JPH09206974A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH09206974A JPH09206974A JP8037168A JP3716896A JPH09206974A JP H09206974 A JPH09206974 A JP H09206974A JP 8037168 A JP8037168 A JP 8037168A JP 3716896 A JP3716896 A JP 3716896A JP H09206974 A JPH09206974 A JP H09206974A
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- projection mask
- processing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細な加工パターンにしたがって加工基板を
精度良く且つ安価に加工することのできるレーザ加工装
置。 【解決手段】 結像光学系を介して加工基板上に形成さ
れる所定形状の加工ビームに基づいて加工基板を加工す
るレーザ加工装置において、加工基板上に形成される加
工ビームの強度分布を所定の分布に設定するために、照
明光学系の開口数ＮＡc と、結像光学系の投影マスク側
の開口数ＮＡo'との比からなるコヒーレンスファクター
σ＝ＮＡc ／ＮＡo'は、０．４≦σの条件を満足する。
精度良く且つ安価に加工することのできるレーザ加工装
置。 【解決手段】 結像光学系を介して加工基板上に形成さ
れる所定形状の加工ビームに基づいて加工基板を加工す
るレーザ加工装置において、加工基板上に形成される加
工ビームの強度分布を所定の分布に設定するために、照
明光学系の開口数ＮＡc と、結像光学系の投影マスク側
の開口数ＮＡo'との比からなるコヒーレンスファクター
σ＝ＮＡc ／ＮＡo'は、０．４≦σの条件を満足する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工装置に関
し、特にレーザビームの照射によるアブレーション作用
を利用して加工基板を加工する装置に関する。
し、特にレーザビームの照射によるアブレーション作用
を利用して加工基板を加工する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえばポリマー樹脂等からなる
加工基板に所定形状の凹部を形成する場合、対応する所
定形状を有する凸型の金型を用いた射出成形が行われて
いる。
加工基板に所定形状の凹部を形成する場合、対応する所
定形状を有する凸型の金型を用いた射出成形が行われて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の射出成形による
従来技術においては、微細なパターン形状を有する凹部
を形成しようとすると、形成すべき凹部の微細度に応じ
て金型の加工精度も厳密になってしまう。その結果、金
型の製作コストが著しく上昇し、歩留りも悪化するとい
う不都合があった。また、形成すべき凹部のパターン形
状すなわち加工基板の加工形状を変更するには、射出形
成で用いる金型も変更する必要があり、製造コストが上
昇するという不都合もあった。
従来技術においては、微細なパターン形状を有する凹部
を形成しようとすると、形成すべき凹部の微細度に応じ
て金型の加工精度も厳密になってしまう。その結果、金
型の製作コストが著しく上昇し、歩留りも悪化するとい
う不都合があった。また、形成すべき凹部のパターン形
状すなわち加工基板の加工形状を変更するには、射出形
成で用いる金型も変更する必要があり、製造コストが上
昇するという不都合もあった。
【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、微細な加工パターンにしたがって加工基板を
精度良く且つ安価に加工することのできるレーザ加工装
置を提供することを目的とする。
のであり、微細な加工パターンにしたがって加工基板を
精度良く且つ安価に加工することのできるレーザ加工装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、所定形状の開口パターンが形成
された投影マスクをレーザビームで照明するための照明
光学系と、前記投影マスクを介したレーザビームに基づ
いて加工基板上に前記投影マスクの開口パターン像を投
影して、前記加工基板上に所定形状の加工ビームを形成
するための結像光学系とを備え、該結像光学系を介して
前記加工基板上に形成される所定形状の加工ビームに基
づいて、前記加工基板を加工するレーザ加工装置におい
て、前記加工基板上に形成される加工ビームの強度分布
を所定の分布に設定するために、前記照明光学系の開口
数ＮＡc と、前記結像光学系の投影マスク側の開口数Ｎ
Ａo'との比からなるコヒーレンスファクターσ＝ＮＡc
／ＮＡo'は、 ０．４≦σ の条件を満足することを特徴とするレーザ加工装置を提
供する。
に、本発明においては、所定形状の開口パターンが形成
された投影マスクをレーザビームで照明するための照明
光学系と、前記投影マスクを介したレーザビームに基づ
いて加工基板上に前記投影マスクの開口パターン像を投
影して、前記加工基板上に所定形状の加工ビームを形成
するための結像光学系とを備え、該結像光学系を介して
