JPH0699291A - Abrasion machining method - Google Patents

Abrasion machining method

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JPH0699291A
JPH0699291A JP4246556A JP24655692A JPH0699291A JP H0699291 A JPH0699291 A JP H0699291A JP 4246556 A JP4246556 A JP 4246556A JP 24655692 A JP24655692 A JP 24655692A JP H0699291 A JPH0699291 A JP H0699291A
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JP
Japan
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gas
excimer laser
ablation
nozzle
workpiece
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4246556A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Tokunaga
康夫 徳永
Takashi Kuwabara
尚 桑原
Yasuhiro Okada
康弘 岡田
Yasuhiro Yamanaka
康弘 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily remove a reaction product by making a reactive gas to blow to the abrasion producing material scattered with an excimer laser beam. CONSTITUTION:An excimer laser beam emitted from an excimer laser head 11 is shaped by regulating the optical path thereof with mirrors 13, 14 and making it incident on a mask 15, passes through an imaging lens 17 and an image is formed on a work piece 18. Plural gas blowing holes are provided on a nozzle 10, a reactive gas, for example, such as O2 gas or H2 gas is made to blow. The gas is made to blow toward the crossing point of the excimer laser beam 4 on the front surface of material 18 to be machined, or toward slightly lower than the point. In such a way, an ascending current is generated on the irradiating part and the abrasion reaction product hardly reaches on the front surface of the material to be machined.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工に関し、特
にエキシマレーザを用いたアブレーション加工に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to laser processing, and more particularly to ablation processing using an excimer laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ加工としては、YAGレーザやC
2 レーザ等の赤外線レーザを用いた熱加工プロセスが
知られているが、近年、エキシマレーザ等の高強度の紫
外線レーザを用い、被加工物の照射部分を瞬間的に分
解、飛散させるアブレーション加工が提案されている。
2. Description of the Related Art For laser processing, YAG laser or C
A thermal processing process using an infrared laser such as an O 2 laser is known, but in recent years, an ablation process in which a high-intensity ultraviolet laser such as an excimer laser is used to instantaneously decompose and scatter an irradiated portion of a workpiece. Is proposed.

【0003】紫外線によるアブレーション加工は、加熱
によって被加工物が蒸発飛散するのではなく、光化学的
現象によって被加工物が分解、飛散する現象と言われて
いる。
It is said that the ablation process using ultraviolet rays is a phenomenon in which a workpiece is decomposed and scattered by a photochemical phenomenon, not by evaporation and scattering of the workpiece by heating.

【0004】エキシマレーザを用いてポリマーをアブレ
ーションする場合、被加工物のポリマーには炭化やその
他の影響が生じない。加工の微細度は数μm程度、加工
形状の再現精度は1μm以下が実現できる。
When the polymer is ablated using an excimer laser, the polymer of the work piece is not carbonized or otherwise affected. It is possible to realize a fineness of processing of about several μm and a reproduction accuracy of a processed shape of 1 μm or less.

【0005】また、エキシマレーザのパルス毎にサブミ
クロン深さで加工が進行するので、加工速度は被加工物
の厚さに比例し、深さの制御も可能である。たとえば、
テープオートメーテッドボンディング(TAB)のイン
ナーリード部とアウターリード部のポリイミド除去加工
等に好適に利用することができる。
Further, since the processing proceeds at a submicron depth for each excimer laser pulse, the processing speed is proportional to the thickness of the workpiece, and the depth can be controlled. For example,
It can be suitably used for removing polyimide from the inner lead portion and outer lead portion of tape automated bonding (TAB).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】被加工物にエキシマレ
ーザ光を照射し、アブレーションを生じさせると、被加
工物は瞬間的に分解、飛散する。しかしながら、一旦分
解、飛散したアブレーション生成物質が周囲の雰囲気ガ
スとの衝突により再び被加工物表面に堆積することがあ
る。
When the work piece is irradiated with excimer laser light to cause ablation, the work piece is instantaneously decomposed and scattered. However, the ablation product, which is once decomposed and scattered, may be deposited again on the surface of the workpiece due to the collision with the ambient atmosphere gas.

