JP4866778B2

JP4866778B2 - ビーム照射装置、及び、ビーム照射方法

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Publication number: JP4866778B2
Application number: JP2007113953A
Authority: JP
Inventors: 史郎浜田; 幸明村上
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2008264854A

Description

本発明は、レーザビームを照射して加工を行うビーム照射装置、及び、ビーム照射方法に関する。

図９（Ａ）は、フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display; FPD)製造の一工程におけるパネル５０を示す概略的な断面図である。

パネル５０は、たとえば厚さ０．５〜０．７ｍｍのガラス基板５１、ガラス基板５１上に形成された、たとえば厚さ１〜２μｍの樹脂（カラーフィルタ）５２、及び、カラーフィルタ５２上に形成された、たとえば薄膜金属（厚さ０．２μｍ以下の透明導電膜）、たとえばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜５３を含んで構成される。

ＦＰＤ製造のため、レーザビーム５４を、ＩＴＯ膜５３上からパネル５０に照射し、照射位置のＩＴＯ膜５３をカラーフィルタ５２上から除去する。図９（Ａ）には、レーザビーム５４の照射により除去されるＩＴＯ膜５３に右下がりの斜線を付して示した。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に対応するパネル５０の概略的な平面図である。

パネル５０は、たとえば縦（図９（Ｂ）における上下方向）７３０ｍｍ、横（図９（Ｂ）における左右方向）９２０ｍｍの矩形状である。パネル５０にレーザビームを入射させ、ＩＴＯ膜を除去することにより、周囲と絶縁された、たとえば縦４０ｍｍ、横５０ｍｍの矩形状の小パネル５５を形成する。パネル５０の本図における左上部分には、小パネル５５を形成するために、ＩＴＯ膜を除去する領域に斜線を付して示した。パネル５０には、縦方向に１８個、横方向に１８個の小パネル５５が形成される。なお、小パネル５５の各々は、たとえば携帯電話機用のディスプレイに使用される。

ＩＴＯ膜を除去するためのレーザビームとして、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザの４倍高調波が用いられる。ＩＴＯ膜を加工可能な加工フルエンスの閾値は、カラーフィルタを加工するためのフルエンスの閾値よりも大きい。このためＩＴＯ膜に照射するレーザビームのフルエンスが大きい場合には、カラーフィルタが深い位置まで除去され、小さい場合にはＩＴＯ膜を除去することは難しい。レーザビームは、ＩＴＯ膜を加工可能な加工フルエンスの閾値の±３％の範囲内のフルエンスで照射されることが望ましい。

ところで、パネル５０のＩＴＯ膜の厚さは通常一様ではない。ＩＴＯ膜はパネル５０の中心部で厚く、周辺部に向かうにつれ、同心円状に薄くなる厚さ分布を備える。パネル５０のＩＴＯ膜において、最も厚い部分と最も薄い部分との差は、たとえば最も厚い部分の厚さの５〜１０％である。

厚さ分布を有するパネル５０のＩＴＯ膜を、カラーフィルタを深い位置まで除去することなく、高い加工品質で除くことは一層困難である。

基板のパタニングにおけるレーザビームの走査方法には、ＸＹステージを用いて基板を移動させ、レーザビームの基板への入射位置を変化させる方法と、たとえばガルバノスキャナを用いてレーザビームの出射方向を変えることで、レーザビームの基板上の入射位置を変化させる方法とがある。

前者の方法においては、ステージをＸ方向及びＹ方向に駆動させる必要があるため、装置のフットプリントが大きくなるという欠点がある。後者の方法においては、装置のフットプリントが最小となるかわりに、基板上のビーム照射位置によって、照射されるビームのフルエンスが変化するという欠点がある。

ガルバノスキャナからのビームの出射方向に対応してビーム強度を変化させるレーザ加工装置の発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。

図１０を参照して、ＦＰＤ製造におけるＩＴＯ膜の除去工程での他の問題点を説明する。

レーザビーム５４をパネル５０に照射し、ＩＴＯ膜５３をカラーフィルタ５２上から除去する際、残ったＩＴＯ膜５３の加工縁にバリ５６が形成されることがある。また、本図に付着物５７として示すように、除去されたＩＴＯ膜５３の一部が飛散して、カラーフィルタ５２上やＩＴＯ膜５３上に付着する場合がある。バリ５６は、たとえばＩＴＯ膜５３上に絶縁層を形成するときの阻害要因となる。付着物５７は、たとえば小パネル間の絶縁の妨げとなる場合がある。

付着物５７を除去する方法としてウェット洗浄があげられる。しかしレーザビームを照射してＩＴＯ膜５３を除去するドライ工程後にウェット工程を採用するのは効率的とはいえない。また、スポンジローラを用いて付着物５７を剥ぎ取る方法もあるが、この方法では付着物５７を十分に除去することは困難である。

レーザビームを照射することによって付着物５７を除去する技術、たとえばＣＯ_２レーザを用いてプリント基板の樹脂層に穴を開ける加工を行った後、紫外線の波長領域のレーザビームを照射してデスミヤを行う技術が知られている。

加工対象物の加工領域の周囲に、加工領域に照射するレーザビームよりも弱いエネルギのレーザビームを加工と同時に照射することにより、アブレーション加工により発生したデブリを除去するレーザ加工装置及びレーザ加工方法の発明が開示されている（たとえば、特許文献２参照）。

更に、２つ以上の波長を発生するレーザ発振器を具備し、高調波発生装置またはビーム切り替えにより、波長を選択する手段を配して、主加工を基本波で従加工を高調波で行うことにより、スミヤ発生の少ないビアホール加工を高生産性を維持しながら実現するレーザ加工装置及びレーザ加工方法の発明が開示されている（たとえば、特許文献３参照）。

