JP2002292488A - レーザ加工装置とレーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置とレーザ加工方法Info
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- JP2002292488A JP2002292488A JP2001099032A JP2001099032A JP2002292488A JP 2002292488 A JP2002292488 A JP 2002292488A JP 2001099032 A JP2001099032 A JP 2001099032A JP 2001099032 A JP2001099032 A JP 2001099032A JP 2002292488 A JP2002292488 A JP 2002292488A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元構造や大面積の加工を効率的に行なう
ことのできるレーザ加工装置とレーザ加工方法を提供す
る。 【解決手段】 ２次元配置された複数のシャッタを制御
してパターンを画定する工程と、パターンを画定した複
数のシャッタを介して強度変調された加工用レーザ光を
加工面のワークに照射して加工を行なう工程と、複数の
シャッタを制御して、パターンを変更する工程と、変更
したパターンを画定した複数のシャッタを介して強度変
調された加工用レーザ光を加工面のワークに照射してさ
らに加工を行なう工程とを含むレーザ加工方法が提供さ
れる。パターンを発生するマスクと、ワークを走査する
ステージとを同期制御することにより広い面積の加工を
行なうことができる。同一位置で種々のパターンを重ね
ることにより、種々の３次元形状の加工が行なえる。
ことのできるレーザ加工装置とレーザ加工方法を提供す
る。 【解決手段】 ２次元配置された複数のシャッタを制御
してパターンを画定する工程と、パターンを画定した複
数のシャッタを介して強度変調された加工用レーザ光を
加工面のワークに照射して加工を行なう工程と、複数の
シャッタを制御して、パターンを変更する工程と、変更
したパターンを画定した複数のシャッタを介して強度変
調された加工用レーザ光を加工面のワークに照射してさ
らに加工を行なう工程とを含むレーザ加工方法が提供さ
れる。パターンを発生するマスクと、ワークを走査する
ステージとを同期制御することにより広い面積の加工を
行なうことができる。同一位置で種々のパターンを重ね
ることにより、種々の３次元形状の加工が行なえる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置と
レーザ加工方法に関し、特にマスクを介して加工面上に
レーザ光を照射してワークの加工を行なうレーザ加工装
置とレーザ加工方法に関する。
レーザ加工方法に関し、特にマスクを介して加工面上に
レーザ光を照射してワークの加工を行なうレーザ加工装
置とレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属やプラスチック等をレーザ光で加工
する技術が開発されている。加工用レーザ光としては、
炭酸ガスレーザ光やＹＡＧレーザ光ならびに高調波ＹＡ
Ｇレーザ光等が用いられる。切断や孔あけ加工において
は、レーザ光を所望の径のスポットに集光し、ワーク
（加工対象物）上に照射する。
する技術が開発されている。加工用レーザ光としては、
炭酸ガスレーザ光やＹＡＧレーザ光ならびに高調波ＹＡ
Ｇレーザ光等が用いられる。切断や孔あけ加工において
は、レーザ光を所望の径のスポットに集光し、ワーク
（加工対象物）上に照射する。
【０００３】所望パターンを有するマスクを用い、パタ
ーンを有するレーザ光をワークに照射して加工する技術
も開発されている。マスクにより強度変調されたレーザ
光は、縮小投影光学系により縮小され、ワーク上に照射
される。縮小率は、１／３〜１／２０程度である。加工
すべきワークが大きくなると、必然的にマスクも大きく
なることになる。しかしながら、大面積を一時に加工す
るレーザ加工装置は実現困難であり、実現できた場合は
非常に高価なものとなってしまう。
ーンを有するレーザ光をワークに照射して加工する技術
も開発されている。マスクにより強度変調されたレーザ