前記加工基板上に形成される所定形状の加工ビームに基
づいて、前記加工基板を加工するレーザ加工装置におい
て、前記加工基板上に形成される加工ビームの強度分布
を所定の分布に設定するために、前記照明光学系の開口
数ＮＡc と、前記結像光学系の投影マスク側の開口数Ｎ
Ａo'との比からなるコヒーレンスファクターσ＝ＮＡc
／ＮＡo'は、 ０．４≦σ の条件を満足することを特徴とするレーザ加工装置を提
供する。
【０００６】本発明の好ましい態様によれば、前記コヒ
ーレンスファクターσは、０．６≦σ≦１の条件を満足
する。また、前記投影マスクの開口パターンは、前記レ
ーザビームを透過させる透過部を有し、前記レーザビー
ムに対する前記透過部の透過率は、前記透過部の面内に
おいて所定の分布にしたがって変化していることが好ま
しい。
ーレンスファクターσは、０．６≦σ≦１の条件を満足
する。また、前記投影マスクの開口パターンは、前記レ
ーザビームを透過させる透過部を有し、前記レーザビー
ムに対する前記透過部の透過率は、前記透過部の面内に
おいて所定の分布にしたがって変化していることが好ま
しい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下の実施例において詳述するよ
うに、結像光学系により加工基板上に投影される投影マ
スクの開口パターン像の光強度分布（加工基板上に形成
される所定形状の加工ビームの強度分布）は、照明光学
系の開口数ＮＡc と結像光学系の投影マスク側の開口数
ＮＡo'との比からなるコヒーレンスファクターσ＝ＮＡ
c ／ＮＡo'の値に応じて変化する。すなわち、σ＝０．
２の場合には、開口パターン像の光強度分布においてオ
ーバーシュートが大きく発生するが、コヒーレンスファ
クターσの値が大きくなるにしたがってオーバーシュー
ト量が小さくなる。
うに、結像光学系により加工基板上に投影される投影マ
スクの開口パターン像の光強度分布（加工基板上に形成
される所定形状の加工ビームの強度分布）は、照明光学
系の開口数ＮＡc と結像光学系の投影マスク側の開口数
ＮＡo'との比からなるコヒーレンスファクターσ＝ＮＡ
c ／ＮＡo'の値に応じて変化する。すなわち、σ＝０．
２の場合には、開口パターン像の光強度分布においてオ
ーバーシュートが大きく発生するが、コヒーレンスファ
クターσの値が大きくなるにしたがってオーバーシュー
ト量が小さくなる。
【０００８】そこで、本発明においては、コヒーレンス
ファクターσが０．４≦σの条件を満足するように照明
光学系および結像光学系を構成することによって、加工
基板上に形成される加工ビームの強度分布を所定の分布
に設定している。すなわち、オーバーシュート量を十分
小さくし、レーザ加工によって加工基板に形成される凹
部の底面の平坦性を確保している。また、さらに良好な
平坦性を確保するとともに光量損失を回避するには、コ
ヒーレンスファクターσが０．６≦σ≦１の条件を満足
するのが好ましい。さらに、投影マスクにおいてレーザ
ビームを透過させる透過部の透過率を透過部の面内にお
いて所定の分布で変化させることにより、底面が傾斜を
有する凹部を形成することもできる。
ファクターσが０．４≦σの条件を満足するように照明
光学系および結像光学系を構成することによって、加工
基板上に形成される加工ビームの強度分布を所定の分布
に設定している。すなわち、オーバーシュート量を十分
小さくし、レーザ加工によって加工基板に形成される凹
部の底面の平坦性を確保している。また、さらに良好な
平坦性を確保するとともに光量損失を回避するには、コ
ヒーレンスファクターσが０．６≦σ≦１の条件を満足
するのが好ましい。さらに、投影マスクにおいてレーザ
ビームを透過させる透過部の透過率を透過部の面内にお
いて所定の分布で変化させることにより、底面が傾斜を
有する凹部を形成することもできる。
【０００９】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照
して説明する。図１は、本発明の実施例にかかるレーザ
加工装置の構成を概略的に示す図である。図１のレーザ
加工装置は、例えばエキシマレーザビームのような紫外
光を発するレーザ発振器１０を備えている。レーザ発振
器１０から射出されたレーザビーム３０は、ビーム整形
光学系ＢＦに入射する。
して説明する。図１は、本発明の実施例にかかるレーザ
加工装置の構成を概略的に示す図である。図１のレーザ
加工装置は、例えばエキシマレーザビームのような紫外
光を発するレーザ発振器１０を備えている。レーザ発振
器１０から射出されたレーザビーム３０は、ビーム整形
光学系ＢＦに入射する。
【００１０】ビーム整形光学系ＢＦは、たとえば、図１
の紙面内において正屈折力を有し且つ紙面に垂直な面内
において屈折力を有しない一対のシリンドリカルレンズ
１１および１２で構成されている。したがって、ビーム
整形光学系ＢＦに入射したレーザビーム３０は、図１の
紙面内においてビームサイズが拡大され、紙面に垂直な
面内においてビームサイズがそのまま保持され、所望の
ビーム形状に整形されたレーザビーム３１となってホモ
ジナイザーＨＮに入射する。
の紙面内において正屈折力を有し且つ紙面に垂直な面内
において屈折力を有しない一対のシリンドリカルレンズ
１１および１２で構成されている。したがって、ビーム