【0007】たとえば、ポリマーのアブレーションを行
う場合、被加工領域の周辺に黒色のスス状のものが付着
する。これはポリマーが分解して生成したカーボンを主
成分とするものと思われる。
For example, when polymer ablation is performed, black soot-like substances adhere to the periphery of the processed region. It is believed that this is mainly due to carbon generated by decomposition of the polymer.

【0008】このようなアブレーション生成物質の再付
着は、ポリマーに限らず、被加工物がセラミック材料、
金属材料等の場合にも同様に発生する。アブレーション
生成物質の再付着は加工精度を低下させる。また、加工
工程後の被加工物の外観を損なう。また、アブレーショ
ン生成物質が導電性である場合、被加工物の絶縁特性を
低下させてしまう。
Such reattachment of the ablation-generating substance is not limited to the polymer, but the workpiece is a ceramic material,
The same occurs in the case of metal materials and the like. The redeposition of the ablation product material reduces the processing accuracy. In addition, the appearance of the work piece after the working process is impaired. In addition, if the ablation generating substance is conductive, the insulating property of the work piece is deteriorated.

【0009】このようなエキシマレーザ光を用いたアブ
レーション加工において、スス状の付着物を防止するた
めに、従来加工部周辺に特定の方向からHeガスを吹き
付けることが行われている。Heガスは質量数が小さい
ため、アブレーションにより飛散した被加工物質とHe
ガスとの衝突頻度が少なくなり、被加工物表面上への落
下付着が少なくなると考えられる。
In the ablation process using such excimer laser light, in order to prevent soot-like deposits, He gas has conventionally been sprayed around the processed part from a specific direction. Since He gas has a small mass number, the He gas and He
It is considered that the frequency of collision with the gas is reduced, and the drop adhesion onto the surface of the workpiece is reduced.

【0010】しかしながらこの方法によれば、高価なH
eガスを大量に必要とし、加工コストが高くなる。ま
た、Heガス吹き付け用のノズルの孔径、高さ、吹き付
け角度等の条件設定が難しく、吹き付けガスの下流方向
に残留しているススが付着しやすい。
However, according to this method, expensive H
A large amount of e-gas is required, resulting in high processing cost. Moreover, it is difficult to set conditions such as the hole diameter, height, and spray angle of the He gas spray nozzle, and soot remaining in the downstream direction of the spray gas is likely to adhere.

【0011】特開平1−273687号は、減圧雰囲気
中で酸素ラジカルや水素ラジカルをエキシマレーザ照射
部に供給するアブレーション加工装置を開示している。
この場合、減圧雰囲気を形成するための排気装置、気密
容器、ラジカル生成用の励起源等を必要とし、コストが
増大してしまう。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-273687 discloses an ablation processing apparatus for supplying oxygen radicals or hydrogen radicals to an excimer laser irradiation section in a reduced pressure atmosphere.
In this case, an exhaust device for forming a decompressed atmosphere, an airtight container, an excitation source for radical generation, etc. are required, resulting in an increase in cost.

【0012】その他、アブレーション加工におけるスス
付着を防止するため、種々の方法が提案されているが、
コスト、効果の両面において、満足できるものは未だ提
案されていない。
In addition, various methods have been proposed for preventing soot adhesion in ablation processing.
A satisfactory product has not been proposed yet in terms of both cost and effect.

【0013】本発明の目的は、エキシマレーザ光を用い
たアブレーション加工において、アブレーション生成物
質が被加工物表面に与える悪影響を防止することのでき
るアブレーション加工方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide an ablation processing method capable of preventing adverse effects of an ablation substance on the surface of a workpiece in the ablation processing using excimer laser light.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のアブレーション
加工方法は、大気中で被加工物にエキシマレーザ光を照
射してアブレーションを生じさせるアブレーション加工
方法であって、被加工領域に、エキシマレーザ光を照射
すると共に、照射位置に関してほぼ対称的な方向から、
アブレーション生成物質に対して反応性のガスを吹き付
けることを特徴とする。
The ablation processing method of the present invention is an ablation processing method of irradiating an object to be processed with excimer laser light in the atmosphere to cause ablation, and an excimer laser light is applied to a region to be processed. While irradiating, from a direction almost symmetrical with respect to the irradiation position,
It is characterized in that a gas reactive with the ablation product is blown.