光は、縮小投影光学系により縮小され、ワーク上に照射
される。縮小率は、１／３〜１／２０程度である。加工
すべきワークが大きくなると、必然的にマスクも大きく
なることになる。しかしながら、大面積を一時に加工す
るレーザ加工装置は実現困難であり、実現できた場合は
非常に高価なものとなってしまう。
【０００４】半導体装置の製造においては、ホトリソグ
ラフィ−とエッチングの組み合わせが用いられてい
る。。ワーク（半導体基板）上にホトレジスト膜を形成
し、露光、現像してパターンを有するマスクを形成す
る。このレジストマスクをエッチングマスクとし、下地
をエッチングすることにより、所望の形状を得る。
ラフィ−とエッチングの組み合わせが用いられてい
る。。ワーク（半導体基板）上にホトレジスト膜を形成
し、露光、現像してパターンを有するマスクを形成す
る。このレジストマスクをエッチングマスクとし、下地
をエッチングすることにより、所望の形状を得る。
【０００５】回折により所望のパターンを得る素子とし
て、ホログラフィク光学素子（ＨＯＥ）等のディフラク
ティブ素子が知られている。ＨＯＥは、所望の回折光を
得るため、計算機演算した３次元パターン形状を有す
る。このような３次元形状は、ホトリソグラフィ−とエ
ッチングの組み合わせを複数回行なうことにより実現さ
れている。ディフラクティブ素子が８〜２５６段の段差
形状を有する場合、ホトリソグラフィーとエッチングの
組み合わせを３〜８回繰り返す必要がある。
て、ホログラフィク光学素子（ＨＯＥ）等のディフラク
ティブ素子が知られている。ＨＯＥは、所望の回折光を
得るため、計算機演算した３次元パターン形状を有す
る。このような３次元形状は、ホトリソグラフィ−とエ
ッチングの組み合わせを複数回行なうことにより実現さ
れている。ディフラクティブ素子が８〜２５６段の段差
形状を有する場合、ホトリソグラフィーとエッチングの
組み合わせを３〜８回繰り返す必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】マスクを用いたレーザ
加工により、３次元構造または大面積の加工を行なおう
とすると、加工工程を繰り返さなければならず、工程数
と所要時間が増大してしまう。
加工により、３次元構造または大面積の加工を行なおう
とすると、加工工程を繰り返さなければならず、工程数
と所要時間が増大してしまう。
【０００７】本発明の目的は、３次元構造や大面積の加
工を効率的に行なうことのできるレーザ加工装置とレー
ザ加工方法を提供することである。
工を効率的に行なうことのできるレーザ加工装置とレー
ザ加工方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の１観点によれ
ば、加工用レーザ光を発振するレーザ発振器と、２次元
配置された複数のシャッタを有するマスクと、前記マス
クにパターンを供給するパターン供給手段と、前記レー
ザ発振器から出射され、前記マスクによって強度変調さ
れた加工用レーザ光を焦合する光学系と、前記強度変調
された加工用レーザ光を受ける位置にワークを支持し、
移動させることのできるステージと、前記パターン供給
手段および前記ステージを同期制御することのできる制
御手段とを有するレーザ加工装置が提供される。
ば、加工用レーザ光を発振するレーザ発振器と、２次元
配置された複数のシャッタを有するマスクと、前記マス
クにパターンを供給するパターン供給手段と、前記レー
ザ発振器から出射され、前記マスクによって強度変調さ
れた加工用レーザ光を焦合する光学系と、前記強度変調
された加工用レーザ光を受ける位置にワークを支持し、
移動させることのできるステージと、前記パターン供給
手段および前記ステージを同期制御することのできる制
御手段とを有するレーザ加工装置が提供される。
【０００９】本発明の他の観点によれば、（ａ）加工面
にワークを保持する工程と、（ｂ）２次元配置された複
数のシャッタを制御してパターンを画定する工程と、
（ｃ）前記パターンを画定した複数のシャッタを介して
強度変調された加工用レーザ光を加工面のワークに照射
して加工を行なう工程と、（ｄ）前記複数のシャッタを
制御して、パターンを変更する工程と、（ｅ）前記変更
したパターンを画定した複数のシャッタを介して強度変
調された加工用レーザ光を加工面のワークに照射してさ
らに加工を行なう工程とを含むレーザ加工方法が提供さ
れる。
