JP2002530205A - レーザーアブレーションによる特徴部形成装置 - Google Patents

レーザーアブレーションによる特徴部形成装置

Info

Publication number
JP2002530205A
JP2002530205A JP2000583667A JP2000583667A JP2002530205A JP 2002530205 A JP2002530205 A JP 2002530205A JP 2000583667 A JP2000583667 A JP 2000583667A JP 2000583667 A JP2000583667 A JP 2000583667A JP 2002530205 A JP2002530205 A JP 2002530205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
disk
substrate
laser
nozzles
longitudinal axis
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.)
Withdrawn
Application number
JP2000583667A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002530205A5 (ja
Inventor
ダニエル・ジェイ・トレッドウェル
カーティス・エル・シューメイカー
Original Assignee
ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー
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
Application filed by ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー filed Critical ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー
Publication of JP2002530205A publication Critical patent/JP2002530205A/ja
Publication of JP2002530205A5 publication Critical patent/JP2002530205A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1632—Manufacturing processes machining
    • B41J2/1634—Manufacturing processes machining laser machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/162—Manufacturing of the nozzle plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/146—Laser beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 基板に特徴部をアブレーションするための方法および装置に関する。本装置は、放射源と、放射源と照射対象の基板との間に位置する第１および第２の回転する透明で均一な厚さのディスクと、を含む。本方法は、第１および第２の回転ディスクを通過する放射を用いて基板を照射することを含み、第１および第２のディスクが基板上に所定の照射パターンを形成するために、異なる各速度で独立に回転する。ディスクは、相対加速度を備えていてもよい。本方法および本装置は、基板の面に直交せず、互いに平行でない長手方向の軸を有するノズルをアブレーションするために使用されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、ポリマー基板のレーザーアブレーションなど、基板にアブレーショ
ンによる特徴部を形成するための方法および装置に関し、さらにこのような装置
および方法によって形成される製品に関する。具体的に言えば、本方法は、流体
の流れを必要とする用途、特にインクジェット式ヘッド用途のためのノズルの製
作に関する。
【０００２】 背景技術 マスクおよびイメージングレンズシステムを用いたポリマー材料の上の特徴部
のレーザーアブレーションは、公知である。この工程において、マスクの上の特
徴部は、レーザー光を用いて照射される。次に、マスクの透明な特徴部を通過す
るレーザー光は、アブレーション工程が行われるポリマーフィルムなどの基板の
上に像を形成する。
【０００３】 図１は、従来のエキシマレーザーマッチングシステム１０の基本的な配置図を
示している。一般に、システム１０は、システムの操作者とのインターフェイス
を介してコンピュータ１２によって制御される。コンピュータは、パルスレーザ
ーシステム２４およびサーボシステム１４のファイヤリングを制御する。サーボ
システム１４の機能は、基板１９の別の特徴部に関して、レーザー処理が行われ
るパターンを適正な位置に合わせるために、マスク１６および基板チャック１８
を位置調整することである。このため、表示システム（図示せず）は、コンピュ
ータシステムと連係されることがよくある。サーボシステム１４またはコンピュ
ータ１２は、システムに入射する紫外放射の量を変化させるために、減衰器モジ
ュール２０を制御してもよい。別法として、レーザーパルスエネルギーは、レー
ザー高電圧を調整することによって変化してもよく、またはエネルギーの制御設
定点がレーザーの内部パルスエネルギー制御ループによって維持されてもよい。
【０００４】 紫外ビーム経路は、この図では矢印２２（一般に平行ではない実際の光線経路
を指すのではない）によって示される。矢印２２は、システム内の紫外エネルギ
ーの流れを示している。紫外パワーは、パルスエキシマレーザー２４から放出さ
れる。レーザー２４は一般に、それぞれ持続時間約２０〜４０ｎｓのパルスを用
いて経済的な加工を行うために、１００〜３００Ｈｚで放射される。一般的な産
業用エキシマレーザーは、時間平均パワー１００〜１５０ワットであるが、パル
スの持続時間が短いため、ピークパワーは、メガワットに達する可能性がある。
さまざまな材料を加工する場合には、このような高いピークパワーが重要である
。
【０００５】 紫外エネルギーは一般に、レーザーの出力端子から減衰器２０を通過するが、
これは、すべてのレーザーマッチングシステムに存在するわけではない光学構成
要素である。減衰器２０は、２つの可能な機能のいずれかまたは両方を実現する
。第１の機能において、減衰器２０は、光学縦列の減損を補償する。したがって
、使用される減衰器２０は、レーザーをパルスエネルギーの狭帯域および制限さ
れた範囲の高電圧レベルにすることができるため、長期間にわたってさらに安定
した動作を行うことができる。システムにおける新たな光学素子を利用して、減
衰器２０は、レーザーのパワーの一部を消失するように設定される。光学素子は
エネルギーを減損させ、エネルギーをそれ自体に吸収し始めるため、減衰器２０
は、追加的な光エネルギーを得るように調整される。この機能のため、簡素な手
動減衰板を使用することができる。減衰板は一般に、レーザーエネルギーの一部
を減衰器ハウジング内の吸収ビームダンプに向かって再指向するために、特殊な
誘電コーティングを施した水晶または石英ガラス板である。
【０００６】 減衰器２０の他の可能な機能は、レーザーパワーの短期間制御用である。この
場合には、減衰器２０は、ステップモータまたはサーボシステムのいずれかによ
って動力が供給され、減衰器は、適正な処理制御のために、基板において正確な
フルエンス（単位面積当りのエネルギー）を供給するように調整される。
【０００７】 紫外エネルギーは、減衰器２０からビーム拡大望遠鏡２６（オプション）に伝
搬される。ビーム拡大望遠鏡２６は、ビームホモジェナイザ２８の入射口を適切
に満たすようにビームの断面積を調整する機能に有用である。これは、ホモジェ
ナイザからの射出口を介して照射の適正な開口数を形成することによって、シス
テム全体の解像度に重要な作用を及ぼす。一般的なエキシマレーザービームは、
水平方向対垂直方向に関して対称ではない。一般に、エキシマビームは、レーザ
ー発射方向（通常は垂直方向）の間に「シルクハット状のガウス関数」を表して
おり、ビームの外形は「シルクハット」状である（最初は比較的平坦であり、エ
ッジで著しく減少する）。横断方向において、ビームは正規確率分布曲線のよう
な質的なガウス関数に見える一般的な強度分布を有する。
【０００８】 拡大望遠鏡２６は、これらの方向において、パワーの分布を一定のレベルまで
相対的に調整することができ、これらの２つの軸における解像度の差のために生
じる基板１９に結像されるパターンの歪みを低減する（但し、完全に除去するこ
とはない）。
【０００９】 拡大望遠鏡２６とホモジェナイザ２８との間には、平面のビームフォールディ
ングミラー３０が示されている。空間に制限があることから、大部分のシステム
には、システムを利用可能な空間に折畳むために、このようなミラー３０が数個
含まれているものである。一般に、ミラーは構成要素の間に配置されてもよいが
、領域によってはエネルギー密度またはフルエンスが比較的高い場合もある。し
たがって、ミラーの位置は、エネルギー密度が高いこのような領域を避けるよう
に注意して選択される。一般に、このようなシステムの設計者は、光学素子の交
換費用および位置調整の困難さを最小限に抑えるために、フォールディングミラ
ー３０の数に制限を設けようとする。
【００１０】 次に、紫外光はビームホモジェナイザ２８に入射する。ホモジェナイザ２８の
目的は、マスク面で均一な強度の照射場を形成することである。ホモジェナイザ
２８はまた、照射場の開口数（マスクに衝突する光の円錐の半角の正弦）も決定
する。上述したように、照射場の開口数は、システム全体の街道どに影響を及ぼ
す。エキシマビームのある部分は他の部分より熱いため、均一な照射が必要とさ
れ、ビームはマスク面で広がって重なるより小さい部分であると解釈される。こ