【0015】ここで、反応性ガスは、アブレーション生
成物質と化学反応し、常温で気体である化合物を形成す
ることのできるガスであることが望ましい。
Here, the reactive gas is preferably a gas capable of chemically reacting with the ablation generating substance to form a compound that is a gas at room temperature.

【0016】[0016]

【作用】被加工領域にエキシマレーザ光を照射すると、
被加工物表面は瞬間的に分解し、飛散する。この分解、
飛散したアブレーション生成物質に反応性のガスが吹き
付けられると、アブレーション生成物質はガスと反応
し、化合物を形成する。
[Function] When the excimer laser light is irradiated onto the region to be processed,
The surface of the work piece is instantly decomposed and scattered. This decomposition,
When the scattered ablation product is blown with a reactive gas, the ablation product reacts with the gas to form a compound.

【0017】化合物が常温で気体である場合は、アブレ
ーション生成物質はガス化し、容易に除去することがで
きる。また、アブレーション生成物質と反応性ガスの反
応生成物が絶縁物質となれば、たとえ堆積を生じても電
気的絶縁特性の低下を低減できる。
When the compound is a gas at room temperature, the ablation-producing substance is gasified and can be easily removed. Further, if the reaction product of the ablation generation substance and the reactive gas becomes an insulating substance, the deterioration of the electrical insulation characteristic can be suppressed even if the deposition occurs.

【0018】たとえ、アブレーション生成物質が残って
も、ガスがほぼ対称的な方向から吹き付けられるので、
被加工物表面に堆積することは少ない。
Even if the ablation-producing substance remains, the gas is blown from a substantially symmetrical direction,
It is rarely deposited on the surface of the work piece.

【0019】[0019]

【実施例】図1はエキシマレーザ光を用いたアブレーシ
ョン加工システムのシステム構成を示す。
FIG. 1 shows the system configuration of an ablation processing system using excimer laser light.

【0020】図1(A)において、エキシマレーザヘッ
ド11は、たとえばKrFレーザチューブを含み、レー
ザ駆動部12によって駆動される。エキシマレーザヘッ
ド11から発したエキシマレーザビームは、ミラー1
3、14によって光路を調整し、マスク15に入射す
る。
In FIG. 1A, an excimer laser head 11 includes, for example, a KrF laser tube, and is driven by a laser driving section 12. The excimer laser beam emitted from the excimer laser head 11 is reflected by the mirror 1
The optical path is adjusted by 3, 14 and the light is incident on the mask 15.

【0021】開口部を有するマスク15によって整形さ
れたエキシマレーザビームは、ミラー16によって下方
に折り曲げられ、イメージングレンズ17を通ってワー
クピース18上に結像する。ノズル10は、複数のガス
吹付口を有し、ワークピース18上に、たとえばO2
ス、H2 ガス等の反応性ガスを吹き付ける。
The excimer laser beam shaped by the mask 15 having the opening is bent downward by the mirror 16 and passes through the imaging lens 17 to form an image on the workpiece 18. The nozzle 10 has a plurality of gas spray ports and sprays a reactive gas such as O 2 gas or H 2 gas onto the workpiece 18.

【0022】なお、ノズルとしては、たとえば内径50
mmφ、外径80mmφ、ガス吹出孔3がリング中心方
向に向けて120度間隔に3個設けられ、ガス吹出孔の
内径rが1mmφ、3mmφ、ガス吹き出し角度θが水
平線に対して25度、45度の角度を有するもの等を用
いることができる。また、ノズル高さhは、たとえば5
〜20mmの範囲で選択できる。
The nozzle may have an inner diameter of 50, for example.
mmφ, outer diameter 80 mmφ, three gas outlets 3 are provided at 120 ° intervals toward the center of the ring, the inner diameter r of the gas outlets is 1 mmφ, 3 mmφ, and the gas outlet angle θ is 25 ° with respect to the horizontal line, 45 Those having an angle of degrees can be used. The nozzle height h is, for example, 5
It can be selected within a range of up to 20 mm.