整形光学系ＢＦに入射したレーザビーム３０は、図１の
紙面内においてビームサイズが拡大され、紙面に垂直な
面内においてビームサイズがそのまま保持され、所望の
ビーム形状に整形されたレーザビーム３１となってホモ
ジナイザーＨＮに入射する。
【００１１】ホモジナイザーＨＮは、例えば、光軸ＡＸ
に平行な長手方向軸線を有する多数のレンズエレメント
により構成されたフライアイレンズ１３である。フライ
アイレンズ１３に入射したレーザビーム３１は、光軸Ａ
Ｘに垂直な面内において二元的に分割され、各レンズエ
レメントの焦点面ＳＳに多数の光源像を形成する。すな
わち、焦点面ＳＳには、フライアイレンズ１３を構成す
るレンズエレメントの個数だけ光源像（二次光源）が形
成される。
に平行な長手方向軸線を有する多数のレンズエレメント
により構成されたフライアイレンズ１３である。フライ
アイレンズ１３に入射したレーザビーム３１は、光軸Ａ
Ｘに垂直な面内において二元的に分割され、各レンズエ
レメントの焦点面ＳＳに多数の光源像を形成する。すな
わち、焦点面ＳＳには、フライアイレンズ１３を構成す
るレンズエレメントの個数だけ光源像（二次光源）が形
成される。
【００１２】二次光源を形成する多数の光源像のうちの
１つの光源像からのレーザビーム３２に着目すると、レ
ーザビーム３２は、二次光源からの光束を制限する開口
絞りＳを介した後、コンデンサーレンズ１４に入射す
る。レーザビーム３２は、コンデンサーレンズ１４で屈
折されてレーザビーム３３となり、投影マスク１５を照
明する。投影マスク１５には、レーザビームを透過させ
る透過部とレーザビームを遮光する遮光部とにより所定
の開口パターンが形成されている。
１つの光源像からのレーザビーム３２に着目すると、レ
ーザビーム３２は、二次光源からの光束を制限する開口
絞りＳを介した後、コンデンサーレンズ１４に入射す
る。レーザビーム３２は、コンデンサーレンズ１４で屈
折されてレーザビーム３３となり、投影マスク１５を照
明する。投影マスク１５には、レーザビームを透過させ
る透過部とレーザビームを遮光する遮光部とにより所定
の開口パターンが形成されている。
【００１３】なお、投影マスク１５は、コンデンサーレ
ンズ１４のほぼ後側焦点位置に位置決めされている。ま
た、焦点面ＳＳは、コンデンサーレンズ１４の前側焦点
面とほぼ一致するように構成されている。したがって、
コンデンサーレンズ１４から射出されたレーザビーム３
３は、平行光束となって投影マスク１５を照明する。ま
た、焦点面ＳＳ上に形成された他の光源像からのレーザ
ビームも、コンデンサーレンズ１４を介して平行光束と
なり、投影マスク１５を重畳的に均一照明する。このよ
うに、レーザ発振器１０、ビーム整形光学系ＢＦ、フラ
イアイレンズ１３、開口絞りＳ、およびコンデンサーレ
ンズ１４は、投影マスク１５を重畳的に均一照明するた
めの照明光学系ＩＬを構成している。
ンズ１４のほぼ後側焦点位置に位置決めされている。ま
た、焦点面ＳＳは、コンデンサーレンズ１４の前側焦点
面とほぼ一致するように構成されている。したがって、
コンデンサーレンズ１４から射出されたレーザビーム３
３は、平行光束となって投影マスク１５を照明する。ま
た、焦点面ＳＳ上に形成された他の光源像からのレーザ
ビームも、コンデンサーレンズ１４を介して平行光束と
なり、投影マスク１５を重畳的に均一照明する。このよ
うに、レーザ発振器１０、ビーム整形光学系ＢＦ、フラ
イアイレンズ１３、開口絞りＳ、およびコンデンサーレ
ンズ１４は、投影マスク１５を重畳的に均一照明するた
めの照明光学系ＩＬを構成している。
【００１４】さらに、投影マスク１５を照明するレーザ
ビーム３３のうち投影マスク１５の透過部を透過したレ
ーザビーム３４は、結像光学系ＯＳの部分系１６に入射
する。レーザビーム３４は、部分系１６で屈折されてレ
ーザビーム３５となり、結像光学系ＯＳ（１６、１８）
の入射瞳面位置に設けられた開口絞り１７の位置に結像
する。すなわち、ホモジナイザーＨＮにより焦点面ＳＳ
上に形成された二次光源からの光は、コンデンサーレン
ズ１４と結像光学系ＯＳの部分系１６とにより、開口絞
り１７の位置に再結像することになる。
ビーム３３のうち投影マスク１５の透過部を透過したレ
ーザビーム３４は、結像光学系ＯＳの部分系１６に入射
する。レーザビーム３４は、部分系１６で屈折されてレ
ーザビーム３５となり、結像光学系ＯＳ（１６、１８）
の入射瞳面位置に設けられた開口絞り１７の位置に結像
する。すなわち、ホモジナイザーＨＮにより焦点面ＳＳ
上に形成された二次光源からの光は、コンデンサーレン
ズ１４と結像光学系ＯＳの部分系１６とにより、開口絞
り１７の位置に再結像することになる。
【００１５】次に、投影マスク１５から射出された別の
レーザビーム４０（図中破線で示す）に着目する。レー
ザビーム４０は、投影マスク１５の透過部を透過する光
および透過部で回折される光であり、結像光学系ＯＳの
部分系１６で屈折されてレーザビーム４１となる。レー
ザビーム４１は、結像光学系ＯＳの開口数を規定する開
口絞り１７により通過光束が制限された後、結像光学系
ＯＳの部分系１８に入射する。レーザビーム４１は、部
分系１８で屈折されてレーザビーム４２となり、例えば
ポリイミドのようなポリマー樹脂等からなる加工基板１
９上に結像する。すなわち、加工すべき加工基板１９上
には、投影マスク１５の開口パターンの像が投影され
る。