のための方法は当業界ではいくつか周知であり、たとえば、いずれも本願明細書
に参照によって引用される米国特許第４，７３３，９４４号および米国特許第５
，４１４，５５９号に開示される従来の屈折光学素子に基づく方法もある。また
、本願明細書に参照によって引用される米国特許第５，６１０，７３３号のよう
な回折光学素子またはホログラフィック光学素子あるいは（Ｎｉｋｏｌａｄｊｅ
ｆｆらによる「Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｍｉｃｒｏｌｅｎｓｅｓ ｒｅｐｌｉ
ｃａｔｅｄ ｉｎ ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｆｏｒ ｅｘｃｉｍｅｒ ｌａ
ｓｅｒ−ｂｅａｍ ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ（エキシマレーザービームの均質
化のための融解石英で複製される回折微小レンズ）」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔ
ｉｃｓ，Ｖｏｌ ３６，Ｎｏ．３２，ｐｐ．８４８１−８４８９，１９９７に記
載される）連続レリーフ微小レンズアレイに基づく方法であってもよい。
【００１１】 光は、ビームホモジェナイザ２８から視野レンズ３２に伝搬される。視野レン
ズ３２は、ホモジェナイザ２からの光を集光し、それをイメージングレンズ３４
に適切に結合するように作用する。視野レンズ３２は、用途に応じて、簡素な球
面レンズ、シリンドリカルレンズ、アナモルフィックレンズまたはそれらの組合
せであってもよい。視野レンズ３２の綿密な設計および配置は、レンズ３２の基
板側にテレセントリック結像を実現する場合に重要である。
【００１２】 マスク１６は一般に、視野レンズ３２にきわめて近い位置に配置される。マス
ク１６は、基板１９の上に複製されるパターンを有する。パターンは一般に、基
板１９上の所望のパターンのサイズより（２〜５倍）大きい。イメージングレン
ズ３４は、基板１９の上に結像するときにマスク１６を縮小するように設計され
る。これは、紫外エネルギー密度をマスク面で低く、基板面で高く維持するため
の所望の特性を有する。縮小倍率が高い場合には、一般に、基板面で利用可能な
視野サイズに制限が加わる。
【００１３】 マスク１６は、フォトリソグラフィまたは他の既知の方法によって、金属層に
エッチングされるパターンを用いて、水晶または融解石英の基板にコーティング
されるクロムまたはアルミニウムから形成されてもよい。別法として、融解石英
マスク基板１６上の反射層および／または吸収層は、いずれも本願明細書に参照
によって引用される米国特許第４，９２３，７７２号および米国特許第５，２９
８，３５１号に開示される一連の誘電層を含んでいてもよい。
【００１４】 イメージングレンズ３４の目的は、マスクパターンを縮小し、基板１９の上に
再配置することである。パターンが各寸法においてＭ倍縮小される場合には、エ
ネルギー密度はイメージングレンズ３４の透過率（通常は８０％程度）を乗じた
Ｍ２まで増大される。最も簡素な形態では、イメージングレンズ３４は、単一素
子レンズである。一般に、イメージングレンズ３４は、像におけるさまざまな集
さおよび歪みを低減するように設計された複合多素子レンズである。光学的スル
ープットを増大し、イメージングレンズ３４のコストを削減するために、イメー
ジングレンズ３４は、所望の画質を実現するために必要な最小の素子を用いて設
計することが好ましい。一般に、イメージングレンズ３４は、光学縦列の最も費
用のかさむ部分の１つである。
【００１５】 上述したように、イメージングレンズ３４は、基板１９上にマスク１６のパタ
ーンの縮小された像を形成する。レーザーを発射するたびに、強くパターン形成
された領域が基板１９の上に照射される。その結果、基板材料のエッチングが照
射された領域に行われる。多くの基板材料、特にポリマー材料がこのような結像
に用いられる。超小型電子用途およびインクジェット用途の場合には、Ｋａｐｔ
ｏｎＴＭおよびＵｐｉｌｅｘＴＭなどのさまざまな商品名で入手可能なポリイミ
ドが、最も一般的である。
【００１６】 図１に示されたシステム１０は、「代表的な」システムである。要求の多くな
い用途の場合には、システムをさらに簡素化し、アブレーションによって部品を
依然として製作することができるが、特徴部の許容差、繰返し精度またはその両
方をある程度犠牲にすることになる。用途の一定の必要条件によって決定される
この代表的な構成からある程度逸脱することは、システムにとって例外ではない
。
【００１７】 ポリマー材料のレーザーアブレーションに関して、さまざまな用途がある。一
部の用途または用途の一部では、たとえば、電気的なバイアなど許容差に関する
要求がなく、サイズが小さいこと、特徴部が高密度であることおよびコストが小
さいことなどが強調される。他の用途では、きわめて厳密な許容差および繰返し
精度を必要とする。後者の用途の実施例には、インクジェット式プリントヘッド
ノズルの製作、薬物調合ノズルの製作など流体の流れを必要とする用途がある。
これらの厳密な用途では、正確なサイズ、形状および製作の繰返し精度のための
必要条件は、超小型電子バイアによって設けられるより簡素な導電経路特徴部よ
りはるかに厳密である。システムの詳細な構成は、狭い許容差および製品の繰返
し精度を実現するために欠くことができない。さらに、工程変数および光学構成
要素はすべて、サブミクロン程度までの最も密な可能許容差を得る場合に、重要
な役割を果たす。
【００１８】 上述したように、本発明は、インクジェット式プリントヘッド用途および流体
の流れを必要とする用途のためのノズルの製作に関する。サーマルインクジェッ
ト式プリントヘッドのファイヤリング中、小量のインクが気化される。気化され
たインクは、プリント媒体で指向されるオリフィスを通じて放射されるインクの
液滴を生じる。サーマルインクジェット印刷の品質は、オリフィスの特徴に左右
される。オリフィスの重要な属性には、ボアの形状および表面の状態が含まれる
。
【００１９】 流体の流れを必要とする用途に関する１つの重要な態様は、バイアウォールの
傾斜である。従来の方法で製作されたバイアは、入射する放射フルエンス（単位
面積当りのエネルギー）より狭い範囲では特徴部を形成するために使用されるレ
ーザーパルスの数に左右される傾斜に関して、きわめて急峻なウォールの傾斜を
有する。従来の方法を用いた場合、バイアウォールの傾斜を制御または形成する
ことがあまり効率的に行われていない可能性がある。１つの方法は、基板に賞と
する放射のエネルギー分布を制御することである。投影結像系では、米国特許第
５，３７８，１３７号に記載されたように、マスクの上にリング形状のアパーチ
ャを配置することによって、これを実現することができる。しかし、ホール外形
を形成するために使用されるマスク特徴部は、非常に小さい必要がある（結像系
の場合には二次解像度）。またはマスク特徴部は、アブレーションによるホール
またはバイアに結像されてもよい。この方法の欠点は、小さなマスク特徴部が損
傷を受けやすいこと、さらに、マスクマーキング工程では困難さが増し、費用が
かさむことである。
【００２０】 業界で一般に製作される代表的なインクジェット式プリントヘッドでは、小さ
くアブレーションによるオリフィスまたはバイアが、１インチ当り約３００個以
上のアブレーションによるオリフィスの集中度で、ポリマーフィルム基板に形成
される。オリフィスのサイズは、特定の用途に応じて変化してもよいが、一般的
には出口の直径が約３５ミクロン未満である。入口オリフィスの直径は一般に、
１００ミクロン未満であり、平均的な入口の直径が約５０〜約６０ミクロンであ
ればさらに一般的である。本願明細書に記載された本発明の目的は、オリフィス
の詳細な形状を制御する際に、マスク特徴部、フルエンス、レーザーショットな
どの従来の工程の制御に加えて、オリフィスの形状に関してさらに制御を行うこ
とにある。
【００２１】 上述した「リングマスク」法に加えて、オリフィスウォール角度を形成する別
の方法は、一定の予め指定された軌跡内にマスク自体を移動することである。任
意の追加光学素子がない場合でもホールの幾何構成を変更する能力は、強力かつ
自在な工程変数に左右され、それぞれおよびすべてのレーザーパルスに関して予
め指定された座標に応じて、マスクが連続的に移動されることを必要とする。こ
の移動の詳細な軌跡は、アブレーションによるオリフィスの最終的な形状に大き
な影響を及ぼす。軌道を描くマスクを用いてアブレーションによるオリフィスの
形状を制御するための装置および方法は、本願明細書と同日に提出され、本願明
細書に参照によって引用され、「ＭＡＳＫ ＯＲＢＩＴＩＮＧ ＦＯＲ ＬＡＳ
ＥＲ ＡＢＬＡＴＥＤ ＦＥＡＴＵＲＥ ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ（レーザーアブレ
ーションによる特徴部形成のためのマスク軌道）」と題した同時係属出願中の米
国特許出願連続番号第０９／１９６，９６２号に記載される。
【００２２】 オリフィスウォール角度を形成する別の方法は、光学的な方法を用いてビーム
を移動させることである。たとえばマスクと投影レンズとの間に平坦またはくさ
び形の光学素子を回転させることによって、これを実現することができる。この
ような方法は、米国特許第４，９４０，８８１号に記載されている。マスクと投
影レンズとの間に回転素子を配置することは、円軌道に像を移動する作用がある
。この移動は、基板面で入射光を移動することによって、アブレーションによる
特徴部の外形を変化させる。この方法の欠点は、軌道の半径は加工サイクル中に
たやすく変更することができないことである。米国特許第４，１１８，１０９号
に記載されたように、光学素子がくさび形である場合には、この方法にはさらに
、軌道中でビームの角度が変化するという欠点があるため、可能なビームの移動
が最小に制限され、工程の制御が複雑になる。追加的な制限があることから、従
来のレーザーマスク（たとえば、それぞれのアブレーションによる特徴部に関し
て反射コーティングまたは吸収コーティングの簡素な開口部を備えたもの）と共
