JP4006247B2

JP4006247B2 - Laser processing method and laser processing apparatus

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Publication number: JP4006247B2
Application number: JP2002063980A
Authority: JP
Inventors: 直木若林
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP2003260579A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆層を有する加工対象物にレーザビームを照射し、被覆層に穴を開けるレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアブレーション加工で、導電層に絶縁層が重ねられた多層基板を加工する際、たとえば厚さ５０μｍの絶縁層に直径５０μｍ程度の穴を開けるのに１００ショット前後のパルスレーザビームが必要であった。
【０００３】
また、アブレーション加工後に残ったスミアは、ＷＥＴデスミア等の方法により除去されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加工方法では、絶縁層に大面積の穴を開けるにはレーザビームのパルスエネルギを大きくし、かつ多数のショットを加えなければならず、導電層に影響を与えずに加工を行うのは困難であった。
【０００５】
また、紫外パルスレーザビームを用いたアブレーション加工においては、パルスレーザビームの入射位置をずらせ、パルスレーザビームで開けた穴を連結させて大面積の穴を形成する。このとき、絶縁層が除去された部分にレーザを照射すると、導電層までもアブレーション加工してしまう場合が多く、精細に位置決めをしない限り、大面積の穴を加工することが難しかった。
【０００６】
本発明の目的は、下地部材の表面上に形成された被覆層に大面積の穴を開ける加工を、少ない照射量で、しかも下地部材にほとんど影響を与えずに可能とするレーザ加工方法を提供することである。
【０００８】
前記レーザ加工方法によって形成される穴は、従来のアブレーション加工においてはレーザビームのパルスエネルギを大きくし、多数のショットを加えなければ開けることが出来ない面積を有する。
【０００９】
また、少ない照射量のレーザビームを穴の底に入射させ、穴の底に残存する被覆層の一部を除去することができる。この残存被覆層の除去も、下地部材にほとんど影響を与えずに行うことが可能である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、下地部材の表面上に、該下地部材の表層部の材料とは異なる材料からなる被覆層が形成された加工対象物を準備する工程と、前記被覆層を透過し、該被覆層と前記下地部材との界面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有する第１の波長及び該第１の波長の高調波である第２の波長を含むレーザビームを出射する光源を出射したレーザビームから前記第２の波長成分を分離した前記第１の波長のレーザビームを、該被覆層の表面から前記加工対象物に入射させて、該被覆層の一部を該下地部材から剥離させ、第１の剥離部分を形成する工程と、前記光源を出射したレーザビームから前記第２の波長成分を分離し、分離された前記第２の波長成分を、前記第１の剥離部分の底面に入射させることによって、該第１の剥離部分の底面に前記被覆層の一部が残っている場合には、残っている被覆層を除去し、前記第２の波長成分が除去された前記第１の波長のレーザビームを、加工対象物の被覆層の表面から加工対象物の前記第１の剥離部分とは異なる位置に入射させ、被覆層の一部を剥離させる工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
更に、本発明の他の観点によれば、（ａ）下地部材の表面上に、該下地部材の表層部の材料とは異なる材料からなる被覆層が形成された加工対象物の前記被覆層を透過し、該被覆層と前記下地部材との界面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有する第１の波長及び該第１の波長の高調波である第２の波長を含むレーザビームを出射する光源を出射したレーザビームから前記第２の波長成分を分離した前記第１の波長のレーザビームを、該被覆層の表面から前記加工対象物に入射させて、該被覆層の一部を該下地部材から剥離させ、第１の剥離部分を形成する工程と、（ｂ）前記光源を出射したレーザビームから、前記第１の波長の成分と前記第２の波長成分を分離する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）で分離された前記第２の波長成分を、前記第１の剥離部分の底面に入射させることによって、該第１の剥離部分の底面に前記被覆層の一部が残っている場合には、残っている被覆層を除去し、前記工程（ｂ）で前記第２の波長成分が除去された前記第１の波長の成分を、下地部材の表面上に、該下地部材の表層部の材料とは異なる材料からなる被覆層が形成された加工対象物の被覆層の表面から前記第１の剥離部分とは異なる位置に入射させ、被覆層の一部を剥離させる工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【００１３】
該レーザ加工方法によると、前記加工対象物の前記第１の剥離部分の底面に残存する前記被覆層の一部を除去しながら、前記第１の剥離部分とは別の剥離部分を形成するので、作業の高速化が実現される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照して本発明の第１の実施例を説明する。波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器１、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザから、レーザビームが出射される。波長変換ユニットにより全固体レーザ発振器１は、基本波と２倍高調波のいずれかを出射することができるが、まずＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）をパルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギ１ｍＪで出射させる。レーザビームはビーム断面の形状を整形するためのマスク２、加工対象物である多層基板６上にレーザビームを集束させる平凸レンズ３、反射ミラー４を経て、ステージ５上に据えられている多層基板６に入射する。ステージ５は可動ステージであり、ステージ５上の多層基板６に入射するレーザビームの入射位置を変えることができる。
【００１５】
図２（Ａ）に示すように、多層基板６はたとえばエポキシ樹脂層である樹脂被覆層１１、銅層１２、及びガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂層である樹脂下地層１３とからなる。樹脂被覆層１１の厚さはたとえば６０μｍである。この樹脂被覆層１１上面にレーザビームが入射する。樹脂被覆層１１はＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波の多くを透過する。銅層１２は、これを大部分反射する。
【００１６】
樹脂被覆層１１上面に入射したレーザビームにより、穴１１ａが形成される。この穴１１ａはレーザビームが樹脂被覆層１１と銅層１２との界面でアブレーションを起こし、その圧力により樹脂被覆層１１の剥離を誘起した結果、形成されたものと考えられる。マスク２で与えられるレーザビーム断面の形状を様々に変えることにより、必要とされる形状の穴１１ａを開けることができる。樹脂被覆層１１と銅層１２との界面が高圧力状態になり、この圧力によって上層の樹脂被覆層１１の一部が剥離する現象を「リフティング現象」と呼ぶこととする。また、「リフティング現象」を利用した加工を、「リフティング加工」と呼ぶこととする。
【００１７】
リフティング現象を用いたレーザ加工後に、基板によっては被覆層の皮膜が、穴の底面に薄く残存する場合がある。たとえば銅層１２の表面に、厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層である樹脂被覆層１１が積層された多層基板６には、銅層１２の表面に薄いエポキシ樹脂の皮膜１１ａ'が残存する。
【００１８】
そこで次に、リフティング現象を用いて穴開け加工を行った際とは異なる波長のレーザビームを照射することによって、この残存皮膜１１ａ'を除去する。すなわち、波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器１から、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの波長を変換し、波長５２３ｎｍ、パルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギ２０〜５００μＪのＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を１〜１０ショット照射することにより、多層基板６の銅層１２表面を露出させる。このとき、残存皮膜には約０．５Ｊ／ｃｍ²以上のパルスエネルギ密度のビームが照射される。
【００１９】
図２（Ｂ）は、銅層表面に、厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層である樹脂被覆層を積層した多層基板を、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）でリフティング加工し、次いでＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波（波長５２３ｎｍ）を５ショット照射した後の、多層基板表面の光学顕微鏡写真のスケッチである。２倍高調波のパルス幅は１０ｐｓ、パルスエネルギは６５μＪであった。残存したエポキシ皮膜２０に楕円形に整形したＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を照射し、銅層表面２１を楕円形に露出させている。１ショットの基本波でリフティング加工された穴の直径は約４００μｍ、５ショットの２倍波で皮膜を除去した結果、露出した銅層表面の楕円形の長径は約１５０μｍである。
【００２０】
再び図１を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。多層基板６の樹脂被覆層１１に穴を開ける。第１の実施例と同様に、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）がパルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギ１ｍＪで出射され、多層基板６に入射する。
【００２１】
図３（Ａ）はリフティング現象によって開いた穴１１ｂを示す。穴１１ｂはレーザビームが樹脂被覆層１１と銅層１２との界面でアブレーションを起こし、その圧力により樹脂被覆層１１の剥離を誘起した結果、形成されたものと考えられる。
【００２２】
