JPH0866781A - エキシマレーザビーム照射装置 - Google Patents

エキシマレーザビーム照射装置

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JPH0866781A
JPH0866781A JP6204972A JP20497294A JPH0866781A JP H0866781 A JPH0866781 A JP H0866781A JP 6204972 A JP6204972 A JP 6204972A JP 20497294 A JP20497294 A JP 20497294A JP H0866781 A JPH0866781 A JP H0866781A
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laser beam
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mask
movement
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JP6204972A
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Kazuyuki Murakami
和之 村上
Hajime Nakatani
元 中谷
Atsushi Sugidachi
厚志 杉立
Tadao Minagawa
忠郎 皆川
Toshinori Yagi
俊憲 八木
Keiko Ito
慶子 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多重反射されたエキシマレーザビームの強度
分布が均一でなくても、均一化された適切な照射エネル
ギーをワークに与えることのできるエキシマレーザビー
ム照射装置を得る。 【構成】 エキシマレーザビームＬ１を通過および反射
させる通過部８ｃおよび反射部８ｂを有するマスク８
と、反射部に対向配置されてエキシマレーザビームを多
重反射させる反射手段１０と、マスクを通過したエキシ
マレーザビームＬ２のパターンをワーク１２上に照射す
るための転写レンズ１１と、ワークおよびマスクを動か
すためのワーク移動機構１４およびマスク移動機構９
と、エキシマレーザ発振器１および各移動機構を制御す
る制御手段１６Ａとを備え、制御手段は、マスクおよび
ワークの同期移動時のスキャン移動方向ｙをエキシマレ
ーザビームの反射移動方向ｙと一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえばマスクを用
いてエキシマレーザビームを照射することにより多層プ
リント基板のバイアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）等の加
工を行う光加工装置におけるエキシマレーザビーム照射
装置に関し、特にワークの加工状態の安定化を実現した
エキシマレーザビーム照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１４はたとえば「第２８回レーザ熱加
工研究会論文集（１９９２年７月）」の第５１頁〜第５
８頁に記載された一般的な光加工装置におけるエキシマ
レーザビーム照射装置を示す斜視図である。図におい
て、１は矩形形状のエキシマレーザビームＬ０を出射す
るための光源となるエキシマレーザ発振器である。
【０００３】３ａ、３ｂおよび３ｃはエキシマレーザビ
ームＬ０の光路に沿って配列された３枚のミラーであ
り、エキシマレーザ発振器１から出射された矩形形状の
エキシマレーザビームＬ０のビーム方向およびビーム回
転角の調整を行うためのビーム光路調整系を構成してい
る。
【０００４】４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄはエキシマレ
ーザビームＬ０の光路に沿って配列された２組の凹凸シ
リンドリカルレンズ対であり、４ａおよび４ｃは凸レン
ズ、４ｂおよび４ｄは各凸レンズ４ａおよび４ｃに対向
配置された凹レンズである。各凹凸シリンドリカルレン
ズ対４ａ〜４ｄは、矩形形状のエキシマレーザビームＬ
０をシート状のエキシマレーザビームＬ１に整形するた
めのビーム整形光学系を構成している。５はビーム整形
光学系４ａ〜４ｄを固定するレンズ固定台、７はエキシ
マレーザビームＬ１の光路中に配置された入射角調整用
のミラーである。
【０００５】８はエキシマレーザビームＬ１を受光する
マスクであり、エキシマレーザビームＬ１を透過させる
透過部（後述する）と、エキシマレーザビームＬ１を反
射させる反射部８ｂと、エキシマレーザビームＬ１を通
過させる通過部８ｃとを有する。９はマスク８の通過部
８ｃを通過したエキシマレーザビームＬ２を光軸に対し
て直角方向すなわち矢印ｘｙ方向に移動させるマスク移
動機構である。
【０００６】１０はマスク８に対向配置された反射手段
となる高反射ミラーであり、反射部８ｂで反射されたエ
キシマレーザビームＬ１をマスク８に向けて反射させる
ようになっている。
【０００７】１１はマスク８を通過したエキシマレーザ
ビームＬ２の光路中に配置された転写レンズ、１２は転
写レンズ１１を通したエキシマレーザビームＬ２が照射
される被加工物すなわちワークである。転写レンズ１１
は、マスク８を通過したエキシマレーザビームＬ２のパ
ターンを、ワーク１２上に倒立写像として転写して照射
するようになっている。
【０００８】１３はワーク１２を位置決めして固定する
ワーク固定台、１４はワーク１２を転写レンズ１１の光
軸に対して直角方向すなわち矢印ｘｙ方向に移動させる
ためのワーク移動機構、１５はワーク移動機構１４が載
置される防振台である。
【０００９】１６はマイクロコンピュータを含む制御手
段であり、エキシマレーザ発振器１の制御を行うととも
に、マスク移動機構９およびワーク移動機構１４の精密
駆動制御を行う。１７はワーク１２の位置決めおよび加
工穴等の検査を行うためのビデオカメラからなる加工モ
ニタ系である。
【００１０】図１５（ａ）は図１４内のマスク８および
転写レンズ１１を含む加工光学系の周辺をｘ軸方向から
見た状態を拡大して模式的に示す側面図、図１５（ｂ）
はワーク１２上でのｙ軸方向に対するエキシマレーザビ
ームＬ２の強度分布を示す説明図である。この場合、マ
スク８と高反射ミラー１０との間で多重反射されるエキ
シマレーザビームＬ１の反射移動方向はｙ軸方向となっ
ている。
【００１１】図１５（ａ）において、８ａはマスク８の
反射部８ｂの裏面に密着された板状の透過部であり、た
とえば合成石英製からなり、通過部８ｃを介してエキシ
マレーザビームＬ１を透過させるようになっている。１
８はマスク８および転写レンズ１１を通過したエキシマ
レーザビームＬ２の照射によりワーク１２上に形成され
たバイアホールである。
【００１２】透過部８ａの上に固着された反射部８ｂ
は、たとえば所定形状の通過部８ｃのパターンを残して
蒸着されたアルミニウム膜または誘電体多層膜等からな
り、高反射率（反射率が９９％以上）を有する。また、
反射部８ｂ上のパターンを構成する通過部８ｃは、たと
えば直径が２０μｍ程度の微細な多数の穴からなる。
【００１３】さらに、転写レンズ１１は、マスク８に刻
まれたパターンすなわち通過部８ｃを精度良くワーク１
２上に結像させるため、画角の大きな領域にわたって収
差を極力低減させた高性能レンズで構成されている。
【００１４】図１６（ａ）は図１５（ａ）の加工光学系
周辺をｙ軸方向から見た状態を模式的に示す拡大側面
図、図１６（ｂ）はワーク１２上でのｘ軸方向に対する
エキシマレーザビームＬ２の強度分布を示す説明図であ
る。
【００１５】次に、図１４〜図１６を参照しながら、従
来のエキシマレーザビーム照射装置の動作について説明
する。まず、図１５（ａ）において、マスク８の上端部
に斜め上方から入射されたエキシマレーザビームＬ１
は、その一部が通過部８ｃを通過して加工に寄与するエ
キシマレーザビームＬ２となる。
【００１６】また、マスク８に入射された他のエキシマ
レーザビームＬ１は、そのまま反射部８ｂで反射されて
高反射ミラー１０に向けられ、さらに、高反射ミラー１
０により再びマスク８に向けられる。このとき、２度目
にマスク８に照射されるエキシマレーザビームＬ１は、
１度目の照射位置から反射移動方向（ｙ軸方向）にずれ
ることになる。
【００１７】以上の過程は３度目以降も同様に繰り返さ
れ、エキシマレーザビームＬ１は、マスク８と高反射ミ
ラー１０との間で多重反射することにより強度をほぼ維
持する。そして、通過部８ｃを通過したエキシマレーザ
ビームＬ２は、転写レンズ１１を介してワーク１２上に
結像され、マスク８のパターンすなわち通過部８ｃに対
応した倒立パターンからなるバイアホール１８をワーク
１２上に加工する。
【００１８】このとき、たとえば図１５（ｂ）に示すよ
うに、エキシマレーザビームＬ１の反射移動方向となる
ｙ軸方向については、エキシマレーザビームＬ１が高反
射ミラー１０の一端から他端へ向かって順次反射を繰り
返していくにつれて、次第に光強度が低下していくおそ
れがある。したがって、ワーク１２上のエキシマレーザ
ビームＬ２の強度も同様にｙ軸方向（逆方向）の位置に
応じて低下する。なお、ワーク１２上では、パターンが
倒立するため、ｙ軸方向に対して逆方向に低下した強度
分布となる。
【００１９】また、ｘ軸方向については、高反射ミラー
１０の中央部から入射して両端に向かって順次反射を繰
り返し、たとえば、図１６（ｂ）に示すような強度分布
となる。
【００２０】ところで、前述のように高性能レンズで構
成された転写レンズ１１は、加工対象となるワーク１２
がたとえば１００ｍｍ角程度の大きな多層プリント基板
の場合、このような広い加工範囲を一括して転写レンズ
１１で加工しようとすると、非常に高価なものとなる。
【００２１】そこで、従来より、マスク移動機構９およ
びワーク移動機構１４を用いて、マスク８およびワーク
１２を同期的にスキャン（走査）移動させることによ
り、コストアップすることなく大面積加工を実現してい
る。
【００２２】たとえば、転写レンズ１１の転写倍率が１
／２倍の場合、マスク８をｘ軸方向に速度ｖでスキャン
移動させるのと同時に、倒立したパターンが転写される
ワーク１２をｘ軸方向に速度−ｖ／２でスキャン移動さ
せればよい。このように、マスク８およびワーク１２
は、同期してスキャン移動（同期移動）される。
【００２３】続いて、マスク８およびワーク１２のｘ軸
方向へのスキャン移動が終了した後、ｙ軸方向にステッ
プ送り移動させて順次前述のスキャン移動を繰り返し、
