JPH06292988A - Device and method for film processing - Google Patents
Device and method for film processingInfo
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- JPH06292988A JPH06292988A JP5112355A JP11235593A JPH06292988A JP H06292988 A JPH06292988 A JP H06292988A JP 5112355 A JP5112355 A JP 5112355A JP 11235593 A JP11235593 A JP 11235593A JP H06292988 A JPH06292988 A JP H06292988A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池、ディスプレ
イ装置等に用いられる透光性導電膜のフォトレジストを
用いることなく、線状の紫外光による直接描画を行なっ
て選択加工ができる被膜加工装置および被膜加工方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film processing which can be selectively processed by direct drawing with linear ultraviolet light without using a photoresist of a translucent conductive film used for solar cells, display devices and the like. The present invention relates to an apparatus and a coating processing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】透光性導電膜のフォトレジストを用いる
ことのない被膜加工方法としては、レ−ザ加工技術が知
られている。そして、光加工に用いるレーザは、たとえ
ばYAGレ−ザ光（波長1.06μｍ）がある。この波長によ
るレ−ザ加工方法においては、スポット状のビ−ムを被
加工部材に照射すると共に、このビ−ムを加工方向に走
査し、点の連続の鎖状に開溝を形成せんとするものであ
る。そのため、このビ−ムの走査スピ−ドと、加工に必
要なエネルギー密度とは、被加工部材の熱伝導度、昇華
性に加えて、きわめて微妙に相互作用する。そのため、
レ−ザ加工技術は、工業化に際しての生産性を向上させ
つつ、最適品質を保証するマ−ジンが少ないという欠点
を有する。2. Description of the Related Art A laser processing technique is known as a film processing method without using a photoresist of a transparent conductive film. The laser used for optical processing is, for example, YAG laser light (wavelength 1.06 μm). In the laser processing method using this wavelength, a spot-shaped beam is applied to the member to be processed, and the beam is scanned in the processing direction to form open grooves in a chain of dots. To do. Therefore, the scanning speed of this beam and the energy density required for processing interact very delicately in addition to the thermal conductivity and sublimability of the workpiece. for that reason,
The laser processing technique has a drawback in that the amount of margin for ensuring optimum quality is small while improving productivity in industrialization.
【０００３】さらに、そのレ−ザ光の光学的エネルギー
バンド幅は、1.23eV(1.06 μｍ）しかない。他方、ガラ
ス基板または半導体上に形成されている被加工部材、た
とえば、透光性導電膜は、３eVないし４eVの光学的エネ
ルギーバンド幅を有する。このため、酸化スズ、酸化イ
ンジュ−ム(ITOを含む) 、酸化亜鉛(ZnO) 等の透光性導
電膜は、YAG レ−ザ光に対して十分な光吸収性を有して
いない。また、YAG レ−ザ光のＱスイッチ発振を用いる
レ−ザ加工方式においては、レーザ光を平均0.5 W ない
し1W( 光径50μｍ、焦点距離40ｍｍ、パルス周波数3KH
z、パルス幅60ｎ秒の場合) の強さの光エネルギーを走
査スピ−ドが30ｃｍ/ 分ないし60ｃｍ/ 分で加えて加工
しなければならない。Further, the optical energy band width of the laser light is only 1.23 eV (1.06 μm). On the other hand, the member to be processed formed on the glass substrate or the semiconductor, for example, the transparent conductive film has an optical energy band width of 3 eV to 4 eV. Therefore, the translucent conductive film made of tin oxide, indium oxide (including ITO), zinc oxide (ZnO), etc. does not have sufficient light absorption for the YAG laser light. Further, in the laser processing method using the Q switch oscillation of the YAG laser light, the laser light has an average of 0.5 W to 1 W (light diameter 50 μm, focal length 40 mm, pulse frequency 3 KH
z, pulse width of 60 ns) must be applied at a scanning speed of 30 cm / min to 60 cm / min.