穴１１ｂが形成された後、ステージ５により多層基板６を移動させる。するとレーザビームの次のパルスは移動分だけ離れた位置の樹脂被覆層１１に入射する。
【００２３】
図３（Ｂ）は樹脂被覆層１１上面に入射した２ショットめの基本波（波長１０４７ｎｍ）が引き起こすリフティング現象により、穴１１ｂと連続して形成された穴１１ｃを示す。
【００２４】
続いてステージ５により多層基板６を移動させ、３ショットめのレーザビームを、更に移動分だけ離れた位置の樹脂被覆層１１に入射させ、穴を形成する。これを繰り返すことにより、大面積の穴を加工することができる。
【００２５】
図３（Ｃ）は、銅層１２表面に厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層である樹脂被覆層１１が積層された多層基板６を移動させながら、樹脂被覆層１１上面からパルスレーザビームを１ショットずつ照射して計１２ショットで穴開け加工を行い、４ｃｍ×１ｃｍ程度の長方形に近い穴を開けた後の多層基板６表面の光学顕微鏡写真のスケッチである。使用したパルスレーザビームは、パルスエネルギ３ｍＪ、パルス幅１５ｎｓのＮｄ：ＹＬＦの基本波（波長１０４７ｎｍ）である。
【００２６】
また、図３（Ｄ）は、ベンゾシクロブテン系プリント基板にパルスレーザビームを照射しながらステージを移動させ、１．４ｍｍ×０．５ｍｍ程度の範囲に広がる連続的な穴を開けた後の、該プリント基板表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真のスケッチである。使用したパルスレーザビームは、パルスエネルギ９０μＪ、パルス幅１０ｐｓのＮｄ：ＹＬＦの基本波（波長１０４７ｎｍ）で、パルス周波数は１０Ｈｚであった。
【００２７】
なお、マスク２で与えられるレーザビーム断面の形状を様々に変えることにより、多層基板６に必要とされる形状の大面積の穴を開けることができる。
【００２８】
更に、この大面積の穴開け加工においては、パルスレーザビームを照射し、リフティング現象によって生じた樹脂被覆層の剥離部分を連続させて穴を拡大するが、このパルスレーザビームの照射位置が数十μｍずれたとしても、銅層に悪影響はほとんど及ばない。穴の位置がその分変わるだけである。リフティング加工はアブレーション加工と異なり、少ないショット数で加工を行うため、銅層に与える影響はほとんどない。したがってリフティング加工においては、真円に近い穴や角型に近い穴の大面積加工も可能である。
【００２９】
図３（Ｂ）を参照して説明を続ける。大面積の穴を開けた後、多層基板６には銅層１２表面に薄いエポキシ樹脂の皮膜が残存する。１ショットめの加工時に形成された穴の底面に、エポキシ樹脂の皮膜１１ｂ'が残り、２ショットめの加工時に形成された穴の底面に、エポキシ樹脂の皮膜１１ｃ'が残る。これらの残存皮膜を、リフティング加工に用いたレーザビームとは異なる波長のレーザビームを照射し、アブレーションで除去する。すなわち、波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器１から、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの波長を変換し、波長５２３ｎｍ、パルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギ２０〜５００μＪのＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を、残存皮膜に照射することにより、多層基板６の銅層１２表面を露出させる。このとき残存皮膜にパルスエネルギ密度約０．５Ｊ／ｃｍ²以上のレーザビームが照射される。
【００３０】
図４（Ａ）は本発明の第３の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器３０、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザから、パルスレーザビームが出射される。第１の実施例と同様に、全固体レーザ発振器３０は波長変換ユニットにより基本波（波長１０４７ｎｍ）と２倍高調波（波長５２３ｎｍ）のいずれかを出射することができるが、まず基本波（波長１０４７ｎｍ）をパルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギ１ｍＪで出射する。レーザビームは反射ミラー３１で反射され、ホログラム板３２で複数条のレーザビームに分岐して、ステージ３４上に据えられている多層基板３５上に集光され、多層基板３５上の複数の箇所に同時に照射される。なお、ホログラム板３２には、基本波と２倍高調波の両方の波長に対して被加工部で同じ模様となるように記録がしてある。
【００３１】
多層基板３５は第１の実施例で用いた多層基板と同じものであり、たとえば厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層である樹脂被覆層と銅層とを有する。この樹脂被覆層上面の複数の箇所にレーザビームが入射する。エポキシ樹脂被覆層はＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波の多くを透過する。銅層は、この大部分を反射する。よってリフティング現象により、樹脂被覆層の剥離を誘起し、複数個の穴を同時に開けることができる。
【００３２】
図４（Ｂ）は、１ショットのレーザビームが、ホログラム板３２の記録に従い複数条のレーザビームに分岐され、多層基板３５上に集光させられて、多層基板３５上に形成した穴の上面図である。この図に示された例の場合、分岐させないパルスレーザビームを６ショット照射し、リフティング現象により部分的に重なった穴を形成した場合と同じ面積の穴が、１ショットで形成されることになる。
【００３３】
続いて、開けた穴の底に残存するエポキシ皮膜を除去する。波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器３０から、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの波長を変換し、波長５２３ｎｍ、パルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギ２０〜５００μＪのＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を出射する。この２倍高調波もホログラム板３２により分岐し、リフティング現象で開けられた穴の底に入射する。ステージ３４を動かす必要はない。残存するエポキシ樹脂の皮膜は１〜１０ショットで除去され、銅層表面が露出する。このとき、皮膜に照射するレーザビームのパルスエネルギ密度は約０．５Ｊ／ｃｍ²以上である。
【００３４】
照射位置検出センサ３６、たとえばＣＣＤカメラの撮影した多層基板３５の画像が、コントローラ３７に送られる。コントローラ３７は画像を分析し、銅層表面が露出されたか否かを判定する。銅層表面の露出が確認された場合、ステージ３４により多層基板３５が移動し、多層基板３５上の異なる場所において再びＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波によるリフティング加工が開始される。皮膜が除去されていない場合は、再び２倍高調波を入射させ、銅層を露出させる。この２倍高調波の再入射においては、たとえば１ショット毎に皮膜の除去状態を判定する。
【００３５】
このようにホログラム板を用い、レーザビームを幾筋かに分岐させることによって、加工速度を向上させることができる。
【００３６】
以上はまた、開けた穴を連結し、大面積の穴を加工する場合にも適用することができる。図４（Ｂ）に示したように複数条のレーザビームが連続した穴を形成するように分岐される場合は、その連続した穴に、次のショットを分岐させて形成される連続した穴を繋げて大きくすることができる。また、複数条に分岐されたレーザビームが離散する穴を形成する場合については、以下に説明する。
【００３７】
図４（Ｃ）は、パルスレーザビームが、ホログラム板３２で複数条のレーザビームに分岐され、多層基板３５上に形成した穴の上面図である。実線で記したのが、１ショットめのレーザビームを分岐して形成した離散的な穴、点線で記したのが、２ショットめのレーザビームを分岐して形成した離散的な穴である。それぞれの離散する穴を対応させて連続し、大面積の穴を加工することが可能である。
【００３８】
図５は本発明の第４の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。第３の実施例のホログラム板３２のかわりに、回折格子３８と平凸レンズ３９を用いている。回折格子３８は波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器３０から出射され、反射ミラー３１で反射されたＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波のパルスレーザビームを複数条の回折光に分岐させる。ただしホログラム板とは異なり、回折格子は集光能力を備えていないので、平凸レンズ３９が多層基板３５上にパルスレーザビームを集光させる。他の構成は第３の実施例と等しい。
【００３９】
第４の実施例によるレーザ加工方法は、第３の実施例と同様に、１本の原レーザビームを複数個に分岐し加工に使用することで、加工速度を向上させることができる。この後、ステージ３４により多層基板３５を移動させることで、２倍高調波がリフティング現象で開けられた各穴の底面に到達する。この２倍高調波のパルスレーザビームの照射で、残存皮膜を除去する。
【００４０】
回折格子のかわりにビームスプリッタ、ＤＯＥ（Diffractive Optics Elements）等の分岐光学素子やエキスパンダを利用してもよい。
【００４１】
更に、以上は開けた穴を連結し、大面積の穴を加工する場合にも適用することができる。
【００４２】
図６は本発明の第５の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器４０は第１の実施例で用いたのと同じものである。まず、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）を出射させる。パルスレーザビームはビーム断面の形状を整形するためのマスク４１、ガルバノスキャナ４３、レーザビームの焦点を多層基板４６上に結ばせるｆθレンズ４４を経て、ステージ４５上に据えられている多層基板４６に照射される。ガルバノスキャナ４３は一対の揺動可能な反射鏡を含んで構成され、レーザビームを２次元方向に走査する。
【００４３】
多層基板４６は第１の実施例で用いたのと同じものである。樹脂被覆層上面にレーザビームが入射する。
【００４４】
ガルバノスキャナ４３の動作により、樹脂被覆層にリフティング現象による穴が次々と開けられる。
【００４５】
続いて、開いた穴の底に残存するエポキシ皮膜を除去する。Ｎｄ：ＹＬＦレーザの波長を変換し、２倍高調波（波長５２３ｎｍ）をリフティング現象によって形成された穴に入射し、銅層表面を露出させる。ガルバノスキャナ４３の動作により、次々と各穴底の皮膜が除去されていく。基本波、２倍高調波とも、パルスレーザビームのパルス幅、パルスエネルギ密度、ショット数は第１の実施例と同じである。
【００４６】