に使用される場合には、フルエンスがきわめて低い場合を除き、ホールウォール
の傾斜の外形が、凹面の幾何構成（図１５参照）に制限される。
【００２３】 基板上に像を移動するためのさらに別の方法は、マスクと投影レンズとの間で
可動ミラーを利用することである。像が予め指定された軌道に移動するように、
ミラーを傾斜することができることによって、入射光を基板に移動する。この方
法の主な欠点は、ミラーの小さな傾斜によって見かけ上のマスクの位置が大きく
移動する可能性があるため、制御の感度に制限があることである。さらに、この
ようなミラーは、機械的な安定性および反射面の平面性を十分に保証するために
、最小厚さでなければならない。今度は、このことは比較的大きな慣性を生じ、
装置の帯域幅または最高速度を制限する。システムの帯域幅が制限される場合に
は、ホールを形成するために効率的に使用することができる走査パターンに制限
が生じることになる。
【００２４】 マスクの像を光学的または機械的に移動する別の方法は、実際に基板を移動す
ることである。しかし、これには、基板の移動がきわめて正確でなければならな
いという欠点がある。高精度のための必要条件は、アブレーションシステムの投
影レンズが投影マスクの像を基板まで縮小するという事実があるために、レーザ
ーエネルギーを集中させることである。したがって、移動の外形の許容差もまた
、比例して縮小する。代表的な自動システムで使用される基板ホルダおよび移動
ステージの追加的な質量によって、問題がさらに増大するという点を除き、この
アプローチには一般に、上述した傾斜ミラーアプローチと同様の慣性の問題があ
る。
【００２５】 認識されているように、レーザーアブレーションによる特徴部の外形をある程
度まで制御することができる複数の方法がある。しかし、一般に利用可能な方法
には、有用性を限定する制限があることも認識することができる。したがって、
必要なことおよび本発明によって提供されることは、さまざまなタイプのオリフ
ィスの外形を形成することができるきわめて柔軟性に富むと同時に、正確かつ反
復可能な結果を形成するレーザーアブレーションによる特徴部の外形を制御する
ための装置および方法である。
【００２６】 発明の開示 本発明は、レーザーアブレーションによる特徴部の幾何構成を制御するための
方法および装置を提供し、さらに、このような方法および装置によって形成され
る独特の製品を提供する。本発明の装置は、レーザービームのための特定の走査
パターンを提供するために共に設計される異なる移動外形を有する２つの回転す
る光学素子を含む。各光学素子は、レーザービームの全体的な偏向の一因となり
、２つの光学素子の間の角度関係は、ビームの全体的な放射方向の偏向を決定す
る。加工サイクルの中ではレーザーはパルスであるため、各パルスは、基板の上
の異なる位置に到達する。パルスが基板上に到達する順序および位置によって、
アブレーションによる特徴部の最終的な形状および配向を正確に制御することが
できる。繰返し可能な移動制御ハードウェアを含むことによって、次の基板にパ
ターンを繰返すことができる。基板上に異なるフルエンスパターンを形成し、ア
ブレーションによる特徴部のウォールの傾斜を変化させるために、２つの光学素
子の相対的な回転速度を変更することができる。さらに、所望の形状を有するア
ブレーションによる特徴部を製作するために、２つの回転する光学素子の間の角
度関係を制御してもよい。２つの光学素子の間の角度関係は、光学素子の相対速
度（たとえば、光学素子を加速するかまたは減速するか）を変更することによっ
て制御される。回転速度および光学素子の間の相対角度の組合せを制御すること
によって、アブレーションによる特徴部は、さまざまに選択されたウォール傾斜
構成のいずれを備えるように形成されてもよい。さらに、本願明細書に記載され
る装置および方法は、ウォール傾斜の軸方向の配向も制御することができるため
、独特で有用な製品を製作することができる。
【００２７】 本発明の工程は、さまざまな材料にアブレーションを施すために使用されても
よい。たとえば、本工程は、ｘ線および遠紫外光を含む紫外光などのさまざまな
放射源を利用し、半導体製作中の有機または無機フォトレジストにおいてパター
ンをエッチングまたは露光するために使用されてもよい。本発明の工程は、基板
を完全に横断するため（すなわちホールまたはバイア）か、または基板の総厚よ
り小さい所与の深さの特徴部（「ブラインド」特徴部と呼ばれることもある）を
アブレーションによって形成するために、基板に特徴部をアブレーションによっ
て形成するために使用することができる。
【００２８】 本願明細書で使用される場合、「レーザー特徴部」なる語は、ホール、ボア、
バイア、ノズル、オリフィスなどを含み、基板を通じて完全にアブレーション加
工されてもよく、または基板を通じて部分的にのみアブレーション加工されても
よい（「ブラインド」特徴部）。
【００２９】 発明の詳細 上述したように、図１は、従来のエキシマレーザー加工システム１０の基本的
な配置図を示している。図２は、本願明細書では光学スキャナ５０と呼ばれる本
発明のレーザーアブレーションによる特徴部形成装置を示している。図２からわ
かるように、光学スキャナ５０は、イメージングレンズ３４とマスク１６との間
のレーザー加工システム１０に挿入される。光学スキャナ５０は、コンピュータ
１２およびサーボシステム１４によって制御される。
【００３０】 光学スキャナ５０の一般的な概略図が、図３に示されている。光学スキャナ５
０は、デュアルスピニング透明ディスク５２，５４を含む。第１のスピニング透
明ディスク５２および第２のスピニング透明ディスク５４は、異なる厚さであっ
てもよいが、ディスク５２，５４は実質的に均一の厚さである（すなわちディス
ク５２，５４は平行な面を有する）。ディスク５２，５４は、異なる角速度５６
，５８で回転してもよい。線６０は、ディスク５２，５４を通過する放射ビーム
を示している。ディスク５２，５４などの光学素子を回転する方法は公知であり
、たとえば、米国特許第４，１１９，１０９号、米国特許第４，８２２，９７４
号および米国特許第４，９４０，８８１号に開示されている。
【００３１】 図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、図３に示された光学スキャナ５０の側面図を
示している。図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、ディスク５２，５４が回転してい
るときの特定の場合における透明ディスク５２，５４の間の特殊な関係を示して
いることを、理解すべきである。ディスク５２，５４はいずれも常に回転してい
るため、ディスク５２，５４が同位相またはずれた位相になる範囲もまた、常に
変化していることを理解されたい。さらに、本願明細書の以下で述べるように、
第２のディスク５４を出た後、ビーム６０が基板に当たる点も常に変化する。
【００３２】 図４ａにおいて、ディスク５２，５４が回転されるとき、各ディスク５２，５
４の角度が放射６０の入射ビームの元の経路に対して同一の角度である場合には
、 第１のディスク５２および第２のディスク５４は同位相で回転される。すなわち
、ディスク５２，５４は、ビーム６０の光軸６２に対して垂直を成す基準面に対
して、一定の角度で傾斜される。さらに、ディスク５２，５４は、光軸６２に対
して同一の角度を維持するように回転される。放射源から発射するビーム６０は
、第１のディスク５２から第１のディスク５２の回転のために円形パターン６６
を形成する第１の射出ビーム６４として射出するように、第１のディスク５２に
よって屈折される。第１のディスク５２を射出するとき、第１の射出ビーム６４
は光軸６２から一定の距離だけずれた位置で第２のディスク５４に入射した後、
第２の射出ビーム６８が光軸６２からさらに離れるようにさらに第２のディスク
５４によって屈折される。第２のディスク５４も回転しているため、最終的な円
形パターン７０は第２の射出ビーム６８から作成される。
【００３３】 図４ｂにおいて、ディスク５２，５４は１８０°ずれた位相である。この構成
の結果、第１の射出ビーム６４は、第２の射出ビーム６８が光軸６２と一直線を
成すように屈折される。
【００３４】 図４ｃにおいて、ディスク５２，５４は、位相のずれが１８０°未満である。
第２の射出ビーム６８は、ディスク５２，５４の位相がずれている範囲に応じて
、円弧７２の沿った任意の場所に来る。ディスク５２，５４の位相のずれが１８
０°未満であるが、９０°以上である場合には、第２の射出ビーム６８は内部領
域７６の中に来る。ディスク５２，５４の位相のずれが９０°未満であるが、図
４ａのような同位相ではない場合には、第２の射出ビーム６８は外部領域７４の
中に来る。
【００３５】 各ディスク５２，５４の移動を扱う数学的には式を以下のように表すことがで
きることは十分に理解されると思われる： θ１（ｔ）＝θ０１＋ω０１ｔ＋１／２α１ｔ２ θ２（ｔ）＝θ０２＋ω０２ｔ＋１／２α２ｔ２ 式中、 α１＝０ θ０１＝θ０２ ω０１＝ω０２ であることから、 θｄｉｆｆ（ｔ）＝θ２（ｔ）−θ１（ｔ）＝１／２α２ｔ２ となる。
【００３６】 これらの式において、θは初期のディスクの角度を示し、ωは速度であり、α
はディスクの加速度である。上記の数式は、ディスク５２，５４が一定の加速度
を受けている場合に限定されることに留意すべきである。
【００３７】 図５ａ、図５ｂおよび図５ｃは、図４ａ、図４ｂおよび図４ｃについて述べた
概念をさらに実証している。図５ａは、図４ａのような同位相にあるディスク５
２，５４の配置を示している。図５ａにおいて、放射６０のビームは、ビームが
屈折される光学ディスク５２に入射し、ビーム６０の光軸を示している点線６２
によって示されているようなビーム６０の元の線からずれた位置にある第１の射
出ビーム６４として射出する。図５ａの図において、第１のディスク５２は、デ
ィスクホルダ７８の内部で一定の角度に設定され、光軸６２を中心にして、ディ
スアセンブリ８０全体を回転するサーボモータなどの装置（図示せず）と連動す
るように構成されてもよいことを留意されたい。
【００３８】 一方、図５ｂにおいて、ディスク５２，５４は１８０°ずれた位相である。し