特開２００５−２６２２１９号公報特許第３４１６２６４号公報特開２０００−１９００８８号公報

本発明の目的は、高品質の加工を行うことのできるビーム照射装置を提供することである。

また、高品質の加工を行うことのできるビーム照射方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、（ｉ）第１の経路に沿って第１のレーザビームを出射する第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿って第２のレーザビームを出射する第２のレーザ光源、または、（ｉｉ）レーザビームを出射する第３のレーザ光源と、前記第３のレーザ光源から出射されたレーザビームを、第１の経路に沿う第１のレーザビームと、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿う第２のレーザビームとに分岐して出射するビーム分岐器、のうちのいずれか一方と、被加工面を備える加工対象物を保持するステージと、前記第１の経路に沿って伝播する第１のレーザビームと、前記第２の経路に沿って伝播する第２のレーザビームとが、共通の第３の経路に沿って伝播するように第１及び第２のレーザビームを重畳させるビーム重畳器と、前記第１の経路上に配置され、前記第３の経路上の第１の仮想平面の位置において前記第１のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第１の光学系と、前記第２の経路上に配置され、前記第１の仮想平面の位置において前記第２のレーザビームのビーム断面が、前記第１のレーザビームのビーム断面よりも大きく、かつ該第１のレーザビームのビーム断面を内部に含むようにビーム断面を整形するとともに、該第１の仮想平面におけるビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第２の光学系と、前記第１の仮想平面の位置の、前記第１及び第２のレーザビームのビーム断面を、前記ステージに保持された加工対象物の被加工面上に結像させる第１の結像光学系とを有し、前記第１の仮想平面上における前記第２のレーザビームのパワー密度が、前記第１のレーザビームのパワー密度よりも低いビーム照射装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、（ｉ）第１の経路に沿って第１のレーザビームを出射する第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿って第２のレーザビームを出射する第２のレーザ光源、または、（ｉｉ）レーザビームを出射する第３のレーザ光源と、前記第３のレーザ光源から出射されたレーザビームを、第１の経路に沿う第１のレーザビームと、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿う第２のレーザビームとに分岐して出射するビーム分岐器、のうちのいずれか一方と、被加工面を備える加工対象物を保持するステージと、前記第１の経路に沿って伝播する第１のレーザビームと、前記第２の経路に沿って伝播する第２のレーザビームとが、共通の第３の経路に沿って伝播するように第１及び第２のレーザビームを重畳させるビーム重畳器と、前記第１の経路上に配置され、該第１の経路上の第２の仮想平面の位置において前記第１のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第２の光学系と、前記第２の経路上に配置され、該第２の経路上の第３の仮想平面の位置において前記第２のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第３の光学系と、前記第２の仮想平面の位置の前記第１のレーザビームのビーム断面を、前記第３の経路上の第１の仮想平面の位置に結像させる第２の結像光学系と、前記第３の仮想平面の位置の前記第２のレーザビームのビーム断面を、前記第１の仮想平面の位置において、該第２のレーザビームのビーム断面が前記第１のレーザビームのビーム断面を内側に含むように結像させる第３の結像光学系と、前記第１の仮想平面の位置の前記第１及び第２のレーザビームのビーム断面を、前記ステージに保持された加工対象物の被加工面上に結像させる第１の結像光学系とを有し、前記第１の仮想平面の位置における前記第２のレーザビームのパワー密度が、前記第１のレーザビームのパワー密度よりも低いビーム照射装置が提供される。

更に、本発明の他の観点によれば、（ｉ）第１の経路に沿って第１のレーザビームを出射する第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿って第２のレーザビームを出射する第２のレーザ光源、または、（ｉｉ）レーザビームを出射する第３のレーザ光源と、前記第３のレーザ光源から出射されたレーザビームを、第１の経路に沿う第１のレーザビームと、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿う第２のレーザビームとに分岐して出射するビーム分岐器、のうちのいずれか一方と、被加工面を備える加工対象物を保持するステージと、前記第１の経路に沿って伝播する第１のレーザビームと、前記第２の経路に沿って伝播する第２のレーザビームとが、共通の第３の経路に沿って伝播するように第１及び第２のレーザビームを重畳させるビーム重畳器と、前記第１の経路上に配置され、該第１の経路上の第２の仮想平面の位置において前記第１のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第２の光学系と、前記第２の経路上に配置され、該第２の経路上の第３の仮想平面の位置において前記第２のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第３の光学系と、前記第３の経路上に配置され、前記第２の仮想平面の位置の前記第１のレーザビームのビーム断面、及び前記第３の仮想平面の位置の前記第２のレーザビームのビーム断面を、前記ステージに保持された加工対象物の被加工面上に結像させる第１の結像光学系とを有し、前記第３の仮想平面の位置における前記第２のレーザビームのパワー密度が、前記第２の仮想平面の位置における前記第１のレーザビームのパワー密度よりも低いビーム照射装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、樹脂上に形成された薄膜金属を除去する工程を含み、前記第１及び第２のパルスレーザビームが、ともに固体レーザの４倍高調波であり、２０ｎｓ以下の等しいパルス幅をもつパルスレーザビームであるビーム照射方法が提供される。

更に、本発明の他の観点によれば、請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、カラーフィルタ上に形成された厚さ０．２μｍ以下の透明導電膜を除去する工程を含み、前記第１及び第２のパルスレーザビームが、ともに全固体レーザの４倍高調波であり、２０ｎｓ以下の等しいパルス幅をもつパルスレーザビームであるビーム照射方法が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、ガラス基板上に形成された厚さ０．２μｍ以下の透明導電膜を除去する工程を含み、前記第１及び第２のパルスレーザビームが、全固体レーザの基本波及び２倍〜４倍高調波のいずれかであり、前記第２のパルスレーザビームは前記第１のパルスレーザビームと同次、または前記第１のパルスレーザビームよりも高次の基本波または高調波であって、前記第１のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以上、前記第２のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以下であるビーム照射方法が提供される。

更に、本発明の他の観点によれば、請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、ＰＥＴ基板上に形成された厚さ０．２μｍ以下の透明導電膜を除去する工程を含み、前記第１及び第２のパルスレーザビームが、全固体レーザの２倍高調波または３倍高調波であり、前記第２のパルスレーザビームは前記第１のパルスレーザビームと同次、または前記第１のパルスレーザビームよりも高次の高調波であって、前記第１のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以上、前記第２のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以下であるビーム照射方法が提供される。

本発明によれば、高品質の加工を行うことのできるビーム照射装置を提供することができる。

また、高品質の加工を行うことのできるビーム照射方法を提供することができる。

図１は参考例によるビーム照射装置の概略図である。

参考例によるビーム照射装置は、レーザ光源１０、シャッタ１１、電気光学変調器(Electro-Optic Modulator; EOM)１２、偏光ビームスプリッタ１３、折り返しミラー１４ａ〜１４ｅ、ハーフミラー１５ａ、１５ｂ、バリアブルアッテネータ１６ａ〜１６ｄ、集光レンズ１７ａ〜１７ｄ、レンズ移動機構１８ａ〜１８ｄ、ガルバノスキャナ１９ａ〜１９ｄ、記憶装置２０ａを備える制御装置２０、及び、ステージ２１を含んで構成される。

ステージ２１上には、加工基板２２が保持されている。加工基板２２は、たとえば図９（Ａ）に示したパネルであり、ガラス基板上にカラーフィルタ及びＩＴＯ膜がこの順に積層されている。参考例によるビーム照射装置は、パネルにレーザビームを入射させ、入射位置のＩＴＯ膜を除去することができる。

レーザ光源１０が、制御装置２０から送られるトリガ信号を受けて、パルスレーザビーム３０を出射する。レーザ光源１０は、全固体レーザ発振器、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器、非線形光学素子、及び半波長板を含む。パルスレーザビーム３０は、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザの４倍高調波である。パルスレーザビーム３０のパルス幅は３０ｎｓ以下、望ましくは十数ｎｓ以下である。半波長板を含むレーザ光源１０から出射されるパルスレーザビーム３０は、偏光ビームスプリッタ１３に対してＰ波となるような直線偏光である。

パルスレーザビーム３０は、制御装置２０からの制御信号により開閉し、入射するレーザビームの透過と遮蔽を切り替えることのできるシャッタ１１を透過して、ＥＯＭ１２に入射する。

ＥＯＭ１２は、制御装置２０から送出される制御信号に基づいて、パルスレーザビーム３０の偏光軸を旋回させる。ＥＯＭ１２が電圧無印加状態にされているとき、入射したＰ波がそのまま出射される。ＥＯＭ１２が電圧印加状態にされているとき、ＥＯＭ１２は、Ｐ波の偏光面を９０度旋回させる。これにより、ＥＯＭ１２から出射するパルスレーザビーム３０は、偏光ビームスプリッタ１３に対してＳ波となる。