にワークを保持する工程と、（ｂ）２次元配置された複
数のシャッタを制御してパターンを画定する工程と、
（ｃ）前記パターンを画定した複数のシャッタを介して
強度変調された加工用レーザ光を加工面のワークに照射
して加工を行なう工程と、（ｄ）前記複数のシャッタを
制御して、パターンを変更する工程と、（ｅ）前記変更
したパターンを画定した複数のシャッタを介して強度変
調された加工用レーザ光を加工面のワークに照射してさ
らに加工を行なう工程とを含むレーザ加工方法が提供さ
れる。
【００１０】可変パターンを形成するマスクと、ワーク
を走査するステージとを用い、同期制御することにより
広い面積の加工を行なうことができる。同一位置でパタ
ーンを変更した加工を行なえれば種々の３次元形状の加
工を行なうことができる。
を走査するステージとを用い、同期制御することにより
広い面積の加工を行なうことができる。同一位置でパタ
ーンを変更した加工を行なえれば種々の３次元形状の加
工を行なうことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００１２】図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例に
よるレーザ加工装置の概略ブロック図及びこのレーザ加
工装置に用いられるマスクの平面図である。
よるレーザ加工装置の概略ブロック図及びこのレーザ加
工装置に用いられるマスクの平面図である。
【００１３】図１（Ａ）において、レーザ発振器１１
は、例えばＹＡＧレーザ発振器であり、波長１．０６μ
ｍのレーザ光を出射する。ＹＡＧレーザ発振器１１に、
波長変換素子１１ｘを組み合わせ、２次高調波（波長
０．５３μｍ）、３次高調波（波長０．３５μｍ）等の
高調波（ＹＡＧ）レーザ光を用いることもできる。この
ようにして出射された加工用レーザ光Ｌａは、ビームエ
キスパンダ１２によりビーム径が拡大され、レーザ光Ｌ
ｂとなる。レーザ光Ｌｂは、ミラー１３により反射さ
れ、下方に向うレーザ光Ｌｃとなる。
は、例えばＹＡＧレーザ発振器であり、波長１．０６μ
ｍのレーザ光を出射する。ＹＡＧレーザ発振器１１に、
波長変換素子１１ｘを組み合わせ、２次高調波（波長
０．５３μｍ）、３次高調波（波長０．３５μｍ）等の
高調波（ＹＡＧ）レーザ光を用いることもできる。この
ようにして出射された加工用レーザ光Ｌａは、ビームエ
キスパンダ１２によりビーム径が拡大され、レーザ光Ｌ
ｂとなる。レーザ光Ｌｂは、ミラー１３により反射さ
れ、下方に向うレーザ光Ｌｃとなる。
【００１４】レーザ光Ｌｃは、マスク１４に入射する。
マスク１４は、２次元的に配置された複数のシャッター
を有し、各シャッターのオン／オフを制御することによ
り、所望パターンに強度変調されたレーザ光Ｌｄを形成
することができる。
マスク１４は、２次元的に配置された複数のシャッター
を有し、各シャッターのオン／オフを制御することによ
り、所望パターンに強度変調されたレーザ光Ｌｄを形成
することができる。
【００１５】図１（Ｂ）は、マスク１４の構成例を示
す。マスク１４は、行列上に配置された複数の液晶シャ
ッタ１８を有する。各液晶シャッタ１８の透過／遮光を
制御することにより、所望パターンの透過光を得ること
ができる。
す。マスク１４は、行列上に配置された複数の液晶シャ
ッタ１８を有する。各液晶シャッタ１８の透過／遮光を
制御することにより、所望パターンの透過光を得ること
ができる。
【００１６】所望パターンに強度変調されたレーザ光Ｌ
ｄは、縮小投影光学系１５により縮小投影されるレーザ
光Ｌｅとなり、加工面上に結像される。
ｄは、縮小投影光学系１５により縮小投影されるレーザ
光Ｌｅとなり、加工面上に結像される。
【００１７】加工面には、ＸＹステージ１６に支持され
たワーク１７が配置されている。ＸＹステージ１６は、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に任意に移動させることができる。
たワーク１７が配置されている。ＸＹステージ１６は、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に任意に移動させることができる。
【００１８】加工制御装置２１は、レーザ発振器１１、
ＸＹステージ１６を同期制御することができる。ＸＹス
テージが所望距離移動した時点で、レーザ発振器１１を
パルス駆動させる。