【0023】所望の倍率でワークピース上に結像を行な
えるよう、マスク15、イメージングレンズ17の位置
は、コントローラ21からの制御信号によって調整され
る。ミラー16は、可視光に対して透明であり、上方か
ら撮像モニタ19によりワークピース18は観察されて
いる。モニタ信号はコントローラ21に供給される。ま
た、高さモニタ22は、ワークピース18の高さをモニ
タし、測定結果を高さ検出信号としてコントローラ21
に供給する。
The positions of the mask 15 and the imaging lens 17 are adjusted by a control signal from the controller 21 so that an image can be formed on the work piece at a desired magnification. The mirror 16 is transparent to visible light, and the workpiece 18 is observed by the imaging monitor 19 from above. The monitor signal is supplied to the controller 21. Further, the height monitor 22 monitors the height of the workpiece 18 and uses the measurement result as a height detection signal in the controller 21.
Supply to.

【0024】コントローラ21は、撮像モニタ19、高
さモニタ22から供給されたモニタ信号に基づき、各制
御部分を制御するための信号を発生する。コントローラ
21は、位置合わせ信号をXステージ23、Yステージ
24を含む加工ステージ25に送り、ワークピース18
の位置を調整する。加工ステージ25は、X、Y調整の
他、Z調整やθ調整を行なうこともできる。
The controller 21 generates a signal for controlling each control part based on the monitor signals supplied from the image pickup monitor 19 and the height monitor 22. The controller 21 sends an alignment signal to the processing stage 25 including the X stage 23 and the Y stage 24, and the workpiece 18
Adjust the position of. The processing stage 25 can perform Z adjustment and θ adjustment as well as X and Y adjustments.

【0025】エキシマレーザヘッド11は、KrFレー
ザの場合、たとえば8mm×25mmのレーザビームを
パルス繰返数200pps、出力エネルギ250mJ、
平均出力50W、パルス幅16nsで発生する。なお、
KrFレーザの波長は約248nmである。
In the case of a KrF laser, the excimer laser head 11 uses, for example, a laser beam of 8 mm × 25 mm, a pulse repetition rate of 200 pps, an output energy of 250 mJ,
It occurs with an average output of 50 W and a pulse width of 16 ns. In addition,
The wavelength of the KrF laser is about 248 nm.

【0026】なお、エキシマレーザがArFの場合は、
発振波長は約193nmであり、XeClレーザの場合
は、発振波長は約308nmである。金属膜の加工に
は、このようなエキシマレーザの波長光で約10J/c
2 程度以上のエネルギ密度が好ましい。
When the excimer laser is ArF,
The oscillation wavelength is about 193 nm, and in the case of the XeCl laser, the oscillation wavelength is about 308 nm. For the processing of the metal film, the wavelength of the excimer laser light is about 10 J / c.
An energy density of about m 2 or more is preferable.

【0027】なお、エキシマレーザはパルス発振であ
り、パルス数を制御することにより、エッチング深さを
高精度に制御することができる。また、エキシマレーザ
はマスクと光学系を用いることにより、所望の形状に整
形することができる。
The excimer laser uses pulse oscillation, and the etching depth can be controlled with high precision by controlling the number of pulses. Further, the excimer laser can be shaped into a desired shape by using a mask and an optical system.

【0028】図1(B)にエキシマレーザビームの整形
方法を概略的に示す。マスク15は、銅合金やモリブデ
ン等の金属で形成され、所望パターンの開孔28を有す
る。マスク15に入射したエキシマレーザビームは、マ
スク15を新たな光源とし、イメージングレンズ17に
よってワークピース18上に結像される。
FIG. 1B schematically shows a method of shaping an excimer laser beam. The mask 15 is formed of a metal such as copper alloy or molybdenum, and has openings 28 having a desired pattern. The excimer laser beam incident on the mask 15 is imaged on the workpiece 18 by the imaging lens 17 using the mask 15 as a new light source.

【0029】マスク15とイメージングレンズ17の間
の距離をとし、イメージングレンズ17とワークピー
ス18の間の距離をとすると、1/a+1/b=1/
fの関係が成立する。なお、ここでfはイメージングレ
ンズ17の焦点距離である。光学系の焦点位置、倍率を
変更するときには、イメージングレンズ17に設けられ
たZ調整機構26と、マスク15の駆動機構を用い、こ
れらの位置を調整することによって行なう。
If the distance between the mask 15 and the imaging lens 17 is a, and the distance between the imaging lens 17 and the workpiece 18 is b , then 1 / a + 1 / b = 1 /
The relationship of f is established. Here, f is the focal length of the imaging lens 17. When changing the focus position and magnification of the optical system, the Z adjustment mechanism 26 provided in the imaging lens 17 and the drive mechanism of the mask 15 are used to adjust these positions.