偏光ビームスプリッタ１３は、Ｐ波をそのまま透過させ、Ｓ波を反射する。偏光ビームスプリッタ１３を透過したＰ波は、パルスレーザビーム３０ｂとなる。偏光ビームスプリッタ１３で反射したＳ波は、パルスレーザビーム３０ａとなる。

パルスレーザビーム３０ａは、折り返しミラー１４ａで反射し、ハーフミラー１５ａに入射する。ハーフミラー１５ａは、入射したパルスレーザビーム３０ａを、相互に等しいエネルギを有するパルスレーザビーム３１ａ及び３１ｂに分割する。

ハーフミラー１５ａで反射したパルスレーザビーム３１ａは、入射するレーザビームの光量を減衰率可変で減衰させるバリアブルアッテネータ１６ａ、及び、加工基板２２のＩＴＯ膜上にパルスレーザビーム３１ａを集光する集光レンズ１７ａを経て、ガルバノスキャナ１９ａに入射する。バリアブルアッテネータ１６ａによるパルスレーザビーム３１ａの光量の減衰率は、制御装置２０から送信される制御信号によって制御される。

制御装置２０に含まれる記憶装置２０ａには、加工基板２２上の位置、たとえば後述するように加工基板２２上に画定されたエリアごとにあらかじめ求められた、単位面積あたりに入射させるレーザビームのエネルギ（フルエンス）の最適値（たとえば０．０５Ｊ／ｃｍ^２〜０．１Ｊ／ｃｍ^２の範囲にある一定値）が記憶されている。制御装置２０は、記憶装置２０ａに記憶されている最適な値でパルスレーザビーム３１ａが加工基板２２に照射されるように、エリアごとにバリアブルアッテネータ１６ａの減衰率を調整する。

なお、記憶装置２０ａには、エリアごとの減衰率を規定する物理量、たとえばエリアごとに入射させるレーザビームの減衰率そのものや、ビームパワー、パルスエネルギなどを記憶させてもよい。

ガルバノスキャナ１９ａは、２枚の揺動鏡を含んで構成され、制御装置２０からの制御信号を受けて、入射したレーザビームの出射方向を２次元方向に変化させて出射する。パルスレーザビーム３１ａはガルバノスキャナ１９ａを出射して、加工基板２２のＩＴＯ膜上を走査し、入射位置のＩＴＯ膜を除去する。

レンズ移動機構１８ａは、集光レンズ１７ａを移動可能に保持する。レンズ移動機構１８ａは、たとえばボイスコイル機構を含んで構成され、制御装置２０から送信される制御信号を受けて、集光レンズ１７ａをパルスレーザビーム３１ａの光軸方向（進行方向）と平行な方向に並進移動させる。ボイスコイル機構の代わりにピエゾ駆動機構等を用いて、レンズ移動機構１８ａを構成することもできる。

制御装置２０は、加工基板２２上を走査するパルスレーザビーム３１ａが、加工基板２２上の入射位置によらず、加工基板２２上に焦点を結んで入射するように、レンズ移動機構１８ａを通して、集光レンズ１７ａの移動を制御する。すなわち、集光レンズ１７ａと加工基板２２上のビーム照射位置との間の光路長が、一定の長さ（集光レンズ１７ａの焦点距離）を保つように制御を行う。

ハーフミラー１５ａを透過したパルスレーザビーム３１ｂは、折り返しミラー１４ｂ、バリアブルアッテネータ１６ｂ、レンズ移動機構１８ｂに保持された集光レンズ１７ｂ、及び、ガルバノスキャナ１９ｂを経て加工基板２２のＩＴＯ膜に照射され、照射位置のＩＴＯ膜を除去する。

バリアブルアッテネータ１６ｂ、集光レンズ１７ｂ、レンズ移動機構１８ｂ、及び、ガルバノスキャナ１９ｂの機能は、それぞれバリアブルアッテネータ１６ａ、集光レンズ１７ａ、レンズ移動機構１８ａ、及び、ガルバノスキャナ１９ａの機能と同一である。

偏光ビームスプリッタ１３を透過したＰ波であるパルスレーザビーム３０ｂは、折り返しミラー１４ｃ及び１４ｄで反射し、ハーフミラー１５ｂに入射する。ハーフミラー１５ｂは、入射したパルスレーザビーム３０ｂを、相互に等しいエネルギを有するパルスレーザビーム３１ｃ及び３１ｄに分割する。

ハーフミラー１５ｂで反射されたパルスレーザビーム３１ｃは、バリアブルアッテネータ１６ｃ、レンズ移動機構１８ｃに保持された集光レンズ１７ｃ、及び、ガルバノスキャナ１９ｃを経て加工基板２２のＩＴＯ膜に照射され、照射位置のＩＴＯ膜を除去する。

ハーフミラー１５ｂを透過したパルスレーザビーム３１ｄは、折り返しミラー１４ｅで反射され、バリアブルアッテネータ１６ｄ、レンズ移動機構１８ｄに保持された集光レンズ１７ｄ、及び、ガルバノスキャナ１９ｄを経て加工基板２２のＩＴＯ膜に照射され、照射位置のＩＴＯ膜を除去する。

バリアブルアッテネータ１６ｃ、１６ｄ、集光レンズ１７ｃ、１７ｄ、レンズ移動機構１８ｃ、１８ｄ及び、ガルバノスキャナ１９ｃ、１９ｄの機能は、それぞれバリアブルアッテネータ１６ａ、集光レンズ１７ａ、レンズ移動機構１８ａ、及び、ガルバノスキャナ１９ａの機能と同一である。

参考例によるビーム照射装置は、加工対象物の４つの位置を加工することのできる４軸加工機である。

図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、参考例によるビーム照射装置を用いて行うレーザ照射方法を説明する。

図２（Ａ）は、加工基板２２の概略的な平面図である。前述したように、加工基板２２は、たとえば図９（Ａ）及び（Ｂ）に示した、縦７３０ｍｍ、横９２０ｍｍの矩形状のパネルである。厚さ０．５〜０．７ｍｍのガラス基板上に、厚さ１〜２μｍのカラーフィルタ及び厚さ０．２μｍ以下のＩＴＯ膜がこの順に積層されている。

図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明するビーム照射方法は、図１に示したビーム照射装置を用い、加工基板（パネル）２２にレーザビームを照射し、照射位置のＩＴＯ膜を除去することにより、周囲と絶縁された、矩形状の小パネルを形成する方法である。小パネルのサイズは、たとえば縦４０ｍｍ、横５０ｍｍである。加工基板２２には、縦方向に１８個、横方向に１８個の小パネルを形成する。

加工基板２２上に、縦方向、横方向をそれぞれ２等分する大きさの、４つの合同な加工領域６０、７０、８０、９０を画定する。各加工領域６０〜９０は、縦３６５ｍｍ、横４６０ｍｍの矩形状領域であり、各加工領域６０〜９０中に、縦方向に９個、横方向に９個の小パネルを形成する。

加工領域６０〜９０の中心（矩形の対角線の交点）直上には、図１に示したビーム照射装置のガルバノスキャナ１９ａ〜１９ｄがそれぞれ配置される。加工領域６０〜９０には、それぞれレーザビーム３１ａ〜３１ｄが照射される。