レーザビーム４０（図中破線で示す）に着目する。レー
ザビーム４０は、投影マスク１５の透過部を透過する光
および透過部で回折される光であり、結像光学系ＯＳの
部分系１６で屈折されてレーザビーム４１となる。レー
ザビーム４１は、結像光学系ＯＳの開口数を規定する開
口絞り１７により通過光束が制限された後、結像光学系
ＯＳの部分系１８に入射する。レーザビーム４１は、部
分系１８で屈折されてレーザビーム４２となり、例えば
ポリイミドのようなポリマー樹脂等からなる加工基板１
９上に結像する。すなわち、加工すべき加工基板１９上
には、投影マスク１５の開口パターンの像が投影され
る。
【００１６】こうして、加工基板１９上には、投影マス
ク１５の開口パターンに応じた所定形状の加工ビームが
形成され、加工ビームによるアブレーション作用によっ
て所定形状を有する凹部が形成される。換言すれば、加
工基板１９にレーザ加工を施す場合、形成すべき凹部の
形状に対応した開口パターンを有する投影マスク１５を
用いれば良いことになる。
ク１５の開口パターンに応じた所定形状の加工ビームが
形成され、加工ビームによるアブレーション作用によっ
て所定形状を有する凹部が形成される。換言すれば、加
工基板１９にレーザ加工を施す場合、形成すべき凹部の
形状に対応した開口パターンを有する投影マスク１５を
用いれば良いことになる。
【００１７】本実施例のレーザ加工装置は、例えばイン
クジェットプリンターのヘッド部において、インク溜め
から吐出ノズルまでインクを導くための溝状構造を有す
る液路を形成するのに使用することができる。なお、上
述の液路のレーザ加工において重要なことは、液路の底
面がほぼ平坦に形成されることである。さらに、インク
ジェットプリンターのヘッド部では、底面が平坦で且つ
所定の傾斜を有する液路を形成することが望まれること
もある。
クジェットプリンターのヘッド部において、インク溜め
から吐出ノズルまでインクを導くための溝状構造を有す
る液路を形成するのに使用することができる。なお、上
述の液路のレーザ加工において重要なことは、液路の底
面がほぼ平坦に形成されることである。さらに、インク
ジェットプリンターのヘッド部では、底面が平坦で且つ
所定の傾斜を有する液路を形成することが望まれること
もある。
【００１８】なお、照明光学系ＩＬの開口数をＮＡc と
し、結像光学系ＯＳ（１６、１８）の物体側（投影マス
ク１５側）の開口数をＮＡo'とするとき、コヒーレンス
ファクターσは、次の式（１）で表される。 σ＝ＮＡc ／ＮＡo' （１） すなわち、コヒーレンスファクターσは、瞳面に投影さ
れた二次光源の径と結像光学系ＯＳの瞳径との比であ
る。
し、結像光学系ＯＳ（１６、１８）の物体側（投影マス
ク１５側）の開口数をＮＡo'とするとき、コヒーレンス
ファクターσは、次の式（１）で表される。 σ＝ＮＡc ／ＮＡo' （１） すなわち、コヒーレンスファクターσは、瞳面に投影さ
れた二次光源の径と結像光学系ＯＳの瞳径との比であ
る。
【００１９】以下、図２〜図４を参照して、結像光学系
ＯＳ（１６、１８）により加工基板１９上に投影される
投影マスク１５の開口パターン像の光強度分布（加工基
板１９上に形成される加工ビームの強度分布）がコヒー
レンスファクターσの値に応じて変化する様子を説明す
る。図２は、σ＝０．２の場合の加工基板１９上におけ
る開口パターン像の光強度分布を示す図である。図２に
おいて、実線は開口パターン像の実際の光強度分布を、
破線は投影マスク１５の開口パターンを構成する透過部
の透過率に対応する理想の光強度分布をそれぞれ示して
いる。
ＯＳ（１６、１８）により加工基板１９上に投影される
投影マスク１５の開口パターン像の光強度分布（加工基
板１９上に形成される加工ビームの強度分布）がコヒー
レンスファクターσの値に応じて変化する様子を説明す
る。図２は、σ＝０．２の場合の加工基板１９上におけ
る開口パターン像の光強度分布を示す図である。図２に
おいて、実線は開口パターン像の実際の光強度分布を、
破線は投影マスク１５の開口パターンを構成する透過部
の透過率に対応する理想の光強度分布をそれぞれ示して
いる。
【００２０】図２に示すように、σ＝０．２の場合、開
口パターン像の実際の光強度分布の肩の部分において、
オーバーシュート（光強度が１よりも大きくなること）
がかなり大きく発生しているのがわかる。図３および図
４は、それぞれσ＝０．５およびσ＝０．７の場合の開
口パターン像の光強度分布を示す図である。図２〜図４
を比較参照すると、コヒーレンスファクターσの値が大
きくなるにしたがって、オーバーシュート量が小さくな
っていることがわかる。
口パターン像の実際の光強度分布の肩の部分において、
オーバーシュート（光強度が１よりも大きくなること）
がかなり大きく発生しているのがわかる。図３および図
４は、それぞれσ＝０．５およびσ＝０．７の場合の開
口パターン像の光強度分布を示す図である。図２〜図４
を比較参照すると、コヒーレンスファクターσの値が大
きくなるにしたがって、オーバーシュート量が小さくな
っていることがわかる。
【００２１】図５および図６は、レーザ加工により加工
基板１９上に形成される凹部の断面形状がコヒーレンス
ファクターσの値に応じて変化する様子を説明する図で
ある。そして、図５ではコヒーレンスファクターσが
０．４以上である場合に形成される凹部の断面形状を、