ワーク１２の全面に対してエキシマレーザビームＬ２を
照射する。しかしながら、図１５（ｂ）のように、ステ
ップ送り移動毎にｙ軸方向の強度分布の異なるパターン
がワーク１２上に転写されることになる。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光加工装置にお
けるエキシマレーザビーム照射装置は以上のように、マ
スク８およびワーク１２を、エキシマレーザビームＬ１
の反射移動方向（ｙ軸方向）に対して直角方向（ｘ軸方
向）にスキャン移動させているので、マスク８と高反射
ミラー１０との間で多重反射するエキシマレーザビーム
Ｌ１の強度分布が必ずしも均一にならないことから、マ
スク通過後のエキシマレーザビームＬ２のワーク１２に
対する照射強度分布が均一にならない場合が生じる。し
たがって、ワーク１２の材質や加工精度等の加工条件に
よっては、加工状態も不均一になるという問題点があっ
た。
【００２５】また、従来のエキシマレーザビーム照射装
置は、ワーク１２の厚みや材質が変化した場合、ならび
に、マスク８およびワーク１２がスキャン移動する際の
速度が変化する場合においても、ワーク１２を均一に加
工することができないという問題点があった。
【００２６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、多重反射されるエキシマレーザ
ビームの反射移動方向に対する強度分布が必ずしも均一
でない場合、ワークの厚さや材質が変化した場合、ま
た、マスクおよびワークが同期してスキャン移動する際
のスキャン移動速度が変化する場合においても、ワーク
に対する均一な加工を行うことのできるエキシマレーザ
ビーム照射装置を得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るエキシマレーザビーム照射装置は、エキシマレーザビ
ームを出射するエキシマレーザ発振器と、エキシマレー
ザ発振器からのエキシマレーザビームを通過させる通過
部およびエキシマレーザビームを反射させる反射部を有
するマスクと、反射部に対向配置されて反射部で反射さ
れたエキシマレーザビームをマスクに向けて反射させる
反射手段と、マスクを通過したエキシマレーザビームの
パターンをワーク上に転写して照射するための転写レン
ズと、転写レンズの光軸に対して直角方向にワークを動
かすためのワーク移動機構と、転写レンズの光軸に対し
て直角方向にマスクを動かすためのマスク移動機構と、
エキシマレーザ発振器、ワーク移動機構およびマスク移
動機構を制御するための制御手段とを備え、制御手段
は、マスクおよびワークを同一軸に沿って同期移動させ
るとともに、同期移動時のスキャン移動方向を、マスク
と反射手段との間のエキシマレーザビームの反射移動方
向と一致させたものである。
【００２８】また、この発明の請求項２に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１において、制御手段
は、同期移動時のスキャン移動量を、エキシマレーザビ
ームのパターンに相当するマスク上の有効パターン領域
のスキャン移動方向の長さよりも長くなるように設定し
たものである。
【００２９】また、この発明の請求項３に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１または請求項２にお
いて、制御手段は、同期移動時のスキャン移動速度の安
定領域がワークに対するエキシマレーザビームの照射領
域となるように、マスクおよびワークのスキャン移動開
始位置を決定したものである。
【００３０】また、この発明の請求項４に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１から請求項３までの
いずれかにおいて、制御手段は、同期移動時のスキャン
移動速度がワークに対するエキシマレーザビームの照射
領域内で変化する場合、スキャン移動速度が所定速度よ
りも遅いときにはエキシマレーザ発振器による発振繰り
返し周波数を所定周波数よりも減少させ、スキャン移動
速度が所定速度よりも速いときには発振繰り返し周波数
を所定周波数よりも増大させるものである。
【００３１】また、この発明の請求項５に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１から請求項４までの
いずれかにおいて、制御手段は、同期移動時にワークの
厚さが変化する場合、ワークの厚さが所定厚よりも厚い
ときにはエキシマレーザ発振器の発振繰り返し周波数を
所定周波数よりも増大させ、ワークの厚さが所定厚より
も薄いときには発振繰り返し周波数を所定周波数よりも
減少させるものである。
【００３２】また、この発明の請求項６に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１から請求項５までの
いずれかにおいて、制御手段は、同期移動時にワークの
厚さが変化する場合、ワークの厚さが所定厚よりも厚い
ときにはマスクおよびワークのスキャン移動速度を減少
させ、ワークの厚さが所定厚よりも薄いときにはスキャ
ン移動速度を増大させるものである。
【００３３】また、この発明の請求項７に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１から請求項６までの
いずれかにおいて、制御手段は、同期移動時にワークの
材質がエキシマレーザビームの照射領域内で変化する場
合、ワークが比較的加工され易い材質のときにはエキシ
マレーザ発振器の発振繰り返し周波数を所定周波数より
も減少させ、ワークが比較的加工されにくい材質のとき
には発振繰り返し周波数を所定周波数よりも増大させる
ものである。
【００３４】また、この発明の請求項８に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１から請求項７までの
いずれかにおいて、制御手段は、同期移動時にワークの
材質がエキシマレーザビームの照射領域内で変化する場
合、ワークが比較的加工され易い材質のときにはマスク
およびワークのスキャン移動速度を増大させ、ワークが
比較的加工されにくい材質のときにはスキャン移動速度
を減少させるものである。
【００３５】また、この発明の請求項９に係るエキシマ
レーザビーム照射装置は、請求項１から請求項８までの
いずれかにおいて、制御手段は、エキシマレーザビーム
の照射を繰り返す場合、マスクおよびワークのスキャン
移動方向と転写レンズの光軸方向との両方に対して直角
方向にマスクおよびワークをステップ送り移動させ、直
角方向のステップ送り移動量をエキシマレーザビームの
ステップ送り移動方向の長さよりも小さく設定したもの
である。
【００３６】また、この発明の請求項１０に係るエキシ
マレーザビーム照射装置は、請求項１から請求項９まで
のいずれかにおいて、制御手段は、エキシマレーザビー
ムのパルス間における同期移動時のマスクおよびワーク
のスキャン移動量が、エキシマレーザビームの反射移動
方向の長さよりも小さくなるように、マスクおよびワー
クのスキャン移動速度を変化させるものである。
【００３７】また、この発明の請求項１１に係るエキシ
マレーザビーム照射装置は、請求項１から請求項１０ま
でのいずれかにおいて、制御手段は、エキシマレーザビ
ームのパルス間における同期移動時のマスクおよびワー
クのスキャン移動量が、エキシマレーザビームの反射移
動方向の長さよりも小さくなるように、エキシマレーザ
発振器の発振繰り返し周波数を変化させるものである。
【００３８】また、この発明の請求項１２に係るエキシ
マレーザビーム照射装置は、請求項１から請求項１１ま
でのいずれかにおいて、制御手段は、ワークに対する照
射領域内に照射不要領域が存在する場合、照射不要領域
に対するエキシマレーザビームのスキャン移動時におい
てエキシマレーザ発振器を停止させるものである。
【００３９】また、この発明の請求項１３に係るエキシ
マレーザビーム照射装置は、請求項１から請求項１２ま
でのいずれかにおいて、制御手段により制御されてエキ
シマレーザビームの光路中に選択的に挿入される遮蔽板
を設け、制御手段は、ワークに対する照射領域内に照射
不要領域が存在する場合に、照射不要領域に対するエキ
シマレーザビームのスキャン移動時において光路中に遮
蔽板を挿入し、ワークにエキシマレーザビームを照射さ
せないものである。
【００４０】
【作用】この発明の請求項１においては、マスクおよび
ワークの同期スキャン移動方向を、マスクおよび反射手
段によるエキシマレーザビームの反射移動方向と一致さ
せることにより、多重反射されたエキシマレーザビーム
の強度分布が必ずしも均一でない場合であっても、適切
な加工エネルギーをワークに与える。
【００４１】また、この発明の請求項２においては、マ
スクおよびワークの同期スキャン移動量を、マスク上の
有効パターン領域のスキャン移動方向長さよりも長くす
ることにより、有効パターン領域上でのエキシマレーザ
ビームの強度分布をさらに均一化して、適切な加工エネ
ルギーをワークに与える。
【００４２】また、この発明の請求項３においては、マ
スクおよびワークの同期スキャン移動速度の安定領域が
ワークに対するエキシマレーザビームの照射領域となる
ように、マスクおよびワークのスキャン移動開始位置を
決定し、スキャン移動開始時のスキャン移動速度が変化
する領域がマスクの有効パターン領域と重なるのを避
け、スキャン移動速度が安定した領域でビーム光が照射
されるようにする。これにより、有効パターン領域上で
のエキシマレーザビームの強度分布をさらに均一化し
て、適切な加工エネルギーをワークに与える。
【００４３】また、この発明の請求項４においては、マ
スクおよびワークの同期スキャン移動速度がワークに対
するエキシマレーザビームの照射領域内で変化する場
合、スキャン移動速度が所定速度よりも遅いときにはエ
キシマレーザ発振器による発振繰り返し周波数を所定周
波数よりも減少させ、スキャン移動速度が所定速度より
も速いときには発振繰り返し周波数を所定周波数よりも
増大させ、スキャン移動速度の変化に合わせて発振繰り
返し周波数を変化させる。これにより、有効パターン領
域上でのエキシマレーザビームの強度分布を均一化し
て、適切な加工エネルギーをワークに与える。
【００４４】また、この発明の請求項５においては、マ
スクおよびワークの同期スキャン移動時にワークの厚さ
が変化する場合、ワークの厚さが所定厚よりも厚いとき
にはエキシマレーザ発振器の発振繰り返し周波数を増大
させ、ワークの厚さが所定厚よりも薄いときには発振繰
り返し周波数を減少させ、照射領域の厚さに合わせて発
振繰り返し周波数を変化させる。これにより、ワークの