加工領域６０中に、縦方向に９個、横方向に９個の小エリア６０ａ〜６３ｃを画定する。小エリア６０ａ〜６３ｃのサイズは、縦４０ｍｍ、横５０ｍｍであり、各小エリア６０ａ〜６３ｃの外周に沿ってレーザビーム３１ａを入射させ、各小エリア６０ａ〜６３ｃの周囲のＩＴＯ膜を除去することで小パネルを形成する。他の加工領域７０〜９０についても同様である。

ＩＴＯ膜は、加工基板２２上の位置による厚さ分布を備える。このため、加工基板２２上の位置によってＩＴＯ膜除去に要するフルエンスは異なる。また、レーザビームが、加工基板２２上の入射位置によらず、加工基板２２上に焦点を結んで入射するように集光レンズ１７ａの移動を制御しても、加工基板２２に入射するレーザビームの入射角によって、入射ビームのフルエンスは異なる。

そこで制御装置２０に含まれる記憶装置２０ａに、小エリア６０ａ〜９３ｃごとに、周囲のＩＴＯ膜を除去するのに最適なフルエンスを、あらかじめ求めて記憶させておく。フルエンスの最適値は、ビームを入射させる小エリアのＩＴＯ膜の膜厚やビームの入射角等に基づいて決定される。たとえば小エリアの代表点のそれらから決定される。

加工領域６０においては、まず小エリア６０ａの周囲にレーザビーム３１ａを照射して、ＩＴＯ膜を除去する。制御装置２０は、記憶装置２０ａに記憶されている、小エリア６０ａの加工に最適な加工フルエンスを読み出して、パルスレーザビーム３１ａがその最適値で加工基板２２に照射されるように、バリアブルアッテネータ１６ａの減衰率を変化させる。

減衰率の変化は小エリア６０ａ〜６３ｃごとに行う。ある１つの小エリア６０ａ〜６３ｃを加工している間、減衰率は一定である。小エリア６０ａ〜９３ｃは、ある１つの小エリア内では、一定の減衰率で加工が可能であるように、その範囲（大きさや形状）が定められる。

また、小エリア６０ａ〜９３ｃは、ある１つの小エリア内におけるＩＴＯ膜の、最も厚い部分と最も薄い部分との差が、最も厚い部分の厚さの２％以下となるように画定される。

小エリア６０ａの外周に沿って、記憶装置２０ａに記憶されていた、最適な加工フルエンスのごく近辺のフルエンスでレーザビーム３１ａが照射され、照射位置のＩＴＯ膜が除去される。

次に、小エリア６０ｂの周囲のＩＴＯ膜を除去する。制御装置２０は、記憶装置２０ａに記憶されている、小エリア６０ｂの加工に最適な加工フルエンスを読み出して、パルスレーザビーム３１ａがその最適値で加工基板２２に照射されるように、バリアブルアッテネータ１６ａの減衰率を変化させる。

以下、同様に小エリア６０ｃ、・・、６０ｉ、６０ｊ、・・、６３ｃを小エリアごとに加工していく。

加工領域６０の加工と並行して、同様に、他の加工領域７０〜９０の加工も行われる。

小エリア６０ａ〜９３ｃごとの最適なフルエンスで加工を行うので、下層のカラーフィルタを深い位置まで掘り下げることなく、加工基板２２のＩＴＯ膜を高い加工品質で除去（パタニング）することができる。

図２（Ｂ）を参照する。

上述したビーム照射方法においては、加工後１つの小パネルとなる各小エリア６０ａ〜９３ｃを一区画（一単位）としてレーザ加工を行ったが、別様に区画することもできる。

たとえば４個の小エリアを一区画（一単位）とし、その区画ごとに一定の減衰率で加工してもよい。本図には、縦方向２個、横方向２個、計４個の小エリアを一区画（一単位）とする例を示した。

図示した一区画（一単位）を加工するには、まず矢印１０１、１０２、１０３に沿ってレーザビームを走査し、一区画（一単位）に含まれる小エリアの周囲のＩＴＯ膜を縦方向に除去する。次に、矢印１０４、１０５、１０６に沿ってレーザビームを走査し、小エリアの周囲のＩＴＯ膜を横方向に除去する。

図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したビーム照射方法においては、図１に示した４軸加工機を用いてＩＴＯ膜の除去（パタニング）を行ったが、１軸加工機を用いてもよい。

たとえば図２（Ａ）に示した、小エリア６０ａ〜９３ｃの画定された加工基板（パネル）２２を、１軸加工機を用いて小エリアごとに加工する場合、ガルバノスキャナは、加工基板（パネル）２２の中心（矩形の対角線の交点）直上１５００ｍｍの位置に配置される。

１軸加工機のガルバノスキャナをこのように配置したとき、加工基板（パネル）２２の中央部、たとえば小エリア６３ｃを加工する際の加工フルエンスの入射角による変動は約±０．０２％であり、加工基板（パネル）２２の周辺部、たとえば小エリア６０ａを加工する際のそれは約±０．７％である。したがって加工基板（パネル）２２上のどの小エリア６０ａ〜９３ｃを加工する場合であっても、加工中の加工フルエンスの変動は約±１％以内とされる。

１つの小エリア内においてはＩＴＯ膜の厚み分布の幅は大きくないので、１軸加工機を用いた場合であっても、すべての小エリア６０ａ〜９３ｃを、小エリア６０ａ〜９３ｃごとに求められた加工フルエンスの最適値（一定値）のごく近辺のフルエンスで加工することができる。

参考例によるビーム照射装置は、加工基板上に焦点を結ばせる集光レンズを備えていたが、集光レンズに代えて、透光領域を備えるマスクと、マスクの透光領域を加工基板上に結像させる結像レンズを含んで構成してもよい。この場合、レンズ移動機構は、ビームの照射位置によらず加工基板表面が結像位置となるように、結像レンズをレーザビームの光軸方向に移動させる。更に、ビーム断面の光強度分布を均一化するホモジナイザを含んで構成してもよい。

また、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したビーム照射方法においては、小エリアの周囲の加工を行ったが、画定された区画の内部を加工してもよい。

更に、画定された複数の区画のうち、相互に隣り合う第１の区画と第２の区画を、それぞれ第１の減衰率、それよりも大きい第２の減衰率で減衰させて加工するとき、両区画の境界領域については、第１の減衰率以上第２の減衰率以下の第３の減衰率で減衰させて加工が行われるように、減衰率を制御することもできる。

図３は、第２の実施例によるビーム照射装置の概略図である。以降の実施例においては、加工と加工残物のクリーニングとをともに行うことのできるビーム照射装置及びビーム照射方法について説明する。

第２の実施例によるビーム照射装置は、レーザ光源３３ａ、３３ｂ、半波長板４５、バリアブルアッテネータ３４ａ、３４ｂ、エキスパンダ３５ａ、３５ｂ、アパチャ３６ａ、３６ｂ、高精度回折光学素子(Diffractive Optical Elements ;DOE)３７ａ、３７ｂ、折り返しミラー３８、ポーラライザ３９、レンズ移動機構４１ａを備える結像光学系４１、ガルバノスキャナ４２、ステージ４３、及び、制御装置４４を含んで構成される。