図６ではコヒーレンスファクターσが０．２である場合
に形成される凹部の断面形状をそれぞれ模式的に示して
いる。なお、図５および図６において、（ｂ）は、
（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。
基板１９上に形成される凹部の断面形状がコヒーレンス
ファクターσの値に応じて変化する様子を説明する図で
ある。そして、図５ではコヒーレンスファクターσが
０．４以上である場合に形成される凹部の断面形状を、
図６ではコヒーレンスファクターσが０．２である場合
に形成される凹部の断面形状をそれぞれ模式的に示して
いる。なお、図５および図６において、（ｂ）は、
（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。
【００２２】図５に示すように、コヒーレンスファクタ
ーσが０．４以上である場合、レーザ加工により凹部２
０の底面ＢＴ４がほぼ平坦に形成されることがわかる。
一方、図６に示すように、コヒーレンスファクターσが
０．２である場合、レーザ加工により凹部２０の底面Ｂ
Ｔ４が平坦に形成されないことがわかる。すなわち、図
６（ｂ）に示すように、開口パターン像の光強度分布に
おけるオーバーシュートに起因して、底面ＢＴ４の中央
部分よりも壁面に沿った両側部分においてレーザ加工が
強く作用し、切り欠き部が形成されるのがわかる。
ーσが０．４以上である場合、レーザ加工により凹部２
０の底面ＢＴ４がほぼ平坦に形成されることがわかる。
一方、図６に示すように、コヒーレンスファクターσが
０．２である場合、レーザ加工により凹部２０の底面Ｂ
Ｔ４が平坦に形成されないことがわかる。すなわち、図
６（ｂ）に示すように、開口パターン像の光強度分布に
おけるオーバーシュートに起因して、底面ＢＴ４の中央
部分よりも壁面に沿った両側部分においてレーザ加工が
強く作用し、切り欠き部が形成されるのがわかる。
【００２３】インクジェットプリンターのヘッド部分に
おいてインク溜からノズル部にインクを導くための液路
の底面が図６の凹部２０の底面ＢＴ４のように形成され
た場合、インクの流れが円滑にはならず不都合が生じ
る。したがって、本発明においては、加工基板上に形成
される加工ビームの強度分布を所定の分布に設定するた
めに、コヒーレンスファクターσ＝ＮＡc ／ＮＡo'は、
以下の条件式（２）を満足する。 ０．４≦σ （２）
おいてインク溜からノズル部にインクを導くための液路
の底面が図６の凹部２０の底面ＢＴ４のように形成され
た場合、インクの流れが円滑にはならず不都合が生じ
る。したがって、本発明においては、加工基板上に形成
される加工ビームの強度分布を所定の分布に設定するた
めに、コヒーレンスファクターσ＝ＮＡc ／ＮＡo'は、
以下の条件式（２）を満足する。 ０．４≦σ （２）
【００２４】なお、レーザ加工により形成される凹部２
０の底面ＢＴ４の平坦性をさらに高めるには、コヒーレ
ンスファクターσを０．６以上に設定することが望まし
い。また、光量損失を回避するには、コヒーレンスファ
クターσを１．０以下に設定することが望ましい。すな
わち、コヒーレンスファクターσは、次の条件式（３）
を満足することが望ましい。 ０．６≦σ≦１ （３）
０の底面ＢＴ４の平坦性をさらに高めるには、コヒーレ
ンスファクターσを０．６以上に設定することが望まし
い。また、光量損失を回避するには、コヒーレンスファ
クターσを１．０以下に設定することが望ましい。すな
わち、コヒーレンスファクターσは、次の条件式（３）
を満足することが望ましい。 ０．６≦σ≦１ （３）
【００２５】図７は、底面が傾斜を有する凹部をレーザ
加工する変形例を説明する図であって、（ａ）は投影マ
スク１５の透過部ＡＰ１５の構成を、（ｂ）は透過部Ａ
Ｐ１５の透過率変化を、（ｃ）はレーザ加工により形成
された凹部２０の断面形状をそれぞれ示している。な
お、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った透過率分布を
示し、（ｃ）は（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面を示し
ている。また、投影マスク１５を照明する照明光学系Ｉ
Ｌの開口数ＮＡc と結像光学系ＯＳの投影マスク１５側
の開口数ＮＡo'との関係は、条件式（２）を満たしてい
るものとする。
加工する変形例を説明する図であって、（ａ）は投影マ
スク１５の透過部ＡＰ１５の構成を、（ｂ）は透過部Ａ
Ｐ１５の透過率変化を、（ｃ）はレーザ加工により形成
された凹部２０の断面形状をそれぞれ示している。な
お、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った透過率分布を
示し、（ｃ）は（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面を示し
ている。また、投影マスク１５を照明する照明光学系Ｉ
Ｌの開口数ＮＡc と結像光学系ＯＳの投影マスク１５側
の開口数ＮＡo'との関係は、条件式（２）を満たしてい
るものとする。
【００２６】図７（ａ）に示すように、投影マスク１５
は例えば透明なガラス基板からなり、投影マスク１５に
はレーザビームが透過する透過部ＡＰ１５とレーザビー
ムが遮光される遮光部ＯＢ１５（図中斜線で示す）とが