厚さによらず照射領域に適切な加工エネルギーを与えて
均一な加工を可能にする。
【００４５】また、この発明の請求項６においては、マ
スクおよびワークの同期スキャン移動時にワークの厚さ
が変化する場合、ワークの厚さが所定厚よりも厚いとき
にはマスクおよびワークのスキャン移動速度を減少さ
せ、ワークの厚さが所定厚よりも薄いときにはスキャン
移動速度を増大させ、照射領域の厚さに合わせて同期ス
キャン速度を変化させる。これにより、ワークの厚さに
よらず照射領域に適切な加工エネルギーを与えて均一な
加工を可能にする。
【００４６】また、この発明の請求項７においては、マ
スクおよびワークの同期スキャン移動時にワークの材質
がエキシマレーザビームの照射領域内で変化する場合、
ワークが比較的加工され易い材質のときにはエキシマレ
ーザ発振器の発振繰り返し周波数を減少させ、ワークの
材質が比較的加工されにくい材質のときには発振繰り返
し周波数を増大させ、照射領域の材質変化に合わせて発
振繰り返し周波数を変化させる。これにより、ワークの
材質によらず照射領域に適切な加工エネルギーを与えて
均一な加工を可能にする。
【００４７】また、この発明の請求項８においては、マ
スクおよびワークの同期スキャン移動時にワークの材質
がエキシマレーザビームの照射領域内で変化する場合、
ワークが比較的加工され易い材質のときにはマスクおよ
びワークのスキャン移動速度を増大させ、ワークの材質
が比較的加工されにくい材質のときにはスキャン移動速
度を減少させ、照射領域の材質変化に合わせて同期スキ
ャン速度を変化させる。これにより、ワークの材質によ
らず照射領域に適切な加工エネルギーを与えて均一な加
工を可能にする。
【００４８】また、この発明の請求項９においては、エ
キシマレーザビームの照射を繰り返す場合、マスクおよ
びワークのスキャン移動方向と転写レンズの光軸方向と
の両方に対して直角方向にマスクおよびワークをステッ
プ送り移動させ、直角方向のステップ送り移動量をエキ
シマレーザビームのステップ送り移動方向の長さよりも
小さく設定する。これにより、有効パターン領域上での
ステップ送り移動方向のエキシマレーザビームの強度分
布を均一化して、さらに適切な加工エネルギーをワーク
に与える。
【００４９】また、この発明の請求項１０においては、
エキシマレーザビームのパルス間における同期移動時の
マスクおよびワークのスキャン移動量が、エキシマレー
ザビームの反射移動方向の長さよりも小さくなるよう
に、マスクおよびワークのスキャン移動速度を変化させ
る。これにより、有効パターン領域上でのエキシマレー
ザビームの強度分布をさらに均一化して、適切な加工エ
ネルギーをワークに与える。
【００５０】また、この発明の請求項１１においては、
エキシマレーザビームのパルス間における同期移動時の
マスクおよびワークのスキャン移動量が、エキシマレー
ザビームの反射移動方向の長さよりも小さくなるよう
に、エキシマレーザ発振器の発振繰り返し周波数を変化
させる。これにより、有効パターン領域上でのエキシマ
レーザビームの強度分布をさらに均一化して、適切な加
工エネルギーをワークに与える。
【００５１】また、この発明の請求項１２においては、
ワークに対する照射領域内に照射不要領域が存在する場
合、照射不要領域に対するエキシマレーザビームのスキ
ャン移動時においてエキシマレーザ発振器を停止させる
ことにより、照射不要領域に不所望なエキシマレーザビ
ームを照射させないようにする。
【００５２】また、この発明の請求項１３においては、
ワークに対する照射領域内に照射不要領域が存在する場
合に、照射不要領域に対するエキシマレーザビームのス
キャン移動時において光路中に遮蔽板を挿入し、ワーク
にエキシマレーザビームを照射させないことにより、照
射不要領域に不所望なエキシマレーザビームを照射させ
ないようにする。
【００５３】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１によるエキシマレーザ
ビーム照射装置の構成を示す斜視図であり、Ｌ０〜Ｌ
２、１〜１５および１７は前述と同様のものである。
【００５４】１６Ａはエキシマレーザ発振器１を制御す
るとともにマスク移動機構９およびワーク移動機構１４
の精密駆動制御を行う制御手段であり、図１４内の制御
手段１６に対応している。
【００５５】図１内の制御手段１６Ａは、マスク８およ
びワーク１２を同期移動させるときに、スキャン移動方
向をエキシマレーザビームＬ１の反射移動方向（ｙ軸方
向）と一致させるようになっている。すなわち、スキャ
ン移動方向（同期移動方向）がｙ軸方向であり、ステッ
プ送り移動方向がｘ軸方向である。
【００５６】図２（ａ）は図１内のマスク８、転写レン
ズ１１およびワーク１２をｘ軸方向から見た側面図であ
り、１８は前述と同様のものである。この場合、ｙ軸方
向は、エキシマレーザビームＬ１の反射移動方向であっ
て、且つ、マスク８およびワーク１２の同期移動方向と
なっている。図２（ｂ）はワーク１２上に照射されるエ
キシマレーザビームＬ２のｙ軸方向のビーム強度分布を
示す説明図である。
【００５７】図３（ａ）は図１内のマスク８、転写レン
ズ１１およびワーク１２をｙ軸方向から見た側面図であ
り、図３（ｂ）はワーク１２上に照射されるエキシマレ
ーザビームＬ２のｘ軸方向のビーム強度分布を示す説明
図である。以下、図１〜図３を参照しながら、この発明
の実施例１の動作について説明する。
【００５８】図２（ａ）において、前述と同様に、マス
ク８の上端部に斜め上方から入射するエキシマレーザビ
ームＬ１は、一部がマスク８の通過部８ｃを通過してワ
ーク１２の加工に寄与するエキシマレーザビームＬ２と
なり、他のエキシマレーザビームＬ１は、マスク８の反
射部８ｂと高反射ミラー１０との間で繰り返し反射さ５
れる。
【００５９】これにより、エキシマレーザビームＬ１
は、マスク８と高反射ミラー１０との間で反射位置をｙ
軸方向に順次移動させながら多重反射してビーム強度を
維持するとともに、通過部８ｃに通過した所要パターン
のエキシマレーザビームＬ２をワーク１２に照射して、
ワーク１２上にたとえばバイアホール１８等の加工を行
う。
【００６０】しかしながら、エキシマレーザビームＬ１
は、反射移動方向であるｙ軸方向に対しては、高反射ミ
ラー１０の入射側の一端から他端へ向かって順次反射を
繰り返していくにつれてビーム強度が低下していく。す
なわち、ワーク１２上でのエキシマレーザビームＬ２の
ビーム強度分布は、図２（ｂ）内の破線（スキャン前の
強度分布）のように、−ｙ軸方向に向かって次第に弱く
なる。
【００６１】このとき、マスク８をｙ軸方向にスキャン
移動させ、これと同期して、ワーク１２を−ｙ軸方向に
スキャン移動させると、図２（ｂ）のスキャン前のビー
ム強度分布（破線）によるエキシマレーザビームＬ２
が、ワーク１２のｙ軸方向上で実線のように連続的に重
なり合う。
【００６２】すなわち、スキャン前のビーム強度分布
（破線）がｙ軸方向に不均一であっても、同期スキャン
移動させることにより、エキシマレーザビームＬ２が重
なり合うため、図２（ｂ）内のスキャン時のビーム強度
分布（実線）に示すように、ワーク１２上におけるビー
ム強度分布（累積）の均一化が可能となる。
【００６３】一方、ｘ軸方向については、図３（ｂ）の
ように、ｙ軸方向と比べてエキシマレーザビームＬ２の
ビーム強度分布が均一なため、マスク８をｘ軸方向にス
テップ送り移動させるとともに、ワーク１２を−ｘ軸方
向にステップ送り移動させることによって、ｘ軸方向の
ビーム強度分布が不均一になることはない。
【００６４】実施例２．なお、上記実施例１では、マス
ク８のスキャン移動の開始位置および停止位置に関連す
る同期スキャン移動量について特に言及しなかったが、
マスク８の同期スキャン移動量をマスク８上の有効パタ
ーン領域の長さよりも長く設定することにより、ワーク
１２に照射されるエキシマレーザビームＬ２のビーム強
度分布を確実に均一化することが望ましい。
【００６５】以下、同期スキャン移動量を有効パターン
領域の長さよりも長く設定したこの発明の実施例２を図
４にしたがって説明する。なお、この発明の実施例２の
装置構成は、図１に示した通りである。
【００６６】この場合、制御手段１６Ａは、マスク８の
同期移動時のスキャン移動量が、マスク８上の有効パタ
ーン領域のスキャン移動方向の長さよりも長くなるよう
に制御しており、また、同期移動時のマスク８のスキャ
ン移動速度の安定領域が、ワーク１２に対するエキシマ
レーザビームＬ２の照射領域となるように、マスク８お
よびワーク１２のスキャン移動開始位置を決定するよう
になっている。
【００６７】図４（ａ）はマスク８および高反射ミラー
１０からなる多重反射部をｘ軸方向から見た側面図であ
り、エキシマレーザビームＬ１はｙ軸方向に移動しなが
ら多重反射している状態を示す。図４（ａ）のように、
マスク８上に照射されるエキシマレーザビームＬ１は、
ｙ軸方向の多重反射により、ｙ軸方向に見かけ上の幅Δ
Ｗ（反射移動方向の長さ）を有する。
【００６８】図４（ｂ）はマスク８を上面より見た平面
図、図４（ｃ）はマスク８のスキャン移動方向（−ｙ軸
方向）の位置に対するスキャン移動速度ｖの変化を示す
説明図である。
【００６９】各図において、Ｌ１ａおよびＬ１ｂはエキ
シマレーザビームＬ１のマスク８上の照射位置、ａおよ
びｂは各照射位置Ｌ１ａおよびＬ１ｂの中心位置、Ｗａ
ｂはエキシマレーザビームＬ１のスキャン移動時のｙ軸
方向のスキャン移動量、８ｄはマスク８上の有効パター
ン領域、Ｗは有効パターン領域８ｄの幅（ｙ軸方向の長
さ）、ＲＳはスキャン移動速度ｖの速度安定領域、ＲＶ
はスキャン移動速度ｖの速度変化領域、ΔＷａおよびΔ
Ｗｂは有効パターン領域幅Ｗに対する速度安定領域ＲＳ
の余裕幅である。
【００７０】いま、図４（ｂ）内の実線で示すように、
多重反射されたエキシマレーザビームＬ１が位置Ｌ１ａ
（ｙ軸方向の中心位置ａ）にあるとする。このとき、制
御手段１６Ａ（図１参照）は、多重反射によるｙ軸方向
のビーム強度分布（累積）を均一化するため、マスク８
を−ｙ軸方向にスキャン移動させ、見かけ上、エキシマ
レーザビームＬ１を実線位置Ｌ１ａから破線位置Ｌ１ｂ
に（ｙ軸方向に）スキャン移動させる。
【００７１】このときのスキャン移動量Ｗａｂ（中心位
置ａからｂまでの距離）は、マスク８上で転写パターン
が形成されている領域すなわち有効パターン領域８ｄの
同期スキャン移動方向（ｙ軸方向）の長さＷより長く設
定される。
【００７２】これにより、エキシマレーザビームＬ１の
中心位置がａからｂにスキャン移動する際に介在する有
効パターン領域８ｄは、図４（ｃ）のように、速度安定