たがって、図５ｂでは、第２の射出ビーム６８は、戻るように屈折されて光軸６
２と結合する。
【００３９】 図５ｃは、ディスク５２，５４が９０°ずれた位相である場合の構成を示して
いる。図５ｃでは、第１の射出ビーム６４は、第２のディスク５４を通る経路を
維持する（すなわち、第１の射出ビーム６４は、第２のディスク５４によって屈
折されない）。図５ａ、図５ｂおよび図５ｃの素子は、一定の率で縮尺している
わけではなく、ビームがディスク５２，５４を通過するときのレーザービームな
どのビームの経路を概念的に示そうとしたものであることを留意すべきである。
【００４０】 第一に本願明細書では「速度制御」と呼ばれる場合、第二に本願明細書では「
位相制御」と呼ばれる場合に関して、ビームの経路を算出するために利用される
ことができる数式は、以下に記載される。速度制御は、第１および第２のディス
ク５２，５４が相対加速度も持たず、異なる速度で回転しており、速度比が比較
的大きい（１より大きい）状態を指す。位相制御は、第１および第２のディスク
５２，５４が最初は同一速度で回転しており、ディスク５２，５４が相対加速度
を有する状態を指す。
【００４１】 （図６に示したような）単一の光学素子によるビームの偏向が、式によって算
出される場合、 ｄｅｆｌｅｃｔ＝ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ＊ｓｉｎ（ｉ−ｒ）／ｃｏｓ（ｒ） 式中、 ｒ＝ｓｉｎ−１（ｎ１ ＊ｓｉｎ（ｉ）／ｎ２） ｎ１，ｎ２＝屈折率であることから、位相制御の場合には、 ｘ（ｔ）＝ｄｅｆｌｅｃｔ１ ｃｏｓ（ω１ｔ）＋ｄｅｆｌｅｃｔ２ ｃｏｓ（
ω２ｔ＋θｄｉｆｆ（ｔ）） ｙ（ｔ）＝ｄｅｆｌｅｃｔ１ ｓｉｎ（ω１ｔ）＋ｄｅｆｌｅｃｔ２ ｓｉｎ（
ω２ｔ＋θｄｉｆｆ（ｔ）） であり、速度制御の場合には、 ｘ（ｔ）＝ｄｅｆｌｅｃｔ１ ｃｏｓ（ω１ｔ）＋ｄｅｆｌｅｃｔ２ ｃｏｓ（
ω２ｔ）； ｙ（ｔ）＝ｄｅｆｌｅｃｔ１ ｓｉｎ（ω１ｔ）＋ｄｅｆｌｅｃｔ２ ｓｉｎ（
ω２ｔ）； であり、位相制御または速度制御のいずれかの場合には、 ｒａｄｉｕｓ（ｔ）＝ｓｑｒｔ（ｘ（ｔ）２＋ｙ（ｔ）２） である。
【００４２】 これらの式において、θは初期のディスクの角度を示し、ωは速度であり、α
はディスクの加速度である。
【００４３】 図７、図８、図９および図１０は、ディスク５２，５４が異なる速度で回転さ
れるときに得られるレーザーショットパターンを示している。基板上にレーザー
ショットの異なるパターンを形成することによって、アブレーションによる特徴
部のウォールの傾斜を変更するために、ディスク５２，５４の間の速度比を変更
することができることは、見て取ることができると思われる。
【００４４】 図７において、得られたパターンがボアを形成するための空間のすべてを実質
的には満たしていないため、ディスク５２，５４の速度が十分でないことは見て
取ることができる。図７の実施例では、ディスク５２の速度は２Ｈｚであり、デ
ィスク５４の速度は８Ｈｚであり、速度比は４であり、偏向は光学素子につき１
であり、レーザー繰返し率は２５６Ｈｚであり、レーザーショット数は２１０で
ある。図７の実施例のような遅い速度が使用される場合には、レーザーショット
の位置のランダム化は均一な特徴部を形成するのに十分ではない。
【００４５】 図８において、ディスクの速度は、均一なアブレーションによる特徴部を得る
ためには十分ではない。図８では、ディスク５２の速度は０．５Ｈｚであり、デ
ィスク５４の速度は７５Ｈｚであり、速度比は１５０であり、偏向は光学素子に
つき１であり、レーザー繰返し率は２５６Ｈｚであり、レーザーショット数は２
１０である。したがって、図８では、レーザーファイヤリング時間と比較して、
光学ディスク５２，５４の回転速度が遅い場合には、大部分のレーザーショット
は、第１象限に生じるため、アブレーションによる特徴部は形状不良であること
を実証している。
【００４６】 ディスク５２，５４の速度およびディスク５２，５４の速度比が増大する場合
には、図９に示されるように、基板上のレーザーショットのパターンは、さらに
均一になる。図９において、ディスク５２の速度は６５Ｈｚであり、ディスク５
４の速度は８７Ｈｚであり、速度比は１．３３であり、偏向は光学素子につき１
であり、レーザー繰返し率は２５６Ｈｚであり、レーザーショット数は２１０で
ある。より速い速度およびより小さな比によって、形状の適切なアブレーション
による特徴部を製作するために、レーザーショットの十分に均一なパターンを形
成する。
【００４７】 この作動構成の欠点は、（たとえば、ディスク５２，５４の速度のみを制御す
るときに、）レーザーショットのパターンが、２つの回転ディスク５２，５４の
速度にきわめて左右されやすいことである。ディスク５２またはディスク５４の
いずれかの速度をわずか１Ｈｚ変更するだけでも、アブレーションパターンが著
しく変化する。この影響は、図９および図１０を比較することによって見て取る
ことができる。唯一の違いは、図１０では、ディスク５４の回転速度が１Ｈｚだ
け増大していることである。
【００４８】 このような特定の作動構成の別の欠点は、ディスク５２，５４の間の光学的関
係が制御されていないため、光パターンが部分ごとに異なる可能性があることで
ある。これは、第１のパルスおよび最後のパルスがそれぞれの部分に関して同一
の位置に生じない恐れがあることを意味している。このことは、回転速度が遅い
場合には特に言える。
【００４９】 したがって、基板に均一なアブレーションによる特徴部を形成するために、デ
ィスク５２，５４に関して一定であるが異なる速度を用いることによって、他の
点では望ましいものより劣る結果となる恐れがある。その結果、ディスク５２と
ディスク５４との間の角度関係を追加的に制御することによって、正確かつ繰返
し可能な形状を有するアブレーションによる特徴部を製作することができること
が予想される。これは、加速度（たとえば「位相制御」）のように、各ディスク
５２，５４の相対速度を変更することによって実現されてもよい。
【００５０】 図１１では、ディスク５２，５４は以下の変数に関して、同位相で開始する。
ディスク５２に関する初期速度は７５Ｈｚであり、ディスク５４の速度は７５Ｈ
ｚであり、ディスク５２は−１．４８Ｈｚ／ｓｅｃの速度で加速され、偏向は光
学素子につき１であり、レーザー繰返し率は２５６Ｈｚであり、レーザーショッ
ト数は２１０である。図１２では、ディスクはずれた位相で開始され、それ以外
の変数はすべて、図１１について述べたものと同一である。図１１および図１２
を比較すると、１つの光学素子の単純な減速によって、ビーム経路が著しく変化
することがわかる。これにディスク５２，５４の間の角度制御を追加すると、図
７〜図１０に示されたシステムと比較した場合、システムにさらに柔軟性が加わ
るため、レーザーパルスのそれぞれに関して、正確な経路を指定することができ
る。ディスク５２，５４の間の角度関係が、軌道パターンを複製することができ
るように制御されるため、各レーザーショットの位置調整は反復可能であり、そ
れによって反復可能な特徴部を形成することができる。
【００５１】 図１３および図１４は、ビームの放射経路が角度偏差の影響を比較的受けにく
いため、図７〜１０の単なる「速度制御」法に比べると、アブレーションによる
特徴部を形成するための優れた方法となることを実証している。
【００５２】 図１５は、基板におけるどのようなアブレーションによる特徴部が、ボア軸か
ら測定したときに、直線、凹面または凸面のウォール形状を有することができる
かを示している。ディスク５２，５４の開始位置および加速度を制御することに
よって、ウォール形状を調整してもよい。ディスク５２，５４の加速度は、ホー
ルの内部から異なる速度で材料にアブレーションを施すことができるため、異な
るウォール形状を形成する。各光学素子５２，５４の加速度および開始位置を単
に変更するだけで、レーザーショットのパターン（およびそれによってボアのウ
ォールの形状）を修正する能力は、今までは利用することができなかった有用か
つ自在な工程変数である。
【００５３】 米国特許第４，９４０，８８１号に記載されるように、単一の回転ディスクの
みを使用することは、マスクのコストを著しく増大する複雑なマスク構造を利用
することなく、凹面のウォール形状（図１５参照）のみを製作することができる
ことを留意すべきである。流体制御ノズルに関して、直線および凸面のウォール
形状は適切で好ましいのに対し、凹面のウォール形状は最も望ましくない形状で
ある。さらに、単一の回転ディスクのみで異なるウォール形状を実現するために
、製作工程のコストを著しく増大させる要因である異なるマスクを使用しなけれ
ばならない。本発明のデュアル回転ディスク５２，５４は、ディスク５２，５４
の回転速度および相対加速度を制御するだけで、複雑なマスク構造物を必要とせ
ず、同一のマスクを異なるウォール形状を形成するために使用することができる
という点で、従来技術に比べて、大きな利点を提供する。
【００５４】 本発明の特に独特な能力は、アブレーションによる特徴部に、基板の面に垂直
ではない軸の配向を実現することができることである。すなわち、オリフィスの
軸を基板面に対して傾斜してもよい。オリフィスのこのような変形可能な軸の配
向は、（図１６に示されるような）螺旋状のレーザーショットパターンを生成す
ることによって実現され、アブレーション工程の中で、各円「軌道」の中心を予
め指定された方向にゆっくりドリフトさせることができる。たとえば、円パター
ンに光を移動するだけである米国特許第４，９４０，８８１号に示されるような
単一の回転光学素子を用いて、このようなレーザーショットパターンを実現する
ことはできない。
【００５５】 直交しない軸を有するオリフィスをアブレーションによって生成することがで
きることは、流体の流れを必要とする用途では、大きな進歩かつ利点である。た
とえば、図１７に示されるように、各ノズルの軸が所定の点に向かって指向され
るように、２つ以上のノズルのグルーブを配置することもできる。図１７では、
アレイ８４，８５，８６，８７ごとに４つのノズルとなるように、個々のノズル
８２が、アレイ８４，８５，８６，８７に配置される。各アレイ８４，８５，８