照射位置検出センサ４７及びコントローラ４８の作用は、第３の実施例と同様である。銅層表面の露出が確認された場合、ステージ４５により多層基板４６が移動し、多層基板４６上の異なる場所において再びＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波によるリフティング加工が開始される。皮膜が除去されていない場合は、再び２倍高調波を入射させ、銅層を露出させる。この２倍高調波の再入射においては、たとえば１ショット毎に皮膜の除去状態を判定する。
【００４７】
このようにリフティング加工及び残存皮膜の除去に高速ビーム走査光学系を使用することもできる。
【００４８】
図７は第５の実施例のガルバノスキャナ４３のかわりに、ポリゴンミラーを使った高速ビーム走査光学系のひとつである、ポリゴン・ガルバノスキャナ４９を用いた図である。ポリゴン・ガルバノスキャナ４９は１枚のガルバノミラーと１個のポリゴンミラーとで構成されており、ガルバノスキャナ４３と同じく、パルスレーザビームを２次元方向に走査する。他の構成及び作用は図６に示したものに等しい。ガルバノミラーに代えてポリゴンミラーを使用することにより、走査を高速化することができる。
【００４９】
また、以上は開けた穴を連結し、大面積の穴を加工する場合にも適用可能である。
【００５０】
第１〜５の実施例について、残存皮膜を除去するのに使用するレーザビームとしては、パルス幅がピコ秒オーダの緑色の波長領域（波長４９２〜５７７ｎｍ）の光だけでなく、ナノ秒オーダの紫外線の波長領域（波長４〜４００ｎｍ）の光、ピコ秒オーダの紫外線から緑色の波長領域の光を用いることができる。ナノ秒オーダの緑色の波長領域の光は、樹脂被覆層による吸収が少ないため、銅が先に溶融してしまい、皮膜を除去することができない。また以上の実施例では、リフティング現象を用いた穴開けをＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）で行い、残存皮膜の除去を同じくＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波（波長５２３ｎｍ）で行ったが、前者をＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）で、後者をＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍高調波（波長５３２ｎｍ）で行ってもよい。アブレーションで残存皮膜を除去する。
【００５１】
図８（Ａ）は、本発明の第６の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器５０、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザから、パルスレーザビームが出射される。波長変換ユニットはＳＨＧ（Second Harmonics Generator）５１で、全固体レーザ発振器５０から出射されたＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）は、一部が非線形効果により２倍高調波（５２３ｎｍ）に波長変換され、基本波と２倍高調波の異なる二つの波長成分を含む混合波として出射される。出射された混合波はＴＨＧ（Third Harmonics Generator）５２に入射し、基本波（波長１０４７ｎｍ）と３倍高調波（波長３４９ｎｍ）との異なる二つの波長成分を含むレーザビームに変換される。このレーザビームはビーム断面の形状を整形するマスク５３を通過し、ダイクロイックミラー５４に入射する。ダイクロイックミラー５４は波長の異なる基本波と３倍高調波とを分岐させ、それぞれ光路Ａ、光路Ｂに導く。光路Ａを辿る基本波のパルスレーザビームは、たとえばパルス幅１５ｎｓ、パルスエネルギ３ｍＪである。反射ミラー５５ａを経てシャッタ５６に入射する。シャッタ５６は５ショットのレーザビーム中、１ショットだけを通過させ、残りの４ショットを遮る。したがって多層基板６０には基本波のレーザビームが４ショットおきに１ショットだけ到達することになる。シャッタ５６を通過したレーザビームは、該レーザビームを高速で走査するガルバノスキャナ５７ａ、該レーザビームを多層基板６０上に集束させるｆθレンズ５８ａを経て、ステージ５９上に据えられている多層基板６０に照射される。ガルバノスキャナ５７ａは一対の揺動可能な反射鏡を含んで構成され、レーザビームを２次元方向に走査する。
【００５２】
多層基板６０は第１の実施例で用いたのと同じものである。樹脂被覆層上面にレーザビームが入射する。
【００５３】
ガルバノスキャナ５７ａの動作により、基本波のレーザビームの入射位置が多層基板６０の表面上を移動し、樹脂被覆層に次々と穴が開けられる。ガルバノスキャナ５７ａによって走査可能な領域内の加工が終了すると、ステージ５９により多層基板６０が移動し、他の領域の加工が行われる。ガルバノスキャナ５７ａによる走査とステージ５９による多層基板６０の移動とを繰り返すことにより、多層基板６０上のすべての被加工部にリフティング現象による穴が開けられる。
【００５４】
ＴＨＧ（Third Harmonics Generator）５２によって３倍高調波に変換され、ダイクロイックミラー５４で基本波と分岐されたパルスレーザビームが光路Ｂを進む。このレーザビームのパルス幅は１５ｎｓ、パルスエネルギは２０〜５００μＪである。３倍高調波のレーザビームは反射ミラー５５ｂ、レーザビームを高速で走査するガルバノスキャナ５７ｂ、該レーザビームの焦点を多層基板上に結ばせるｆθレンズ５８ｂを経て、ステージ５９上に据えられている多層基板に照射される。ガルバノスキャナ５７ｂは一対の揺動可能な反射鏡を含んで構成され、レーザビームを２次元方向に走査する。
【００５５】
光路Ａを進む基本波のレーザビームで穴を開けられた多層基板６０が、ステージ５９によりガルバノスキャナ５７ｂの加工領域に移動される。光路Ｂを進む３倍高調波のレーザビームが各穴底に残存するエポキシ皮膜を除去し、銅層表面を露出させる。
【００５６】
穴１つに対し照射される３倍高調波は、たとえば５ショットである。ガルバノスキャナ５７ｂの動作により、次々と各穴底に残存するエポキシ皮膜を除去していく。ステージ５９により多層基板６０が移動し、基本波のレーザビームが形成した多層基板６０上のすべての穴について、残存皮膜が除去され、銅層表面が露出する。
【００５７】
この、一穴に５ショットずつ照射される３倍高調波によって、多層基板６０の残存皮膜を除去すると同時に、光路Ａを進む基本波が異なる多層基板上にリフティング現象を利用した穴開けを行う。基本波による加工は５ショット中４ショットを遮蔽し、１ショットだけを通過させて行うものであるから、一穴当たりのリフティング加工と皮膜除去との時間を同じにすることができる。また、各多層基板の穴開け位置が同一であれば、ステージ５９の動きに従って、基本波と３倍高調波とは異なる多層基板の同一の位置を加工することになる。その場合、ガルバノスキャナ５７ａ及びガルバノスキャナ５７ｂは同じ動作をすることになる。
【００５８】
このように、分岐した２つのレーザビームの、基本波で多層基板にリフティング効果を用いた穴開け加工を行い、それと同時に、３倍高調波で別の多層基板の残存皮膜を除去することにより、作業の高速化が実現される。
【００５９】
ここでは残存皮膜の除去にＮｄ：ＹＬＦレーザの３倍高調波（３４９ｎｍ）を用いたが、２倍高調波（５２３ｎｍ）、４倍高調波（２６２ｎｍ）を用いることも可能である。ただし、２倍高調波（緑色の波長領域の光）を用いるときには、既述のようにパルス幅をピコ秒オーダにする必要がある。また、ここでは全固体レーザ発振器としてＮｄ：ＹＬＦレーザを用いたが、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを使用してもよい。更に、ガルバノスキャナのかわりにポリゴンミラーを用いた高速ビーム走査光学系を使用してもよい。
【００６０】
更にまた、以上は開けた穴を連結し、大面積の穴を加工する場合にも適用可能である。
【００６１】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のレーザ加工装置にシャッタ５６ｂを加えたレーザ加工装置の概略図である。シャッタ５６ｂが、光路Ｂ内に設けられている。他の構成はすべて図８（Ａ）に示したレーザ加工装置に等しい。図８（Ｂ）に示したレーザ加工装置で、たとえばリフティング加工後に被覆層の皮膜が穴の底面に残存しない多層基板を加工する際や、あるいは、リフティング加工に失敗し、もう１パルス基本波を照射しなければならない時などは、シャッタ５６ｂが、光路Ｂを進む３倍高調波を遮り、多層基板にビームが照射されないようにする。
【００６２】
図９（Ａ）は、本発明の第７の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。波長変換ユニットを含む全固体レーザ発振器６１、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザから、パルスレーザビームが出射される。波長変換ユニットはＳＨＧ（Second Harmonics Generator）６２で、全固体レーザ発振器６１から出射されたＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）は、一部が非線形効果により２倍高調波（５２３ｎｍ）に波長変換され、基本波と２倍高調波の異なる二つの波長成分を含む混合波として出射される。出射された混合波は、ダイクロイックミラー６３に入射する。ダイクロイックミラー６３は波長の異なる基本波と２倍高調波とを分岐させ、それぞれ光路Ａ、光路Ｂに導く。光路Ａを辿る基本波のパルスレーザビームは、たとえばパルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギ１ｍＪである。反射ミラー６４を経てシャッタ６５ａに入射する。シャッタ６５ａは５ショットのレーザビーム中、１ショットだけを透過させ、残りの４ショットを遮る。シャッタ６５ａを透過したパルスレーザビームは、ホログラム板６６ａで複数条のレーザビームに分岐して、ステージ６７上に据えられている多層基板６８上に集光され、多層基板６８上の複数の箇所に同時に照射される。多層基板６８には、ホログラム板６６ａで分岐された基本波のレーザビームが、４ショットおきに１ショットだけ到達することになる。
【００６３】
多層基板６８は第１の実施例で用いた多層基板と同じものであり、たとえば厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層である樹脂被覆層と銅層とを有する。この樹脂被覆層上面の複数の箇所に、分岐したレーザビームが同時に入射し、穴が開けられる。それはたとえば図４（Ｂ）に示すような、分岐させないパルスレーザビームであれば６ショットの照射で形成される、部分的な重なりをもつ穴である。
【００６４】
ステージ６７により多層基板６８が移動され、多層基板６８上の所定の被加工部に、リフティング現象による穴が次々と開けられる。
【００６５】
ダイクロイックミラー６３で基本波と分岐された２倍高調波が、光路Ｂを進む。このレーザビームは、たとえばパルス幅が１０ｐｓ、パルスエネルギ２０〜５００μＪである。レーザビームはホログラム板６６ｂで複数条のレーザビームに分岐して、ステージ６７上に据えられている多層基板上に集光され、多層基板上の複数の箇所に同時に照射される。なお、ホログラム板６６ａ、６６ｂは、それぞれＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）と２倍高調波（波長５２３ｎｍ）との波長に対し、被加工部で同じ像を結ぶように設計されている。