【0030】図2は、図1に示したノズル10の構成を
より詳細に示す。図2(A)は、ノズル10の平面構成
を示し、図2(B)はその断面構成を示す。図2(A)
に示すように、ノズル10はリング状形状を有し、その
断面は図2(B)に示すように中空の長方形である。ノ
ズル10は、リング状部材の周辺に固定されたノズル固
定用アーム1および、中空リング状部材に導通するガス
導入管2を有する。
FIG. 2 shows the structure of the nozzle 10 shown in FIG. 1 in more detail. FIG. 2A shows a plan configuration of the nozzle 10, and FIG. 2B shows a sectional configuration thereof. Figure 2 (A)
2, the nozzle 10 has a ring shape, and its cross section is a hollow rectangle as shown in FIG. 2 (B). The nozzle 10 has a nozzle fixing arm 1 fixed around the ring-shaped member, and a gas introduction pipe 2 that is electrically connected to the hollow ring-shaped member.

【0031】また、図示の場合、リング状部材にはほぼ
120度間隔で3つのガス吹出孔3が設けられている。
ガス吹出孔3は、図2(B)に示すように、斜め下方に
向かって開口している。
Further, in the illustrated case, the ring-shaped member is provided with three gas blow-out holes 3 at intervals of approximately 120 degrees.
As shown in FIG. 2 (B), the gas blowout holes 3 are open obliquely downward.

【0032】図2(C)は、ガス吹出孔3を拡大して示
す。リング状部材は、コの字型の断面を有するリング状
溝部材と、その上面を覆うリング状蓋部材で構成されて
いる。コの字型断面を有するリング状溝部材の内側屈曲
部に、斜めにガス吹出孔3が形成されている。ガス吹出
孔3は、孔径rおよび水平方向に対する角度θを有す
る。
FIG. 2C is an enlarged view of the gas blowing hole 3. The ring-shaped member is composed of a ring-shaped groove member having a U-shaped cross section and a ring-shaped lid member covering the upper surface thereof. A gas blowout hole 3 is obliquely formed in the inner bent portion of the ring-shaped groove member having a U-shaped cross section. The gas blowing hole 3 has a hole diameter r and an angle θ with respect to the horizontal direction.

【0033】なお、ノズル形状は図2に示すものの他、
種々の形態を採用することができる。たとえば、ガス吹
出孔は、エキシマレーザ照射予定位置に対してほぼ対称
な複数の方向であればその数は任意である。ノズル形状
は円形に限ることなく、長円形や矩形等としてもよい。
また、ノズルの断面形状も長方形に限ることなく、種々
の形態とすることができる。ただし、ノズルを高精度に
安定して配置させるためには、たとえばノズル底面は平
坦であることが好ましい。
In addition to the nozzle shape shown in FIG. 2,
Various forms can be adopted. For example, the number of gas outlets is arbitrary as long as they are in a plurality of directions that are substantially symmetrical with respect to the expected excimer laser irradiation position. The nozzle shape is not limited to the circular shape, and may be an elliptical shape, a rectangular shape, or the like.
Further, the cross-sectional shape of the nozzle is not limited to the rectangular shape, and various shapes can be used. However, in order to stably arrange the nozzles with high accuracy, it is preferable that the nozzle bottom surface be flat, for example.

【0034】図3は、ノズル配置の例を示す。図におい
て、ノズル10は被加工物18の表面上、高さhの位置
に水平に保持されている。エキシマレーザ光4は、ノズ
ル10の中心部に垂直に照射される。
FIG. 3 shows an example of nozzle arrangement. In the figure, the nozzle 10 is held horizontally on the surface of the workpiece 18 at a height h. The excimer laser light 4 is applied vertically to the center of the nozzle 10.