レーザ光源３３ａは、全固体レーザ発振器、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器、及び、非線形光学素子を含み、制御装置４４から送られるトリガ信号を受けて、ポーラライザ３９に対するＰ波であるパルスレーザビーム４６ａを出射する。パルスレーザビーム４６ａは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの４倍高調波（波長２６６ｎｍ）であり、パルス幅は２０ｎｓ以下、たとえば１０ｎｓである。

パルスレーザビーム４６ａは、バリアブルアッテネータ３４ａで光量を減衰され、エキスパンダ３５ａでビーム径を拡大された後、アパチャ３６ａ及びＤＯＥ３７ａに入射する。バリアブルアッテネータ３４ａによるパルスレーザビーム４６ａの光量の減衰率は、制御装置４４から送信される制御信号によって制御される。アパチャ３６ａは、パルスレーザビーム４６ａのビーム断面の周辺部を遮光する。ＤＯＥ３７ａは、仮想平面４０の位置におけるパルスレーザビーム４６ａのビーム強度（パワー密度）を均一化する。ＤＯＥ３７ａによるビームプロファイルの均一化については、後に詳述する。ＤＯＥ３７ａを出射したパルスレーザビーム４６ａは、ポーラライザ３９に入射し、これを透過する。

レーザ光源３３ｂは、たとえばレーザ光源３３ａと同一のレーザ光源であり、制御装置４４から送られるトリガ信号を受けて、ポーラライザ３９に対するＰ波であるパルスレーザビーム４６ｂ（Ｎｄ：ＹＡＧレーザの４倍高調波波長２６６ｎｍ）を出射する。パルスレーザビーム４６ｂのパルス幅は、パルスレーザビーム４６ａのそれと等しい。

パルスレーザビーム４６ｂは、半波長板４５を透過することによって、ポーラライザ３９に対するＳ波とされた後、バリアブルアッテネータ３４ｂで光量を減衰され、エキスパンダ３５ｂでビーム径を拡大されて、アパチャ３６ｂ及びＤＯＥ３７ｂに入射する。バリアブルアッテネータ３４ｂによるパルスレーザビーム４６ｂの光量の減衰率は、制御装置４４から送信される制御信号によって制御される。アパチャ３６ｂは、パルスレーザビーム４６ｂのビーム断面の周辺部を遮光する。ＤＯＥ３７ｂは、仮想平面４０の位置におけるパルスレーザビーム４６ｂのビーム強度（パワー密度）を均一化する。ＤＯＥ３７ｂによるビームプロファイルの均一化についても、後に詳述する。ＤＯＥ３７ｂを出射したパルスレーザビーム４６ｂは、ポーラライザ３９で反射される。

ポーラライザ３９を透過するパルスレーザビーム４６ａと、ポーラライザ３９で反射されるパルスレーザビーム４６ｂとは、同一光軸上に重畳（合成）され、ポーラライザ３９を出射する。本図にはこれをパルスレーザビーム４６と示した。

パルスレーザビーム４６は、結像光学系４１、ガルバノスキャナ４２を経て、ステージ４３上に保持された加工基板２２に照射される。

結像光学系４１は、仮想平面４０の位置のパルスレーザビーム４６を、加工基板２２上に結像させる。ガルバノスキャナ４２は、２枚の揺動鏡を含んで構成され、パルスレーザビーム４６を２次元方向に走査する。加工基板２２は、たとえば図９（Ａ）に示したパネルであり、ガラス基板上にカラーフィルタ及びＩＴＯ膜がこの順に積層されている。パルスレーザビーム４６が加工基板２２上を走査する。パルスレーザビーム４６の加工基板２２上の入射位置によらず、仮想平面４０の位置のパルスレーザビーム４６が加工基板２２上に結像されるように、レンズ移動機構４１ａが結像光学系４１に含まれるレンズをパルスレーザビーム４６の光軸方向に移動させる。レンズ移動機構４１ａによるレンズの移動、及び、ガルバノスキャナ４２によるパルスレーザビーム４６の走査は、制御装置４４によって制御される。加工基板２２（パネル）にパルスレーザビーム４６が照射され、照射位置のＩＴＯ膜が除去される。

図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、第２の実施例によるビーム照射装置を用いて行うビーム照射方法について説明する。

図４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれＤＯＥ３７ａ、３７ｂにより均一化された、仮想平面４０の位置におけるパルスレーザビーム４６ａ、４６ｂのビーム強度（ビームプロファイル、パワー密度）を示す概略図であり、図４（Ｃ）は、パルスレーザビーム４６ａ、４６ｂが重畳されたパルスレーザビーム４６のビーム強度（ビームプロファイル、パワー密度）を示す概略図である。

均一化されたパルスレーザビーム４６ａのビーム強度（図４（Ａ）に図示）は強く、均一化されたパルスレーザビーム４６ｂのビーム強度（図４（Ｂ）に図示）はそれより弱い。また、パルスレーザビーム４６ｂが均一化される領域は、パルスレーザビーム４６ａが均一化される領域よりも広く、後者が前者に含まれるように、パルスレーザビーム４６ｂ、４６ａは重畳される（図４（Ｃ）に図示）。

なお、パルスレーザビーム４６ａ、４６ｂは、パルス幅の全域に渡って重畳されてもよい（この場合、レーザ光源３３ａを出射した１つのレーザパルスと、レーザ光源３３ｂを出射した１つのレーザパルスは、加工基板２２への入射が同時刻に開始し、同時刻に終了する。）し、弱い強度に均一化されるパルスレーザビーム４６ｂが、時間的に少し遅れて加工基板２２に入射するように、パルス幅の一部に渡って重畳されてもよい。

パルスレーザビーム４６ａ、４６ｂの加工基板２２への入射タイミングは、制御装置４４によるレーザ光源３３ａ、３３ｂの制御で調整される。

図４（Ｄ）に、加工基板２２上に結像されるパルスレーザビーム４６の一例を示す。パルスレーザビーム４６は、たとえば一辺が２００μｍの正方形状に結像されて、加工基板２２に入射する。本図中に破線で示す一辺１００μｍの正方形状領域の内部が、ビーム強度の強い領域であり、当該領域においては、たとえば０．０５Ｊ／ｃｍ^２でレーザビームが照射される。また、その外部の照射領域においては、たとえば０．０３Ｊ／ｃｍ^２でレーザビームが照射される。レーザビーム４６は、たとえば正方形の一辺に沿って、５０％の重複率で加工基板２２上を走査する。結像領域を正方形状（矩形状）とすることで、たとえば円形領域に結像させる場合よりも重複率を小さくすることができる。

強度の強いビームが照射される領域（一辺１００μｍの正方形状領域内部）において、加工基板２２（パネル）のＩＴＯ膜を除去する本加工が行われる。強度の弱いビームが照射される領域（一辺２００μｍの正方形状領域内部）において、付着物等の加工残物をアブレーション洗浄したり、バリを除去したりするクリーニング加工が行われる。このため高品質の加工を行うことができる。