領域ＲＳ内に位置することになり、有効パターン領域８
ｄに照射されるエキシマレーザビームＬ１のビーム強度
分布（累積）は均一化する。
【００７３】また、上記のようにマスク８を−ｙ軸方向
にスキャン移動させて、見かけ上、多重反射によるエキ
シマレーザビームＬ１の中心位置をａからｂにスキャン
移動する場合のスキャン移動速度ｖは、たとえば図４
（ｃ）のように変化する。このとき、スキャン移動速度
ｖの速度変化領域ＲＶがマスク８上の有効パターン領域
８ｄに干渉すると、有効パターン領域８ｄ内でスキャン
移動速度ｖが変化し、有効パターン領域８ｄに照射され
るエキシマレーザビームＬ１のビーム強度分布（累積）
が均一でなくなってしまう。
【００７４】したがって、エキシマレーザビームＬ１の
スキャン移動開始位置ａおよびスキャン移動停止位置ｂ
は、図４のように、マスク８のスキャン移動速度ｖが安
定した速度安定領域ＲＳでワーク１２が加工されるよう
に設定されている。これにより、有効パターン領域８ｄ
に照射されるエキシマレーザビームＬ１のビーム強度分
布（累積）の均一化が可能となり、ひいてはワーク１２
に対して均一な加工を行うことができる。
【００７５】ここで、速度安定領域ＲＳの余裕幅ΔＷａ
およびΔＷｂと、エキシマレーザビームＬ１の幅ΔＷと
の間の条件を式で表わすと、たとえば次式のようにな
る。
【００７６】ΔＷａ＞ΔＷ／２ ΔＷｂ＞ΔＷ／２
【００７７】すなわち、有効パターン領域８ｄが速度安
定領域ＲＳ内で確実にスキャンされるためには、余裕幅
ΔＷａおよびΔＷｂをエキシマレーザビームＬ１の幅Δ
Ｗの１／２よりも大きく設定する必要がある。なお、ビ
ーム幅ΔＷは、多重反射によるエキシマレーザビームＬ
１の反射移動方向の長さに相当する。制御手段１６Ａ
は、マスク８と同期してスキャン移動されるワーク１２
のスキャン移動開始位置をも決定することは言うまでも
ない。
【００７８】実施例３．なお、上記実施例２では、同期
移動中のスキャン移動速度ｖを有効パターン領域８ｄ内
で一定としたが、同期スキャン移動速度が変化する場合
にはスキャン移動速度の変化に応じて、エキシマレーザ
発振器１による発振繰り返し周波数を制御し、ワーク１
２に照射されるエキシマレーザビームＬ２のビーム強度
分布を均一化することが望ましい。
【００７９】以下、スキャン移動速度ｖの変化に応じて
発振繰り返し周波数を制御するようにしたこの発明の実
施例３を図５および図６にしたがって説明する。図５は
この発明の実施例３によるエキシマレーザビーム照射装
置の構成を示す斜視図であり、Ｌ０〜Ｌ２、１〜１５お
よび１７は前述と同様のものである。
【００８０】１６Ｂはマスク移動機構９とワーク移動機
構１４の精密駆動制御を行う制御手段であり、図１内の
制御手段１６に対応している。１９はマスク８およびワ
ーク１２のスキャン移動速度ｖを測定する速度測定装置
である。なお、マスク８およびワーク１２のスキャン移
動は互いにｙ軸に関して反対方向ではあるものの同期し
ているため、ここでは、専らマスク８側のスキャン移動
速度ｖに注目して説明する。速度測定装置１９により測
定されたスキャン移動速度ｖは、制御手段１６Ｂに入力
され、エキシマレーザ発振器１の発振繰り返し周波数ｆ
の制御に寄与する。
【００８１】図５内の制御手段１６Ｂは、同期移動時の
マスク８のスキャン移動速度ｖが、有効パターン領域８
ｄに対応する加工パターン領域（ワーク１２に対するエ
キシマレーザビームＬ２の照射領域）内で変化する場合
に、スキャン移動速度ｖが所定速度ｖｏよりも遅いとき
にはエキシマレーザ発振器１による発振繰り返し周波数
ｆを所定周波数ｆｏよりも減少させ、スキャン移動速度
ｖが所定速度ｖｏよりも速いときには発振繰り返し周波
数ｆを所定周波数ｆｏよりも増大させるようになってい
る。
【００８２】図６（ａ）はエキシマレーザビームＬ１の
多重反射部をｘ軸方向から見た状態を示す側面図であ
り、エキシマレーザビームＬ１はマスク８と高反射ミラ
ー１０との間でｙ軸方向に移動しながら多重反射してい
る。図６（ｂ）はマスク８を上面より見た図であり、８
ｄ、Ｌ１ａおよびＬ１ｂは前述と同様のものである。図
６（ｃ）はｙ軸方向の同期移動時におけるマスク８のス
キャン移動速度ｖの変化を示す説明図、図６（ｄ）は同
期移動時のエキシマレーザ発振器１の発振繰り返し周波
数ｆの変化を示す説明図である。
【００８３】次に、図５および図６を参照しながら、こ
の発明の実施例３の動作について説明する。前述と同様
に、まず、多重反射されたエキシマレーザビームＬ１が
図６（ｂ）内の実線位置Ｌ１ａにあるものとして、多重
反射によるｙ軸方向のビーム強度分布（累積）を均一化
するため、マスク８を−ｙ方向へスキャン移動させて、
見かけ上、エキシマレーザビームＬ１ａの中心位置をａ
からｂにスキャン移動させる。
【００８４】このとき、同期移動時のスキャン移動速度
ｖは、たとえば図６（ｃ）のように変化するものとす
る。したがって、マスク８の有効パターン領域８ｄを通
過してワーク１２に照射されるエキシマレーザビームＬ
２の強度分布（累積）は、たとえば発振繰り返し周波数
ｆを所定周波数ｆｏ（一定）に設定した場合、スキャン
移動速度ｖが遅いと強く、逆にスキャン移動速度ｖが速
いと弱くなり、ワーク１２に対する加工性能に悪影響を
及ぼすことになる。
【００８５】そこで、制御手段１６Ｂは、同期移動時の
スキャン移動速度ｖを速度測定装置１９を介してモニタ
しておき、測定されたスキャン移動速度ｖに応じて、エ
キシマレーザ発振器１の発振繰り返し周波数を、たとえ
ば図６（ｄ）に示すように変化させる。すなわち、スキ
ャン移動速度ｖが所定速度ｖｏよりも速い場合には発振
繰り返し周波数ｆを所定周波数ｆｏよりも高く設定し、
スキャン移動速度ｖが所定速度ｖｏよりも遅い場合には
発振繰り返し周波数ｆを所定周波数ｆｏよりも低く設定
する。
【００８６】これにより、ワーク１２に照射されるエキ
シマレーザビームＬ２の強度分布（累積）を均一化する
ことができる。ここで、スキャン移動速度ｖとエキシマ
レーザ発振器１の発振繰り返し周波数ｆとの関係を式に
表わすと、たとえば次式のようになる。
【００８７】ｆ＝ｆｏ＋ｋ１・Δｖ Δｖ＝ｖ−ｖｏ
【００８８】ただし、ｋ１（＞０）は比例定数、Δｖは
スキャン移動速度ｖを所定速度ｖｏとの偏差である。ま
た、発振繰り返し周波数ｆおよびスキャン移動速度ｖの
比較基準となる所定周波数ｆｏおよび所定速度ｖｏは、
通常状態において安定した加工を行うことのできる発振
繰り返し周波数ｆおよびスキャン移動速度ｖに対応して
いる。したがって、スキャン移動速度をｖｏに設定し、
発振繰り返し周波数をｆｏに設定して、エキシマレーザ
ビームＬ２を照射すれば、ワーク１２は安定に加工され
ることになる。
【００８９】図６（ｄ）のように、スキャン移動速度ｖ
に応じて発振繰り返し周波数ｆを増減させることによ
り、実質的にビーム強度分布が一定となるため、有効パ
ターン領域８ｄに照射されるエキシマレーザビームＬ１
のビーム強度分布（累積）の均一化が可能となり、ひい
てはワーク１２に対して均一な加工を行うことができ
る。
【００９０】実施例４．なお、上記各実施例では、ワー
ク１２の厚さや材質等の変化を考慮しなかったが、同期
移動中にワーク１２の厚さや材質が変化した場合には、
ワーク１２の厚さや材質に応じて発振繰り返し周波数ｆ
またはスキャン移動速度ｖを増減させ、ワーク１２に照
射されるエキシマレーザビームＬ２のビーム強度分布を
均一化させることが望ましい。
【００９１】以下、ワーク１２の厚さや材質に応じて発
振繰り返し周波数ｆまたはスキャン移動速度ｖを増減さ
せるようにしたこの発明の実施例４を図７〜図９にした
がって説明する。図７はこの発明の実施例４によるエキ
シマレーザビーム照射装置の構成を示す斜視図であり、
Ｌ０〜Ｌ２、１〜１５および１７は前述と同様のもので
ある。
【００９２】１６Ｃはマスク移動機構９とワーク移動機
構１４の精密駆動制御を行う制御手段であり、図１内の
制御手段１６Ａに対応している。２０はワーク１２の厚
さｄを測定する変位センサであり、測定されたワーク１
２の厚さｄは制御手段１６Ｃに入力される。
【００９３】図７内の制御手段１６Ｃは、同期移動時に
ワーク１２の厚さｄが変化する場合に、厚さｄが所定厚
ｄｏよりも厚いときにはエキシマレーザ発振器１の発振
繰り返し周波数ｆを所定周波数ｆｏよりも増大させ、厚
さｄが所定厚ｄｏよりも薄いときには発振繰り返し周波
数ｆを所定周波数ｆｏよりも減少させるようになってい
る。
【００９４】または、制御手段１６Ｃは、同期移動時に
ワーク１２の厚さｄが変化する場合に、厚さｄが所定厚
ｄｏよりも厚いときにはワーク１２（およびマスク８）
のスキャン移動速度ｖを所定速度ｖｏよりも減少させ、
厚さｄが所定厚ｄｏよりも薄いときにはスキャン移動速
度ｖを所定速度ｖｏよりも増大させるようになってい
る。ここでは、便宜的にワーク１２側のスキャン移動速
度ｖ（マスク８のスキャン移動速度ｖに必ずしも一致し
ないが対応している）に注目して説明する。
【００９５】図８（ａ）は多重反射部８および１０なら
びにワーク１２をｘ軸方向から見た側面図、図８（ｂ）
はマスク８および転写レンズ１１を通過してワーク１２
上に照射されるエキシマレーザビームＬ２の照射領域を
模式的に示す平面図であり、矢印で示すｙ軸方向は、ワ
ーク１２のスキャン方向である。
【００９６】図８（ｂ）において、１２ａは有効パター
ン領域８ｄが転写されたワーク１２上の照射領域（有効
加工領域）、Ｌ２ａはワーク１２を同期移動させる前の
エキシマレーザビームＬ２のワーク１２上の照射位置、
でＬ２ｂはワーク１２を同期スキャン移動させた後のエ
キシマレーザビームＬ２のワーク１２上の照射位置であ
る。
【００９７】図８（ｃ）はワーク１２のスキャン方向
（ｙ軸方向）に対するワーク１２の厚さｄの変化を示す
説明図であり、ｄｏは厚さｄの比較基準となる所定厚、
ａおよびｂは同期移動のスキャン移動開始時およびスキ
ャン移動終了時のエキシマレーザビームＬ２の中心位置
である。
【００９８】図８（ｄ）はワーク１２の厚さｄの変化に
応じて増減制御される発振繰り返し周波数ｆまたはスキ
ャン移動速度ｖを示す説明図であり、ｆｏは前述と同様
のものである。また、ｖｏはワーク１２のスキャン移動
速度ｖの比較基準となる所定速度であり、前述のマスク
８のスキャン移動速度ｖに対する所定速度ｖｏに対応し
ている。
【００９９】まず、多重反射されてマスク８および転写
レンズ１１を通過し、ワーク１２に照射されたエキシマ
レーザビームＬ２の中心位置がｙ軸上の位置ａにあるも
のとする。ここで、前述と同様に、多重反射によるｙ軸
方向のエキシマレーザビームＬ２のビーム強度分布（累