設けられている。そして、透過部ＡＰ１５内には、結像
光学系ＯＳの解像度よりも小さなサイズを有し且つレー
ザビームを遮光する微小な遮蔽部ＤＴ１５がランダムに
多数配置されている。遮蔽部ＤＴ１５は、投影マスク１
５上に蒸着された金属薄膜（例えばニッケルの蒸着膜）
である。
は例えば透明なガラス基板からなり、投影マスク１５に
はレーザビームが透過する透過部ＡＰ１５とレーザビー
ムが遮光される遮光部ＯＢ１５（図中斜線で示す）とが
設けられている。そして、透過部ＡＰ１５内には、結像
光学系ＯＳの解像度よりも小さなサイズを有し且つレー
ザビームを遮光する微小な遮蔽部ＤＴ１５がランダムに
多数配置されている。遮蔽部ＤＴ１５は、投影マスク１
５上に蒸着された金属薄膜（例えばニッケルの蒸着膜）
である。
【００２７】こうして、図７（ｂ）に示すように、透過
部ＡＰ１５の線Ａ−Ａ’に沿った透過率分布は所定の傾
きを有する。そして、図７（ａ）の投影マスク１５を用
いてレーザ加工を行うと、図７（ｃ）に示すように、加
工基板１９には、透過部ＡＰ１５の透過率分布の傾きに
応じて、底面ＢＴ８が所定の傾斜を有する凹部２０が形
成される。例えばインクジェットプリンターのヘッド部
分においてインク溜からノズル（インク吐出穴部）にイ
ンクを導くための液路に図７の変形例を適用した場合、
レーザ加工により形成される液路の底面をインク溜から
ノズル部分に向かって所望の角度で傾斜させることがで
きる。その結果、インクの流れ易い液路を実現すること
ができる。
部ＡＰ１５の線Ａ−Ａ’に沿った透過率分布は所定の傾
きを有する。そして、図７（ａ）の投影マスク１５を用
いてレーザ加工を行うと、図７（ｃ）に示すように、加
工基板１９には、透過部ＡＰ１５の透過率分布の傾きに
応じて、底面ＢＴ８が所定の傾斜を有する凹部２０が形
成される。例えばインクジェットプリンターのヘッド部
分においてインク溜からノズル（インク吐出穴部）にイ
ンクを導くための液路に図７の変形例を適用した場合、
レーザ加工により形成される液路の底面をインク溜から
ノズル部分に向かって所望の角度で傾斜させることがで
きる。その結果、インクの流れ易い液路を実現すること
ができる。
【００２８】図８は、照明光学系ＩＬおよび結像光学系
ＯＳが本発明の条件式（２）を満足しない場合に底面が
平坦な凹部を形成するための変形例を説明する図であっ
て、（ａ）は投影マスク１５の透過部ＡＰ１５の構成
を、（ｂ）は透過部ＡＰ１５の透過率変化を、（ｃ）は
レーザ加工により形成された凹部２０の断面形状をそれ
ぞれ示している。
ＯＳが本発明の条件式（２）を満足しない場合に底面が
平坦な凹部を形成するための変形例を説明する図であっ
て、（ａ）は投影マスク１５の透過部ＡＰ１５の構成
を、（ｂ）は透過部ＡＰ１５の透過率変化を、（ｃ）は
レーザ加工により形成された凹部２０の断面形状をそれ
ぞれ示している。
【００２９】前述の図６（ｂ）に示すように、投影マス
ク１５の透過部の透過率がその全面に亘って一律である
場合、レーザ加工によって形成される凹部の底面は平坦
にはならない。そこで、図８の変形例では、図８（ａ）
に示すように、投影マスク１５の透過部ＡＰ１５を、透
過率が互いに異なる４つの部分領域ＣＭ１〜ＣＭ４で構
成している。なお、図８（ｂ）に示すように、各部分領
域ＣＭ１〜ＣＭ４は、それぞれ各領域に亘って一定の透
過率ＩＳ１〜ＩＳ４を有する。
ク１５の透過部の透過率がその全面に亘って一律である
場合、レーザ加工によって形成される凹部の底面は平坦
にはならない。そこで、図８の変形例では、図８（ａ）
に示すように、投影マスク１５の透過部ＡＰ１５を、透
過率が互いに異なる４つの部分領域ＣＭ１〜ＣＭ４で構
成している。なお、図８（ｂ）に示すように、各部分領
域ＣＭ１〜ＣＭ４は、それぞれ各領域に亘って一定の透
過率ＩＳ１〜ＩＳ４を有する。
【００３０】図８（ｂ）に示す透過部ＡＰ１５の透過率
分布は、図２において実線で示す光強度分布が加工基板
１９上においてほぼ一定になるように規定されている。
したがって、図８（ａ）の投影マスク１５を用いてレー
ザ加工を行うと、図８（ｃ）に示すように、加工基板１
９にはほぼ平坦な底面ＢＴ９を有する凹部２０が形成さ
れる。すなわち、図８の変形例によれば、照明光学系Ｉ
Ｌおよび結像光学系ＯＳが本発明の条件式（２）を満足
しない場合にも、所定の透過率分布を有する透過部を介
してレーザ加工を行うことにより、ほぼ平坦な底面を有
する凹部をレーザ加工により形成することが可能にな
る。
分布は、図２において実線で示す光強度分布が加工基板
１９上においてほぼ一定になるように規定されている。
したがって、図８（ａ）の投影マスク１５を用いてレー
ザ加工を行うと、図８（ｃ）に示すように、加工基板１
９にはほぼ平坦な底面ＢＴ９を有する凹部２０が形成さ
れる。すなわち、図８の変形例によれば、照明光学系Ｉ
Ｌおよび結像光学系ＯＳが本発明の条件式（２）を満足
しない場合にも、所定の透過率分布を有する透過部を介
してレーザ加工を行うことにより、ほぼ平坦な底面を有
する凹部をレーザ加工により形成することが可能にな
る。
【００３１】なお、上述の実施例では、エキシマレーザ
ビームを用いて加工基板の加工を行っているが、他の適
当な紫外光を用いてレーザ加工することもできる。ま
た、上述の実施例では、加工基板に所定形状を有する凹
部を形成しているが、加工基板に所定形状の貫通孔を形