【０００４】その結果、このレ−ザ光により透光性導電
膜の加工は、行ない得るが、同時にその下側に設けられ
た基板、たとえばガラス基板に対して、マイクロクラッ
クを発生させ、損傷させてしまった。また、たとえば、
特開昭５７−９４４８２号公報には、エキシマレーザが
ビームエキスパンダで拡大された後、円柱レンズと矩形
スリットとによって、矩形ビームに形成され、この矩形
ビームの投影像を被加工部材表面に結像させて、その表
面を加工することが記載されている。As a result, the translucent conductive film can be processed by this laser light, but at the same time, microcracks are generated and damaged on the substrate provided below it, for example, the glass substrate. I got it. Also, for example,
In JP-A-57-94482, an excimer laser is expanded by a beam expander and then formed into a rectangular beam by a cylindrical lens and a rectangular slit, and a projected image of this rectangular beam is formed on the surface of a workpiece. It is described to image and to process the surface.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のYAG レ−ザ光を
用いた加工方式は、スポット状のビ−ムを繰り返し照射
しながら、被加工部材を走査する。たとえば、透光性導
電膜が形成されている基板にレーザビームを照射した場
合、レーザビームは、透光性導電膜を透過して、下地基
板に微小クラックを発生させる。このクラックは、レ−
ザ光によって形成される円形が連続してでき、いわゆる
「鱗」状に作られてしまった。また、従来におけるYAG
レ−ザ光のＱスイッチ発振を用いる方式は、そのレ−ザ
ビ−ムがパルス状であるため、その尖頭値の出力が長期
間の使用においてバラツキやすく、使用の度にモニタ−
でのチェックを必要とした。In the conventional processing method using YAG laser light, a workpiece is scanned while repeatedly irradiating a spot-like beam. For example, when a substrate on which a light-transmitting conductive film is formed is irradiated with a laser beam, the laser beam transmits through the light-transmitting conductive film and causes microcracks in the base substrate. This crack is
The circle formed by the light is continuous and has been made into a so-called "scale" shape. Also, conventional YAG
In the method using the Q-switch oscillation of the laser light, since the laser beam has a pulse shape, the output of the peak value is likely to vary during long-term use, and the monitor is used each time it is used.
Needed a check in.
【０００６】さらに、10μｍないし50μｍ幅の微細パタ
−ンは、基板の同一平面上に、多数選択的に形成させる
ことがまったく不可能であった。また、レーザビームを
照射した後、被加工部材の透光性導電膜の一部が残渣と
なる。この残渣は、レーザビームによって十分に絶縁物
化されていないため、酸溶液( 弗化水素系溶液) により
エッチングを行なわなければならなかった。また、従来
の技術は、光学系によってレーザビームを焦点距離より
先に結像することで被加工部材を微細に加工していた。
しかし、本出願人は、この方法において、二つの問題点
を発見した。すなわち、第１はシリンドリカルレンズの
球面収差である。このシリンドリカルレンズの球面収差
は、スリットによって絞られたレーザビームの一部が散
乱して、シリンドリカルレンズの周辺部を通過するため
に起きる。したがって、微細加工を行なうには、レンズ
の球面収差がある以上、その程度に限度があった。Further, it has been completely impossible to selectively form a large number of fine patterns having a width of 10 μm to 50 μm on the same plane of the substrate. Further, after irradiation with the laser beam, part of the light-transmitting conductive film of the member to be processed becomes a residue. Since this residue was not sufficiently made into an insulator by a laser beam, it had to be etched with an acid solution (hydrogen fluoride solution). Further, in the conventional technique, the workpiece is finely processed by forming an image of the laser beam before the focal length by the optical system.
However, the Applicant has discovered two problems with this method. That is, the first is the spherical aberration of the cylindrical lens. The spherical aberration of the cylindrical lens occurs because a part of the laser beam focused by the slit is scattered and passes through the peripheral portion of the cylindrical lens. Therefore, in order to carry out fine processing, there is a limit to the extent of spherical aberration of the lens.
【０００７】また、第２は被加工面の直前でレーザビー
ムの焦点が結ばれていることである。被加工部材の表面
の近傍でレーザビームの焦点が結ばれると、すなわちシ
リンドリカルレンズに対して平行なレーザビームと、シ
リンドリカルレンズの中心を通過するレーザビームは、
焦点に集められる。そして、レーザビームの集中される
焦点部分は、レーザビームに含まれている赤外線によっ
てプラズマ化されていることが判った。そして、この部
分でのプラズマ化は、波長の短い紫外線を散乱させ所望
の幅の加工を困難にしていることが判った。本発明は、
以上のような課題を解決するためのもので、被加工面に
線状に集光されたレーザビームを形成させること、その
線状に集光されたレーザビームとして球面収差の影響の
ない端部のきれが明確なレーザビームを得ること、およ
び被加工面においてレーザビームが散乱しない被膜加工
装置および被膜加工方法を提供することを目的とする。Second, the laser beam is focused just before the surface to be processed. When the laser beam is focused near the surface of the member to be processed, that is, the laser beam parallel to the cylindrical lens and the laser beam passing through the center of the cylindrical lens are
Focused on. Then, it was found that the focus portion where the laser beam was concentrated was turned into plasma by the infrared rays contained in the laser beam. Then, it was found that the plasma formation in this portion makes it difficult to process a desired width by scattering ultraviolet rays having a short wavelength. The present invention is
In order to solve the above problems, a linearly focused laser beam is formed on a surface to be processed, and the linearly focused laser beam has an end portion that is not affected by spherical aberration. It is an object of the present invention to obtain a laser beam with a clear break and to provide a film processing apparatus and a film processing method in which the laser beam does not scatter on the surface to be processed.
