JP5440913B2 - テーパ穴形成装置、およびテーパ穴形成装置で用いられる振幅変調マスクまたは位相変調マスク - Google Patents
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Description
(Ca10)2−(Ta10)2≧0.05×(Ca10)2
の関係が満たされている。
(Cp10−Cp20)2−(Tp10−Tp20)2≧0.05×(Cp10−Cp20)2
の関係が満たされている。
前記振幅変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した振幅変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、前記振幅変調単位領域は、第1の光透過率を有する第1振幅変調単位領域と、第1の光透過率よりも小さい第2の光透過率を有する第2振幅変調単位領域と、からなり、前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部における第1振幅変調単位領域の占有率をCa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1振幅変調単位領域の占有率をTa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1振幅変調単位領域の占有率をFa1とするとき、Ca1>Ta1>Fa1の関係を満たし、第1振幅変調単位領域の占有率の分布は、前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部と前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部との間の境界において、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部から降下する段部を含むとともに、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部において、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布していることを特徴とする振幅変調マスクである。
(Ca10)2−(Ta10)2≧0.05×(Ca10)2
の関係が満たされている。
(Cp10−Cp20)2−(Tp10−Tp20)2≧0.05×(Cp10−Cp20)2
の関係が満たされている。
以下、図1乃至図8を参照して、本発明の第1の実施の形態について説明する。
はじめに、図1を参照して、テーパ穴形成装置10全体について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態におけるテーパ穴形成装置10を示す図である。図1に示すように、テーパ穴形成装置10は、被加工物18を載置する加工台19と、光を出射する光源11と、光源11の出射側に設けられ、光源11からの光を振幅変調して出射する振幅変調マスク14と、振幅変調マスク14の出射側に設けられ、振幅変調マスク14により振幅変調された光を結像して被加工物18に照射し、被加工物18に貫通部20aとテーパ部20bとを有する少なくとも1つの後述するテーパ穴20を形成する結像光学系17と、を備えている。
次に、図2乃至図4を参照して、本実施の形態における振幅変調マスク14について説明する。図2は、振幅変調マスク14の出射側から見た場合の振幅変調マスク14を示す図である。なお本実施の形態において、振幅変調マスク14は、平板状の形状を有し、その平面部とレーザ光の入射および出射方向とが直交するよう配置されている。また図3は、図2に示す振幅変調マスク14のうち太枠で囲んだ領域を拡大して示す図であり、図4は、平板状の形状を有する振幅変調マスク14の側面を示す図である。
次に、図5および図6を参照して、レーザ光を用いて被加工物18に先細状テーパ穴20を形成する原理について説明する。ここで図5(a)は、結像光学系17から出射された光の被加工物18に対する結像面3fを示す図であり、図5(b)は、結像面17fにおける点像分布関数を示す図である。図5(c)は、結像面17fにおける点像分布関数と振幅変調マスク14における振幅変調単位領域14eとの関係を示す図であり、図5(d)は、結像面17fの点像分布関数内における光強度の概念を示す図である。図6(a)は、結像光学系17における瞳関数を示す図であり、図6(b)は、結像面17fにおける点像分布関数を示す図である。
はじめに、図7を参照して、振幅変調マスク14の設計手順について説明する。図7は、振幅変調マスク14を設計するためのフローチャートを示す図である。
(ロ)はじめに、被加工物18に形成するテーパ穴20の形状を入力する(S101)。例えば、被加工物18のうちレーザ光が入射される側の面における位置を(x,y)座標で表す場合の、位置(x,y)における加工深さS(x,y)を入力する。
(ハ)次に、レーザ光の照射回数mを入力する(S102)。
(ニ)次に、加工深さS(x,y)とレーザ光の照射回数mとに基づき、アブソレーションレートd(x,y)が算出される(S103)。
(ホ)その後、アブソレーションレートd(x,y)と〔数1〕とに基づき、所望形状を有するテーパ穴20を形成するために被加工物18に照射されるレーザ光の強度分布I(x,y)が算出される(S104)。
(ヘ)次に、レーザ光の強度分布I(x,y)と〔数9〕とに基づき、振幅変調マスク14の開口率D(a)が算出される(S105)。開口率D(a)は、振幅変調単位領域14eを単位として区分けされた領域ごとに算出される。
(ト)最後に、開口率D(a)に基づいて、振幅変調マスク14のパターンが決定される(S106)。例えば、振幅変調単位領域14eが一辺1μmの正方形からなり、ある振幅変調単位領域14eにおける開口率D(a)が0.43と算出されている場合、当該振幅変調単位領域14e内には一辺0.75μm(=(1−0.43)1/2×1.0μm)の正方形からなる第2振幅変調単位領域15bがパターンニングされる。
次に、本実施の形態におけるテーパ穴形成装置10を用いて、被加工物18にテーパ穴20を形成する方法について、図8を参照して説明する。図8(a)は、被加工物18に形成されるテーパ穴20を示す側面図であり、図8(b)は、被加工物18に形成されるテーパ穴20を示す平面図である。
次に、図9乃至図12を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図9乃至図12に示す第2の実施の形態は、図1乃至図8に示す第1の実施の形態におけるテーパ穴形成装置10の振幅変調マスク14が位相変調マスク24に置き換えられたものであり、他の構成は、図1乃至図8に示す第1の実施の形態と略同一である。図9乃至図12に示す第2の実施の形態において、図1乃至図9に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
はじめに、図9乃至図11を参照して、本実施の形態における位相変調マスク24について説明する。図9は、位相変調マスク24の出射側から見た場合の位相変調マスク24を示す図である。なお本実施の形態において、位相変調マスク24は、平板状の形状を有し、その平面部とレーザ光の入射および出射方向とが直交するよう配置されている。また図10は、図9に示す位相変調マスク24のうち太枠で囲んだ領域を拡大して示す図であり、図11は、平板状の形状を有する位相変調マスク24の側面を示す図である。