ＸＹステージ１６を同期制御することができる。ＸＹス
テージが所望距離移動した時点で、レーザ発振器１１を
パルス駆動させる。
【００１９】加工制御装置２１は、パターン供給装置２
２に対しても制御信号を与える。パターン供給装置２２
は、加工制御装置２１からの指示に従って所望パターン
を表わす信号を形成し、バッファーメモリー２４に送
る。バッファーメモリ２４は、マスク１４で形成すべき
パターンを例えば２つ以上記憶することができる。
２に対しても制御信号を与える。パターン供給装置２２
は、加工制御装置２１からの指示に従って所望パターン
を表わす信号を形成し、バッファーメモリー２４に送
る。バッファーメモリ２４は、マスク１４で形成すべき
パターンを例えば２つ以上記憶することができる。
【００２０】ＸＹステージ１６を移動させながら、マス
ク１４のパターンをバッファメモリから受けた信号によ
って変更し、レーザ発振器１１を駆動することにより、
ワーク１７の所定領域上に所望パターンを露光すること
ができる。ワーク１７を移動させつつ、マスク１４のパ
ターンを順次変更し、照射領域を徐々に移動させつつ、
ワーク１７の同一位置に複数回のレーザ光照射を行なう
ことができる。
ク１４のパターンをバッファメモリから受けた信号によ
って変更し、レーザ発振器１１を駆動することにより、
ワーク１７の所定領域上に所望パターンを露光すること
ができる。ワーク１７を移動させつつ、マスク１４のパ
ターンを順次変更し、照射領域を徐々に移動させつつ、
ワーク１７の同一位置に複数回のレーザ光照射を行なう
ことができる。
【００２１】図２（Ａ）〜（Ｅ）は、図１（Ａ）のレー
ザ加工装置を用いて３次元構造を加工する工程を概略的
に示す。
ザ加工装置を用いて３次元構造を加工する工程を概略的
に示す。
【００２２】図２（Ａ）に示すように、ワーク１７は矢
印の方向に定速で移動するものとする。先ず、第１回目
のレーザ光照射が行なわれ、パターンＰ１が加工され
る。
印の方向に定速で移動するものとする。先ず、第１回目
のレーザ光照射が行なわれ、パターンＰ１が加工され
る。
【００２３】図２（Ｂ）に示すように、ワーク１７が移
動を継続し、マスク１４が次のパターンを用意し、２回
目のレーザ光照射が行われる。このパターンは、図に示
すようにパターンＰ１の領域と、パターンＰ２の領域に
おいて行なわれる。パターンＰ１は、図においては同一
の位置に示されているが、実際はワーク１７が移動して
いるため、マスク１４では異なる位置に対応する。
動を継続し、マスク１４が次のパターンを用意し、２回
目のレーザ光照射が行われる。このパターンは、図に示
すようにパターンＰ１の領域と、パターンＰ２の領域に
おいて行なわれる。パターンＰ１は、図においては同一
の位置に示されているが、実際はワーク１７が移動して
いるため、マスク１４では異なる位置に対応する。
【００２４】図２（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、ワーク
１７の移動と同期し、複数回のレーザ光照射が行なわ
れ、レーザ加工される領域が順次右側に移動していく。
このようにして、パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ
５が加工される。図示の形状においては同一地点におい
て３回のレーザ光照射が行なわれる場合を示したが、同
一位置に重ねて行なわれるレーザ光照射の数は限定され
ない。多数回のレーザ光照射を行なうことにより、より
きめ細かなパターンを形成することができる。
１７の移動と同期し、複数回のレーザ光照射が行なわ
れ、レーザ加工される領域が順次右側に移動していく。
このようにして、パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ
５が加工される。図示の形状においては同一地点におい
て３回のレーザ光照射が行なわれる場合を示したが、同
一位置に重ねて行なわれるレーザ光照射の数は限定され
ない。多数回のレーザ光照射を行なうことにより、より
きめ細かなパターンを形成することができる。
【００２５】図２（Ｆ）は、このようなレーザ光加工に
より形成されたプリズム１７ｘの形状を概略的に示す。
このようなプリズム１７ｘに下方から広い立体角で拡が
る光を入射させると、プリズム１７ｘから出射する光
は、入射光よりも収束したものとなる。例えば、液晶表