【０００８】[0008]
（第１発明）本発明の被膜加工装置は、エキシマレーザ
発生手段(1) と、前記エキシマレーザ発生手段(1) から
照射されたレーザビーム(20)を拡大するためのビームエ
キスパンダ(2) と、前記拡大されたレーザビーム(21)を
線状に集光するシリンドリカルレンズ(4) と、前記拡大
されたレーザビーム(21)から、その縁部が除去されるよ
うに構成するスリット(3) と、被加工部材(11)を載置し
た時の被加工面がシリンドリカルレンズ(4) の焦点距離
の内側に配置すると共に、一方向に移動させる移動テー
ブル(25)とから構成される。(First Invention) A coating processing apparatus of the present invention comprises an excimer laser generating means (1) and a beam expander (2) for expanding a laser beam (20) emitted from the excimer laser generating means (1). A cylindrical lens (4) for linearly focusing the expanded laser beam (21), and a slit (3) configured to remove the edge of the expanded laser beam (21). ) And a moving table (25) for moving the member to be processed in one direction while the surface to be processed when the member to be processed (11) is placed is arranged inside the focal length of the cylindrical lens (4).
【０００９】（第２発明）本発明の被膜加工方法は、エ
キシマレーザビームを発生させ、当該エキシマレーザビ
ームをビームエキスパンダ(2) によって拡大させる工程
と、前記ビームエキスパンダ(2) によって、拡大された
レーザビームをシリンドリカルレンズ(4)によって集光
する際に、球面収差の影響が発生しない間隔のスリット
(3) を用いて絞る工程と、シリンドリカルレンズ(4) の
焦点距離の内側に前記スリット(3)および被加工部材(1
1)の加工位置を配置する工程と、加工位置に配置された
被加工部材(11)を一方向に移動する工程とからなること
を特徴とする。(Second Invention) The coating processing method of the present invention comprises the steps of generating an excimer laser beam and expanding the excimer laser beam by a beam expander (2), and expanding by the beam expander (2). Slits at intervals so that the influence of spherical aberration does not occur when the focused laser beam is focused by the cylindrical lens (4).
(3) and the slit (3) and the workpiece (1) inside the focal length of the cylindrical lens (4).
It is characterized in that it comprises a step of arranging the processing position of 1) and a step of moving the member to be processed (11) arranged at the processing position in one direction.
【００１０】[0010]
（第１発明および第２発明）エキシマレ−ザ光は、初期
の光照射面が矩形で、その強さも照射面内で概略均一で
ある。ビ−ムエキスパンダは、レーザビームの幅を広
げ、ビーム形状を長方形にし、その面積を大面積化する
ものである。レンズは、レーザビームを線状に集光させ
るためのもので、ビ−ムエキスパンダでレーザビームの
幅を広げた後、その一方向に沿って筒状の棒状集光レン
ズ、たとえばシリンドリカルレンズによって、レーザビ
ームを線状に集光する。しかし、この線状に集光された
レーザビームの幅を50μｍ以下にするためには、このシ
リンドリカルレンズ( 棒状集光レンズ) の球面収差が無
視できなくなる。球面収差は、集光された光の周辺部に
ガウス分布に従った強度の弱くなる領域を発生させる。
そのため、線の端部のきれが明確でなくなる。加えて10
μｍないし30μｍ、たとえば20μｍの幅の線状の開溝を
作ることはさらに不可能になる。(First Invention and Second Invention) The excimer laser light has a rectangular initial light irradiation surface, and its intensity is substantially uniform within the irradiation surface. The beam expander expands the width of the laser beam and makes the beam shape rectangular so as to increase the area thereof. The lens is for linearly focusing the laser beam, and after widening the width of the laser beam with a beam expander, a cylindrical rod-shaped focusing lens, for example, a cylindrical lens is provided along one direction thereof. , Converge the laser beam linearly. However, in order to reduce the width of the linearly focused laser beam to 50 μm or less, the spherical aberration of this cylindrical lens (rod-shaped focusing lens) cannot be ignored. The spherical aberration causes a region of weak intensity according to a Gaussian distribution in the peripheral portion of the condensed light.
Therefore, the break at the end of the line becomes unclear. In addition 10
It becomes even more impossible to make linear grooves with a width of μm to 30 μm, for example 20 μm.