【００６６】
光路Ａを進む基本波で穴を開けられた多層基板６８が、ステージ６７により、ホログラム板６６ｂの加工領域に移動される。光路Ｂを進む、ホログラム板６６ｂで分岐された２倍高調波が、基本波によって開けられた穴の底に残存するエポキシ皮膜を除去し、銅層表面を露出させる。穴１つに対し照射される２倍高調波は、たとえば５ショットである。ステージ６７の移動により、基本波のレーザビームが形成した多層基板６８上のすべての穴について残存皮膜が除去される。
【００６７】
この、一穴に５ショットずつ照射される２倍高調波によって、多層基板６８の残存皮膜を除去すると同時に、光路Ａを進む基本波が、異なる多層基板上にリフティング現象による穴開けを行う。基本波による加工は５ショット中４ショットを遮蔽し、１ショットだけを透過させて行うものであるから、一穴当たりのリフティング加工と皮膜除去との時間とを同じにすることができる。各多層基板の穴開け位置が同一であれば、ホログラム板６６ａと６６ｂのそれぞれの加工領域で、ステージ６７は、全く同じ動きを行う。
【００６８】
図９（Ａ）に示したレーザ加工装置は、分岐したＮｄ：ＹＬＦレーザの基本波と２倍高調波の２つのレーザビームのそれぞれを、更に分岐させて多層基板に入射させる。基本波で多層基板にリフティング現象を用いた穴開け加工を行い、それと同時に２倍高調波で別の多層基板の残存皮膜を除去する。これにより、作業の高速化が実現される。
【００６９】
ここでは残存皮膜の除去にＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波（５２３ｎｍ）を用いたが、３倍高調波（３４９ｎｍ）、４倍高調波（２６２ｎｍ）を用いることも可能である。たとえば、パルス幅１５ｎｓ、パルスエネルギ１０ｍＪの基本波と、パルス幅１５ｎｓ、パルスエネルギ２ｍＪの３倍高調波または４倍高調波を用いてもよい。更に、全固体レーザ発振器としてＮｄ：ＹＬＦレーザを用いたが、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを使用してもよい。
【００７０】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のレーザ加工装置にシャッタ６５ｂを加えたレーザ加工装置の概略図である。シャッタ６５ｂが、光路Ｂ内に設けられている。また、全固体レーザ発振器６１は、基本波だけを出射することができる。他の構成は、図９（Ａ）に示したレーザ加工装置と等しい。図９（Ｂ）に示したレーザ加工装置で、たとえばリフティング加工後に被覆層の皮膜が穴の底面に残存しない多層基板を加工する際などは、シャッタ６５ｂが、光路Ｂを進む２倍高調波を遮り、多層基板にビームが照射されないようにする。また、全固体レーザ発振器６１から基本波だけが出射されて加工が行われる際は、基本波のすべてがダイクロイックミラー６３を透過するわけではない。基本波は、わずかではあるが反射されて光路Ｂを進む。シャッタ６５ｂは、その光路Ｂを進む漏れ光を遮断する。
【００７１】
なお、本発明の各実施例においては加工対象物として３層からなる多層基板を考えたが、これは下地部材であるたとえば銅などの金属層表面に、被覆層が形成されたものであればよい。
【００７２】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは、当業者に自明であろう。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リフティング現象を用いたレーザビーム穴開け加工を連続して行い、大面積の穴開け加工を少ない照射量で、しかも下の層に与える影響を小さくすることができる。
【００７４】
また、リフティング加工後に残存した皮膜に少量のレーザビームを入射させ、皮膜の除去を行うことができる。したがって残存皮膜の除去をも含めた大面積のレーザビーム穴開け加工を少ない照射量で行い、しかも下の層の影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図２】（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工される多層基板の断面図であり、（Ｂ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工した多層基板の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施例によるレーザ加工方法で加工される多層基板の断面図である。（Ｃ）は、第２の実施例によるレーザ加工方法で加工した多層基板の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。（Ｄ）は、第２の実施例によるレーザ加工方法で加工したプリント基板のＳＥＭ写真をスケッチした図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の第３の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、該レーザ加工装置で多層基板に形成された穴を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図６】本発明の第５の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図７】第５の実施例で使用したガルバノスキャナをポリゴン・ガルバノスキャナに置き換えた、レーザ加工装置の概略図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第６の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第７の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ光路
１（波長変換ユニットを含む）全固体レーザ発振器
２マスク
３平凸レンズ
４反射ミラー
５ステージ
６多層基板
１１樹脂被覆層
１１ａ、ｂ、ｃ穴
１１ａ'、ｂ'、ｃ' 皮膜
１２銅層
１３樹脂下地層
２０皮膜
２１銅層表面
３０（波長変換ユニットを含む）全固体レーザ発振器
３１反射ミラー
３２ホログラム板
３４ステージ
３５多層基板
３６照射位置検出センサ
３７コントローラ
３８回折格子
３９平凸レンズ
４０（波長変換ユニットを含む）全固体レーザ発振器
４１マスク
４３ガルバノスキャナ
４４ｆθレンズ
４５ステージ
４６多層基板
４７照射位置検出センサ
４８コントローラ
４９ポリゴン・ガルバノスキャナ
５０（波長変換ユニットを含む）全固体レーザ発振器
５１ＳＨＧ
５２ＴＨＧ
５３マスク
５４ダイクロイックミラー
５５ａ、ｂ反射ミラー
５６ａ、ｂシャッタ
５７ａ、ｂガルバノスキャナ
５８ａ、ｂｆθレンズ
５９ステージ
６０多層基板
６１（波長変換ユニットを含む）全固体レーザ発振器
６２ＳＨＧ
６３ダイクロイックミラー
６４反射ミラー
６５ａ、ｂシャッタ
６６ａ、ｂホログラム板
６７ステージ
６８多層基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing method for irradiating a processing object having a coating layer with a laser beam to open a hole in the coating layer.
[0002]
[Prior art]
When processing a multilayer substrate in which an insulating layer is superimposed on a conductive layer by conventional ablation processing, for example, a pulse laser beam of about 100 shots is required to open a hole with a diameter of about 50 μm in an insulating layer having a thickness of 50 μm. It was.
[0003]
Further, the smear remaining after the ablation processing has been removed by a method such as WET desmear.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional processing method, in order to open a hole with a large area in the insulating layer, the pulse energy of the laser beam must be increased and a large number of shots must be added, and the processing is performed without affecting the conductive layer. It was difficult.
[0005]
In ablation processing using an ultraviolet pulse laser beam, the incident position of the pulse laser beam is shifted, and holes formed by the pulse laser beam are connected to form a large-area hole. At this time, if the portion from which the insulating layer has been removed is irradiated with a laser, the conductive layer is often ablated, and it is difficult to machine a large-area hole unless fine positioning is performed.
[0006]
An object of the present invention is to provide a laser processing method that enables a hole to be formed in a large area in a coating layer formed on a surface of a base member with a small irradiation amount and hardly affecting the base member. It is to be.
[0008]
  The hole formed by the laser processing method has an area that cannot be opened unless the number of shots is increased by increasing the pulse energy of the laser beam in conventional ablation processing.