示装置のバックライト光源において、散乱光を液晶表示
装置になるべく垂直に近い方向で入射させるのに有効で
ある。
より形成されたプリズム１７ｘの形状を概略的に示す。
このようなプリズム１７ｘに下方から広い立体角で拡が
る光を入射させると、プリズム１７ｘから出射する光
は、入射光よりも収束したものとなる。例えば、液晶表
示装置のバックライト光源において、散乱光を液晶表示
装置になるべく垂直に近い方向で入射させるのに有効で
ある。
【００２６】図２（Ｇ）は、形状が徐々に変化するプリ
ズム構造１７ｙを示す。左下方よりプリズム構造１７ｙ
に光が入射すると、反射面１９ｎ〜１９ｆが入射光を下
方に反射させる。入射光の進行方向が徐々に変化するた
め、反射面は左側の反射面１９ｎから右側の反射面１９
ｆに向って徐々に変化し、反射光をほぼ垂直下方に進行
させる。
ズム構造１７ｙを示す。左下方よりプリズム構造１７ｙ
に光が入射すると、反射面１９ｎ〜１９ｆが入射光を下
方に反射させる。入射光の進行方向が徐々に変化するた
め、反射面は左側の反射面１９ｎから右側の反射面１９
ｆに向って徐々に変化し、反射光をほぼ垂直下方に進行
させる。
【００２７】このような位置的に変化するパターンを加
工する場合も、パターン供給装置２２がレーザ照射領域
に適合したパターンをマスク１４に供給することによ
り、任意のパターンを形成することができる。
工する場合も、パターン供給装置２２がレーザ照射領域
に適合したパターンをマスク１４に供給することによ
り、任意のパターンを形成することができる。
【００２８】図３は、円錐状の形状を加工する場合のマ
スク形状と形成されるパターン形状を示す平面図及び断
面図である。図３（Ａ）〜（Ｌ）は、同一位置に照射さ
れるレーザ光を画定するためのマスクＭ１〜Ｍ１２の形
状を示す。
スク形状と形成されるパターン形状を示す平面図及び断
面図である。図３（Ａ）〜（Ｌ）は、同一位置に照射さ
れるレーザ光を画定するためのマスクＭ１〜Ｍ１２の形
状を示す。
【００２９】図３（Ｍ）に示すように、マスクＭ１によ
り最上段の形状が加工され、マスクＭ２により２段面の
形状が加工され、マスクＭ３、．．．により３段目以降
の形状が加工される。このようにして、円錐形状の加工
を行なうことができる。なお、この加工は、ＸＹステー
ジを移動させつつ行なうことも、停止させたまま行なう
こともできる。
り最上段の形状が加工され、マスクＭ２により２段面の
形状が加工され、マスクＭ３、．．．により３段目以降
の形状が加工される。このようにして、円錐形状の加工
を行なうことができる。なお、この加工は、ＸＹステー
ジを移動させつつ行なうことも、停止させたまま行なう
こともできる。
【００３０】図３（Ｎ）は、ディフラクティブ素子の断
面形状を示す。ディフラクティブ素子１７ｄは、複数回
の露光により計算機演算された多段形状を実現してい
る。このような形状も、図３（Ａ）〜（Ｍ）に示した複
数舞のマスクを用いたレーザ光照射と同様の工程を行な
うことにより実現することができる。なお、レーザ加工
は、ワークの一部を除去する工程に限らない。
面形状を示す。ディフラクティブ素子１７ｄは、複数回
の露光により計算機演算された多段形状を実現してい
る。このような形状も、図３（Ａ）〜（Ｍ）に示した複
数舞のマスクを用いたレーザ光照射と同様の工程を行な
うことにより実現することができる。なお、レーザ加工
は、ワークの一部を除去する工程に限らない。
【００３１】図３（Ｏ）は、レーザ光照射により光学的
特性が変化するワーク１７ｐに対し、所望パターンのレ
ーザ光照射を複数回行なって形成した光学的特性のパタ
ーンを概略的に示す。例えば、ワーク１７ｐの複素屈折
率を変化させることにより、点状に分布したホログラム
を作成することができる。
特性が変化するワーク１７ｐに対し、所望パターンのレ
ーザ光照射を複数回行なって形成した光学的特性のパタ
ーンを概略的に示す。例えば、ワーク１７ｐの複素屈折
率を変化させることにより、点状に分布したホログラム
を作成することができる。
【００３２】図４（Ａ）〜（Ｊ）は、繰り返しパターン
を作成する場合の例を示す。図４（Ｊ）が作成されるべ
きパターン形状を示す。ワーク１７には、規則的に繰り
返し配置された孔ＰＨが形成されている。
を作成する場合の例を示す。図４（Ｊ）が作成されるべ
きパターン形状を示す。ワーク１７には、規則的に繰り