【００１１】このため、本発明において、ビームエキス
パンダによって拡大されたレーザビームは、シリンドリ
カルレンズを通す際に球面収差がでないように、シリン
ドリカルレンズの焦点の内側に配置されたスリットによ
ってその縁部が取り除かれる。すなわち、レーザビーム
は、シリンドリカルレンズに入射する前にスリットを通
ることにより、シリンドリカルレンズの球面収差が無視
できる幅に絞られる。そして、スリットとシリンドリカ
ルレンズとの距離が短いため、スリットを通過したレー
ザビームは、発散してシリンドリカルレンズの周辺部を
通過することがない。また、被加工面は、シリンドリカ
ルレンズの他方の焦点の内側、たとえば焦点の直前に配
置される。Therefore, in the present invention, the laser beam expanded by the beam expander has its edge portion formed by the slit arranged inside the focal point of the cylindrical lens so that spherical aberration does not occur when passing through the cylindrical lens. To be removed. That is, the laser beam passes through the slit before entering the cylindrical lens, so that the spherical aberration of the cylindrical lens is narrowed to a negligible width. Since the distance between the slit and the cylindrical lens is short, the laser beam that has passed through the slit does not diverge and pass through the peripheral portion of the cylindrical lens. The surface to be processed is arranged inside the other focus of the cylindrical lens, for example, immediately before the focus.
【００１２】被加工面を上記配置にすると、シリンドリ
カルレンズに対して平行に入射するレーザビーム、およ
びシリンドリカルレンズの中心を通過するレーザビーム
は、被加工面の後に位置する焦点に集まる。そのため、
被加工面の直前において、レーザビームどうしは、ぶつ
かることなく、プラズマ化されてレーザビームを散乱さ
せることもない。その結果、シリンドリカルレンズによ
って線状に集光されたレーザビームは、たとえば10μｍ
ないし30μｍ幅でかつ端部のきれを明確に照射できるよ
うになった。さらに、被加工部材を載置した移動テーブ
ルを移動させることにより、たとえば複数の開溝を高速
度で加工することができる。さらに、スリットおよび被
加工面をシリンドリカルレンズの焦点内に配置するた
め、微細加工が可能であると同時に、被膜加工装置の大
きさを小型化することができる。When the surface to be processed is arranged as described above, the laser beam incident parallel to the cylindrical lens and the laser beam passing through the center of the cylindrical lens are focused on the focal point located after the surface to be processed. for that reason,
Immediately before the surface to be processed, the laser beams do not collide with each other and are not turned into plasma to scatter the laser beams. As a result, the laser beam focused linearly by the cylindrical lens is, for example, 10 μm.
It became possible to irradiate the edges with a width of 30 μm or more and clearly. Furthermore, by moving the moving table on which the member to be processed is placed, for example, a plurality of open grooves can be processed at high speed. Further, since the slit and the surface to be processed are arranged within the focal point of the cylindrical lens, fine processing is possible and at the same time, the size of the film processing apparatus can be reduced.
【００１３】[0013]
【実 施 例】図１はエキシマレ−ザを用いた本発明の
一実施例で、被膜加工装置の系統図を示す。図２（Ａ）
ないし（Ｄ）は図１に示す系統図における各レーザビー
ムの形状を説明するための図である。図１において、被
膜加工装置は、エキシマレーザビーム(20)を発生するエ
キシマレーザ発生手段(1) と、当該エキシマレーザビー
ム(20)を拡大するビームエキスパンダ(2) と、ビームエ
キスパンダ(2) によって拡大されたビーム(21)の縁部を
削除して線状のレーザビーム(22)とするスリット(3)
と、当該スリット(3) から出る線状のレーザビーム(22)
を集光するシリンドリカルレンズ(4) と、表面上に被加
工部材(11)を形成する基板 (10) を載置して図示矢印方
向に移動する移動テーブル(25)とから構成される。[Examples] FIG. 1 is a system diagram of a film processing apparatus, which is an example of the present invention using an excimer laser. Figure 2 (A)
3D to 3D are views for explaining the shape of each laser beam in the system diagram shown in FIG. In FIG. 1, the coating processing apparatus comprises an excimer laser generating means (1) for generating an excimer laser beam (20), a beam expander (2) for expanding the excimer laser beam (20), and a beam expander (2). The slit (3) that removes the edge of the beam (21) expanded by) to make a linear laser beam (22)
And the linear laser beam (22) emitted from the slit (3).
It is composed of a cylindrical lens (4) for condensing light and a moving table (25) on which a substrate (10) forming a member (11) to be processed is placed and which moves in the direction of the arrow in the figure.