第２の実施例によるビーム照射装置においては、ＤＯＥ３７ａ、３７ｂが、パルスレーザビーム４６ａ、４６ｂのビーム強度（パワー密度）を、仮想平面４０の位置で均一化し、結像光学系４１が、仮想平面４０の位置のパルスレーザビーム４６ａ、４６ｂを加工基板２２上に結像した。ＤＯＥ３７ａがパルスレーザビーム４６ａのビーム強度（パワー密度）を、ＤＯＥ３７ａとポーラライザ３９との間の光路上の仮想平面の位置で均一化し、ＤＯＥ３７ｂがパルスレーザビーム４６ｂのビーム強度（パワー密度）を、ＤＯＥ３７ｂとポーラライザ３９との間の光路上の仮想平面の位置で均一化し、結像光学系４１が、両仮想平面の位置のパルスレーザビーム４６ａ、４６ｂを加工基板２２上に結像する構成を採用してもよい。

図５は、第２の実施例によるビーム照射装置の変形例を示す概略図である。

第２の実施例によるビーム照射装置においては、２つのレーザ光源３３ａ、３３ｂを使用したが、変形例においては、１つのレーザ光源３３を用いて本加工とクリーニング加工とを行う。

レーザ光源３３は、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器、及び、非線形光学素子を含み、制御装置４４から送られるトリガ信号を受けて、ポーラライザ３９ａに対するＰ波であるパルスレーザビーム４９を出射する。パルスレーザビーム４９は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの４倍高調波（波長２６６ｎｍ）であり、パルス幅は２０ｎｓ以下、たとえば１０ｎｓである。

パルスレーザビーム４９は、半波長板５８により所定の角度だけ偏光面を回転されてポーラライザ３９ａに入射する。ポーラライザ３９ａは、入射するパルスレーザビーム４９のＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する。

ポーラライザ３９を透過したパルスレーザビーム４９のＰ偏光成分を本図ではパルスレーザビーム４９ａと示し、ポーラライザ３９で反射したパルスレーザビーム４９のＳ偏光成分を本図ではパルスレーザビーム４９ｂと示した。パルスレーザビーム４９ａ、４９ｂがそれぞれ入射するバリアブルアッテネータ３４ａ、３４ｂ以降の構成は、第２の実施例と同一である。

変形例によるビーム照射装置は、レーザ発振器の使用台数を１台とすることができるので、装置を安価に構成することができる。

図６（Ａ）は、第３の実施例によるビーム照射装置の概略図であり、図６（Ｂ）は、第３の実施例によるビーム照射装置を用いて加工を行うパネル４８の概略的な断面図である。

図６（Ａ）を参照する。第３の実施例によるビーム照射装置は、図３に示した第２の実施例によるビーム照射装置とは、半波長板４５を含まない点、ポーラライザ３９の代わりにダイクロイックミラー４７を備える点において異なっている。また、レーザ光源３３ａ、３３ｂから出射されるパルスレーザビーム４６ａ、４６ｂの波長、パルス幅等において異なる。

第３の実施例によるビーム照射装置においては、レーザ光源３３ａは、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器を含み、制御装置４４から送られるトリガ信号を受けて、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）であるパルスレーザビーム４６ａを出射する。パルスレーザビーム４６ａのパルス幅は２０ｎｓ以上、たとえば４０ｎｓである。

パルスレーザビーム４６ａは、バリアブルアッテネータ３４ａで光量を減衰され、エキスパンダ３５ａでビーム径を拡大された後、アパチャ３６ａ及びＤＯＥ３７ａに入射する。バリアブルアッテネータ３４ａによるパルスレーザビーム４６ａの光量の減衰率は、制御装置４４から送信される制御信号によって制御される。アパチャ３６ａは、パルスレーザビーム４６ａのビーム断面の周辺部を遮光する。ＤＯＥ３７ａは、仮想平面４０の位置におけるパルスレーザビーム４６ａのビーム強度（パワー密度）を均一化する。均一化されたビーム強度（ビームプロファイル、パワー密度）は、たとえば図４（Ａ）に示したものと同様である。ＤＯＥ３７ａを出射したパルスレーザビーム４６ａは、ダイクロイックミラー４７に入射し、これを透過する。

レーザ光源３３ｂは、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器、及び、非線形光学素子を含み、制御装置４４から送られるトリガ信号を受けて、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの２倍高調波（波長５３２ｎｍ）であるパルスレーザビーム４６ｂを出射する。パルスレーザビーム４６ｂのパルス幅は２０ｎｓ以下、たとえば１０ｎｓである。

パルスレーザビーム４６ｂは、バリアブルアッテネータ３４ｂで光量を減衰され、エキスパンダ３５ｂでビーム径を拡大されて、アパチャ３６ｂ及びＤＯＥ３７ｂに入射する。バリアブルアッテネータ３４ｂによるパルスレーザビーム４６ｂの光量の減衰率は、制御装置４４から送信される制御信号によって制御される。アパチャ３６ｂは、パルスレーザビーム４６ｂのビーム断面の周辺部を遮光する。ＤＯＥ３７ｂは、仮想平面４０の位置におけるパルスレーザビーム４６ｂのビーム強度（パワー密度）を均一化する。均一化されたビーム強度（ビームプロファイル、パワー密度）は、たとえば図４（Ｂ）に示したものと同様である。ＤＯＥ３７ｂを出射したパルスレーザビーム４６ｂは、ダイクロイックミラー４７で反射される。

ダイクロイックミラー４７を透過するパルスレーザビーム４６ａと、ダイクロイックミラー４７で反射されるパルスレーザビーム４６ｂとは、同一光軸上に重畳され、パルスレーザビーム４６としてダイクロイックミラー４７を出射する。以下、パルスレーザビーム４６が、ステージ４３上に保持された加工基板２２に照射されるまでの光学系は第２の実施例におけるそれと同一である。

図６（Ｂ）を参照する。第３の実施例によるビーム照射装置を用いて加工を行うパネル４８は、たとえば厚さ０．５〜０．７ｍｍのガラス基板５１上に、厚さ０．２μｍ以下のＩＴＯ膜５３が形成されている。パネル４８が加工基板２２として、第３の実施例によるビーム照射装置のステージ４３上に保持される。

図６（Ａ）に示すビーム照射装置のガルバノスキャナ４２を出射したパルスレーザビーム４６が加工基板２２（パネル４８）上を走査する。加工基板２２（パネル４８）に入射するパルスレーザビーム４６のビーム強度（ビームプロファイル、パワー密度）は、たとえばある時刻において図４（Ｃ）に示したのと同様のものである。パルスレーザビーム４６ａ、４６ｂは、弱い強度に均一化されるパルスレーザビーム４６ｂが、強い強度に均一化されるパルスレーザビーム４６ａより時間的に少し遅れて加工基板２２に入射するように、パルス幅の一部に渡って重畳される。加工基板２２（パネル４８）上に結像されるパルスレーザビーム４６の形状及びビーム強度は図４（Ｄ）に示したものと同様である。

加工基板２２（パネル４８）のＩＴＯ膜５３上にパルスレーザビーム４６が照射される。強度の強いビームが照射される領域において、加工基板２２（パネル４８）のＩＴＯ膜５３を除去する本加工が行われ、強度の弱いビームが照射される領域において、付着物等の加工残物やバリを除去するクリーニング加工が行われる。このため高品質の加工を行うことができる。