返し配置された孔ＰＨが形成されている。
【００３３】図４（Ａ）〜（Ｉ）は、ワーク１７を定速
で移動させつつ、ワーク１７の移動に同期させてレーザ
光を照射するためのパターン形状を示す。第２のマスク
Ｍ２は、第１のマスクＭ１に対し、パターンが一定距離
左方に移動した形状を有する。第３のマスクＭ３は、マ
スクＭ２に対しさらに一定距離左方に移動した形状を有
する。同様、マスクＭ４〜Ｍ９は、一定距離づつパター
ンが左方に移動した形状を有する。
で移動させつつ、ワーク１７の移動に同期させてレーザ
光を照射するためのパターン形状を示す。第２のマスク
Ｍ２は、第１のマスクＭ１に対し、パターンが一定距離
左方に移動した形状を有する。第３のマスクＭ３は、マ
スクＭ２に対しさらに一定距離左方に移動した形状を有
する。同様、マスクＭ４〜Ｍ９は、一定距離づつパター
ンが左方に移動した形状を有する。
【００３４】９番目のマスクＭ９は、一番目のマスクＭ
１と同一パターンを有する。１番目から９番目までのマ
スクで、パターンは１ピッチ移動している。従って、マ
スクパターンＭ１〜Ｍ８を繰り返し照射することによ
り、図４（Ｊ）に示すような繰り返しパターンを加工す
ることができる。
１と同一パターンを有する。１番目から９番目までのマ
スクで、パターンは１ピッチ移動している。従って、マ
スクパターンＭ１〜Ｍ８を繰り返し照射することによ
り、図４（Ｊ）に示すような繰り返しパターンを加工す
ることができる。
【００３５】図１（Ａ）の構成においては、マスク１４
として複数の液晶シャッタ１８を有する構成を用いた。
液晶シャッタは、透過できる光の波長範囲が限定され
る。
として複数の液晶シャッタ１８を有する構成を用いた。
液晶シャッタは、透過できる光の波長範囲が限定され
る。
【００３６】図５は、反射型マスクの構成例を示す。図
５（Ａ）に示すように、反射型マスク３４は、入射レー
ザ光Ｌｃを選択的に反射し、パターンを有するレーザ光
Ｌｄを形成する。
５（Ａ）に示すように、反射型マスク３４は、入射レー
ザ光Ｌｃを選択的に反射し、パターンを有するレーザ光
Ｌｄを形成する。
【００３７】図５（Ｂ）は、反射光のオン／オフを行な
うための構成例を示す。マスク３４の表面には、複数の
ミラー３８が設けられている。各ミラー３８は、選択的
に枢動駆動することができる。異なる角度に保持された
複数のミラー３８からの反射光は、角度に応じた方向に
進行する。反射光の角度を選択することにより、所望パ
ターを有するレーザ光を得ることができる。このような
制御の場合、反射光の一部が消滅するわけではないが、
一定方向から反射光を取り出す場合、反射光が消滅した
のと同一の効果であり、シャッターとして機能するの
で、ミラーシャッタと呼ぶ。
うための構成例を示す。マスク３４の表面には、複数の
ミラー３８が設けられている。各ミラー３８は、選択的
に枢動駆動することができる。異なる角度に保持された
複数のミラー３８からの反射光は、角度に応じた方向に
進行する。反射光の角度を選択することにより、所望パ
ターを有するレーザ光を得ることができる。このような
制御の場合、反射光の一部が消滅するわけではないが、
一定方向から反射光を取り出す場合、反射光が消滅した
のと同一の効果であり、シャッターとして機能するの
で、ミラーシャッタと呼ぶ。
【００３８】反射型マスクを用いれば、広い波長範囲の
レーザ光を選択的にオン／オフ制御し、所望パターンを
形成することができる。例えば、炭酸ガスレーザ光を用
い、金属やプラスチックその他の材料を加工することも
できる。
レーザ光を選択的にオン／オフ制御し、所望パターンを
形成することができる。例えば、炭酸ガスレーザ光を用
い、金属やプラスチックその他の材料を加工することも
できる。
【００３９】図６は、多層配線基板をレーザ加工する場
合の構成例を示す。多層配線基板４０は、下層配線層４
１、層間絶縁用エポキシ樹脂層４２、上層配線層４３を
有する。例えば、炭酸ガスレーザ光を用い、上層配線層
４３（銅層）をパターン加工し、配線パターン４３ｗを
得る。層間絶縁層４２が露出した後は、層間絶縁層４２
にビア孔４２ｖを形成する。このようにして、図６に示
す構造が得られる。その後、配線パターン以外の領域を
マスクで覆い、ビア孔４２ｖ内にメッキを施せば、多層
配線構造が得られる。
合の構成例を示す。多層配線基板４０は、下層配線層４
１、層間絶縁用エポキシ樹脂層４２、上層配線層４３を