積）を均一化するため、マスク８のスキャン移動と同期
してワーク１２をｙ軸方向にスキャン移動させ、見かけ
上、エキシマレーザビームＬ２の中心位置をａからｂに
スキャン移動させる。
【０１００】このとき、有効パターン領域８ｄ（図６参
照）が転写されたワーク１２上の照射領域（有効加工領
域）１２ａ内において、ワーク１２の厚さｄが、たとえ
ば図８（ｃ）のように変化したとすると、ワーク１２に
対して均一な加工を行うためには、厚さｄに応じてエキ
シマレーザビームＬ２の照射量を変化させる必要があ
る。
【０１０１】たとえば、加工されるワーク１２の厚さｄ
が所定厚ｄｏよりも厚いときには、エキシマレーザビー
ムＬ２の照射量を増大させ、厚さｄが所定厚ｄｏよりも
薄いときには、エキシマレーザビームＬ２の照射量を減
少させる必要がある。
【０１０２】したがって、制御手段１６Ｃは、変位セン
サ２０を介してワーク１２の厚さｄの変化をモニタ（ま
たは、あらかじめ計測）しておき、厚さｄによってエキ
シマレーザ発振器１の発振繰り返し周波数ｆまたは同期
移動時のスキャン移動速度ｖを、たとえば図８（ｄ）の
ように変化させる。
【０１０３】このとき、制御手段１６Ｃが厚さｄに応じ
て発振繰り返し周波数ｆを増減制御する場合は、厚さｄ
と発振繰り返し周波数ｆとの間の関係を式に表わすと、
たとえば次式のようになる。
【０１０４】ｆ＝ｆｏ＋ｋ２・Δｄ Δｄ＝ｄ−ｄｏ
【０１０５】ただし、ｋ２（＞０）は比例定数、Δｄは
ワーク１２の厚さｄと所定厚ｄｏとの偏差である。ま
た、所定周波数ｆｏおよび所定厚ｄｏは、ワーク１２を
安定に加工するための基準値であり、厚さｄｏのワーク
１２を一定速度で同期スキャン移動させる場合、発振繰
り返し周波数ｆｏのエキシマレーザビームＬ２をワーク
１２に照射することにより、安定な加工が可能となる。
【０１０６】一方、制御手段１６Ｃがスキャン移動速度
ｖを増減制御する場合には、ワーク１２の厚さｄとスキ
ャン移動速度ｖとの関係を式に表わすと、たとえば次式
のようになる。
【０１０７】ｖ＝ｖｏ−ｋ３・Δｄ
【０１０８】ただし、ｋ３（＞０）は比例定数である。
この場合、図８（ｄ）のように、スキャン移動速度ｖ
は、厚さｄの変化Δｄに対して逆極性で増減される。ま
た、所定速度ｖｏおよび所定厚ｄｏは、ワーク１２を安
定に加工するための基準値であり、厚さｄｏのワーク１
２に一定の発振繰り返し周波数でエキシマレーザビーム
Ｌ２をワーク１２に照射する場合、ワーク１２のスキャ
ン移動速度をｖｏとすることにより、安定な加工が可能
となる。
【０１０９】図８（ｄ）のように、厚さｄに応じて発振
繰り返し周波数ｆまたはスキャン移動速度ｖを増減させ
ることにより、ワーク１２上の照射領域１２ａにおいて
ワーク１２の厚さｄが変化しても、厚さｄに合わせて均
一な加工が可能なエキシマレーザビームＬ２を照射する
ことができる。
【０１１０】次に、図９を参照しながら、ワーク１２の
材質に応じて発振繰り返し周波数ｆまたはスキャン移動
速度ｖを増減制御する場合について説明する。この場
合、制御手段１６Ｃは、変位センサ２０により計測され
た厚さｄに基づいて、エキシマレーザビームＬ２の１パ
ルス当りに加工されるエッチレートｅを算出し、所定エ
ッチレートｅｏとの偏差Δｅにより、ワーク１２の材質
が加工し易いか否かを識別する。
【０１１１】すなわち、制御手段１６Ｃは、同期移動時
にワーク１２の材質がエキシマレーザビームＬ２の照射
領域１２ａ内で変化する場合、ワーク１２の材質が比較
的加工され易いときにはエキシマレーザ発振器１の発振
繰り返し周波数ｆを所定周波数ｆｏよりも減少させ、ワ
ーク１２の材質が比較的加工されにくいときには発振繰
り返し周波数ｆを所定周波数ｆｏよりも増大させる。
【０１１２】または、制御手段１６Ｃは、ワークの材質
が比較的加工され易い材質のときにはワーク１２（およ
びマスク８）のスキャン移動速度ｖを所定速度ｖｏより
も増大させ、ワーク１２の材質が比較的加工されにくい
材質のときにはスキャン移動速度ｖを所定速度ｖｏより
も減少させる。
【０１１３】図９（ａ）はワーク１２上のエキシマレー
ザビームＬ２の位置および照射領域を模式的に示す平面
図、図９（ｂ）はワーク１２のスキャン方向（ｙ軸方
向）に対するエッチレートｅの変化を示す説明図、図９
（ｃ）はエッチレートｅに応じて増減される発振繰り返
し周波数ｆおよびスキャン移動速度ｖを示す説明図であ
る。ｅｏはエッチレートｅの比較基準となる所定エッチ
レートである。
【０１１４】図９（ｂ）のように、照射領域（有効加工
領域）１２ａ内でワーク１２の材質が変化する場合、制
御手段１６Ｃは、変位センサ２０で測定された厚さｄに
基づいて、あらかじめワーク１２の材質に相当するエッ
チレートｅを計測しておく。なお、エッチレートｅは、
エキシマレーザビームＬ２の１パルス当りの照射によっ
て加工されるワーク１２のバイアホール１８（図３参
照）の深さから求められる。
【０１１５】こうして計測されたエッチレートｅに応じ
て、制御手段１６Ｃは、図９（ｃ）のように、エキシマ
レーザ発振器１の発振繰り返し周波数ｆまたは同期移動
時のスキャン移動速度ｖを変化させる。
【０１１６】すなわち、エッチレートｅが所定エッチレ
ートｅｏよりも低く、ワーク１２が加工されにくい材質
の場合には、発振繰り返し周波数ｆを所定周波数ｆｏよ
りも増大させるか、またはスキャン移動速度ｖを減少さ
せる。一方、エッチレートｅが所定エッチレートｅｏよ
りも高く、ワーク１２が加工され易い材質の場合には、
発振繰り返し周波数ｆを所定周波数ｆｏよりも減少させ
るか、またはスキャン移動速度ｖを増大させる。
【０１１７】たとえば、制御手段１６Ｃが発振繰り返し
周波数ｆを増減制御する場合、ワーク１２の材質を示す
エッチレートｅとエキシマレーザ発振器１の発振繰り返
し周波数ｆとの関係は、たとえば次式のようになる。
【０１１８】ｆ＝ｆｏ−ｋ４・Δｅ Δｅ＝ｅ−ｅｏ
【０１１９】ただし、ｋ４（＞０）は比例定数、Δｅは
エッチレートｅと所定エッチレート（比較基準）ｅｏと
の偏差である。また、所定周波数ｆｏおよび所定エッチ
レートｅｏは、ワーク１２に対して安定な加工を行うた
めの値である。したがって、エッチレートｅ（＝ｅｏ）
の材質のワーク１２を一定速度ｖでスキャン移動させ、
ワーク１２に対して発振繰り返し周波数ｆ（＝ｆｏ）の
エキシマレーザビームＬ２を照射することにより、安定
な加工が可能となる。
【０１２０】また、制御手段１６Ｃがスキャン移動速度
ｖを増減制御する場合、ワーク１２の材質を示すエッチ
レートｅと同期スキャン時のスキャン移動速度ｖとの関
係は、たとえば次式のようになる。
【０１２１】ｖ＝ｖｏ＋ｋ５・Δｅ
【０１２２】ただし、ｋ５（＞０）は比例定数である。
また、所定速度ｖｏおよび所定エッチレートｅｏは、ワ
ーク１２に対して安定な加工を行うための値であり、エ
ッチレートｅ（＝ｅｏ）の材質のワーク１２に一定の発
振繰り返し周波数ｆでエキシマレーザビームＬ２を照射
し、ワーク１２のスキャン移動速度ｖ（＝ｖｏ）とする
ことで、安定な加工が可能となる。
【０１２３】図９（ｃ）のように、エッチレートｅに応
じて、発振繰り返し周波数ｆまたはスキャン移動速度ｖ
を増減させることにより、ワーク１２上の照射領域１２
ａにおいてワーク１２の材質が変化しても、ワーク１２
の材質に合わせて均一な加工が可能なエキシマレーザビ
ームＬ２を照射することができる。
【０１２４】実施例５．なお、上記各実施例では、マス
ク８およびワーク１２のｘ軸方向のステップ送り移動量
ΔＳについて特に考慮しなかったが、ステップ送り移動
量ΔＳをマスク８上のエキシマレーザビームＬ１のｘ軸
方向の幅ΔＷｘよりも小さく設定し、ステップ送り移動
時のビーム強度分布を均一にすることが望ましい。
【０１２５】以下、ステップ送り移動量ΔＳをエキシマ
レーザビームＬ１の幅ΔＷｘよりも小さく設定したこの
発明の実施例５を図１０および図１１にしたがって説明
する。なお、この発明の実施例５の装置構成は、図１に
示した通りである。
【０１２６】この場合、制御手段１６Ａは、マスク８お
よびワーク１２をステップ送り移動させてエキシマレー
ザビームＬ２の照射を繰り返す場合に、マスク８および
ワーク１２のスキャン移動方向（ｙ軸方向）と転写レン
ズ１１の光軸方向との両方に対して直角方向（ｘ軸方
向）にマスク８およびワーク１２を移動させ、ｘ軸方向
のステップ送り移動量ΔＳをエキシマレーザビームＬ１
のｘ軸方向の幅ΔＷｘよりも小さく設定している。
【０１２７】図１０（ａ）はエキシマレーザビームＬ１
の多重反射部８および１０をｘ軸方向から見た側面図、
図１０（ｂ）はマスク８上のエキシマレーザビームＬ１
の照射位置および有効パターン領域を示す平面図であ
る。
【０１２８】図１０（ｂ）において、マスク８に多重反
射して位置Ｌ１ａに照射されるエキシマレーザビームＬ
１は、中心位置がｙ軸上の位置ａにある。また、ΔＷｘ
はマスク８上のエキシマレーザビームＬ１のｘ軸方向の
幅、ΔＳはマスク８のｘ軸方向のステップ送り移動量、
ｃはステップ送り移動後のエキシマレーザビームＬ１の
中心位置である。
【０１２９】図１１（ａ）はエキシマレーザビームＬ１
の多重反射部８および１０ならびに転写レンズ１１およ
びワーク１２をｙ軸方向から見た側面図、図１１（ｂ）
はｘ軸方向に対するワーク１２上のビーム強度分布を示
す説明図である。
【０１３０】次に、図１、図１０および図１１を参照し
ながら、この発明の実施例５の動作について説明する。
まず、マスク８およびワーク１２の同期スキャン動作に
おいて、前述と同様に、制御手段１６Ａは、エキシマレ
ーザビームＬ１を照射しながらマスク８を−ｙ軸方向に
スキャン移動させ、見かけ上、エキシマレーザビームＬ
１の中心位置をａからｂ（図１０参照）にスキャン移動
させる。
【０１３１】その後、マスク８をｘ軸方向にステップ送
り移動量ΔＳだけステップ送り移動させて、見かけ上、
エキシマレーザビームＬ１をｂからｃにステップ送り移
動させ、さらに、マスク８をｙ軸方向に同期スキャン移
動させる。これにより、スキャン移動が繰り返され、ワ
ーク１２に対するエキシマレーザビームＬ２の照射が順
次繰り返される。
【０１３２】このとき、ステップ送り移動量ΔＳは、エ
キシマレーザビームＬ１のステップ送り移動方向（ｘ軸
方向）の幅ΔＷｘよりも小さくなるように、たとえば、
以下の条件に設定されている。
【０１３３】ΔＳ＜ΔＷｘ／２
【０１３４】また、エキシマレーザビームＬ１の多重反
射によるｘ軸方向の幅ΔＷｘは、図１１（ａ）のように
決定される。すなわち、エキシマレーザビームＬ１は、
高反射ミラー１０の中央から入射し、高反射ミラー１０
の両端に向って順次反射を繰り返す。この場合、エキシ