第３の実施例においては、波長及びパルス幅の長いパルスレーザビーム４６ａでＩＴＯ膜の除去加工（本加工）を行い、波長及びパルス幅の短いパルスレーザビーム４６ｂで付着物等の加工残物やバリを除去するクリーニング加工を行った。パルスレーザビーム４６ａの波長及びパルス幅のいずれか一方を、パルスレーザビーム４６ｂよりも長くすることで、ＩＴＯ膜の除去加工（本加工）とクリーニング加工とを高品質に行うことができる。

また、第３の実施例においては、パルスレーザビーム４６ａとしてＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波を用い、パルスレーザビーム４６ｂとしてＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍高調波を用いた。パルスレーザビーム４６ｂとしてＮｄ：ＹＡＧレーザの３倍高調波や４倍高調波を用いてもよい。

更に、パルスレーザビーム４６ａとしてＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍高調波を用い、パルスレーザビーム４６ｂとしてＮｄ：ＹＡＧレーザの３倍高調波や４倍高調波を用いることもできる。パルスレーザビーム４６ａとしてＮｄ：ＹＡＧレーザの３倍高調波を用い、パルスレーザビーム４６ｂとしてＮｄ：ＹＡＧレーザの４倍高調波を用いてもよい。

また、図７に示すように、第３の実施例によるビーム照射装置の装置構成の一部を変形することもできる。

本図に示す変形例においては、ＤＯＥ３７ａとダイクロイックミラー４７との間のパルスレーザビーム４６ａの光路上にマスク５６ａ及び結像レンズ５７ａが配置され、ＤＯＥ３７ｂとダイクロイックミラー４７との間のパルスレーザビーム４６ｂの光路上にマスク５６ｂ及び結像レンズ５７ｂが配置される。

ＤＯＥ３７ａ、３７ｂはそれぞれマスク５６ａ、５６ｂの位置におけるビームプロファイル（パワー密度）を均一化する。マスク５６ａ、５６ｂは、それぞれパルスレーザビーム４６ａ、４６ｂの断面形状を整形する。結像レンズ５７ａ、５７ｂは、それぞれマスク５６ａ、５６ｂで整形された断面形状を、仮想平面４０の位置に結像する。

本図に示す構成を採用することにより、加工基板２２に照射されるレーザビームのプロファイルサイズを制御し、高品質の加工を実現することができる。

なお、実施例においては、ガルバノスキャナを用いてレーザビームを走査したが、ＸＹステージで加工基板を移動させることにより、レーザビームの加工基板上の入射位置を変化させてもよい。

図８に加工基板２２として用いられるパネルの他の例を示す。図６（Ｂ）及び図９（Ａ）に示したパネルはガラス基板を含んでいたが、たとえばＰＥＴ(Poly(ethylene terephthalate))基板を含んでいてもよい。

本図に示すパネル５９においては、たとえば厚さ０．１ｍｍのＰＥＴ基板９４上に、厚さ０．２μｍ以下のＩＴＯ膜５３が形成されている。第３の実施例によるビーム照射装置と同様の構成のビーム照射装置を用いて、このようなパネル５９のＩＴＯ膜５３の除去、及び、加工残物等のクリーニングを行うこともできる。

たとえばパルス幅２０ｎｓ以上のＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍高調波を照射して、パネル５９のＩＴＯ膜５３を除去する。加工残物等のクリーニングは、パルス幅２０ｎｓ以下のＮｄ：ＹＡＧレーザの３倍高調波を、２倍高調波と同時に、またはタイミングを少し遅らせて照射することにより行う。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。

たとえば、図３に示した第２の実施例によるビーム照射装置、図５に示したその変形例、及び、図６（Ａ）に示した第３の実施例によるビーム照射装置においては、ＤＯＥ３７ａ、３７ｂは、仮想平面４０の位置におけるパルスレーザビーム４６ａ、４６ｂのビーム強度を均一化した。仮想平面４０の位置に、クリーニング用のパルスレーザビーム４６ｂの断面形状を整形するマスクを配置してもよい。

また、図６（Ｂ）及び図８に示すパネルの加工においては、ＩＴＯ膜除去時よりも高次の高調波を用いて、加工残物等のクリーニングを行った。ＩＴＯ膜の除去と加工残物等のクリーニングとを同じ波長のレーザビームを用いて行ってもよい。

その他、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。

レーザ加工一般、殊にＦＰＤや太陽電池の製造工程における透明電極膜の除去に好適に利用することができる。

参考例によるビーム照射装置の概略図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、参考例によるビーム照射装置を用いて行うレーザ照射方法を説明するための図である。第２の実施例によるビーム照射装置の概略図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、第２の実施例によるビーム照射装置を用いて行うビーム照射方法について説明するための図である。第２の実施例によるビーム照射装置の変形例を示す概略図である。（Ａ）は、第３の実施例によるビーム照射装置の概略図であり、（Ｂ）は、第３の実施例によるビーム照射装置を用いて加工を行うパネル４８の概略的な断面図である。第３の実施例によるビーム照射装置の装置構成の一部の変形例を示す概略図である。加工基板２２として用いられるパネルの他の例を示す概略的な断面図である。（Ａ）は、ＦＰＤ製造の一工程におけるパネル５０を示す概略的な断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に対応するパネル５０の概略的な平面図である。ＦＰＤ製造におけるＩＴＯ膜の除去工程での他の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０レーザ光源
１１シャッタ
１２ＥＯＭ
１３偏光ビームスプリッタ
１４ａ〜１４ｅ折り返しミラー
１５ａ、１５ｂハーフミラー
１６ａ〜１６ｄバリアブルアッテネータ
１７ａ〜１７ｄ集光レンズ
１８ａ〜１８ｄレンズ移動機構
１９ａ〜１９ｄガルバノスキャナ
２０制御装置
２０ａ記憶装置
２１ステージ
２２加工基板
３０、３０ａ、３０ｂ、３１ａ〜３１ｄレーザビーム
３３、３３ａ、３３ｂレーザ光源
３４ａ、３４ｂバリアブルアッテネータ
３５ａ、３５ｂエキスパンダ
３６ａ、３６ｂアパチャ
３７ａ、３７ｂＤＯＥ
３８、３８ａ折り返しミラー
３９、３９ａ、３９ｂポーラライザ
４０仮想平面
４１結像光学系
４１ａレンズ移動機構
４２ガルバノスキャナ
４３ステージ
４４制御装置
４５半波長板
４６、４６ａ、４６ｂパルスレーザビーム
４７ダイクロイックミラー
４８パネル
４９、４９ａ〜４９ｃパルスレーザビーム
５０パネル
５１ガラス基板
５２カラーフィルタ
５３ＩＴＯ膜
５４レーザビーム
５５小パネル
５６バリ
５６ａ、５６ｂマスク
５７付着物
５７ａ、５７ｂ結像レンズ
５８半波長板
５９パネル
６０、７０、８０、９０加工領域
６０ａ〜９３ｃ小エリア
９４ＰＥＴ基板
１０１〜１０６矢印