[0009]
  In addition, a small amount of laser beam can be incident on the bottom of the hole, and a part of the coating layer remaining on the bottom of the hole can be removed. The removal of the remaining coating layer can also be performed with little influence on the base member.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  According to one aspect of the present invention, a step of preparing a workpiece on which a coating layer made of a material different from the material of the surface layer portion of the base member is formed on the surface of the base member; And reflecting at the interface between the covering layer and the base member, and peeling off the covering layer at the reflection position from the base member.A laser beam of the first wavelength obtained by separating the second wavelength component from a laser beam emitted from a light source that emits a laser beam including a first wavelength and a second wavelength that is a higher harmonic of the first wavelength.Is made incident on the object to be processed from the surface of the coating layer, a part of the coating layer is peeled from the base member, and a first peeling portion is formed,Emitted the light sourceFrom laser beamThe second wavelength componentIsolated and isolatedThe second wavelength componentWhen the part of the coating layer remains on the bottom surface of the first peeling portion, the remaining coating layer is removed.The second wavelength componentA step of causing a part of the coating layer to be peeled off by causing the laser beam of the first wavelength from which the laser beam has been removed to enter a position different from the first peeling portion of the workpiece from the surface of the coating layer of the workpiece. A laser processing method is provided.
  Furthermore, according to another aspect of the present invention,(A)Transmits through the coating layer of the workpiece on which the coating layer made of a material different from the material of the surface layer portion of the foundation member is formed on the surface of the foundation member, and reflects at the interface between the coating layer and the foundation member And has a property of peeling off the coating layer at the reflection position from the base member.A laser beam of the first wavelength obtained by separating the second wavelength component from a laser beam emitted from a light source that emits a laser beam including a first wavelength and a second wavelength that is a higher harmonic of the first wavelength.Is made incident on the object to be processed from the surface of the coating layer, a part of the coating layer is peeled from the base member, and a first peeling portion is formed,(B) Laser beam emitted from the light sourceFrom the first wavelength component andThe second wavelength componentSeparating the(C)SaidIn step (b)IsolatedThe second wavelength componentIs made incident on the bottom surface of the first peeling portion, and when a part of the coating layer remains on the bottom surface of the first peeling portion, the remaining coating layer is removed,Said second wavelength component in step (b)The component of the first wavelength from which is removed from the surface of the coating layer of the workpiece on which the coating layer made of a material different from the material of the surface layer portion of the base member is formed on the surface of the base member There is provided a laser processing method including a step of entering a position different from the first peeling portion and peeling a part of the coating layer.
[0013]
According to the laser processing method, since a part of the coating layer remaining on the bottom surface of the first peeling part of the workpiece is removed, a peeling part different from the first peeling part is formed. Faster work is realized.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A laser beam is emitted from an all-solid-state laser oscillator 1 including a wavelength conversion unit, for example, an Nd: YLF laser. The all-solid-state laser oscillator 1 can emit either the fundamental wave or the second harmonic by the wavelength conversion unit. First, the fundamental wave (wavelength 1047 nm) of the Nd: YLF laser is applied with a pulse width of 10 ps and a pulse energy of 1 mJ. Let it emit. The laser beam passes through a mask 2 for shaping the cross section of the beam, a plano-convex lens 3 for focusing the laser beam on a multilayer substrate 6 that is a processing target, and a reflection mirror 4, and then a multilayer substrate placed on a stage 5. 6 is incident. The stage 5 is a movable stage, and the incident position of the laser beam incident on the multilayer substrate 6 on the stage 5 can be changed.
[0015]
As shown in FIG. 2A, the multilayer substrate 6 includes, for example, a resin coating layer 11 that is an epoxy resin layer, a copper layer 12, and a resin base layer 13 that is an epoxy resin layer reinforced with glass fibers. The thickness of the resin coating layer 11 is 60 μm, for example. A laser beam is incident on the upper surface of the resin coating layer 11. The resin coating layer 11 transmits most of the fundamental wave of the Nd: YLF laser. The copper layer 12 largely reflects this.
[0016]
A hole 11 a is formed by the laser beam incident on the upper surface of the resin coating layer 11. This hole 11a is considered to be formed as a result of the laser beam ablating at the interface between the resin coating layer 11 and the copper layer 12 and inducing the peeling of the resin coating layer 11 by the pressure. By changing the shape of the cross section of the laser beam provided by the mask 2, the hole 11 a having a required shape can be formed. The phenomenon in which the interface between the resin coating layer 11 and the copper layer 12 is in a high pressure state and a part of the upper resin coating layer 11 is peeled off by this pressure is referred to as a “lifting phenomenon”. In addition, processing using the “lifting phenomenon” is referred to as “lifting processing”.
[0017]
After laser processing using the lifting phenomenon, the coating film of the coating layer may remain thinly on the bottom surface of the hole depending on the substrate. For example, on the surface of the copper layer 12, a thin epoxy resin film 11 a ′ remains on the surface of the copper layer 12 in the multilayer substrate 6 in which the resin coating layer 11 that is an epoxy resin layer having a thickness of 60 μm is laminated.
[0018]
Then, this residual film 11a ′ is removed by irradiating a laser beam having a wavelength different from that in the case of drilling using the lifting phenomenon. That is, the wavelength of an Nd: YLF laser, for example, is converted from the all-solid-state laser oscillator 1 including the wavelength conversion unit, and the second harmonic of the Nd: YLF laser having a wavelength of 523 nm, a pulse width of 10 ps, and a pulse energy of 20 to 500 μJ is 1 to The surface of the copper layer 12 of the multilayer substrate 6 is exposed by irradiating 10 shots. At this time, the remaining film is about 0.5 J / cm.²The beam having the above pulse energy density is irradiated.
[0019]
In FIG. 2B, a multilayer substrate in which a resin coating layer that is an epoxy resin layer having a thickness of 60 μm is laminated on the surface of a copper layer is lifted with a fundamental wave of Nd: YLF laser (wavelength 1047 nm), and then Nd: It is a sketch of the optical microscope photograph of the multilayer substrate surface after irradiating 5 shots of the 2nd harmonic (wavelength 523nm) of a YLF laser. The pulse width of the second harmonic was 10 ps and the pulse energy was 65 μJ. The remaining epoxy film 20 is irradiated with the second harmonic of an Nd: YLF laser shaped into an ellipse to expose the copper layer surface 21 in an ellipse. The diameter of the hole lifted by the fundamental wave of one shot is about 400 μm. As a result of removing the film by the double wave of five shots, the major axis of the oval on the exposed copper layer surface is about 150 μm.
[0020]
With reference to FIG. 1 again, a second embodiment of the present invention will be described. A hole is made in the resin coating layer 11 of the multilayer substrate 6. Similar to the first embodiment, for example, a fundamental wave (wavelength 1047 nm) of an Nd: YLF laser is emitted with a pulse width of 10 ps and a pulse energy of 1 mJ, and is incident on the multilayer substrate 6.
[0021]
FIG. 3A shows the hole 11b opened by the lifting phenomenon. It is considered that the hole 11b was formed as a result of the laser beam ablating at the interface between the resin coating layer 11 and the copper layer 12 and inducing peeling of the resin coating layer 11 by the pressure.
[0022]
After the hole 11 b is formed, the multilayer substrate 6 is moved by the stage 5. Then, the next pulse of the laser beam enters the resin coating layer 11 at a position separated by the amount of movement.
[0023]
FIG. 3B shows a hole 11 c formed continuously with the hole 11 b by a lifting phenomenon caused by the second shot fundamental wave (wavelength 1047 nm) incident on the upper surface of the resin coating layer 11.
[0024]
Subsequently, the multilayer substrate 6 is moved by the stage 5, and the third shot laser beam is further incident on the resin coating layer 11 at a position separated by the amount of movement to form a hole. By repeating this, a large-area hole can be processed.
[0025]
FIG. 3C shows a pulse laser beam shot from the upper surface of the resin coating layer 11 one by one while moving the multilayer substrate 6 in which the resin coating layer 11 that is an epoxy resin layer having a thickness of 60 μm is laminated on the surface of the copper layer 12. It is a sketch of an optical micrograph of the surface of the multilayer substrate 6 after irradiating and drilling a total of 12 shots and making a hole close to a rectangle of about 4 cm × 1 cm. The pulse laser beam used is a fundamental wave (wavelength 1047 nm) of Nd: YLF having a pulse energy of 3 mJ and a pulse width of 15 ns.
[0026]
FIG. 3D shows a state in which a stage is moved while irradiating a benzocyclobutene-based printed circuit board with a pulse laser beam, and a continuous hole extending in a range of about 1.4 mm × 0.5 mm is formed. It is a sketch of the scanning electron microscope (SEM) photograph of this printed circuit board surface. The pulse laser beam used was an Nd: YLF fundamental wave (wavelength 1047 nm) with a pulse energy of 90 μJ and a pulse width of 10 ps, and the pulse frequency was 10 Hz.
[0027]
Note that by changing the shape of the cross section of the laser beam provided by the mask 2, a large-area hole having a shape required for the multilayer substrate 6 can be formed.
[0028]
Furthermore, in this large-area drilling process, a pulse laser beam is irradiated to enlarge the hole by continuing the peeled portion of the resin coating layer caused by the lifting phenomenon, but the irradiation position of this pulse laser beam is several tens. Even if it deviates by μm, the copper layer is hardly adversely affected. Only the position of the hole changes accordingly. Unlike the ablation process, the lifting process is performed with a small number of shots, so there is almost no influence on the copper layer. Accordingly, in the lifting process, a large area machining of a hole close to a perfect circle or a hole close to a square shape is possible.