【００１４】上記被膜加工装置に使用したエキシマレ−
ザビームは、たとえば波長248 ｎｍ、エネルギーバンド
（Eg）＝5.0eV のものを用いた。すると、図２（Ａ）に
示すように、初期のエキシマレーザビ−ム(20)は、大き
さが16ｍｍ×20ｍｍで、効率3 ％であるため、350 mJを
有する。さらに、このエキシマレーザビ−ム(20)は、ビ
−ムエキスパンダ(2) によって長面積化または大面積に
拡大される。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、拡大
された後のエキシマレーザビーム(20)の大きさは、16ｍ
ｍ×300 ｍｍにする。この被膜加工装置は、この時、5.
6 ×10-2mJ/ ｍｍ2 のエネルギー密度を得た。Excimer used in the above film processing apparatus
The beam used has a wavelength of 248 nm and an energy band (Eg) of 5.0 eV, for example. Then, as shown in FIG. 2 (A), the initial excimer laser beam (20) has a size of 16 mm × 20 mm and an efficiency of 3%, and thus has 350 mJ. Further, the excimer laser beam (20) is made to have a long area or a large area by the beam expander (2). That is, as shown in FIG. 2 (B), the size of the excimer laser beam (20) after being expanded is 16 m.
Make it mx 300 mm. At this time, this film processing equipment is 5.
An energy density of 6 × 10 −2 mJ / mm 2 was obtained.
【００１５】次に、拡大されたレーザビーム(21)は、た
とえば２ｍｍ×300 ｍｍの間隔を有するスリット(3) を
透過した後、図２（Ｃ）に示すように、２ｍｍ×300 ｍ
ｍの線状のレ−ザビ−ム(22)となる。さらに、上記レー
ザビーム(22)は、合成石英製のシリンドリカルレンズ
(4) によって集光され、図２（Ｄ）に示すように、加工
面での開溝幅が20μｍとなるように集光された線状のレ
ーザビーム(23)となる。スリット(3) とシリンドリカル
レンズ(4) との距離は、シリンドリカルレンズ(4) の焦
点距離より短く配置した。この時、使用するスリット
(3) の幅は、特に決まっていないが、シリンドリカルレ
ンズ(4) の球面収差が影響しない程度にレ−ザビ−ムを
絞る必要がある。また、被加工部材(11)の開溝幅は、シ
リンドリカルレンズ(4) の性能により任意に選択可能で
ある。Next, the expanded laser beam (21) is transmitted through a slit (3) having a distance of, for example, 2 mm × 300 mm, and then 2 mm × 300 m as shown in FIG. 2 (C).
It becomes a linear laser beam (22) of m. Further, the laser beam (22) is a synthetic quartz cylindrical lens.
As a result, a linear laser beam (23) is focused by (4) and focused so that the groove width on the processed surface becomes 20 μm as shown in FIG. 2 (D). The distance between the slit (3) and the cylindrical lens (4) was set shorter than the focal length of the cylindrical lens (4). The slit used at this time
The width of (3) is not particularly determined, but it is necessary to narrow the laser beam to the extent that the spherical aberration of the cylindrical lens (4) does not affect. Further, the groove width of the member to be processed (11) can be arbitrarily selected depending on the performance of the cylindrical lens (4).
【００１６】図３は本発明の一実施例である被膜加工装
置によって基板上に形成されている被加工部材に開溝を
加工する際の説明図である。図３に示すように、長さ30
ｃｍ、幅20μｍの集光された線状のレーザビーム(23)
は、基板(10)上に形成された被加工部材(11)に照射さ
れ、開溝(5) 、(6) 、(7) が形成される。本実施例の場
合、被加工面として、ガラス上の透明導電膜(Eg ＝3.5e
V)を有する基板(10)に対して、エキシマレ−ザ(Questec
Inc. 製) を用いた。レーザビーム光は、KrF エキシマ
レ−ザによる248 ｎｍの光とした。なぜなら、その光の
光学的エネルギーバンド幅が5.0eV であるため、たとえ
ば被加工部材が透明導電膜の場合、被加工部材が十分光
を吸収し、透明導電膜のみを選択的に加工し得るからで
ある。FIG. 3 is an explanatory view of processing an open groove on a member to be processed formed on a substrate by a film processing apparatus which is an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, length 30
cm linear laser beam with a width of 20 μm (23)
Is irradiated on the workpiece (11) formed on the substrate (10) to form the open grooves (5), (6) and (7). In the case of the present embodiment, a transparent conductive film on glass (Eg = 3.5e
For the substrate (10) having V), the excimer laser (Questec
Inc.) was used. The laser beam was 248 nm light by a KrF excimer laser. Because the optical energy band width of the light is 5.0 eV, for example, when the member to be processed is a transparent conductive film, the member to be processed absorbs light sufficiently and only the transparent conductive film can be selectively processed. Is.