マレーザビームＬ１のｘ軸方向のビーム強度分布は、た
とえば図１１（ｂ）の実線または破線ようになり、ｘ軸
に沿っていくらかのビーム強度分布の変化が生じる。
【０１３５】そこで、図１１（ｂ）内の破線から実線へ
の変化で示すように、ステップ送り移動量ΔＳをエキシ
マレーザビームＬ１の幅ΔＷｘよりも小さく設定するこ
とにより、エキシマレーザビームＬ１のステップ送り移
動方向のビーム強度分布の不均一さを抑制することがで
きる。したがって、ビーム強度分布の不均一に起因する
ワーク１２に対する加工の不均一さを低減することがで
きる。
【０１３６】実施例６．なお、上記各実施例では、エキ
シマレーザ発振器１からパルスレーザとして出射された
エキシマレーザビームＬ０〜Ｌ２のパルス間でのマスク
８およびワーク１２のスキャン移動量Δｙについて特に
考慮しなかったが、エキシマレーザビームＬ０のパルス
間のスキャン移動量Δｙを、エキシマレーザビームＬ１
の幅（反射移動方向の長さ）ΔＷよりも小さく設定し、
ビーム強度分布（累積）を均一化することが望ましい。
【０１３７】以下、エキシマレーザビームＬ０〜Ｌ２の
パルス間のスキャン移動量Δｙをエキシマレーザビーム
Ｌ１の幅ΔＷよりも小さくしたこの発明の実施例６につ
いて説明する。
【０１３８】図１２（ａ）はこの発明の実施例６の多重
反射部をｘ軸方向から見た側面図、図１２（ｂ）はマス
ク８上のエキシマレーザビームＬ１の位置を示す平面図
であり、Δｙはパルス間のスキャン移動量である。な
お、この発明の実施例６の装置構成は、図１に示した通
りである。
【０１３９】この場合、制御手段１６Ａは、エキシマレ
ーザビームＬ０〜Ｌ２のパルス間における同期移動時の
マスク８およびワーク１２のスキャン移動量Δｙが、エ
キシマレーザビームＬ１の反射移動方向の長さΔＷより
も小さくなるように、マスク８およびワーク１２のスキ
ャン移動速度ｖを変化させるようになっている。ここで
は、説明を簡略化するため、便宜的にマスク８上のみで
のパルス間のスキャン移動量Δｙおよびスキャン移動速
度ｖに注目して説明する。
【０１４０】または、制御手段１６Ａは、エキシマレー
ザビームＬ０〜Ｌ２のパルス間における同期移動時のマ
スク８およびワーク１２のスキャン移動量Δｙが、エキ
シマレーザビームＬ１の反射移動方向の長さΔＷよりも
小さくなるように、エキシマレーザ発振器１の発振繰り
返し周波数ｆを変化させるようになっている。
【０１４１】まず、マスク８およびワーク１２の同期ス
キャン移動時において、エキシマレーザビームＬ０〜Ｌ
２のパルスとパルスとの間、すなわちエキシマレーザビ
ームＬ０〜Ｌ２の照射がなされていない期間にもマスク
８はスキャン移動する。
【０１４２】このとき、図１２（ｂ）のように、エキシ
マレーザビームＬ０〜Ｌ２のパルス間にマスク８がスキ
ャン移動する距離（スキャン移動量）をΔｙとすると、
制御手段１６Ａは、パルス間のスキャン移動量Δｙがエ
キシマレーザビームＬ１のスキャン移動方向の長さΔＷ
よりも小さくなるようにマスク８のスキャン移動速度ｖ
を定める。
【０１４３】または、制御手段１６Ａは、エキシマレー
ザビームＬ０〜Ｌ２のパルス間でのマスク８のスキャン
移動量ΔｙがエキシマレーザビームＬ１のスキャン移動
方向長さΔＷよりも小さくなるようにエキシマレーザ発
振器１の発振繰り返し周波数ｆを定め、エキシマレーザ
ビームＬ２をワーク１２に照射する。
【０１４４】制御手段１６Ａは、上記条件を満たすよう
に、スキャン移動速度ｖおよび発振繰り返し周波数ｆの
うちの少なくとも一方を設定すればよい。たとえば、マ
スク８上におけるエキシマレーザビームＬ１のパルス間
のスキャン移動量Δｙは、発振繰り返し周波数ｆおよび
スキャン移動速度ｖを用いて、次式のように表わされ、
また、パルス間のスキャン移動量Δｙとエキシマレーザ
ビームＬ１のスキャン移動方向長さΔＷとの関係は、次
式のようになる。
【０１４５】Δｙ＝ｖ／ｆ Δｙ＜ｋ６・ΔＷ
【０１４６】ただし、ｋ６は比例定数であり、１＞ｋ６
＞０の範囲内の値に設定される。すなわち、スキャン移
動速度ｖを小さくすればするほどパルス間のスキャン移
動量Δｙが小さくなり、発振繰り返し周波数ｆを高くす
ればするほどパルス間のスキャン移動量Δｙが小さくな
る。
【０１４７】実際には、比例係数ｋ６を０．２に設定し
たとき、エキシマレーザビームＬ１およびＬ２のビーム
強度分布（累積）に対して±１０％程度の均一度が得ら
れたが、さらにビーム強度分布に対して±２％程度の均
一度を得るためには、比例係数ｋ６を０．０５程度に設
定することが望ましい。
【０１４８】このように、パルス間のスキャン移動量Δ
ｙを低減させることにより、エキシマレーザビームＬ２
の強度分布（累積）の均一化が可能となり、ひいてはワ
ーク１２に対する加工の均一度をさらに向上させること
ができる。
【０１４９】実施例７．なお、上記各実施例では、ワー
ク１２上の照射領域１２ａ（図９参照）内に照射不要領
域が存在する場合を考慮しなかったが、同期スキャン移
動時において、照射不要領域に対してはエキシマレーザ
ビームＬ２を照射させないことが望ましい。以下、照射
不要領域にエキシマレーザビームＬ２を照射させないよ
うにしたこの発明の実施例７について説明する。
【０１５０】図１３（ａ）はこの発明の実施例７の多重
反射部、転写レンズ１１およびワーク１２をｘ軸方向か
ら見た側面図、図１３（ｂ）はワーク１２上のエキシマ
レーザビームＬ２の照射位置を示す平面図であり、１２
ｂは照射領域１２ａ内の照射不要領域（加工不要領
域）、ｍおよびｎは照射不要領域１２ｂのｙ軸方向の両
端位置である。なお、この発明の実施例７の装置構成
は、図１に示した通りである。
【０１５１】この場合、制御手段１６Ａは、ワーク１２
に対する照射領域１２ａ内に照射不要領域１２ｂが存在
する場合、照射不要領域１２ｂに対するエキシマレーザ
ビームＬ２のスキャン移動時においてエキシマレーザ発
振器１を停止させるようになっている。
【０１５２】または、制御手段１６Ａにより制御されて
エキシマレーザビームＬ０〜Ｌ２の光路中に選択的に挿
入される遮蔽板（図示せず）を設け、制御手段１６Ａ
は、照射領域１２ａ内の照射不要領域１２ｂに対するエ
キシマレーザビームＬ２のスキャン移動時において光路
中に遮蔽板を挿入し、ワーク１２にエキシマレーザビー
ムＬ２を照射させないようになっている。
【０１５３】図１３において、マスク８のスキャン移動
と同期してワーク１２をｙ方向にスキャン移動させる場
合、エキシマレーザビームＬ２の照射位置は、図１３
（ｂ）のようにＬ２ａ（実線）からＬ２ｂ（破線）にス
キャン移動する。このとき、照射不要領域１２ｂにかか
る位置ｍからｎまでの間においては、エキシマレーザ発
振器１を停止させるか、またはエキシマレーザビームＬ
０〜Ｌ２の光路中に遮蔽板を挿入する。
【０１５４】これにより、照射不要領域１２ｂにはエキ
シマレーザビームＬ２が照射されなくなり、必要な照射
領域１２ａのみの位置を選択してエキシマレーザビーム
Ｌ２を照射することができる。したがって、ワーク１２
に対して不要な照射および加工が行われることはなく、
照射エネルギーの無駄が省かれるとともに、エキシマレ
ーザビーム照射装置の寿命を延ばすことができ、加工装
置としての信頼性も向上する。なお、照射不要領域１２
ｂの位置ｍおよびｎは、たとえば、制御手段１６Ａ内の
メモリにあらかじめ測定データとして格納しておけばよ
い。
【０１５５】上記各実施例では、マスク８およびワーク
１２の一方のみに注目して同期スキャン移動またはステ
ップ送り移動について説明したが、マスク８およびワー
ク１２は互いに同期移動制御される以上、同時にスキャ
ン移動またはステップ送り移動されることは言うまでも
ない。
【０１５６】また、上記各実施例は任意に組み合わせる
ことができ、これにより、それぞれの効果が重畳され、
さらにビーム強度分布の均一化または信頼性の向上を実
現することができる。
【０１５７】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、エキシマレーザビームを出射するエキシマレーザ発
振器と、エキシマレーザ発振器からのエキシマレーザビ
ームを通過させる通過部およびエキシマレーザビームを
反射させる反射部を有するマスクと、反射部に対向配置
されて反射部で反射されたエキシマレーザビームをマス
クに向けて反射させる反射手段と、マスクを通過したエ
キシマレーザビームのパターンをワーク上に転写して照
射するための転写レンズと、転写レンズの光軸に対して
直角方向にワークを動かすためのワーク移動機構と、転
写レンズの光軸に対して直角方向にマスクを動かすため
のマスク移動機構と、エキシマレーザ発振器、ワーク移
動機構およびマスク移動機構を制御するための制御手段
とを備え、制御手段は、マスクおよびワークを同一軸に
沿って同期移動させるとともに、同期移動時のスキャン
移動方向を、マスクと反射手段との間のエキシマレーザ
ビームの反射移動方向と一致させたので、マスクと反射
手段との間で多重反射されたエキシマレーザビームの強
度分布が必ずしも均一でない場合であっても、均一化さ
れた適切な照射（加工）エネルギーをワークに与えるこ
とのできるエキシマレーザビーム照射装置が得られる効
果がある。
【０１５８】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、制御手段は、同期移動時のスキャン移動
量を、エキシマレーザビームのパターンに相当するマス
ク上の有効パターン領域のスキャン移動方向の長さより
も長くなるように設定したので、有効パターン領域上で
のエキシマレーザビームの強度分布をさらに均一化し
て、適切な照射エネルギーをワークに与えることのでき
るエキシマレーザビーム照射装置が得られる効果があ
る。
【０１５９】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、制御手段は、同期移動時
のスキャン移動速度の安定領域がワークに対するエキシ
マレーザビームの照射領域となるように、マスクおよび
ワークのスキャン移動開始位置を決定し、スキャン移動
開始時のスキャン移動速度が変化する領域がマスクの有
効パターン領域と重なるのを避け、スキャン移動速度が
安定した領域でビーム光が照射されるようにしたので、
有効パターン領域上でのエキシマレーザビームの強度分
布をさらに均一化して、適切な照射エネルギーをワーク
に与えることのできるエキシマレーザビーム照射装置が
得られる効果がある。
【０１６０】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、制御手段
は、同期移動時のスキャン移動速度がワークに対するエ