有する。例えば、炭酸ガスレーザ光を用い、上層配線層
４３（銅層）をパターン加工し、配線パターン４３ｗを
得る。層間絶縁層４２が露出した後は、層間絶縁層４２
にビア孔４２ｖを形成する。このようにして、図６に示
す構造が得られる。その後、配線パターン以外の領域を
マスクで覆い、ビア孔４２ｖ内にメッキを施せば、多層
配線構造が得られる。
【００４０】なお、炭酸ガスレーザ光で金属及びプラス
チックの加工を行なう場合を説明したが、炭酸ガスレー
ザ光に代え、エキシマレーザ光を用いることもできる。
エキシマレーザとしては、ＫｒＦエキシマ（波長０．２
４８μｍ）、ＡｒＦエキシマ（波長０．１９３μｍ）、
ＸｅＣｌ，ＸｅＦなどを目的に合わせて用いることがで
きる。
チックの加工を行なう場合を説明したが、炭酸ガスレー
ザ光に代え、エキシマレーザ光を用いることもできる。
エキシマレーザとしては、ＫｒＦエキシマ（波長０．２
４８μｍ）、ＡｒＦエキシマ（波長０．１９３μｍ）、
ＸｅＣｌ，ＸｅＦなどを目的に合わせて用いることがで
きる。
【００４１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自
明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自
明であろう。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３次元構造又は大面積のパターンを効率的にレーザ加工
することができる。
３次元構造又は大面積のパターンを効率的にレーザ加工
することができる。
【図１】 本発明の実施例によるレーザ加工装置を示す
概略ブロック図及びマスクの平面図である。
概略ブロック図及びマスクの平面図である。
【図２】 図１のレーザ加工装置を用いて行なうレーザ
加工方法を示す概略断面図である。
加工方法を示す概略断面図である。
【図３】 図１に示すレーザ加工装置を用いて円錐状三
次元形状を加工する場合を説明するための平面図及び断
面図、ディフラクティブ素子の形状を示す断面図、光学
特性を加工したワークの断面図である。
次元形状を加工する場合を説明するための平面図及び断
面図、ディフラクティブ素子の形状を示す断面図、光学
特性を加工したワークの断面図である。
【図４】 繰り返しパターンを加工する場合のマスク形
状と形成される繰り返しパターンの断面形状を示す平面
図及び断面図である。
状と形成される繰り返しパターンの断面形状を示す平面
図及び断面図である。
【図５】 反射型マスクを示す概略的断面図である。
【図６】 多層配線基板の加工例を示す概略断面図であ
る。
る。
１１ レーザ発振器 １１ｘ 波長変換素子 １２ ビームエキスパンダ １３ ミラー １４ マスク １５ 焦合レンズ（縮小光学系） １６ ＸＹステージ １７ ワーク １８ 液晶シャッタ Ｌ レーザ光 Ｐ パターン Ｍ マスク ３４ マスク ３８ 枢動可能ミラー
Claims (15)
- 【請求項１】 加工用レーザ光を発振するレーザ発振器
と、 ２次元配置された複数のシャッタを有するマスクと、 前記マスクにパターンを供給するパターン供給手段と、 前記レーザ発振器から出射され、前記マスクによって強
度変調された加工用レーザ光を焦合する光学系と、 前記強度変調された加工用レーザ光を受ける位置にワー
クを支持し、移動させることのできるステージと、 前記パターン供給手段および前記ステージを同期制御す
ることのできる制御手段とを有するレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記シャッタが液晶シャッタである請求
項１記載のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 前記加工用レーザ光がＹＡＧレーザ光ま
たは高調波ＹＡＧレーザ光である請求項２記載のレーザ
加工装置。 - 【請求項４】 前記シャッタが枢動可能なミラーシャッ
タである請求項１記載のレーザ加工装置。 - 【請求項５】 前記加工用レーザ光が炭酸ガスレーザ光
またはエキシマレーザ光である請求項４記載のレーザ加
工装置。 - 【請求項６】 （ａ）加工面にワークを保持する工程
と、 （ｂ）２次元配置された複数のシャッタを制御してパタ
ーンを画定する工程と、 （ｃ）前記パターンを画定した複数のシャッタを介して
強度変調された加工用レーザ光を加工面のワークに照射