【００１７】レーザビーム光の照射幅は、20ｎ秒、繰り
返し周波数１Hzないし100Hz 、たとえば、10Hzとした。
また、被加工部材は、ガラス基板上の透光性導電膜 (CT
F)である酸化スズ(SnO2)が用いられた。この被膜に加工
を行うと、１回のみの集光された線状のレーザビーム(2
3)の照射で、透光性導電膜に開溝(5) が形成され、残渣
は、完全に白濁化され微粉末になった。加工の終わった
被加工部材(11)は、アセトン水溶液による超音波洗浄
(周波数29KHz)を約１分ないし10分間行い、残渣となっ
た透光性導電膜を除去した。上記透光性導電膜に開溝を
形成する際に、下地のソ−ダガラスは、全く損傷を受け
ていなかった。The irradiation width of the laser beam was 20 nsec and the repetition frequency was 1 Hz to 100 Hz, for example, 10 Hz.
In addition, the workpiece is a translucent conductive film (CT
F), tin oxide (SnO 2 ) was used. When this coating is processed, the linear laser beam (2
By the irradiation of 3), the open groove (5) was formed in the transparent conductive film, and the residue was completely turbid and turned into fine powder. The processed workpiece (11) is ultrasonically cleaned with an aqueous acetone solution.
(Frequency 29 KHz) was performed for about 1 to 10 minutes to remove the remaining transparent conductive film. The underlying soda glass was not damaged at all when the open groove was formed in the translucent conductive film.
【００１８】図３には、基板 (10) 上に集光された線状
のレーザビーム(23)が照射され、開溝（5 、6 、7 ・・
・n)を複数個形成した状態が示されている。かくの如
く、１回の集光された線状のレーザビーム(23)を照射す
るのみで、１本の開溝(5) が形成される。その後、移動
テーブル(25)は、図１で示す矢印方向にたとえば、15ｍ
ｍ移動し、次に集光された線状のレーザビーム(23)が照
射されることによって開溝(6) が形成される。集光され
た線状のレーザビーム(23)は、たとえば、さらに15ｍｍ
移動した後に照射され、次の開溝(7) が形成される。か
くして、ｎ回の集光された線状のレーザビーム(23)が照
射されることによって、基板 (10) 上にｎ本の開溝が形
成される。In FIG. 3, the linear laser beam (23) focused on the substrate (10) is irradiated to open the grooves (5, 6, 7 ...
-The state where a plurality of n) are formed is shown. As described above, the single open groove (5) is formed only by irradiating the focused linear laser beam (23) once. After that, the moving table (25) is, for example, 15 m in the direction of the arrow shown in FIG.
The groove (6) is formed by moving m and then irradiating the focused linear laser beam (23). The focused linear laser beam (23) is, for example, 15 mm further.
It is irradiated after being moved, and the next open groove (7) is formed. Thus, by irradiation with the focused linear laser beam (23) n times, n open grooves are formed on the substrate (10).
【００１９】次に、本発明の他の実施例を説明する。水
素または弗素が添加された非単結晶半導体（主成分珪
素）上に、酸化スズを５重量% 添加した酸化インジュ−
ム（ITO)が1000Åの厚さで電子ビ−ム蒸着法によって形
成され、レーザビームによる被加工面とした。この面を
下面とし、真空下（真空度10-5torr以下) とし、400 ｎ
ｍ以下の波長、たとえば248 ｎｍ(KrF) で、集光された
線状のレーザビーム(23)は、前記被加工面に照射され
た。集光された線状レーザビーム(23)は、照射時間幅10
n 秒、平均出力2.3mJ/ｍｍ2 とした。すると、被加工面
の前記酸化スズ・酸化インジュームは、昇華し、下地の
半導体が損傷することなく、開溝が形成される。そし
て、この開溝は、前記酸化スズ・酸化インジューム間を
絶縁化することができた。Next, another embodiment of the present invention will be described. 5% by weight of tin oxide was added to a non-single crystal semiconductor (mainly silicon) to which hydrogen or fluorine was added.
A film (ITO) having a thickness of 1000 Å was formed by an electron beam evaporation method and used as a surface to be processed by a laser beam. This surface is used as the lower surface and under vacuum (vacuum degree of 10 -5 torr or less), 400 n
A linear laser beam (23) focused at a wavelength of m or less, for example, 248 nm (KrF), was applied to the surface to be processed. The focused linear laser beam (23) has an irradiation time width of 10
The average output was 2.3 mJ / mm 2 for n seconds. Then, the tin oxide / indium oxide on the surface to be processed sublimes, and an open groove is formed without damaging the underlying semiconductor. And this groove could insulate between the tin oxide and the indium oxide.