成するのに本発明を適用することもできる。
ビームを用いて加工基板の加工を行っているが、他の適
当な紫外光を用いてレーザ加工することもできる。ま
た、上述の実施例では、加工基板に所定形状を有する凹
部を形成しているが、加工基板に所定形状の貫通孔を形
成するのに本発明を適用することもできる。
【００３２】
【効果】以上説明したように、本発明のレーザ加工装置
によれば、微細な加工パターンにしたがって加工基板を
精度良く且つ安価に加工することができる。
によれば、微細な加工パターンにしたがって加工基板を
精度良く且つ安価に加工することができる。
【図１】本発明の実施例にかかるレーザ加工装置の構成
を概略的に示す図である。
を概略的に示す図である。
【図２】結像光学系ＯＳ（１６、１８）により加工基板
１９上に投影される投影マスク１５の開口パターン像の
光強度分布がコヒーレンスファクターσの値に応じて変
化する様子を説明する図であって、σ＝０．２の場合の
加工基板１９上における開口パターン像の光強度分布を
示す図である。
１９上に投影される投影マスク１５の開口パターン像の
光強度分布がコヒーレンスファクターσの値に応じて変
化する様子を説明する図であって、σ＝０．２の場合の
加工基板１９上における開口パターン像の光強度分布を
示す図である。
【図３】結像光学系ＯＳ（１６、１８）により加工基板
１９上に投影される投影マスク１５の開口パターン像の
光強度分布がコヒーレンスファクターσの値に応じて変
化する様子を説明する図であって、σ＝０．５の場合の
開口パターン像の光強度分布を示す図である。
１９上に投影される投影マスク１５の開口パターン像の
光強度分布がコヒーレンスファクターσの値に応じて変
化する様子を説明する図であって、σ＝０．５の場合の
開口パターン像の光強度分布を示す図である。
【図４】結像光学系ＯＳ（１６、１８）により加工基板
１９上に投影される投影マスク１５の開口パターン像の
光強度分布がコヒーレンスファクターσの値に応じて変
化する様子を説明する図であって、σ＝０．７の場合の
開口パターン像の光強度分布を示す図である。
１９上に投影される投影マスク１５の開口パターン像の
光強度分布がコヒーレンスファクターσの値に応じて変
化する様子を説明する図であって、σ＝０．７の場合の
開口パターン像の光強度分布を示す図である。
【図５】加工基板１９に形成される凹部の断面形状がコ
ヒーレンスファクターσの値に応じて変化する様子を説
明する図であって、コヒーレンスファクターσが０．４
以上である場合に形成される凹部の断面形状を模式的に
示している。
ヒーレンスファクターσの値に応じて変化する様子を説
明する図であって、コヒーレンスファクターσが０．４
以上である場合に形成される凹部の断面形状を模式的に
示している。
【図６】加工基板１９に形成される凹部の断面形状がコ
ヒーレンスファクターσの値に応じて変化する様子を説
明する図であって、コヒーレンスファクターσが０．２
である場合に形成される凹部の断面形状を模式的に示し
ている。
ヒーレンスファクターσの値に応じて変化する様子を説
明する図であって、コヒーレンスファクターσが０．２
である場合に形成される凹部の断面形状を模式的に示し
ている。
【図７】底面が傾斜を有する凹部をレーザ加工する変形
例を説明する図であって、（ａ）は投影マスク１５の透
過部ＡＰ１５の構成を、（ｂ）は透過部ＡＰ１５の透過
率変化を、（ｃ）はレーザ加工により形成された凹部２
０の断面形状をそれぞれ示している。
例を説明する図であって、（ａ）は投影マスク１５の透
過部ＡＰ１５の構成を、（ｂ）は透過部ＡＰ１５の透過
率変化を、（ｃ）はレーザ加工により形成された凹部２
０の断面形状をそれぞれ示している。
【図８】照明光学系ＩＬおよび結像光学系ＯＳが本発明
の条件式（２）を満足しない場合に底面が平坦な凹部を
形成するための変形例を説明する図であって、（ａ）は
投影マスク１５の透過部ＡＰ１５の構成を、（ｂ）は透
過部ＡＰ１５の透過率変化を、（ｃ）はレーザ加工によ
り形成された凹部２０の断面形状をそれぞれ示してい
る。
の条件式（２）を満足しない場合に底面が平坦な凹部を
形成するための変形例を説明する図であって、（ａ）は
投影マスク１５の透過部ＡＰ１５の構成を、（ｂ）は透
過部ＡＰ１５の透過率変化を、（ｃ）はレーザ加工によ
り形成された凹部２０の断面形状をそれぞれ示してい
る。
１０ レーザ発振器 ＢＦ ビーム整形光学系 ＨＮ ホモジナイザー １３ フライアイレンズ Ｓ 開口絞り １４ コンデンサーレンズ １５ 投影マスク ＩＬ 照明光学系 ＯＳ 結像光学系 １６、１８ 部分系 １７ 開口絞り １９ 加工基板 ２０ 凹部
Claims (3)
- 【請求項１】 所定形状の開口パターンが形成された投
影マスクをレーザビームで照明するための照明光学系
と、前記投影マスクを介したレーザビームに基づいて加
工基板上に前記投影マスクの開口パターン像を投影し
て、前記加工基板上に所定形状の加工ビームを形成する
ための結像光学系とを備え、該結像光学系を介して前記
加工基板上に形成される所定形状の加工ビームに基づい
て、前記加工基板を加工するレーザ加工装置において、 前記加工基板上に形成される加工ビームの強度分布を所
定の分布に設定するために、前記照明光学系の開口数Ｎ
Ａc と、前記結像光学系の投影マスク側の開口数ＮＡo'
との比からなるコヒーレンスファクターσ＝ＮＡc ／Ｎ