【0035】また、ノズル10に設けられたガス吹出孔
は、ノズル中心部に対してほぼ対称的な方向に、かつエ
キシマレーザ光4が被加工物18表面に交差する点に、
ないしはそれより僅か下の位置に方向付けられているこ
とが好ましい。このような構成によれば、照射部分で上
昇気流が生じ、アブレーション生成物質が被加工物表面
に到達することが少なくなるものと考えられる。
Further, the gas blowout holes provided in the nozzle 10 are in a direction substantially symmetrical with respect to the center of the nozzle, and at the point where the excimer laser beam 4 intersects the surface of the workpiece 18.
Or preferably slightly below it. According to such a configuration, it is considered that an ascending airflow is generated in the irradiated portion, and the ablation-producing substance rarely reaches the surface of the workpiece.

【0036】このような配置とすることにより、エキシ
マレーザ光4の照射によって被加工物18表面から分
解、飛散したアブレーション生成物質に十分な量のガス
を供給することができる。
With such an arrangement, a sufficient amount of gas can be supplied to the ablation-producing substance decomposed and scattered from the surface of the workpiece 18 by the irradiation of the excimer laser beam 4.

【0037】図4は、ノズルの他の形態を示す。図示の
ノズル10aは、レーストラック型の形状を有し、その
両端に2つのガス導入管2が接続されている。また、レ
ーストラック型のガス配管に多数個のガス吹出孔3が形
成されている。
FIG. 4 shows another form of the nozzle. The illustrated nozzle 10a has a racetrack type shape, and two gas introduction pipes 2 are connected to both ends thereof. Further, a large number of gas outlets 3 are formed in the racetrack type gas pipe.

【0038】このようなノズルを用いることによって、
ノズルの位置は固定したまま、レーストラック型内部の
領域において同時に多数個の穴あけ加工用に適用するこ
とができる。
By using such a nozzle,
It is possible to apply a large number of holes at the same time in a region inside the racetrack mold while keeping the nozzle position fixed.

【0039】図5は、被加工物がポリイミドである場合
に、ガス吹き付けを行わなかった場合、O2 ガスを吹き
付けた場合、従来技術によりHeガスを吹き付けた場合
のそれぞれについて被加工物表面の付着カーボンを観察
した結果を示す。
FIG. 5 shows that when the workpiece is polyimide, no gas is blown, O 2 gas is blown, and He gas is blown by the conventional technique. The result of having observed the adhering carbon is shown.

【0040】なお、ノズルのガス吹き付け角度θは45
度、高さhは5mm、孔径rは3mmφとした。エキシ
マレーザは、ルモニクス社のKrFエキシマレーザ(発
振波長248nm)を用いた。出力は50W、繰り返し
周波数200Hz、加工時間1秒、被加工物はデュポン
社製の500Hの125μm厚さのポリイミドフィルム
を用い、エキシマレーザ光により約300μm直径の孔
を開口した。
The gas spraying angle θ of the nozzle is 45.
The degree and height h were 5 mm, and the hole diameter r was 3 mmφ. As the excimer laser, a KrF excimer laser (oscillation wavelength 248 nm) manufactured by Lumonix was used. The output was 50 W, the repetitive frequency was 200 Hz, the processing time was 1 second, and the object to be processed was a 500 H polyimide film having a thickness of 125 μm, and a hole having a diameter of about 300 μm was opened by excimer laser light.

【0041】ガスの吹き付けを行わなかった場合は、図
5(A)左側に示すように、アブレーション加工部の周
辺に幅広くカーボンが付着した。Heガスを吹き付けた
場合、吹き付けガス流量を10l/minとした場合、
図5(A)右側の図に示すように、付着するカーボンの
量はかなり減少した。
When the gas was not blown, as shown in the left side of FIG. 5A, carbon was widely attached to the periphery of the ablation processed portion. When He gas is sprayed, when the spraying gas flow rate is 10 l / min,
As shown in the diagram on the right side of FIG. 5 (A), the amount of attached carbon was considerably reduced.

【0042】以上説明した実施例のガス吹き付けノズル
を用い、O2 ガスを流量1l/min吹き付けた場合、
図5(A)中間の図に示すように、付着するカーボンの
量は著しく減少した。なお、ここで見られるように、吹
き付けたO2 ガスの流量はHeガスの流量の1/10で
ある。
When the gas spray nozzle of the embodiment described above is used and the O 2 gas is sprayed at a flow rate of 1 l / min,
As shown in the middle diagram of FIG. 5 (A), the amount of attached carbon was significantly reduced. As can be seen here, the flow rate of the blown O 2 gas is 1/10 of the flow rate of He gas.