Claims

（ｉ）第１の経路に沿って第１のレーザビームを出射する第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿って第２のレーザビームを出射する第２のレーザ光源、または、（ｉｉ）レーザビームを出射する第３のレーザ光源と、前記第３のレーザ光源から出射されたレーザビームを、第１の経路に沿う第１のレーザビームと、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿う第２のレーザビームとに分岐して出射するビーム分岐器、のうちのいずれか一方と、
被加工面を備える加工対象物を保持するステージと、
前記第１の経路に沿って伝播する第１のレーザビームと、前記第２の経路に沿って伝播する第２のレーザビームとが、共通の第３の経路に沿って伝播するように第１及び第２のレーザビームを重畳させるビーム重畳器と、
前記第１の経路上に配置され、前記第３の経路上の第１の仮想平面の位置において前記第１のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第１の光学系と、
前記第２の経路上に配置され、前記第１の仮想平面の位置において前記第２のレーザビームのビーム断面が、前記第１のレーザビームのビーム断面よりも大きく、かつ該第１のレーザビームのビーム断面を内部に含むようにビーム断面を整形するとともに、該第１の仮想平面におけるビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第２の光学系と、
前記第１の仮想平面の位置の、前記第１及び第２のレーザビームのビーム断面を、前記ステージに保持された加工対象物の被加工面上に結像させる第１の結像光学系と
を有し、
前記第１の仮想平面上における前記第２のレーザビームのパワー密度が、前記第１のレーザビームのパワー密度よりも低いビーム照射装置。
（ｉ）第１の経路に沿って第１のレーザビームを出射する第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿って第２のレーザビームを出射する第２のレーザ光源、または、（ｉｉ）レーザビームを出射する第３のレーザ光源と、前記第３のレーザ光源から出射されたレーザビームを、第１の経路に沿う第１のレーザビームと、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿う第２のレーザビームとに分岐して出射するビーム分岐器、のうちのいずれか一方と、
被加工面を備える加工対象物を保持するステージと、
前記第１の経路に沿って伝播する第１のレーザビームと、前記第２の経路に沿って伝播する第２のレーザビームとが、共通の第３の経路に沿って伝播するように第１及び第２のレーザビームを重畳させるビーム重畳器と、
前記第１の経路上に配置され、該第１の経路上の第２の仮想平面の位置において前記第１のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第２の光学系と、
前記第２の経路上に配置され、該第２の経路上の第３の仮想平面の位置において前記第２のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第３の光学系と、
前記第２の仮想平面の位置の前記第１のレーザビームのビーム断面を、前記第３の経路上の第１の仮想平面の位置に結像させる第２の結像光学系と、
前記第３の仮想平面の位置の前記第２のレーザビームのビーム断面を、前記第１の仮想平面の位置において、該第２のレーザビームのビーム断面が前記第１のレーザビームのビーム断面を内側に含むように結像させる第３の結像光学系と、
前記第１の仮想平面の位置の前記第１及び第２のレーザビームのビーム断面を、前記ステージに保持された加工対象物の被加工面上に結像させる第１の結像光学系と
を有し、
前記第１の仮想平面の位置における前記第２のレーザビームのパワー密度が、前記第１のレーザビームのパワー密度よりも低いビーム照射装置。
（ｉ）第１の経路に沿って第１のレーザビームを出射する第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿って第２のレーザビームを出射する第２のレーザ光源、または、（ｉｉ）レーザビームを出射する第３のレーザ光源と、前記第３のレーザ光源から出射されたレーザビームを、第１の経路に沿う第１のレーザビームと、前記第１の経路とは異なる第２の経路に沿う第２のレーザビームとに分岐して出射するビーム分岐器、のうちのいずれか一方と、
被加工面を備える加工対象物を保持するステージと、
前記第１の経路に沿って伝播する第１のレーザビームと、前記第２の経路に沿って伝播する第２のレーザビームとが、共通の第３の経路に沿って伝播するように第１及び第２のレーザビームを重畳させるビーム重畳器と、
前記第１の経路上に配置され、該第１の経路上の第２の仮想平面の位置において前記第１のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第２の光学系と、
前記第２の経路上に配置され、該第２の経路上の第３の仮想平面の位置において前記第２のレーザビームのビーム断面内の光強度分布を均一に近づける第３の光学系と、
前記第３の経路上に配置され、前記第２の仮想平面の位置の前記第１のレーザビームのビーム断面、及び前記第３の仮想平面の位置の前記第２のレーザビームのビーム断面を、前記ステージに保持された加工対象物の被加工面上に結像させる第１の結像光学系と
を有し、
前記第３の仮想平面の位置における前記第２のレーザビームのパワー密度が、前記第２の仮想平面の位置における前記第１のレーザビームのパワー密度よりも低いビーム照射装置。
（ｉ）前記第１の経路に沿って前記第１のレーザビームを出射する前記第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる前記第２の経路に沿って前記第２のレーザビームを出射する前記第２のレーザ光源を備え、
前記第１及び第２のレーザビームがパルスレーザビームであり、
さらに、前記ステージに保持された加工対象物に、前記第１のレーザビームが入射を開始した後に、前記第２のレーザビームが入射を開始するように前記レーザ光源を制御する制御装置を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のビーム照射装置。
（ｉ）前記第１の経路に沿って前記第１のレーザビームを出射する前記第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる前記第２の経路に沿って前記第２のレーザビームを出射する前記第２のレーザ光源を備え、
前記第２のレーザビームの波長が前記第１のレーザビームの波長よりも短い請求項１〜４のいずれか１項に記載のビーム照射装置。
（ｉ）前記第１の経路に沿って前記第１のレーザビームを出射する前記第１のレーザ光源と、前記第１の経路とは異なる前記第２の経路に沿って前記第２のレーザビームを出射する前記第２のレーザ光源を備え、
前記第１及び第２のレーザビームがパルスレーザビームであり、前記第２のレーザビームのパルス幅が前記第１のレーザビームのパルス幅よりも短い請求項１〜５のいずれか１項に記載のビーム照射装置。
請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、樹脂上に形成された薄膜金属を除去する工程を含み、
前記第１及び第２のパルスレーザビームが、ともに固体レーザの４倍高調波であり、２０ｎｓ以下の等しいパルス幅をもつパルスレーザビームであるビーム照射方法。
請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、カラーフィルタ上に形成された厚さ０．２μｍ以下の透明導電膜を除去する工程を含み、
前記第１及び第２のパルスレーザビームが、ともに全固体レーザの４倍高調波であり、２０ｎｓ以下の等しいパルス幅をもつパルスレーザビームであるビーム照射方法。
請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、ガラス基板上に形成された厚さ０．２μｍ以下の透明導電膜を除去する工程を含み、
前記第１及び第２のパルスレーザビームが、全固体レーザの基本波及び２倍〜４倍高調波のいずれかであり、前記第２のパルスレーザビームは前記第１のパルスレーザビームと同次、または前記第１のパルスレーザビームよりも高次の基本波または高調波であって、前記第１のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以上、前記第２のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以下であるビーム照射方法。
請求項１〜６のビーム照射装置を用いて、ＰＥＴ基板上に形成された厚さ０．２μｍ以下の透明導電膜を除去する工程を含み、
前記第１及び第２のパルスレーザビームが、全固体レーザの２倍高調波または３倍高調波であり、前記第２のパルスレーザビームは前記第１のパルスレーザビームと同次、または前記第１のパルスレーザビームよりも高次の高調波であって、前記第１のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以上、前記第２のパルスレーザビームのパルス幅は２０ｎｓ以下であるビーム照射方法。