分散特性を利用した縦モード同
期手段を有することを特徴とする上記（１）または上記
（６）に記載の露光装置。 （８）レーザー発振器からのレーザ光によって、マスク
のパターンを投影レンズにより被加工物に投影して加工
するレーザ加工方法において、前記マスクは光軸に対し
て固定であって前記パターンを動的に変位移動させ、該
マスクによって表示されるパターンの変位移動に同期さ
せて、前記被加工物を移動させながら加工することを特
徴とするレーザ加工方法。 （９）前記マスクによって表示されるパターンの変位移
動に同期させて、前記被加工物を光軸と垂直面内で移動
させながら加工することを特徴とする上記（８）に記載
のレーザ加工方法。 （１０）前記マスクが、動的にパターンをコントロール
できる液晶デバイスによる光透過マスクであることを特
徴とする上記（８）または上記（９）に記載のレーザ加
工方法。 （１１）前記マスクに入射するレーザ光は直線偏光であ
って、液晶デバイスに用いる偏光フィルターは、ネガま
たはポジ透過設定に合わせて、前記入射レーザ光の偏光
方向に対して垂直または平行の単一枚の光出射偏光フィ
ルターのみ用いることを特徴とする上記（８）〜（１
０）のいずれかに記載のレーザ加工方法。 （１２）前記マスクを投影する投影レンズの投影倍率
は、絶対値において１／２０以下であることを特徴とす
る上記（８）〜（１１）のいずれかに記載のレーザ加工
方法。 （１３）前記投影されるマスクのパターン像のフォーカ
スポイントは、被加工物の加工の進行に同期して、加工
される光軸方向の位置にフォーカスされるようにマスク
または被加工物の位置を変位追従させることを特徴とす
る上記（８）〜（１２）のいずれかに記載のレーザ加工
方法。 （１４）前記レーザ発振器からのレーザ光が、１ピコ秒
以下のパルス放射時間で空間的時間的なエネルギー密度
の大きい光パルスを連続放射するレーザ発振器からのレ
ーザ光であることを特徴とする上記（８）〜（１３）の
いずれかに記載のレーザ加工方法。 （１５）前記レーザ発振器は、光伝播の空間圧縮装置を
有しているレーザ発振器であることを特徴とする上記
（１４）に記載のレーザ加工方法。 （１６）前記光伝播の空間圧縮装置は、チャープドパル
スを生成する手段と光波長分散特性を利用した縦モード
同期手段を有することを特徴とする上記（１４）または
上記（１５）に記載のレーザ加工方法。
決するために、つぎの（１）〜（１６）のように構成し
た露光装置およびレーザ加工方法を提供するものであ
る。 （１）光源からの光を用いて、マスクのパターンを投影
レンズにより被露光対象物に投影して露光する露光装置
において、前記マスクは光軸に対して固定であって前記
パターンを動的に変位移動させる手段と前記被露光対象
物を移動させる手段を備え、前記マスクによって表示さ
れるパターンの変位移動に同期させて、前記被露光対象
物を移動させながら露光することを特徴とする露光装
置。 （２）前記被露光対象物を移動させる手段が、前記マス
クによって表示されるパターンの変位移動に同期させ
て、前記被露光対象物を光軸と垂直面内で移動させる手
段であることを特徴とする上記（１）に記載の露光装
置。 （３）前記マスクのパターンを動的に変位移動させる手
段が、動的にパターンをコントロールできる液晶デバイ
スによる光透過マスクであることを特徴とする上記
（１）または上記（２）に記載の露光装置。 （４）前記光源からの光は直線偏光であって、液晶デバ
イスに用いる偏光フィルターは、ネガまたはポジ透過設
定に合わせて、前記入射光の偏光方向に対して垂直また
は平行の単一枚の光出射偏光フィルターのみで構成され
ていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか
に記載の露光装置。 （５）前記光源からの光が、１ピコ秒以下のパルス放射
時間で空間的時間的なエネルギー密度の大きい光パルス
を連続放射するレーザ発振器からのレーザ光であること
を特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の露光装
置。 （６）前記レーザ発振器は、光伝播の空間圧縮装置を有
しているレーザ発振器であることを特徴とする上記
（５）に記載の露光装置。 （７）前記光伝播の空間圧縮装置は、チャープドパルス
を生成する手段と光波長分散特性を利用した縦モード同
期手段を有することを特徴とする上記（１）または上記
（６）に記載の露光装置。 （８）レーザー発振器からのレーザ光によって、マスク
のパターンを投影レンズにより被加工物に投影して加工