６，８７において、ノズル８２はそれぞれ、各アレイ８４，８５，８６，８７の
中心にある共通点８８，８９，９０，９１に向かって一定の角度で配置される。
各アレイ８４，８５，８６，８７の中におけるノズル８２のこのような配向は、
たとえば、液滴が各ノズル８２を通って噴出される方向を制御する能力を著しく
向上させる。このような制御は、たとえば、ノズル８２を出た後、液滴の合体を
可能にしたり、不可能にしたりする。別法として、紙にインクジェット式プリン
トヘッドからのインクを配置するなど、目標の材料に流体の液滴の相対的な位置
を制御することができるため、印刷の品質に影響を及ぼす。特定の用途のために
必要とされる製品を実現するために、任意の数のノズルおよびアレイをアブレー
ションによって形成することができることは、当業者に認識されると思われる。
【００５６】 図１７を検討すればわかるように、アレイ８４，８５，８６，８７のそれぞれ
における少なくとも１つのノズル８２’の軸は、第１の共通軸９２と一直線を成
し、各アレイ８４，８５，８６，８７の第２のノズル８２’’は、第２の共通軸
９４と一直線を成す。同様に、アレイ８４，８５，８６，８７の各ノズル８２は
、所定の共通軸と一直線を成す。アレイ８４，８５，８６，８７を形成する場合
には、ノズル８２’は１ステップでアブレーションによって形成され、ノズル８
２’’は別のステップなどでアブレーションによって形成される。所定の方法で
ディスク５２，５４の回転を変更することによって、アブレーションパターンを
変化させるだけで、ノズル８２の異なる方向の軸が形成される。
【００５７】 上述したように、図１７に示されたノズルの配置は、たとえば、ノズル８２を
出た後、液滴の合体を可能にしたり、不可能にしたりするようなノズルから噴出
する個々の液滴の制御が望ましい用途には有用である。各アレイにおけるノズル
の長手方向の軸の配向を変更することによって、個々の液滴の合体のしやすさを
制御することができる。特定の用途には、（出口の直径が８〜３５ミクロンの範
囲であり、１０〜２５ミクロンの範囲であれば好ましいノズルを有する）インク
ジェット式プリンタ用のプリントヘッドおよび（出口の直径が約５ミクロン未満
であり、０．５〜３．０ミクロンの範囲であれば好ましいノズルを有する）薬用
吸入器などの用途のためのエアゾールノズルが含まれる。
【００５８】 本願明細書に記載された本発明の光学スキャナは、アブレーションによる特徴
部のウォール形状を制御する別の方法に比べて、大きな利点を提供する。特に、
本発明は、さまざまな方法のいずれにおいても、個々のレーザーショットの正確
かつ反復可能な配置を実現することができる。アブレーションによる特徴部の所
望のウォール形状および軸の配向を実現するために、さまざまな方法でたやすく
制御することができるパターンに、個々のレーザーショットを配置することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基板を照射するためのマスクを用いた従来のエキシマレーザー加
工システムを概略的に示している。
【図２】 さらに本発明の光学的スキャナを用いた図１のレーザー加工シス
テムを示している。
【図３】 本発明の光学素子を概略的に示している。
【図４ａ】 図３の光学素子の異なる位相関係を概略的に示している。
【図４ｂ】 図３の光学素子の異なる位相関係を概略的に示している。
【図４ｃ】 図３の光学素子の異なる位相関係を概略的に示している。
【図５ａ】 図３および図４ａ〜図４ｃに示された光学素子の位相関係をさ
らに概略的に示している。
【図５ｂ】 図３および図４ａ〜図４ｃに示された光学素子の位相関係をさ
らに概略的に示している。
【図５ｃ】 図３および図４ａ〜図４ｃに示された光学素子の位相関係をさ
らに概略的に示している。
【図６】 光学素子による光ビームの屈折を示している。
【図７】 光学素子が一定の異なる速度で回転される場合に得られたレーザ
ーショットパターンを示している。
【図８】 光学素子が一定の異なる速度で回転される場合に得られたレーザ
ーショットパターンを示している。
【図９】 光学素子が一定の異なる速度で回転される場合に得られたレーザ
ーショットパターンを示している。
【図１０】 光学素子が一定の異なる速度で回転される場合に得られたレー
ザーショットパターンを示している。
【図１１】 光学素子の相対速度を変化させること（位相制御）によって、
光学素子の間の角度関係を変化させて得られたレーザーショットパターンを示し
ている。
【図１２】 光学素子の相対速度を変化させること（位相制御）によって、
光学素子の間の角度関係を変化させて得られたレーザーショットパターンを示し
ている。
【図１３】 放射経路が光学素子の角度偏向にして比較的影響を受けないこ
とを示している。
【図１４】 放射経路が光学素子の角度偏向にして比較的影響を受けないこ
とを示している。
【図１５】 オリフィスの軸から測定された場合に、アブレーションによる
オリフィスが直線、凹面または凸面のウォール形状がどのようなものであるかを
示している。
【図１６】 基板面に垂直でない軸を有するノズルを形成する場合のレーザ
ーショットパターンを示している。
【図１７】 ノズルのアレイに存在する流体を指向し、既存の流体の相対的
な方向を制御するために、ノズルのアレイの長手方向の軸が所定の方向に傾斜し
ているノズルのアレイを示している。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月３日（２００１．２．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AP23 4E068 DA00

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板に特徴部をアブレーションするための方法であって、 第１の回転する透明で均一な厚さのディスクおよび第２の回転する透明で均一
    な厚さのディスクを通過した放射によって、前記基板を照射するステップを含み
    、前記第１のディスクおよび前記第２のディスクが独立に回転する方法。
  2. 【請求項２】 前記第１のディスクおよび前記第２のディスクが、異なる角
    速度で回転する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記基板の放射中、前記第１のディスクが、前記第２のディ
    スクに対して加速または減速している請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記第１のディスクおよび前記第２のディスクが、初めは同
    位相である請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記第１のディスクおよび前記第２のディスクが、初めはず
    れた位相である請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記回転する第１のディスクおよび前記回転する第２のディ
    スクが、前記基板の上に所定のパターンで照射を移動する請求項１に記載の方法
    。
  7. 【請求項７】 前記基板上の前記所定のパターンが、非対称である請求項６
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記基板上の前記所定のパターンが、対称である請求項６に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 請求項３に記載の工程によって形成される製品。
  10. 【請求項１０】 請求項７に記載の工程によって形成される製品。
  11. 【請求項１１】 請求項８に記載の工程によって形成される製品。
  12. 【請求項１２】 請求項４に記載の工程によって形成される製品。
  13. 【請求項１３】 請求項５に記載の工程によって形成される製品。
  14. 【請求項１４】 基板に特徴部をアブレーションするための装置であって、 放射源と、 前記放射源と照射対象の基板との間に位置する第１の回転する透明で均一な厚
    さのディスクおよび第２の回転する透明で均一な厚さのディスクと、を含む装置
    。
  15. 【請求項１５】 前記照射源と前記第１のディスクおよび前記第２のディス
    クとの間に位置するマスクと、 前記第１のディスクおよび前記第２のディスクと照射対象の前記基板との間に
    位置する投影レンズと、をさらに含む請求項１４に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１のディスクおよび前記第２のディスクが、異なる
    角速度で回転する請求項１４に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 アブレーション工程中、前記第１のディスクおよび前記第
    ２のディスクとの間の微分角速度が、変化する請求項１６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記第１のディスクおよび前記第２のディスクが、前記基
    板上に非対称な照射パターンを製作するのに適している請求項１４に記載の装置
    。
  19. 【請求項１９】 略平面を有する基板と、 前記基板を通って延在している少なくとも２つのノズルを有し、前記少なくと
    も２つのノズルのそれぞれが長手方向の軸を有するノズルアレイと、を含み、 前記ノズルアレイの前記少なくとも２つのノズルの前記長手方向の軸が、前記
    基板の面と直交していないインクジェット式プリントヘッド。
  20. 【請求項２０】 前記ノズルアレイの前記少なくとも２つのノズルの前記長
    手方向の軸が、互いに平行でない請求項１９に記載のプリントヘッド。
  21. 【請求項２１】 前記ノズルアレイの各ノズルの前記長手方向の軸が、共通
    の所定の点に対して一定の角度を成している請求項１９に記載のプリントヘッド
    。
  22. 【請求項２２】 前記プリントヘッドが、複数のノズルアレイをさらに含む
    請求項２１に記載のプリントヘッド。
  23. 【請求項２３】 前記複数のノズルアレイのそれぞれが、長手方向の軸が第
    １の共通の所定の長手方向の軸と平行に整列される第１のノズルを有する請求項
    ２２に記載のプリントヘッド。
  24. 【請求項２４】 前記複数のノズルアレイのそれぞれが、長手方向の軸が第
    ２の共通の所定の長手方向の軸と平行に整列される第２のノズルを有する請求項
    ２３に記載のプリントヘッド。
JP2000583667A 1998-11-20 1999-03-17 レーザーアブレーションによる特徴部形成装置 Withdrawn JP2002530205A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/197,127 1998-11-20
US09/197,127 US6120976A (en) 1998-11-20 1998-11-20 Laser ablated feature formation method
PCT/US1999/005771 WO2000030800A1 (en) 1998-11-20 1999-03-17 Laser ablated feature formation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002530205A true JP2002530205A (ja) 2002-09-17
JP2002530205A5 JP2002530205A5 (ja) 2006-05-11

Family

ID=22728155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000583667A Withdrawn JP2002530205A (ja) 1998-11-20 1999-03-17 レーザーアブレーションによる特徴部形成装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6120976A (ja)
EP (1) EP1131183B1 (ja)
JP (1) JP2002530205A (ja)
CN (1) CN1326392A (ja)
AU (1) AU3187999A (ja)
DE (1) DE69904753T2 (ja)
WO (1) WO2000030800A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129249A1 (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工システム
JPWO2015141196A1 (ja) * 2014-03-17 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工ロボット
JP2017164754A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社ディスコ レーザー加工装置およびレーザー加工方法
WO2018139019A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工ヘッド及びそれを用いたレーザ加工装置

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555449B1 (en) 1996-05-28 2003-04-29 Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for producing uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors using sequential lateral solidfication
US6426481B1 (en) * 1999-06-29 2002-07-30 Canon Kabushiki Kaisha Method for manufacturing discharge nozzle of liquid jet recording head and method for manufacturing the same head
US6573531B1 (en) * 1999-09-03 2003-06-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods using sequential lateral solidification for producing single or polycrystalline silicon thin films at low temperatures
US7700270B1 (en) * 2000-01-04 2010-04-20 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Double-bragg-grating scanning transmitter/receiver
US6830993B1 (en) 2000-03-21 2004-12-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Surface planarization of thin silicon films during and after processing by the sequential lateral solidification method
US6433303B1 (en) * 2000-03-31 2002-08-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus using laser pulses to make an array of microcavity holes
EP1259985A2 (en) 2000-10-10 2002-11-27 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and apparatus for processing thin metal layers
WO2002042847A1 (en) * 2000-11-27 2002-05-30 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Process and mask projection system for laser crystallization processing of semiconductor film regions on a substrate
NL1016735C2 (nl) * 2000-11-29 2002-05-31 Ocu Technologies B V Werkwijze voor het vormen van een nozzle in een orgaan voor een inkjet printkop, een nozzle-orgaan, een inkjet printkop voorzien van dit nozzle-orgaan en een inkjet printer voorzien van een dergelijke printkop.
US6621044B2 (en) * 2001-01-18 2003-09-16 Anvik Corporation Dual-beam materials-processing system
US7160763B2 (en) * 2001-08-27 2007-01-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Polycrystalline TFT uniformity through microstructure mis-alignment
SG96643A1 (en) * 2001-09-10 2003-06-16 Inst Data Storage Method and apparatus for cleaning inkjet cartridges
US6577448B2 (en) 2001-09-25 2003-06-10 Siemens Dematic Electronic Assembly Systems, Inc. Laser system by modulation of power and energy
WO2003084688A2 (en) * 2002-04-01 2003-10-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a thin film
US6951627B2 (en) * 2002-04-26 2005-10-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of drilling holes with precision laser micromachining
JP5030382B2 (ja) * 2002-08-19 2012-09-19 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 基板上のフィルム領域を処理して、こうした領域内及びその端部領域をほぼ均一にするレーザ結晶化プロセス及びシステム
KR101131040B1 (ko) * 2002-08-19 2012-03-30 더 트러스티스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 에지 영역을 최소화하도록 기판 상의 박막 영역을 레이저결정화 처리하는 방법 및 시스템, 그리고 그러한 박막 영역의 구조
KR101118974B1 (ko) * 2002-08-19 2012-03-15 더 트러스티스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 균일성을 제공하도록 기판 상의 박막 영역을 레이저 결정화처리하는 방법 및 시스템, 그리고 그러한 박막 영역의 구조
KR20050047103A (ko) 2002-08-19 2005-05-19 더 트러스티스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 다양한 조사 패턴을 포함하는 원 샷 반도체 가공 시스템 및방법