【００２０】本実施例により多数の線状開溝を作製する
場合、たとえば15ｍｍ間隔にて20μｍの幅を製造する
と、10Hz/ パルスならば、0.8 分で可能となった。その
結果、従来のマスクアライン方式でフォトレジストを用
いてパタ−ニ−グを行う場合に比べて、工程数が７工程
より２工程( 光照射、洗浄) となり、かつ作業時間を５
分ないし10分とすることができて、多数の直線状開溝を
作る場合にきわめて低コスト、高生産性を図ることがで
きた。本実施例は、被加工面より十分離れた位置にスリ
ットを配設して用い、かつ被加工面上に密着してフォト
レジストを用いない方式であるため、スリットの寿命が
長く、フォトレジストのコ−ト（塗布) 、プリベ−ク、
露光、エッチング、剥離等の工程がない。In the case of producing a large number of linear grooves according to the present embodiment, for example, if a width of 20 μm is manufactured at 15 mm intervals, it is possible in 0.8 minutes at 10 Hz / pulse. As a result, compared to the case of performing patterning using a photoresist by the conventional mask align method, the number of steps is 7 steps to 2 steps (light irradiation, cleaning), and the working time is 5
It can be set to 10 to 10 minutes, and extremely low cost and high productivity can be achieved when forming a large number of linear grooves. In the present embodiment, the slit is used at a position sufficiently distant from the surface to be processed, and since the method does not use the photoresist in close contact with the surface to be processed, the life of the slit is long and Coat (application), pre-bake,
There are no steps such as exposure, etching and peeling.
【００２１】本実施例では、開溝と開溝間の幅( 加工せ
ずに残す面積) が多い場合を記した。しかし、光照射を
隣合わせて連結化することにより、たとえば残っている
面積を20μｍ、除去する面積を400 μｍとすることも可
能である。また、本実施例の光学系において、ビ−ムエ
キスパンダと被加工面との間に光学系をより高精度とす
るため、インテグレ−タ、コンデンサレンズおよび投影
レンズを平行に挿入してもよい。また、非単結晶半導体
をエキシマレーザでアニールして結晶化させることがで
き、この時の非単結晶半導体基板の温度は、室温ないし
４００度Ｃである。このような光加工方法は、薄膜絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）におけるチャ
ネル形成領域、またはソース領域、ドレイン領域の結晶
化に用いられる。In the present embodiment, the case where the width between the open grooves (the area left without processing) is large is described. However, it is also possible to make the remaining area 20 μm and the area removed 400 μm, for example, by connecting the light irradiations side by side. Further, in the optical system of the present embodiment, the integrator, the condenser lens and the projection lens may be inserted in parallel between the beam expander and the surface to be processed in order to make the optical system more accurate. . Further, the non-single-crystal semiconductor can be annealed by an excimer laser to be crystallized, and the temperature of the non-single-crystal semiconductor substrate at this time is room temperature to 400 ° C. Such an optical processing method is used for crystallization of a channel formation region, a source region, or a drain region in a thin film insulated gate field effect transistor (TFT).
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明によれば、レーザビームの縁部が
除去されるスリットをシリンドリカルレンズの焦点の内
側に配置して、スリットとシリンドリカルレンズとの距
離を短くしたため、レーザビームがシリンドリカルレン
ズに達するまでに広がらないので、レンズによる球面収
差を起こさない。本発明によれば、被加工面をシリンド
リカルレンズの焦点の内側に配置したため、レーザビー
ムによるプラズマが発生しないため、レーザビームを散
乱させることなく、ビーム幅の狭い微細加工が可能であ
る。本発明によれば、微細加工中に所望箇所のみにレー
ザビームが照射されるため、導電性の被加工部材は、十
分に絶縁化されずに導電体のまま残渣として残らない。
本発明によれば、スリットおよび被加工表面をシリンド
リカルレンズの焦点内に配置しているため、装置が小型
にできる。本発明によれば、集光された線状のレーザビ
ームが照射されている被加工部材を移動テーブルによっ
て一方向に移動するため、たとえば開溝等加工が高速化
される。According to the present invention, since the slit for removing the edge portion of the laser beam is arranged inside the focal point of the cylindrical lens and the distance between the slit and the cylindrical lens is shortened, the laser beam becomes a cylindrical lens. Since it does not spread by the time it reaches, spherical aberration due to the lens does not occur. According to the present invention, since the surface to be processed is arranged inside the focal point of the cylindrical lens, plasma due to the laser beam is not generated, so that fine processing with a narrow beam width is possible without scattering the laser beam. According to the present invention, since the laser beam is irradiated only to a desired portion during the microfabrication, the conductive workpiece is not sufficiently insulated and does not remain as a conductor as a residue.