して加工を行なう工程と、 （ｄ）前記複数のシャッタを制御して、パターンを変更
する工程と、 （ｅ）前記変更したパターンを画定した複数のシャッタ
を介して強度変調された加工用レーザ光を加工面のワー
クに照射してさらに加工を行なう工程とを含むレーザ加
工方法。 - 【請求項７】 さらに（ｆ）前記工程（ｂ）〜（ｅ）の
間、前記ワークを移動する工程を含む請求項６記載のレ
ーザ加工方法。 - 【請求項８】 前記シャッタが液晶シャッタである請求
項６または７記載のレーザ加工方法。 - 【請求項９】 前記加工レーザ光がＹＡＧレーザ光また
は高調波ＹＡＧレーザ光である請求項８記載のレーザ加
工方法。 - 【請求項１０】 前記シャッタが枢動可能なミラーシャ
ッタである請求項６または７記載のレーザ加工方法。 - 【請求項１１】 前記加工用レーザ光が炭酸ガスレーザ
光またはエキシマレーザ光である請求項１０記載のレー
ザ加工方法。 - 【請求項１２】 前記ワークが、ディフラクティブ素子
を構成する請求項６〜１１のいずれか１項記載のレーザ
加工方法。 - 【請求項１３】 さらに、（ｇ）前記工程（ｄ）、
（ｅ）を繰り返す工程を含む請求項６〜１２のいずれか
１項に記載のレーザ加工方法。 - 【請求項１４】 ２次元配置された複数のシャッタを有
するマスクと、 前記マスクにパターンを供給するパターン供給手段と、 レーザ発振器から出射され、前記マスクによって強度変
調された加工用レーザ光を焦合する光学系と、 前記強度変調された加工用レーザ光を受ける位置にワー
クを支持し、移動させることのできるステージと、 前記パターン供給手段および前記ステージを同期制御す
ることのできる制御手段とを有するレーザ加工装置。 - 【請求項１５】 前記シャッタが液晶シャッタまたは枢
動可能なミラーシャッタである請求項１４記載のレーザ
加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001099032A JP2002292488A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | レーザ加工装置とレーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001099032A JP2002292488A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | レーザ加工装置とレーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002292488A true JP2002292488A (ja) | 2002-10-08 |
Family
ID=18952629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001099032A Pending JP2002292488A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | レーザ加工装置とレーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002292488A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334616A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Research Foundation For Opto-Science & Technology | レーザ加工装置 |
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| JP2021049560A (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | 株式会社オーク製作所 | アブレーション加工用の加工装置および加工方法 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001099032A patent/JP2002292488A/ja active Pending
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