[0029]
The description will be continued with reference to FIG. After opening a hole with a large area, a thin epoxy resin film remains on the surface of the copper layer 12 in the multilayer substrate 6. The epoxy resin film 11b ′ remains on the bottom surface of the hole formed during the first shot, and the epoxy resin film 11c ′ remains on the bottom surface of the hole formed during the second shot. These remaining films are irradiated with a laser beam having a wavelength different from that of the laser beam used for the lifting process and removed by ablation. That is, the wavelength of an Nd: YLF laser, for example, is converted from the all-solid-state laser oscillator 1 including the wavelength conversion unit, and the second harmonic of the Nd: YLF laser having a wavelength of 523 nm, a pulse width of 10 ps, and a pulse energy of 20 to 500 μJ is left. By irradiating the film, the surface of the copper layer 12 of the multilayer substrate 6 is exposed. At this time, the pulse film has a pulse energy density of about 0.5 J / cm.²The above laser beam is irradiated.
[0030]
FIG. 4A is a schematic view of a laser processing apparatus used in the laser processing method according to the third embodiment of the present invention. A pulse laser beam is emitted from an all-solid-state laser oscillator 30 including a wavelength conversion unit, for example, an Nd: YLF laser. Similar to the first embodiment, the all-solid-state laser oscillator 30 can emit either the fundamental wave (wavelength 1047 nm) or the second harmonic (wavelength 523 nm) by the wavelength conversion unit. 1047 nm) with a pulse width of 10 ps and a pulse energy of 1 mJ. The laser beam is reflected by the reflection mirror 31, is branched into a plurality of laser beams by the hologram plate 32, is condensed on the multilayer substrate 35 placed on the stage 34, and is emitted to a plurality of locations on the multilayer substrate 35. Irradiated at the same time. The hologram plate 32 is recorded so as to have the same pattern at the part to be processed with respect to both wavelengths of the fundamental wave and the second harmonic.
[0031]
The multilayer substrate 35 is the same as the multilayer substrate used in the first embodiment, and has, for example, a resin coating layer which is an epoxy resin layer having a thickness of 60 μm and a copper layer. A laser beam is incident on a plurality of locations on the upper surface of the resin coating layer. The epoxy resin coating layer transmits many of the fundamental waves of the Nd: YLF laser. The copper layer reflects most of this. Therefore, peeling of the resin coating layer is induced by the lifting phenomenon, and a plurality of holes can be formed simultaneously.
[0032]
FIG. 4B shows an upper surface of a hole formed on the multilayer substrate 35, in which one shot of the laser beam is branched into a plurality of laser beams according to the recording of the hologram plate 32 and condensed on the multilayer substrate 35. FIG. In the case of the example shown in this figure, a 6-shot pulse laser beam that is not branched is irradiated, and a hole having the same area as that when a partially overlapping hole is formed by a lifting phenomenon is formed in one shot. .
[0033]
Subsequently, the epoxy film remaining on the bottom of the drilled hole is removed. The wavelength of an Nd: YLF laser, for example, is converted from an all-solid-state laser oscillator 30 including a wavelength conversion unit, and a second harmonic of an Nd: YLF laser having a wavelength of 523 nm, a pulse width of 10 ps, and a pulse energy of 20 to 500 μJ is emitted. This second harmonic is also branched by the hologram plate 32 and is incident on the bottom of the hole opened by the lifting phenomenon. There is no need to move the stage 34. The remaining epoxy resin film is removed in 1 to 10 shots, and the copper layer surface is exposed. At this time, the pulse energy density of the laser beam applied to the coating is about 0.5 J / cm.²That's it.
[0034]
An image of the multilayer substrate 35 taken by the irradiation position detection sensor 36, for example, a CCD camera, is sent to the controller 37. The controller 37 analyzes the image and determines whether the copper layer surface has been exposed. When the exposure of the copper layer surface is confirmed, the multilayer substrate 35 is moved by the stage 34, and the lifting process using the fundamental wave of the Nd: YLF laser is started again at a different location on the multilayer substrate 35. When the film is not removed, the second harmonic is incident again to expose the copper layer. In the re-incidence of the second harmonic, for example, the film removal state is determined for each shot.
[0035]
In this way, the processing speed can be improved by using the hologram plate and diverging the laser beam into several lines.
[0036]
The above can also be applied to a case where a hole having a large area is processed by connecting the drilled holes. When a plurality of laser beams are branched so as to form a continuous hole as shown in FIG. 4B, a continuous hole formed by branching the next shot is formed in the continuous hole. It can be connected and enlarged. The case where the laser beam branched into a plurality of strips forms a discrete hole will be described below.
[0037]
FIG. 4C is a top view of the holes formed on the multilayer substrate 35 by dividing the pulse laser beam into a plurality of laser beams by the hologram plate 32. The solid lines indicate the discrete holes formed by branching the first shot laser beam, and the dotted lines indicate the discrete holes formed by branching the second shot laser beam. It is possible to process a large-area hole by making each discrete hole correspond to each other and continuing.
[0038]
FIG. 5 is a schematic view of a laser processing apparatus used in the laser processing method according to the fourth embodiment of the present invention. Instead of the hologram plate 32 of the third embodiment, a diffraction grating 38 and a plano-convex lens 39 are used. The diffraction grating 38 divides the pulsed laser beam of the fundamental wave of the Nd: YLF laser emitted from the all-solid-state laser oscillator 30 including the wavelength conversion unit and reflected by the reflection mirror 31 into a plurality of diffracted beams. However, unlike the hologram plate, since the diffraction grating does not have a condensing capability, the plano-convex lens 39 condenses the pulse laser beam on the multilayer substrate 35. Other configurations are the same as those of the third embodiment.
[0039]
As in the third embodiment, the laser processing method according to the fourth embodiment can improve the processing speed by branching one original laser beam into a plurality of beams and using them for processing. Thereafter, the multilayer substrate 35 is moved by the stage 34, so that the second harmonic reaches the bottom surface of each hole opened by the lifting phenomenon. The residual coating is removed by irradiation with the pulse laser beam of the second harmonic.
[0040]
A branching optical element such as a beam splitter or DOE (Diffractive Optics Elements) or an expander may be used instead of the diffraction grating.
[0041]
Furthermore, the above can also be applied to the case of machining a large area hole by connecting the drilled holes.
[0042]
FIG. 6 is a schematic view of a laser processing apparatus used in the laser processing method according to the fifth embodiment of the present invention. The all-solid-state laser oscillator 40 including the wavelength conversion unit is the same as that used in the first embodiment. First, the fundamental wave (wavelength 1047 nm) of the Nd: YLF laser is emitted. The pulse laser beam passes through a mask 41 for shaping the shape of the beam cross section, a galvano scanner 43, and an fθ lens 44 that connects the focal point of the laser beam onto the multilayer substrate 46, and then onto the multilayer substrate 46 placed on the stage 45. Irradiated. The galvano scanner 43 includes a pair of swingable reflecting mirrors, and scans the laser beam in a two-dimensional direction.
[0043]
The multilayer substrate 46 is the same as that used in the first embodiment. A laser beam is incident on the upper surface of the resin coating layer.
[0044]
By the operation of the galvano scanner 43, holes due to the lifting phenomenon are successively formed in the resin coating layer.
[0045]
Subsequently, the epoxy film remaining on the bottom of the opened hole is removed. The wavelength of the Nd: YLF laser is converted, and the second harmonic (wavelength 523 nm) is incident on the hole formed by the lifting phenomenon to expose the copper layer surface. By the operation of the galvano scanner 43, the coating on the bottom of each hole is removed one after another. For both the fundamental wave and the second harmonic, the pulse width, pulse energy density, and number of shots of the pulse laser beam are the same as in the first embodiment.
[0046]
The operations of the irradiation position detection sensor 47 and the controller 48 are the same as in the third embodiment. When the exposure of the copper layer surface is confirmed, the multilayer substrate 46 is moved by the stage 45, and the lifting process using the fundamental wave of the Nd: YLF laser is started again at a different location on the multilayer substrate 46. When the film is not removed, the second harmonic is incident again to expose the copper layer. In the re-incidence of the second harmonic, for example, the film removal state is determined for each shot.
[0047]
Thus, a high-speed beam scanning optical system can also be used for lifting and removing the remaining film.
[0048]
FIG. 7 is a diagram using a polygon galvano scanner 49, which is one of high-speed beam scanning optical systems using a polygon mirror, instead of the galvano scanner 43 of the fifth embodiment. The polygon / galvano scanner 49 is composed of one galvanometer mirror and one polygon mirror, and, like the galvano scanner 43, scans a pulse laser beam in a two-dimensional direction. Other configurations and operations are the same as those shown in FIG. By using a polygon mirror in place of the galvanometer mirror, the scanning speed can be increased.
[0049]
The above is also applicable to the case of machining a large area hole by connecting the drilled holes.