US7880117B2 (en) * 2002-12-24 2011-02-01 Panasonic Corporation Method and apparatus of drilling high density submicron cavities using parallel laser beams
KR101191837B1 (ko) * 2003-02-19 2012-10-18 더 트러스티스 오브 콜롬비아 유니버시티 인 더 시티 오브 뉴욕 순차적 측면 고상화 기술을 이용하여 결정화되는 복수의 반도체 박막을 가공하는 방법 및 장치
US7164152B2 (en) 2003-09-16 2007-01-16 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Laser-irradiated thin films having variable thickness
WO2005029547A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Enhancing the width of polycrystalline grains with mask
WO2005029546A2 (en) 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a continuous motion sequential lateral solidification for reducing or eliminating artifacts, and a mask for facilitating such artifact reduction/elimination
TWI351713B (en) 2003-09-16 2011-11-01 Univ Columbia Method and system for providing a single-scan, con
US7318866B2 (en) * 2003-09-16 2008-01-15 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for inducing crystallization of thin films using multiple optical paths
WO2005029550A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for producing crystalline thin films with a uniform crystalline orientation
WO2005029551A2 (en) 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Processes and systems for laser crystallization processing of film regions on a substrate utilizing a line-type beam, and structures of such film regions
US7364952B2 (en) 2003-09-16 2008-04-29 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for processing thin films
WO2005029548A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York System and process for providing multiple beam sequential lateral solidification
US7311778B2 (en) * 2003-09-19 2007-12-25 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Single scan irradiation for crystallization of thin films
DE102004042337A1 (de) * 2004-09-01 2006-03-30 Innovavent Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Homogenisieren von Laserstrahlung sowie eine Laseranlage unter Verwendung einer solchen Vorrichtung und eines solchen Verfahrens
US7645337B2 (en) 2004-11-18 2010-01-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for creating crystallographic-orientation controlled poly-silicon films
US8221544B2 (en) 2005-04-06 2012-07-17 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Line scan sequential lateral solidification of thin films
CN101617069B (zh) 2005-12-05 2012-05-23 纽约市哥伦比亚大学理事会 处理膜的系统和方法以及薄膜
TW200942935A (en) 2007-09-21 2009-10-16 Univ Columbia Collections of laterally crystallized semiconductor islands for use in thin film transistors and systems and methods for making same
WO2009042784A1 (en) 2007-09-25 2009-04-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods of producing high uniformity in thin film transistor devices fabricated on laterally crystallized thin films
CN101919058B (zh) 2007-11-21 2014-01-01 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于制备外延纹理厚膜的系统和方法
US8012861B2 (en) 2007-11-21 2011-09-06 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparing epitaxially textured polycrystalline films
WO2009067688A1 (en) 2007-11-21 2009-05-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for preparing epitaxially textured polycrystalline films
WO2009111340A2 (en) 2008-02-29 2009-09-11 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Flash lamp annealing crystallization for large area thin films
JP2012508985A (ja) 2008-11-14 2012-04-12 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 薄膜の結晶化のためのシステムおよび方法
US8440581B2 (en) 2009-11-24 2013-05-14 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse sequential lateral solidification
US9646831B2 (en) 2009-11-03 2017-05-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Advanced excimer laser annealing for thin films
US9087696B2 (en) 2009-11-03 2015-07-21 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for non-periodic pulse partial melt film processing
DE102010049460A1 (de) 2010-09-13 2012-03-15 Laser- Und Medizin-Technologie Gmbh, Berlin Trepanieroptik
DE102012111771B4 (de) 2012-12-04 2020-12-03 Ewag Ag Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks unter Verwendung einer Laserbearbeitungsvorrichtung zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1818410A (en) * 1927-02-07 1931-08-11 First Nat Bank Of Chattanooga Optical apparatus
GB1521931A (en) * 1976-01-31 1978-08-16 Ferranti Ltd Optical apparatus
SU934820A1 (ru) * 1980-07-23 1985-09-30 Горьковский государственный университет им.Н.И.Лобачевского Устройство сканировани лазерного пучка
US4733944A (en) * 1986-01-24 1988-03-29 Xmr, Inc. Optical beam integration system
US4923772A (en) * 1986-10-29 1990-05-08 Kirch Steven J High energy laser mask and method of making same
EP0280414A1 (en) * 1987-02-02 1988-08-31 Taunton Technologies, Inc. Sculpture apparatus for correcting curvature of the cornea
JPS6448693A (en) * 1987-08-20 1989-02-23 Mitsubishi Electric Corp Laser beam machine
US4871904A (en) * 1987-12-28 1989-10-03 Symbol Technologies, Inc. Multidirectional optical scanner
US4822974A (en) * 1988-02-18 1989-04-18 United Technologies Corporation Laser hold drilling system with lens and two wedge prisms including axial displacement of at least one prism
US4940881A (en) * 1989-09-28 1990-07-10 Tamarack Scientific Co., Inc. Method and apparatus for effecting selective ablation of a coating from a substrate, and controlling the wall angle of coating edge portions
JP2599513B2 (ja) * 1990-06-25 1997-04-09 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション アブレーション・マスク
JPH04344337A (ja) * 1991-05-21 1992-11-30 Toshiba Corp 光学装置
IL100664A0 (en) * 1992-01-15 1992-09-06 Laser Ind Ltd Method and apparatus for controlling a laser beam
GB9202434D0 (en) * 1992-02-05 1992-03-18 Xaar Ltd Method of and apparatus for forming nozzles
DE4220705C2 (de) * 1992-06-24 2003-03-13 Lambda Physik Ag Vorrichtung zum Aufteilen eines Lichtstrahles in homogene Teilstrahlen
US5378137A (en) * 1993-05-10 1995-01-03 Hewlett-Packard Company Mask design for forming tapered inkjet nozzles
EP0633541A1 (en) * 1993-07-06 1995-01-11 Opticon Sensors Europe B.V. Scanning device
US5610733A (en) * 1994-02-28 1997-03-11 Digital Optics Corporation Beam-homogenizer
US5742426A (en) * 1995-05-25 1998-04-21 York; Kenneth K. Laser beam treatment pattern smoothing device and laser beam treatment pattern modulator
US5609778A (en) * 1995-06-02 1997-03-11 International Business Machines Corporation Process for high contrast marking on surfaces using lasers

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129249A1 (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工システム
JPWO2015129249A1 (ja) * 2014-02-25 2017-03-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工システム
US9889522B2 (en) 2014-02-25 2018-02-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser processing system
JPWO2015141196A1 (ja) * 2014-03-17 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工ロボット
US10101724B2 (en) 2014-03-17 2018-10-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser machining robot
JP2017164754A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社ディスコ レーザー加工装置およびレーザー加工方法
WO2018139019A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工ヘッド及びそれを用いたレーザ加工装置
JPWO2018139019A1 (ja) * 2017-01-25 2019-11-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工ヘッド及びそれを用いたレーザ加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69904753T2 (de) 2003-10-16
DE69904753D1 (de) 2003-02-06
AU3187999A (en) 2000-06-13
CN1326392A (zh) 2001-12-12
WO2000030800A1 (en) 2000-06-02
US6120976A (en) 2000-09-19
EP1131183A1 (en) 2001-09-12
EP1131183B1 (en) 2003-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002530205A (ja) レーザーアブレーションによる特徴部形成装置
US6313435B1 (en) Mask orbiting for laser ablated feature formation
KR102132846B1 (ko) 표면을 레이저 가공하기 위한 가공 장치 및 방법
JP3174580B2 (ja) ノズルの形成方法および装置
KR100659478B1 (ko) 레이저 가공방법 및 가공장치
JP4873191B2 (ja) レーザービームを用いた材料の穿孔および除去装置
CA2348277C (en) Ablated laser feature shape reproduction control
TWI520805B (zh) 用於滾筒表面之雷射處理的方法和設備
WO2019219739A1 (en) Laser beam scanner with laser beams positioning optic, optical fibres and fibre termination optic
KR100340271B1 (ko) 레이저 가공 방법, 그 방법을 이용하는 잉크 제트 기록헤드의 제조 방법, 및 그 방법에 의해 제조된 잉크 제트기록 헤드
JP2008254327A (ja) レーザー加工方法、およびそれを用いたノズルプレート製造方法ならびにインクジェットヘッド
TW202135965A (zh) 雷射加工裝置和雷射加工工件的方法
JP4453112B2 (ja) レーザ加工方法
US6261742B1 (en) Method for manufacturing a printhead with re-entrant nozzles
JP2000289212A (ja) プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置
JP2017071134A (ja) レーザによる穿孔加工方法及びその加工装置
JPH08155667A (ja) 加工装置
JP2000218802A (ja) プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置
JPH11179576A (ja) 光加工機及びそれを用いたオリフィスプレートの製造方法
JP2000218801A (ja) プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置
JP2004188834A (ja) ノズルプレートの製造方法、ノズルプレート及びインクジェット記録ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060310

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060310

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20080609