キシマレーザビームの照射領域内で変化する場合、スキ
ャン移動速度が所定速度よりも遅いときにはエキシマレ
ーザ発振器による発振繰り返し周波数を所定周波数より
も減少させ、スキャン移動速度が所定速度よりも速いと
きには発振繰り返し周波数を所定周波数よりも増大さ
せ、スキャン移動速度の変化に合わせて発振繰り返し周
波数を変化させるようにしたので、有効パターン領域上
でのエキシマレーザビームの強度分布を均一化して、適
切な照射エネルギーをワークに与えることのできるエキ
シマレーザビーム照射装置が得られる効果がある。
【０１６１】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、制御手段
は、同期移動時にワークの厚さが変化する場合、ワーク
の厚さが所定厚よりも厚いときにはエキシマレーザ発振
器の発振繰り返し周波数を所定周波数よりも増大させ、
ワークの厚さが所定厚よりも薄いときには発振繰り返し
周波数を所定周波数よりも減少させ、照射領域の厚さに
合わせて発振繰り返し周波数を変化させるようにしたの
で、ワークの厚さによらず照射領域に適切な照射エネル
ギーを与えることのできるエキシマレーザビーム照射装
置が得られる効果がある。
【０１６２】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項５までのいずれかにおいて、制御手段
は、同期移動時にワークの厚さが変化する場合、ワーク
の厚さが所定厚よりも厚いときにはマスクおよびワーク
のスキャン移動速度を減少させ、ワークの厚さが所定厚
よりも薄いときにはスキャン移動速度を増大させ、照射
領域の厚さに合わせて同期スキャン移動速度を変化させ
るようにしたので、ワークの厚さによらず照射領域に適
切な照射エネルギーを与えることのできるエキシマレー
ザビーム照射装置が得られる効果がある。
【０１６３】また、この発明の請求項７によれば、請求
項１から請求項６までのいずれかにおいて、制御手段
は、同期移動時にワークの材質がエキシマレーザビーム
の照射領域内で変化する場合、ワークが比較的加工され
易い材質のときにはエキシマレーザ発振器の発振繰り返
し周波数を所定周波数よりも減少させ、ワークが比較的
加工されにくい材質のときには発振繰り返し周波数を所
定周波数よりも増大させ、照射領域の材質変化に合わせ
て発振繰り返し周波数を変化させるようにしたので、ワ
ークの材質によらず照射領域に適切な照射エネルギーを
与えることのできるエキシマレーザビーム照射装置が得
られる効果がある。
【０１６４】また、この発明の請求項８によれば、請求
項１から請求項７までのいずれかにおいて、制御手段
は、同期移動時にワークの材質がエキシマレーザビーム
の照射領域内で変化する場合、ワークが比較的加工され
易い材質のときにはマスクおよびワークのスキャン移動
速度を増大させ、ワークが比較的加工されにくい材質の
ときにはスキャン移動速度を減少させ、照射領域の材質
変化に合わせて同期スキャン移動速度を変化させるよう
にしたので、ワークの材質によらず照射領域に適切な照
射エネルギーを与えることのできるエキシマレーザビー
ム照射装置が得られる効果がある。
【０１６５】また、この発明の請求項９によれば、請求
項１から請求項８までのいずれかにおいて、制御手段
は、エキシマレーザビームの照射を繰り返す場合、マス
クおよびワークのスキャン移動方向と転写レンズの光軸
方向との両方に対して直角方向にマスクおよびワークを
ステップ送り移動させ、直角方向のステップ送り移動量
をエキシマレーザビームのステップ送り移動方向の長さ
よりも小さく設定したので、有効パターン領域上でのス
テップ送り移動方向のエキシマレーザビームの強度分布
を均一化して、さらに適切な照射エネルギーをワークに
与えることのできるエキシマレーザビーム照射装置が得
られる効果がある。
【０１６６】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項１から請求項９までのいずれかにおいて、制御手段
は、エキシマレーザビームのパルス間における同期移動
時のマスクおよびワークのスキャン移動量が、エキシマ
レーザビームの反射移動方向の長さよりも小さくなるよ
うに、マスクおよびワークのスキャン移動速度を変化さ
せるようにしたので、有効パターン領域上でのエキシマ
レーザビームの強度分布をさらに均一化して、適切な照
射エネルギーをワークに与えることのできるエキシマレ
ーザビーム照射装置が得られる効果がある。
【０１６７】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項１から請求項１０までのいずれかにおいて、制御手
段は、エキシマレーザビームのパルス間における同期移
動時のマスクおよびワークのスキャン移動量が、エキシ
マレーザビームの反射移動方向の長さよりも小さくなる
ように、エキシマレーザ発振器の発振繰り返し周波数を
変化させるようにしたので、有効パターン領域上でのエ
キシマレーザビームの強度分布をさらに均一化して、適
切な照射エネルギーをワークに与えることのできるエキ
シマレーザビーム照射装置が得られる効果がある。
【０１６８】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項１から請求項１１までのいずれかにおいて、制御手
段は、ワークに対する照射領域内に照射不要領域が存在
する場合、照射不要領域に対するエキシマレーザビーム
のスキャン移動時においてエキシマレーザ発振器を停止
させ、照射不要領域に不所望なエキシマレーザビームを
照射させないようにしたので、照射エネルギーの無駄を
省くとともに装置寿命を延ばすことのできるエキシマレ
ーザビーム照射装置が得られる効果がある。
【０１６９】また、この発明の請求項１３によれば、請
求項１から請求項１２までのいずれかにおいて、制御手
段により制御されてエキシマレーザビームの光路中に選
択的に挿入される遮蔽板を設け、制御手段は、ワークに
対する照射領域内に照射不要領域が存在する場合に、照
射不要領域に対するエキシマレーザビームのスキャン移
動時において光路中に遮蔽板を挿入し、ワークにエキシ
マレーザビームを照射させないようにしたので、照射エ
ネルギーの無駄を省くとともに装置寿命を延ばすことの
できるエキシマレーザビーム照射装置が得られる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１によるエキシマレーザビ
ーム照射装置の構成を示す斜視図である。
【図２】 この発明の実施例１によるｙ軸方向のスキャ
ン移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多重反
射部、転写レンズおよびワークをｘ軸方向から見た側面
図、（ｂ）はワーク上に照射されるｙ軸方向のビーム強
度分布を示す説明図である。
【図３】 この発明の実施例１によるｘ軸方向のステッ
プ送り移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多
重反射部、転写レンズおよびワークをｙ軸方向から見た
側面図、（ｂ）はワーク上に照射されるｘ軸方向のビー
ム強度分布を示す説明図である。
【図４】 この発明の実施例２によるｙ軸方向のスキャ
ン移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多重反
射部をｘ軸方向から見た側面図、（ｂ）はマスク上に照
射されるエキシマレーザビームの位置を示す平面図、
（ｃ）はスキャン移動速度の変化を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施例３によるエキシマレーザビ
ーム照射装置の構成を示す斜視図である。
【図６】 この発明の実施例３によるｙ軸方向のスキャ
ン移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多重反
射部をｘ軸方向から見た側面図、（ｂ）はマスク上に照
射されるエキシマレーザビームの位置を示す平面図、
（ｃ）はスキャン移動速度の変化を示す説明図、（ｄ）
はスキャン移動時の発振繰り返し周波数の変化を示す説
明図である。
【図７】 この発明の実施例４によるエキシマレーザビ
ーム照射装置の構成を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施例４によるｙ軸方向のスキャ
ン移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多重反
射部、転写レンズおよびワークをｘ軸方向から見た側面
図、（ｂ）はワーク上に照射されるエキシマレーザビー
ムの位置を示す平面図、（ｃ）はスキャン移動時のワー
クの厚さの変化を示す説明図、（ｄ）はスキャン移動時
のワークの厚さに応じた発振繰り返し周波数およびスキ
ャン移動速度の変化を示す説明図である。
【図９】 この発明の実施例４によるｙ軸方向の他のス
キャン移動動作を説明するための図であり、（ａ）はワ
ーク上に照射されるエキシマレーザビームの位置を示す
平面図、（ｂ）はスキャン移動時のワークのエッチレー
トの変化を示す説明図、（ｃ）はスキャン移動時のワー
クのエッチレートに応じた発振繰り返し周波数およびス
キャン移動速度の変化を示す説明図である。
【図１０】 この発明の実施例５によるｙ軸方向のスキ
ャン移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多重
反射部をｘ軸方向から見た側面図、（ｂ）はマスク上に
照射されるエキシマレーザビームの位置を示す平面図で
ある。
【図１１】 この発明の実施例５によるｘ軸方向のステ
ップ送り移動動作を説明するための図であり、（ａ）は
多重反射部、転写レンズおよびワークをｙ軸方向から見
た側面図、（ｂ）はワーク上に照射されるｘ軸方向のビ
ーム強度分布を示す説明図である。
【図１２】 この発明の実施例６によるｙ軸方向のスキ
ャン移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多重
反射部をｘ軸方向から見た側面図、（ｂ）はマスク上に
照射されるエキシマレーザビームの位置を示す平面図で
ある。
【図１３】 この発明の実施例７によるｙ軸方向のスキ
ャン移動動作を説明するための図であり、（ａ）は多重
反射部、転写レンズおよびワークをｘ軸方向から見た側
面図、（ｂ）はワーク上に照射されるエキシマレーザビ
ームの位置を示す平面図である。
【図１４】 従来のエキシマレーザビーム照射装置の構
成を示す斜視図である。
【図１５】 従来のエキシマレーザビーム照射装置によ