【0043】吹き付けたガスの流量がHeガスと比べ著
しく少ないのにもかかわらず、付着するカーボンの量が
著しく減少したことは、本実施例の有効性を示すものと
考えられる。
It is considered that the effectiveness of the present example is shown that the amount of carbon adhering was remarkably reduced although the flow rate of the sprayed gas was remarkably smaller than that of He gas.

【0044】図5(B)は、さらに吹き付けるガスの流
量を様々に変化させた時の付着カーボンの直径の変化を
示すグラフである。なお、図5(A)の場合と比べ、さ
らにN2 ガスの吹き付けも行った。N2 ガスの吹き付け
によっては、付着カーボン直径は幾分減少するものの、
その大部分は変化しないことが判る。
FIG. 5B is a graph showing changes in the diameter of the adhered carbon when the flow rate of the gas to be sprayed is changed variously. Note that N 2 gas was further sprayed as compared with the case of FIG. By spraying N 2 gas, although the diameter of the adhered carbon is somewhat reduced,
It turns out that most of it does not change.

【0045】これに対して、Heガスを吹き付ける場
合、ガス流量ガス10l/minで付着カーボン直径が
著しく減少していることが判る。なお、ガス流量は多け
ればよいわけではなく、Heガスの流量をさらに増大さ
せると、付着カーボン直径は再び増大してしまう。
On the other hand, when He gas is sprayed, it is found that the diameter of the adhered carbon is remarkably reduced at the gas flow rate gas of 10 l / min. It should be noted that the gas flow rate is not necessarily high, and if the flow rate of He gas is further increased, the diameter of the adhered carbon will increase again.

【0046】O2 ガスを吹き付けた場合、Heガスと比
較し、約1/10のガス流量で付着カーボン直径は著し
く減少した。なお、この場合もさらにガス流量を増大す
ると、付着カーボン直径はやや拡がる。
When the O 2 gas was sprayed, the diameter of the adhering carbon was remarkably reduced at a gas flow rate of about 1/10 as compared with the He gas. In this case as well, when the gas flow rate is further increased, the diameter of the adhered carbon is slightly expanded.

【0047】これらの結果から、エキシマレーザによる
ポリイミドのアブレーション加工の場合、エキシマレー
ザ光照射部に必要量のO2 ガスを供給すると、加工部周
辺におけるカーボンの付着量を著しく減少できることが
判る。
From these results, it is understood that in the case of ablation processing of polyimide by an excimer laser, if the required amount of O 2 gas is supplied to the excimer laser light irradiation portion, the amount of carbon adhered around the processing portion can be significantly reduced.

【0048】なお、アブレーション加工における加工領
域周辺の堆積物の減少は、アブレーション生成物質に反
応性ガスを吹き付け、揮発性ガス化合物を形成すること
によるものと考えられる。この作用は、ポリマーに限ら
ず、セラミック材料、金属材料等、他の材料のアブレー
ション加工にも応用することができる。
It is considered that the reduction of the deposits around the processing region in the ablation process is caused by spraying the reactive gas to the ablation substance and forming the volatile gas compound. This action is not limited to polymers, but can be applied to ablation processing of other materials such as ceramic materials and metal materials.

【0049】また、アブレーション加工領域周辺の付着
物が絶縁特性上問題となる場合は、付着を完全に防止で
きなくても導電性物質の付着を低減することにより、絶
縁特性を向上させることができる。金属材料のアブレー
ション等において、分解、飛散する金属物質を酸化等す
ることにより、絶縁物とすれば、たとえ付着を生じても
絶縁特性は向上する。
In the case where the deposit around the ablation processed region poses a problem in terms of insulation characteristics, it is possible to improve the insulation characteristics by reducing the adhesion of the conductive substance even if the adhesion cannot be completely prevented. . In the case of ablation of a metal material, if a metal substance that decomposes or scatters is oxidized to form an insulator, the insulating property is improved even if adhesion occurs.