するレーザ加工方法において、前記マスクは光軸に対し
て固定であって前記パターンを動的に変位移動させ、該
マスクによって表示されるパターンの変位移動に同期さ
せて、前記被加工物を移動させながら加工することを特
徴とするレーザ加工方法。 （９）前記マスクによって表示されるパターンの変位移
動に同期させて、前記被加工物を光軸と垂直面内で移動
させながら加工することを特徴とする上記（８）に記載
のレーザ加工方法。 （１０）前記マスクが、動的にパターンをコントロール
できる液晶デバイスによる光透過マスクであることを特
徴とする上記（８）または上記（９）に記載のレーザ加
工方法。 （１１）前記マスクに入射するレーザ光は直線偏光であ
って、液晶デバイスに用いる偏光フィルターは、ネガま
たはポジ透過設定に合わせて、前記入射レーザ光の偏光
方向に対して垂直または平行の単一枚の光出射偏光フィ
ルターのみ用いることを特徴とする上記（８）〜（１
０）のいずれかに記載のレーザ加工方法。 （１２）前記マスクを投影する投影レンズの投影倍率
は、絶対値において１／２０以下であることを特徴とす
る上記（８）〜（１１）のいずれかに記載のレーザ加工
方法。 （１３）前記投影されるマスクのパターン像のフォーカ
スポイントは、被加工物の加工の進行に同期して、加工
される光軸方向の位置にフォーカスされるようにマスク
または被加工物の位置を変位追従させることを特徴とす
る上記（８）〜（１２）のいずれかに記載のレーザ加工
方法。 （１４）前記レーザ発振器からのレーザ光が、１ピコ秒
以下のパルス放射時間で空間的時間的なエネルギー密度
の大きい光パルスを連続放射するレーザ発振器からのレ
ーザ光であることを特徴とする上記（８）〜（１３）の
いずれかに記載のレーザ加工方法。 （１５）前記レーザ発振器は、光伝播の空間圧縮装置を
有しているレーザ発振器であることを特徴とする上記
（１４）に記載のレーザ加工方法。 （１６）前記光伝播の空間圧縮装置は、チャープドパル
スを生成する手段と光波長分散特性を利用した縦モード
同期手段を有することを特徴とする上記（１４）または
上記（１５）に記載のレーザ加工方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】上記構成を適用した本発明の実施
の形態においては、マスクのパターンを投影レンズにて
被露光対象物に投影露光する露光装置において、動的に
パターンをコントロールできるマスクとして、例えば液
晶デバイスによる光透過マスクを用い、被露光対象物の
光軸と垂直面内の移動に同期して、液晶デバイスからな
るマスクの表示パターンを画面上で移動させることで、
液晶デバイスを用いた光透過マスクに表示する画像パタ
ーンファイルの大きさによって、被露光対象物に露光さ
れるパターンの範囲の領域を依存させるように構成する
ことができ、画像パターンファイルの保存メモリー容量
が膨大でほぼ無限の容量があり、かつ、被露光対象物を
移動させるステージの移動範囲が無限にあれば、理論
上、ほぼ無限の大きさの範囲のパターン露光が可能とな
る露光装置を実現することができる。
の形態においては、マスクのパターンを投影レンズにて
被露光対象物に投影露光する露光装置において、動的に
パターンをコントロールできるマスクとして、例えば液
晶デバイスによる光透過マスクを用い、被露光対象物の
光軸と垂直面内の移動に同期して、液晶デバイスからな
るマスクの表示パターンを画面上で移動させることで、
液晶デバイスを用いた光透過マスクに表示する画像パタ
ーンファイルの大きさによって、被露光対象物に露光さ
れるパターンの範囲の領域を依存させるように構成する
ことができ、画像パターンファイルの保存メモリー容量
が膨大でほぼ無限の容量があり、かつ、被露光対象物を
移動させるステージの移動範囲が無限にあれば、理論
上、ほぼ無限の大きさの範囲のパターン露光が可能とな
る露光装置を実現することができる。
【０００８】また、レーザー発振器からのレーザ光によ
って、マスクのパターンを投影レンズにより被加工物に
投影して加工するレーザ加工方法において、前記マスク
のパターンを動的に変位移動させ、該マスクによって表
示されるパターンの変位移動に同期させて、前記被加工
物を移動させながら加工するに際して、前記レーザー発
振器からのレーザ光として、１ピコ秒以下のパルス放射
時間で空間的時間的なエネルギー密度の大きい光パルス
を連続放射するレーザ発振器からのレーザ光を用い、ま
た前記マスクに動的にパターンをコントロールできる液
晶デバイスを用いることによって、経時的に変位移動す
るマスクパターンに対応して被加工物をアブレーション
加工することができ、被加工物に広範囲な加工を行うこ
とが可能となる。また、このレーザ加工方法を用いてイ
ンクジェット記録ヘッドのインク通路構造等の加工に応
用することも可能である。
って、マスクのパターンを投影レンズにより被加工物に
投影して加工するレーザ加工方法において、前記マスク
のパターンを動的に変位移動させ、該マスクによって表
示されるパターンの変位移動に同期させて、前記被加工
物を移動させながら加工するに際して、前記レーザー発
振器からのレーザ光として、１ピコ秒以下のパルス放射
時間で空間的時間的なエネルギー密度の大きい光パルス
を連続放射するレーザ発振器からのレーザ光を用い、ま
た前記マスクに動的にパターンをコントロールできる液
晶デバイスを用いることによって、経時的に変位移動す
るマスクパターンに対応して被加工物をアブレーション
加工することができ、被加工物に広範囲な加工を行うこ
とが可能となる。また、このレーザ加工方法を用いてイ
ンクジェット記録ヘッドのインク通路構造等の加工に応
用することも可能である。
【０００９】なお、ここで用いられる上述したレーザ
は、「次世代光テクノロジー集成」（平成４年（株）オ
プトロニクス社発行、第１部要素技術；超短光パルスの
発生と圧縮、２４頁〜３１頁）等に記載されているいわ
ゆるフェムト秒レーザであり、このようなフェムト秒レ
ーザによると、時間的エネルギー密度がきわめて大き
く、またレーザ光の照射時間が非常に短いため、レーザ
光が熱エネルギーとして被加工物内を拡散する前に昇華
アブレーション加工プロセスを終了させることが可能と
なるため、加工形状は融解による変形が発生しないため
高精度に加工ができるといった特徴がある。
は、「次世代光テクノロジー集成」（平成４年（株）オ
プトロニクス社発行、第１部要素技術；超短光パルスの
発生と圧縮、２４頁〜３１頁）等に記載されているいわ
ゆるフェムト秒レーザであり、このようなフェムト秒レ
ーザによると、時間的エネルギー密度がきわめて大き
く、またレーザ光の照射時間が非常に短いため、レーザ
光が熱エネルギーとして被加工物内を拡散する前に昇華
アブレーション加工プロセスを終了させることが可能と
なるため、加工形状は融解による変形が発生しないため
高精度に加工ができるといった特徴がある。
【００１０】例えば、汎用的に市販されているレーザ発
振器には、パルス放射時間が１５０フェムト秒以下、パ
ルス当りの光エネルギーが８００マイクロジュールのも
のが存在する。即ち放射レーザ光のエネルギー密度は発
振パルスにおいて約５．３ギガワットのレベルとなる。
上述レーザの特性によって、被加工対象材料において
は、熱伝導率の高い金属、セラミック、鉱物（シリコン
等）であってもエネルギーの集中が可能となるため加工
が容易に可能で、光吸収率の低い石英およびガラスにお
いても、光エネルギー密度がギガワットの域に達しＹＡ
Ｇレーザと比べても１００倍以上のエネルギー密度とな
るため、ガラスまたは石英および光学結晶であっても
０．１〜１％程度の吸収があれば加工が可能となる。ま
た、従来からアブレーション加工に用いられているエキ
シマレーザにおいては、紫外線レーザ光であるため、上
記したマスクのパターンを動的に変化させるためにパタ
ーンをコントロールできる液晶デバイスによる光透過マ
スク等を用いることは不可能である。
振器には、パルス放射時間が１５０フェムト秒以下、パ
ルス当りの光エネルギーが８００マイクロジュールのも
のが存在する。即ち放射レーザ光のエネルギー密度は発
振パルスにおいて約５．３ギガワットのレベルとなる。
上述レーザの特性によって、被加工対象材料において
は、熱伝導率の高い金属、セラミック、鉱物（シリコン
等）であってもエネルギーの集中が可能となるため加工
が容易に可能で、光吸収率の低い石英およびガラスにお
いても、光エネルギー密度がギガワットの域に達しＹＡ
Ｇレーザと比べても１００倍以上のエネルギー密度とな
るため、ガラスまたは石英および光学結晶であっても
０．１〜１％程度の吸収があれば加工が可能となる。ま
た、従来からアブレーション加工に用いられているエキ
シマレーザにおいては、紫外線レーザ光であるため、上
記したマスクのパターンを動的に変化させるためにパタ
ーンをコントロールできる液晶デバイスによる光透過マ
スク等を用いることは不可能である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施形態を図面にもとずいて
説明する。以下に本発明の要部である本実施例にかかる
露光装置を詳細に説明する。図１は、本発明に係る露光
装置の概略光路図である。不図示の光源から図１中の太
線矢印方向に放射されたビーム状光束１０１をズームビ
ームコンプレッサ１１０に導き、所定光ビーム径に変換
し、マスク照明レンズ１１１に導き所定収束角のビーム
状光束を形成し、液晶マスク１のマスクパターン部分を
照明する。次に、液晶マスク１において所定パターンに
液晶透過マスクパターンを設定した状態で、マスクパタ
ーンを通過した光は投影レンズ１１３によってパターン
像を被露光対象物２の表面にフォーカス投影照射され露
光が開始される。この光の照射と同時に、液晶マスク１
は不図示の液晶ドライバーによるコントロールによっ
て、光透過マスクパターンを例えば、図２の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示すような順に連続的に液晶マスク１
に表示するマスクパターン３を動的に変位移動させなが
ら、また一方、被露光対象物２は不図示の自動メカステ
ージによって保持されており、不図示の自動メカステー
ジドライバーによるコントロールによって、図中細線矢
印方向である２次元方向において、液晶マスク１に表示
されるマスクパターン３の投影像の移動に同期させて、
被露光対象物２を移動コントロールしながら露光を進行
させる。
説明する。以下に本発明の要部である本実施例にかかる
露光装置を詳細に説明する。図１は、本発明に係る露光
装置の概略光路図である。不図示の光源から図１中の太
線矢印方向に放射されたビーム状光束１０１をズームビ
ームコンプレッサ１１０に導き、所定光ビーム径に変換
し、マスク照明レンズ１１１に導き所定収束角のビーム
状光束を形成し、液晶マスク１のマスクパターン部分を
照明する。次に、液晶マスク１において所定パターンに
液晶透過マスクパターンを設定した状態で、マスクパタ
ーンを通過した光は投影レンズ１１３によってパターン
像を被露光対象物２の表面にフォーカス投影照射され露
光が開始される。この光の照射と同時に、液晶マスク１
は不図示の液晶ドライバーによるコントロールによっ
て、光透過マスクパターンを例えば、図２の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示すような順に連続的に液晶マスク１
に表示するマスクパターン３を動的に変位移動させなが
ら、また一方、被露光対象物２は不図示の自動メカステ
ージによって保持されており、不図示の自動メカステー
ジドライバーによるコントロールによって、図中細線矢
印方向である２次元方向において、液晶マスク１に表示
されるマスクパターン３の投影像の移動に同期させて、
被露光対象物２を移動コントロールしながら露光を進行
させる。
【００１２】また、レーザ光による加工の場合には、被
露光対象物２は、液晶による光透過マスクパターンの投
影像が加工位置においてフォーカスされるように、不図
示の自動ステージによって光軸方向に位置をコントロー
ルされるものである。所定露光量が露光された時点で、
またレーザ加工の場合には所定加工量が加工された時点
で、光束１０１の照射が停止されるか、または、液晶マ
スク１のパターンが光非透過状態に制御されることで、
被露光対象物２への露光が停止される。
露光対象物２は、液晶による光透過マスクパターンの投
影像が加工位置においてフォーカスされるように、不図
示の自動ステージによって光軸方向に位置をコントロー
ルされるものである。所定露光量が露光された時点で、
またレーザ加工の場合には所定加工量が加工された時点
で、光束１０１の照射が停止されるか、または、液晶マ
スク１のパターンが光非透過状態に制御されることで、
被露光対象物２への露光が停止される。
【００１３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、マスクによって表示されるパターンの変位移動に同
期させて、被露光対象物を移動させながら露光すること
により、マスクに表示する画像パターンファイルの大き
さによって、被露光対象物に露光されるパターンの範囲
の領域を依存させるように構成することができ、画像パ
ターンファイルの保存メモリー容量が膨大でほぼ無限の
容量があり、かつ、被露光対象物を移動させるステージ
の移動範囲が無限にあれば、理論上、ほぼ無限の大きさ
の範囲のパターン露光を可能とすることができ、パター
ン投影できる範囲に制限を受けることがなく、広範囲な
露光を実現することができる。また、レーザー発振器か
らのレーザ光によって、マスクのパターンを投影レンズ
により被加工物に投影して加工するレーザ加工方法にお
いて、前記マスクのパターンを動的に変位移動させ、該
マスクによって表示されるパターンの変位移動に同期さ
せて、前記被加工物を移動させながら加工するに際し
て、前記レーザー発振器からのレーザ光として、１ピコ
秒以下のパルス放射時間で空間的時間的なエネルギー密
度の大きい光パルスを連続放射するレーザ発振器からの
レーザ光を用い、また前記マスクに動的にパターンをコ
ントロールできる液晶デバイスを用いる構成を採ること
によって、経時的に変位移動するマスクパターンに対応
して被加工物をアブレーション加工することができ、被
加工物に広範囲な加工を行うことが可能となる。また、
このようなレーザ加工方法を用いてマイクロマシン、Ｉ
ＣおよびハイブリッドＩＣデバイス等の複雑材料および
複雑形状の微細加工方法に好適な加工方法を実現するこ
とができる。
ば、マスクによって表示されるパターンの変位移動に同
期させて、被露光対象物を移動させながら露光すること
により、マスクに表示する画像パターンファイルの大き
さによって、被露光対象物に露光されるパターンの範囲
の領域を依存させるように構成することができ、画像パ
ターンファイルの保存メモリー容量が膨大でほぼ無限の
容量があり、かつ、被露光対象物を移動させるステージ
の移動範囲が無限にあれば、理論上、ほぼ無限の大きさ
の範囲のパターン露光を可能とすることができ、パター
ン投影できる範囲に制限を受けることがなく、広範囲な
露光を実現することができる。また、レーザー発振器か
らのレーザ光によって、マスクのパターンを投影レンズ
により被加工物に投影して加工するレーザ加工方法にお
いて、前記マスクのパターンを動的に変位移動させ、該
マスクによって表示されるパターンの変位移動に同期さ
せて、前記被加工物を移動させながら加工するに際し
て、前記レーザー発振器からのレーザ光として、１ピコ
秒以下のパルス放射時間で空間的時間的なエネルギー密
度の大きい光パルスを連続放射するレーザ発振器からの
レーザ光を用い、また前記マスクに動的にパターンをコ
ントロールできる液晶デバイスを用いる構成を採ること
によって、経時的に変位移動するマスクパターンに対応
して被加工物をアブレーション加工することができ、被
加工物に広範囲な加工を行うことが可能となる。また、
このようなレーザ加工方法を用いてマイクロマシン、Ｉ
ＣおよびハイブリッドＩＣデバイス等の複雑材料および
複雑形状の微細加工方法に好適な加工方法を実現するこ
とができる。
【図１】本発明の実施例に係るレーザ加工装置の概略光
路図。
路図。
【図２】本発明の実施例係る液晶マスクの表示マスクパ
ターンの動作を示す概略図。
ターンの動作を示す概略図。
１：液晶マスク ２：被露光対象物 ３：表示マスクパターン １００：パターン化された光束 １０１：光束 １１０：ズームビームコンプレッサー １１１：マスク照明レンズ １１３：投影レンズ
Claims (16)
- 【請求項１】光源からの光を用いて、マスクのパターン
を投影レンズにより被露光対象物に投影して露光する露
光装置において、前記マスクは光軸に対して固定であっ
て前記パターンを動的に変位移動させる手段と前記被露
光対象物を移動させる手段を備え、前記マスクによって
表示されるパターンの変位移動に同期させて、前記被露
光対象物を移動させながら露光することを特徴とする露
光装置。 - 【請求項２】前記被露光対象物を移動させる手段が、前
記マスクによって表示されるパターンの変位移動に同期
させて、前記被露光対象物を光軸と垂直面内で移動させ
る手段であることを特徴とする請求項１に記載の露光装
置。 - 【請求項３】前記マスクのパターンを動的に変位移動さ
せる手段が、動的にパターンをコントロールできる液晶
デバイスによる光透過マスクであることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の露光装置。 - 【請求項４】前記光源からの光は直線偏光であって、液
晶デバイスに用いる偏光フィルターは、ネガまたはポジ
透過設定に合わせて、前記入射光の偏光方向に対して垂
直または平行の単一枚の光出射偏光フィルターのみで構
成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項に記載の露光装置。 - 【請求項５】前記光源からの光が、１ピコ秒以下のパル
ス放射時間で空間的時間的なエネルギー密度の大きい光
パルスを連続放射するレーザ発振器からのレーザ光であ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載
の露光装置。 - 【請求項６】前記レーザ発振器は、光伝播の空間圧縮装
置を有しているレーザ発振器であることを特徴とする請
求項５に記載の露光装置。 - 【請求項７】前記光伝播の空間圧縮装置は、チャープド
パルスを生成する手段と光波長分散特性を利用した縦モ
ード同期手段を有することを特徴とする請求項５または
請求項６に記載の露光装置。 - 【請求項８】レーザー発振器からのレーザ光によって、
マスクのパターンを投影レンズにより被加工物に投影し
て加工するレーザ加工方法において、前記マスクは光軸
に対して固定であって前記パターンを動的に変位移動さ
せ、該マスクによって表示されるパターンの変位移動に
同期させて、前記被加工物を移動させながら加工するこ
とを特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項９】前記マスクによって表示されるパターンの
変位移動に同期させて、前記被加工物を光軸と垂直面内
で移動させながら加工することを特徴とする請求項８に
記載のレーザ加工方法。 - 【請求項１０】前記マスクが、動的にパターンをコント
ロールできる液晶デバイスによる光透過マスクであるこ
とを特徴とする請求項８または請求項９に記載のレーザ
加工方法。 - 【請求項１１】前記マスクに入射するレーザ光は直線偏
光であって、液晶デバイスに用いる偏光フィルターは、
ネガまたはポジ透過設定に合わせて、前記入射レーザ光
の偏光方向に対して垂直または平行の単一枚の光出射偏
光フィルターのみ用いることを特徴とする請求項８〜１
０のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。 - 【請求項１２】前記マスクを投影する投影レンズの投影
倍率は、絶対値において１／２０以下であることを特徴
とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のレーザ加
工方法。 - 【請求項１３】前記投影されるマスクのパターン像のフ
ォーカスポイントは、被加工物の加工の進行に同期し
て、加工される光軸方向の位置にフォーカスされるよう
にマスクまたは被加工物の位置を変位追従させることを
特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載のレー
ザ加工方法。 - 【請求項１４】前記レーザー発振器からのレーザ光が、
１ピコ秒以下のパルス放射時間で空間的時間的なエネル
ギー密度の大きい光パルスを連続放射するレーザ発振器
からのレーザ光であることを特徴とする請求項８〜１３
のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。 - 【請求項１５】前記レーザ発振器は、光伝播の空間圧縮
装置を有しているレーザ発振器であることを特徴とする
請求項１４に記載のレーザ加工方法。 - 【請求項１６】前記光伝播の空間圧縮装置は、チャープ
ドパルスを生成する手段と光波長分散特性を利用した縦
モード同期手段を有することを特徴とする請求項１４ま
たは請求項１５に記載のレーザ加工方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000025951A JP2001212797A (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 露光装置およびレーザ加工方法 |
| US09/771,885 US6558882B2 (en) | 2000-02-03 | 2001-01-30 | Laser working method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000025951A JP2001212797A (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 露光装置およびレーザ加工方法 |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=18551739
Family Applications (1)
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|---|---|
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