According to the present invention, since the slit and the surface to be processed are arranged within the focal point of the cylindrical lens, the device can be downsized. According to the present invention, the member to be processed, which is irradiated with the focused linear laser beam, is moved in one direction by the moving table, so that, for example, processing such as grooving is accelerated.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】エキシマレ−ザを用いた本発明の一実施例で、
被膜加工装置の系統図を示す。1 is an embodiment of the present invention using an excimer laser,
The systematic diagram of a film processing apparatus is shown.
【図２】（Ａ）ないし（Ｄ）は図１に示す系統図におけ
る各レーザビームの形状を説明するための図である。2A to 2D are diagrams for explaining the shape of each laser beam in the system diagram shown in FIG.
【図３】本発明の一実施例である被膜加工装置によって
基板上に形成されている被加工部材に開溝を加工する際
の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram when processing an open groove on a member to be processed formed on a substrate by a film processing apparatus that is an embodiment of the present invention.
(1) ・・・エキシマレーザ発生手段 (2) ・・・ビームエキスパンダ (3) ・・・スリット (4) ・・・シリンドリカルレンズ (5) 、(6) 、(7) ・・・開溝 (10)・・・基板 (11)・・・被加工部材 (20)・・・エキシマレーザビーム (21)・・・拡大されたレーザビーム (22)・・・線状のレーザビーム (23)・・・集光された線状のレーザビーム (25)・・・移動テーブル (1) ・ ・ ・ Excimer laser generating means (2) ・ ・ ・ Beam expander (3) ・ ・ ・ Slit (4) ・ ・ ・ Cylindrical lens (5), (6), (7) ・ ・ ・ Open groove (10) ・ ・ ・ Substrate (11) ・ ・ ・ Workpiece (20) ・ ・ ・ Excimer laser beam (21) ・ ・ ・ Expanded laser beam (22) ・ ・ ・ Linear laser beam (23) ... Concentrated linear laser beam (25) ... Movable table
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｚ 9277−4Ｍ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/302 Z 9277-4M
Claims (2)
ムを拡大するためのビームエキスパンダと、 前記拡大されたレーザビームを線状に集光するシリンド
リカルレンズと、 前記拡大されたレーザビームから、その縁部が除去され
るように構成するスリットと、 被加工部材を載置した時の被加工面がシリンドリカルレ
ンズの焦点距離の内側に配置すると共に、一方向に移動
させる移動テーブルと、 から構成されることを特徴とする被膜加工装置。1. An excimer laser generator, a beam expander for expanding a laser beam emitted from the excimer laser generator, a cylindrical lens for linearly focusing the expanded laser beam, The slit configured to remove the edge of the expanded laser beam and the surface to be processed when the member to be processed are placed are located inside the focal length of the cylindrical lens and move in one direction. A coating processing device comprising: a moving table for moving the moving table.
エキシマレーザビームをビームエキスパンダによって拡
大させる工程と、 前記ビームエキスパンダによって、拡大されたレーザビ
ームをシリンドリカルレンズによって集光する際に、球
面収差の影響が発生しない間隔のスリットを用いて絞る
工程と、 シリンドリカルレンズの焦点距離の内側に前記スリット
および被加工部材の加工位置を配置する工程と、 加工位置に配置された被加工部材を一方向に移動する工
程と、 からなることを特徴とする被膜加工方法。2. A step of generating an excimer laser beam and expanding the excimer laser beam with a beam expander; and a step of concentrating the expanded laser beam with a cylindrical lens by the beam expander, a spherical aberration of A step of narrowing using a slit with an interval that does not affect, a step of arranging the slit and the processing position of the workpiece inside the focal length of the cylindrical lens, and a workpiece placed at the processing position in one direction A film processing method comprising the steps of moving and.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5112355A JP2706716B2 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Film processing apparatus and film processing method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP5112355A JP2706716B2 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Film processing apparatus and film processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292988A true JPH06292988A (en) | 1994-10-21 |
| JP2706716B2 JP2706716B2 (en) | 1998-01-28 |
Family
ID=14584624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5112355A Expired - Lifetime JP2706716B2 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Film processing apparatus and film processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706716B2 (en) |
Cited By (5)
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1993
- 1993-04-16 JP JP5112355A patent/JP2706716B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2706716B2 (en) | 1998-01-28 |
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