【0050】また、アブレーション生成物質の除去に酸
化反応を利用する場合を説明したが、還元反応により揮
発性ガスを生成することもできる。たとえば、アブレー
ションによりCが発生する場合、水素ガスを供給し、C
+2H2 →CH4の反応を生じさせれば、CH4 はガス
となり、被加工物表面に付着を生じることなく、除去す
ることができる。
Although the case where the oxidation reaction is used to remove the ablation-producing substance has been described, a volatile gas can be generated by the reduction reaction. For example, when C is generated by ablation, hydrogen gas is supplied and C
If the reaction of + 2H 2 → CH 4 is caused, CH 4 becomes a gas, and it can be removed without adhering to the surface of the workpiece.

【0051】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、
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。
The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations and the like can be made.

【0052】[0052]

【発明の効果】エキシマレーザ光を用いたアブレーショ
ン加工において、アブレーション加工領域周辺における
付着物の影響を低減することができる。
In the ablation process using the excimer laser light, it is possible to reduce the influence of deposits in the periphery of the ablation process region.

【0053】アブレーション生成物質をガスと反応さ
せ、揮発性物質とすれば、アブレーション加工領域にお
ける付着を著しく低減することができる。
If the ablation-producing substance is reacted with a gas to make it a volatile substance, it is possible to significantly reduce the adhesion in the ablation processing region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例によるエキシマレーザ光を用い
たアブレーション加工システムの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an ablation processing system using excimer laser light according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のシステムにおいて用いるノズルの形状を
示す平面図、断面図である。
2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view showing the shape of a nozzle used in the system of FIG.

【図3】ノズル配置を説明するための概略側面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic side view for explaining a nozzle arrangement.

【図4】レーストラック型ノズルの形状を示す概略平面
図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing the shape of a racetrack nozzle.

【図5】ガス吹き付けによる付着カーボンの変化を示す
スケッチおよびグラフである。
FIG. 5 is a sketch and a graph showing changes in adhered carbon due to gas blowing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル固定用アーム 2 ガス導入管 3 ガス吹出孔 4 レーザ光 10 ノズル 11 エキシマレーザヘッド 12 レーザ駆動部 13、14、16 ミラー 15 マスク 17 イメージングレンズ 18 ワークピース(被加工物) 19 撮像モニタ 21 コントローラ 22 高さモニタ 23 Xステージ 24 Yステージ 25 加工ステージ 26 Z調整機構 28 開口 1 Nozzle Fixing Arm 2 Gas Introducing Tube 3 Gas Blowing Hole 4 Laser Light 10 Nozzle 11 Excimer Laser Head 12 Laser Driving Unit 13, 14, 16 Mirror 15 Mask 17 Imaging Lens 18 Workpiece 19 Imaging Monitor 21 Controller 22 Height Monitor 23 X Stage 24 Y Stage 25 Processing Stage 26 Z Adjustment Mechanism 28 Opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 康弘 神奈川県平塚市久領堤1−15 住友重機械 工業株式会社レーザ事業センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Yamanaka Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Laser Business Center

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 大気中で被加工物にエキシマレーザ光を
照射してアブレーションを生じさせるアブレーション加
工方法であって、 被加工領域に、エキシマレーザ光を照射すると共に、照
射位置に関してほぼ対称的な方向から、アブレーション
生成物質に対して反応性のガスを吹き付けることを特徴
とするアブレーション加工方法。
1. A method of ablation for irradiating an object to be processed with excimer laser light in the atmosphere to cause ablation, wherein the area to be processed is irradiated with excimer laser light and is substantially symmetrical with respect to an irradiation position. An ablation processing method characterized in that a gas reactive with an ablation substance is blown from a direction.
【請求項2】 前記反応性ガスはアブレーション生成
物質と化学反応し、常温で気体である化合物を形成する
ことのできるガスであることを特徴とする請求項1記載
のアブレーション加工方法。
2. The ablation processing method according to claim 1, wherein the reactive gas is a gas capable of chemically reacting with an ablation generating substance to form a compound that is a gas at room temperature.
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EP0705734A1 (en) 1994-10-03 1996-04-10 Murakami Corporation An electrochromic antiglare mirror
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