るｙ軸方向のステップ送り移動動作を説明するための図
であり、（ａ）は多重反射部、転写レンズおよびワーク
をｘ軸方向から見た側面図、（ｂ）はワーク上に照射さ
れるｙ軸方向のビーム強度分布を示す説明図である。
【図１６】 従来のエキシマレーザビーム照射装置によ
るｘ軸方向のスキャン移動動作を説明するための図であ
り、（ａ）は多重反射部、転写レンズおよびワークをｙ
軸方向から見た側面図、（ｂ）はワーク上に照射される
ｘ軸方向のビーム強度分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エキシマレーザ発振器、８ マスク、８ｂ 反射
部、８ｃ 通過部、８ｄ有効パターン領域、９ マスク
移動機構、１０ 高反射ミラー、１１ 転写レンズ、１
２ ワーク、１２ａ 照射領域、１２ｂ 照射不要領
域、１４ ワーク移動機構、１６Ａ〜１６Ｃ 制御手
段、１８ バイアホール、１９ 速度測定装置、２０
変位センサ、ａ スキャン移動開始位置、ｂ スキャン
移動停止位置、ｄ ワークの厚さ、ｄｏ 所定厚、ｅ
エッチレート、ｅｏ 所定エッチレート、ｆ 発振繰り
返し周波数、ｆｏ 所定周波数、Ｌ０〜Ｌ２ エキシマ
レーザビーム、ＲＳ 速度安定領域、ｖ スキャン移動
速度、ｖｏ 所定速度、Ｗａｂスキャン移動量、Ｗ 有
効パターン領域のスキャン移動方向の長さ、ｘ ステッ
プ送り移動方向、ｙ スキャン移動方向（反射移動方
向）、ΔＳ ステップ送り移動量、ΔＷ エキシマレー
ザビームの反射移動方向の長さ、ΔＷｘ エキシマレー
ザビームのステップ送り移動方向の長さ、Δｙ パルス
間のスキャン移動量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｎ 3/46 Ｘ 6921−4Ｅ (72)発明者 皆川 忠郎 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 八木 俊憲 尼崎市塚口本町八丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術センター内 (72)発明者 伊藤 慶子 尼崎市塚口本町八丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術センター内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エキシマレーザビームを出射するエキシ
    マレーザ発振器と、 前記エキシマレーザ発振器からのエキシマレーザビーム
    を通過させる通過部および前記エキシマレーザビームを
    反射させる反射部を有するマスクと、 前記反射部に対向配置されて前記反射部で反射されたエ
    キシマレーザビームを前記マスクに向けて反射させる反
    射手段と、 前記マスクを通過したエキシマレーザビームのパターン
    をワーク上に転写して照射するための転写レンズと、 前記転写レンズの光軸に対して直角方向に前記ワークを
    動かすためのワーク移動機構と、 前記転写レンズの光軸に対して直角方向に前記マスクを
    動かすためのマスク移動機構と、 前記エキシマレーザ発振器、前記ワーク移動機構および
    前記マスク移動機構を制御するための制御手段とを備え
    たエキシマレーザビーム照射装置において、 前記制御手段は、前記マスクおよび前記ワークを同一軸
    に沿って同期移動させるとともに、前記同期移動時のス
    キャン移動方向を、前記マスクと前記反射手段との間の
    前記エキシマレーザビームの反射移動方向と一致させた
    ことを特徴とするエキシマレーザビーム照射装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記同期移動時のスキ
    ャン移動量を、前記エキシマレーザビームのパターンに
    相当する前記マスク上の有効パターン領域のスキャン移
    動方向の長さよりも長くなるように設定したことを特徴
    とする請求項１のエキシマレーザビーム照射装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記同期移動時のスキ
    ャン移動速度の安定領域が前記ワークに対する前記エキ
    シマレーザビームの照射領域となるように、前記マスク
    および前記ワークのスキャン移動開始位置を決定したこ
    とを特徴とする請求項１または請求項２のエキシマレー
    ザビーム照射装置。
  4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記同期移動時のスキ
    ャン移動速度が前記ワークに対する前記エキシマレーザ
    ビームの照射領域内で変化する場合、前記スキャン移動
    速度が所定速度よりも遅いときには前記エキシマレーザ
    発振器による発振繰り返し周波数を所定周波数よりも減
    少させ、前記スキャン移動速度が前記所定速度よりも速
    いときには前記発振繰り返し周波数を前記所定周波数よ
    りも増大させることを特徴とする請求項１から請求項３
    までのいずれかのエキシマレーザビーム照射装置。
  5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記同期移動時に前記
    ワークの厚さが変化する場合、前記ワークの厚さが所定
    厚よりも厚いときには前記エキシマレーザ発振器の発振
    繰り返し周波数を所定周波数よりも増大させ、前記ワー
    クの厚さが前記所定厚よりも薄いときには前記発振繰り
    返し周波数を前記所定周波数よりも減少させることを特
    徴とする請求項１から請求項４までのいずれかのエキシ
    マレーザビーム照射装置。
  6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記同期移動時に前記
    ワークの厚さが変化する場合、前記ワークの厚さが所定
    厚よりも厚いときには前記マスクおよび前記ワークのス
    キャン移動速度を減少させ、前記ワークの厚さが前記所
    定厚よりも薄いときには前記スキャン移動速度を増大さ
    せることを特徴とする請求項１から請求項５までのいず
    れかのエキシマレーザビーム照射装置。
  7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記同期移動時に前記
    ワークの材質が前記エキシマレーザビームの照射領域内
    で変化する場合、前記ワークが比較的加工され易い材質
    のときには前記エキシマレーザ発振器の発振繰り返し周
    波数を所定周波数よりも減少させ、前記ワークが比較的
    加工されにくい材質のときには前記発振繰り返し周波数
    を前記所定周波数よりも増大させることを特徴とする請
    求項１から請求項６までのいずれかのエキシマレーザビ
    ーム照射装置。
  8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記同期移動時に前記
    ワークの材質が前記エキシマレーザビームの照射領域内
    で変化する場合、前記ワークが比較的加工され易い材質
    のときには前記マスクおよび前記ワークのスキャン移動
    速度を増大させ、前記ワークが比較的加工されにくい材
    質のときには前記スキャン移動速度を減少させることを
    特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかのエキ
    シマレーザビーム照射装置。
  9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記エキシマレーザビ
    ームの照射を繰り返す場合、前記マスクおよび前記ワー
    クのスキャン移動方向と前記転写レンズの光軸方向との
    両方に対して直角方向に前記マスクおよび前記ワークを
    ステップ送り移動させ、前記直角方向のステップ送り移
    動量を前記エキシマレーザビームのステップ送り移動方
    向の長さよりも小さく設定したことを特徴とする請求項
    １から請求項８までのいずれかのエキシマレーザビーム
    照射装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記エキシマレーザ
    ビームのパルス間における前記同期移動時の前記マスク
    および前記ワークのスキャン移動量が、前記エキシマレ
    ーザビームの反射移動方向の長さよりも小さくなるよう
    に、前記マスクおよび前記ワークのスキャン移動速度を
    変化させることを特徴とする請求項１から請求項９まで
    のいずれかのエキシマレーザビーム照射装置。
  11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記エキシマレーザ
    ビームのパルス間における前記同期移動時の前記マスク
    および前記ワークのスキャン移動量が、前記エキシマレ
    ーザビームの反射移動方向の長さよりも小さくなるよう
    に、前記エキシマレーザ発振器の発振繰り返し周波数を
    変化させることを特徴とする請求項１から請求項１０ま
    でのいずれかのエキシマレーザビーム照射装置。
  12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記ワークに対する
    照射領域内に照射不要領域が存在する場合、前記照射不
    要領域に対する前記エキシマレーザビームのスキャン移
    動時において前記エキシマレーザ発振器を停止させるこ
    とを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか
    のエキシマレーザビーム照射装置。
  13. 【請求項１３】 前記制御手段により制御されて前記エ
    キシマレーザビームの光路中に選択的に挿入される遮蔽
    板を設け、 前記制御手段は、前記ワークに対する照射領域内に照射
    不要領域が存在する場合に、前記照射不要領域に対する
    前記エキシマレーザビームのスキャン移動時において前
    記光路中に前記遮蔽板を挿入し、前記ワークに前記エキ
    シマレーザビームを照射させないことを特徴とする請求
    項１から請求項１２までのいずれかのエキシマレーザビ
    ーム照射装置。
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