[0050]
In the first to fifth embodiments, the laser beam used for removing the remaining film includes not only light in the green wavelength region (wavelength 492 to 577 nm) having a pulse width on the order of picoseconds but also on the order of nanoseconds. Light in the ultraviolet wavelength region (wavelength 4 to 400 nm), light in the picosecond order ultraviolet to green wavelength region can be used. Light in the green wavelength region of the nanosecond order is less absorbed by the resin coating layer, so that the copper melts first and the film cannot be removed. Further, in the above embodiment, the drilling using the lifting phenomenon is performed with the fundamental wave (wavelength 1047 nm) of the Nd: YLF laser, and the remaining film is similarly removed with the second harmonic (wavelength 523 nm) of the Nd: YLF laser. However, the former may be performed with the fundamental wave (wavelength 1064 nm) of the Nd: YAG laser, and the latter may be performed with the second harmonic wave (wavelength 532 nm) of the Nd: YAG laser. The remaining film is removed by ablation.
[0051]
FIG. 8A is a schematic view of a laser processing apparatus used in the laser processing method according to the sixth embodiment of the present invention. A pulse laser beam is emitted from an all-solid-state laser oscillator 50 including a wavelength conversion unit, for example, an Nd: YLF laser. The wavelength conversion unit is an SHG (Second Harmonics Generator) 51, and the fundamental wave (wavelength 1047 nm) of the Nd: YLF laser emitted from the all-solid-state laser oscillator 50 is partially wavelength-doubled (523 nm) due to nonlinear effects. It is converted and emitted as a mixed wave containing two wavelength components different from the fundamental wave and the second harmonic. The emitted mixed wave enters a THG (Third Harmonics Generator) 52 and is converted into a laser beam including two different wavelength components of a fundamental wave (wavelength 1047 nm) and a third harmonic (wavelength 349 nm). This laser beam passes through a mask 53 for shaping the shape of the beam cross section and is incident on a dichroic mirror 54. The dichroic mirror 54 branches the fundamental wave and the third harmonic wave having different wavelengths and guides them to the optical path A and the optical path B, respectively. The fundamental pulse laser beam that follows the optical path A has a pulse width of 15 ns and a pulse energy of 3 mJ, for example. The light enters the shutter 56 through the reflection mirror 55a. The shutter 56 passes only one shot out of the five shot laser beams and blocks the remaining four shots. Therefore, the fundamental wave laser beam reaches the multilayer substrate 60 only once every four shots. The laser beam that has passed through the shutter 56 passes through a galvano scanner 57 a that scans the laser beam at a high speed and an fθ lens 58 a that focuses the laser beam on the multilayer substrate 60, and then enters the multilayer substrate 60 that is placed on the stage 59. Irradiated. The galvano scanner 57a includes a pair of swingable reflecting mirrors, and scans the laser beam in a two-dimensional direction.
[0052]
The multilayer substrate 60 is the same as that used in the first embodiment. A laser beam is incident on the upper surface of the resin coating layer.
[0053]
By the operation of the galvano scanner 57a, the incident position of the fundamental laser beam moves on the surface of the multilayer substrate 60, and holes are successively formed in the resin coating layer. When the processing in the region that can be scanned by the galvano scanner 57a is completed, the multilayer substrate 60 is moved by the stage 59, and the processing of other regions is performed. By repeating the scanning by the galvano scanner 57 a and the movement of the multilayer substrate 60 by the stage 59, holes due to the lifting phenomenon are formed in all the processed parts on the multilayer substrate 60.
[0054]
A pulse laser beam converted into a third harmonic by a THG (Third Harmonics Generator) 52 and branched from the fundamental wave by the dichroic mirror 54 travels in the optical path B. The pulse width of this laser beam is 15 ns, and the pulse energy is 20 to 500 μJ. The third harmonic laser beam passes through a reflection mirror 55b, a galvano scanner 57b that scans the laser beam at a high speed, and an fθ lens 58b that focuses the laser beam on a multilayer substrate, and then is placed on a stage 59. The substrate is irradiated. The galvano scanner 57b includes a pair of swingable reflecting mirrors, and scans the laser beam in a two-dimensional direction.
[0055]
The multilayer substrate 60 pierced with the fundamental laser beam traveling in the optical path A is moved by the stage 59 to the processing region of the galvano scanner 57b. The third harmonic laser beam traveling along the optical path B removes the epoxy film remaining on the bottom of each hole, exposing the copper layer surface.
[0056]
The triple harmonic irradiated to one hole is, for example, 5 shots. By the operation of the galvano scanner 57b, the epoxy film remaining on the bottom of each hole is removed one after another. The multilayer substrate 60 is moved by the stage 59, and the remaining film is removed from all the holes on the multilayer substrate 60 formed by the fundamental laser beam, and the copper layer surface is exposed.
[0057]
By removing the remaining film of the multilayer substrate 60 by the third harmonic applied to each hole by five shots, a hole utilizing the lifting phenomenon is formed on the multilayer substrate in which the fundamental wave traveling along the optical path A is different. Since the processing by the fundamental wave is performed by shielding 4 shots out of 5 shots and passing only 1 shot, the lifting processing per hole and the film removal time can be made the same. If the punching positions of the multilayer substrates are the same, the same position of the multilayer substrate, which is different from the fundamental wave and the third harmonic, is processed according to the movement of the stage 59. In that case, the galvano scanner 57a and the galvano scanner 57b perform the same operation.
[0058]
In this way, by performing the drilling process using the lifting effect on the multilayer substrate with the fundamental wave of the two branched laser beams, and simultaneously removing the remaining coating on the other multilayer substrate with the third harmonic, Speeding up of work is realized.
[0059]
Here, the third harmonic (349 nm) of the Nd: YLF laser is used to remove the remaining film, but it is also possible to use the second harmonic (523 nm) and the fourth harmonic (262 nm). However, when using double harmonics (light in the green wavelength region), the pulse width needs to be on the order of picoseconds as described above. Further, here, an Nd: YLF laser is used as the all-solid-state laser oscillator, but an Nd: YAG laser may be used. Further, a high-speed beam scanning optical system using a polygon mirror may be used instead of the galvano scanner.
[0060]
Furthermore, the above can also be applied to a case where a hole having a large area is processed by connecting the drilled holes.
[0061]
FIG. 8B is a schematic diagram of a laser processing apparatus in which a shutter 56b is added to the laser processing apparatus of FIG. A shutter 56b is provided in the optical path B. All other structures are the same as those of the laser processing apparatus shown in FIG. In the laser processing apparatus shown in FIG. 8B, for example, when processing a multilayer substrate in which the coating layer does not remain on the bottom surface of the hole after lifting processing, or when the lifting processing fails, another fundamental pulse is generated. When it is necessary to irradiate, the shutter 56b blocks the third harmonic wave traveling in the optical path B so that the multilayer substrate is not irradiated with the beam.
[0062]
FIG. 9A is a schematic view of a laser processing apparatus used in the laser processing method according to the seventh embodiment of the present invention. A pulse laser beam is emitted from an all-solid-state laser oscillator 61 including a wavelength conversion unit, for example, an Nd: YLF laser. The wavelength conversion unit is an SHG (Second Harmonics Generator) 62, and the fundamental wave (wavelength 1047 nm) of the Nd: YLF laser emitted from the all-solid-state laser oscillator 61 is partially wavelength-doubled (523 nm) due to nonlinear effects. It is converted and emitted as a mixed wave containing two wavelength components different from the fundamental wave and the second harmonic. The emitted mixed wave is incident on the dichroic mirror 63. The dichroic mirror 63 branches the fundamental wave and the second harmonic wave having different wavelengths and guides them to the optical path A and the optical path B, respectively. The fundamental pulse laser beam that follows the optical path A has a pulse width of 10 ps and a pulse energy of 1 mJ, for example. The light enters the shutter 65a through the reflection mirror 64. The shutter 65a transmits only one shot out of the five shot laser beams and blocks the remaining four shots. The pulse laser beam transmitted through the shutter 65a is branched into a plurality of laser beams by the hologram plate 66a, and is condensed on the multilayer substrate 68 placed on the stage 67, and is emitted to a plurality of locations on the multilayer substrate 68. Irradiated at the same time. The fundamental wave laser beam branched by the hologram plate 66a reaches the multilayer substrate 68 only once every four shots.
[0063]
The multilayer substrate 68 is the same as the multilayer substrate used in the first embodiment, and has, for example, a resin coating layer which is an epoxy resin layer having a thickness of 60 μm and a copper layer. A branched laser beam is simultaneously incident on a plurality of locations on the upper surface of the resin coating layer, and holes are formed. For example, as shown in FIG. 4B, a non-branched pulse laser beam is a hole with a partial overlap formed by irradiation with 6 shots.
[0064]
The multi-layer substrate 68 is moved by the stage 67, and holes due to the lifting phenomenon are successively formed in predetermined processed parts on the multi-layer substrate 68.