次に、本実施の形態において、レーザ光を用いて被加工物18に先細状テーパ穴20を形成する原理について説明する。なお、レーザ光の強度とアブレーション深さとの関係、および結像光学系17における物体面と結像面17fとの関係については、第1の実施の形態において説明した加工の原理の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
まず、図12を参照して、位相変調マスク24の設計手順について説明する。図12は、位相変調マスク24を設計するためのフローチャートを示す図である。
(ロ)はじめに、被加工物18に形成するテーパ穴20の形状を入力する(S201)。例えば、被加工物18のうちレーザ光が入射される側の面における位置を(x,y)座標で表す場合の、位置(x,y)における加工深さD(x,y)を入力する。
(ハ)次に、レーザ光の照射回数mを入力する(S202)。
(ニ)次に、加工深さS(x,y)とレーザ光の照射回数mとに基づき、アブソレーションレートd(x,y)が算出される(S203)。
(ホ)その後、アブソレーションレートd(x,y)と〔数1〕とに基づき、所望形状を有するテーパ穴20を形成するために被加工物18に照射されるレーザ光の強度分布I(x,y)が算出される(S204)。
(ヘ)次に、レーザ光の強度分布I(x,y)と〔数14〕とに基づき、位相変調マスク24における第2位相変調単位領域25bの面積率D(p)が算出される(S205)。面積率D(p)は、位相変調単位領域24eを単位として区分けされた領域ごとに算出される。
(ト)最後に、面積率D(p)に基づいて、位相変調マスク24のパターンが決定される。例えば、位相変調単位領域24eが一辺1μmの正方形からなり、ある位相変調単位領域24eにおける面積率D(p)が0.57と算出されている場合、当該位相変調単位領域24e内には一辺0.75μm(=(0.57)1/2×1.0μm)の正方形からなる凸部が第2位相変調単位領域25bとして形成される。
次に、本実施の形態における位相変調マスク24を備えたテーパ穴形成装置10を用いて、被加工物18にテーパ穴20が形成される。本実施の形態におけるテーパ穴形成方法は、第1の実施の形態におけるテーパ穴形成方法と同一であるので、詳細な説明は省略する。
次に、図19乃至図23を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図19乃至図23に示す第3の実施の形態においては、被加工物に照射される光の光強度の分布は、光の中央部と光の傾斜部との間の境界において、光の中央部から降下する段部を含むとともに、光の傾斜部において、光の中央部に隣接する領域から光の周縁部に隣接する領域に向かって光強度が減少するよう分布している。図19乃至図23に示す第3の実施の形態において、他の構成は、図1乃至図8に示す第1の実施の形態と略同一である。図19乃至図23に示す第3の実施の形態において、図1乃至図8に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
はじめに、図19を参照して、本実施の形態において被加工物18に形成されるテーパ穴20について説明する。図19は、本実施の形態において、被加工物に形成されるテーパ穴を示す側面図ある。
本実施の形態におけるテーパ穴形成装置10は、振幅変調マスク14の各振幅変調単位領域14eにおける第1振幅変調単位領域15aの占有率の分布が、後述するように、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部14aと振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部14bとの間の境界14fにおいて、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部14aから降下する段部14gを含む点が異なるのみであり、他の構成は、図1乃至図8に示す第1の実施の形態におけるテーパ穴形成装置10と略同一である。以下、本実施の形態における振幅変調マスク14について詳述する。
図20および図21を参照して、本実施の形態における振幅変調マスク14について説明する。図20は、本実施の形態において、振幅変調マスクの出射側を示す図であり、図21は、本実施の形態において、振幅変調マスクにおける第1振幅変調単位領域の占有率の分布を示す図である。
(Ca10)2−(Ta10)2≧0.05×(Ca10)2
の関係が満たされるよう振幅変調マスク14が設計されている。
次に、本実施の形態におけるテーパ穴形成装置10を用いて、被加工物18にテーパ穴20を形成する方法について、図22を参照して説明する。図22(a)は、本実施の形態において、被加工物に形成されるテーパ穴を示す側面図であり、図22(b)は、被加工物に照射されるレーザ光の強度分布Iを示す図である。なお本実施の形態において、レーザ光による加工の原理、および振幅変調マスク14の設計手順は、図1乃至図8に示す第1の実施の形態の場合と同一であるため、説明は省略する。
(Ca10)2−(Ta10)2≧0.05×(Ca10)2
の関係が満たされるよう設計されている。このため、被加工物18に照射されるレーザ光の光強度の分布を、光の中央部51aと光の傾斜部51bとの間の境界51dにおいて、光の中央部51aから降下する段部53bを含むよう分布させることができる。このことにより、1つの振幅変調マスク14により、被加工物18に、光の照射方向に平行に延びるストレート部20eと、任意のテーパ角で先細になるとともにストレート部20eとなめらかにつなげられたテーパ部20bとを有するテーパ穴20を短い加工時間で精度良く形成することができる。
比較例においては、はじめに図23(a)に示すように、第1の変調マスク111により変調されたレーザ光により、被加工物18にテーパ穴20のテーパ部20bを形成する。ここで、第1の変調マスク111は、図23(a)に示すように、石英ガラス層111aと光遮蔽膜111bとからなり、光遮蔽膜111bには、テーパ穴20のテーパ部20bに対応する開口部111cが形成されている。また、第1の変調マスク111に入射されるレーザ光の強度は、テーパ部20bの所望のテーパ角に応じて、図18に示すテーパ角とエネルギ密度の関係に基づいて決定される。
このことにより、被加工物18に、光エネルギを低下させることなく、任意のテーパ角を有するテーパ穴20を形成することができるとともに、先端部20cからレーザ光の照射方向に平行に延びる円柱状のストレート部20eと、基端部20dからストレート部20eに向って先細になるテーパ部20bとを有するテーパ穴20を形成することができる。
このように、1枚の振幅変調マスク14を用いることによりテーパ穴20を形成することができるため、マスク交換作業は不要である。このため、工程に要する時間を短縮できるとともに、テーパ穴20のテーパ部20bとストレート部20eとをなめらかにつなげることができる。また、光エネルギを低下させることなく任意のテーパ角を有するテーパ穴20を形成することができるため、より少ない照射回数かつ短時間でテーパ穴20を形成することができる。
次に図24(a)(b)(c)を参照して、本発明の第3の実施の形態の変形例について説明する。図24(a)(b)(c)に示す第3の実施の形態の変形例は、被加工物18に照射される光強度の分布が、光の中央部と光の傾斜部との間の境界において、光の中央部から光の傾斜部に向って一定の幅をもって降下する段部を含む点が異なるのみであり、他の構成は、図19乃至図22に示す第3の実施の形態と略同一である。図24(a)(b)(c)に示す第3の実施の形態の変形例において、図19乃至図22に示す第3の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
次に図25および図26を参照して、本発明の第3の実施の形態のその他の変形例について説明する。図25および図26に示す第3の実施の形態のその他の変形例は、光の傾斜部における光強度の分布が、光の中央部に隣接する領域から光の周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布しているとともに、光の傾斜部における光強度の分布の減少率が、光の中央部に隣接する領域から光の周縁部に隣接する領域に向かうにつれて小さくなる点が異なるのみであり、他の構成は、図19乃至図22に示す第3の実施の形態と略同一である。図25および図26に示す第3の実施の形態のその他の変形例において、図19乃至図22に示す第3の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、図27および図28を参照して、本発明の第4の実施の形態について説明する。図27および図28に示す第4の実施の形態は、図19乃至図22に示す第3の実施の形態におけるテーパ穴形成装置10の振幅変調マスクが位相変調マスクに置き換えられたものであり、他の構成は、図19乃至図22に示す第3の実施の形態と略同一である。図27および図28に示す第4の実施の形態において図19乃至図22に示す第3の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
はじめに、図27および図28を参照して、本実施の形態における位相変調マスクについて説明する。図27は、本発明の第4の実施の形態において、位相変調マスクの出射側を示す図であり、図28は、本発明の第4の実施の形態において、位相変調マスクにおける第1および第2位相変調単位領域の占有率の分布を示す図である。
(Cp10−Cp20)2−(Tp10−Tp20)2≧0.05×(Cp10−Cp20)2
の関係が満たされるよう位相変調マスク24が設計されている。
次に、本実施の形態における位相変調マスク24を備えたテーパ穴形成装置10を用いて、被加工物18にテーパ穴20を形成する。本実施の形態におけるテーパ穴形成方法は、図19乃至図22に示す第3の実施の形態におけるテーパ穴形成方法と同一であるので、詳細な説明は省略する。
(Cp10−Cp20)2−(Tp10−Tp20)2≧0.05×(Cp10−Cp20)2
の関係が満たされるよう設計されている。このため、被加工物18に照射されるレーザ光の光強度の分布を、光の中央部51aと光の傾斜部51bとの間の境界51dにおいて、光の中央部51aから降下する段部53bを含むよう分布させることができる。このことにより、1つの位相変調マスク24により、被加工物18に、光の照射方向に平行に延びるストレート部20eと、任意のテーパ角で先細になるとともにストレート部20eとなめらかにつなげられたテーパ部20bとを有するテーパ穴20を短い加工時間で精度良く形成することができる。
次に、本発明の実施例について説明する。はじめに、第1の実施の形態における振幅変調マスク14を備えたテーパ穴形成装置10を用いて、被加工物18にテーパ穴20を形成した例(実施例1)について、図13乃至図15を参照して説明する。
(1) 光源 レーザ光源:XeClエキシマレーザ、波長:308nm、発振時間(1パルスあたり):30ns 光強度:1110mJ/cm2
(2) 振幅変調マスク 第1振幅変調単位領域の光透過率:1、第2振幅変調単位領域の光透過率:0
(3) 結像光学系 結像光学系倍率:1/5、結像側開口数(NA):0.15、コヒーレント
(4) コヒーレントファクタ 0.5
この場合、結像光学系17の点像分布範囲の半径R=1.25μmとなる。従って、振幅変調マスク14の振幅変調単位領域14eを結像光学系17の結像面17fに換算した振幅変調単位換算領域が、結像光学系17の点像分布範囲の半径Rよりも少なくとも一方向に関して小さくなるよう、振幅変調マスク14の振幅変調単位領域14eを一辺5μmの正方形(結像光学系17の結像面17fに換算した振幅変調単位換算領域は一辺1μmの正方形)に設定した。
これに比べて、本発明の振幅変調マスク14を備えたテーパ穴形成装置10を用いた場は、先端部20cにおける内径のばらつきが小さいテーパ穴20を、短い時間で作製することができた。
次に、実施例1における振幅変調マスク14を第2の実施の形態における位相変調マスク24に置き換えて、被加工物18にテーパ穴20を形成した例について、図16を参照して説明する。なお本実施例において、第1位相変調単位領域25aを通過したレーザ光と第2位相変調単位領域25bを通過したレーザ光との間の位相差が180度となるよう、位相変調マスク24の凹部の深さが設計されている。
次に、実施例1における振幅変調マスク14を第3の実施の形態における振幅変調マスク14に置き換えて、図19に示すテーパ穴20を被加工物18に形成した例について説明する。
(Ca10)2−(Ta10)2≧0.05×(Ca10)2
の関係が満たされている。
次に、実施例2における位相変調マスク24を第4の実施の形態における位相変調マスク24に置き換えて、被加工物18にテーパ穴20を形成した例について、図30を参照して説明する。なお本実施例において、第1位相変調単位領域25aを通過したレーザ光と第2位相変調単位領域25bを通過したレーザ光との間の位相差が180度の奇数倍となるよう、位相変調マスク24の凹部の深さが設計されている。
(Cp10−Cp20)2−(Tp10−Tp20)2≧0.05×(Cp10−Cp20)2
の関係が満たされている。
11 光源
12 レーザ光源
13 照明光学系
14 振幅変調マスク
14a 振幅変調マスクテーパ穴形成中央部
14b 振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部
14c 振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部
14e 振幅変調単位領域
14f 中央部と傾斜部との間の境界
14g 傾斜部と周縁部との間の境界
15a 第1振幅変調単位領域
15b 第2振幅変調単位領域
16a 石英ガラス
16b 光遮蔽膜
17 結像光学系
17a 凸レンズ
17b 凸レンズ
17c 開口絞り
17e 円筒形
17f 結像面
17g 単位円
17h ベクトル
17k 開口部
17l 点像分布範囲
18 被加工物
18a テーパ穴の貫通部が形成される領域
18b テーパ穴のテーパ部が形成される領域
18c テーパ穴が形成されない領域
19 加工台
20 テーパ穴
20a テーパ穴の貫通部
20b テーパ穴のテーパ部
20c テーパ穴の先端部
20d テーパ穴の基端部
20e テーパ穴のストレート部
20f 底部分
24 位相変調マスク
24a 位相変調マスクテーパ穴形成中央部
24b 位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部
24c 位相変調マスクテーパ穴形成周縁部
24e 位相変調単位領域
24f 中央部と傾斜部との間の境界
24g 傾斜部と周縁部との間の境界
25a 第1位相変調単位領域
25b 第2位相変調単位領域
26 石英ガラス
31a 高位平坦部
31b 段部
31c 減少部
31d 低位平坦部
31e 二点鎖線
31f 減少部
31g 二点鎖線
41a 高位平坦部
41b 段部
41c 減少部
41d 低位平坦部
41e 二点鎖線
43a 高位平坦部
43b 段部
43c 減少部
43d 低位平坦部
44a 低位平坦部
44b 段部
44c 増加部
44d 高位平坦部
51a 光の中央部
51b 光の傾斜部
51c 光の周縁部
51d 中央部と傾斜部との間の境界
51e 傾斜部と周縁部との間の境界
53a 光強度の高位平坦部
53b 光強度の段部
53c 光強度の減少部
53d 光強度の低位平坦部
53e 二点鎖線
55 ピーク
100 従来のテーパ穴形成装置
101 光源
102 レーザ光源
103 照明光学系
104 マスク
105 石英ガラス層
106 光遮蔽膜
106a 開口部
107 結像光学系
108 ノズル形成用シート
109 ステージ
110 ノズル
110b ノズルのテーパ部
110c ノズルの先端部
111 第1の変調マスク
111a 石英ガラス層
111b 光遮蔽膜
111c 開口部
112 第2の変調マスク
112a 石英ガラス層
112b 光遮蔽膜
112c 開口部
Claims (25)
- 光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置において、
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を変調して出射する変調マスクと、
前記変調マスクの出射側に設けられ、変調マスクにより変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記変調マスクは、振幅変調マスクまたは位相変調マスクからなり、
前記変調マスクは、複数の変調単位領域からなり、
前記変調マスクにより変調され出射された光は、前記変調単位領域に基づく光強度分布を有し、
被加工物に照射される光の光強度は、被加工物においてテーパ穴の貫通部若しくは底部分が形成される領域に照射される光の中央部と、被加工物においてテーパ穴のテーパ部が形成される領域に照射される光の傾斜部と、被加工物においてテーパ穴が形成されない領域に照射される光の周縁部とで異なり、
前記光の中央部の光強度は、前記光の傾斜部の光強度よりも大きく、
前記光の傾斜部の光強度は、前記光の周縁部の光強度よりも大きく、
前記光の傾斜部における光強度の分布は、光の傾斜部のうち前記光の中央部に隣接する領域から前記光の周縁部に隣接する領域に向かって光強度が減少するよう分布しており、
前記変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義されることを特徴とするテーパ穴形成装置。 - 光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置において、
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を変調して出射する変調マスクと、
前記変調マスクの出射側に設けられ、変調マスクにより変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記変調マスクは、振幅変調マスクまたは位相変調マスクからなり、
前記変調マスクは、複数の変調単位領域からなり、
前記変調マスクにより変調され出射された光は、前記変調単位領域に基づく光強度分布を有し、
被加工物に照射される光の光強度は、被加工物においてテーパ穴の貫通部若しくは底部分が形成される領域に照射される光の中央部と、被加工物においてテーパ穴のテーパ部が形成される領域に照射される光の傾斜部と、被加工物においてテーパ穴が形成されない領域に照射される光の周縁部とで異なり、
前記光の中央部の光強度は、前記光の傾斜部の光強度よりも大きく、
前記光の傾斜部の光強度は、前記光の周縁部の光強度よりも大きく、
光強度の分布は、前記光の中央部と前記光の傾斜部との間の境界において、光の中央部から降下する段部を含むとともに、光の傾斜部において、光の中央部に隣接する領域から前記光の周縁部に隣接する領域に向かって光強度が減少するよう分布しており、
前記変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義されることを特徴とするテーパ穴形成装置。 - 光の傾斜部における光強度の分布は、光の中央部に隣接する領域から前記光の周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布しているとともに、光の傾斜部における光強度の分布の減少率は、光の中央部に隣接する領域から光の周縁部に隣接する領域に向かうにつれて小さくなることを特徴とする請求項2に記載のテーパ穴形成装置。
- 光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置において、
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を変調して出射する変調マスクと、
前記変調マスクの出射側に設けられ、変調マスクにより変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記変調マスクは、振幅変調マスクまたは位相変調マスクからなり、
前記変調マスクは、複数の変調単位領域からなり、
前記変調マスクにより変調され出射された光は、前記変調単位領域に基づく光強度分布を有し、
被加工物に照射される光の光強度は、被加工物においてテーパ穴の貫通部若しくは底部分が形成される領域に照射される光の中央部と、被加工物においてテーパ穴のテーパ部が形成される領域に照射される光の傾斜部と、被加工物においてテーパ穴が形成されない領域に照射される光の周縁部とで異なり、
前記光の中央部の光強度は、前記光の傾斜部の光強度よりも大きく、
前記光の傾斜部の光強度は、前記光の周縁部の光強度よりも大きく、
光強度の分布は、前記光の中央部と前記光の傾斜部との間の境界において、光の中央部から降下する段部を含むとともに、光の傾斜部において、光の中央部に隣接する領域から前記光の周縁部に隣接する領域に向かって光強度が減少するよう分布しており、
前記変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
光強度の分布に含まれる前記段部の幅は、2×Rよりも小さいことを特徴とするテーパ穴形成装置。 - 光の傾斜部における光強度の分布は、光の中央部に隣接する領域から前記光の周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布しているとともに、光の傾斜部における光強度の分布の減少率は、光の中央部に隣接する領域から光の周縁部に隣接する領域に向かうにつれて小さくなることを特徴とする請求項4に記載のテーパ穴形成装置。
- 光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置において、
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を振幅変調して出射する平板状の振幅変調マスクと、
前記振幅変調マスクの出射側に設けられ、振幅変調マスクにより振幅変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記振幅変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成中央部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部および振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の振幅変調単位領域からなり、振幅変調マスクにより振幅変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記振幅変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記振幅変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した振幅変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記振幅変調単位領域は、第1の光透過率を有する第1振幅変調単位領域と、第1の光透過率よりも小さい第2の光透過率を有する第2振幅変調単位領域と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部における第1振幅変調単位領域の占有率をCa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1振幅変調単位領域の占有率をTa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1振幅変調単位領域の占有率をFa1とするとき、Ca1>Ta1>Fa1の関係を満たし、 前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部におけるTa1の分布は、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かってTa1が減少するよう分布していることを特徴とするテーパ穴形成装置。 - 光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置において、
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を振幅変調して出射する平板状の振幅変調マスクと、
前記振幅変調マスクの出射側に設けられ、振幅変調マスクにより振幅変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記振幅変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成中央部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部および振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の振幅変調単位領域からなり、振幅変調マスクにより振幅変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記振幅変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記振幅変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した振幅変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記振幅変調単位領域は、第1の光透過率を有する第1振幅変調単位領域と、第1の光透過率よりも小さい第2の光透過率を有する第2振幅変調単位領域と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部における第1振幅変調単位領域の占有率をCa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1振幅変調単位領域の占有率をTa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1振幅変調単位領域の占有率をFa1とするとき、Ca1>Ta1>Fa1の関係を満たし、 第1振幅変調単位領域の占有率の分布は、前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部と前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部との間の境界において、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部から降下する段部を含むとともに、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部において、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布していることを特徴とするテーパ穴形成装置。 - 前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部のうち、前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部に隣接する領域における第1振幅変調単位領域の占有率をCa10とし、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域における第1振幅変調単位領域の占有率をTa10とするとき、
(Ca10)2−(Ta10)2≧0.05×(Ca10)2の関係を満たすことを特徴とする請求項7に記載のテーパ穴形成装置。 - 前記第1振幅変調単位領域の第1の光透過率は1であり、
前記第2振幅変調単位領域の第2の光透過率は0であることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載のテーパ穴形成装置。 - 前記第1振幅変調単位領域は、光透過性基板からなり、
前記第2振幅変調単位領域は、光透過性基板に金属もしくは金属酸化物もしくは金属と金属酸化物の積層体からなる光遮蔽膜をパターンニングした積層体からなることを特徴とする請求項9に記載のテーパ穴形成装置。 - 光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置において、
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を位相変調して出射する平板状の位相変調マスクと、
前記位相変調マスクの出射側に設けられ、位相変調マスクにより位相変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記位相変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成中央部と、各位相変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する位相変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部および位相変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の位相変調単位領域からなり、位相変調マスクにより位相変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記位相変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記位相変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した位相変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記位相変調マスクの前記変調単位領域は、第1の位相変調量を有する第1位相変調単位領域と、第2の位相変調量を有する第2位相変調単位領域と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部における第1位相変調単位領域の占有率をCp1、第2位相変調単位領域の占有率をCp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1位相変調単位領域の占有率をTp1、第2位相変調単位領域の占有率をTp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1位相変調単位領域の占有率をFp1、第2位相変調単位領域の占有率をFp2とするとき、{(Cp1−Cp2)の絶対値}>{(Tp1−Tp2)の絶対値}>{(Fp1−Fp2)の絶対値}の関係を満たし、
前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部におけるTp1およびTp2の分布は、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かって{(Tp1−Tp2)の絶対値}が減少するよう分布していることを特徴とするテーパ穴形成装置。 - 光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置において、
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を位相変調して出射する平板状の位相変調マスクと、
前記位相変調マスクの出射側に設けられ、位相変調マスクにより位相変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記位相変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成中央部と、各位相変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する位相変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部および位相変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の位相変調単位領域からなり、位相変調マスクにより位相変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記位相変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記位相変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した位相変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記位相変調マスクの前記変調単位領域は、第1の位相変調量を有する第1位相変調単位領域と、第2の位相変調量を有する第2位相変調単位領域と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部における第1位相変調単位領域の占有率をCp1、第2位相変調単位領域の占有率をCp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1位相変調単位領域の占有率をTp1、第2位相変調単位領域の占有率をTp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1位相変調単位領域の占有率をFp1、第2位相変調単位領域の占有率をFp2とするとき、{(Cp1−Cp2)の絶対値}>{(Tp1−Tp2)の絶対値}>{(Fp1−Fp2)の絶対値}の関係を満たし、
{(第1位相変調単位領域の占有率−第2位相変調単位領域の占有率)の絶対値}の分布は、前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部と前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部との間の境界において、位相変調マスクテーパ穴形成中央部から降下する段部を含むとともに、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部において、位相変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布していることを特徴とするテーパ穴形成装置。 - 前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部のうち、前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部に隣接する領域における第1位相変調単位領域の占有率をCp10、第2位相変調単位領域の占有率をCp20とし、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち、位相変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域における第1位相変調単位領域の占有率をTp10、第2位相変調単位領域の占有率をTp20とするとき、
(Cp10−Cp20)2−(Tp10−Tp20)2≧0.05×(Cp10−Cp20)2
の関係を満たすことを特徴とする請求項12に記載のテーパ穴形成装置。 - 前記第1位相変調単位領域の第1の位相変調量と、前記第2位相変調単位領域の第2の位相変調量とが180度異なることを特徴とする請求項11乃至13のいずれかに記載のテーパ穴形成装置。
- 前記第1位相変調単位領域の第1の位相変調量と、前記第2位相変調単位領域の第2の位相変調量とが180度の奇数倍だけ異なることを特徴とする請求項11乃至13のいずれかに記載のテーパ穴形成装置。
- 光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を振幅変調して出射する平板状の振幅変調マスクと、
前記振幅変調マスクの出射側に設けられ、振幅変調マスクにより振幅変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置、
に組み込まれた振幅変調マスクにおいて、
前記振幅変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成中央部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部および振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の振幅変調単位領域からなり、振幅変調マスクにより振幅変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記振幅変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記振幅変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した振幅変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記振幅変調単位領域は、第1の光透過率を有する第1振幅変調単位領域と、第1の光透過率よりも小さい第2の光透過率を有する第2振幅変調単位領域と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部における第1振幅変調単位領域の占有率をCa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1振幅変調単位領域の占有率をTa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1振幅変調単位領域の占有率をFa1とするとき、Ca1>Ta1>Fa1の関係を満たし、 前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部におけるTa1の分布は、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かってTa1が減少するよう分布していることを特徴とする振幅変調マスク。 - 光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を振幅変調して出射する平板状の振幅変調マスクと、
前記振幅変調マスクの出射側に設けられ、振幅変調マスクにより振幅変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置、
に組み込まれた振幅変調マスクにおいて、
前記振幅変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成中央部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部および振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の振幅変調単位領域からなり、振幅変調マスクにより振幅変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記振幅変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記振幅変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した振幅変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記振幅変調単位領域は、第1の光透過率を有する第1振幅変調単位領域と、第1の光透過率よりも小さい第2の光透過率を有する第2振幅変調単位領域と、からなり、
前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部における第1振幅変調単位領域の占有率をCa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1振幅変調単位領域の占有率をTa1、前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1振幅変調単位領域の占有率をFa1とするとき、Ca1>Ta1>Fa1の関係を満たし、 第1振幅変調単位領域の占有率の分布は、前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部と前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部との間の境界において、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部から降下する段部を含むとともに、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部において、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記振幅変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布していることを特徴とする振幅変調マスク。 - 前記振幅変調マスクテーパ穴形成中央部のうち、前記振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部に隣接する領域における第1振幅変調単位領域の占有率をCa10とし、振幅変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち、振幅変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域における第1振幅変調単位領域の占有率をTa10とするとき、
(Ca10)2−(Ta10)2≧0.05×(Ca10)2の関係を満たすことを特徴とする請求項17に記載の振幅変調マスク。 - 前記第1振幅変調単位領域の第1の光透過率が1であり、
前記第2振幅変調単位領域の第2の光透過率が0であることを特徴とする請求項16乃至18のいずれかに記載の振幅変調マスク。 - 前記第1振幅変調単位領域は、光透過性基板からなり、
前記第2振幅変調単位領域は、光透過性基板に金属もしくは金属酸化物もしくは金属と金属酸化物の積層体からなる光遮蔽膜をパターンニングした積層体からなることを特徴とする請求項19に記載の振幅変調マスク。 - 光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を位相変調して出射する平板状の位相変調マスクと、
前記位相変調マスクの出射側に設けられ、位相変調マスクにより位相変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置、
に組み込まれた位相変調マスクにおいて、
前記位相変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成中央部と、各位相変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する位相変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部および位相変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の位相変調単位領域からなり、位相変調マスクにより位相変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記位相変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記位相変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した位相変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記位相変調単位領域は、第1の位相変調量を有する第1位相変調単位領域と、第2の位相変調量を有する第2位相変調単位領域と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部における第1位相変調単位領域の占有率をCp1、第2位相変調単位領域の占有率をCp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1位相変調単位領域の占有率をTp1、第2位相変調単位領域の占有率をTp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1位相変調単位領域の占有率をFp1、第2位相変調単位領域の占有率をFp2とするとき、{(Cp1−Cp2)の絶対値}>{(Tp1−Tp2)の絶対値}>{(Fp1−Fp2)の絶対値}の関係を満たし、
前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部におけるTp1およびTp2の分布は、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かって{(Tp1−Tp2)の絶対値}が減少するよう分布していることを特徴とする位相変調マスク。 - 光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、光源からの光を位相変調して出射する平板状の位相変調マスクと、
前記位相変調マスクの出射側に設けられ、位相変調マスクにより位相変調された光を結像して被加工物に照射し、被加工物にテーパ穴を形成する結像光学系と、を備え、
前記光源から出射された光を被加工物に照射することにより、被加工物に貫通部若しくは底部分と、テーパ部とを有する少なくとも1つの先細状テーパ穴を形成するテーパ穴形成装置、
に組み込まれた位相変調マスクにおいて、
前記位相変調マスクは、前記テーパ穴の貫通部若しくは底部分に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成中央部と、各位相変調マスクテーパ穴形成中央部の周縁に位置し、テーパ穴のテーパ部に照射される光を変調する位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部と、各位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部の周縁に位置する位相変調マスクテーパ穴形成周縁部と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部および位相変調マスクテーパ穴形成周縁部はそれぞれ複数の位相変調単位領域からなり、位相変調マスクにより位相変調され出射された光は、前記結像光学系の結像面に前記位相変調単位領域に基づく光強度分布を生成し、
前記位相変調単位領域を前記結像光学系の結像面に換算した位相変調単位換算領域は、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも少なくとも一方向に関して小さく、
前記結像光学系の点像分布範囲の半径Rは、光の中心波長をλとし、結像光学系の出射側の開口数をNAとするとき、R=0.61λ/NAで定義され、
前記位相変調単位領域は、第1の位相変調量を有する第1位相変調単位領域と、第2の位相変調量を有する第2位相変調単位領域と、からなり、
前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部における第1位相変調単位領域の占有率をCp1、第2位相変調単位領域の占有率をCp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部における第1位相変調単位領域の占有率をTp1、第2位相変調単位領域の占有率をTp2とし、前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部における第1位相変調単位領域の占有率をFp1、第2位相変調単位領域の占有率をFp2とするとき、{(Cp1−Cp2)の絶対値}>{(Tp1−Tp2)の絶対値}>{(Fp1−Fp2)の絶対値}の関係を満たし、
{(第1位相変調単位領域の占有率−第2位相変調単位領域の占有率)の絶対値}の分布は、前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部と前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部との間の境界において、位相変調マスクテーパ穴形成中央部から降下する段部を含むとともに、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部において、位相変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域から前記位相変調マスクテーパ穴形成周縁部に隣接する領域に向かって減少するよう分布していることを特徴とする位相変調マスク。 - 前記位相変調マスクテーパ穴形成中央部のうち、前記位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部に隣接する領域における第1位相変調単位領域の占有率をCp10、第2位相変調単位領域の占有率をCp20とし、位相変調マスクテーパ穴形成傾斜部のうち、位相変調マスクテーパ穴形成中央部に隣接する領域における第1位相変調単位領域の占有率をTp10、第2位相変調単位領域の占有率をTp20とするとき、
(Cp10−Cp20)2−(Tp10−Tp20)2≧0.05×(Cp10−Cp20)2
の関係を満たすことを特徴とする請求項22に記載の位相変調マスク。 - 前記第1位相変調単位領域の第1の位相変調量と、前記第2位相変調単位領域の第2の位相変調量とが180度異なることを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載の位相変調マスク。
- 前記第1位相変調単位領域の第1の位相変調量と、前記第2位相変調単位領域の第2の位相変調量とが180度の奇数倍だけ異なることを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載の位相変調マスク。
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