Ａo'は、 ０．４≦σ の条件を満足することを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記コヒーレンスファクターσは、 ０．６≦σ≦１ の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザ加工装置。 - 【請求項３】 前記投影マスクの開口パターンは、前記
レーザビームを透過させる透過部を有し、 前記レーザビームに対する前記透過部の透過率は、前記
透過部の面内において所定の分布にしたがって変化して
いることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ
加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8037168A JPH09206974A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8037168A JPH09206974A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09206974A true JPH09206974A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=12490077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8037168A Pending JPH09206974A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09206974A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003151903A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sharp Corp | 半導体薄膜の製造装置およびその製造方法ならびに表示装置 |
| US6570124B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-05-27 | Sharp Kk | Laser processing method |
| JP2010188418A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-09-02 | Dainippon Printing Co Ltd | テーパ穴形成装置、およびテーパ穴形成装置で用いられる振幅変調マスクまたは位相変調マスク |
| KR101533130B1 (ko) * | 2007-11-19 | 2015-07-01 | 코히런트 게엠바하 | 균질화된 라이트 빔을 형성하는 장치 및 방법 |
| JP2018158360A (ja) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP2020110810A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | 本田技研工業株式会社 | 表面改質方法、鋳造用金型の製造方法及び鋳造用金型 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP8037168A patent/JPH09206974A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570124B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-05-27 | Sharp Kk | Laser processing method |
| JP2003151903A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sharp Corp | 半導体薄膜の製造装置およびその製造方法ならびに表示装置 |
| JP4651249B2 (ja) * | 2001-11-09 | 2011-03-16 | シャープ株式会社 | 半導体薄膜の製造装置およびその製造方法ならびに表示装置 |
| KR101533130B1 (ko) * | 2007-11-19 | 2015-07-01 | 코히런트 게엠바하 | 균질화된 라이트 빔을 형성하는 장치 및 방법 |
| JP2010188418A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-09-02 | Dainippon Printing Co Ltd | テーパ穴形成装置、およびテーパ穴形成装置で用いられる振幅変調マスクまたは位相変調マスク |
| JP2018158360A (ja) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP2020110810A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | 本田技研工業株式会社 | 表面改質方法、鋳造用金型の製造方法及び鋳造用金型 |
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