[0065]
The second harmonic wave branched from the fundamental wave by the dichroic mirror 63 travels along the optical path B. This laser beam has, for example, a pulse width of 10 ps and a pulse energy of 20 to 500 μJ. The laser beam is branched into a plurality of laser beams by the hologram plate 66 b, condensed on the multilayer substrate placed on the stage 67, and simultaneously irradiated to a plurality of locations on the multilayer substrate. The hologram plates 66a and 66b are designed so as to form the same image at the part to be processed with respect to the wavelengths of the fundamental wave (wavelength 1047 nm) and the second harmonic (wavelength 523 nm) of the Nd: YLF laser, respectively. .
[0066]
The multilayer substrate 68 pierced by the fundamental wave traveling along the optical path A is moved by the stage 67 to the processing area of the hologram plate 66b. The double harmonics branched by the hologram plate 66b along the optical path B remove the epoxy film remaining at the bottom of the hole opened by the fundamental wave, and expose the copper layer surface. The double harmonic irradiated to one hole is, for example, 5 shots. By moving the stage 67, the remaining coating is removed from all the holes on the multilayer substrate 68 formed by the fundamental laser beam.
[0067]
By removing the remaining film of the multilayer substrate 68 by the second harmonic applied to each hole 5 shots at a time, the fundamental wave traveling along the optical path A opens a hole in a different multilayer substrate by a lifting phenomenon. Since the processing by the fundamental wave is performed by shielding 4 shots out of 5 shots and transmitting only 1 shot, the lifting processing per hole and the film removal time can be made the same. If the punching positions of the multilayer substrates are the same, the stage 67 performs exactly the same movement in each processing region of the hologram plates 66a and 66b.
[0068]
The laser processing apparatus shown in FIG. 9A further divides each of the two fundamental laser beams of the branched Nd: YLF laser and the second harmonic wave so as to enter the multilayer substrate. A drilling process using a lifting phenomenon is performed on a multilayer substrate with a fundamental wave, and at the same time, a remaining film on another multilayer substrate is removed with a second harmonic. Thereby, the speeding up of work is realized.
[0069]
Here, the second harmonic (523 nm) of the Nd: YLF laser is used to remove the remaining film, but it is also possible to use the third harmonic (349 nm) and the fourth harmonic (262 nm). For example, a fundamental wave having a pulse width of 15 ns and a pulse energy of 10 mJ and a third harmonic or a fourth harmonic of a pulse width of 15 ns and a pulse energy of 2 mJ may be used. Furthermore, although an Nd: YLF laser is used as the all-solid-state laser oscillator, an Nd: YAG laser may be used.
[0070]
FIG. 9B is a schematic diagram of a laser processing apparatus in which a shutter 65b is added to the laser processing apparatus of FIG. A shutter 65b is provided in the optical path B. Further, the all-solid-state laser oscillator 61 can emit only the fundamental wave. Other configurations are the same as those of the laser processing apparatus shown in FIG. In the laser processing apparatus shown in FIG. 9B, for example, when processing a multilayer substrate in which the coating film does not remain on the bottom surface of the hole after lifting processing, the shutter 65b generates the second harmonic wave traveling in the optical path B. Shield and prevent the multilayer substrate from being irradiated with the beam. Further, when only the fundamental wave is emitted from the all-solid-state laser oscillator 61 and processing is performed, not all of the fundamental wave passes through the dichroic mirror 63. The fundamental wave is slightly reflected but travels along the optical path B. The shutter 65b blocks light leaking along the optical path B.
[0071]
In each of the embodiments of the present invention, a multi-layer substrate composed of three layers was considered as an object to be processed. However, this is not limited to the case where a coating layer is formed on the surface of a metal layer such as copper as a base member. Good.
[0072]
As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, laser beam drilling using a lifting phenomenon is continuously performed, and large-area drilling is performed with a small dose while reducing the influence on the lower layer. be able to.
[0074]
In addition, a small amount of laser beam can be incident on the film remaining after the lifting process to remove the film. Therefore, laser beam drilling of a large area including removal of the remaining film can be performed with a small dose, and the influence of the lower layer can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus used in a laser processing method according to first and second embodiments of the present invention.
2A is a cross-sectional view of a multilayer substrate processed by the laser processing method according to the first embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the multilayer substrate processed by the laser processing method according to the first embodiment. It is the figure which sketched the optical microscope photograph.
3A and 3B are cross-sectional views of a multilayer substrate processed by the laser processing method according to the second embodiment. (C) is the figure which sketched the optical microscope photograph of the multilayer substrate processed with the laser processing method by a 2nd Example. (D) is the figure which sketched the SEM photograph of the printed circuit board processed with the laser processing method by a 2nd Example.
FIGS. 4A and 4B are schematic views of a laser processing apparatus used in a laser processing method according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. It is a figure which shows the formed hole.
FIG. 5 is a schematic view of a laser processing apparatus used in a laser processing method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view of a laser processing apparatus used in a laser processing method according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view of a laser processing apparatus in which the galvano scanner used in the fifth embodiment is replaced with a polygon galvano scanner.
FIGS. 8A and 8B are schematic views of a laser processing apparatus used in a laser processing method according to a sixth embodiment of the present invention.
9A and 9B are schematic views of a laser processing apparatus used in a laser processing method according to a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
A, B Optical path
1 All-solid-state laser oscillator (including wavelength conversion unit)
2 mask
3 Plano-convex lens
4 Reflection mirror
5 stages
6 Multi-layer substrate
11 Resin coating layer
11a, b, c holes
11a ', b', c 'coating
12 Copper layer
13 Resin underlayer
20 Film
21 Copper layer surface
30 All-solid-state laser oscillator (including wavelength conversion unit)
31 reflection mirror
32 Hologram plate
34 stages
35 multilayer boards
36 Irradiation position detection sensor
37 controller
38 diffraction grating
39 Plano-convex lens
40 All-solid-state laser oscillator (including wavelength conversion unit)
41 mask
43 Galvano Scanner
44 fθ lens
45 stages
46 multilayer boards
47 Irradiation position detection sensor
48 controller
49 Polygon Galvano Scanner
50 All-solid-state laser oscillator (including wavelength conversion unit)
51 SHG
52 THG
53 Mask
54 Dichroic Mirror
55a, b Reflective mirror
56a, b Shutter
57a, b Galvo scanner
58a, b fθ lens
59 stages
60 multilayer boards
61 All-solid-state laser oscillator (including wavelength conversion unit)
62 SHG
63 Dichroic Mirror
64 reflection mirror
65a, b Shutter
66a, b hologram plate
67 stages
68 multilayer boards

Claims

Preparing a workpiece on which a coating layer made of a material different from the material of the surface layer portion of the base member is formed on the surface of the base member;
A first wavelength and a harmonic of the first wavelength having a property of passing through the coating layer, reflecting at an interface between the coating layer and the base member, and peeling the coating layer at a reflection position from the base member . The laser beam having the first wavelength obtained by separating the second wavelength component from the laser beam emitted from the light source that emits the laser beam including the second wavelength is applied to the workpiece from the surface of the coating layer. Incident, peeling a part of the coating layer from the base member to form a first peeling portion;
The second wavelength component is separated from the laser beam emitted from the light source, and the separated second wavelength component is incident on the bottom surface of the first peeled portion, whereby the first peeled portion When a part of the coating layer remains on the bottom surface, the remaining coating layer is removed, and the laser beam having the first wavelength from which the second wavelength component has been removed is applied to the workpiece. And a step of causing a part of the coating layer to be peeled off from a surface of the layer to be incident on a position different from the first peeled portion of the workpiece.

2. The second wavelength component is a pulse laser beam in an ultraviolet wavelength region with a pulse width of 1 ps or more and less than 1 μs, or a pulse laser beam in a green wavelength region with a pulse width of 1 ps or more and less than 1 ns. Laser processing method.

(A) The surface of the base member is transmitted through the coating layer of the workpiece on which a coating layer made of a material different from the material of the surface layer portion of the base member is formed, and the coating layer and the base member A light source that emits a laser beam that includes a first wavelength and a second wavelength that is a harmonic of the first wavelength, which is reflected at the interface and has a property of peeling the coating layer at the reflection position from the base member , is emitted. The laser beam having the first wavelength obtained by separating the second wavelength component from the laser beam is incident on the object to be processed from the surface of the coating layer, and a part of the coating layer is peeled from the base member. Forming a first peeled portion, and
(B) separating the first wavelength component and the second wavelength component from the laser beam emitted from the light source ;
(C) By causing the second wavelength component separated in the step (b) to enter the bottom surface of the first peeling portion, a part of the coating layer is formed on the bottom surface of the first peeling portion. If remaining, the remaining coating layer is removed, and the first wavelength component from which the second wavelength component has been removed in the step (b) is applied to the surface of the base member. A step of causing a part of the coating layer to be peeled off by being incident from a surface of the coating layer of the workpiece on which the coating layer made of a material different from the material of the surface layer portion of the member is formed at a position different from the first peeling portion. A laser processing method comprising: